機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題含答案

1、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程習(xí)題第1章機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)概論1-1試舉例說明機(jī)器、機(jī)構(gòu)和機(jī)械有何不同？1-2試舉例說明何謂零件、部件及標(biāo)準(zhǔn)件？1-3機(jī)械設(shè)計過程通常分為幾個階段？各階段的主要內(nèi)容是什么？1-4常見的零件失效形式有哪些？1-5什么是疲勞點蝕？影響疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？1-6什么是磨損？分為哪些類型？1-7什么是零件的工作能力？零件的計算準(zhǔn)則是如何得出的？1-8選擇零件材料時，應(yīng)考慮那些原則？1-9指出卜列材料牌號的含義及主要用途：Q275、40Mn、40Cr、45、ZG310-570、QT600-3o第2章現(xiàn)代設(shè)計方法簡介2-1簡述三維CAD系統(tǒng)的特點。2-2試寫出優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的一般表達(dá)式

2、并說明其含義.2-3簡述求解優(yōu)化問題的數(shù)值迭代法的基本思想.2-4優(yōu)化設(shè)計的一般過程是什么？2-5機(jī)械設(shè)計中常用的優(yōu)化方法有哪些？2-6常規(guī)設(shè)計方法與可靠性設(shè)計方法有何不同？2-7常用的可靠性尺度有那些？2-8簡述有限元法的基本原理。2-9機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的特點是什么？2-10簡述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計與常規(guī)設(shè)計的關(guān)系。第3章平面機(jī)構(gòu)的組成和運動簡圖3-1舉實例說明零件與構(gòu)件之間的區(qū)別和聯(lián)系。題圖3-6炎升式水泵機(jī)為3-2平面機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是什么？3-3運動副分為哪幾類？它在機(jī)構(gòu)中起何作用？3-4計算自由度時需注意那些事項？3-5機(jī)構(gòu)運動簡圖在何用途？怎樣繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖？3-6繪制圖示提升式水泵機(jī)

3、構(gòu)的運動簡圖，并計兌機(jī)構(gòu)的自由度.3-7試?yán)L制圖示縫紉機(jī)引線機(jī)構(gòu)的運動簡圖，并計算機(jī)構(gòu)的自由度。3-8試?yán)L制圖示沖床刃架機(jī)構(gòu)的運動簡圖，并計兌機(jī)構(gòu)的自用度.3-9試判斷圖a、b、c所示各構(gòu)件系統(tǒng)是否為機(jī)構(gòu)。若是，判定它們的運動是否確定(圖中標(biāo)有箭頭的構(gòu)件為原動件3-10計算圖a、b、c、d、e、f所示各機(jī)構(gòu)的自由度,如有復(fù)合一鏈、局部自由度、或虛約束請指出。并判定它們的運動是否確定(圖中標(biāo)有箭頭的構(gòu)件為原動件E/1£'(a)此盤詫主體機(jī)構(gòu)/1CA8BCBDK(c)精膈規(guī)機(jī)構(gòu)B7777¥7777-QS(e)壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)題圖3-10fttirmHH9(b)沖壓機(jī)構(gòu)CC%(

4、d)舞的機(jī)送布機(jī)構(gòu)F-dJ(f)期木機(jī)機(jī)構(gòu)幾種機(jī)構(gòu)的運動簡圖nnr邁圖3-9構(gòu)件組合系統(tǒng)第4章平面連桿機(jī)構(gòu)4-1四桿機(jī)構(gòu)的急回特性是何含義？什么條件下機(jī)構(gòu)才具有急問特性？4-2什么是四桿機(jī)構(gòu)的死點？試舉出幾個利用和克服死點的實例。4-3試述壓力角的概念，并分析它對機(jī)構(gòu)的工作性能有什么影響？4-4舉例說明校篋四桿機(jī)構(gòu)的三種演化方法。4-5如圖所示，已知AD=250mm：BC=265mm：CD=110mni：AB=60mni.fl是主動件.試確定:（1）該校鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型；（2）該機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K。4-6分析圖示偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)仃曲柄的條件。當(dāng)取滑塊為主動件時，試確定機(jī)構(gòu)的死點位置。題圖4-

5、5較縫四桿機(jī)構(gòu)題圖4-6曲柄存在條件分析4-7如圖所示,已知較鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿長度，試問：是校鏈四桿機(jī)構(gòu)中的哪種基本機(jī)構(gòu)；若AB是原動件,在圖中畫出此機(jī)構(gòu)最小傳動角出現(xiàn)的位置：若以AB為原動件，該機(jī)構(gòu)有無急回特性，為什么？4-8試設(shè)計一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。如圖所示，要求踏板機(jī)構(gòu)CD在水平位置上下各操10。，且CD的長度500mm.AD的長度是1000nmi試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度？覬圖4-7校鏈四桿機(jī)構(gòu)班圖4-9偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)4.9試用圖解法設(shè)計一自動上料機(jī)所用的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖所示要求曲柄主動時，行程速比系數(shù)K=L4,被推運的工件的長度l=40mm.初選偏距e=20m

6、m，工作行程最大壓力角為滑塊的行程H應(yīng)比工件的長度略大些，以保證料斗上的工件能順利下落。4-10試用圖解法設(shè)計擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu).已知機(jī)架長度為50mm,行程速比系數(shù)K=2,求曲柄的長度4-11試用圖解法設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD。已知搖桿CD長度是75mm.行程速比系數(shù)K=15機(jī)架AD長度為100皿搖桿的一個極限位置與機(jī)架間的夾角/CDA=45。4-12已知某操縱裝置采川國小皎錢四桿機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的對應(yīng)位置為劭=45。，的=50。：%=800.6=70°；所的.|/3=1100.試用解析法確定各桿的長度第5章凸輪機(jī)構(gòu)5-1凸輪機(jī)構(gòu)常用的四種從動件運動規(guī)律中，哪種運動規(guī)律rr剛性沖擊？哪種

7、運動規(guī)律rr柔性沖擊？哪種運動規(guī)律沒有沖擊？$-2在圖示偏置出動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知AB段為凸輪推程廓線，試在圖上標(biāo)出推程運動角4。5-3已知從動件升程h=30mm,£=150。,£=30。，3b=123,6；=60。，從動件在推程作簡諧運動，在回程作等加速等減速運動.試用作圖法或公式計算繪出其運動線圖“一t、s-t和、一匕5-4設(shè)計圖示偏置直動從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度3i順時針方向回轉(zhuǎn)，偏距e=10mm,凸輪基圓半徑ro=6Onrni，滾子半徑口=10皿，從動件的升程及運動規(guī)律與題5-2相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程氏力角.題圖5-4題圖5-2題

8、圖5-65-5已知條件同題5-4,試用解析法通過計算機(jī)輔助設(shè)計求凸輪理論輪廓和實際輪廓上各點的坐標(biāo)值（年隔1伊計算一點），推程壓力角的最大值Ggx,并打印凸輪輪廓。5-6在圖示門動車床控制刃架移動的滾子擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知loA=60mm,1AB=36mm,r0=35mm.rT=8min,從動件的運動規(guī)律如下：當(dāng)凸輪以角速度必逆時針方向回轉(zhuǎn)150°時,從動件以箍諧運動向上擺15。：當(dāng)凸輪H150°轉(zhuǎn)到】80。時，從動件停止不動：當(dāng)凸輪門180。轉(zhuǎn)到300。時，從動件以簡諧運動擺回原處：當(dāng)凸輪自3000轉(zhuǎn)到360。時，從動件又停止不動。試?yán)L制凸輪輪廓.5-7試設(shè)計一平底

9、宜動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度硒逆時針方向I可轉(zhuǎn).凸輪的城圓半徑ro=40mm,從動件升程h=20nini.d=1200,3,=30%3b=120。,“=90。，從動件在推程和回程均作簡諧運動。試?yán)L出凸輪的輪廓。5-8用作圖法求圖示中各凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45。后機(jī)構(gòu)的壓力向a,并在圖上標(biāo)注出來。第6章齒輪機(jī)構(gòu)6-1漸開線齒輪卜.哪一圓的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值？哪一圓的壓力角最小？一般所說壓力角是指哪個圓卜.的壓力角，壓力角取50會有何問題？6-2現(xiàn)有4個標(biāo)準(zhǔn)齒輪：叫=4mm,Z=25,in2=4mm,z2=50.m3=3mm.2=60：m4=2.5min.z4=40：試問：（1）哪些齒輪的

10、漸開線形狀相同？<2）哪些齒輪可以配對正確岫合？<3）哪些齒輪可用同一把滾刀切制？6-3斜齒輪和錐齒輪的當(dāng)局齒輪以及當(dāng)量齒數(shù)是如何定義的，其意義何在？6-4漸開線變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比較，哪些參數(shù)和尺寸發(fā)生了改變？哪些未發(fā)生改變？6-5試述所學(xué)各種齒輪機(jī)構(gòu)的一對齒輪的正確嚙合條件。6-6蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動比如何計算？能否用分度圓宜徑之比表示其傳動比？為什么？6-7為何要引入蝸桿宜徑系數(shù)q?6-8有一對外哂合正常齒標(biāo)準(zhǔn)匕齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，己知：m=2.5mm.a=112.5mm.i=2.6。試計算這對齒輪的分度圓出徑、齒頂明直徑、齒根圓直徑：齒頂高、齒根高、全齒高、頂隙和公法線長度和分度例

11、弦齒厚.6-9一對外嚙合的標(biāo)準(zhǔn)1*齒圓柱齒輪的小齒輪丟失，現(xiàn)測得大齒輪：z,=52,4：=135mm,m=2.5inni.a=112.5mm,試確定這對齒輪的齒制以及小齒輪的齒數(shù)和齒頂風(fēng)直徑，以便配制.6-10標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)中的一對齒輪,已知模數(shù)m尸2mm,a=20°,z】=20,z,=40,若安裝中心距a=61mm,試問這對齒輪是否屈于標(biāo)準(zhǔn)安裝？此時，節(jié)回半徑與分度圜半徑、嚙合角與壓力角是否用等？6-11用齒條插刀切制-心齒圓柱齒輪。已知被加工齒輪輪坯的角速度=5ra&s,刀具的移動速度為0375mis,刀具的模數(shù)m=10mm,壓力角a=20、試問：被加工齒輪的齒數(shù)z

12、1=?如果齒條的中線距離齒輪坯中心為77mm,則被加工齒輪的分度圓齒厚是多大？6-121對正常齒制的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪zi=33,Z2=66,m=5inm=試問:若標(biāo)準(zhǔn)中心距a=250mm,試求螺旋角£、分度圓立徑d和齒頂響宜徑明：若不改變模數(shù)和內(nèi)數(shù)，能否將這對齒輪裝在中心距為255mm的兩平行軸上。6-13已知一對正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪a=250mm.Zi=23»z2=98.mn=4mm,試計算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直輕、與頂圓直徑和齒根圓.6-14已知一對正常齒制等頂隙收縮的漸開線標(biāo)準(zhǔn)以齒圓錐齒輪，軸交角£=90°

13、;,Z1=17,z2=43,m=3nim,試求兩輪的分度圓錐角、分度閥H徑、齒頂網(wǎng)立徑、齒根圓宜徑、錐頂距、齒頂角、齒根角、頂錐角、根錐角和當(dāng)量齒數(shù).6-15已知蝸桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)如卜.：蝸桿頭數(shù)zi=2.蝸桿宜徑系數(shù)q=8.蝸輪齒數(shù)z?=46模數(shù)m=8mm»試計算該蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動比1、中心距a及蝸桿和蝸輪的主要尺寸。第7章間歇運動機(jī)構(gòu)7-1試比較棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)及凸輪間歇運動機(jī)構(gòu)的特點和用途。7-2槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)r=0.4表示什么意義？為什么運動特性系數(shù)必須大于零而小于1?五個槽的單銷槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)r等于多少？7-3已知槽輪的梢數(shù)z=6,撥盤的圓銷數(shù)K

14、=l轉(zhuǎn)速n=60rmin,求梢輪的運動時間td和靜止時間叮7-4設(shè)計一槽輪機(jī)構(gòu)，要求槽輪機(jī)構(gòu)的運動時間等F?？硶r間,試選擇槽輪的槽數(shù)和撥盤的惻銷數(shù)。7-5在六角車床上六角刀架轉(zhuǎn)位用的槽輪機(jī)構(gòu)中，已知情數(shù)z=6,槽輪的靜止時間t）=5/6s,槽輪的運動時間1d=2s,求槽輪機(jī)構(gòu)的運動系數(shù)r及所需的回銷數(shù)K第8章聯(lián)接題圖8-58-1試比較普通螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的特點，各舉，例說明它們的應(yīng)用.8-2螺紋的H鎖性和效率各與哪些因素有關(guān)？8-3試計算普通螺紋M20、M20XL5的螺紋升角：并說明在靜敦荷卜.這兩種螺紋能否白鎖（已知摩擦因數(shù)f=01015）.8-4將承受軸向變載荷的聯(lián)接螺栓的光桿部

15、分的直徑縮小，有什么好處？8-5如圖所示三塊板用4個M10螺栓固定，若螺栓的性能等級為4.6,裝配時控制預(yù)緊力，接合面間的摩擦因數(shù)f=0.15,求其允許的最大橫向拉力F。8-6如圖所示為一拉桿螺紋聯(lián)接，已知拉桿上的拉力F為50000N,我荷稔定,拉桿材料為Q235鋼（對照螺栓的性能等級為4.6）,試設(shè)計此聯(lián)接.電圖8-6g，7一凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T為1500Nm（靜栽荷），材料為HT250,半聯(lián)軸器用4個M16校制孔螺栓聯(lián)接成一體.螺栓的性能等級為4.8,試選取合適的螺松長度，并校核其剪切和擠壓強(qiáng)度.如果改為M16的普通螺檢聯(lián)接.已知螺栓的性能等級為4.8,接合面的摩擦因數(shù)為0.1

16、5,安裝時不控制預(yù)緊力，試確定螺栓數(shù).8-8圖8-23所示為一汽缸，缸蓋和缸體用螺栓聯(lián)接。已知汽缸內(nèi)'（體質(zhì)力p最大為2.5NlPa.缸蓋和缸體均為鋼制，汽缸內(nèi)徑D=180inm;為了保證密封性要求,螺栓間距不得大了4.5d（d為螺紋大徑），限設(shè)計此聯(lián)接并確定螺栓分布咧立徑.8-9受軸向栽向的緊燥徑聯(lián)按，被聯(lián)接件間采用橡膠集片.已知螺栓預(yù)緊力Qo=15OOON,軸向作載荷Qe=10000N,求螺栓所受的總拉力和我聯(lián)接件間的殘余預(yù)緊力。8-10試為題8-7中的聯(lián)軸器選擇平鍵并校核平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。第9章螺旋傳動9-1試確定圖9-la所示的卜斤頂?shù)穆輻U和螺母的主要尺寸。已知起重量最大為40k

17、N,最大舉起高度4501nm.螺桿用45綱，螺母用鑄鐵。(注意：需要校核螺桿穩(wěn)定性和自鎖性)第10章齒輪傳動10-1齒輪傳動的主要失效形式有那些？設(shè)計準(zhǔn)則如何？10-2齒寬系數(shù)的大小對齒輪傳動有何影響？模數(shù)和齒數(shù)對齒輪傳動有何影響？設(shè)計時應(yīng)如何選?。?0-3齒形系數(shù)*與哪些因素有關(guān)？兩個直齒圖柱齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別為m】=20mm.z,=20;m：=2mm,Z2=20,其齒形系數(shù)是否相等？10-4根據(jù)蝸桿傳動的失效特點,設(shè)計時應(yīng)如何選徑蝸桿副材料？10-5綱桿傳動為什么要進(jìn)行熱平衡計算？10-6有一直齒圓柱齒輪傳動,原設(shè)計傳遞功率P.主動軸轉(zhuǎn)速n】。若其他條件不變，輪齒的工作應(yīng)力也不變.當(dāng)主動

18、軸轉(zhuǎn)速提高一倍，即nj=2n時,該齒輪傳動能傳遞的功率P'為若干？10-7有一直齒胸柱齒輪傳動,允許傳遞功率P,若通過熱處理方法提高材料的力學(xué)性能,使大小齒輪的許用接觸應(yīng)力。H：、各提高30%.試問此傳動在不改變工隹條件及其他設(shè)計參數(shù)的情況下.抗疲勞點蝕允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提高百分之幾？解：有一直齒圓柱齒輪傳動,允許傳遞功率P,若通過熱處理方法提高材料的力學(xué)性能.使大、小齒輪的許用接觸應(yīng)力oH2、oHl各提高30%。試問此傳動在不改變工隹條件及其他設(shè)計參數(shù)的情況下.抗疲勞點蝕允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提離百分之幾？解由公式可知,由抗疲勞點蝕允訐的最大扭矩有關(guān)系:設(shè)提高

19、后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為T1'、。卬當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時.轉(zhuǎn)矩和功率可提高69%o10-8單級閉式直齒圓柱齒輪傳動,小齒輪的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為ZG31O-57O正火.P=4kV.n1=720r/min,m=4inm,z】=25,z2=73.b!=84mm,b2=78mm,單向傳動，敘荷有中等沖擊,用電動樣區(qū)動.試問這對齒輪傳動能否滿足強(qiáng)度要求而安全工作。解：軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別給算其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。(1)許用應(yīng)力宣教材表11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210230HBS取220HBS;大齒輪ZG27O-5OO正火硬度:140170HBS,取153HBS。查教材圖H-7知aHl

20、inil=560MPa.(rHlmi2=335MPa查教材圖IMOuFliml=180MPa,erFhinl=130MPa查教材表11Y取SH=1.1.SF=1.4故：=509JiFoaito<7-J=七±=129Mpa1rtl,1.4130m.eaMPa1.4(2)驗算接觸強(qiáng)度,驗算公式為:其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩Z=955x101955x10*xA=53055.e為720查教材表H-3得.鼓荷系數(shù)K=1.3齒寬b=b2=78min中心距ijufZj4-z,)-ix4x(25+73)«196mt齒數(shù)比u=z2/zl=73/25=2.92e.Sx53055O92+»

21、7Sxl9tf252則：aH<aHl,(rH<(TH2t能滿足接觸強(qiáng)度。(3)驗算客曲強(qiáng)度,驗算公式：其中：查教材圖119得.齒形系數(shù):YF1=2.72,YF2=2.26則:，2x13x53055x1727tx4'*25-Dx226rn10MPa<kn滿足當(dāng)曲強(qiáng)度10-9已知閉式直齒圖柱齒輪傳動的傳動比1=4.6.n尸730r/mrn.P=30kW,長期雙向轉(zhuǎn)動,教荷有中等沖擊,要求結(jié)構(gòu)緊湊。目1=27.大小齒輪都用40Cr表面淬火,試計算此單級齒輪傳動的強(qiáng)度。解：硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷,設(shè)計方法是按變曲強(qiáng)度設(shè)計,并驗算其齒面接觸強(qiáng)度。(1)許用卷曲應(yīng)

22、力查教材表11-1.大小齒輪材料40Cr表面淬火硬度：5256HRCt取54HRC。查教材圖1110得。Fhm=320MPa.查材料圖11-7得oHhm=1220MPao查教材表11YSF=L6.SH=1.2,因齒輪傳動是雙向工作.瑪曲應(yīng)力為對稱循環(huán).應(yīng)將極限值乘70%o320x0.7-x0.7-lAQMPaIf-1017MPa艮$12(2)按變曲強(qiáng)度設(shè)計.設(shè)計公式:其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩J；=955xl01-=955xlOax30730=392466mm查教材表11-3得.載荷系數(shù)K=L3取齒寬系數(shù)Wa=0.4齒數(shù)z2=izl=46x27=124.2.取z2=124齒數(shù)比u=z2/zl=124/2

23、7=459應(yīng)將齒形系數(shù)較大值代入公式,而齒形系數(shù)值與齒數(shù)成反比，將小齒輪的齒形系數(shù)代入設(shè)計公式.查教材圖11-9得，齒形系數(shù)YF1=2.67因此；4x1<1x592462670.4x(43»+1)x2Tx140取模數(shù)m=3mm(3)驗算接觸強(qiáng)度,驗算公式:其中：中心距a-w(zj+z0=xlx(27+124)=Z26.5«bii產(chǎn)，b=y.a=04x2265=90.6mm取b=90mm滿足接觸強(qiáng)度10-10說明下列幾種情況下應(yīng)采用的是斜齒輪的齒數(shù)還是當(dāng)量齒數(shù):計算斜齒圓柱齒輪傳動的角速比；用成型法切制斜齒輪時選盤形銃刀；(3)計算斜齒輪的分度圓直徑；(4)齒根殛曲強(qiáng)度

24、計算時查取齒形系數(shù)。解斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)z與其當(dāng)量齒數(shù)ZV之間的關(guān)系：氣一千(1)計算傳動的角速比用齒數(shù)。(2)用成型法切制斜齒輪時用當(dāng)量齒數(shù)選盤形銃刀刀號。(3)計算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。(4)計算變曲強(qiáng)度時用當(dāng)量齒數(shù)查取齒形系數(shù)。10-11兩對齒輪分別為：4=5mm,Zi=40.z?=158,£=8。06'34"及mj】。.Zi=20,z2=79.£=8。0634”,其他條件(如材料、硬度、齒寬、轉(zhuǎn)的等)均為主動輪與主動輪,從動輪與從動輪對應(yīng)相等。試問：兩對齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是否相等？變曲疲勞屈度是否相等？若傳動速度低,短時超載大,用哪一對合適？若傳

25、動速度高,用哪一對合適？10-12斜齒圖柱齒輪傳動的轉(zhuǎn)動方向及螺旋線方向如圖a所示，試分別在圖b和圖c中畫出輪1為主動時和輪2為主動時軸向力F”及Fq的方向題圖10-12解見題11-7解圖。從題圖中可看出.齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當(dāng)齒輪1為主動時按左手定則判斷其軸向力：當(dāng)齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力1043某兩級斜齒圓柱齒輪減速器,傳遞功率P=40kW.電機(jī)驅(qū)動.雙向轉(zhuǎn)動,數(shù)荷平穩(wěn),高速級轉(zhuǎn)速山=1470rnim.齒數(shù)z】=19.z2=63,模數(shù)111c=3mm.螺旋角介18。5318”.齒寬bi=60mm.b2=55nmi.小齒輪材料為20CrMnTi滲破淬火,大齒輪材料為20C

26、r滲碳淬火.試校核此高速級齒輪傳動的強(qiáng)度。解軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別校核其接觸強(qiáng)度和變曲強(qiáng)度。(1)許用應(yīng)力查教材表11-1小齒輪40%InB調(diào)質(zhì)硬度：240280HBS取260HBS;大齒輪35slMn調(diào)質(zhì)硬度：200260HBS.取230HBS。查教材圖11-7.oHlim=690MPa.aHlim=660MPa;查教材圖nio：aFhml=240MPa.aFlun2=230MPa;查教材表11-4取SH=1.1.SF=1.4故：600MPa240x0.7=120A£Po1.4窖"。7230xO.7-115KPa1.4(2)驗算接觸強(qiáng)度.其校核公式:其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩7；

27、=935xlOi=935x10*x1470載荷系數(shù)K=11查教材表113得齒寬b=b2=80nun中心距2KxM/f0*1)=2M16slsx3x(21+107)=2DOmw齒數(shù)比u=z2/zl=107/21=5.1則:(1,1x1.43x10stoxWxs.i=45140/0.滿足接觸強(qiáng)度。(3)驗算客曲強(qiáng)度，校核公式:27tlzcos,-Kv-小齒輪當(dāng)量齒數(shù)coflcos?16015,=23.72大齒輪當(dāng)量齒數(shù)治1078s7cnl6T5,120J2查教材圖11-9得齒形系數(shù)YF1=2.77、YF2=2.18tOxTCl%“考3嚼=43迎。引力滿足變曲強(qiáng)度。10-14已知單級閉式斜齒圓柱齒輪

28、傳動.P=10kW.Q1=1210rimn.1=43,電機(jī)驅(qū)動.雙向傳動,教荷有中等沖擊,設(shè)小齒輪用45MnB調(diào)質(zhì),大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì).z產(chǎn)21.試計算此單級齒輪傳動。解軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計.然后莫算其笠曲強(qiáng)度：(1)許用應(yīng)力查教材表11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度:240128OHBS取260HBS;大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度:210230HBS,取220HBS。查教材圖1】-7:aHlini=690MPa.aHlim=555MPa;查教材圖11-10：gFinn1=240MPa.aFlun2=180MPa;查教材表H-4取SH=1.1.SF=1.4.故：STIMPa5T740x0.

29、7-x0.7nDMPa1.4mx(L7=90J£Fa1.4(2)按接觸強(qiáng)度設(shè)計,其設(shè)計公式:"9嚙(既其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩Z=955xlOi=955xlOixJL=719xlO4%1210查教材表11-3得敦荷系數(shù)K=13.齒寬系數(shù)、取g=0.3中心距“尸7*+、=丁盹(21+1叼=皿ZCCMpZCOS1O齒數(shù)比u=i=4.3將許用應(yīng)力較小者。H=。H2=505MPa代入設(shè)計公式,取中心距a=170inm初選螺旋角6=14。大齒輪齒數(shù)z2=izl=4.3x21=90.3.取z2=90齒數(shù)比：u=z2/zl=90/21=4.29模數(shù)lacosfl2x165xcosl40m.=-=

30、Z97e4421*90取mn=3min螺旋角-irw3xpi90)KXJWfrz2x170(3)驗算其堂曲強(qiáng)度.校核公式:21小齒輪當(dāng)量齒數(shù)2235大齒輪當(dāng)量齒數(shù)90«/11039,95*查教材圖119得齒形系數(shù)YF1=2.82.YF2=2.22.b=Waa=03x170=51nim2X13X7J9X104x2J2xcosllSy51x3丁21=47MPa<knl滿足客曲強(qiáng)度。1045斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示,試問：低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才鑿使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反；低速級螺旋角£應(yīng)取多大值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。解(1)要使

31、中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反,則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的旋向同為左旋,斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反.為右旋。(2)由地圖可知：nm2=3mm、z2=52、02=15,、mn3=5mm、z3=17分度圓直徑d=mnz;cos0軸向力要使軸向力互相抵消,貝hFa2=Fa310-16一對閉式直齒圓錐齒輪傳動.已知工=6+2=90。,1=2.7.z1=16,P=7.5kW,ni=840rmm,用電動機(jī)驅(qū)動,單向轉(zhuǎn)動,載荷有中等沖擊。要求結(jié)構(gòu)緊湊.故大小齒輪的材料均選40Cr表面淬火.試計算此傳動。解硬齒面閉式齒輪傳動應(yīng)按殛曲強(qiáng)度設(shè)計,然后給算其接觸強(qiáng)度。(1)許用應(yīng)力查教材表11

32、-1齒輪40Cr表面淬火硬度：52-56HRC取54HRC。查教材圖11-7:0Hhm=1220MPa查教材圖11-10:gFhm=320MPa查教材表11-4取SH=1.2tSF=1.6故：衛(wèi)1017”。1.22)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計,其設(shè)計公式:其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩7：=955xl01=955xl0ixZ=t53xl(rww%S40查教材表11-3得載荷系數(shù)K=L3,齒寬系數(shù).取WR=0.3大齒輪齒數(shù)z2=izl=2.7x1.6=43.2,取z2=43齒數(shù)比：u=z2/zl=43/16=269分度圓錐角=90°-=900-20.410=6959。小齒輪當(dāng)量齒數(shù)17.1c<k.cos2

33、0.41016大齒輪當(dāng)量齒數(shù)43cos6959Q1233查教材圖119得.齒形系數(shù)YF1=3O8,YF2=2.18則平均模數(shù):03x4大調(diào)模數(shù)29t=331MDW1一。%.1-05x03取me=4nim（3）校核其接觸強(qiáng)度，驗算公式:其中：分度圓直徑di=meZi=4x16=64mmd->=iiieZ2=4x43=172mm維距齒寬b=|/RRe=0.3x91.8=27.5mm取b=28mmicr避般田SxZ69335何QW.巾_S35%.一但,"bbi9Lt-O5x2«則：滿足接觸強(qiáng)度。10-17已知直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器布置如圖。錐齒輪m=5mm.b=50m

34、m.z,=25.z,=60;斜齒輪moNmm,z1=21,z>=84o欲使軸H上的軸向力在軸承上的作用完全抵消.求斜齒輪3的螺旋角為的大小和旋向。解（1）圓錐齒輪2的相關(guān)參數(shù)分度圓直徑d2=mez2=5x60=300mm分度圓錐角62=arctanz2fz1=arctan60/25=<57.38平均直徑軸向力言茲。=若年加。6731。&am,p;nb,sp;(2)斜齒輪3相關(guān)參數(shù)分度圓直徑<工膽旦&nb,sp;mPc0s戶軸向力41ZD(3)相互關(guān)系126x20axsn67.3S00.166因Fa2=Fa3得：(4)由題圖11.5可知.圓錐齒輪2的軸向力Fa2

35、指向大偏,方向向下；斜齒輪3的軸向力Fa3方向指向上,轉(zhuǎn)動方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動齒輪，根據(jù)左右手定則判斷，其符合右手定則,故斜齒輪3為右旋。1048如圖所示蝸桿傳動,蝸桿主動.已知T=20N,m.m=4mmtz】=2.d!=50mm,蝸輪齒數(shù)的=50,傳動的嚙合效率”=0.75。試確定：蝸輪的轉(zhuǎn)向：蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。題圖10-151049如圖所示為蝸桿傳動和超稚齒輪傳動組合。已知輸出軸上的錐齒輪4的轉(zhuǎn)向上。欲使中間軸上的軸向力能部分抵消.試確定：蝸桿傳動的螺旋線方向和綱桿的轉(zhuǎn)向；(2)在圖中標(biāo)出各輪軸向力的方向。題圖10-1910-20試設(shè)計一蝸桿傳動。已

36、知電動機(jī)功率P1=7kW,轉(zhuǎn)速H=1440r/mm.蝸輪軸轉(zhuǎn)速為n2=80r/nim,鼓荷平穩(wěn).單向傳動。蝸輪材料選錫青銅ZCuSnlOPl.砂型；蝸桿選用405,表面淬火。10-21某蝸桿減速器輸入功率P產(chǎn)3kV.Z1=2,箱體散熱面積為1m:.通風(fēng)條件較好,室溫20c.試3僉算油溫是否滿足使用要求。第11章輪系1M在圖示的輪系中已知z】=15,z2=251z2=15.z3=30,z3=15tz4=30tz4=2tz$=60.馬=20(m=4mm),若n產(chǎn)500r/min,求齒條6線速度v的大小和方向。題圖11一111-2圖示為一浪齒機(jī)工作臺的傳動系統(tǒng),已知各輪齒數(shù)為zi=15tZ2=28.

37、z3=15tZ4=35.z8=1,z9=40;A為單線浪刀Za=1.B為被切輪坯?，F(xiàn)欲加工64個齒的齒輪.求傳動比11-3圖示輪系中，各輪齒數(shù)為Z1=Z2=Z3=4=20.23=25=60.模數(shù)均為m=2inm,求傳動比115；齒輪1、2及齒輪2、3的中心距am，a?”11-4圖示輪系中,蝸桿1是單線右旋，轉(zhuǎn)速n尸1000”:mn.z2=50.z2=z3=2O.z4=60,求輸出軸轉(zhuǎn)速口出題圖11-411-5在圖示馬鈴薯挖掘機(jī)構(gòu)中，齒輪4固定不動.挖叉固連在齒輪3上。挖薯時.十字架1回轉(zhuǎn).挖叉始終保持一定的方向.齒輪1、2、3的齒數(shù)分別為zi、z?、Z3,間各輪齒數(shù)有何關(guān)系？11-6圖示輪系中

38、已知zi=22,z3=88tz3=z5o試求傳動比iis。題曲11-6題圖11-511-7在圖示行星齒輪減速器中.已知z產(chǎn)z?=17.z3=5L當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過9(T時,轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少度？11-8在圖示圓錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪齒數(shù)z】=20.z2=3O,zr=50,z3=8O.輪1的轉(zhuǎn)速n1=50Hmm.試求nH的大小和方向。11-9求圖示輪系的傳動比Iwo已知Zi=Z2=25.z：=z3=20tzH=100tz4=20oIMO已知Z】=17.Z2=2O,Zj=85fz4=18t馬=24.z(j=21.z7=63t求：(1)ni=10001rmin.11產(chǎn)10000nmin時.np=?(2

39、)當(dāng)。1=口4時.np=?(5)當(dāng)ni=10000r'min.n4=10001rnirn0>t.np=?題圖n911-11在圖示輪系中.己知Z1=Z4=4O.z211-12圖示輪系中已知z】=Z3=16.z2=3Z5=3O,Z3=Ztf=100,求11H。,z4=80tz$=42fz6=z7=14tzs=46t求i】$。第12章帶傳動12-1為什么在帶傳動中彈性滑動不可避免？12-2V帶傳動的最大TT效拉力F«與哪些因素有關(guān)？12-3簡述造成帶傳動傳動比不能保持恒定的原因.12-4有一帶式輸送裝置,其異步電動機(jī)和齒一輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機(jī)功率P=8kW,轉(zhuǎn)速

40、Hi=960rmin,減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速g=360r/min,允許誤整為05%,運輸裝置工作時有輕度沖擊,兩班制工作，試設(shè)計此帶傳動.12-5一普通V帶傳動，帶的型號為B型，傳遞的功率尸=9k見帶速y=llni/s,帶與帶輪間的摩擦因數(shù)f=0.3,帶在小輪上的包角四=170°。試求:傳遞的圓周力:緊邊、松邊拉力；（3）離心力在帶中引起的拉力：（4）所需的初拉力：（5）壓軸力。12-6計克習(xí)庖12-5的帶傳動中的各種應(yīng)力以及最大應(yīng)力。第13章鏈傳動13-1鏈傳動有那些特點，適用那些場合？13-2鏈傳動中小鏈輪齒數(shù)zI不能過少,大鏈輪齒數(shù)與不能過多，其原因是什么？13-3分析鏈傳動工作時

41、動載荷的大小與那些因素有關(guān).13T用P=5.5kW.ni=1450rmin的電動機(jī)，通過鏈傳書驅(qū)動一液體攪拌機(jī)，致荷平穩(wěn)，傳動比1=3.試設(shè)計此鏈傳動。13-5選擇并驗算一輸送裝置用的傳動鏈。已知鏈傳動傳遞的功率P=7.5kW,主動鏈輪的轉(zhuǎn)速m=960r/mm.傳動比1=3.2,I：作情況系數(shù)"=1.5,中心用aS650mm（可以調(diào)節(jié)）.第14章軸14-1軸按承載性質(zhì)的不同可分為哪三種？14-2軸最常用的材料是什么？如果優(yōu)質(zhì)碳素鋼的軸剛度不足,改用合金鋼能否解決問題？14-3零件在軸上軸向固定的常見方法有哪些？各有何特點？14-4圖中I、11、川、IV軸是心軸、轉(zhuǎn)軸、還是傳動軸?14

42、-5已知一傳動軸傳遞的功率為37kW,轉(zhuǎn)速n=900ivmm,如果軸上的扭切應(yīng)力不許超過40Mpa.試求該軸的直徑？14-6己知一傳動軸H徑d=32inm.轉(zhuǎn)速n=1725r/mn,如果軸上的扭切應(yīng)力不許超過50MPa,向該軸能傳遞多大功率？14-7圖示的轉(zhuǎn)軸，宜徑d=70nim,a=320mm.傳遞的轉(zhuǎn)矩T=235ONm,F=9200N.若軸的許用彎曲應(yīng)力n>=80MPa,求長度x的大小。題圖14-4題圖14-714-8已知一單級直齒圓柱齒輪戰(zhàn)速器,用電動機(jī)宜接拖動,電動機(jī)功率P=22kW.轉(zhuǎn)速n】=1470r/min.齒輪的模數(shù)m=4mm,齒數(shù)z】=18,z2=82.若支承間跨距1=

43、180mm（齒輪位于跨距中央），軸的材料用45號鋼調(diào)項，試計算輸出軸危險截面處的直徑414-9圖示二級圓柱齒輪減速器。已知高速級傳動比1】2=2.5,低速級傳動比小=4。若不計輪齒哂合及軸承摩擦的功率損失，試計克三根軸傳遞轉(zhuǎn)矩之比，并按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估克三根軸的軸徑之比.14-10設(shè)計圖示“齒圓柱齒輪減速器的輸出軸。已知該軸傳遞的功率P=1lkW.轉(zhuǎn)速n=225r/mm,從動齒輪的齒數(shù)Z2=72,模數(shù)m=4mm.輪毅寬度L=70mm,選用注徑系列為2的深溝球軸承，兩軸承中心間距離為130inm-題圖14-914-11一鋼制等直徑t軸，只傳遞轉(zhuǎn)矩T=4000Nin.許用切應(yīng)力r=50MPa。長度為18

44、00mm,要求軸母米長的扭轉(zhuǎn)角0不超過OS,試求該軸的直徑.14-12與H徑075mm實心軸等扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的空心軸，其外徑&=85mm,設(shè)兩軸材料相同，試求該空心軸的內(nèi)徑%和減輕重量的百分率。14-13圖示為某減速器輸出軸的裝配結(jié)構(gòu)圖，指出圖中1、2、3、4處結(jié)構(gòu)錯誤，并繪制正確的結(jié)構(gòu)草圖.題圖14-13第15章軸承15-1滑動軸承的摩擦狀態(tài)有幾種？各有什么特點？15-2滑動軸承有哪些類型？滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式有哪幾種？各適用在何種場合？15-3對軸瓦軸承襯的材料有哪些基本要求？15-4滾動軸承類型選擇的基本原則TT哪叫？15-5角接觸軸承的內(nèi)部軸向力是如何產(chǎn)生的,其方向如何判斷？大小如何計

45、算？角接觸軸承為何通常成對使用？15-6說明下列滾動軸承代號的意義.6208N208P67207C3O2O9P515-7有一非液體摩擦徑向滑動軸承,已知軸頸”徑為100mm,軸瓦寬度為100mm,軸的轉(zhuǎn)速為1200rimii,軸承材料為ZCuSnlOPl,試問它允許承受多大的徑向荻荷？15-8已知某支承采用非液體摩擦徑向滑動軸承,軸承所受徑向我荷Fr=25000N,軸頸宜徑d=90mm.軸的轉(zhuǎn)速為n=8.3rmin,材料為ZCuZn38Mn2Pb2,試設(shè)計此滑動軸承.15-9已知F列軸承承受的徑向載荷E和軸向載荷巳，試計算當(dāng)量動載荷。(1) N2O7軸承，F(xiàn)=3553NFa=0：(2) 621

46、5軸承.Fr=6500NFllOON：(3) 30313軸承，F(xiàn)x=8700NF,=5310N.15-10某機(jī)械傳動裝置中，已知軸承型號是6312,軸承所受徑向載荷F產(chǎn)5400N,軸向我荷F,=2600N.軸的轉(zhuǎn)速n=12503mm.運轉(zhuǎn)中仃輕微沖擊，預(yù)期等命卬=500。h,工作溫度t<100*C。問該軸承是否適用？15-11根據(jù)工作條件，某機(jī)械傳動裝置中，軸的兩端各采用一個深溝球軸承，軸徑d=35mm,轉(zhuǎn)速n=2000r/min,每個軸承承受徑向載荷FZOO。N,常溫下工作，載荷平穩(wěn)，預(yù)期壽命卬=8000h,試選軸承型號.15-12根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如

47、圖所示。已知兩個軸承的我荷分別為Fn=1470N,Fr2=2650N.外加軸向載荷叢=1000N,釉頸直徑d=40mm,轉(zhuǎn)速n=5000出血,常溫下運轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預(yù)期壽命Lj=2000h,試選軸承型號.15-13根據(jù)匚作條件，初步?jīng)Q定在軸的兩端選用兩個角接觸球軸承7207AC,如圖所示，軸頸直徑d=35mm.工作中有中等沖擊,轉(zhuǎn)速n=1800i/min,已知F3390N,Fr2=1040N,軸向致荷K=870N,試計算其工作壽命.題圖15-12題圖15-13第16章聯(lián)軸器、離合器和制動器16-1聯(lián)軸器和離合器的主要功用是什么？有何異同？16-2常用的聯(lián)釉器和離合器有哪些主要類型？各具有什么

48、特點？16-3剛性凸緣式聯(lián)軸器如何對中？16T萬向聯(lián)軸器有何特點？雙萬向聯(lián)軸器安裝時應(yīng)注意什么問題？16-5離合器應(yīng)滿足哪些基本要求？題圖16-716-6電動機(jī)與減速器之間用聯(lián)軸器相聯(lián)，戰(zhàn)荷平穩(wěn)，電動機(jī)功率P=15KW,轉(zhuǎn)速n=960r/min,兩外伸軸徑d均為35mm,長度為70mm,試選擇聯(lián)軸器。16-7試選擇圖示的蝸桿蝸輪減速器與電動機(jī)及卷筒之間的聯(lián)軸器。已知電動機(jī)的功率Pi=7.5KW,轉(zhuǎn)速n=970r/nim,電動機(jī)軸立徑d】=42mm,減速器傳動比1=30,傳動效率=0&輸出軸直徑d=60mm.工作機(jī)為輕型起重機(jī)。第17章機(jī)械的平衡與調(diào)速17-1某汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量為1000kg,由于材質(zhì)不均及葉片安裝誤差使質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸線0.5mm.當(dāng)該轉(zhuǎn)子以5000r/mm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，其離心慣性力有多大？是自重的幾倍？17-2圖示盤形回轉(zhuǎn)件上有兩個偏心質(zhì)量。已知mi=8kg,m?=4kg,r】=80nun,n=110min,