西北工业大学机械设计作业集第五版答案

西北工业大学机械设计作业集第五版答案一、选择题（每题3分，共15分）。1.下列哪种材料最适合用于制造承受较大冲击载荷的齿轮？（）。A.45钢B.20CrMnTiC.HT200D.ZCuSn10P1。2.普通平键连接的主要失效形式是（）。A.键被剪断B.工作面被压溃C.键被弯断D.键与轮毂间相对滑动。3.带传动中，小带轮直径的选取主要取决于（）。A.带的型号B.传动比C.传递功率D.带的线速度。4.滚动轴承的基本额定动载荷是指（）。A.轴承能承受的最大载荷。B.轴承能承受的最小载荷。C.使轴承的基本额定寿命为10^6转时，轴承所能承受的载荷。D.一批同型号轴承进行试验，能使90%的轴承不发生疲劳点蚀的最大载荷。5.在设计V带传动时，选取小带轮基准直径d1≥dmin，其主要目的是（）。A.防止带的弯曲应力过大B.增大带轮包角。C.保证带与带轮接触面间有足够摩擦力D.限制带传动的速度。二、填空题（每题3分，共15分）。1.螺纹连接防松的实质是____________________。2.链传动的主要失效形式有____________________、____________________等。3.齿轮传动的五种主要失效形式是____________________、____________________、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断。4.设计滑动轴承时，为了保证轴承的正常工作，应进行____________________、____________________和热平衡计算。5.联轴器和离合器的主要区别是：联轴器在工作时____________________，而离合器在工作时____________________。三、简答题（每题10分，共30分）。1.简述带传动的工作原理及特点。2.简述滚动轴承的基本结构及各部分的作用。3.简述轴的结构设计原则。四、计算题（每题20分，共40分）。1.已知一标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮转速n1=960r/min，传动比i=3，模数m=4mm，齿数z1=20。试求：从动轮转速n2、齿数z2；两轮的分度圆直径d1、d2，齿顶圆直径da1、da2，齿根圆直径df1、df2。2.一普通螺栓连接，已知预紧力F0=10000N，工作拉力F=5000N，螺栓的相对刚度Cb/(Cb+Cm)=0.2。试求：螺栓所受的总拉力F2；残余预紧力F1。答案与解析。一、选择题。1.答案：B。解析：20CrMnTi是渗碳钢，经渗碳淬火后表面硬度高、耐磨性好，心部韧性好，适合制造承受较大冲击载荷的齿轮。45钢常用于一般齿轮；HT200是灰铸铁，主要用于制造承受静载荷的齿轮；ZCuSn10P1是锡青铜，常用于制造在润滑条件差的低速重载齿轮。2.答案：B。解析：普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，因为键的材料一般比轮毂和轴的材料弱，在传递转矩时，键的工作面易被压溃。3.答案：A。解析：小带轮直径的选取主要取决于带的型号，不同型号的带都有规定的最小带轮直径，以保证带的弯曲应力在允许范围内。4.答案：C。解析：滚动轴承的基本额定动载荷是指使轴承的基本额定寿命为10^6转时，轴承所能承受的载荷。5.答案：A。解析：选取小带轮基准直径d1≥dmin，主要目的是防止带的弯曲应力过大，因为带轮直径越小，带的弯曲应力越大。二、填空题。1.答案：防止螺纹副间的相对转动。2.答案：链板疲劳破坏；滚子、套筒的冲击疲劳破坏；销轴与套筒的胶合；链条铰链磨损；过载拉断（任意两个即可）。3.答案：齿面磨损；齿面点蚀。4.答案：承载能力计算；耐磨性计算。5.答案：两轴始终连接在一起，不能分离；可根据需要使两轴随时接合或分离。三、简答题。1.答案：工作原理：带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。主动轮通过摩擦力带动带运动，带又通过摩擦力带动从动轮运动。特点：优点：结构简单，成本低；能缓冲吸振；可实现较大中心距的传动；过载时带会在带轮上打滑，可保护其他零件；制造和安装精度要求不高。缺点：传动比不准确；带的寿命较短；传动效率较低；外廓尺寸较大。2.答案：基本结构：滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。各部分作用：内圈：通常与轴颈配合，随轴一起转动。外圈：一般安装在机座或零件的轴承孔内，起支承作用。滚动体：是滚动轴承的核心元件，在内外圈之间滚动，将相对滑动摩擦变为滚动摩擦。保持架：将滚动体均匀隔开，避免滚动体相互接触，减少磨损和发热。3.答案：便于轴上零件的装拆和调整。保证轴上零件的准确定位和固定。使轴受力合理，减少应力集中。具有良好的加工工艺性和经济性。四、计算题。1.答案：根据传动比公式i=n1/n2=z2/z1可得：从动轮转速n2=n1/i=960/3=320r/min齿数z2=i×z1=3×20=60分度圆直径d=mz则：d1=mz1=4×20=80mmd2=mz2=4×60=240mm齿顶圆直径da=d+2ha（标准齿轮ha=1m），则：da1=d1+2ha=80+2×4=88mmda2=d2+2ha=240+2×4=248mm齿根圆直径df=d-2hf（标准齿轮hf=1.25m），则：df1=d1-2hf=80-2×1.25×4=70mmdf2=d2-2hf=240-2×1.25×4=230mm2.答案：螺栓所受的总拉力F2=F0+Cb/(Cb+Cm)×F已知F0=10000NF=5000NCb/(Cb+Cm)=0.2则F2=10000+0.