1、1、機器的基本組成要素是什么？【答】機械系統總是由一些機構組成，每個機構又是由許多零件組成。所以，機器的基本組成要素就 是機械零件。2、什么是通用零件？什么是專用零件？試各舉三個實例。【答】在各種機器中經常能用到的零件稱為通用零件。如螺釘、齒輪、彈簧、鏈輪等。 在特定類型的機器中才能用到的零件稱為專用零件。如汽輪機的葉片、內燃機的活塞、曲軸等。3、在機械零件設計過程中，如何把握零件與機器的關系？【答】在相互連接方面，機器與零件有著相互制約的關系；在相對運動方面，機器中各個零件的運動需要滿足整個機器運動規律的要求； 在機器的性能方面，機器的整體性能依賴于各個零件的性能，而每個零件的設計或選擇又和

2、機器整機的性 能要求分不開。機械設計總論1、機器由哪三個基本組成部分組成？傳動裝置的作用是什么？【答】機器的三個基本組成部分是：原動機部分、執行部分和傳動部分。傳動裝置的作用：介于機器的原動機和執行部分之間，改變原動機提供的運動和動力參數，以滿足執 行部分的要求。2、什么叫機械零件的失效？機械零件的主要失效形式有哪些？【答】機械零件由于某種原因喪失工作能力或達不到設計要求的性能稱為失效。機械零件的主要失效形式有1）整體斷裂；2）過大的殘余變形（塑性變形）；3）零件的表面破壞，主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞；4）破壞正常工作條件引起的失效：有些零件只有在一定的工作條件下才能正常工作，如果破壞了這 些

3、必要的條件，則將發生不同類型的失效，如帶傳動的打滑，高速轉子由于共振而引起斷裂，滑動軸承由 于過熱而引起的膠合等。3、什么是機械零件的設計準則？機械零件的主要設計準則有哪些？【答】機械零件的設計準則是指機械零件設計計算時應遵循的原則。機械零件的主要設計準則有：強度準則、剛度準則、壽命準則、振動穩定性準則、可靠性準則4、繪岀浴盆曲線并簡述其含義?答浴盆曲線是失效率曲線的形象化稱呼，表示了零件 或部件的失效率與時間的關系，一般用實驗方法求 得。浴盆曲線分為三段：第I段代表早期失效階段，失效率由開始時很高的數值急劇地下降到某一 穩定的數值；第n段代表正常使用階段，失效率數 值緩慢增長；第皿段代表損壞

4、階段，失效率數值由 穩定的數值逐漸急劇上升。5、設計機械零件時應滿足哪些基本要求？【答機械零件的基本設計要求有：避免在預定壽命期內失效的要求；結構工藝性要求；經濟性要求; 質量小要求；可靠性要求。6、簡述機械零件的一般設計步驟？【答機械零件的一般設計步驟是：(1) 選擇零件的類型和結構；(2) 計算作用載荷；(3) 選擇材料；(4) 確定基本尺寸；(5) 結構設計；(6) 校核計算；(7) 繪圖和編寫技術文件。7、機械零件的常規設計方法有哪些？計算機輔助設計、可靠性設計、優化設計、并行設計屬于常規設計 方法嗎？【答機械零件的常規設計方法有：(1) 理論設計：根據長期總結岀來的設計理論和實驗數據

5、所進行的設計稱為理論設計。理論設計中 常采用的處理方法有設計計算和校核計算兩種。前者是指由公式直接算岀所需的零件尺寸，后者是指對初 步選定的零件尺寸進行校核計算；(2) 經驗設計：根據從某類零件已有的設計與使用實踐中歸納岀的經驗關系式，或根據設計者本人 的工作經驗用類比的辦法所進行的設計；(3) 模型實驗設計：對于一些尺寸巨大而且結構又很復雜的重要零件件，尤其是一些重型整體機械 零件，為了提高設計質量，可采用模型實驗設計的方法。計算機輔助設計、可靠性設計、優化設計、并行設計屬于現代設計方法。8、簡述機械零件金屬材料的一般選用原則？【答機械零件金屬材料的在選用時主要考慮下列因素：1、載荷、應力及

6、其分布狀況，零件的工作情況；2、零件的尺寸及質量;3、零件結構的復雜程度及材料的加工可能性;4、材料的經濟性;5、材料的供應狀況。9、什么是機械零件的標準化？實行標準化有何重要意義?【答】零件的標準化就是對零件的尺寸、結構要素、材料性能、檢驗方法、制圖要求等制定岀各種各 樣大家共同遵守的標準。標準化的意義主要表現為:1）能以最先進的方法在專門化工廠中對那些用途最廣的零件進行大量、集中的制造，以提高質量、 降低成本;2）統一了材料和零件的性能指標，使其能夠進行比較，提高了零件性能的可靠性;3）采用了標準結構及零、部件，可以簡化設計工作，縮短設計周期，提高設計質量，同時也簡化了 機器的維修工作。機

7、械零件的強度1、影響機械零件疲勞強度的主要因素有哪些？在設計中可以采用哪些措施提高機械零件的疲勞強度?【答】影響機械零件疲勞強度的主要因素有零件幾何形狀、尺寸大小、加工質量及強化因素。零件設計時，可以采用如下的措施來提高機械零件的疲勞強度:1）盡可能降低零件上應力集中的影響是提高零件疲勞強度的首要措施。應盡量減少零件結構形狀和 尺寸的突變或使其變化盡可能地平滑和均勻。在不可避免地要產生較大的應力集中的結構處，可采用減荷 槽來降低應力集中的作用;2）選用疲勞強度大的材料和規定能夠提高材料疲勞強度的熱處理方法及強化工藝;3）提高零件的表面質量;4）盡可能地減小或消除零件表面可能發生的初始裂紋的尺寸

8、，對于延長零件的疲勞壽命有著比提高 材料性能更為顯著的作用。2、已知某材料的匚4 =180 MPa，循環基數取N。=5 106，m=9，試求循環次數N分別為7000，25000,620000次時的有限壽命彎曲疲勞極限。【解】由公式<yrN =<丫罟得Ni = 7000 時q；山=180#N15勺0 =373.6 MPa7000N2 = 25000 時5毗=180； 250005 10=324.3 MPaN3 = 620000 時3、已知一材料的力學性能= 180；： 5 漢10=227.0 MPa620000Cs =260 MPa,二=170MPa, ：； 一一 =0.2，試按比例

9、繪制該材料的簡化極限應力線圖。【解】由公式3-62CT 2X170；01283.33 MPa1 +屮厲 1+0.2簡化極限應力線圖上各點的坐標分別為A (0,70); D ' (141.7,141.7); C (260,0)按比例繪制的簡化極限應力線圖如圖所示。4、如在題3中取零件的K.：；=1.2，零件危險截面上的平均應力 匚m =20 MPa，應力幅匚a =30 MPa ,1)按比例繪制該零件的簡化極限應力線圖，并在圖上標岀工作點M ;2)分別按r =C和二m =0在零件的簡化極限應力線圖上標岀極限應力點S1和S2；3)分別按r =C和二m =C求岀該截面的計算安全系數Sca。解1

10、)繪制零件的簡化極限應力線圖 零件極限應力線圖上各點的坐標分別為:170141 7170) =(0,141.7)； D(141.7,1417) = (141.7,118.1),0 (260,0) 1.2 1.2工作點M坐標為(6,6)=(30,20)2 )標岀極限應力點S1和S2r C 和二m=C時在零件的簡化極限應力線圖上的極限應力點S1和S2如圖所示。3)按r =C和匚m =C求該截面的計算安全系數 Sca顯然，兩種情況可能的失效形式均為疲勞失效。故安全系數分別為：r =C時二 4A(0,niScaSca=4 25y m1.2 30 0.2 20=C時一屮o)bm _170+(1.20.2

11、)江20 _3 KHU).1.2(3020)摩擦、磨損及潤滑概述1、如何用膜厚比衡量兩滑動表面間的摩擦狀態？【答】膜厚比（）用來大致估計兩滑動表面所處的摩擦（潤滑）狀態。（Rq12 - Rq22）1/2式中，hmin為兩滑動粗糙表面間的最小公稱油膜厚度，Rq1、Rq2分別為兩表面輪廓的均方根偏差。膜厚比，_1時，為邊界摩擦（潤滑）狀態；當 皐=13時，為混合摩擦（潤滑）狀態；當 3時為流體摩擦（潤滑）狀態。2、機件磨損的過程大致可分為幾個階段？每個階段的特征如何？【答】試驗結果表明，機械零件的一般磨損過程大致分為三個階段，即磨合階段、穩定磨損階段及劇 烈磨損階段。1）磨合階段：新的摩擦副表面較

12、粗糙，在一定載荷的作用下，摩擦表面逐漸被磨平，實際接觸面 積逐漸增大，磨損速度開始很快，然后減慢；2）穩定磨損階段：經過磨合，摩擦表面加工硬化，微觀幾何形狀改變，從而建立了彈性接觸的條 件，磨損速度緩慢，處于穩定狀態；3）劇烈磨損階段：經過較長時間的穩定磨損后，因零件表面遭到破化，濕摩擦條件發生加大的變化（如溫度的急劇升高，金屬組織的變化等），磨損速度急劇增加，這時機械效率下降，精度降 低，岀現異常的噪聲及振動，最后導致零件失效。3、何謂油性與極壓性？【答】油性（潤滑性）是指潤滑油中極性分子濕潤或吸附于摩擦表面形成邊界油膜的性能，是影響邊 界油膜性能好壞的重要指標。油性越好，吸附能力越強。對于

13、那些低速、重載或潤滑不充分的場合，潤滑 性具有特別重要的意義。極壓性是潤滑油中加入含硫、氯、磷的有機極性化合物后，油中極性分子在金屬表面生成抗磨、耐高 壓的化學反應邊界膜的性能。它在重載、高速、高溫條件下，可改善邊界潤滑性能。4、潤滑油和潤滑脂的主要質量指標有哪幾項？【答】潤滑油的主要質量指標有：粘度、潤滑性（油性）、極壓性、閃點、凝點和氧化穩定性。潤滑脂的主要質量指標有：錐（針）入度（或稠度）和滴點。5、什么是粘度？粘度的常用單位有哪些？【答】粘度是指潤滑油抵抗剪切變形的能力，標志著油液內部產生相對運動運動時內摩擦阻力的大小， 可定性地定義為它的流動阻力。粘度越大，內摩擦阻力越大，流動性越差

14、。粘度是潤滑油最重要的性能指 標，也是選用潤滑油的主要依據。粘度的常用單位有Pa s （國際單位制），dyn s cm2 （P泊，cP厘泊），St（斯），cSt （厘斯），Et （恩氏 度），SUS （賽氏通用秒），R （雷氏秒）等。6、流體動力潤滑和流體靜力潤滑的油膜形成原理在本質上有何不同？【答】流體動力潤滑是借助于相對速度而產生的粘性流體膜將兩摩擦表面完全隔開，由流體膜產生的 壓力來平衡外載荷，具有一定粘性的流體流入楔形收斂間隙產生壓力效應而形成。流體靜力潤滑是靠液壓泵（或其它壓力流體源），將加壓后的流體送入兩摩擦表面之間，利用流體靜壓力來平衡外載荷。螺紋連接和螺旋傳動1、簡要分析普通螺

15、紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的特點，并說明哪些螺紋適合用于連接，哪些螺紋適合用于傳動？哪些螺紋已經標準化？【答】普通螺紋：牙型為等邊三角形，牙型角60度，內外螺紋旋合后留有徑向間隙，外螺紋牙根允許有較大的圓角，以減小應力集中。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗牙和細牙，細牙螺紋升角小，自鎖性 好，抗剪切強度高，但因牙細不耐磨，容易滑扣。應用：一般連接多用粗牙螺紋。細牙螺紋常用于細小零 件，薄壁管件或受沖擊振動和變載荷的連接中，也可作為微調機構的調整螺紋用。矩形螺紋：牙型為正方形，牙型角=o ，傳動效率較其它螺紋高，但牙根強度弱，螺旋副磨損后， 間隙難以修復和補償，傳動精度降低。梯形螺紋：牙型

16、為等腰梯形，牙型角為 30度，內外螺紋以錐面貼緊不易松動，工藝較好，牙根強度 高，對中性好。主要用于傳動螺紋。鋸齒型螺紋：牙型為不等腰梯形，工作面的牙側角3度，非工作面牙側角30度。外螺紋牙根有較大的圓角，以減小應力集中，內外螺紋旋合后，大徑無間隙便于對中，兼有矩形螺紋傳動效率高和梯形螺紋 牙型螺紋牙根強度高的特點。用于單向受力的傳動螺紋。普通螺紋適合用于連接，矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋適合用于傳動。普通螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋已經標準化。2、將承受軸向變載荷連接螺栓的光桿部分做的細些有什么好處？【答】可以減小螺栓的剛度，從而提高螺栓連接的強度。3、螺紋連接為何要防松？常見的防松方法有哪

17、些？【答】連接用螺紋緊固件一般都能滿足自鎖條件，并且擰緊后，螺母、螺栓頭部等承壓面處的摩擦也 都有防松作用，因此在承受靜載荷和工作溫度變化不大時，螺紋連接一般都不會自動松脫。但在沖擊、振 動、變載荷及溫度變化較大的情況下，連接有可能松動，甚至松開，造成連接失效，引起機器損壞，甚至 導致嚴重的人身事故等。所以在設計螺紋連接時，必須考慮防松問題。螺紋連接防松的根本問題在于防止螺旋副相對轉動。具體的防松裝置或方法很多，按工作原理可分為摩擦 防松、機械防松和其它方法，如端面沖點法防松、粘合法防松，防松效果良好，但僅適用于很少拆開或不 拆的連接。4、簡要說明螺紋連接的主要類型和特點。【答】螺紋聯接的主要

18、類型有螺栓聯接、螺釘聯接、雙頭螺柱聯接和緊定螺釘聯接四種。主要特點是：1) 螺栓聯接：有普通螺栓聯接和鉸制孔螺栓聯接兩種。普通螺栓聯接被聯接件的通孔與螺栓桿之間 有間隙，所以孔的加工精度可以低些，不需在被聯接件上切制螺紋，同時結構簡單、裝拆方便，所以應用 最廣。鉸制孔螺栓聯接螺栓桿與孔之間沒有間隙，能確定被聯接件的相對位置，并能承受橫向載荷。2) 螺釘聯接：螺釘直接旋入被聯接件的螺紋孔中。適用于被聯接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場合。由于不用螺母，所以易于實現外觀平整、結構緊湊；但要在被聯接件上切制螺紋，因而其結構比 螺栓聯接復雜一些。不適用于經常拆裝的場合。如經常拆裝，會使螺紋孔磨損，導

19、致被聯接件過早失效。3) 雙頭螺柱聯接：使用兩端均有螺紋的螺柱，一端旋入并緊定在較厚被聯接件的螺紋孔中，另一端 穿過較薄被聯接件的通孔，加上墊片，旋上螺母并擰緊，即成為雙頭螺柱聯接。這種聯接在結構上較前兩 種復雜，但兼有前兩者的特點，即便于拆裝，又可用于有較厚被聯接件或要求結構緊湊的場合。4) 緊定螺釘聯接：將緊定螺釘擰入一零件的螺紋孔中，其末端頂住另一零件的表面，或頂入相應的凹坑中，以固定兩個零件的相對位置，并可傳遞不大的力或扭矩，多用于固定軸上零件的相對位置。5、簡要說明平墊圈、斜墊圈和球面墊圈的用途？【答】墊圈的主要作用是增加被聯接件的支承面積或避免擰緊螺母時擦傷被聯接件的表面。常用的是

20、 平墊圈。當被聯接件表面有斜度時，應使用斜墊圈，特殊情況下可使用球面墊圈。6、在鑄、鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時，為何應制成凸臺或沉頭座？【答】1)降低表面粗造度，保證連接的緊密性；2)避免螺栓承受偏心載荷；3)減少加工面，降低加工成本。7、如圖所示的底板螺栓組連接受外力的 F匕作用，外力F二作用在包含x軸并垂直于底板結合面的平面內。 試分析底板螺栓組的受力情況，判斷哪個螺栓受力最大？保證連接安全工作的必要條件有哪些？解將F'等效轉化到底板面上，可知底板受到軸向力F'y，橫向力F.和傾覆力矩M。(1) 底板最左側螺栓受力最大，為防止螺栓拉斷，應驗算該螺栓的拉伸強度，要求拉應力二

21、-二;(2) 為防止底板右側壓碎，應驗算底板右側邊緣的最大擠壓應力，要求最大擠壓應力 二pmax乞二；(3) 為防止底板左側岀現間隙，應驗算底板左側邊緣的最小擠壓應力，要求最小擠壓應力匚pmin 0 ；令 Q十IXIgk 嚴i© 4I(4) 為防止底板向右滑移，應驗算底板在橫向力作用8、如圖所示，兩塊金屬板用兩個M12的普通螺栓連接。若結合面的摩擦系數f =0.3，螺栓預緊力控制在屈服極限的70%，螺栓用性能等級為4.8的中碳鋼制造，求此連接所能傳遞的最大橫向載荷F。螺【解參考書給岀的答案有問題：螺栓數目為2,接合面數為1,取防 滑系數為Ks =1.2，性能等級為4.8的碳鋼二s =

22、320 MPa栓所需預緊力F0為F0 一因此，所能傳遞的最大載荷為6F°fzi0.7 320 10 0.3 2 181.2F 01.12 10 N-Ks正確解法：1、M12的螺紋內徑為d1 =10.106 mm ;2、確定螺栓的預緊力性能等級為4.8的碳鋼二s =320 MPa，由題意，預緊力為r:d12sF0 =0.sA1 =0.7；v43、由公式 fziF0 _KsFz2-=8983.93 Nz =2，i =1，f =0.3，取Ks =1.2，因此，該連接能傳遞的最大橫向載荷為Fmax 卒=0AAJ 0.7 320 二 10.106Fo =15000 N，當受軸向工Ks1.29、

23、受軸向載荷的緊螺栓連接，被連接鋼板間采用橡膠墊片。已知螺栓預緊力作載荷F =10000 N時，求螺栓所受的總拉力及被連接件之間的殘余預緊力。解采用橡膠墊片密封，取螺栓的相對剛度90.9Cb Cm由教材公式（5-18），螺栓總拉力-F =1500 0.9 10000 =24000 Nmf2 =f0Cb +C由教材公式（5.15），殘余預緊力為F1 二 F2 - F =24000 -10000 =14000 N鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接1、分析比較平鍵和楔鍵的工作特點和應用場合【答】平鍵連接的工作面是兩側面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，工作時，靠鍵與鍵槽的互壓傳 遞轉矩，但不能實現軸上零件的軸向

24、定位，所以也不能承受軸向力。具有制造簡單、裝拆方便、定心性較 好等優點，應用廣泛。楔鍵連接的工作面是上下面，其上表面和輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度，裝配時需打緊，靠楔緊后上下面產生的摩擦力傳遞轉矩，并能實現軸上零件的軸向固定和承受單向軸向力。由于楔緊后使軸和輪轂 產生偏心，故多用于定心精度要求不高、載荷平穩和低速的場合。2、平鍵連接有哪些失效形式？普通平鍵的截面尺寸和長度如何確定？【答】平鍵連接的主要失效形式是較弱零件（通常為輪轂）的工作面被壓潰（靜連接）或磨損（動連接，特別是在載荷作用下移動時），除非有嚴重過載，一般不會出現鍵的剪斷。鍵的截面尺寸b h應根據軸徑d從鍵的標準中選取。鍵的長

25、度L可參照輪轂長度從標準中選取，L值應略短于輪轂長度。3、 為什么采用兩個平鍵時，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用兩個楔鍵時，則應沿周向相隔90° 120 °，而采用兩個半圓鍵時，卻布置在軸的同一母線上？【答】兩個平鍵連接，一般沿周向相隔 180 布置，對軸的削弱均勻，并且兩鍵的擠壓力對軸平衡，對軸不 產生附加彎矩，受力狀態好。采用兩個楔鍵時，相隔90 12°布置。若夾角過小，則對軸的局部削弱過大。若夾角過大，則兩個楔鍵的總承載能力下降。當夾角為 180時，兩個楔鍵的承載能力大體上只相當于一個楔鍵盤的承載能力。采用兩個半圓鍵時，在軸的同一母線上布

26、置。半圓鍵對軸的削弱較大，兩個半圓鍵不能放在同一橫截面上。只能放在同一母線上。4、如圖所示的凸緣半聯軸器及圓柱齒輪，分別用鍵與減速器的低速軸相連接。試選擇兩處鍵的類型及尺寸，并校核其強度。已知：軸的材料為45鋼，傳遞的轉矩為T =1000 N.m，齒輪用鍛鋼制造，半聯軸器 用灰鑄鐵制成，工作時有輕微沖擊。【解】（1）確定聯軸器段的鍵根據結構特點，選A型平鍵。由軸徑d =70mm， 查手冊得鍵的截面尺寸為 b = 20mm，h = 12mm， 取鍵的公稱長度L =110mm。鍵的標記：鍵 20 110 GB/T1069-1979鍵的工作長度為I =L -b =110 -20 =90mm， 鍵與輪

27、轂鍵槽接觸高度為 k = h / 2 =6mm，根據聯軸 器材料鑄鐵，載荷有輕微沖擊，查教材表 6-1，取許用 擠壓應力二p =55MPa，則其擠壓強度32T 103kid2 1000 10006 90 70=52.91MPa 55MPa= kp滿足強度要求。（注：該鍵也可以選擇長度 L =125mm。）（2）確定齒輪段的鍵根據結構特點，選A型平鍵。由軸徑 d = 90 mm，查手冊得鍵的截面尺寸為b = 25 mm，h =14 mm，取鍵的公稱長度L = 80 mm。鍵的標記：鍵 25 80 GB/T1069-1979鍵的工作長度為i = L-b =80 -25=55mm，鍵與輪轂鍵槽接觸高

28、度為 k = h/2=7mm，根據齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，查教材表6-1，取許用擠壓應力二p =110 MPa，則其擠壓強度J =2T 10 = 2 1000 10=57.72 MPa 乞；p=110MPa 滿足強度要求。p kld7 55 90p帶傳動1、影響帶傳動工作能力的因素有哪些？1 -1/ efct【答】由公式（8-7）Fee =2F°F1 +1/efa影響帶傳動工作能力的因素有：（1）預緊力：預緊力越大，工作能力越強，但應適度，以避免過大拉應力；（2）包角：包角越大越好，一般不小于120度；（3）摩擦系數：摩擦系數越大越好。2、帶傳動的帶速為什么不宜太高也不宜太低？

29、、柑2亠【答】由公式（8-10） ；e可知，為避免過大的離心應力，帶速不宜太高；A1）由公式（8-3）和（8-4）可知，緊邊拉力丄Fe丄PF F0e 二 F0 1000 2v因此，為避免緊邊過大的拉應力匚，帶速不宜太低。A3、帶傳動中的彈性滑動和打滑是怎樣產生的？對帶傳動有何影響？【答】帶傳動中的彈性滑動是由于帶松邊和緊邊拉力不同，導致帶的彈性變形并引起帶與帶輪之間發 生相對微小滑動產生的，是帶傳動固有的物理現象。帶傳動中由于工作載荷超過臨界值并進一步增大時，帶與帶輪間將產生顯著的相對滑動，這種現象稱 為打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉速急劇降低，甚至使傳動失效，這種情況應當避免。4、帶傳

30、動的主要失效形式和設計準則是什么?【答】帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞破壞。帶傳動的設計準則是在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。5、V帶傳動的n1 =1450 r/min ，帶與帶輪的當量摩擦系數fv =0.51，包角胡 "80 ，預緊力Fo =360 N。試問：1）該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少；2）若dd1 =100 mm，其傳遞的最大轉矩為多少；3）若傳動效率為0.95，彈性滑動忽略不計，求從動輪的輸岀功率【解】(1) Fee =2F° 1 "/efa =2 360 1 _1/e0=478.35N1+1/e1+1/e1jI(2) 傳

31、遞的最大扭矩dd1100T =Fee巴=478.3523917.5N .mm22(3) 輸岀功率PFee0.951000Feen 1 二dd160 1000 10000.95478.35 1450 二 10060 1000 10000.95 =3.63 kW6、V帶傳動傳遞的功率 P =7.5 kW，帶速t =10 m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即F2F2，試求緊邊拉力F1、有效拉力Fe和預緊力【解】由P = 土 kW，1000Fe型匹二型Z=750N10由 FF1 - F2，又 F1 -2F2，得片=2F2 =2 750=1500N丄x Fe由 F1 二 F。e，得2Fe750F0 =F

32、1e =15001125N2 27、有一帶式輸送裝置，其異步電動機與齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機功率 P = 7 kW，轉速n1 =960 r/min ，減速器輸入軸的轉速 w =330 r/min，允許誤差為一5%，運輸裝置工作時有輕微沖擊， 兩班制工作，試設計此帶傳動。【解】1）確定計算功率 由表8-7查得Ka =1.2，計算功率為Pea =KaP =1 -27 =8.4 kW2）選取V帶型號 根據Pea =8.4 kW,門勺=960 r/min，由圖8-11選用B型帶。3）確定帶輪的基準直徑，并驗算帶速 確定小帶輪基準直徑由表8-6和表8-8,取小帶輪的基準直徑 dd1 =150

33、 mm驗算帶速按式8-13Jidd1門1兀心50漢9607.54 m/s60 1000 60 1000 由于5 m/s ；.： 30 m/s，故帶速合適。確定大帶輪基準直徑傳動比i =蟲=960 =2.91，根據式8-15a,有 n2330dd2 ：yidd1 =2.91 150 =436.5根據表8-8，圓整為dd2 =450 mm驗算帶速誤差 由式8-14，從動輪實際轉速dd1 nW名）150 匯 960" 0.02） 一 n2313.6 r/mindd2450帶速誤差.：二 f 二型 3136 100% =4.97% ：5%，滿足要求。 n23304）確定V帶的中心距和基準長度

34、dd2) =1200，初定中心距 a0 =600 mm，確定小帶輪基準直徑根據式8-200-7(dd1dd2) =420 : a02(d d1計算帶的基準長度按式8-22丄兀Ld0 =2a0i(dd12).(dd2 - dd1)4a=2600 ? (150450)2(450 -150)24600= 2180 mm由表8-2選帶的基準長度Ld = 2240 mma ： a0 計算實際中心距由式8-23二 630 mm由式8-24，中心距的變化范圍為"amin =a _0.015Ld =600 -0.015x2240 =566.4 mmamax =a +0.03Ld =600 +0.03

35、 x2240 =667.2 mm5) 驗算小帶輪上的包角：dd2 -ddi450 150' =180 57.3 =18057.3 =152.7,120a630包角合適。6) 計算帶的根數計算單根V帶的額定計算功率由 dd1 =150 mm 和 n1 =960 r/min，查表 8-4a得 P0 =2.60 kW查表 8-4b得厶P0 =0.30 kW查表8-5得K：. =0.92，查表8-2得Kl =1.0，根據式8-26Pea(P。 P0)K：.Kl(2.60 0.30) 0.92 1.0 一3"5取4根。7）計算單根V帶的最小初拉力（F°）min由表8-3得B型

36、帶的單位長度質量q =0.18 kg/m(F0 ) min= 500(2.5_心庇 2KqZU= 500(2.5-0.92) 8.40.92 4 7.540.18 7.542=249.4 N8）計算壓軸力FP壓軸力的最小值為a1152 7（Fp）min =2z（F°）min Sin -=2 4 249.4 sin1938.85 X2 29）帶輪結構設計（略）鏈傳動1、與帶傳動相比，鏈傳動有哪些優缺點？【答】與屬于摩擦傳動的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現象，因而能保證準確的平均傳動比, 傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很，所以作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣的條件下，鏈

37、傳動結構較為緊湊。同時鏈傳動能在高溫和低溫的情況下工作。2、何謂鏈傳動的多邊形效應？如何減輕多邊形效應的影響？【答】鏈傳動運動中由于鏈條圍繞在鏈輪上形成了正多邊形，造成了運動的不均勻性，稱為鏈傳動的 多邊形效應。這是鏈傳動固有的特性。減輕鏈傳動多邊形效應的主要措施有:1）減小鏈條節距；2）增加鏈輪齒數；3）降低鏈速。3、簡述滾子鏈傳動的主要失效形式和原因。【答】滾子鏈傳動的主要失效形式和原因如下：1）鏈的疲勞破壞：鏈在工作時，周而復始地由松邊到緊邊不斷運動著，因而它的各個元件都是在變應力作用下工作，經過一定循環次數后，鏈板將會出現疲勞斷裂，或者套筒、滾子表面將會出現疲勞點蝕 （多邊形效應引起的

38、沖擊疲勞）。2）鏈條鉸鏈的磨損：鏈條在工作過程中，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力，傳動時彼此又產生相對轉動，導致鉸鏈磨損，使鏈條總長伸長，從而使鏈的松邊垂度變化，增大動載荷，發生振動，引起跳齒，加 大噪聲以及其它破壞，如銷軸因磨損削弱而斷裂等。3）鏈條鉸鏈的膠合：當鏈輪轉速高達一定數值時，鏈節嚙入時受到的沖擊能量增大，銷軸和套筒間潤滑油被破壞，使兩者的工作表面在很高的溫度和壓力下直接接觸，從而導致膠合。因此，膠合在一定程 度上限制了鏈的傳動的極限轉速。4）鏈條靜力拉斷：低速（：0.6m/s）的鏈條過載，并超過了鏈條靜力強度的情況下，鏈條就會被 拉斷。4、在如圖所示鏈傳動中，小鏈輪為主動輪

39、，中心距 a =（3050） p。問在圖a、b所示布置中應按哪個方 向轉動才合理？兩輪軸線布置在同一鉛垂面內（圖 c）有什么缺點？應采取什么措施？【答】a）和b）按逆時針方向旋轉合理。c）兩輪軸線布置在同一鉛垂面內下垂量增大，下鏈輪的有效嚙合齒數減少，降低了傳動能力，應采取 （1）調整中心距（2）加張緊輪（3）兩輪偏置等措施。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 =7.5 kW，主動鏈輪轉速 ni =960 r/min，傳動比i =3，工作情況系數Ka =1.5，中心距a _650 mm （可以調節）。【解】（1）選擇鏈輪齒數z1, z2。假定鏈速v =38m/s，由教材

40、表9-8取主動鏈輪齒數Zj =23，則從動鏈輪齒數z2 =iZr =3 23 =69(2)確定鏈節距p。計算功率Pca =KaP=1.5 7.5=11.25kW由教材圖9-13按小鏈輪轉速估計鏈工作在額定功率曲線頂點的左側。查教材表9-10得Zi 1 0823 1 08©=()=()1.0-1.231919初選中心距a=40p則Lp2a N Z2 (Z2 -Z1)2 pp22二22 40 p127.3440 p取Lp =128，根據教材表9-10得KlLp 0.26128 0.26=( ) =( )100 100=1.07選取單排鏈，由教材表9-11得Kp=1，所需傳遞的功率為Pca

41、11.25KzKlKP8.55kW1.23 1.07 1根據F0 =8.55kW和山=960r/min，由教材圖9-13選鏈號為10A的單排鏈。同時也證實原估計鏈工作在額定功率曲線頂點的左側是正確的。由教材表9-1查得鏈節距p=15.875mm(3)確定鏈長L及中心距aLpP1000128 15.875一 1000=2.03ma = 4【(LpZ1 -2-Z22)2 -8(Z2 'Z12 二)2咤(128 -4) + J(128 -3)2 -8(63)2 = 645.61mm4222 兀中心距減小量-a = (0.002 0.004)a 二(0.002 0.004) 645.61 =1

42、.29 2.58mm實際中心距a'= a - a = 645.61 - (1.29 2.58) =644.32 643.03mm取a = 644mm，接近650mm，符合題目要求。（4）驗算鏈速。60 100023 15.875 96060 1000=5.482m/ s與原假設相符。根據教材圖9-14采用油浴或飛濺潤滑。（5）壓軸力計算。有效圓周力P7.5Fe =100010001283.81Nv5.482按水平傳動，取壓軸力系數 KFp =1.15，則壓軸力Fp =1.15 1283.81 =1476.38N齒輪傳動1、齒輪傳動常見的失效形式有哪些？簡要說明閉式硬齒面、閉式軟齒面和開

43、式齒輪傳動的設計準則。(4)齒【答】齒輪傳動常見的失效形式有以下幾種：（1）輪齒折斷；（2）齒面點蝕；（3）齒面磨損；面膠合；（5）塑性變形。閉式硬齒面的設計以保證齒根彎曲疲勞強度為主；閉式軟齒面的設計通常以保證齒面接觸疲勞強度為 主；開式齒輪傳動的設計目前僅以保證齒根彎曲疲勞強度作為設計準則。2、簡要分析說明齒輪輪齒修緣和做成鼓形齒的目的。【答】齒輪輪齒修緣是為了減小齒輪傳動過程中由于各種原因引起的動載荷。做成鼓形是為了改善載 荷沿接觸線分布不均的程度。3、 軟齒面齒輪傳動設計時，為何小齒輪的齒面硬度應比大齒輪的齒面硬度大3050 HBS ?【答】金屬制的軟齒面齒輪配對的兩輪齒中，小齒輪齒根

44、強度較弱，且小齒輪的應力循環次數較多， 當大小齒輪有較大硬度差時，較硬的小齒輪會對較軟的大齒輪齒面產生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的 接觸疲勞強度。所以要求小齒輪齒面硬度比大齒輪大3050HBS。4、 試分析圖示斜齒圓柱齒輪所受的力（用受力圖表示岀各力的作用位置和方向）。【解】Fa25、設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，問：1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反;2）低速級螺旋角1應取多大數值才能使中間軸上兩個軸向力互相抵消。【解】（1）由于中間軸上兩齒輪分別為主動 和從動輪，且旋轉方向相同，因此為使軸向 力方向相反，必須使齒輪 3的螺旋方向與齒

45、輪2的相同。齒輪2為左旋，故齒輪3必須 左旋，齒輪4右旋。（2）使中間軸上輪2和輪3的軸向力 互相完全抵消，需要滿足 Fa2 =Fa3。Fa2 二Ft2tan 很，Fa3 二 Ft3 tan 飛因齒輪2和齒輪3傳遞的轉矩相同T =斤2色=Ft3蟲，且2 2d2 二 z2mn2 / cos ：2,d3 二 Z3m)n3/COS ：3整理后可得tan ：3 Ft2 d3 Z3min3 cos : 2tan ：2 Ft3 d2 z2mn2 cos ：3因此sin ：3Z3mn3sin j 工匸n15 10.1438Z2mn23 51一：3 =8.27'=8 16'2"6、

46、齒輪傳動設計時，為何小齒輪的齒寬應比大齒輪的齒寬大510 mm?【答】將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎上人為地加寬510mm,以防止大小齒輪因裝配誤差產生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大輪齒的工作載荷。7、對于做雙向傳動的齒輪來說，它的齒面接觸應力和齒根彎曲應力各屬于什么循環特性？在做強度計算 時應怎樣考慮？【答】齒面接觸應力是脈動循環，齒根彎曲應力是對稱循環。在作彎曲強度計算時應將圖中查岀的極限應力值乘以0.7。8、 設計小型航空發動機中的一對斜齒圓柱齒輪傳動。已知R =130 kW，山=11640 r/min，乙=23， Z2 =73，壽命Lh =100 h，小齒輪作懸臂布置，使用系數 Ka

47、=1.25。【解】1）選擇齒輪的材料和精度等級根據教材表10-1選大小齒輪材料均為 20CrMnTi滲碳淬火。小齒輪齒面硬度取 62HRC,大齒輪齒面硬 度取38HRC，芯部300HBS。選精度等級為6級。2）按齒根彎曲疲勞強度設計 小齒輪傳遞的轉矩6 P16130Ti =9.55 10 9.55 10106658 N.mmn111640初選載荷系數：Kt =1.6確定齒寬系數：小齒輪作懸臂布置，據教材表10-7 選取'd =0.5初選螺旋角：2 =14 計算斜齒輪的當量齒數：z123z2zv1 二一=3252， 乙2 二cos3 P cos314cos3 P7334cos314=19

48、.9 確定齒形系數和應力集中系數:查教材表10-5得YFa1 =2.62, Ysa1 =1.59,YFa2 =2.22 YSa2 =1.77 確定斜齒輪端面重合度:查教材圖10-26得;a1 =0.78,:a2 =0.88,；a = ；a1 ?a2 =0.780.88 =1.66 確定彎曲強度許用應力：循環次數弘二60 njLh =60 11640 1 100 =7.0 107N2 =60 n2jLh=60 11640 23/73 1 100=2.2 107由教材圖10-18查得K FN1 = K FN2 =1取安全系數Sf =1.5由教材圖 10-20（d）得；FN1 =JFN2 =930

49、MPa按對稱循環變應力確定許用彎曲應力為KFNxrFN11 漢 930二F1二62 =0.7 FN1 FN1 =0.7434 MPaSF1.5 由彎曲強度計算齒輪的模數：mint 32KT1- cos2 '；：d Z12 ；aYFaYsa“2 o2 1.6 106658 0.89 cos2142.62 1.59x 24340.5 232 1.661.84mm取標準值mn =2mm 驗算載荷系數:小齒輪的分度圓直徑d1ZE COS | ：'旦2 =47.4 mmcos14齒輪的圓周速度:d1 n13.141 47.4 116470 =28.9由教材圖10-8查得:60 10006

50、0 1000K =1.16假設 KAFt/b_100 N/mm，由教材圖10-3查得= 1.1齒寬b = d d1= 0.5 47.4 =23.7mm齒寬與齒高比b23.7h / h _5 32.25mn2.25 2K Fa - K Ha由教材表10-4查得K =1.15，由教材圖10-13查得K=1.12彎曲強度載荷系數K 二KAKvKFaKi=1.25 1.16 1.1 1.12=1.79修正模數：mn =mnt3 K/K； =1.84 3 1.79/1.6 =1.91mm因此取標準值 mn =2 mm合適。確定螺旋角：亠、“Lz1 +z2 mn23+73 2 2ccc,中心距a =2 n

51、98.94 mm2 cos P 2 cos14圓整中心距 a =99 mm后，螺旋角:二 arccos Z2)mn2a二 arccos(23 73) 2 =14 8'28"2沃99斜齒輪的相關參數d1ZEncos :23 247.437 mm cos14 8'28"d2-z2mncos :150.562mm cos14 8'28"b = ddi =0.5 47.437 = 23.7mm對齒寬圓整：b2 =24mm, b1 =28mm3）齒面接觸強度校核確定接觸強度載荷系數K 冰人心5心"1.25 1.16 1.1 1.15=1.8

52、3 確定接觸強度許用應力：查教材圖10-21（ e）得查教材圖10-19中曲線2得取安全系數SH =1.0H lim 1 =H lim 2 =15°0MPaK HN1 /.O, KHn2 = 簡述蝸桿傳動的特點和應用場合？【答】蝸桿傳動的主要特點有：（1）傳動比大，零件數目少，結構緊湊；（2）沖擊載荷小、傳動平穩, 噪聲低；（3）當蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動具有自鎖性；（4）摩擦損失較大,效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅為0。4左右；（5）由于摩擦與磨損嚴重，常需耗用有色金屬制造蝸輪（或輪圈），以便與鋼制蝸桿配對組成減摩性良好的滑動摩擦副。蝸桿傳動通常用于空間

53、兩軸線交錯，要求結構緊湊，傳動比大的減速裝置，也有少數機器用作增速裝 置。 蝸桿直徑系數的含義是什么？為什么要引入蝸桿直徑系數？ .08KHN 1；H lim1SH1.0 15001.0=1500 MPaKHN 2；- H lim 21.08 1500-1.0=1620 MPa 確定彈性影響系數：據教材表10-6 查得 ZE =189.8 . MPa確定區域載荷系數：據教材圖10-30 查得 ZH =2.43校核接觸強度Zh2KT1 u 13匕U= 189.8 2.432 漢 1.83 漢 106658 乂3.17 + 1 .24 47.4373 1.663.17=1140MPa :二 H 滿足接觸強度要求，以上所選參數合適diq 二m弓I入蝸桿直徑系數是為了限制蝸輪滾刀的數目及便于滾刀的標準化。3、為什么蝸輪的端面模數是標準值？蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？【答】1）在中間平面上，普通圓柱蝸桿傳動就相當于齒條與齒輪的嚙合傳動。所以在設計蝸桿傳動時,均取中間平面上的參數（如模數、壓力角等）和尺寸（如齒頂圓、分度圓等）為基準，并沿用齒輪傳動的計算關系。對于蝸輪來說，端面模數等于中間平面上的模數。2）蝸桿傳動的正確嚙合條件是：蝸桿的軸向模數等于蝸輪的端面模數，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，