1、第一章緒論習題答案思考題1） 機器是由哪些基本部分構成？各部分作用是什么？2） 什么是專用零件？什么是通用零件？試舉例說明。3）機械設計的研究對象是什么？學習時應注意哪些問題？4）機械零件的主要失效形式及設計準則是什么？5）設計機器應滿足哪些基本要求？1）答：機器是由原動機、傳動裝置和工作機三大部分組成。原動機是機械設備完成其工作任務的動力來源。傳動裝置是按執行機構作業的特定要求，把原動機的運動和動力傳遞給執行機構。執行機構也是工作部分，直接完成機器的功能。2）答：所謂通用零件實際是指各種機器都經常使用的零件。如軸、軸承和齒輪等。專用零件是某些機器使用的零件，例如：發動機中的曲軸、汽輪機中的葉

2、片。3）答：本課程是研究普通條件下，一般參數的通用零件的設計理論與設計方法。學習時應注意以下問題：1）理論聯系實際。 2）抓住課程體系。3）要綜合運用先修課程的知識解決機械設計問題。4）要理解系數引入的意義。5）要努力培養解決工程實際問題的能力。4）答：機械零件的主要失效形式有強度失效（因強度不足而斷裂）、剛度失效（過大的變形）、磨損失效（摩擦表面的過度磨損），還有打滑和過熱，聯接松動，管道泄漏，精度達不到要求等等。設計準則是1) 強度準則2) 剛度準則3) 耐磨性準則4) 振動穩定性準則5) 熱平衡準則6) 可靠性準則5）設計任何機器都必須滿足如下要求1）使用要求2）經濟性要求 3）安全性要

3、求4）其他要求（1）環保要求（2）外觀要求（3）體積重量要求等第二章 帶 傳 動 習 題1. 選擇題1) 帶傳動中，在預緊力相同的條件下，V帶比平帶能傳遞較大的功率，是因為V帶_3_.(1)強度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增壓作用 (4)沒有接頭2) 帶傳動中，若小帶輪為主動輪，則帶的最大應力發生在帶_1_處 (1)進入主動輪 (2)進入從動輪 (3)退出主動輪 (4)退出從動輪3) 帶傳動正常工作時不能保證準確的傳動比是因為_4_.(1)帶的材料不符合虎克定律 (2)帶容易變形和磨損 (3)帶在帶輪上打滑 (4)帶的彈性滑動4)帶傳動打滑總是_1_. (1)在小輪上先開始 (2)在大輪上先

4、開始 (3)在兩輪上同時開始5) V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了_2_.(1)使結構緊湊 (2)限制彎曲應力(3)保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力 (4)限制小帶輪上的包角6) 帶傳動的主要失效形式之一是帶的_3_。(1)松弛 (2)顫動 (3)疲勞破壞 (4)彈性滑動7) 帶傳動正常工作時，緊邊拉力和松邊拉力滿足關系 2 。 （1）= （2）- = （3） + =2.思考題1) 在設計帶傳動時為什么要限制帶速、小帶輪直徑和帶輪包角？答：帶速大則離心拉應力大，所以限制v30m/s；小帶輪直徑d1小則彎曲拉應力大，造成工作應力過大在交變應力作用下，帶將產生疲勞破壞；一般要求帶輪包

5、角120，以防帶與帶輪接觸弧長不足，帶在輪上打滑。2) 為了避免帶的打滑，將帶輪上與帶接觸的表面加工的粗糙些以增大摩擦力，這樣處理是否正確，為什么？答：不可以。由于帶傳動工作時存在彈性滑動，粗糙表面將加速帶的疲勞破壞。 3) 何謂帶傳動的彈性滑動和打滑？能否避免？答：彈性滑動：帶具有彈性，緊邊拉力大，應變大，松為拉力小，應變小。當帶由緊邊側進入主動輪到從松邊側離開主動輪有個收縮過程，而帶由進入從動輪到離開從動輪有個伸長過程。這兩個過程使帶在帶輪上產生彈性滑動。彈性滑動不能避免。打滑：由于張緊不足，摩擦面有潤滑油，過載而松弛等原因，使帶在帶輪上打滑而不能傳遞動力。打滑能避免。4) 為何V帶傳動的

6、中心距一般設計成可調節的?在什么情況下需采用張緊輪?張緊輪布置在什么位置較為合理?答： 由于V帶無接頭，為保證安裝必須使兩輪中心距比實際的中心距小，在安掛完了以后，在調整到正常的中心距。另外，由于長時間使用，V帶會因疲勞而伸長，為保持必要的張緊力，應根據需要調整中心距。 當中心距不能調整時可用張緊輪把帶張緊。張緊輪一般布置在松邊靠近大帶輪處。5) 一般帶輪采用什么材料?帶輪的結構形式有哪些?根據什么來選定帶輪的結構形式?答：一般帶輪采用鑄鐵材料。帶輪的結構形式有實心式、腹板式、孔板式 橢圓剖面的輪輻式。根據帶輪的基準直徑的大小確定。3 .設計計算題1) 單根普通V帶傳動，能傳遞的最大功率=10

7、KW，主動輪的轉速 =1450rmin，主動輪、從動輪的基準直徑分別為180mm，350mm，中心距630mm，帶與帶輪間的當量摩擦系數0.2，試求緊邊拉力和松邊拉力。2)設計一帶式輸送機的傳動裝置，該傳動裝置由普通V帶傳動和齒輪傳動組成。齒輪傳動采用標準齒輪減速器。原動機為電動機，額定功率 =11 kW，轉速 =1460 rmin，減速器輸入軸轉速為400 rmin，允許傳動比誤差為5，該輸送機每天工作16小時，試設計此普通V帶傳動，并選定帶輪結構形式與材料。解：1計算功率由表2.10查得工作情況系數，故 kW2選取普通V帶型號根據 kW， r/min，由圖2-17確定選用B型。3確定小帶輪

8、和大帶輪基準直徑、,并驗算帶速由表2.4,應不小于125mm，現取 =140mm， = 1%，由式(2-16)得mm由表2.4取直徑系列值 = 500 mm。大帶輪轉速:r/min其誤差小于|5%|，故允許。驗算帶速m/s在525 m/s范圍內，帶速合適。4確定帶長和中心距并驗算小帶輪包角由 得：448 1280初步選取中心距a =700 mm，由式(2-1)得帶長由表2.2選用基準長度 = 2500 mm。由式(2-24)可近似計算實際中心距mm驗算小帶輪包角，由式(2-2)得合適5確定V帶根數z傳動比 由表2.5查得 =2.83 kW，由表2.7查得 = 0.46 kW由表2.9查得 =0

9、.945，由表2.2查得 =1.03，由式(12-27)得取 = 5 根。6 確定初拉力由表2.1查得q = 0.17 kg/m，由式(2-28)得單根V帶的張緊力7求壓軸力由式(2-29)，壓軸力為9帶輪結構設計（略）第三章鏈傳動習題1選擇題1）鏈傳動設計中，一般大鏈輪最多齒數限制為Zmax120，是為了_。（1）減小鏈傳動運動的不均勻性 （2）限制傳動比 （3）減少鏈節磨損后鏈從鏈輪上脫落下來的可能性 （4）保證鏈輪輪齒的強度2）鏈傳動中，限制小鏈輪最少齒數的目的之一是為了_。（1）減少傳動的運動不均勻性和動載荷 （2）防止鏈節磨損后脫鏈 （3）使小鏈輪輪齒受力均勻 （4）防止潤滑不良時輪

10、齒加速磨損3）設計鏈傳動時，鏈節數最好取_。（1）偶數 （2）奇數 （3）質數 （4）鏈輪齒數的整數倍4）鏈傳動中，鏈條的平均速度v_。(1) (2) (3) (4) 5）多排鏈排數一般不超過3或4排，主要是為了_。（1）不使安裝困難 （2）使各排受力均勻 （3）不使軸向過寬 （4）減輕鏈的質量6）鏈傳動不適合用于高速傳動的主要原因是_。（1）鏈條的質量大 （2）動載荷大 （3）容易脫鏈（4）容易磨損7）鏈傳動設計中，當載荷大、中心距小、傳動比大時，宜選用_。(1)大節距單排鏈 （2）小節距多排鏈 （3）小節距單排鏈 （4）大節距多排鏈2思考題1）為什么鏈傳動的平均傳動比準確、瞬時傳動比不準確

11、？2）鏈傳動產生動載荷的原因及影響因素有哪些？3）鏈傳動的失效形式及設計準則是什么？4）鏈傳動中為什么小鏈輪的齒數不宜過少？而大鏈輪的齒數又不宜過多？5) 套筒滾子鏈已標準化，鏈號為20A的鏈條節距p等于多少？有一滾子鏈標記為：10A-2100GB1243.1-1997，試說明它的含義？3設計計算題1) 設計一往復式壓氣機上的滾子鏈傳動。已知電動機轉速n1=960 r/min，功率P = 3 kW，壓氣機轉速n2=320 r/min，載荷變動較大，希望中心距不大于650 mm（要求中心距可以調節）。2) 某單列套筒滾子鏈傳動由三相異步電機驅動，傳遞的功率P=22kW 。主動鏈輪轉數n1=720

12、r/min，主動鏈輪齒數Z1=23，從動鏈輪齒數Z2=83。鏈條型號為12A，鏈節距p=19.05mm，如果鏈節數LP=100，兩班制工作。采用滴油潤滑，試驗算該套筒滾子鏈是否滿足要求？若不滿足如何改進？第三章 鏈傳動答案1 選擇題1)(3) 2)(1) 3）(1) 4） （3） 5）（2） 6）（2） 7）（2）2思考題(略)3設計計算題1) 設計一往復式壓氣機上的滾子鏈傳動。已知電動機轉速n1=960 r/min，功率P = 3 kW，壓氣機轉速n2=320 r/min，載荷變動較大，希望中心距不大于650 mm（要求中心距可以調節）。解計 算 與 說 明主 要 結 果1選擇鏈輪齒數Z1、

13、Z2根據傳動比i=960/320=3，查表3.6，小鏈輪齒數Z1=23 ，則大鏈輪齒數Z2=69。2確定計算功率PC由于往復式壓氣機載荷變動較大，由表3.3查得工況系數KA=1.5 PC= KAP=31.5=4.5kW3計算中心距及鏈節數1）初定中心距a。=(3050)p 取a。= 40p 2）確定鏈節數Lp取鏈節數Lp=1284計算額定功率1）查齒數系數Kz=1.23（表3.5）2）選單排鏈 多列數系數Km= 1（表3.4）3）長度系數KL=1.08 （圖3.13按曲線1查）4）計算額定功率 kW5確定鏈條節距根據額定功率P。和轉數n查圖3.12選擇滾子鏈型號為08A 由表3.1查得 鏈節距

14、=12.7 mm6確定鏈長和中心距1）鏈條長度L=Lp/1000 =1.626m2）計算實際中心距a650mm,符合設計要求。7計算壓軸力FQ 鏈速 m/s 工作拉力 N壓軸力 N8潤滑方式選擇根據鏈速 m/s和鏈節距=12.7 mm，按圖3.15查得潤滑方式為油浴或飛濺潤滑。9結構設計（略）Z1=23 Z2=69。PC=4.5kWLp=128Kz=1.23Km= 1KL=1.08P0=3.39 kWp=12.7 mmL =2.032ma=512.25mm第四章 齒輪傳動習 題（答案）1選擇題 1）一般開式齒輪傳動的主要失效形式是 3 。（1）齒面膠合 （2）齒面疲勞點蝕（3）齒面磨損或輪齒疲

15、勞折斷 （4）輪齒塑性變形2）高速重載齒輪傳動，當潤滑不良時，最可能出現的失效形式是 1 。（1）齒面膠合 （2）齒面疲勞點蝕（3）齒面磨損 （4）輪齒疲勞折斷3）材料為45鋼齒輪，經調質處理后其硬度值約為 2 。（1）（4550）HRC （2）（220270）HBW（3）（160180 ）HBW （4）（320350）HBW4）齒面硬度為（5662）HRC的合金鋼齒輪的加工工藝過程為 3 。（1）齒坯加工、淬火、磨齒、滾齒 （2）齒坯加工、淬火、滾齒、磨齒 （3）齒坯加工、滾齒、滲碳淬火、磨齒 （4）齒坯加工、滾齒、磨齒、淬火5）齒輪傳動中齒面的非擴展性點蝕一般出現在 2 。（1）跑合階段

16、（2）穩定性磨損階段（3）劇烈磨損階段 （4）齒面磨料磨損階段6）對于開式齒輪傳動，在工程設計中，一般 4 。（1）按接觸強度設計齒輪尺寸，再校核彎曲強度（2）按彎曲強度設計齒輪尺寸，再校核接觸強度（3）只需按接觸強度設計（4）只需按彎曲強度設計7）一對標準直齒圓柱齒輪，已知=18，=72，則這對齒輪的接觸應力 3 。（1） （2）（3） （4）8）一對標準漸開線圓柱齒輪要正確嚙合時，它們的 2 必須相等。（1）直徑 （2）模數（3）齒寬 （4）齒數9）設計閉式硬齒面齒輪傳動時，若直徑一定，則應取較少齒數，使模數增大以 2 。（1）提高齒面接觸強度 （2）提高齒根彎曲疲勞強度（3）減少加工切削

17、量，提高生產率 （4）提高抗塑性變形能力10）在直齒圓柱齒輪設計中，若中心距保持不變，而把模數增大，則可以 2 。（1）提高齒面接觸強度 （2）提高輪齒的彎曲強度（3）彎曲與接觸強度均可提高 （4）彎曲與接觸強度均不變11）當 4 ，則齒根彎曲強度增大。（1）模數不變，增多齒數 （2）模數不變，減小中心距（3）模數不變，增大直徑 （4）齒數不變，增大模數12）輪齒彎曲強度計算中齒形系數與 3 無關。（1）齒數 （2）變位系數（3）模數 （4）斜齒輪的螺旋角13）齒輪傳動在以下幾種工況中 3 的齒寬系數可取大些。（1）懸臂布置 （2）不對稱布置（3）對稱布置 （4）同軸式減速器布置14）直齒圓錐

18、齒輪傳動強度計算時，是以 3 為計算依據的。（1）大端當量直齒圓錐齒輪 （2）齒寬中點處的直齒圓柱齒輪（3）齒寬中點處的當量直齒圓柱齒輪 （4）小端當量直齒圓錐齒輪2簡答題 1）齒輪傳動有哪些主要優、缺點？答：（1）效率高 在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率最高。一對圓柱齒輪傳動的效率一般在98以上，高精度齒輪傳動的效率超過99%。這對大功率傳動十分重要，因為即使效率只提高1，也有很大的經濟意義。（2）結構緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的結構尺寸一般較小。（3）工作可靠、壽命長 設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作可靠，壽命長，這也是其他機械傳動所不能比擬的。（4）傳動比準確

19、、恒定 無論是瞬時還是平均傳動比，傳動比準確、恒定往往是對傳動的一個基本要求。齒輪傳動獲得廣泛的應用，也就是因其具有這一特點。（5）適用的速度和功率范圍廣 傳遞功率可高達數萬千瓦，圓周速度可達150m/s(最高300m/s)，直徑能做到10m以上。（6）要求加工精度和安裝精度較高，制造時需要專用工具和設備，因此成本比較高。（7）不宜在兩軸中心距很大的場合使用。2）輪齒的失效形式有哪些？閉式和開式傳動的失效形式有哪些不同？答：齒輪傳動的失效形式：1.輪齒折斷；2.齒面點蝕；3.齒面膠合；4.齒面磨損；5.齒面塑性變形閉式軟齒面齒輪傳動其主要失效形式是疲勞點蝕閉式硬齒面齒輪傳動其主要失效形式是輪齒

20、的折斷開式齒輪傳動的主要失效形式是磨損3）齒面點蝕常發生在什么部位？如何提高抗點蝕的能力？答：點蝕首先出現在靠近節線的齒根面上，然后再向其他部位擴展。齒面抗疲勞點蝕的能力主要取決于齒面硬度，齒面硬度越高抗疲勞點蝕的能力越強。4）輪齒折斷通常發生在什么部位？如何提高抗彎疲勞折斷的能力？答：輪齒折斷一般發生在齒根部位。為提高齒輪的抗折斷能力，可適當增大齒根過渡圓角的半徑，消除該處的加工刀痕，以降低應力集中作用；增大軸及軸承的剛度，以減小齒面上局部受載的程度；正確地選擇材料和熱處理形式使齒面較硬齒芯材料具有足夠的韌性；以及在齒根處施加適當的強化措施（如噴丸、輾壓）等。5）齒面膠合通常發生在什么工況下

21、？產生的原因是什么？可采取哪些防止措施？答：在高速重載的傳動中和低速重載傳動中常發生齒面膠合。在高速重載的傳動中，常因齒面間相對滑動速度比較高而產生瞬時高溫而導致潤滑失效和在低速重載傳動中，由于齒面間的潤滑油膜不易形成是齒面膠合產生原因。采用粘度大的潤滑油，減小模數，降低齒高，降低滑動系數，采用抗膠合能力強的潤滑油等，均可防止或減輕齒輪的膠合。6）外嚙合齒輪傳動中，齒面塑性流動的結果分別使哪個齒輪出現凹槽和凸脊？答：由于在主動輪齒面的節線兩側，齒頂和齒根的摩擦力方向相背，因此在節線附近形成凹槽；從動輪則相反，由于摩擦力方向相對，因此在節線附近形成凸脊。7）齒輪材料的選擇原則是什么？常用齒輪材料

22、和熱處理方法有哪些？答：（1）齒輪材料必須滿足工作條件的要求。對于要滿足質量小、傳遞功率大和可靠性高要求的齒輪，必須選擇機械性能高的合金鋼；對于一般功率很大、工作速度較低、周圍環境中粉塵含量極高，往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料；對于功率很小，但要求傳動平穩、低噪聲或無噪聲、以及能在少潤滑或無潤滑狀態下正常工作，常選用工程塑料作為齒輪材料。總之，工作條件的要求是選擇齒輪材料時首先應考慮的因素。（2）應考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法及熱處理和制造工藝。大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。尺寸較小而又要求不高時，選用

23、圓鋼作毛坯。齒輪表面硬化的方法有：滲碳、氮化和表面淬火。采用滲碳工藝時，應選用低碳鋼或低碳合金鋼作為齒輪材料；采用表面淬火時，對材料沒有特別的要求。（3）正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調質碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪；合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪，飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應采用表面硬化處理的高強度合金鋼。（4）考慮配對兩齒輪的齒面硬度組合，對金屬制的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面的硬度差應保持（2550）HBW或更多。當小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差，且速度又較高時，在運

24、轉過程中較硬的小齒輪齒面對較軟的大齒輪齒面，會起較顯著的冷作硬化效應，從而提高了大齒輪齒面的疲勞極限。因此，當配對的兩齒輪齒面具有較大的硬度差時，大齒輪的接觸疲勞許用應力可提高約20，但應注意硬度高的齒面，粗糙度值也要相應地減小。8）軟齒面和硬齒面的界限是如何劃分的？設計中如何選擇軟、硬齒面？答：齒面的硬度大于350HBW或38HRC，稱為硬齒面齒輪傳動；輪齒工作面的硬度小于等于350HBW或38HRC，稱為軟齒面齒輪傳動。對結構尺寸沒有要求的齒輪傳動用軟齒面齒輪傳動；對結構尺寸小的齒輪傳動用硬齒面齒輪傳動。9）齒輪傳動中，為何引入動載荷系數KV？減小動載荷的方法有哪些？答：齒輪傳動不可避免地

25、會有制造及裝配的誤差，輪齒受載后還要產生彈性變形。這些誤差及變形實際上將使嚙合輪齒的基圓齒距與不相等。因而輪齒就不能正確地嚙合傳動，瞬時傳動比就不是定值，從動齒輪在運轉中就會產生角加速度，于是引起了動載荷或沖擊。為了計及動載荷的影響，引入了動載系數。提高制造精度，減小齒輪直徑以降低圓周速度，均可減小動載荷。10）齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算的理論依據是什么？一般閉式軟齒面齒輪需進行哪些強度計算？答：齒面接觸疲勞強度計算的理論依據是接觸強度計算，保證接觸處的最大接觸應力不超過齒輪的許用應力；齒根彎曲疲勞強度計算的理論依據是彎曲強度計算，應使齒根危險剖面處的彎曲應力不超過齒輪的許用彎

26、曲疲勞應力 。一般閉式軟齒面齒輪需按齒面接觸疲勞強度進行設計計算，驗算齒根彎曲疲勞強度。11）使用齒面接觸疲勞強度設計公式和齒根彎曲疲勞強度設計公式計算得到的主要參數是什么？說明什么問題？各應用在什么場合？答：齒面接觸疲勞強度設計公式得到的主要參數是小齒輪分度圓直徑，說明齒輪傳動的接觸疲勞強度取決于中心距或齒輪分度圓直徑，應用于閉式軟齒面齒輪傳動設計計算中；齒根彎曲疲勞強度設計公式得到的主要參數是齒輪模數，說明齒輪傳動的齒根彎曲應力的大小，主要取決于模數，應用于閉式硬齒面齒輪傳動設計計算中。12）開式齒輪傳動應按何種強度條件進行計算？為什么？怎么樣考慮磨損的影響？答：開式齒輪傳動的主要失效形式

27、是磨損，往往是由于齒面的過度磨損或輪齒磨薄后彎曲折斷而失效。因此采用降低許用應力的方法按齒根彎曲強度進行設計計算，即按齒根彎曲強度進行設計計算，考慮磨損的影響，將計算的模數增大，通常不必驗算接觸強度。13）什么是齒形系數？齒形系數與哪些因素有關？如兩個齒輪的齒數和變位系數相同，而模數不同，齒形系數是否有變化？同一齒數的標準直齒圓柱齒輪、標準斜齒圓柱齒輪和標準直齒圓錐齒輪的齒形系數是否相同？為什么？答：，稱為齒形系數，反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應力的影響。只取決于輪齒的齒形（隨壓力角、齒數和變位系數而異）。模數的變化只引起齒廓尺寸大小的變化，并不改變齒廓的形狀，齒形系數沒有變化。同一齒數的標準

28、直齒圓柱齒輪、標準斜齒圓柱齒輪和標準直齒圓錐齒輪的齒形系數不相同，因為斜齒圓柱齒輪和標準直齒圓錐齒輪的齒形系數用當量齒數查取。14）一對圓柱齒輪傳動，小齒輪和大齒輪在嚙合處的接觸應力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況均相同，則其接觸疲勞許用應力是否相等？如其接觸疲勞許用應力相等，則大、小齒輪的接觸疲勞強度是否相等？答：一對圓柱齒輪傳動，小齒輪和大齒輪在嚙合處的接觸應力相等，大、小齒輪的材料及熱處理情況均相同，則其接觸疲勞許用應力相等，如其接觸疲勞許用應力相等，則大、小齒輪的接觸疲勞強度不相等。15）計算一對圓柱齒輪傳動的大、小齒輪的接觸疲勞強度時，其計算公式是否一樣？應注意什么問題？答：

29、計算公式一樣，應使小齒輪比大齒輪硬（2550）HBW。3設計計算題1）雙級斜齒圓柱齒輪減速器如圖4.37所示，要求軸II上的兩齒輪產生的軸向力Fa2與Fa3（請檢查所有參數下標）相互抵消。設第一對齒輪的螺旋角，試確定第二對齒輪的螺旋角第二對齒輪3和4的螺旋線方向如何？ 圖4.37 閉式雙級圓柱齒輪減速器解：因為，所以因為所以，第二對齒輪3和4的螺旋線方向分別為左旋和右旋。2） 有一臺單級直齒圓柱齒輪減速器。已知：z1 32，z2 108，中心距a=210mm，齒寬b=72mm，大小齒輪材料均為45鋼，小齒輪調質，硬度為（250270）HBW，齒輪精度為8級。輸入轉速n1=1460r/min。電

30、動機驅動，載荷平穩，齒輪壽命為10000小時。試求該齒輪傳動所允許傳遞的最大功率。3）試設計提升機構上用的閉式直齒圓柱齒輪傳動。已知：齒數比 u=4.6，轉速n1 =730r/min，傳遞功率P110kW，雙向傳動，預期壽命5年，每天工作16小時，對稱布置，原動機為電動機，載荷為中等沖擊，z125，大小齒輪材料均為45鋼，調質處理，齒輪精度等級為8級，可靠性要求一般。4）試設計閉式雙級圓柱齒輪減速器(見圖4.37)中高速級斜齒圓柱齒輪傳動。已知：傳遞功率，轉速，齒數比u4.3，單向傳動，齒輪不對稱布置，軸的剛性較小，載荷有輕微沖擊。大小齒輪材料均用40Cr，表面淬火，齒面硬度為（4855）HR

31、C，齒輪精度為7級，兩班制工作，預期壽命5年，可靠性一般。5）試設計一閉式單級直齒圓錐齒輪傳動。已知：輸入轉矩T1 90.5Nm，輸入轉速n1=970r/min，齒數比u=2.5。載荷平穩，長期運轉，可靠性一般。解：計 算 與 說 明主 要 結 果1、確定齒輪材料、熱處理方式、精度等級和齒數小齒輪材料選用45鋼，調質處理，由表4-2，查得硬度為217-255HBW，取平均硬度為240HBW。大齒輪材料選用45鋼，正火處理。硬度為162-217HBW，取平均硬度為200HBW。齒輪精度等級7級；取；2、確定許用應力查圖4.19-3，得； 查圖4.19-1，得查圖4-21-4，得；查圖4-21-1

32、，得。因題為長期運轉，暫設五年，每天工作16小時，每年工作300天。查表4.10，取；。 查圖4.20，得；查圖4.22，得； 3、齒面接觸疲勞強度計算(1)計算工作轉矩(2) 按齒面接觸疲勞強度設計，由式4-32齒寬系數取因工作載荷平穩，查表4-4，。估計，查圖4-9取，；估計查表4-5 取查表4-11取，。(3) 計算齒面接觸應力查圖4-14，。查表4-6，。取則齒寬4、校核輪齒彎曲疲勞強度由圖4-18查得，；查圖4-16得，；因得由式4-33 大小輪齒彎曲疲勞強度滿足要求5、確定傳動主要尺寸（略）6、齒輪結構圖（略）第五章 蝸桿習題 答案1. （3）， 2. （2）， 3. （1），4.

33、 （2）， 5. （3）， 6. （2）， 7. （4）， 8 （3）。2. 1）點蝕，齒根折斷，齒面膠合；2）蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當量摩擦角； 3）齒面膠合，點蝕，齒面接觸疲勞，齒根彎曲疲勞，齒面磨損，輪齒折斷，齒根彎曲疲勞；4）傳動比，效率，傳動比；5）青銅 、 碳鋼或合金鋼；6）相同 ，導程角。3設計計算題： 1）如圖5.19，蝸桿主動，蝸輪齒數，傳動的嚙合效率，試確定：（1）蝸輪的轉向；（2）蝸桿和蝸輪上作用力的大小和方向。解：(1)蝸輪的轉向如圖所示（2）蝸桿和蝸輪上作用力方向如圖所示 N Nmmm N N2）如圖5.20蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的組合。已知輸出軸上的錐齒輪的轉

34、向。（1）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蝸桿的轉向；（2）在圖中標出各輪軸向力的方向。3）設計一起重設備用的蝸桿傳動,載荷有中等沖擊,蝸桿軸由電機驅動,傳遞的額定功率P1=10.3kW,n1=1460r/min,n2=120r/min,間歇工作,平均約為每日2h,要求工作壽命為10年(每年按300工作日計)。解： 采用開式漸開線蝸桿（ZI）傳動。因為要求n1=1460r/min，n2=120r/min,，所以，故按非標準中心距設計。蝸桿用45號鋼，蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。（1）按齒根彎曲疲勞強度計

35、算： 確定作用在蝸輪上的轉矩。按z2=2估取效率=0.8，蝸輪上的轉矩為 Nm確定各計算系數。由教材表11-5查得KA =1.15，取K=1. 5，Kv=1. 1，則載荷系數假設，當量齒數為由教材圖11-19查得齒形系數YFa2=2.64。螺旋角影響系數確定許用彎曲應力。由教材表11-8查得蝸輪的基本許用彎曲應力為MPa。蝸桿傳動的工作壽命h，蝸輪輪齒的應力循環次數壽命系數許用彎曲應力 MPa計算取模數mm，蝸桿分度圓直徑mm。實際中心距mm（2）蝸桿與蝸輪的主要參數和幾何尺寸蝸桿：由教材表11-2查得蝸桿頭數，直徑系數，分度圓導程角。則軸向齒距mm齒頂圓直徑mm齒根圓直徑mm蝸桿軸向齒厚mm

36、蝸輪：蝸輪齒數，不變位。驗算傳動比，這時傳動比誤差為，是允許的。蝸輪分度圓直徑mm蝸輪喉圓直徑mm蝸輪齒根圓直徑mm蝸輪咽喉母圓半徑mm（3）結構設計（略）。第六章 軸及軸轂連接參考答案11）（1）；2）（2）；3）（3）；4）（1）；5）（3）；6）（1）（4）；7）（3）；8)（4）；9）（1）（2）；10）（2）。2略3.1解：1該軸段長度過長，半聯軸器無法軸向定位；2該軸段長度過長，軸承裝配不方便，應采用階梯軸；3軸承透蓋與軸之間應為間隙配合，且用油封氈圈密封；4軸承蓋外端面加工面積過大；5箱體兩端面與軸承蓋接觸處無凸臺，使箱體端面加工面積過大；6箱體兩端面與軸承蓋間缺少調整墊片，無法

37、調整軸承間隙；7套筒過高，軸承無法拆卸；8該軸段長度應短于齒輪輪轂寬度，否則齒輪無法軸向定位；9齒輪軸向未固定，應采用鍵聯接；10軸環過高，軸承無法拆卸；11該軸段長度過長，無靜止件軸承蓋接觸。3.2解：1）低速軸結構設計：計算各種工作參數： 各軸轉速：高速軸：；低速軸： 各軸輸入功率：高速軸：低速軸： 各軸輸入轉矩：高速軸：低速軸：軸材料選用45鋼，調質處理，由得：根據要求，在此選用滑塊聯軸器，其尺寸為：內徑為36mm，長度為70mm。由此取低速軸最小直徑為：。考慮軸上零件的定位、軸上零件是否為標準件、軸承潤滑等，在此軸承采用潤滑脂潤滑，軸承選用7209C，并最終設計低速軸結構及尺寸如下：2

38、）低速軸強度校核計算：計算作用在大齒輪齒寬中點的力：把軸看成是一端鉸支，一端游動的梁，其簡化模型如下圖： 求垂直面的支承反力畫垂直面內的彎矩圖：， 求水平面的支承反力：畫水平面內的彎矩圖： 求合成彎矩圖： 低速軸傳遞的轉矩： 求危險截面的當量彎矩：認為軸的扭切應力是脈動循環變應力，取折合系數校核計算：軸材料選用45鋼，調質處理，齒寬所在的截面為危險截面，經彎扭合成強度校核計算，該危險截面安全。3.3解：（1）選用A型平鍵，由軸徑查表可得：平鍵截面尺寸為：，；由齒輪輪轂寬度，取鍵長；其標記為：鍵。（2）驗算平鍵的擠壓強度：齒輪與軸的材料均為45鋼，工作中有輕微振動，許用擠壓為：A型平鍵工作長度為

39、：顯然，選用該平鍵合理，擠壓強度足夠。3.4解：（1）選用A型平鍵，由軸徑查表可得：平鍵截面尺寸為：，；由蝸輪輪轂寬度，取鍵長；其標記為：鍵。（2）驗算平鍵的擠壓強度：蝸輪材料均為鑄鐵，工作中有輕微振動，許用擠壓為：A型平鍵工作長度為：選用該平鍵擠壓強度不夠。這時可使軸與蝸輪輪轂之間為過盈配合，以便承擔一部分轉矩，也可改用花鍵聯接。第7章 滾 動 軸 承習 題 參 考 答 案1選擇題 1）中等轉速正常潤滑的滾動軸承的主要失效形式是_（1）_。(1) 疲勞點蝕 (2) 塑性變形 (3) 膠合2）按基本額定動載荷選定的滾動軸承，在預定的使用期限內其失效概率最大為_(3)_。(1) 1% (2) 5

40、% (3) 10% (4) 50%3）外圈固定內圈隨軸轉動的滾動軸承，其內圈上任一點的接觸應力為_(3)_。 (1) 對稱循環交變應力 (2) 靜應力(3) 不穩定的脈動循環交變應力 (4) 穩定的脈動循環交變應力4）角接觸球軸承承受軸向載荷的能力，隨公稱接觸角的增大而_（1）_。(1) 增大 (2) 減少(3) 不變5）滾動軸承的接觸式密封是_（1）_。(1) 氈圈密封 (2) 油溝式密封(3) 迷宮式密封 (4) 甩油密封6）滾動軸承中，為防止軸承發生疲勞點蝕，應進行_（1）_。(1) 疲勞壽命計算 (2) 靜強度計算(3) 極限轉速驗算7）下列四種軸承中，_（2）_必須成對使用。(1)

41、深溝球軸承 (2) 圓錐滾子軸承(3) 推力球軸承 (4) 圓柱滾子軸承2簡答題 略3設計計算題1）根據工作條件，某機器傳動裝置中，軸的兩端各采用一個深溝球軸承，軸徑為，軸的轉速，每個軸承徑向載荷，一般溫度下工作，載荷平穩，預期壽命，試選用軸承。解根據題意查表； 則軸承基本額定動載荷的計算值為查手冊6207軸承的基本額定動載荷，滿足要求。因此選用6207軸承。2）一工程機械的傳動裝置中，根據工作條件決定采用一對角接觸球軸承，面對面布置（如下圖所示）。初選軸承型號為7210AC （=25），已知軸承所受載荷Fr1=3000N，Fr2=1000N，軸向外載荷FA=800N，軸的轉速n=1460r/

42、min軸承在常溫下工作，運轉中受中等沖擊（=1.4），軸承預期壽命。（Cr=40.8kN C0r=30.5kN） 試問： （1）說明軸承代號的意義（2）計算軸承的內部軸向力S1，S2 及軸向力Fa1 ，Fa2（3）計算當量動載荷P1，P2（4）計算軸承壽命，說明所選軸承型號是否恰當？ 解（1）略（2）查表軸承的內部軸向力； ； 且兩軸承為面對面安裝所以2軸承被“壓緊”，1軸承被“放松”，（3）查表 查表 （4）因為所以 所選軸承型號恰當。4結構改錯題略第八章 滑動軸承習 題1選擇題1) 徑向滑動軸承的偏心率應當是偏心距與_ 2_之比。 （1）半徑間隙 （2）相對間隙 （3）軸承半徑 （4）軸頸

43、半徑2) 保持其它條件不變，在合理范圍內增大滑動軸承的寬徑比Bd，滑動軸承的承載能力會_3_。 （1）減小 （2）增大 （3）不變 （4）可能增大也可能減小3)溫度對潤滑油粘度的影響是隨著溫度的升高潤滑油的粘度_3_。 （1）提高 （2）不變 （3）降低4)含油軸承是采用_3_制成的。 （1）硬木 （2）硬橡皮 （3）粉末冶金 （4）塑料5)兩相對滑動的接觸表面,依靠吸附油膜進行潤滑的摩擦狀態稱為_4_。（1）液體摩擦 （2）干摩擦 （3）混合摩擦 （4）邊界摩擦6)在非液體潤滑滑動軸承中，限制p值的主要目的是_1_。（1）防止軸承襯材料過度磨損 （2）防止軸承襯材料發生塑性變形（3）防止軸承

44、襯材料因壓力過大而過度發熱 （4）防止出現過大摩擦阻力矩7)設計動壓徑向滑動軸承時，若寬徑比Bd取得較大，則_2_。 （1）軸承端泄量小，承載能力高，溫升低（2）軸承端泄量小，承載能力高，溫升高 （3）軸承端泄量大，承載能力低，溫升高（4）軸承端泄量大，承載能力低，溫升低2思考題1)什么是潤滑油的油性和粘度？答：潤滑油能在金屬磨擦表面形成吸附膜的性能稱為油性。粘度是表示潤滑油粘性的指標，即流體抵抗變形的能力，它表征油層間內摩擦阻力的大小。2)滑動軸承有哪些主要類型？其結構特點是什么？用來承受軸向載荷。答：滑動軸承有推力滑動軸承和徑向滑動軸承兩大類。推力滑動軸承用來承受軸向載荷。其軸頸端面與止推

45、軸瓦組成摩擦副。由實心軸頸、空心軸頸和多環軸頸結構。徑向滑動軸承被用來承受徑向載荷。徑向滑動軸承的結構形式主要有整體式和剖分式兩大類。3)具備哪些條件才能形成流體動壓潤滑？答：形成動壓油膜的必要條件是：（1）相對滑動表面之間必須形成收斂形間隙（通稱油楔）；（2）要有一定的相對滑動速度，并使潤滑油從大口流入，從小口流出；（3）間隙間要充滿具有一定粘度的潤滑油。為安全運轉，考慮到軸頸和軸瓦的制造和安裝誤差及變形等因素，一般要求，這也是形成液體動壓潤滑的充分條件。4)在設計液體潤滑軸承時，如果條件不滿足或計算入口溫度偏低時，可考慮采取什么改進措施？答：應另選材料改變p或增大B，重新計算。5）剖分式滑

46、動軸承一般由哪些零件組成？其剖分面為什么通常設計成階梯形？答：剖分式滑動軸承一般由由軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦和雙頭螺柱等組成。根據所受載荷的方向，剖分面應盡量取在垂直于載荷的直徑平面內，通常為180剖分。為防止軸承蓋和軸承座錯位并便于裝配時對中，軸承蓋和軸承座的剖分面均制成階梯狀。6）軸瓦的材料有哪些？應滿足哪些基本要求？ 答：軸瓦材料可分為三大類：金屬材料，粉末冶金材料和非金屬材料。對軸瓦材料的要求如下：（1）足夠的疲勞強度和抗壓強度，以保證軸瓦在變載荷作用下有足夠的壽命和防止產生過大的塑性變形；（2）有良好的減摩性、耐磨性，即要求摩擦系數小，軸瓦磨損小；（3）較好的抗膠合性，以防止因摩擦熱

47、使油膜破裂后造成膠合；（4）要有較好的順應性和嵌藏性，順應性是指軸瓦順應軸的彎曲及其他幾何誤差的能力，嵌藏性是指軸瓦材料容納進潤滑油中微小的固體顆粒，以避免軸瓦和軸頸被刮傷的能力；(5）對潤滑油要有較好的吸附能力，以易于形成邊界膜；(6）軸瓦材料應具有良好的導熱性；(7) 選擇軸瓦材料還要考慮經濟性、加工工藝性、塑性和耐腐蝕性等。3設計計算題混合摩擦向心滑動軸承，軸頸直徑d=100mm，軸承寬度B=120mm，軸承承受徑向載荷Fr=150000N，軸的轉速n=200r/min，軸頸材料為淬火鋼，設選用軸瓦材料為ZCuSb10Pb1，試進行軸承的校核設計計算，看軸瓦選用是否合適。解：軸瓦材料為Z

48、SnSb11Cu6，查表表8.1得 p =25 Mpa v = 80 m/s pv = 20 MPam/s軸承寬徑比 =120/100=1.21）平均壓強 MP p2）軸承速度 v3）值pv所以軸瓦選用合適。第9章 聯軸器、離合器習 題 參 考 答 案1選擇題 1）萬向聯軸器的主要缺點是 （3）_。(1) 結構復雜 (2) 能傳遞的轉矩小 (3) 從動軸角速度有周期變化2）要求被連接軸的軸線嚴格對中的聯軸器是_（1）_。(1) 凸緣聯軸器 (2) 滑塊聯軸器 (3) 彈性套柱銷聯軸器3）多盤式摩擦離合器的內摩擦盤有時做成碟形，這是為了_（3）_。 (1)減輕盤的磨損 (2)提高盤的剛性(3)使

49、離合器分離迅速 (4)增大當量摩擦系數4）離合器與聯軸器的不同點為_（2）_。(1)過載保護 (2)可以將兩軸的運動和載荷隨時脫離和接合(3)補償兩軸間的位移5）齒輪聯軸器屬于_（2）_。(1)剛性聯軸器 (2)無彈性元件的撓性聯軸器(3)有彈性元件的撓性聯軸器6）在下列四種類型的聯軸器中，能補償兩軸的相對位移以及緩和沖擊、吸收振動的是_（4）_。(1)凸緣聯軸器 (2)齒輪聯軸器(3)萬向聯軸器 (4)彈性柱銷聯軸器2思考題略3設計計算題1）帶式運輸機中減速器的高速軸與電動機采用彈性套柱銷聯軸器。已知電動機功率P=11kW,轉速n=970r/min,電動機軸直徑為42mm,減速器的高速軸的直徑為35mm，試選擇電動機與減速器之間的聯軸器型號。解 1 計算名義轉矩2確定計算轉矩查表9.1得：K=1.5。所以，計算轉矩3型號選擇由標準中選取彈性套柱銷聯軸器LT6，該聯軸器的許用轉矩為250Nm，聯軸器材料為鋼時，許用轉速為3800r/min，聯軸器