机械设计课后答案

1、21已知材料的对称循坏弯曲底劳极限6= 200MPr循环基数=诃,血 f 试计算46环次数N分别0 8000, 3CQ00： SOOCOOtSWr材料的有限春命弯曲疲劳极限。解.11I 当 A-SODO 时文档当 =30000 时= S81-4 mp.当席罚00000时q 6000002-2已丸廉合金钢的机械性能为久-玖，入-46 M, I/. - D ? 试绘制此材 料的极限应力图.解:iTIT 2<T -er打叫二-b ft故号二Tt二 芒2二3fiJ3ME，i材料的极限应力D如下:-3已知一经过精车加工的圆轴轴肩尺寸2 D = TOmni,ri =6()111111,r = 3ta

2、m»材料为碳钢，其强度极限口严创皿屮G试计算轴肩处的弯曲应力综合影响系数K八解:t根据方程式C2-7),轴肩处的弯曲应力综合影响慕数Kj2. 查表定系换d SOd查附图LI®得弯曲时园角的肓趙应力集中&<=1.77；查附图2七得零件的尺寸系魏耳=0-78,查附图2-8醤零件的加工表丽虎量系数0二0.9,3. 计算综合影响系数将竟得的各系数代入上式得穹圧应力综合影响系数；1 77礼=2.520,72x0.$已知一经过粗车加工的IS轴轴肩尺寸；0=70, <M5nm Hnrn如果使用题2-2中的 村料，其强度极限込.二900A"e试绘带J该轴的极隈

3、应力图.解:根据已知条件确走脉动循环疲劳极隔 由由平均应力折算为应力幅的系数:得 cr0 = 767MPa°1+忆 1 + 0.22. 确定弯曲应力综合彫响系数恳声查附图2J鴻< =2.06查附图 2*5=0.73查附團2-8得戸二0.74代入上式得：02.06= 3.810.73x 0.743计算坐标值根据 心可以茯得零件的对称11环极限应力三豚动循环极限应犬幅分别为占%在乐-坐标中，利用零件的对称循环极限应力点（0, 口丿，脉动循环极限应力点（,4和屈服极限应力点（6）.绘粘愕件极限应力图;4. 绘制零件极限应力图3- 5如果题目34中危险戡ffi上的平均应力Q齐=口,应力

4、幅兀= 36_W7b,试讒IB循 环特性尸常数.求出该截面的计算安全系数亠沙解:1. 根据危险截面的应力= 25 MP包和叭=充MPa,在零件擲艮应力图上画出工作应力点2. 因尸=常甑 M点/位于Q4D区域之内，M点捣极限应力鼠应搜磯劳强度计算安全系艱根据方程式S11八 计算安全系数险九瓦碍十 q4603.81x36 + 0.2x253 24第三章 3-1螺纹按牙形不同分有哪几种？各有何特点？各适用于何种场合?答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。特点及应用：普通螺纹 是米制三角螺纹，牙型角 a=60，因牙型角较大，故当量摩擦系数也较大，自锁性能 好，主要用于联

5、接。管螺纹 是英制三角螺纹，牙型角 a=55度。它有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹之分，常用圆柱管螺 纹。这种螺纹联接常用于高温、高压及紧密性要求较高的管与管的联接中。矩形螺纹 牙型为正方形，牙型角a=0度，因牙型角小，当量摩擦系数小，传动效率高，故常用 于传动。梯形螺纹牙型呈梯形，牙型角a=30度。因牙型角较小，所以传动效率较高，对中性较好，故 为应用较多的传动螺纹。锯齿形螺纹牙型呈锯齿形，工作面牙侧角 = 3'。传动效率高，牙根强度高。因只有一个工作 面，故多用于承受单方向轴向力的场合。3-2螺栓、双头螺柱和螺钉在应用上有何不同？答：螺栓有普通螺栓和铰制孔螺栓两种。普通螺栓常用于被联接件比

6、较薄，能够放置螺母及需要经常拆卸的场合。铰制孔螺栓 在承受横向载荷或（和）转矩以及需精确固定被联接件的相对位置时常采用铰制 孔螺栓。双头螺柱 被联接件之一太厚不宜制成通孔，无法放置螺钉头，材料较软且需经常拆装时宜采 用双头螺柱。螺钉 被联接件之一太厚，无法放置螺母，不需经常拆装的场合。3-3为何螺纹联接通常要采用防松措施？防松方法有哪些？答：螺纹联接在冲击、振动、变载荷或高温环境下，将使螺旋副的摩擦力减小或瞬间消失，经 多次重复后，最终导致联接松脱。因此，设计时应采取有效的防松措施。防松方法有摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。3-4 为什么大多数螺纹连接都要拧紧？拧紧力矩要克服哪些力矩？答：为提

7、高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此大多数螺 纹联接都要拧紧。拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。3-5 提高螺栓联接强度的措施有哪些？答：提高螺栓联接强度的措施有：1 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；2 .改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象；3 .减小应力集中的影响;4 .避免附加弯曲应力；5 .采用合理的制造工艺方法。3- 6试利用螺栓和被联接件的受力变形关系图来说明在螺母下加弹性元件对螺栓疲劳强度的影响。由上图可知，在螺母下加弹性元件将使螺栓刚度由C bl减小到C b2 ,可使螺栓承载截面的应力幅值减小，所以螺栓的疲劳强度提高。3- 7如图也所示的薄

8、职板采用两个®合蝮栓蓬樁在机架上，板受力蝮栓 的许ffik应力切二呂许用应力T = ?6MPaj许屈挤压应力Qp二1MNIP和扳间 摩擦系/=0.4（防滑系数&1.2.试确走：1）此蠟栓進按可能出现的失隸形式：3螺栓所受的力；曽螺栓的青径（蝮栓材料较弱h4若改用两个普通螺栓连接.需要多无直径？解；D联接可能出现的失叙形式有鲜枠卉杆和被联接件孑LSI®被压溃；螺栓光杆部分被 剪断口2) 撰栓受力(1)将尸向螺栓组联接朗形4简优得.横向力=500ON转炬 TFX300=5000X300=1501000N tn螺栓所受的懂向力由卩引起的横向力 % - £ =型&

9、#163; = 2500 N 2 2由丁引起的横向力 =2L= 1500000 = 7500 N 200 200根据力的合成原理，则蝮栓所受的横向力冬=J毋十可=2500 +750Q3 = 7906N(3)據栓的直径挤压强IS条件，取imin" 1 25九7竝七77通I 25x1904x7906坯匸其 -1 mm.日o工44J6-10.24 mm0.4i'4xl 3x237183.14x8022.16 mm剪切强度黑件故选择較制孔螞栓直径d=W(4)所需晋通蠟栓亘径故选择晋通螺栓直径*第一系列M3C?其比=26,221nonh3- 6图3-45所示为普通鎳栓连接，采用2个M1

10、0的螺栓，螺栓的许用应力 口 = 160时曲 破蛙接件捲合面间的摩擦系薮/ = 0戈，若取防滑系数& = 12 试计算该 连接允讦的最大静載荷理.解：1）螺栓的预鑒力3 14x8.376x1604x1.3=6778N2）蝮栓允讦的最尢朝荷0 2x6778x 2x2= 4519N12题3宮图3-9图346所示气缸压强p = L5MPm气缸內径。=曲（皿 气缸与气SI盖加蠟栓分布圆直胫Aj=300nmiB対保证紧密性要求，螺栓间距不得大于80mm,试透择螺栓材斜和螺栓数目，并确定甥栓的公称直橙（气41写气虹盖间玻无埜片计算匚解：1）述选螺栓数目空乱2）螺栓组底摟的总工作拉力=47100N3

11、）单个嫖栓的工作拉力=5887.5 N4）单十螺栓的总拉力题3g團 申艮据保证尊密性要求，取歿余陨紧力g = 1.6 FQ = Q'f = 2.6x5S87.5= 15037 5N5）确定螺栓直径试选蠟栓的性能等级為5.8级，45号包 其屈腥枫隕£=420 W出若虑控制预紧力,取安全系数£=15则讦用应力6 =420=28OMPan所需螺栓小径&为4x1 3gMx1.3x15307.51314x 280=9.515mm故选择创螺栓.其小径rfi-10. lOCmuiP合适.3- 10图示的吊车跑道托架，用 4只普通螺栓安装在钢制横梁上。试选择螺栓材料，并确定

12、该 螺栓的公称直径。图中长度单位 mm。解；1）在工作哉荷P的作用下，螺栓组联接零受以下的力和帧覆力矩閒作用 轴向力（作用于螺栓组形卜 垂直向下P = 25C00N倾覆力走（顺时针方向）Af=x330=25000 x2SQ=P5000CO N 皿2）在轴向力尸的作用下，各蟒栓所受的工作拉力対2500043）在刚1力矩M的作用下*右侧两蠟栓受到加载作爲 故右侧西搏栓所受的轴向工作拉Ml9500000x2604x2603= 9135M故右侧幌栓所覺固轴向工作拉力沖严押L +忌巧乃C1+ 9135-153S5N4）螺栓所受冊总力为扌安工作载荷不稳宦若馬 取残余预紧力Q； =1.0= 15385NQ

13、= Q = 15335x2 = 3Q770N5）确走幔栓直径选择蛭栓材料的性能等级九5.3题45号钢，査国家标准GB30?S 11-82得屈服极眼=420MPa,并查得安莹系敷4L5 （按控制頻紧力若虑），故嗯栓材料的许用应力= f?£ = 280MPao螺栓危险截面的亶径（螺纹小径盘）为 Mxl.3g 14x1.3x30770 “血£ > = J 13 49mm刑册 b V 3.142SC桜粗牙螺纹标准(GB1P&-81)选用螺紋公称直径£= l&mm其螺皱小径Jl=11S35> 13.49mm, 合适.4- 1平键联接有哪些失效形式

14、，平键的尺寸b x h x L如何确定?答：平键联接的失效形式有：静联接时较弱零件工作面被压溃和键被剪断；动联接时工作面的 磨损。b x h x L （键宽、键高和键长）的确定。b x h是根据轴直径 d查国家标准（GB1095 79 ）确定。L是根据轮毂宽度 B查国家标准（GB1095 79 ）确定。4- 2某齿轮与轴采用普通平键联接。已知传递转矩T =900N m，轴直径d=80mm，齿轮轮毂宽度B =130mm,轴的材料为45号钢，轮毂材料为铸铁，载荷有轻微冲击。试确定键的尺 寸，并校核键联接的强度。解：1）确定键的尺寸根据轴頁径 养80m恤 由国案标准（GB10北一7Q）畫猖键宽2&g

15、t;=2亦血 锂高>314a.假设轴的圆角半径Tmm,故根据轮毂宽度B=130mm（确定：88的标准长度2>110皿2）犍联接的强度计算桐据平健挤压强度条件2x900xWJ7x(110-22)x802 236.53 MPa由表查得铸铁轮毂的叫二5060価乳 牛弋疔屮 所以该平键联捋的强度足撤4- 3试校核图示变速箱中滑移吿轮花键联接的强度.已知传迅的转矩沧&QN 堆用矩形花 蔭6x26x 23x0xEx占乂叭联接*材料为巧号钢匚轮毂长Z=50mm,材料育4UC花键 表面经过热处理.解匕矩形花键动联接的强度条件为ZxlQ3婷鼻如D+J226 + 23；2=12.25 mm.h

16、二 口-2匸、由机按设计手册查厂-0 3mm,.2=2623-2x03 = 0 9捋上述参数代入式2= 32.15MPa题4-1图80x10075x6x12.25x0.x50按受变载荷若慮查也707血戶 因为严図|,故该花薩联揍满圧强度要求.4- 4试述铆接的特点及应用场合。答：铆接的特点是工艺设备简单、耐冲击和联接可靠等优点，但被铆件强度削弱较大，铆接时 噪声大，劳动条件差。主要应用于桥梁、建筑、造船等部门中。4- 5简述与铆接相比较焊接有哪些特点。答：焊接具有强度高、紧密性好、工艺简单、重量轻和成本低等优点。4-6试述胶接的特点及应用。答：胶接的主要优点是工艺简单、操作方便、劳动条件好；联

17、接的重量轻、外观平整；胶层有 绝缘、防腐和密封作用，亦可缓冲和吸振。主要缺点是耐老化、耐介质性能差；对温度、湿度 的变化较敏感等。主要用于机床、汽车、造船、化工、航空等部门中。4- 7试述过盈联接的特点及工作原理。答：过盈联接的优点是结构简单，对中性好，承载能力高，在冲击、振动或变载荷下也能可靠 地工作。其缺点是配合面的加工精度要求较高，装配困难，配合表面处的应力集中较大。过盈联接是利用零件间的过盈量来实现的联接。其工作原理是靠材料的弹性和包容件与被包容 件之间的装配过盈而在配合表面间产生的摩擦力或摩擦力矩来传递外载荷。5- 1带传动有哪些特点？工作原理是什么？你在哪些机械中看到应用了带传动。

18、答：摩擦型带传动的主要优点是：带有弹性，可以缓冲和吸振，传动平稳；过载打滑，可防止 其它零件损坏；传动中心距大；结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。主要缺点是带与 带轮之间有滑动，不能保证准确的传动比。另外，由于需要施加张紧力，轴系受力较大。同步带传动是啮合传动，传动比准确，效率高；缺点是制造和安装精度要求较高。5- 2. V 带工作时产生哪几种应力？最大应力包括哪几项应力？设计时如何选择参数，以降低最 大应力值？答：V带工作时产生三种应力：拉应力、弯曲应加离心疑应力I带轮直径越小，带的弯曲应力越大口为了薙免弯曲应力过大，对带住最小直径应有所限制.设计带传动时，应使带谨卩WF昨5- 3.带

19、传动为什么会产生弹性滑动现象？它对传动有什么影响？答：由于带传动存在松紧边拉力差、带本身有弹性，造成带与带轮之间的相对滑动即弹性滑动。弹性滑动不仅使带传动得不到准确的传动比，而且降低了传动效率，引起带的磨损。5- 4.带传动的主要失效形式有哪些？设计准则是什么？答：带传动的主要失效形式是打滑和 V带的疲劳破坏。保证带传动不打滑，并使胶带具有一定 的疲劳强度和寿命是带传动的设计准则。5- 5-可以采取件么措施噌丈小带轮包角遡？珂的最小值一股是多少？答：适当增加中心距或加张紧轮n刑MHO05试分析小带轮亘径中心距向的选择对传动性能的影响b答；為了雀免弯曲应尢过大,应使弓啼轮直径仍莎久述当设计功率一

20、定时，采用菽大的 带轮克径可使帯速提高，减小带的拉力，弯曲应力也随之下降所因 在结构尺寸处讦的 条件下，6尽量选大些g f旦随看带速的提高.甬心应力噌大,影响带的寿伶.因此，当初 选G后，应验算带速5 使v=5-25n如中心大时，易因载荷更动引起带的颤动.如中心距辺小，导致包角减，卜降低了传动能力.如果空间尺寸无持别限劭JB1建谏按以下范IS初选中心距飾0.7口计巧）宅 砌 25-7.与带传动比较，链传动有哪些特点？答：链传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比； 作用在轴上的压力小；能在高温、低速重载条件下工作。5乩琏节数切泪什么亘取偶数°链轮齿数

21、九什么常取奇数。答：当链节数为偶数时，接头处正好是内外链板相接，可将一侧外链板与销轴做成固定的接头， 装配后用开口销或弹性锁片将另一侧链板锁住。当链节数为奇数时，必须采用折曲的过渡链节。由于过渡链节的链板受到附加弯矩作用，其强度仅为正常链节的80%左右，所以在一般情况下链节数取偶数为宜。链轮齿数选用奇数齿，这样，当与偶数链节相啮合时，磨损比较均匀。5-9.链传动产生运动不均匀性的原因是什么？影响链速变化的主要参数是什么？答：由于链条围轮后形成多边形，致使链条中心线在运动中交替与链轮分度圆相切和相割，使 链速周期性变化。影响链速变化的主要参数是链轮齿数和节距。5- 10,链传动有哪些失效形式？哪

22、种失效形式诧定了进轮齿数120?答：链传动的主要失效形式：1 铰链的磨损2链条的疲劳破坏3.铰链的胶合。铰链的磨损5-11.链传动中心距的大小受哪些因素限制？常用的范围是多少？答；中心距小，传动尺寸紧畜但小謎轮包角会减小，异致啮合齿数少.另加 恿琏条的链 节转折频率比长雜条的高，因而加剧了链条的磨损和底劳.中心距大些上述问题得到减缓 限中心距过丸时.会因谜条的伸长使松边垂度过大，产生抖动和冲击.所以，初选中心距 创一殷在（50-50）使小陡轮包角大于12tf.12.某带式输送机传动装買如圈5一2E所乔*已知Di=l40mnb场bUrnm rii=?fiOrZmin> 带传动中心距曰绚为d

23、4Qmm（带长 "£4（knni4根F型V带，按规定的初拉力张翳 单 班工假 載荷变动小，运输机输送v -l.Ws,设电动机容壘和據逋器及工作机传动 能力足够匚试问1. 疸力尸可以达到多大？（取邸带俸动舱率并冋加 齿轮减逋器隸率血运输 机工作机.92,不计联轴器效率"2、如输送带上戟荷不变（F不哽人再提高输送带速度，使拟将从动轮直 径型诚小至2=350 中心距口加丈至7阴m血眞它参数不变】说明这样变动是 否可行？KF(竝曲恚5 j直得两 2.肚由恚J-T畫広引.1由表 5-10 查=2.6454 1M由表 511 JT=L 1373AP =2.W94xlO'

24、;J x9(50x(l-一>0 31kW L1373砂“刘q - £1二2 X* J -152 ,2g 由表 5-5 查谒"口92了 a由表 s®tr=i.o=3.03K.W4(2.08 + 0.31)>：0.925xi.0/Al输出功率 p = 8.03x0.35xQ.%x0.92= 6.74输送拉力护二% = & ?梵4 = 48灿）、11x4.8x1 80.95x0 95x.92= AA33KW也£ = 03kWOi EO° - L，-L>1 x.>7.3d = 16347°斗=096 区=10则

25、需要带的恨数拘Pd _11.33 + KuKl (2,08 + 0.31)0.951.0=49 a 4所以这样的变动不合适.5 13.C61E车床的床头箱输入轴与电机之间用普通¥带传动，俸动布置如團于一四所示° 已知电机功率F=5.5kW,转速乃i=144如n±i,传动比尸21.传动中心距aKOOmm,两班制 工作'试设计此帝传动.解:文档n.身III盜=?y ii ii'5iin7yft< Sm 1 +新®出更3* * 6 E怎2计号方 ,- C-C. !_,?rfC <5口丘o y lvN虫田LXJJ EM丑葩弓鼻三亠？

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30、动（图于一3d）.已知柴油发动机额定功率 宀费旧=5.9陆评，额定转l«i=ldOOr/nmi传动上匕!=15结构上要求中心距住在创卜70Omm 之间，大带轮直径同gm每天工作时间少于10小时，裁荷变动决大，允讦转速误差 士解：TIgwl0口寸常-Tz?sdcK'«rlhotfafioon TEEdc13 fluID2-azirn阿RaLrfA OH -01 -yywmTn怕 xrxclI 曲 I 00电圧UU丄 IfeEy nri . K I 匚 s X舟XsI二+2屮代7 甲匚-n 口“ 岸 SHWJ - aL- * 屮7|帛加叭匚-怕bmrTh冏ot*划FT料

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33、戸才C1E .由图 51 BJ?mV=?P= 3池强芾性rv HEtr庶 n金带皿kXtTun » 西便5了匸匚" 选巧一IOmjrLnM5T羽歪斗V -1 n ritt»XfGO x LDOU带1圭在之Ini 也千过恠 6址擇台1£1- l£?j= 24tuw寺 Kb3 ifcaH-l 日Kll6!于耕：阱口M 11 .耳炉 D.« 224itxLLii _£无二扎 dOrnjii铃煙谀壬为-U2 4nuTk斗面無 <1= "+1rr才UHW -fcfc JliSh：十丰件中汨;有禺定中，L>距宀.

34、敢刃柄性中“距m 由戒口一is0 .7 < 6+s »三盘町m c且曲亠7但255inm72Smm电刀 13EMgi -»-5 0C f MJ CL祈丄L rai C£?j !巧J i CS - 4A IJmxn2直義 3 j 职工.=1巧OOinxn.X .= 1 CiOOiirMi中LLbSfib1 cj a cjo -h = 51 3mnn° 2s的ifg整7ft亟：代口 一 IJ U1 >jL - -qypimtkL 3mm比= nJ t- 口 .&3X _. = 5ii 1 irLtn.s竝吾寸存眉也埠凸14大于一事 m =

35、12Ort- 9 一 C 乂刃 3- - 17O.An fc12C* - 台谨FH<砸丘济芾恨嫩丄ttiJ 70. e°按式5- J1 , 2：巳5 +片,上由恚 56 杳彳卑尸kL 左合3 kw皿-芹叫（1 一 £）710 空得人=2 34S54JC 1O s田换51 1虫馆腔一1 1202ZLF - 2.S-1P4XL0-3 >：M5OCi1- 0.-1 L2kW'11 2U2由叢59召p孔T 1 98由袞一3 査得JT =O W代耳束;H3魏妙式* 7S戸11Jx-3s = = = H 5坨 + 吕二JC二JCC2 S3 Hi-O 412>a

36、S 宝口 口N阿寸舌恚 54推特抽轮彳曹教D?.确呈书0拉刃芹由式 8” 幵soo5 J十旳才査横 33 , i?0.1 Tkg/m1 Q 百J.275N?*?. in©】卡| 1 "71 n <5-亠 p-ym"3m ! ri O.PSzs.计W作用住轴上时伍力日口一苍兀 Min T 空小 2 27 S EiLi i 1 yri r，U - 1 石 44 卜r2 2>.彷柚笛佝垛计虬昭H517. 设计混凝土搅拌机传动装置中的滚子链传动。传动系统为电动机齿轮减速器链传动搅拌机主 轴。已知电动机功率 P =7.5 k W ，齿轮减速器效率 0.95 ，小

37、链轮转速 n =200r/min ，传动比 i =2.5解：6 1 齿轮传动与其它机械传动比较有什么特点 ? 举出若干现代机械中应用齿轮传动的实 例。答：优点 : 齿轮传动效率高；结构紧凑、工作可靠、使用寿命长。缺点：制造和安装精度要求较高，精度低时振动和噪音大；不适合大中心距传动。6 2 齿轮传动的失效形式有哪些 ? 开式齿轮传动主要齿轮传动的失效形式有出现哪种失 效 ?答：齿轮传动的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形开式齿轮传动主要失效形式有：齿面磨损、轮齿折断。6 3 齿根危险点及危险剖面是如何确定的 ?答 : 齿根危险剖面位置通常用 30 0 切线法确定。

38、作与轮齿对称线成 30 0 夹角的两直线，与齿根过 渡曲线相切，连接两切点的截面即为齿根危险剖面。6 4 常用的齿轮材料有哪几种 ? 钢制齿轮常用的热处理方法有哪些 ? 形成软齿面或硬 齿面齿轮时的热处理工艺有何不同 ?答：制造齿轮的材料主要是各种钢材，其次是铸铁，还有其它非金属材料。 钢制齿轮常用的热处理有：对于软齿面齿轮经调质或正火处理，对于硬齿面齿轮切齿后经表面淬火、 渗碳淬火、氮化等表面硬化处理。6 5 在设计软齿面齿轮传动时，为什么使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度 3050HBS?答：在啮合过程中，小齿轮的啮合次数比大齿轮多。为了使大、小齿轮的寿命接近，应使小齿轮的齿 面硬度比大

39、齿轮高 3050HBS 。6 6 高速齿轮进行齿顶修缘的主要目的是什么 ?答：进行齿顶修缘主要是为了减小动载荷。6 7 哪些因素影响齿向载荷分布不均匀 ? 可以采取哪些措施减小齿向载荷分布不均匀程度 影响齿间载荷分配的主要因素有哪些 ?答： 1 影响齿向载荷分布的主要因素有：齿轮螺旋线总偏差（齿向偏差）；齿轮的布置型式 及轴、轴承、箱体的刚度；齿轮的齿宽；齿面硬度及跑合效果等。2 可采取的措施有：提高齿轮制造和安装精度 （ 如减小齿向误差和两轴线平行度 误差等 ） ；提高轴、轴承及箱体的支承刚度；选取合理的齿轮位置，悬臂布置时应尽可能减小 悬臂长度；适当限制齿轮的宽度等。另外，将轮齿做成鼓形齿

40、可以有效地改善轮齿的载荷分布 （ 图 6 8c） 。3 齿轮的精度、齿轮传动的重合度、受载后轮齿的变形、齿顶修缘及跑合效果等均影 响齿间载荷分配。6 8 齿形系数 Y Fa 与齿轮的哪些参数有关 ? 相同齿数的直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿锥齿轮 的 Y Fa 是否相同 ?答：Y Fa是一个无量纲数，只与轮齿的齿廓形状有关,Y Fa值取决于齿数Z和变位系数X因为斜齿圆柱、直齿锥齿轮的齿形系数是按当量齿数Z V来取值的，所以三者对应的当量齿数不相等，则丫 Fa值也不相等6 9为提高接触或弯曲强度应如何选择变位传动类型？答：采用正变位齿轮，可以提高轮齿的弯曲强度和接触强度。6 10 .相啮合齿轮，大、小

41、齿轮齿面接触应力(T H是否相等？如何比较两齿轮齿面接触强度的高低？答：相啮合的大、小齿轮齿面接触应力T H相等。许用接触应力一般不相等，许用接触应力T H小的齿轮接触强度低。5- 1K 对标谁圆枉齿鞄传孤 可工珂 木、日啮轮齿根弩曲应力是否相等?如何比靈阿 齿艳齿很弩曲强度的高f氐？答：齿数刃柚 Z孰不相等，所以齿根青曲应力不相等.相啮合的两齿轮只是也值不同，所I儿匚值小的齿怒 齿根弯曲S虽度低6 12.现有一寸标淮直齿园枉齿轮传动-齿轮養魏：JsF2nun>硏之0，逵=90*齿贯贯艮二阴叭其它条件分相同，试上匕啟两齿轮接触强虧穹曲强虞的高低.答：1 .相啮合的大、小齿轮齿面接触应力T

42、H相等，故两齿轮接触强度相等；2 .两齿轮齿数不等，系数 YFaYsa不相等，齿数少，则系数 YFaYSa大，齿根弯曲应力 大，故小齿轮齿根弯曲强度低。乳对闭式软齿面、囲式瞳齿面或开武吿轮传动，设计时如何选取小齿艳齿数7x?答：对闭式软齿面齿轮传动，一般都希望在保证弯曲强度的条件下，采用较多的齿数即较小的 模数。对一般工业用齿轮传动，zi = 2040。对于高速或对噪声有严格要求的齿轮传动，建议取zi > 25。闭式硬齿面齿轮、开式齿轮和铸铁齿轮，因齿根弯曲强度往往是薄弱环节，应取较少齿数以保 证齿轮具有较大的模数，以提高轮齿抗弯能力。一般取zi = 1725。为避免出现轮齿根切现象，对

43、标准直齿圆柱齿轮，应取z > 17。6 14 说明选择齿宽系数、螺旋角时应考虑哪些因素的影响？答：齿宽系数 书d选大些时，可以使齿轮的直径和中心距减小，但是增大了齿宽和轴向尺寸， 增加了载荷沿齿宽分布的不均匀性，提高了对轴系支承刚度的要求。另外，对变速器中的齿轮 传动，齿宽还受到轴向移动距离的限制。螺旋角B选大些时，可增大重合度，从而提高了传动的平稳性和承载能力。但B过大时,导致轴向力剧增。故一般选 B =8度20度。如B角过小，不能显示斜齿轮传动的优越 性。从减小齿轮的振动和噪音角度来考虑，目前有米用大螺旋角齿轮的趋势。6 15 齿轮精度的检验项目有哪几个方面？答：齿轮精度的检验项目有

44、齿距、齿形和齿向三个方面。616.® 6一犯所示为两级标准斜齿區1柱齿轮减it器已知齿轮2的模数血=帥皿疔51, 銚二15%左旋；齿轮3的模数耘=叭 =17若主动轴丁转向如图示试亦L为使中间轴II上的两个斜齿轮的轴向力方向相民 齿轮3亚是什么旋向？2*画出各齿轮受力方叵L3. 齿轮3的螺旋甬尿应取多大值时，II轴的轴向力为零?若主动轴I转向相反.II轴的轴向力还是否次零？mI I】III.m <4 二_ ns= 1)ft 3应左旋，如團所示.3) J(12= /cosp-2 ! Ft3=2TF旳/.Faj= Ft2 * tan pa=2 *c os pa *tanp2/z=2T

45、2*sin rn 迫 iTasinlS 3*51)同理n FaeTTmTin馭相揖昌二？!'詰infs/【5*17)当 F边阳 时，II 轴的轴向力为睿£ BP 2T2Sinl5&A3*51>-2T2SinpV (5*17), .p3=S.27D4) 主动轴I转向相克II轴的轴向力旺是曲零e图e47所示为直齿锥齿轮一斜击圆柱齿轮减速器，输出轴IH转向如图示.试:1. 画出各轴转向艮各齿轮受力方向；2. 対更II轴轴向力小，合理确定斜吿轮3和4应具有的旋向.«=如图*Fu时一值如黑图弟一47中直齿锥齿轮传动参数；戸4阿，护伯，石=迢斜齿轮传动参配 兀=4

46、呎 沪也=46.若藝求II轴上两齿轮轴向力抠消，斜齿轮3的民 应等于多少?如输出轴宜反向.I轴的轴向力是否述進？解；对于锥齿轮'-'tan3=51=2 则 昴=行3一4即 >Fr3=2T2/dm2=2T3/(1-0.5：*di二 Faa= Fta*tanc sin 巾 TT2 tail a sin j f ( -0.5)由=上口 tan2(J° $in心 4郢 / <1-0 5*0 3>(4*365对于斜齿轮 '<±=£5 /cos|33 Ft3-2Ts/d3-Fa2= FtanB=2T屮匚ci耶尹tanffeM 叫

47、3須)=2T2*血|W(23)=273*55/(5*17 )当FsF曲时.II轴的轴佝力対零.即ZLtan测血634甲/ (L-D.5*(L3) (4*3(5) =2T3*sinp3/ (5*17)-p2=13 10 如输出轴側反向，II轴的轴向力不丸零6 19 .图6 48a所示直齿圆柱齿轮传动，已知动力由齿轮1输入，齿轮3输出，试:1 .说明齿轮2齿面接触应力和齿根弯曲应力的循环特性r。2 如传动功率改由齿轮2输入，齿轮1和齿轮3输出，如图6 48b。这种情况下，齿轮2的齿面接触应力和齿根弯曲应力的循环特性r有何变化？在确定许用接触应力(T h和许用弯曲应力(T F时与齿轮1主动时有何区别

48、？解:1 .齿面接触应力总是脉动循环(r =0 )。动力由齿轮1输入，齿轮2为双齿面工作，故 齿根弯曲应力为对称循环(r二一1)。2 .动力由齿轮2输入，齿轮2为单齿面工作，故齿根弯曲应力为脉动循环(r =0);齿轮2转一转，接触应力变化2次，在确定许用接触应力(T h时，接触应力循环次数多，寿命系 数小，许用接触应力小；齿根弯曲应力对称循环时的许用应力为脉动循环许用应力的0.7倍。6 20.图丘一40渔所示为单级直吿冒柱齿轮減速器.因机嚣总体设计裳求，耳与起方向要 相同且距离也加大，所以改动匱减潼器结构，加一中间轮缶如国 6 -19bn20» 議=60,各齿轮材料和热处理相同，扌旻

49、无限寿命考虑，单向转动，齿轮1主弧 不计摩擦损失, 试分析说明，加入中间轮3辰 减遠器的传动自幼是提高匹是降低了.1 1 1111 1 111亞巧1 1 1111 1 111F他0）1.协衙定齿面捋触弓虽度出发，團仆|更中小齿轮能传谨的转距为1 _ 2K甘+1 Z諾諾窟重合度E = 1阴3启（丄+2） = 11,则乙T 905rl z2丁三场石 3 （°甘 屮1 " 2K 3 + 1 005ZSZK图6 49b中齿轮2和齿轮3荷足齿面接融强度的承载能力与图64旳相同.因蛤图 （5吹吿轮齿面接触强度的承载能力取決于戏枪1和出轮匸传弧 其承载能力沁刁兰 _（府尸（重合度&

50、;三1一咒，®Zr=0 5）l）12瓷 l+ro.5izr后者写前者之比为：13（9竺尸=M5g承载能力降假2 3 0.91同理可分析満足齿根弯曲强度的承掛幼.注意齿轮3的齿根弯曲应力为对称循环， 确走讦用应力时应超0.7系数6-21.设计團6-50所示帯式输逆机中单级用武直齿鬲桂齿轮传动.已知电动机额定功率FT-验丛u=9血厶血 传动比13.8,单向转血 就荷平隐 每日单班工作，便用寿命15年, 考6-20题解答!i =3，622 .在上题中，若减速器的效率 n = 0.95（不计联轴器效率），开式齿轮传动比 试设计开式齿轮传动。请参考6-20题解答!8 23设计團6-51所示卷扬

51、机用闭式双级斜齿區柱齿轮传动减遠器中的高速簸齿轮传动-已知电动机甑定功/tllklV,转St MSOr/min,高遽级俸动比左宝乩单班工作，使用寿命L2年，載荷有轻徽冲击.按材料供应惜况"建议齿絶材料曲霸枫 小底轮调蹴 大 齿轮正火处理.请参考6-20题解答！6-24.1S计图S-52所示螺旋輪送机的闭式直齿键齿轮传动.已知电功机颔定功率J5. 5kW, m=960r/ mijiD W带倍动比it=2. 2»俸动議率T = 0.95；维啬轮倍动比讣2.民 单 赃工作，便用春命8年-.请参考6-20题解答！7 1.与齿轮传动比较，蜗杆传动有何特点？为什么大功率连续传动时不宜采

52、用蜗杆传动?与齿轮传动比较，蜗杆传动有何特点？答：优点：单级传动比大，传动平稳，振动和噪声小。结构紧凑，有自锁性。缺点：传动效率低，发热量大，蜗轮材料成本高。为什么大功率连续传动时不宜采用蜗杆传动？答：蜗杆传动效率低，功率损失大，蜗轮齿面易胶合失效。7 2.圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是什么？答：1 ）蜗杆的轴向模数 mi等于蜗轮的端面模数 m2 ；2 ）蜗杆的轴向压力角a ai等于蜗轮的端面压力角a t2 ;3）蜗杆分度圆导程角 丫等于蜗轮分度圆螺旋角B且螺旋线方向相同。7 3.选择蜗杆头数z i和蜗轮齿数z 2时要考虑哪些问题？答：蜗杆头数少，易实现大传动比，但导程角小，效率低，故大功率传动

53、不宜采用单头蜗杆。蜗杆头数过多，导程角过大，蜗杆制造困难。另外，当传动比i较大时，z i过多会使蜗轮齿数z 2增多，导致蜗杆跨度加大，影响蜗杆刚度和啮合精度。常用的蜗杆头数 z 1 =1、2、4、6，可根据传动比i选取。当传动比i = 58、716、1532、3083时，对应蜗杆头数 z 1 = 6、4、2、1。蜗轮齿数 z 2 根据传动比及蜗杆头数确定。传递动力时，为增加传动的平稳性，蜗轮齿数应大于 28 。若齿数 z 2 过多，蜗轮直径增大，相应的蜗杆越长，导至刚度下降。因此，在动力传 动中，蜗轮齿数一般不超 80 ；用于传递运动，如分度机构，可以不受此限制。7 4. 为何将蜗杆分度圆直径

54、 d 1 作为标准参数 ? d 1 的大小对蜗杆传动的啮合效率、蜗杆刚 度各有何影响 ?答： 1 滚铣蜗轮的刀具，其直径和齿形参数必须和相应的蜗杆相同。从式 (7 1) 可知，蜗 杆分度圆直径不仅与模数有关，还随z 1 / tg 丫值不同而变化。在同一模数下，也会有很多直径不同的蜗杆， 即要求配有相应数目的蜗轮滚刀。 为有利于刀具标准化， 减少滚刀数目， 因 此制定了蜗杆分度圆直径的标准系列。2 直径 d 1 越小，啮合效率越大；直径越大，刚度越大。7 5 试述蜗杆传动变位的特点和目的。答： 1. 蜗杆传动的变位方式与齿轮传动相同，也是依靠刀具的移位实现变位。但由于刀具尺 寸不变，即蜗杆尺寸不

55、能变动，因而只能对蜗轮进行变位。2. 蜗杆传动的变位主要目的是凑中心距或改变传动比。7 6 蜗杆传动的主要失效形式是什么 ? 常用的蜗轮材料有哪几类 ? 锡青铜和铝青铜在确定 许用接触应力时有何不同 ?答： 1. 失效常发生在蜗轮上。在闭式传动中，容易发生磨损、胶合或点蚀。在开式传动中， 蜗轮轮齿的主要失效形式是磨损。2. 蜗轮材料通常采用青铜(锡青铜、铝青铜)或铸铁(灰铸铁)。3. 当采用锡青铜时，由于材料的减摩性和抗胶合性好，主要失效形式是点蚀。蜗轮材料的许用接触应力为(T H= Z" (T 0H ；当蜗轮材料为铝青铜时，传动的承载能力往往受胶合失效的限制， 在确定蜗轮齿面许用接触应力时，要考虑滑动速度 vs 的影响，由于胶合不属于疲劳失效，所以 (T H与应力循环次数无关。7 7 蜗杆传动的功率损失有哪几项 ? 影响啮合效率的因素有哪些 ?答：