機(jī)械設(shè)計(jì)第八版課后習(xí)題集答案高等教育出版社講解

1、第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度31 表面化學(xué)熱處理 ；高頻表面淬火 ；表面硬化加工 ；32 （ 3） ；33 截面形狀突變 ；增大 ； 34 （1） ；（1） ； 3 5 （1） ；3 6 答：零件上的應(yīng)力接近屈服極限，疲勞破壞發(fā)生在應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在103 104 范圍內(nèi)，零件破壞斷口處有塑性變形的特征，這種疲勞破壞稱為低周疲勞破壞，例如飛機(jī)起落架、火箭發(fā)射架中的零件。零件上的應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服極限，疲勞破壞發(fā)生在應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大于104 時(shí)，零件破壞斷口處無(wú)塑性變形的特征，這種疲勞破壞稱為高周疲勞破壞，例如一般機(jī)械上的齒輪、軸承、螺栓等通用零件。37 答：材料的持久疲勞極限 r 所對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)為 ND ，

2、不同的材料有不同的 ND 值，有時(shí) ND 很大。 為 了便于材料的疲勞試驗(yàn)，人為地規(guī)定一個(gè)循環(huán)次數(shù)N0 ，稱為循環(huán)基數(shù)，所對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力r 稱為材料的疲勞極限。 r 和 ND 為材料所固有的性質(zhì)，通常是不知道的，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，當(dāng)N N 0時(shí)，則取rN r 。3 8 答：圖 a 中 A 點(diǎn)為靜應(yīng)力， r 1。圖 b 中 A 點(diǎn)為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力， r 1 。圖 c 中 A 點(diǎn)為不對(duì)稱循環(huán)變 應(yīng)力， 1 r 1。3 9 答：在對(duì)稱循環(huán)時(shí)， K 是試件的與零件的疲勞極限的比值；在不對(duì)稱循環(huán)時(shí)， K 是試件的與零件的 極限應(yīng)力幅的比值。 K 與零件的有效應(yīng)力集中系數(shù) k 、尺寸系數(shù) 、表面質(zhì)量系數(shù) 和強(qiáng)

3、化系數(shù) 有關(guān)。 K 對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度有影響，對(duì)零件的靜強(qiáng)度沒(méi)有影響。3 10 答： 區(qū)別在于零件的等壽命疲勞曲線相對(duì)于試件的等壽命疲勞曲線下移了一段距離（不是平行下移） 。 在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，兩者的失效形式通常是相同的，如圖中m1和 m2 。但兩者的失效形式也有可能不同，如圖中 n1和 n2 。這是由于 K 的影響，使得在極限應(yīng)力線圖中零件發(fā)生疲勞破壞的范圍增大。題解 3 10 圖311 答：承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 103 時(shí)，應(yīng)按靜強(qiáng)度條件計(jì)算；當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 103 時(shí)，在一定的應(yīng)力變化規(guī)律下，如果極限應(yīng)力點(diǎn)落在極限應(yīng)力線圖中的屈服曲線GC 上時(shí)，也應(yīng)按靜強(qiáng)度

4、條件計(jì)算； 如果極限應(yīng)力點(diǎn)落在極限應(yīng)力線圖中的疲勞曲線 AG 上時(shí)，則應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件 計(jì)算；3 12 答：在單向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件， 應(yīng)當(dāng)在零件的極限應(yīng)力線圖中， 根據(jù)零件的應(yīng)力變化規(guī)律， 由計(jì) 算的方法或由作圖的方法確定其極限應(yīng)力。K IC 表征材料阻止裂紋失穩(wěn) ，則裂紋不會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)散；若 KI KIC ，則裂紋將失穩(wěn)擴(kuò)展。應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI 表征裂紋頂端附近應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱，平面應(yīng)變斷裂韌度 擴(kuò)展的能力。若 KI S（設(shè)計(jì)安全系數(shù)） 。3 15 答： 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有零件的應(yīng)力集中大小， 零件的尺寸， 零件的表面質(zhì)量以及零件 的強(qiáng)化方式。提高的措施是： 1）降低零件應(yīng)力集中

5、的影響； 2）提高零件的表面質(zhì)量； 3）對(duì)零件進(jìn)行 熱處理和強(qiáng)化處理； 4）選用疲勞強(qiáng)度高的材料； 5）盡可能地減少或消除零件表面的初始裂紋等。3 16 答： 結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋和缺陷的存在是導(dǎo)致低應(yīng)力斷裂的內(nèi)在原因。3 17 答：1確定有效應(yīng)力集中系數(shù)、尺寸系數(shù)和表面質(zhì)量系數(shù)查附表32，由 D /d48/40 1.2，r /d 3/400.075，用線性插值法計(jì)算和。2.09(0.0750.04)(1.62 2.09) 1.820.100.04(0.0750.04 )(1.33 1.66 )1.661.470.100.04查附圖31，由B650MPa ， r3mm ，查得 q0.84， q 0.8

6、6 ，由公式（附34），有效應(yīng)力集中系數(shù)k 1 q(1) 10.84 (1.82 1) 1.69k 1 q(1) 10.86 (1.47 1) 1.40查附圖32，取0.77 。查附圖33，取0.86 。查附圖 34，取0.86 。零件不強(qiáng)化處理，則 q 1。2計(jì)算綜合影響系數(shù)3501mN0N1N 3 350由公式（ 3-12）和（ 3-14b ），綜合影響系數(shù)(k 11) 1 q(1.69(0.771 1) 1 2.360.86 1(k 11) 1 q(1.40(0.861 1) 1 1.790.86 1320 解：1計(jì)算法已知 max 190MPa ， min110MPa ，m和max2m

7、ina 分別為190 110150MPa2max min2190 110 40MPa由公式（ 3-21），計(jì)算安全系數(shù)Sca1(KK(m)ma)300 (2.0 0.2) 150 1.52.0 (150 40)2圖解法由公式（ 3-6）知，脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限2010為3001 0.2500MPa3002.0150MPa02K2 5002 .0 125 MPa根據(jù)點(diǎn) A （0，150）、點(diǎn) 點(diǎn)M （150，40），作垂線交D （ 250 ， 125 ） AG 線于 M 點(diǎn)，C （ 360， 0）繪出零件的極限應(yīng)力線圖。過(guò)工作應(yīng)力 則計(jì)算安全系數(shù)和點(diǎn)mamaM 150 135 1.5M M 150

8、 40321 解：1求計(jì)算安全系數(shù) Sca由公式（ 3-31 ），由于 31 ，對(duì)材料的壽命無(wú)影響，故略去。計(jì)算應(yīng)力camN10 i 1ni1 4 9 5 96 (104 5009 105 4009 ) 275.5MPa5 106M bWM0.1d 3322 解：1計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅材料的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分別為3300 1033 46 .88 MPa0.1 403由公式（ 3 33），試件的計(jì)算安全系數(shù)350ca1.27由公式（ 31 a）各疲勞極限r(nóng)N 所對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)N 分別為N1N0( 1 )m1510 6(350)9(500 )201768N2N0( 1 )m25 106(350

9、 ) 94001503289NN0( 1) m5 106(350) 9(450)520799ca275.52求試件破壞前的循環(huán)次數(shù) n由公式（ 3 28），試件破壞前的循環(huán)次數(shù)n (1 n1 n2 )NN1 N2(145104 105201768 1503285520799 460343 4.6 105WTT0.2d 33800 10 33 62 .5MPa4030.2彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，故故 m a 0.5 0.5 62.5 31.25MPa 。46.88MPa 。 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，2求計(jì)算安全系數(shù)由公式（ 3 17），零件承受單向應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)3552.2 46.8

10、8 0.2 03.44200m 1.8 31.25 0.1 31.253.37SS3.443.372.41ScaS2 S 23.4423.372323 答：由式（ 3 44），可靠性系數(shù)rs6005251.5為22 rs402302由公式（ 3 35），零件承受雙向應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)由附表 312 查得對(duì)應(yīng)的可靠度 R=（1.5）=0.93319第四章 摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述41（略）42 答：膜厚比 是指兩滑動(dòng)表面間的最小公稱油膜厚度與兩表面輪廓的均方根偏差的比值，邊界摩擦狀態(tài)時(shí)1，流體摩擦狀態(tài)時(shí) 3，混合摩擦狀態(tài)時(shí) 1 3。43（略）44 答：潤(rùn)滑劑的極性分子吸附在金屬表面上形成的分子膜稱

11、為邊界膜。 邊界膜按其形成機(jī)理的不同分為吸 附膜和反應(yīng)膜，吸附膜是由潤(rùn)滑劑的極性分子力 （或分子的化學(xué)鍵和力） 吸附于金屬表面形成的膜， 反 應(yīng)膜是由潤(rùn)滑劑中的元素與金屬起化學(xué)反應(yīng)形成的薄膜。在潤(rùn)滑劑中加入適量的油性添加劑或極壓添加劑，都能提高邊界膜強(qiáng)度。45 答： 零件的磨損過(guò)程大致分為三個(gè)階段，即磨合階段、穩(wěn)定磨損階段以及劇烈磨損階段。 磨合階段使接觸輪廓峰壓碎或塑性變形， 形成穩(wěn)定的最佳粗糙面。 磨合是磨損的不穩(wěn)定階段， 在零 件的整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)所占比率很小。 穩(wěn)定磨損階段磨損緩慢， 這一階段的長(zhǎng)短代表了零件使用壽命的長(zhǎng) 短。劇烈磨損階段零件的運(yùn)動(dòng)副間隙增大，動(dòng)載荷增大，噪聲和振動(dòng)增大，

12、需更換零件。46 答： 根據(jù)磨損機(jī)理的不同，磨損分為粘附磨損，磨粒磨損，疲勞磨損，沖蝕磨損，腐蝕磨損和微動(dòng)磨損 等，主要特點(diǎn)略。47 答：潤(rùn)滑油的粘度即為潤(rùn)滑油的流動(dòng)阻力。 潤(rùn)滑油的粘性定律： 在液體中任何點(diǎn)處的切應(yīng)力均與該處流 體的速度梯度成正比（即 u y ）。在摩擦學(xué)中，把凡是服從粘性定律的流體都稱為牛頓液體。48 答： 粘度通常分為以下幾種：動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度。按國(guó)際單位制，動(dòng)力粘度的單位為Pa s（帕秒），運(yùn)動(dòng)粘度的單位為 m2/s，在我國(guó)條件粘度的單位為 Et（恩氏度）。運(yùn)動(dòng)粘度 t 與條件粘度 E 的換算關(guān)系見(jiàn)式（ 4 5）；動(dòng)力粘度 與運(yùn)動(dòng)粘度 t 的關(guān)系見(jiàn)式（ 4

13、4）。49 答： 潤(rùn)滑油的主要性能指標(biāo)有：粘度，潤(rùn)滑性，極壓性，閃點(diǎn)，凝點(diǎn)，氧化穩(wěn)定性。潤(rùn)滑脂的主要性能 指標(biāo)有：錐入度（稠度） ，滴點(diǎn)。410 答： 在潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂中加入添加劑的作用如下：1） 提高潤(rùn)滑油的油性、極壓性和在極端工作條件下更有效工作的能力。2） 推遲潤(rùn)滑劑的老化變質(zhì)，延長(zhǎng)潤(rùn)滑劑的正常使用壽命。3） 改善潤(rùn)滑劑的物理性能，例如降低凝點(diǎn)，消除泡沫，提高粘度，改善其粘溫特性等。411 答： 流體動(dòng)力潤(rùn)滑是利用摩擦面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而自動(dòng)形成承載油膜的潤(rùn)滑。 流體靜力潤(rùn)滑是從外部將加壓的油送入摩擦面間，強(qiáng)迫形成承載油膜的潤(rùn)滑。 流體靜力潤(rùn)滑的承載能力不依賴于流體粘度， 故能用低粘度的潤(rùn)滑

14、油， 使摩擦副既有高的承載能力， 又有低的摩擦力矩。流體靜力潤(rùn)滑能在各種轉(zhuǎn)速情況下建立穩(wěn)定的承載油膜。412 答：流體動(dòng)力潤(rùn)滑通常研究的是低副接觸零件之間的潤(rùn)滑問(wèn)題。彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑是研究在相互滾動(dòng) （或伴有滑動(dòng)的滾動(dòng)）條件下，兩彈性體之間的潤(rùn)滑問(wèn)題。流體動(dòng)力潤(rùn)滑把零件摩擦表面視為剛體，并認(rèn)為潤(rùn)滑劑的粘度不隨壓力而改變。彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑 考慮到零件摩擦表面的彈性變形對(duì)潤(rùn)滑的影響，并考慮到潤(rùn)滑劑的粘度隨壓力變化對(duì)潤(rùn)滑的影響。第五章 螺紋連接和螺旋傳動(dòng)51大徑 ；中徑 ； 小徑 ； 52 （3） ； （ 1） ； （1） ；（ 3） ；53（2）； 54 90 ；螺紋根部 ； 55 （3） ； 5

15、 6（ 4） ；57答：常用螺紋有普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種螺紋主要用于連接， 后三種螺紋主要用于傳動(dòng)。對(duì)連接螺紋的要求是自鎖性好，有足夠的連接強(qiáng)度； 對(duì)傳動(dòng)螺紋的要求是傳動(dòng)精度高，效率高，以 及具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。58 答：螺紋的余留長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則螺栓桿的剛度Cb 越低，這對(duì)提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度有利。因此，承受變載荷和沖擊載荷的螺栓連接，要求有較長(zhǎng)的余留長(zhǎng)度。59（略）5 10 答：普通螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿螺紋部分?jǐn)嗔眩?設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力拉伸強(qiáng)度或疲勞 拉伸強(qiáng)度。鉸制孔用螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿和孔壁被壓潰或螺栓桿被剪斷， 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

16、是保證連接的 擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。5 11 答：螺栓頭、 螺母和螺紋牙的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)與螺桿的等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，實(shí)踐中很少發(fā)生失效，因此，通常不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。5 12 答： 普通緊螺栓連接所受軸向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為不變號(hào)的不對(duì)稱循環(huán)變載荷，0 r 1 ；所受橫向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為靜載荷，r 1。5 13 答：螺栓的性能等級(jí)為 8.8 級(jí)，與其相配的螺母的性能等級(jí)為 8 級(jí)（大直徑時(shí)為 9 級(jí)），性能等級(jí)小數(shù) 點(diǎn)前的數(shù)字代表材料抗拉強(qiáng)度極限的1/100（ B/100），小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字代表材料的屈服極限與抗拉強(qiáng)度極限之比值的 10 倍（

17、 10 S/ B）。5 14 答：在不控制預(yù)緊力的情況下， 螺栓連接的安全系數(shù)與螺栓直徑有關(guān)， 螺栓直徑越小， 則安全系數(shù)取得 越大。 這是因?yàn)榘馐值拈L(zhǎng)度隨螺栓直徑減小而線性減短，而螺栓的承載能力隨螺栓直徑減小而平方性降低，因此，用扳手?jǐn)Q緊螺栓時(shí)，螺栓直徑越細(xì)越易過(guò)擰緊，造成螺栓過(guò)載斷裂。所以小直徑的螺栓應(yīng)取 較大的安全系數(shù)。5 15 答：降低螺栓的剛度或增大被連接件的剛度， 將會(huì)提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度， 降低連接的緊密性； 反之 則降低螺栓連接的疲勞強(qiáng)度，提高連接的緊密性。5 16 答：521 解：6.8 級(jí)螺栓的屈服極限 s=480MPa， 由式（ 528），螺栓上的預(yù)緊力許用應(yīng)力 s/s

18、480/3 160MPa。F0d121.3 42160 10.106 2 9872 N1.3 4F0 fziKs9872 0.2 2 1 3291 N1.22TzD降低螺栓的剛度，提高被連接件的剛度和提高預(yù)緊力，其受力變形線圖參見(jiàn)教材圖528c。517 答：在螺紋連接中，約有 1/3 的載荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷。因此采用 螺紋牙圈數(shù)過(guò)多的加厚螺母，并不能提高螺紋連接的強(qiáng)度。采用懸置螺母，環(huán)槽螺母，內(nèi)斜螺母以及鋼絲螺套，可以使各圈螺紋牙上的載荷分布趨于均勻。518 答：滑動(dòng)螺旋的主要失效形式是螺紋磨損， 滑動(dòng)螺旋的基本尺寸為螺桿直徑和螺母高度， 通常是根據(jù)耐 磨性條件

19、確定的。519（略）520 答：1公式中螺栓數(shù) z 8錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)取 z 4 。2螺紋由 d1 9.7mm 圓整為 d 10mm錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)根據(jù)小徑 d1 9.7mm ，由螺紋標(biāo)準(zhǔn)中查取螺紋大 徑d。由式（ 59），最大橫向力522（略）5 23 解：1計(jì)算單個(gè)螺栓的工作剪力32 630 1032423N4 1302確定許用應(yīng)力 聯(lián)軸器的材料為鑄鐵 栓的性能等級(jí)為 8.8 級(jí)，HT200 ， pB640MPa ，B 200B 66.7MPa ；Sp3200MPa ，設(shè)聯(lián)軸器工作時(shí)受變載荷，查表 5-10，取 Sp 3。螺 查表 5-10，取 S 5 ，許用應(yīng)力640128MPa5 Ss3驗(yàn)算連接強(qiáng)

20、度 查手冊(cè)，鉸制孔用螺栓GB/T 27-88 M12 60，光桿部分的直徑2238mm，因此連接處的最小擠壓高度Fd0Lmin由公式（ 5-36），螺栓桿的剪切應(yīng)力4Fd02Lmin 18mm ，由公式 242310.35MPa13 1824223 18.25MPa132d0 13mm ，光桿部分的長(zhǎng)度為 605-35），接合面的擠壓應(yīng)力0.9 ，由公式（ 5-32），螺栓的總拉力滿足強(qiáng)度條件。524 解：采用橡膠墊片密封，螺栓的相對(duì)剛度 Cb Cb Cm由公式（ 5-29），殘余預(yù)緊力F0CbCb CmF 1500 0.9 1000 2400NF1F2 F 2400 1000 1400N5

21、25 解：1計(jì)算方案一中螺栓的受力螺栓組受到剪力 F 和轉(zhuǎn)矩 T（T 為 Fj ，則 Fi和 Fj分別為FL)設(shè)剪力 F分在各螺栓上的力為 Fi，轉(zhuǎn)矩 T 分在各螺栓上的力1F3 由圖 a 可知，螺栓 3 受力最大，所受力FiF3 FiFjF2a2 60 21517FFF 2.83F326FL300Fj5F2計(jì)算方案二中螺栓的受力螺栓上的 Fi 31F，F(xiàn)j 52 F ，由圖 b可知，螺栓 1和3受力最大，所受力F1 F3Fi 2Fj2(13 F)252(2 F)22.52F3計(jì)算方案三中螺栓的受力1FL3005FiF ；FjFFi3j 3a 3 603由圖 c 可知，螺栓 2 受力最大，所受

22、力 F2Fi2 Fj2 2FiFj cos150比較三個(gè)方案可以看出，方案三較好。(31F)2 (53F)2 2(31F)(53F)cos1501.96F題解 525 圖5 26 解： 將Fe力等效轉(zhuǎn)化到底板面上，可知底板受到軸向力F1 ，橫向力 F2和傾覆力矩 M 。1）底板最左側(cè)的螺栓受力最大，應(yīng)驗(yàn)算該螺栓的拉伸強(qiáng)度，要求拉應(yīng)力 。2）應(yīng)驗(yàn)算底板右側(cè)邊緣的最大擠壓應(yīng)力，要求最大擠壓應(yīng)力Pmax p 。3）應(yīng)驗(yàn)算底板左側(cè)邊緣的最小擠壓應(yīng)力，要求最小擠壓應(yīng)力P min 0。4） 應(yīng)驗(yàn)算底板在橫向力作用下是否會(huì)滑移，要求摩擦力Ff F2。5 27 答：a） 參見(jiàn)教材圖 5-3b； b）參見(jiàn)教材圖

23、 5-3a ； c）參見(jiàn)教材圖 5-2b，螺栓應(yīng)當(dāng)反裝，可以增大 Lmin ； d）參見(jiàn)教材圖 5-4；e） 參見(jiàn)教材圖 5-6；f）參見(jiàn)教材圖 5-3b ，螺釘上方空間應(yīng)增大，以便裝拆螺釘。改 正圖從略。第六章 鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷連接61 （ 4） ；62 接合面的擠壓破壞 ；接合面的過(guò)度磨損 ；63 （ 4） ；64 小徑 ；齒形 ；65 （4） ；66 答：薄型平鍵的高度約為普通平鍵的60 70，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力比普通平鍵低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)，空心軸以及一些徑向尺寸受限制的場(chǎng)合。67 答：半圓鍵的主要優(yōu)點(diǎn)是加工工藝性好， 裝配方便， 尤其適用于錐形軸端與輪轂的鏈接。 主要缺點(diǎn)是軸 上鍵槽

24、較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于輕載靜連接中。68 答：兩平鍵相隔 180布置，對(duì)軸的削弱均勻，并且兩鍵的擠壓力對(duì)軸平衡，對(duì)軸不產(chǎn)生附加彎矩，受 力狀態(tài)好。兩楔鍵相隔 90 120 布置。若夾角過(guò)小，則對(duì)軸的局部削弱過(guò)大；若夾角過(guò)大，則兩個(gè)楔鍵的總 承載能力下降。當(dāng)夾角為 180時(shí)，兩個(gè)楔鍵的承載能力大體上只相當(dāng)于一個(gè)楔鍵的承載能力。因此， 兩個(gè)楔鍵間的夾角既不能過(guò)大，也不能過(guò)小。半圓鍵在軸上的鍵槽較深，對(duì)軸的削弱較大，不宜將兩個(gè)半圓鍵布置在軸的同一橫截面上。故可將 兩個(gè)半圓鍵布置在軸的同一母線上。通常半圓鍵只用于傳遞載荷不大的場(chǎng)合，一般不采用兩個(gè)半圓鍵。69 答： 軸上的鍵槽是在銑床上用端

25、銑刀或盤(pán)銑刀加工的。 輪轂上的鍵槽是在插床上用插刀加工的， 也可以 由拉刀加工，也可以在線切割機(jī)上用電火花方法加工。610 答： 因?yàn)閯?dòng)連接的失效形式為過(guò)度磨損， 而磨損的速度快慢主要與壓力有關(guān)。 壓力的大小首先應(yīng)滿足靜 強(qiáng)度條件， 即小于許用擠壓應(yīng)力，然后，為了使動(dòng)連接具有一定的使用壽命，特意將許用壓力值定得較 低。如果動(dòng)連接的相對(duì)滑動(dòng)表面經(jīng)過(guò)淬火處理， 其耐磨性得到很大的提高， 可相應(yīng)地提高其許用壓力值。題解 526 圖611 答：靜連接花鍵的主要失效形式是工作面被壓潰， 動(dòng)連接花鍵的主要失效形式是工作面過(guò)度磨損， 靜連 接按式（ 6 5）計(jì)算，動(dòng)連接按式（ 66）計(jì)算。bP。把 V 帶套

26、在規(guī)定尺寸的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld。 V 帶輪的基第八章 帶轉(zhuǎn)動(dòng)8 1 （2） ；82 （ 3） ；（3） ；8 3 拉應(yīng)力，離心拉應(yīng)力，彎曲應(yīng)力 ； 1 b1 c ；帶的緊邊開(kāi)始繞上小帶輪 ；8 4 （ 2） ； 8 5 預(yù)緊力 F0 、包角 和摩擦系數(shù) f ；8 6（略）87 答：P0 隨小帶輪轉(zhuǎn)速增大而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)一定值后，P0隨小帶輪轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步增大而下降。這是因?yàn)?P=Fev，在帶傳動(dòng)能力允許的范圍內(nèi)，隨著小帶輪轉(zhuǎn)速的增大（帶速v 增大）帶傳遞的功率增大。然而當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)一定值后，由于離心力的影響，使得帶所能傳遞的有效拉力Fe 下降，因此，小帶輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增大時(shí)，帶的傳動(dòng)能力 P

27、0 下降。8 8（略）89 答：V 帶繞在帶輪上，頂膠變窄，底膠變寬，寬度不改變處稱為帶的節(jié)寬 測(cè)量帶輪上，在規(guī)定的張緊力下，沿 V 帶的節(jié)寬巡行一周的長(zhǎng)度即為準(zhǔn)直徑是指帶輪槽寬尺寸等于帶的節(jié)寬尺寸處的帶輪直徑。810 答： 若大帶輪上的負(fù)載為恒功率負(fù)載，則轉(zhuǎn)速高時(shí)帶輪上的有效拉力小，轉(zhuǎn)速低時(shí)有效拉力大。因此， 應(yīng)當(dāng)按轉(zhuǎn)速為 500r/min 來(lái)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)。若大帶輪上的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則轉(zhuǎn)速高時(shí)輸出功率大，轉(zhuǎn)速低時(shí)輸出功率小。 因此，應(yīng)當(dāng)按轉(zhuǎn) 速為 1000r/min 來(lái)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)。811 答：因?yàn)閱胃胀?V 帶的基本額定功率 P0是在 i=1（主、從動(dòng)帶輪都是小帶輪）的條件下實(shí)驗(yàn)得到的。

28、 當(dāng) i 1 時(shí)，大帶輪上帶的彎曲應(yīng)力小，對(duì)帶的損傷減少，在相同的使用壽命情況下，允許帶傳遞更大 一些的功率，因此引入額定功率增量 P0。8 12 答：摩擦系數(shù) f 增大，則帶的傳動(dòng)能力增大，反之則減小。這樣做不合理，因?yàn)槿魩л喒ぷ髅婕庸さ?粗糙，則帶的磨損加劇，帶的壽命縮短。8 13 答：在帶傳動(dòng)中， 帶的彈性滑動(dòng)是因?yàn)閹У膹椥宰冃我约皞鬟f動(dòng)力時(shí)松、 緊邊的拉力差造成的， 是帶在 輪上的局部滑動(dòng)，彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)所固有的，是不可避免的。彈性滑動(dòng)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比增大。當(dāng)帶傳動(dòng)的負(fù)載過(guò)大，超過(guò)帶與輪間的最大摩擦力時(shí)，將發(fā)生打滑，打滑時(shí)帶在輪上全面滑動(dòng)，打 滑是帶傳動(dòng)的一種失效形式， 是可以避免的

29、。打滑首先發(fā)生在小帶輪上， 因?yàn)樾л喩蠋У陌切。?帶 與輪間所能產(chǎn)生的最大摩擦力較小。814 答：小帶輪的基準(zhǔn)直徑過(guò)小，將使 V 帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力過(guò)大，使帶的使用壽命下降。小帶輪的 基準(zhǔn)直徑過(guò)小，也使得帶傳遞的功率過(guò)小，帶的傳動(dòng)能力沒(méi)有得到充分利用，是一種不合理的設(shè)計(jì)。帶速 v 過(guò)小，帶所能傳遞的功率也過(guò)小（因?yàn)?P=Fv），帶的傳動(dòng)能力沒(méi)有得到充分利用；帶速v過(guò)大，離心力使得帶的傳動(dòng)能力下降過(guò)大，帶傳動(dòng)在不利條件下工作，應(yīng)當(dāng)避免。815 答： 帶傳動(dòng)的中心距 a 過(guò)小，會(huì)減小小帶輪的包角， 使得帶所能傳遞的功率下降。 中心距 a 過(guò)小也使得帶的 長(zhǎng)度過(guò)小，在同樣的使用壽命條件下，單

30、根帶所能傳遞的功率下降。中心距小的好處是帶傳動(dòng)的10查表8-2， LdLd 02500mm ，1 180查表查表 8-7，8-5 ， K 取 K A22a(dd ) (d d2 dd1)2a(d d1 d d 2 )2 4a(400 140)22499 mm2 815 (140 400)由公式（ 8-7 ），小帶輪的包角 d d2 d d1a0.95 ，查表 8-2，1.2 。帶的計(jì)算功率KL57 .5 180z(P0P0 )KPcaKLKA4 815400 14057 .5 161 .78151.09 。查表 8-4a， P0 2.28kW 。查表 8-4b， K AP ，由公式( 8-26

31、 )，帶所允許傳遞的功率4 (2.28 0.17 ) 0.95 1.098.46 kW1.2P0 0.17kW ，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。帶傳動(dòng)中心距 a 過(guò)大的優(yōu)缺點(diǎn)則相反，且中心距過(guò)大使得帶傳動(dòng)時(shí)松邊抖動(dòng)過(guò)大， 傳動(dòng)不平穩(wěn)。初拉力 F0過(guò)小，帶的傳動(dòng)能力過(guò)小，帶的傳動(dòng)能力沒(méi)有得到充分利用。初拉力F0 大，則帶的傳動(dòng)能力大，但是，初拉力過(guò)大將使的帶的壽命顯著下降，也是不合適的。帶的根數(shù) z 過(guò)少（例如 z=1），這有可能是由于將帶的型號(hào)選得過(guò)大而造成的，這使得帶傳動(dòng)的結(jié) 構(gòu)尺寸偏大而不合適。如果帶傳動(dòng)傳遞的功率確實(shí)很小，只需要一根小型號(hào)的帶就可以了，這時(shí)使用 z=1 完全合適。帶的根數(shù) z 過(guò)多，將會(huì)

32、造成帶輪過(guò)寬，而且各根帶的受力不均勻（帶長(zhǎng)偏差造成） ，每 根帶的能力得不到充分利用，應(yīng)當(dāng)改換帶的型號(hào)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。8 16 答：輸送機(jī)的 F 不變， v 提高 30%左右，則輸出功率增大 30%左右。三種方案都可以使輸送帶的速度v提高，但 V 帶傳動(dòng)的工作能力卻是不同的。（1）dd2減小，V 帶傳動(dòng)的工作能力沒(méi)有提高 （ P0，KL，Ka， P0基本不變），傳遞功率增大 30% 將使小帶輪打滑。故該方案不合理。（2）dd1增大， V帶傳動(dòng)的工作能力提高（ P0增大30%左右， KL，Ka， P0基本不變），故該方 案合理。（3）D增大不會(huì)改變 V 帶傳動(dòng)的工作能力。故該方案不合理。8 17

33、答： 應(yīng)全部更換。因?yàn)閹Чぷ饕欢螘r(shí)間后帶長(zhǎng)會(huì)增大，新、舊帶的長(zhǎng)度相差很大，這樣會(huì)加劇載荷在各 帶上分配不均現(xiàn)象，影響傳動(dòng)能力。818 答： 帶在使用過(guò)程中會(huì)伸長(zhǎng)變形，造成帶對(duì)輪的張緊力下降。將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的，可方便的調(diào) 節(jié)帶中的張緊力大小。對(duì)于中心距不可調(diào)節(jié)的帶傳動(dòng)，只能采用張緊輪來(lái)調(diào)節(jié)帶中的張緊力。對(duì)于 V 帶傳動(dòng)，張緊輪應(yīng)當(dāng)布置在松邊靠近大帶輪處，并且從內(nèi)向外張緊。819（略）8 20 解：由公式（ 8-22），帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度8 21 解：查表 8-7，取 K A 1.2。帶傳動(dòng)的計(jì)算功率Pca K AP 1.2 3.6 4.32kW查圖 8-11，由 Pca 4.32kW ， n1

34、1440r/min ，選取 A 型普通 V帶。由公式（ 8-22），帶的基準(zhǔn)長(zhǎng) 度11Ld 0查表 8-2， Ld 1600mm ，1 180查表 8-5，取 K0.955 ，P0 0.17kW ，由公式（ 8-26），帶的根數(shù) Pca2 (d d2 d d1 )2a0(d d1 d d 2 )24a02 (250 90 ) 22 530 (90 250 ) 1606 mm2 4 530 a a0 ，由公式( 8-7)，小帶輪的包角 dd 2 dd1250 90d 2 d1 57.5 180 57.5 162.6 a 530查表 8-2，取 KL 0.99 ，查表 8-4a，取 P0 1.07

35、kW 。查表 8-4b，取z(P0P0 )K K4.323.68 L (1.07 0.17 ) 0.955 0.99Fe 1000v由公式（ 8-3 ），有效拉力 FeF1 F2 2F2 F由公式（ 8-1 ），帶的初拉力F2 Fe 750N ；P 1000 7.5 750N10F2。因此，帶的松邊拉力和緊邊拉力分別為1 (1500 750) 1125N取 z 4 ，型號(hào)為 A 型。8 22 解：由公式（ 8-4 ），帶傳動(dòng)的有效拉力823（略）8 24 答：圖（ a）為平帶傳動(dòng)，張緊輪應(yīng)布置在松邊，從外向內(nèi)張緊，張緊輪靠近小帶輪，可增大小帶輪的 包角。圖（ b）為 V 帶傳動(dòng)，張緊輪應(yīng)布置在

36、松邊，從內(nèi)向外張緊，張緊輪靠近大帶輪，以免減少小帶 輪的包角。8 25 解F0F1 2F2 1500N112(F1 F2)12第九章 鏈轉(zhuǎn)動(dòng)9 1 （3） ；9 2 內(nèi)鏈板與套筒 ；外鏈板與銷軸 ；滾子與套筒 ；套筒與銷軸 ；9 3 銷軸與套筒 ； 94 越高 ；越大 ；越少 ；9 5 鏈條疲勞破壞、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠合、鏈條靜力破壞；鏈條的疲勞強(qiáng)度 ； 9 6（略）97 答： 由于鏈條制造精度的影響，鏈條的排數(shù)過(guò)多，將使得各排鏈承受的載荷不易均勻。98 答： 對(duì)鏈輪材料的基本要求是具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪的多， 小鏈輪輪齒受到鏈條的沖擊也較大，故小鏈

37、輪應(yīng)采用較好的材料，并具有較高的硬度。99 答： 與滾子鏈相比，齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承受沖擊性能好，效率高，工作可靠，故常用于高速、 大傳動(dòng)比和小中心距等工作條件較為嚴(yán)酷的場(chǎng)合。 但是齒形鏈比滾子鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 難于制造， 價(jià)格較高。 滾子鏈用于一般工作場(chǎng)合。910 答：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T1243-1997 中沒(méi)有規(guī)定具體的鏈輪齒形，僅規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參 數(shù)，實(shí)際齒槽形狀位于最小與最大齒槽形狀之間，都是合適的滾子鏈齒形。9 11 答：鏈傳動(dòng)為鏈輪和鏈條的嚙合傳動(dòng)， 平均傳動(dòng)比 i12 z2 / z1為常數(shù)。 由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)， 瞬時(shí) 傳動(dòng)比 is 是變化的。912 答：

38、 鏈傳動(dòng)的額定功率曲線的實(shí)驗(yàn)條件和修正項(xiàng)目見(jiàn)教材（176177 頁(yè)）。913 答：若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在大鏈輪上。因?yàn)橛晒?p d sin 180 可知，當(dāng) d 一 z定時(shí)，齒數(shù) z 越多，允許的節(jié)距增長(zhǎng)量 p就越小，故大鏈輪上容易發(fā)生脫鏈。914 答：小鏈輪的齒數(shù) z1過(guò)小，運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷增大，在轉(zhuǎn)速和功率給定的情況下，z1 過(guò)小使得鏈條上的有效圓周力增大，加速了鏈條和小鏈輪的磨損。小鏈輪齒數(shù) z1 過(guò)大將使的大鏈輪齒數(shù) z2過(guò)大，既增大了鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸和重量，又造成鏈條在 大鏈輪上易于跳齒和脫鏈，降低了鏈條的使用壽命。題解 825 圖915 答：鏈的節(jié)距越大， 則

39、鏈條的承載能力就越大， 動(dòng)載荷也越大， 周期性速度波動(dòng)的幅值也越大。 在高速、 重載工況下，應(yīng)選擇小節(jié)距多排鏈。916 答：鏈傳動(dòng)的中心距一般取為 a0=（30 50）p（p 為鏈節(jié)距 ）。中心距過(guò)小，單位時(shí)間內(nèi)鏈條的繞轉(zhuǎn)次數(shù)增 多，鏈條的磨損和疲勞加劇， 鏈的使用壽命下降。中心距過(guò)小則鏈條在小鏈輪上的包角變小，鏈輪齒上 的載荷增大。中心距過(guò)大，則鏈條松邊的垂度過(guò)大，鏈條上下抖動(dòng)加劇，且鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大。917 答： 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式有：定期人工潤(rùn)滑，滴油潤(rùn)滑，油池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑，壓力供油潤(rùn)滑。確 定潤(rùn)滑方式時(shí)是根據(jù)鏈條速度 v 大小以及鏈號(hào) （即鏈節(jié)距） 大小，由潤(rùn)滑范圍選擇圖 91

40、4 選取潤(rùn)滑方 式。13z2z1 /i12 z1n1/ n2 大鏈輪的齒數(shù)從 75 增加到 90，其他參數(shù)不變， 由公式 鏈傳動(dòng)所能傳遞的功率 P 不變。9 19 解： 由公式9-2），大鏈輪的齒數(shù)25 900 / 250 909 15）可知， 在相同的計(jì)算功率 Pca的情況下，918 答：1、從動(dòng)輪齒數(shù)不變，則主動(dòng)小鏈輪齒數(shù)變?yōu)閦1zz /i12 z2n2 /n1 75 250/ 900 20.8取 z121。小鏈輪的齒數(shù)從 25 減少到 21，齒數(shù)系數(shù) Kz 增大，根據(jù)公式（ 915），在相同的計(jì)算功 率 Pca的情況下，鏈傳動(dòng)所能傳遞的功率P 下降。2、主動(dòng)輪齒數(shù)不變，則從動(dòng)大鏈輪齒數(shù)變

41、為z1n1z1n296021 61.09330取 z261 ，由公式（ 9-16），鏈節(jié)數(shù)2a0L p0p2 60012.7z1 z2221 612z2 z1 2 p2 ) a0 (61 21)2 12.7 136.32 600取 Lp 136 ，查圖 913，由 z121 查的齒數(shù)系數(shù) Kz1.2。根據(jù) n1 960r/min ， p 12.7mm （08A ），查圖 9 11，得 08A 型鏈所能傳遞的最大計(jì)算功率Pca 4.2kW ，由公式（ 9 15），多排鏈系數(shù)KPKAKz P 1.2 1.2 6.5Pca4.22.23取 3 排鏈， K P 2.5 滿足要求。920 解：由公式（

42、916），鏈節(jié)數(shù)L p02a0z1 z2z2 z1 2 pp 2 ( 2 ) a02 910 21 105 (105 21)2 25.4 139.625.4 2 2 910取 L p 140 ，查圖 9 13，由 z121 查的齒數(shù)系數(shù) K z 1.2。根據(jù) n1 600r/min ， p 25.4mm （ 16A ），查圖 9 11，得 16A 型鏈所能傳遞的最大計(jì)算功率 Pca 20kW ，由公式（ 9 15），鏈傳動(dòng)所允許傳遞的功率K PPca 1 20P P ca 13.9 kWK AK Z 1.2 1.29 21（略）第十章 齒輪傳動(dòng)101 （1）（7） ；（ 4）（5） ；（2）（

43、3）（6）（ 8）（9）（10） ；102 （2） ；103 （1）104 （3） ；10 5 為了減小動(dòng)載荷 ；為了改善載荷沿齒向的分布不均 ；106 齒輪的圓周速度大小和精度高低；10 7 （1） ；14108 （2） ；109 1% ； 脈動(dòng) ； 10 10 齒寬中點(diǎn)處 ；1011 答： 減小齒根處的應(yīng)力集中；增大軸和軸承處的支承剛度；采用合適的熱處理方法，使齒面具有足夠 硬度，而齒芯具有足夠的韌性；對(duì)齒根表面進(jìn)行噴丸、滾壓等強(qiáng)化處理。1012 答： 在節(jié)線附近通常為單對(duì)齒嚙合，齒面的接觸應(yīng)力大；在節(jié)線附近齒面相對(duì)滑動(dòng)速度小，不易形成 承載油膜，潤(rùn)滑條件差，因此易出現(xiàn)點(diǎn)蝕。在開(kāi)式齒輪傳動(dòng)

44、中，由于齒面磨損較快，在點(diǎn)蝕發(fā)生之前，表層材料已被磨去，因此，很少在開(kāi) 式齒輪傳動(dòng)中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕。提高齒面硬度可以有效地提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力，潤(rùn)滑油可以減少摩擦，減緩點(diǎn)蝕。1013 答： 高速重載的齒輪傳動(dòng)易出現(xiàn)熱膠合，有些低速重載的齒輪傳動(dòng)會(huì)發(fā)生冷膠合。膠合破壞通常發(fā)生 在輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度大的齒頂和齒根部位。采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油，在潤(rùn)滑油中加入極壓添加劑，均可防止或減輕齒面的膠合。1014 答： 閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為輪齒折斷、點(diǎn)蝕和膠合。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和保 證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。采用合適的潤(rùn)滑方式和采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油來(lái)考慮膠合的影響。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為齒

45、面磨損和輪齒折斷，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。采用 適當(dāng)增大齒輪的模數(shù)來(lái)考慮齒面磨損對(duì)輪齒抗彎能力的影響。1015 答： 軟齒面齒輪的齒面硬度 350HBS ，硬齒面齒輪的齒面硬度 350HBS 。 軟齒面齒輪毛坯經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理之后進(jìn)行切齒加工，加工方便，經(jīng)濟(jì)性好。硬齒面齒輪的齒面硬度高，不能采用常規(guī)刀具切削加工。通常是先對(duì)正火或退火狀態(tài)的毛坯進(jìn)行 切齒粗加工 （留有一定的磨削余量） ，然后對(duì)齒面進(jìn)行硬化處理（采用淬火或滲碳淬火等方法） ，最后進(jìn) 行磨齒精加工，加工工序多，費(fèi)用高，適用于高速、重載以及精密機(jī)器的齒輪傳動(dòng)。1016 答： 軸、軸承以及支座的支承剛度不足，以及制造、裝配誤差等

46、都會(huì)導(dǎo)致載荷沿輪齒接觸線分布不均， 另一方面軸承相對(duì)于齒輪不對(duì)稱布置，也會(huì)加大載荷在接觸線上分布不均的程度。改進(jìn)措施有：增大軸、軸承以及支座的剛度；對(duì)稱布置軸承；盡量避免將齒輪懸臂布置；適當(dāng)限 制齒輪的寬度；提高齒輪的制造和安裝精度等。1017 答：齒輪上的公稱載荷 Fn 是在平穩(wěn)和理想條件下得來(lái)的，而在實(shí)際工作中，還應(yīng)當(dāng)考慮到原動(dòng)機(jī)及工 作機(jī)的不平穩(wěn)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響， 以及齒輪制造和安裝誤差等造成的影響。 這些影響用引入載荷系數(shù) K 來(lái)考慮， K=KAKvKK。KA為使用系數(shù)，用于考慮原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；Kv 為動(dòng)載系數(shù)，用于考慮齒輪的精度和速度對(duì)動(dòng)載荷大小的影響； K為齒間載荷

47、分配系數(shù)，用于考慮載荷在兩對(duì)（或多對(duì)）齒上分配不 均的影響； K為齒向載荷分布系數(shù)，用于考慮載荷沿輪齒接觸線長(zhǎng)度方向上分布不均的影響。1018 答： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式是按齒輪在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)的受力情況推導(dǎo)出來(lái)的。選擇節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn) 可以使計(jì)算公式得以簡(jiǎn)化，同時(shí)節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力值與齒面最大接觸應(yīng)力值（位于單對(duì)齒嚙合極限點(diǎn)） 相差很小。因此，通常以節(jié)點(diǎn)嚙合進(jìn)行齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。10 19 答：（1）z1增大則 d1增大，在T1不變的條件下， F n將減小。對(duì)于接觸應(yīng)力， d1 增大和 Fn 減小都使得 H 減小。對(duì)于彎曲應(yīng)力， F n減小使得 F 減小， z1增加使得 YFa Ysa減小

48、，也同樣使 F 減小。15（ 2）m增大則 d1增大，在T1不變的條件下， Fn將減小。對(duì)于接觸應(yīng)力， d1增大和 Fn 減小都使得 H 減小。對(duì)于彎曲應(yīng)力， Fn 減小和 m 增大都使得 F 減小。（3） z1增加一倍， m減小一半，則 d1不變， Fn也不變。對(duì)于接觸應(yīng)力， d1不變則 H 不變。對(duì)于 彎曲應(yīng)力， z1增大使得 F少量減小，而 m減小則使得 F 大量增大。因此， F增大。10 20 答： 在任何情況下，大、小齒輪的接觸應(yīng)力都相等。若大、小齒輪的材料和熱處理情況相同，許用接觸 應(yīng)力不一定相等， 這與兩齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù) K HN 是否相等有關(guān)，如果 K HN1 K HN

49、2 ，則兩者的許 用接觸應(yīng)力相等，反之則不相等。1021 答：當(dāng)相互嚙合的兩齒輪之一為軟齒面齒輪時(shí)，或兩齒輪均為軟齒面齒輪時(shí)，較硬齒面的齒輪將會(huì)對(duì) 較軟齒面的齒輪的齒面造成冷作硬化效應(yīng)， 從而使較軟齒面的齒面硬度得以提高， 即提高了較軟齒面齒 輪的疲勞極限。1022 答：在進(jìn)行齒輪尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，齒輪的分度圓直徑d1 和齒寬 b 都是待求參數(shù)，而使用彎曲疲勞強(qiáng)度或接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，只能將其中的分度圓直徑d1 作為設(shè)計(jì)值，而將齒寬 b 轉(zhuǎn)化為與 d1 成比例的齒寬系數(shù) d，設(shè)計(jì)時(shí) d 由表查取，齒寬系數(shù)的大小主要與支承方式以及齒面硬度有關(guān)。10 23 答：在直齒、 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，

50、軸系零件和支承箱體存在加工和裝配偏差， 使得兩齒輪軸向錯(cuò)位而 減少了輪齒的接觸寬度。 為此將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些， 這樣即使有少量軸向錯(cuò)位， 也能保證輪 齒的接觸寬度為大齒輪寬度。 在人字齒輪傳動(dòng)中，一齒輪為雙向固定支承，另一齒輪為游動(dòng)支承，靠齒 形定位，大、小齒輪兩端面平齊，沒(méi)有軸向錯(cuò)位，故兩齒輪應(yīng)設(shè)計(jì)成相同寬度。在圓錐齒輪傳動(dòng)中，兩 齒輪的錐頂應(yīng)當(dāng)重合，大端面應(yīng)當(dāng)對(duì)齊，故兩齒輪的齒寬應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成相同尺寸。10 24 解：題解 10 24 圖10 25 解：題解 1025 圖1610 26 答：（ 1）將齒輪 2輪齒的兩個(gè)工作面分別稱為 A面和 B面。齒輪 1為主動(dòng)輪，若齒輪 1 推動(dòng)

51、A面使齒輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)，則齒輪 2 靠 B 面推動(dòng)齒輪 3 轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，輪齒的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)， r 1，齒面接觸應(yīng)力 總是脈動(dòng)循環(huán)， r 0 。2）在齒輪 2 上，輪齒的 A面和 B 面接觸應(yīng)力具有相同的循環(huán)次數(shù)NH2 60n2 jLh 60n1 jLh z1 / z2 60 450 1 2000 25/20 6.75 107齒輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，輪齒的 A面受力一次， B 面受力一次，彎曲應(yīng)力為一次對(duì)稱循環(huán)。因此，彎曲 應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)N F 2 N H2 6.75 107 。10 27 答：一對(duì)齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的許用接觸應(yīng)力分別為H1和 H2，在直齒輪傳動(dòng)中，用于設(shè)計(jì)公式的許用應(yīng)力H= m

52、inH1, H 2 在斜齒輪傳動(dòng)中，用于設(shè)計(jì)公式的許用應(yīng)力H = min （ H 1+ H 2）/2 ，1.23 H 2。10 28 答： 對(duì)齒輪進(jìn)行正變位修正，輪齒的抗彎能力有所提高；對(duì)齒輪進(jìn)行負(fù)變位修正，輪齒的抗彎能力有 所降低。10 29 答： 對(duì)于開(kāi)式或半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，或速度較低的閉式齒輪傳動(dòng)，通常采用人工定期加油潤(rùn)滑。對(duì)于閉 式齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪的圓周速度 v12m/s 時(shí)，采用噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油的粘度與齒輪傳動(dòng)載荷大小和圓周速度有關(guān)，載荷小時(shí)或圓周速度高時(shí)選擇粘度低的潤(rùn)滑 油。反之則選擇粘度高的潤(rùn)滑油。1030（略）10 31 解： 小齒輪的分度圓直徑 d1，圓周速度 v ，齒寬系數(shù)

53、d ，齒高 h和比值 b / h分別計(jì)算如下：z1mn30 3d192.68mmcos cos13.82d1 n1 92.68 1440v 7m/s60 1000 60 1000d b/d1 80/ 92.68 0.86h 2.25mn 2.25 3 6.75mmb/h 80 / 6.75 11.85由表 10-2 查得 KA 1.0 ，由圖 10-8 按第公差組 7級(jí)精度查得 Kv 1.17 。對(duì)于軟齒面齒輪，假設(shè)K AFt / b 100 N/mm ，由表 10-3 按第公差組7 級(jí)精度查得KHKF1.4 ，由表 10-4 按第公差組7 級(jí)精度插值查得 K H1.27 ，由圖 10-13

54、查得KF1.25 。接觸載荷系數(shù)K KAKV KH KH1.01.17 1.4 1.27 2.08彎曲載荷系數(shù)K KAKV KF KF1.01.17 1.4 1.25 2.0510 32 解：1計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)172 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 由圖 10-19 查得（按曲線 查 MQ 線。由圖 10-21d 查得 H1K HN1 H lim1SH1.01 580586MPa1 H 2KHN2 H lim 2 1.09 390SH13 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力查圖 10-18 ，從安全可靠考慮，取KFN1 KFN2 1。由圖 10-20c 查得 Flim1 420MPa ，由圖 10-20b查得 Flim2 3

55、20MPa ，取 SF1.4 ，兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力分別為 F1KFN1 F lim1SF1 4201.4300MPa F2 K FN2 F lim2SF1 3201.4229MPaa 1(d1 d2) 1(1 i)d122u 1 2.5ZE12(1 i) 2KbT1 uu1 A H H式中 A 為不變量（ K 的少量變化略去不計(jì)） a A/ H ；a A/ H 設(shè)改動(dòng)后的中心距為 a H 100 600 H a ，許用應(yīng)力為 H ，則150mm4001034 解：1計(jì)算彎曲強(qiáng)度允許的輸出轉(zhuǎn)矩 由表 10-5 查得 YFa1 2.80， Ysa1 1.55，T1 T2 /i ， d b / d

56、1代入公式( 10-5a)，得大齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩2biz1m2 min F1 , F2 2KYFa1Ysa1 YFa 2Ysa240 3 20 42 340 minYFa22.28 ， Ysa21.73 。傳動(dòng)比 i z2 /z1 60/ 20 3，將T2 F1 F2 2802 1.85 2.80 1.55 2.28 1.73736727N mm 737N m齒輪的壽命 Lh 8 250 5 10000h ，大、小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60n1 jLh 60 1440 1 10000 8.64 108N 2 N1z1 / z2 8.64 30/ 93 2.79 1081查） KHN1 1.01

57、， KHN2 1.09 。查取極限應(yīng)力時(shí)，按材料的平均硬度，H lim 1 580MPa ，由圖 10-21c 查得 H lim 2 390MPa ，取 SH 1.0 ，兩齒 輪的許用接觸應(yīng)力分別為1033 解：齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1不變，將 Ft 2T1/ d1代入公式（ 10-8a），得分度圓直徑2KT1 u 1 2.5ZE d1b u H 齒輪傳動(dòng)的中心距2 計(jì)算接觸強(qiáng)度允許的輸出轉(zhuǎn)矩將Ft 2T1 /d1 2T2/d1i 代入公式（ 10-8a），得大齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩18T2biz2m2 u ( H )22K u 1 2.5Z E2240 3 202 422 1.40331(2.54310

58、89.8)2168939N mm 169N m大齒輪允許的輸出轉(zhuǎn)矩1035（略）1036（略）1037（略）1038 答：T2 169N m題解 10 38 圖第十一章 蝸桿傳動(dòng)111 低 ；好 ；1、2、4、6 ；11 2 20Cr ；滲碳淬火 ；鑄錫青銅 ；113 （ 4） ；11 4 （3） ； 11 5 油池 ；噴油 ；116（略）117（略）118 答： 普通圓柱蝸桿主要有：阿基米德蝸桿，法向直廓蝸桿，漸開(kāi)線蝸桿和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿。其中前 兩種蝸桿不便于磨削，精度較低；后兩種蝸桿可以通過(guò)磨削的方法提高精度。119 答：用直線刀刃的刀具加工蝸桿，當(dāng)導(dǎo)程角 3 時(shí)，用單刀加工；當(dāng)導(dǎo)程角

59、3 時(shí)，用雙刀加工。這 是因?yàn)殡S著導(dǎo)程角的增大， 單刀左側(cè)刀刃的前角和后角與右側(cè)刀刃的前角和后角的差值增大， 兩處刀刃 上的切削力差值增大，因而兩處蝸桿齒面的加工質(zhì)量差距增大。而改用雙刀后，切削蝸桿兩側(cè)齒面時(shí)， 可采用相同的刀具前角和后角，使兩側(cè)齒面切削質(zhì)量相同。1110 答： 蝸輪滾刀與對(duì)應(yīng)的蝸桿具有相同的分度圓直徑，因此，只要有一種分度圓直徑的蝸桿，為了加工 與之相嚙合的蝸輪， 就得有一種對(duì)應(yīng)的蝸輪滾刀。 為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目， 以及便于蝸輪滾刀的標(biāo)準(zhǔn) 化，故將蝸桿的分度圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化，并與標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)對(duì)應(yīng)。1111 答： 為了配湊中心距， 或?yàn)榱颂岣呶仐U傳動(dòng)的承載能力及傳動(dòng)效率， 常采用變位

60、蝸桿傳動(dòng)。 在變位蝸桿傳動(dòng) 中，蝸桿的尺寸不進(jìn)行變位修正（否則需要制作變位蝸輪滾刀） ，只對(duì)蝸輪的尺寸進(jìn)行變位修正。19對(duì)蝸輪的變位修正有以下兩種方法，方法之一是：變位前后蝸輪齒數(shù)不變，蝸桿傳動(dòng)的中心距發(fā) 生改變。方法之二是：變位前后蝸桿傳動(dòng)的中心距不變，蝸輪齒數(shù)發(fā)生變化。11 12答：影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有蝸桿導(dǎo)程角 和當(dāng)量摩擦角 v 。由于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率比 較低，所以通常不用于傳遞大功率。11 13答： 不同的蝸桿材料的抗點(diǎn)蝕破壞和膠合破壞的承載能力是不同的。例如，鑄鋁青銅的硬度較高，具 有較強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕破壞能力，而抗膠合破壞的承載能力則較低。因此，該材料易發(fā)生膠合破壞。材料抗