机械设计基础习题集附解答

目录绪论1平面机构的自由度3平面连杆机构8凸轮机构14齿轮机构18轮系23机械零件设计概论28联接30齿轮传动41蜗杆传动51带、链传动60轴69滑动轴承75滚动轴承78联轴器和离合器91I绪论1简述机构与机器的异同及其相互关系。2简述机械的基本含义。3简述构件和零件的区别与联系。4简述“机械运动”的基本含义。5简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。6简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。1【参考答案】1共同点人为的实物组合体；各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系机器一般由一个或若干个机构组合而成。2从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。3构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件刚性组合而成。4所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。5研究对象常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通用零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。研究内容机构的组成及其工作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使用维护等。6“机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进一步深入研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习又涉及到高等数学、机械制图、工程力学、工程材料以及机械制造基础等知识的综合运用。因此，“机械设计基础”是课程体系中的一门专业技术基础课程。2平面机构的自由度1什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架2机构中的运动副具有哪些必要条件3运动副是如何进行分类的4平面低副有哪两种类型5简述机构运动简图的主要作用，它能表示出原机构哪些方面的特征6机构自由度的定义是什么一个平面自由构件的自由度为多少7平面运动副中，低副和高副各引入几个约束8机构具有确定运动的条件是什么当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况9运动链和机构关系如何10画出下列机构的示意图，并计算其自由度。AB311计算下列机构的自由度，若有虚约束、复合铰链和局部自由度，需指出。（1）齿轮连杆机构（2）凸轮连杆机构（3）发动机机构（4）压缩机机构（5）滚动杠杆机构（6）凸轮拨杆机构（7）电锯机构（8）发动机配气机构4（9）冲压机构（10）挖掘机机构5【参考答案】1原动件运动参数由外界输入的活动构件；从动件除原动件外的其余活动构件；输出构件输出预期运动的从动件；机架机构运动的参考物，视作相对固定的构件。2三个条件两个构件；直接接触；相对运动。3按两构件运动平面的相互关系分平面运动副、空间运动副；按两构件接触方式分低副（面接触）、高副（点、线接触）。4转动副和移动副。5机构运动简图主要用于进行机构的结构分析和运动分析。机构运动简图反映了原机构中的构件类型和数目、运动副类型、数目及其相互位置关系等特征。6使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。7每个低副引入2个约束；每个高副引入1个约束。8机构具有确定运动条件自由度原动件数目。原动件数目自由度，机构无法运动甚至构件破坏。9运动链由一系列构件通过运动副联接组成的可动的构件系统；机构各构件运动确定的运动链。10A机构示意图如图所示。32AOB144321BAO自由度计算N3,PL4,PH0F3N2PLPH332401该机构自由度为1。B机构示意图如图所示。自由度计算N3,PL4,PH0F3N2PLPH332401该机构自由度为1。611解（1）复合铰链1N4,PL5,PH1F3N2PLPH3425111（2）局部自由度2，虚约束2N5,PL6,PH2F3N2PLPH3526121（3）无复合铰链、局部自由度和虚约束N7,PL10,PH0F3N2PLPH3721001（4）复合铰链1N7,PL10,PH0F3N2PLPH3721001（5）无复合铰链、局部自由度和虚约束N4,PL5,PH1F3N2PLPH3425111（6）局部自由度1N3,PL3,PH2F3N2PLPH3323121（7）局部自由度1N8,PL11,PH1F3N2PLPH38211111（8）局部自由度1，虚约束1N6,PL8,PH1F3N2PLPH3628111（9）复合铰链1，局部自由度1N9,PL12,PH2F3N2PLPH39212121（10）复合铰链1N11,PL15,PH0F3N2PLPH311215037平面连杆机构1从运动副类型的角度看，什么是连杆机构机构中的连杆一般做什么运动2铰链四杆机构有哪几种基本型式3铰链四杆机构可以通过哪几种方式演化成其他型式的四杆机构试说明曲柄摇块机构是如何演化而来的4何谓偏心轮机构它主要用于什么场合5何谓连杆机构的压力角、传动角它们的大小对连杆机构的工作有何影响以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角MIN发生在什么位置6如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为MMA240，。试问1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构如何获得3）若A、B、C三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，D的取值范围应为何值MMB600MMC400MMD500题6图7如图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为MML281，试求MML522MML503MML7241）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角MIN和行程速比系数K；2）当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构为什么并说明这时C、D两个转动副是整转副还是摆转副；题7图83）当取杆3为机架时，又将演化成何种机构这时A、B两个转动副是否仍为整转副8图示曲柄摇杆机构，已知MM55ABL，MM100BCL，MM125ADL。试求（1）摇杆3的最小长度；MINCDL（2）取，计算曲柄1等速转动时机构的行程速比系数K；MIN11CDCDLL（3）取，计算曲柄1为主动时，机构的最小传动角MIN11CDCDLLMIN。9在图示的曲柄摇杆机构中，MMLAB15，MMLAD130，。试证明连杆长度只能限定在内。MMLCD90MMMM20555题8图题9图10如图所示一偏置曲柄滑块机构，曲柄AB为原动件，长度为，偏距，已知最大压力角。试求MMLAB25MME100MAX30（1）滑块行程H；（2）机构的极位夹角和行程速比系数K。11设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K15，滑块的冲程，导路的偏距MMLCC5021MME20，求曲柄长度和连杆长度B。ABCAE题10图题11图912在图示曲柄摇块机构中，AB杆等角速转动。若2/ACABLL，证明其摇块摆角为，且摇块的行程速度变化系数为2。60题12图13设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的长度LCD150MM，摇杆的两极限位置与机架AD所成的角度，机构的行程速比系K1，试确定曲柄AB和连杆BC的长度。OO90,3021题13图10【参考答案】1所有运动副均为低副的机构称连杆机构。机构中的连杆一般做平面复杂运动。2三种基本型式曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。3演化方式转动副演化为移动副、扩大转动副半径、变更机架、变更杆件尺寸等。曲柄摇杆机构曲柄滑块机构曲柄摇块机构。变更机架转动副演化为移动副4偏心轮是由曲柄通过扩大转动副半径方式演化得到，曲柄长度即为偏心距。偏心轮的强度和刚度都比曲柄好，因此适用于转速不高而载荷较大场合。5压力角机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角压力角的余角。900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角MIN发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置。61）LMINA，LMAXB。AB240600840MM；CD400500900MM。即ABABC240600400440MM，即440MMLABLADLCD151309055MM，即55MM221DDA。7传动连续条件重合度（）1。越大，同时啮合的齿数越多，传动平稳性越好、承载能力也越大。8标准齿条为直线齿廓，齿廓上任意一点的压力角恒定（等于齿形角，）、任意一点的齿距恒定（MP）。齿轮齿条啮合时，无论安装位置如何，齿轮的分度圆始终与节圆重合、啮合角始终等于压力角。9采用范成法加工齿轮时，刀具齿顶线（圆）超过被加工齿轮的啮合极限点时，齿根渐开线齿廓被切去一部分，该现象称为根切。根切使重合度下降、齿根强度减弱。通过使刀具远离轮坯中心或增加被加工齿轮的齿数可避免根切。10斜齿轮传动主要特点齿廓接触线变化短长短、重合度大、不发生根切的最少齿数小，使其传动平稳性好、承载能力大、结构紧凑。正确啮合条件除两轮模数、压力角相等外，两轮螺旋角大小相等、旋向相反（外啮合）或相同（内啮合）。连续传动条件与直齿轮相同。2011斜齿轮的当量齿轮为假想的直齿轮，其齿形与斜齿轮法面齿形相当，其齿数（当量齿数）是选择加工刀具（铣刀）和查取齿形系数的依据。12MM3388132/20SIN2632/SIN2/SIN0MZDMM84312262MHZDAA，MM2967320COS263COS0DDBMMDDBAA5164202/296732/842/2/2222024122984/29673ARCCOS/ARCCOSABADD13由350221ZZMA591212ZZI联立求解即得，501Z902Z小齿轮，MMD2501MMDA2601MMDB92322341，MMES854711；大齿轮计算略。14标准中心距MMZZMA7002403020221由公式，COSCOSAA当时，MMA7255224866624/COSARCCOS00AA当3022时，MMAA9812711COS/COS15由图得2212222NNRRBA，2212121NNRRBA；从而有；21222122BBAARRRR代入直齿轮直径计算公式，化简后得212121212COS4ZZZZZZZZ当时，有12ZZ21194534COS1/4212ZZ，不必有Z合理。题15图12Z。即两个完全相同的标准齿轮标准安装6时，两轮齿顶圆正好通过对方的啮合极限点N。1MM466324815COS240208COS2021ZZMAN依题意，将中心距圆整为MM250A，螺旋角调整为0021371516260216250240208ARCCOS2ARCCOSAZZMN，605622COS/311ZZV2112452VZ22轮系1如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比，并指出当提升重物时手柄的转向。15I2如图所示为一千分表的示意图，已知各轮齿数如图，模数MMM110（为非标准模数）。若要测量杆1每移动0001MM时，指针尖端刚好移动一个刻度（S15MM）。问指针的长度R等于多少（图中齿轮5和游丝的作用是使各工作齿轮始终保持单接触，以消除齿侧间隙对测量精度的影响。）题1图题2图3如图所示为一装配用电动螺丝刀的传动简图。已知各轮齿数为741ZZ，。若，试求螺丝刀的转速。3963ZZMIN/30001RN4如图所示为收音机短波调谐微动机构。已知齿数，。试问当旋钮转动一圈时，齿轮2转过多大角度（齿轮3为宽齿，同时与齿轮1、2相啮合）991Z1002Z235在图示的电动三爪卡盘传动轮系中，设已知各轮齿数为61Z、。试求传动比。2522ZZ573Z564Z14I6在图示轮系中，已知18432ZZZ、4032ZZ。设各轮模数相同，并为标准齿轮传动。求轮1的齿数和传动比。1ZHI1题5图题6图7在图示门式起重机的旋转机构中，已知电动机的转速MIN/1440RN，各轮齿数1（右旋），1Z402Z，153Z1804Z，试确定该起重机房平台H的转速。HN24【参考答案ZZZZZZZI8577181152052403050手柄转向如图。2传动比423243420101601201216ZZZZI测量杆1移动0001MM时，齿轮2转角RADMZ220020，齿轮4转过角度为RADMZI29112010/0020/242244RS，MMSR925232911/2/51/43（提示该机构为两个行星轮系123H1和456H2组成的复合轮系，螺丝刀转速即。41NNH2HN由行星轮系123H113111131ZZNNIHH由行星轮系456H246242461ZZNNIHH由连接条件41NNH联立求解，得，方向同。MIN/4707694RN1N254（提示该机构为行星轮系123H，01N）10099121221ZZNNIHH，即1001222HHHNNI当旋钮转动一圈时（），齿轮2同向转过角度0360H02635（提示该机构为两个行星轮系123H和4223H组成的复合轮系。）由行星轮系123H131131ZZNNIHH由行星轮系4223H24324431ZZZZNNIHH联立求解，得（、方向相反）58814I1N4N6（提示该机构为行星轮系。首先利用同心条件求出齿数1Z。）由2243432112ZZMAZZMA解出H401Z由行星轮系122334321432ZZZN1141ZZZNIHH解出9089011HHNNI（、方向相同）（提示该机构为行星轮系。，但）1NHN7HNN1HHNNN11由行星轮系1234H26314214114ZZZZNNHHNNIHHH解出，平台转向为逆时针。R/MIN3HN（俯视）27机械零件设计概论1经过优选、简化、统一，并给以标准代号的零部件称为_。A通用件B系列件C标准件D专用件2机械零件的计算分为_两种。A设计计算和校核计算B近似计算和简化计算C强度计算和刚度计算D用线图计算和用公式计算3如图所示高压油缸缸体与缸盖结合的两种结构方案中，方案B被认为比较合理，这是因为_。A结合面密封性能好B安装较方便C节约了原材料D减少了精加工面4试说明1、0、1分别表示零件在什么应力状态下的极限应力并分别写出三种应力状态下MIN的表达式（假设MAX为已知）。28【参考答案】1C2A3A41静应力状态下的极限应力，MINMAX；0脉动循环变应力状态下的极限应力，MIN0；1对称循环变应力状态下的极限应力，MINMAX。29联接1以下几种螺纹中，自锁性最好的是_。A三角形螺纹B梯形螺纹C矩形螺纹D锯齿形螺纹2当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔且需经常拆装时，往往采用_。A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接3螺栓联接防松的根本问题在于_。A增加螺纹联接的刚度B增加螺纹联接的轴向力C增加螺纹联接的横向力D防止螺纹副的相对转动4受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设预紧力，残余预紧力，工作载荷，则螺栓所受总拉伸载荷为_。0FRFEFAFABREAFFF0FFFEACRAFFF0DREAFFF5设某螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。假定螺栓刚度与被联接件刚度相等（），联接的预紧力为。现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达到与预紧力的大小相等时，则_。BKCKCBKK0FEF0FA被联接件发生分离，联接失效B被联接即将发生分离，联接不可靠C联接可靠，但不能继续加载D联接可靠，只要螺栓强度足够，还可继续加载6某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在02MPA之间变化，则汽缸盖联接螺栓的应力类型为_。A非对称循环变应力B脉动循环变应力C对称循环变应力D静应力7采用普通螺母时，当拧紧螺母后，旋合的各圈螺纹牙受载不均匀，其原因是_。A螺栓和螺母的直径不同B螺栓和螺母的螺距变化情况不同C螺栓和螺母的螺纹牙数不等D螺栓和螺母的材料不同8采用_方法不能改善螺纹牙受力不均匀程度。A增加旋合圈数B悬置螺母C内斜螺母D钢丝螺母9在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是_。30A梯形螺纹B矩形螺纹C普通螺纹D锯齿形螺纹10_螺纹主要用于联接，而_螺纹主要用于传动。11螺纹的_亦称为公称直径；在强度计算中常用作危险剖面的计算直径的是螺纹的_。12常用的螺纹联接的防松措施有（举两例）_、_。13常用的联接用螺纹的牙型、线数和旋向为_、_、_。14螺距P，导程S和螺纹头数N三者之间的关系是_。15用于联接的螺纹，通常其头数为_。16普通外螺纹的公称直径（管螺纹除外）是指它的_。17采用弹簧垫圈防止螺纹松动的原理是_。18受拉松螺栓联接只能承受_工作载荷；受拉紧螺栓联接还能承受_工作载荷。19悬置螺母是通过使_来减少螺距变化差的。20简述几种常用螺纹中，为什么三角形螺纹适用于联接21简述细牙螺纹及其主要特点。22简述受横向工作载荷的紧螺栓联接中，螺栓受什么载荷作用强度公式中的系数13是什么含义23常用螺纹按牙型分为那几种主要用途怎样24常用联接螺纹是左旋还是右旋是单头还是多头为什么25松螺栓联接和紧螺栓联接有何区别在计算中如何考虑这些区别26螺栓的主要失效形式有那些27只受预紧力的紧螺栓联接，当工作载荷为横向力时，其预紧力如何确定螺栓受到什么载荷的作用当量应力如何计算28图示刚性联轴器采用4个M16六角头铰制孔用螺栓，螺栓材料为45钢，受剪面处螺栓直径为17MM，其许用最大转矩T15KNM（设为静载荷），试校核31其联接强度。（注联轴器材料为HT250许用应力为MPA100,MPA145P）29在图示的刚性联轴器中，若采用M16受拉螺栓联接，MMD835131，靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递转矩，螺栓材料为45钢，接合面间的摩擦系数为F016,许用最大转矩KN51T，安装时不控制预紧力，试决定螺栓数。（注螺栓数应为偶数；MPA120，可靠性系数C12）3230图示一圆盘锯直径D600MM，锯齿上作用的圆周阻力NFT400，用螺母将它夹紧在垫片之间。如垫片与锯盘之间的摩擦系数F015，垫片平均直径，求轴端螺纹的小径应不小于多少（拧紧螺母后，锯盘工作时垫片与锯盘间产生的摩擦力矩应较工作阻力矩大20；螺栓许用应力取MMD2001MPA120）31设图示螺栓刚度为，被联接件刚度为，若BKCK4CBKK，预紧力，轴向工作载荷NF15000NFE1800，试求作用在螺栓上的总拉力和残余预紧力。AFRF题30图题31图32图示为一钢制液压油缸，油压MPA3P，缸径，螺栓分布圆直径。为保证气密性要求，取残余预紧力，并要求螺栓间距不大于100MM。试确定最少螺栓个数，并计算螺纹小径应不小于多少MMD160MMD2100ERFF81（注螺栓个数取偶数，螺栓许用应力MPA120）3333如图所示的汽缸盖联接中，已知汽缸中的压力MPA51P，汽缸内径，螺栓分布圆直径MMD250MMD3460。为保证气密性要求，取残余预紧力，螺栓间距不得大于120MM。试确定螺栓数目并计算螺纹小径应不小于多少（注螺栓个数取偶数，螺栓许用应力ERFF81MPA120）34图示一压力容器用8个M18的螺栓联接，螺栓小径MMD294151，螺栓分布圆直径，容器缸径MMD5800MMD500。容器通入MPA40P的气体，要求残余预紧力为18倍的工作载荷。试计算螺栓强度是否满足。（注螺栓许用应力RFEFMPA160）题33图题34图35键的截面尺寸（B，H）通常是根据_按标准选择。A轴传递扭矩的大小B传递功率的大小C轮毂的长度D轴的直径36普通平键的工作面是_。A顶面B底面C侧面D端面37楔键联接的主要缺点是_。A工作面磨损B轴与轮毂偏心C不能承受任何轴向力D传递转矩较小38普通平键联接的承载能力，通常取决于_。A键的剪切强度B键的弯曲强度C键的表面挤压强度D轮毂的挤压强度3439花键联接的主要优点是_。40平键联接比半圆键联接的主要优点是_。35【参考答案】1A2C3D4A5D（此时FRF0/2）6A7B8A9B10三角形；梯形11大径；小径12弹簧垫圈；对顶螺母13三角形；单线；右旋14SNP15116大径17增加摩擦力18轴向；横向19螺母受拉20三角形螺纹牙型角大、当量摩擦系数大、自锁性好，因而适用于联接。21相同时，除螺距最大的螺纹外，其余都称为细牙螺纹。细牙螺纹小，大，因此自锁性好，强度高；但多次装拆后螺纹牙易磨损而造成滑扣。DP1D22螺栓主要轴向拉伸载荷作用。强度计算公式中系数13是考虑拧紧螺母时扭剪应力的影响。23常用螺纹有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。其中三角形螺纹自锁性好，适用于联接；其余适用于传动。24常用联接螺纹为右旋、单头。右旋螺纹符合多数人的右手习惯；单头螺纹的自锁性最好。25松螺栓联接螺母不拧紧，工作前螺栓不受载；对松螺栓联接，螺栓中应力为AFA。紧螺栓联接螺母拧紧，工作前螺栓已受预紧力作用；对紧螺栓联接，螺栓中应力为0FAFA31，系数13考虑扭剪应力的影响。26螺栓的主要失效形式为（1）螺栓杆拉断；（2）螺纹的压溃和剪断；（3）螺纹牙过度磨损（滑扣）。27预紧力为MFCFF0，式中，F横向力，C可靠性系数，M接合面数目，F接合面摩擦系数。工作中螺栓受预紧力（拉伸载荷）和螺纹阻力作用，当量应力为0F1T21043131DFE3628解横向工作载荷NTFE193551551051215526单个螺栓受载NFFE48394193554剪切强度验算MPA322117483944220DFMPA14521BB21BB16标准直齿圆柱齿轮的齿形系数YFA取决于_。A模数B齿数C齿宽系数D齿面硬度17一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，则它们的齿面接触应力的关系是_。AH2H1BH2H1CH2H1B21FFC21FF35033因小齿轮受载恶劣，为使大、小齿轮寿命（强度）接近相等，常使小齿轮齿面硬度稍高于大齿轮（2050HBS）。34由赫兹应力计算公式知，大、小齿轮齿面接触应力和相等。但大、小齿轮的接触强度不一定相等，只有当大、小齿轮材料、热处理均相同时（许用应力相等），强度相等。35一般大、小齿轮齿根弯曲应力1F和2F不相等，且通常21FF。当大、小齿轮材料、热处理一样时，两者许用应力相等。36为弥补安装误差，设计时常取小齿轮齿宽大于大齿轮齿宽。在强度计算时取实际接触长度B2（大齿轮齿宽）。37因小齿轮受载恶劣，为使大、小齿轮寿命（或强度）接近相等，要使小齿轮的齿面硬度比大齿轮大（2050）HBS。38为弥补安装误差并保证一对齿轮啮合的实际长度为设计齿宽B，设计时取小47齿轮齿宽B1略大于大齿轮齿宽B2。在强度计算时齿宽系数D应按实际接触长度B2计算。39由赫兹公式知，一对齿轮的齿面接触应力相等。若大、小齿轮材料、热处理均相同，则许用应力相等，意味着大、小齿轮的接触疲劳强度相同。40一对齿轮传动，其大、小齿轮的齿根弯曲应力不相等（21FF）。若大、小齿轮的材料、热处理相同，则其许用应力相等，但弯曲疲劳强度不相等（一般21FF，故小齿轮强度较弱）。41若I、A及其他条件不变而减小模数、增加齿数，则将使弯曲疲劳强度降低，但接触疲劳强度不变。减小模数、增大齿数可以减少加工量、增大重合度、有利于提高传动平稳性。42开式齿轮强度由于磨损严重、一般不会发生点蚀。故通常按齿根弯曲疲劳强度设计，并将模数增大1030，以弥补磨损的影响。43通常在设计中先初取螺旋角0，再按公式计算中心距COS221ZZMAN并将计算值圆整，再按以下公式计算实际螺旋角AZZMN2ARCCOS2144484546494750蜗杆传动1阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与_齿轮的啮合。A摆线B渐开线C圆弧曲线D变态摆线2大多数蜗杆传动，其传动尺寸主要由齿面接触疲劳强度确定，该强度计算的目的是为防止_。A蜗杆齿面的疲劳点蚀和胶合B蜗杆齿面的弯曲疲劳折断C蜗轮齿的弯曲疲劳折断D蜗轮齿面的疲劳点蚀和胶合3在蜗杆传动中，增加蜗杆头数_。1ZA有利于提高传动的承载能力B有利于提高蜗杆刚度C有利于蜗杆加工D有利于提高传动效率4如图所示的双级蜗杆传动中，蜗杆1为主动，欲使蜗轮2和蜗杆3所受的轴向力和方向相反，则蜗杆副1、2的螺旋方向和蜗轮4的转向应为_。2AF3AF4NA1和2皆右旋，顺时针B1和2皆左旋，顺时针4N4NC1和2皆右旋，逆时针D1和2皆左旋，逆时针4N4N5蜗杆传动不适用于_的场合。A大功率连续工作B精密分度C手动起重机构D短时间运转，间歇工作6在蜗杆传动中，通常_为主动件。A蜗杆B蜗轮C蜗杆和蜗轮都可以7阿基米德蜗杆的_模数，应符合标准数值。A法面B端面C轴面518在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使_。A传动效率提高，蜗杆刚度降低B传动效率降低，蜗杆刚度提高C传动效率和蜗杆刚度都提高D传动效率和蜗杆刚度都降低9在一个传递动力的蜗杆传动中，如果模数M已确定，在选配蜗杆直径系数Q时选取了较大的数值是由于_。A为了提高蜗杆传动的啮合效率B提高蜗杆的强度和刚度C考虑到蜗杆的转速高D考虑到传动比大而蜗轮齿数多10在蜗杆传动中，其他条件相同，若增加蜗杆头数，将使_。A传动效率提高，滑动速度降低B传动效率降低，滑动速度提高C传动效率和滑动速度都提高D传动效率和滑动速度都降低11为了提高蜗杆传动的啮合效率1，在良好的润滑条件下，可采用_。A单头蜗杆B多头蜗杆C较高的转速D大直径系数蜗杆1N12计算蜗杆传动的传动比时，公式_是错误的。A21IB21NNIC12ZZID12DDI13为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具标准化，规定_为标准值。A蜗轮齿数B蜗轮分度圆直径C蜗杆头数D蜗杆分度圆直径14蜗杆传动的失效形式与齿轮传动类似，其中_为最易发生。A点蚀与磨损B胶合与磨损C轮齿折断与塑性变形15在蜗杆传动中，其强度计算主要是针对_来进行的。A蜗杆轮齿B蜗轮轮齿C蜗杆轮齿和蜗轮轮齿16对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了_。A防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化B防止蜗杆蜗轮发热变形后，正确啮合受到破坏C防止蜗轮材料在高温下其力学性能下降17蜗杆传动的工作状况决定了蜗杆、蜗轮不能都用硬材料制造。通常蜗杆用淬硬钢制造，蜗轮用_材料制造。18要求反行程自锁的蜗杆传动，应满足_。19蜗杆分度圆的导程角与蜗轮分度圆螺旋角2的关系是_。5220规定蜗杆分度圆直径为标准值并与模数匹配的理由是_。1DM21蜗杆主动时，蜗轮工作转矩和齿数比U、啮合效率2T1以及蜗杆工作转矩的关系是_。1T22蜗杆的_模数为标准值，斜齿圆柱齿轮的_模数为标准值。23蜗杆直径系数Q_。24蜗杆传动发生自锁的条件是_。25阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是_。26将蜗杆传动的传动比公式写为121221DDZZNNI是_。27与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要缺点是_。28蜗杆传动的啮合效率1_。29_式蜗杆传动一般需要进行热平衡计算。进行蜗杆传动热平衡计算的条件是_。30选择蜗杆蜗轮材料的基本原则是_。31蜗杆传动在主平面（中间平面）内，其蜗杆与蜗轮的啮合相当于_。32与齿轮传动相比，蜗杆传动有何优点什么情况下宜采用蜗杆传动33为何将蜗杆分度圆（中圆）直径作为圆柱蜗杆传动中的标准参数值的大小对蜗杆传动的啮合效率、蜗杆强度与刚度有何影响1DQ34为什么蜗杆传动的传动比只能表达为12ZZI，却不能以12DDI来表示35写出蜗杆传动的啮合效率1与蜗杆导程角的关系式，并说明角增大对啮合效率有何影响5336蜗杆传动的常见失效形式有那些其强度计算准则是什么37为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算可采用那些措施来改善散热条件38为了提高蜗轮的转速，可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆它能与原来的蜗轮相啮合吗为什么39简述蜗杆头数对蜗杆传动效率的影响。1Z40简述选择蜗杆传动参数,21QZZ的一般原则。41何谓蜗杆传动自锁自锁条件是什么蜗杆主动时会发生自锁吗42为什么蜗杆传动中，强度计算只针对蜗轮轮齿进行43图示为一斜齿圆柱齿轮圆柱蜗杆传动。已知蜗杆传动的效率，蜗杆传动的传动比，斜齿轮2的分度圆直径和蜗轮的分度圆直径。不计斜齿轮传动功率损耗，为使蜗杆轴上的轴向力最小，现要求I2D4D（1）确定斜齿轮1、2的螺旋线方向；（2）确定蜗轮4的转动方向；（3）标出斜齿轮2和3啮合点处诸作用力的方向；（4）证明1424TTFDIDF（为斜齿轮1上的圆周力）。TF144一手动绞车的简图如图所示。手柄1与蜗杆2固接，蜗轮3与卷筒4固接。已知，蜗杆蜗轮齿面间的当量摩擦系数，手臂1的臂长，卷筒4直径50,63,1,8211ZMMDZMMM20VFMML320MMD2004，重物WN1000。试求（1）在图上画出重物上升时蜗杆的转向及蜗杆、蜗轮齿上所受作用力的方向；（2）该蜗杆传动的啮合效率；54（3）若不考虑轴承的效率，欲使重物匀速上升，手柄上应施加多大的力（4）说明该传动是否具有自锁性55【参考答案】1B2D3D4B5A6A7C8B9B10C11B12D13D14A15B16A17青铜或铸铁18V19220减少蜗轮滚刀数目，便于刀具管理21112UTT22轴向，法向23MD124V25,2121MM26错误的27摩擦大，发热严重，效率低，蜗轮成本高28VTANTAN29闭，30减摩耐磨性好，抗胶合，足够的强度TT31齿条与渐开线齿轮的啮合32与齿轮传动相比，蜗杆传动主要优点有（1）传动比较大时结构仍较紧凑；（2）重合度大，传动平稳；（3）运动精度较高。在要求结构紧凑、短时间运转、间隙工作及精密分度场合宜采用蜗杆传动。33加工蜗轮的滚刀尺寸与同该蜗轮相啮合的蜗杆尺寸相同（仅齿顶高差）。为减少滚刀数目，便于管理，故将蜗杆中圆直径规定为标准值。蜗杆特性系数越大，蜗杆刚度越好，但传动效率越低。值大小对强度值无直接影响。MC1DQQ34因11111NMZNPZVXX，22222NZMNDVT，21TXVV故2211NZMNMZ121221ZZMZMZNNI但11MZD56故12DDI35VTANTAN1在2450VOO范围内，越大，啮合效率越高。因此，增大蜗杆导程角是提高蜗杆传动啮合效率1的主要措施之一。36蜗杆传动的常见失效形式主要是点蚀、磨损和胶合。通常按齿面接触疲劳强度进行设计。长期连续运转的闭式蜗杆传动还需进行热平衡计算。37蜗杆传动摩擦大，发热严重，易发生胶合。对闭式蜗杆传动一般要进行热平衡计算。改善蜗杆传动散热条件的措施主要有（1）在蜗杆轴上安装风扇；（2）在油池中安装冷却水管，或采用循环喷油冷却；（3）在箱体外壁铸出或焊上散热片。38不可以。因为蜗杆升角QZ11TAN尺寸不变（不变）时，则。而正确啮合条件要求Q1Z，从而使蜗杆蜗轮无法正确啮合。39VTANTAN1，而QZ1TAN。11Z40对于，但，加工困难，常取1、2、4、6。对为避免发生根切，26；为避免过大，蜗杆太长而使其刚度下降，）42因蜗轮齿圈材料采用青铜或铸铁，强度弱，失效通常发生在蜗轮轮齿上，故强度计算针对蜗轮轮齿进行。43（1）（3）解答如图所示。（4），斜齿轮2上的转矩12TTFF2221222DFDFTTT蜗杆上转矩23TT蜗轮上转矩221234DFITITITT又2444DFTT故222144DFIDFTT即1424TTFDDIF5844（1）（2）TANTANV，O23776318TANTANTAN111111DMZQZO31120TANTAN11VVF38031112377TAN2377TANOOO（3）蜗轮上所需转矩243DWT蜗杆上所需转矩2141243222ZZDWZZDWITT手柄上所需作用力N451632038050212001000221421LZZWDLTF（4），该传动具有自锁性。OO23773111V59带、链传动1V带传动是依靠_来传递动力和运动的。A带轮V形槽底面与带间的摩擦力B带轮V形槽侧面与带间的摩擦力C带的紧边拉力D带的弹性2普通V带有七种型号（A、B、C、D、E、Y、Z），其中_型截面积最大，_型截面积最小。AABBCCDDEEFYGZ3对于普通V带传动，图示的尺寸_是带轮的计算直径（基准直径）。ABCD1D2D3DD4一般情况下，与其他传动形式比较（如齿轮）V带传动适用于_和_。A较大中心距B较小中心距C较大传动比（）D较小传动比（10I1021VVV216带传动工作时，产生弹性滑动的原因是_。A带的预紧力不够B带与轮间的摩擦力不够C传递功率超过一定值D带的紧边和松边拉力不等，使带的伸长不同7若忽略带传动中的离心拉力，则按照欧拉公式，带紧边拉力_。1FABCD10AFEF120AFEFF12AFEF1AFFE608在不打滑的前提下，传动带具有一定的_和_是带传动的主要设计依据。A疲劳强度B寿命C拉伸强度D抗磨性9V带传动设计时，小轮直径不宜小于某一规定的最小值，主要是为了_。A结构紧凑B限制小轮包角不要太小C限制带的弯曲应力D保证设计要求的中心距10带传动采用张紧轮的目的是_。A提高带的寿命B改变带的运动方向C调节带的初拉力D减小带的弹性滑动11同一V带传动装置，若主动轮转速不变，则此传动装置用于减速传动时较用于增速传动时所传递的功率_。A不变B增加C减小12图示三级齿轮变速箱与V带传动相连，若对于轴的三种转速，其功率保持不变，则应按2N_MINR来设计V带传动。A500B1000C1500D50010001500/313V带小带轮槽楔角一般要小于V带楔角（400），这是因为_。A小轮包角小时容易打滑，因此小轮用较小的楔角以加大摩擦B带弯曲时外部受拉横向收缩，内部受压横向伸长，因而楔角减小C小轮半径小时带所受离心力大，改变楔角可加大轮与带的贴附力14链传动的平均传动比I_。A12DDB12ZZC12VV15对于VCHDCC）。应改为R995直齿圆柱齿轮轴系由一对圆锥滚子轴承支撑，轴承所受径向力，则作用在轴承上的轴向力_。21RRFFABC12AAFF12AAFF1RR时，40X,；61YEFFRA时,X1,0Y45有一传动装置中的锥齿轮轴，选用圆锥滚子轴承30212支承，布置如图示。轴承所受的径向载荷，N36001RFN84002RF，载荷系数01PF，常温下工作。如果轴承1的当量动载荷恰好为轴承基本额定动载荷的五分之一，试求（1）滚动轴承所承受的轴向载荷；（2）作用在轴上的外加轴向力。（注21,AAFFAF81,3,40N,102000RRFFECEFFRA时，X04,15；YEFFRA时,1X,）0Y46一圆锥齿轮的轴用两个角接触球轴承，如图示。已知，轴端作用有轴向力MM401LMM2002LN815AF，径向力N1640RF，滚动轴承派生内部轴向力RFF70。试分别计算出两轴承所受的轴向力和。IAFIIAF47图示为一轴承支承系统，其支点尺寸及斜齿轮直径如图所示。（1）若斜齿轮各分力为N3000TF，N600RF，N400AF，试计算两轴上的支反力，。IRFIIRF（2）若，N3000IRFN5000IIRF，齿轮轴向力N900AF，方向如原图，内部轴向力812RFF，求两轴上的轴向力，；IAFIIAF设，3330EEFFRA时，40X，81Y；EFFRA，试计算两轴承上的当量动载荷，。01X0YIPIIP82（3）若当量动载荷，N3500IPN6000IIP，轴承基本额定动负荷，轴的转速为800R/MIN，常温下工作，载荷系数，求两轴承的寿命各为多少小时N34000RC21PF83【参考答案】1A，D2B，D3D4B，C5B6A7A8B9A10D11B12B13A14D15B16B1766000；106；9018疲劳点蚀；寿命；塑性（永久）变形；静强度19润滑油；油脂20摩擦小、效率高、润滑方便、宜于互换。2170000，3000022角接触球轴承的接触角大23点蚀、塑性变形、保持架破损等24隔离滚动体，并使其均匀排列25深沟球轴承，D100MM26基本额定寿命27基本额定动载荷28脉动循环29两端固定，一端固定、一端游动30提高轴的旋转精度和刚度31基孔制；基轴制32减轻磨损、吸振、冷却33防止灰尘、水份进入，阻止润滑油流失；接触式，非接触式346216轴承深沟球轴承，内径D80MM，公差等级为0级；30202轴承圆锥滚子轴承，内径D12MM，公差等级为0级；7207C/P4角接触（向心）球轴承，内径D35MM，公差等级为4级。35滚动轴承的主要失效形式包括（1）一般工作条件下为滚道及滚动体表面疲劳点蚀；（2）高速场合下可能发生磨损与胶合；（3）转速很低或低速摆动、载荷大时可能发生塑性变形；（4）其他失效有保持架破损等。36滚动轴承的基本额定寿命可靠度为90时，一组同一型号的轴承在同一条件下运转所能达到或超过的寿命。滚动轴承的基本额定动载荷可靠度为90，寿命达到106转时轴承所能承受的载荷。（以上两个参数均在试验条件下获得）37两端固定，适用于轴较短、工作中温度变化不大的场合；一端固定、一端游动，适用于轴较长、工作中温度变化较大的场合。38滚动轴承一般由滚动体、内圈、外圈和保持架组成，其中滚动体必不可少。8439单个角接触球轴承和圆锥滚子轴承只能承受单向轴向力，故一般成对使用。40角接触球轴承和圆锥滚子轴承由于接触角0，因而在径向力的作用下会派生出内部轴向力。的方向的确定如图所示RFFF（内部轴向力总是沿使轴承内、外圈相互分离的方向。）41滚动轴承的寿命与可靠度成反比，寿命长，则可靠度低；寿命短，则可靠度高。42轴承内部间隙可通过加、减轴承端盖处的垫片调整；轴系位置可通过加、减轴承套杯处的垫片调整。43解当量动载荷N7150RFP所需基本额定动载荷N53131715016670380018001667031110PNLCH需44解计算内部附加载荷1FN5182235842311RFFN75542317752322RFF内部轴向力方向如图。F2F1计算轴承所受轴向力AF轴承185N77001467554N5182MAX2111AAFFFFFN77001AF轴承2N5361465182N7554MAX1222AAFFFFFN75542AF计算轴承当量动载荷P轴承1EFFRA2158477001161,4011YXN13557700615844011111ARFYFXP轴承2EFFRAN2800N1200MAX2211FFFFFAA显然，故N28001AF407803600280011EFFRA51,4011YXN204001020005151513600401111111RAARCFFYFXP从而解出N126401AFN1246021AAFFFQN984028001246021FFFAANFFFFAA2620984012460N2800MAX122N280022FFA46解轴承所受径向力RF87121LFLFRRN32820040164021ILLFFRRN19681640328IIIRRRFFF轴承内部轴向力FN62293287070IIRFFN6137719687070IIIIRFF轴承所受轴向力AFN656281561377N6229MAXIIIIAAFFFFN6562IAFN610448156229N61377MAXIIIIIAAFFFFN61377IAF47解（1）水平面内支反力1501002001ATRFFFN12004340021300043211ATRFFFN18001200300012RTRFF