机械设计-机械传动部分习题答案
一、填空：
1、齿轮齿面失效形式有齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、塑性变形；
2、斜齿圆柱齿轮传动其两传动轴的位置相互平行。直齿圆锥齿轮传动其两传动轴
的位置相互垂直。
3、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是模数相等、压力角相等。
4、标准齿轮不发生根切的最小齿数为 17 。
5、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为___弹性滑动____。
6、带传动的型号是根据计算功率和小带轮转速选定的。
7、闭式软齿面齿轮传动一般按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定的参数是分
度圆直径；闭式硬齿面齿轮传动一般按齿根弯曲强度进行设计计算，
确定的参数是模数。
8、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是重合度大于1 。
9、渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数。
10、我国规定齿轮标准压力角为 20 度；模数的单位是 mm 。
11、在相同张紧力条件下，V带传动的承载能力比平带传动的承载能力大。
12、普通V带传动的主要失效形式有：带在小带轮上打滑和带发生疲劳断裂破坏。
13、V带传动工作时，传动带受有拉应力、离心应力和弯曲应力、三种应力叠
加后，最大应力发生在紧边绕入小带轮处。
14当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大值，而带传动的最大有效拉力决
定于包角、摩擦因数、张紧力和带速四个因素。
15. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而 增大 ，随包角的增大而 增大，随摩擦因数的增大而 增大 ，随带速的增加而 减小 。
16. 带内产生的瞬时最大应力由 紧边拉应力 和 小带轮处弯曲应力两种应力组成。
17. 在正常情况下，弹性滑动只发生在带 离开 主、从动轮时的那一部分接触弧上。
18. 在设计V 带传动时，为了提高V 带的寿命，宜选取 较大 的小带轮直径。
19. 常见的带传动的张紧装置有定期张紧装置；自动张紧装置；采用张紧轮的张紧装置等几种。
20. 在带传动中，弹性滑动是 不可 避免的，打滑是 可以 避免的。
21. 带传动工作时，若主动轮的圆周速度为1v ，从动轮的圆周速度为2v ，带的线
速度为v ，则它们的关系为1v v ，2v v 。
22. V 带传动是靠带与带轮接触面间的 摩擦 力工作的。V 带的工作面是 两侧 面。
23. 当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧，张紧轮一般应放在 松边 的内侧，这样可以使带只受 单向 弯曲。为避免过分影响 小 带轮上的包角，张紧轮应尽量靠近 大 带轮。
24. V 带传动比不恒定主要是由于存在 弹性滑动 。
25. V 带传动限制带速v ＜25～30 m ／s 的目的是为了 避免v 过大，使离心力过大，而v 过小，使受力增大，造成带根数过多 ；限制带在小带轮上的包角 1＞120°的目的是 增大摩擦力，提高承载能力 。
26. 为了使V带与带轮轮槽更好地接触，轮槽楔角应小于带截面的楔角，随着带轮直径减小，角度的差值越大。
27. 在传动比不变的条件下，V带传动的中心距增大，则小轮的包角增大，因而承载能力可提高。
28. 带传动限制小带轮直径不能太小，是为了防止弯曲应力过大。若小带轮直径太大，则导致整体结构尺寸过大。
29. 闭式软齿面（硬度≤350 HBS）齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在齿面节线附近的齿根部分，其原因是该处：单对齿啮合时σ
大；相对滑动速
H
度低，不易形成油膜；油挤入裂纹使裂纹受力扩张.
49. 高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是齿面胶合。
30在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施：①中心距不变，增大模数，减小齿数；②增大压力角；③采用正变位来提高弯曲强度。
31. 在闭式软齿面齿轮传动中，通常首先发生齿面疲劳点蚀破坏，故应按接触疲劳强度进行设计。但当齿面硬度＞350HBS时，则易出现轮齿弯曲疲劳折断破坏，应按弯曲疲劳强度进行设计。
32. 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取法面模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取大端模数为标准值。
33闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括：、和三部分。
34. 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面相当于与相啮合。因此蜗杆的模数应与蜗轮的模数相等。
35为了提高蜗杆传动的效率，应选用头蜗杆；为了满足自锁要求，应
选1z =
36为了蜗杆传动能自锁，应选用 头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用 的直径系数q 。
37有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数1z =2，蜗杆直径系数q =8,蜗轮齿数2z =37,
模数m =8mm ，则蜗杆分度圆直径1d = mm ；蜗轮分度圆直径2d = mm ；
传动中心距a mm ；传动比i = ；蜗轮分度圆上螺旋角2 = 。
38在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数2z ＞26是为了 ；2z ＜80(100)是为
了 。
二、选择：
1. 带传动是依靠 来传递运动和功率的。
A. 带与带轮接触面之间的正压力
B. 带与带轮接触面之间的摩擦力
C. 带的紧边拉力
D. 带的松边拉力
2. 带张紧的目的是 。
A. 减轻带的弹性滑动
B. 提高带的寿命
C. 改变带的运动方向
D. 使带具有一定的初拉力
3. 与链传动相比较，带传动的优点是 。
A. 工作平稳，基本无噪声
B. 承载能力大
C. 传动效率高
D. 使用寿命长
4. 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 。
A. 传动效率高
B. 带的寿命长
C. 带的价格便宜
D. 承载能力大
5. 选取V 带型号，主要取决于 。
A. 带传递的功率和小带轮转速
B. 带的线速度
C. 带的紧边拉力
D. 带的松边拉力
6. V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 。
A. 传动比
B. 带的线速度
C. 带的型号
D. 带传递的功率
7. 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 决定。
A. 小带轮直径
B. 大带轮直径
C. 两带轮直径之和
D. 两带轮直径之差
8. 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 。
A. 带的弹性滑动加剧
B. 带传动效率降低
C. 带工作噪声增大
D. 小带轮上的包角减小
9. 带传动的中心距过大时，会导致 。
A. 带的寿命缩短
B. 带的弹性滑动加剧
C. 带的工作噪声增大
D. 带在工作时出现颤动
10. 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力
F 0之间的关系为 。
A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F
B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F
C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F
D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+=
11. 设计V带传动时，为防止，应限制小带轮的最小直径。
A. 带内的弯曲应力过大
B. 小带轮上的包角过小
C. 带的离心力过大
D. 带的长度过长
12. 一定型号V带内弯曲应力的大小，与成反比关系。
A. 带的线速度
B. 带轮的直径
C. 带轮上的包角
D. 传动比
13. 一定型号V带中的离心拉应力，与带线速度。
A. 的平方成正比
B. 的平方成反比
C. 成正比
D. 成反比
14. 带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带。
A. 进人大带轮处
B. 紧边进入小带轮处
C. 离开大带轮处
D. 离开小带轮处
15. 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是。
A. 带与带轮之间的摩擦因数较小
B. 带绕过带轮产生了离心力
C. 带的弹性与紧边和松边存在拉力差
D. 带传递的中心距大
16. 带传动不能保证准确的传动比，其原因是。
A. 带容易变形和磨损
B. 带在带轮上出现打滑
C. 带传动工作时发生弹性滑动
D. 带的弹性变形不符合虎克定律
17. 一定型号的V带传动，当小带轮转速一定时，其所能传递的功率增量，取决于。
A. 小带轮上的包角
B. 带的线速度
C. 传动比
D. 大带轮上的包角
18. 与V带传动相比较，同步带传动的突出优点是。
A. 传递功率大
B. 传动比准确
C. 传动效率高
D. 带的制造成本低
19. 带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于。
A. 带的横截面尺寸
B. 传递的功率
C. 带轮的线速度
D. 带轮的直径
20. 当摩擦因数与初拉力一定时，则带传动在打滑前所能传递的最大有效拉力随的增大而增大。
A. 带轮的宽度
B. 小带轮上的包角
C. 大带轮上的包角
D. 带的线速度
21. 带传动工作时松边带速__________紧边带速。
A.小于
B. 大于
C. 等于
D. 可能大于、小于或等于．21一般开式齿轮传动的主要失效形式是。
A. 齿面胶合
B. 齿面疲劳点蚀
C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断
D. 轮齿塑性变形
22. 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是。
A. 齿面胶合
B. 齿面疲劳点蚀
C. 齿面磨损
D. 轮齿疲劳折断
23对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般。
A. 先按接触强度计算
B. 先按弯曲强度计算
C. 先按磨损条件计算
D.先按胶合条件计算
24. 设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使。
A. 两者硬度相等
B. 小齿轮硬度高于大齿轮硬度
C. 大齿轮硬度高于小齿轮硬度
D. 小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面
25. 一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的必须相等。
A. 直径d
B. 模数m
C. 齿宽b
D. 齿数z
26. 某齿轮箱中一对45钢调质齿轮，经常发生齿面点蚀，修配更换时可用代替。
A. 40Cr调质
B. 适当增大模数m
C. 仍可用45钢，改为齿面高频淬火
D. 改用铸钢ZG310-570
27. 设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Z
1
，的原则是。
A. Z
l 越多越好 B. Z
l
越少越好 C. Z
1
≥17，不产生根切即可
D. 在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利
28. 轮齿的弯曲强度，当，则齿根弯曲强度增大。
A. 模数不变，增多齿数时
B. 模数不变，增大中心距时
C. 模数不变，增大直径时
D. 齿数不变，增大模数时
29. 为了提高齿轮传动的接触强度，可采取的方法。
A. 采用闭式传动
B. 增大传动中心距
C. 减少齿数
D. 增大模数
30. 圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定时，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，则可以。
A. 提高齿轮的弯曲强度
B. 提高齿面的接触强度
C. 改善齿轮传动的平稳性
D. 减少齿轮的塑性变形
31. 轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Y
与无关。
Fa
B. 变位系数x
C. 模数m
D. 斜齿轮的螺旋角β
A. 齿数z
1
只取决于。
32标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数Y
Fa
A. 模数m
B. 齿数Z
C. 分度圆直径d
D. 齿宽系数
d
33. 一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是。
A. 使传动平稳
B. 提高传动效率
C. 提高齿面接触强度
D. 便于安装，保证接触线长度
34下列的措施，可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数Kβ。
A.降低齿面粗糙度
B. 提高轴系刚度
C. 增加齿轮宽度
D. 增大端面重合度
不变，若增大螺旋角β，则分度圆直径35斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数m
n
。
d
1
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 不一定增大或减小
36 对于齿面硬度≤350 HBS的齿轮传动，当大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为。
A. 小齿轮淬火，大齿轮调质
B. 小齿轮淬火，大齿轮正火
C. 小齿轮调质，大齿轮正火
D. 小齿轮正火，大齿轮调质
37. 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在。
A. 靠近齿顶处
B. 靠近齿根处
C. 靠近节线的齿顶部分
D. 靠近节线的齿根部分
38锥齿轮的接触疲劳强度按当量圆柱齿轮的公式进行计算，这个当量圆柱齿轮的齿数、模数是锥齿轮的_____________。
A.实际齿数，大端模数
B. 当量齿数，平均模数
C. 当量齿数，大端模数
D. 实际齿数，平均模数
39一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d
不变，而减少齿数和增大模数，其齿
1
面接触应力将。
A. 增大
B. 减小
C. 保持不变
D. 略有减小
40阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A. 法面
B. 端面
C. 中间平面
41. 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m
42. 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。
A. 提高
B. 减小
C. 不变
D. 增大也可能减小
43. 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数
z，则传动效率。
1
A. 提高
B. 降低
C. 不变
D. 提高，也可能降低
44提高蜗杆传动效率的最有效的方法是。
A. 增大模数m
B. 增加蜗杆头数
z C. 增大直径系数q D. 减小直径系数
1
q
45. 闭式蜗杆传动的主要失效形式是。
A. 蜗杆断裂
B. 蜗轮轮齿折断
C. 磨粒磨损
D. 胶合、疲劳点蚀
三、问答：
1.常见的齿轮传动失效有哪些形式？
答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。
2.在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？
答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。
3.为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上？
答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。
4.在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？
答：开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。
5.如何提高齿面抗点蚀的能力？
答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。
6.什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？
答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。
7.闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？
答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。
8在直齿轮和斜齿轮传动中，为什么常将小齿轮设计得比大齿轮宽一些？
答：其目的是防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合宽度减小而增大轮齿的工作载荷。
9.齿轮传动的常用润滑方式有哪些？润滑方式的选择主要取决于什么因素？
10. 答：齿轮的常用润滑方式有：人工定期加油、浸油润滑和喷油润滑。润滑方式的选择主要取决于齿轮圆周速度的大小。
11. 斜齿圆住齿轮传动中螺旋角β太小或太大会怎样，应怎样取值？
12.答：螺旋角太小，没发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆住齿轮传动相对优
越性，即传动平稳和承载能力大。螺旋角β越大，齿轮传动的平稳性和承载能力越高。但β值太大，会引起轴向力太大，大了轴和轴承的载荷。故β值选取要适当。通常β要求在8°～25°范围内选取。
11蜗杆分度圆直径规定为标准值的目的是什么？
答：为了减少蜗轮刀具数目，有利于刀具标准化。
12阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是什么？
答：1）蜗杆的轴向模数ma1=蜗轮的端面模数mt2且等于标准模数；2）杆的轴向压力角αa1=蜗轮的端面压力角αt2且等于标准压力角；3）蜗杆的导程角γ=蜗轮的螺旋角β且均可用γ表示，蜗轮与蜗轮的螺旋线方向相同。
四、分析计算：
1、已知单根普通V 带能传递的最大功率P = 6 kW ，主动带轮基准直径1d = 100 mm ，
转速为 1n = 1460 r/min ，主动带轮上的包角1α= 150°，带与带轮之间的当量摩擦因
数v f = 0.51。试求带的紧边拉力1F ，松边拉力2F ，预紧力0F 及最大有效圆周力e F （不考虑离心力）。
解：（1）因为000 1/)(21v F F P -=，所以
000 6)(21=-v F F （1） 其中： )000 160/(11?=n d v π]000) 1460/(60 110014.3[???=m/s= 7.64 m/s 根据欧拉公式 8.3/6/551.021===?παe e F F v f
（2）联立求解式（1）与式（2），可得 N, 065.8 11=F N 5.2802=F
（2）因为0212F F F =+，所以 N 2.6730=F
2、B 型V 带传动中，已知：主动带轮基准直径d 1=180mm ，从动带轮基准直径d 2=180mm ，两轮的中心距α=630mm ，主动带轮转速1n =1450 r/min ，能传递的最大功率P=10kW 。
试求：V 带中各应力，并画出各应力1σ、σ2、σb1、σb2及σc 的分布图。
附：V 带的弹性模量E =130~200MPa ；V 带的质量q =0.8kg/m ；带与带轮间的当量摩擦因数f v=0.51；B 型带的截面积A =138mm2；B 型带的高度h =10.5mm 。
解题要点： V 带传动在传递最大功率时，紧边拉力F 1和松边拉力F 2的关系符合
欧拉公式，即F 1/F 2=551.0≈=πe e a f v
。 带速 s m n d /67.1310006014501801000601
1=???=?=ππυ
有效圆周力 N P F e 73267.131010001000=?==
υ V 带中各应力：
紧边拉应力 63.6138
91511===A F σ MPa 离心力 6.3367.1318.022=?==υq F e N
离心拉应力 24.01386.33===
A F c c σ MPa 弯曲应力 92.9180
5.1017011=?==d h E
b σ MPa
最大应力55.16)92.963.6(11max =+=+≈b σσσ MPa
各应力分布如图所示。
3．图a 所示为一对标准斜齿圆柱齿轮–蜗杆组成的二级传动，小齿轮为主动轮。已知： ①蜗轮的节圆直径d 4，螺旋角β，端面压力角a ； ②蜗轮传递的转矩T 4 （N ·mm ）。
试求：
（1）蜗杆、齿轮1、2的螺旋线方向以及轴Ⅰ、Ⅱ的旋转方向（用箭头在图中标出）。
（2）F t3、F r3、F a3及F t4、F r4、F a4
的方向已标于图b 中。
4.图所示为二级斜齿圆柱齿
轮减速器。已知：齿轮1的螺旋
线方向和轴Ⅲ的转向，齿轮2的
参数m n =3mm ，z 2=57，β2 =14°；齿轮3的参数m n =5mm ，z 3=21。试求：
（1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b 上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；
（2）在图b 上标出齿轮
2、3所受各分力的方向；
提示：轴Ⅱ用深沟球轴
承。
解题要点：（1）根据轴
Ⅲ转向n Ⅲ，可在图解a 上标出n Ⅱ和n Ⅲ的转向。而齿轮2应为左旋，已标于图解b 上。
（2）根据主动轮左、右手定则判断出F a1、F a3；根据齿轮2是从动轮，齿轮3是
主动轮判断F t2、F t3；根据径向力指向各自轴心的原则，判断径向力F r2、F r3；的方向。
F a1、F a3、F t2、F t3、F r2、F r3已在啮合点画出（图解b ）。
5.图所示为直齿锥齿轮–斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。锥
齿轮的参数为m n =2mm ，z 1=20，z 2=40，3.0=R ψ；斜齿圆柱齿轮的参数为m n =3mm ，z 3=20，
z 4=60。试求：
（1）画出各轴的转向；
（2）为使轴Ⅱ所受轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线方向；
（3）画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向；
解题要点：（1）轴Ⅱ、Ⅲ的转向已示于图中；
（2）齿轮3、4的螺旋线方向已示于题图解中，即z 3为右螺旋，z 4为左螺旋；
（3）齿轮2、3所受各力 F t2、F r2、F a2及F t3、F r3、F a3已示于图解图中；
为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？
答：由于蜗杆传动效率低，工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以进行热平衡计算。
6 在图中，标出未注明的蜗杆(或蜗轮)的螺旋线旋向
及蜗杆或蜗轮的转向，并绘出蜗杆或蜗轮啮合点作用力的
方向(用三个分力表示)。
7图示蜗杆传动，蜗杆1主动，其转向如图示，螺旋线方
向为右旋。试决定： 1）蜗轮2的螺旋线方向及转向n 2。
2）蜗杆、蜗轮受到的各力（F t 、F r 、F α）
题解分析：
1）蜗轮的螺旋线方向—右旋，蜗轮的转向n 2—见题解图所示。
2）蜗杆受力F t1、F r1、F α1及蜗累受力
F t2、F r2、F α2——见题解图所示。
8．图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，
螺旋线方向为左旋，转矩T 1=2500N ·mm ，模
数m=4mm ，压力角?=20α，蜗杆头数Z 1=2，
蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z
=54，传动效率 =0.75。试确定：
2
1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；
2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的方向（在图中标出）。
解答： 1）蜗轮的转向——蜗轮按逆时针方向转动，蜗轮轮齿螺旋线方向——左旋
2）蜗杆、蜗轮上的各力方向如图
1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（无限寿命区）区；当N ＜N0时，为（有限寿命区）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。 3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（添加剂）。 5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（1.5 ）个键计算。 1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。 3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。 4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。 5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。
6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限 与（循环次数）之间关系的曲线。 γN 7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。 8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。 9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。 二、选择填空（每空1分，共10分） 1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ 3 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ 2 ）。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。 2．在通过轴线的截面内，（1 ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3 ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。 （1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆； （3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。 3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（4 ）；其表面接触疲劳强度主要 取决于（ 1 ）。 （1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数； （3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。 4、对于径向滑动轴承，（1 ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ 3 ）轴承必须成对使 用。 （1）整体式；（2）剖分式； （3）调心式；（4）调隙式。 5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（4 ）。 （1）增大链节距和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数； （3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。 6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ 1 ）联接。
机械设计-机械传动部分习题答案 一、填空： 1、齿轮齿面失效形式有 齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、塑性变形； 2、斜齿圆柱齿轮传动其两传动轴的位置相互 平行 。直齿圆锥齿轮传动其两传动轴的位置相互 垂直 。 3、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 模数相等、压力角相等 。 4、标准齿轮不发生根切的最小齿数为 17 。 5、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为___弹性滑动____。 6、带传动的型号是根据 计算功率和小带轮转速 选定的。 7、闭式软齿面齿轮传动一般按 齿面接触疲劳 强度进行设计计算，确定的参数是 分度圆直 径 ；闭式硬齿面齿轮传动一般按 齿根弯曲 强度进行设计计算，确定的参数是 模数 。 8、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是 重合度大于1。 9、渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、 模数、压力角 、齿顶高系数和顶隙系数。 10、我国规定齿轮标准压力角为 20 度；模数的单位是 mm 。 11、在相同张紧力条件下，V 带传动的承载能力比平带传动的承载能力 大 。 12、普通V 带传动的主要失效形式有：带在 小带轮 上打滑和带发生 疲劳断裂 破坏。 13、V 带传动工作时，传动带受有拉 应力、离心应力和 弯曲 应力、三种应力叠加后，最大应力发生在紧边绕入小带轮 处。 14当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大值，而带传动的最大有效拉力决定于包角、摩擦因数、张紧力和带速四个因素。 15. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而增大，随包角的增大而增大，随摩擦因数的增大而增大，随带速的增加而减小。 16. 带内产生的瞬时最大应力由紧边拉应力和小带轮处弯曲应力两种应力组成。 17. 在正常情况下，弹性滑动只发生在带离开主、从动轮时的那一部分接触弧上。 18. 在设计V 带传动时，为了提高V 带的寿命，宜选取较大的小带轮直径。 19. 常见的带传动的张紧装置有定期张紧装置；自动张紧装置；采用张紧轮的张紧装置等几种。 20. 在带传动中，弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。 21. 带传动工作时，若主动轮的圆周速度为1v ，从动轮的圆周速度为2v ，带的线速度为v ，则它们的关系为1v v ，2v v 。 22. V 带传动是靠带与带轮接触面间的摩擦力工作的。V 带的工作面是两侧面。 23. 当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧，张紧轮一般应放在 松边 的内侧，这样可以使带只受单向弯曲。为避免过分影响小带轮上的包角，张紧轮应尽量靠近大带轮。 24. V 带传动比不恒定主要是由于存在弹性滑动。 25. V 带传动限制带速v ＜25～30m ／s 的目的是为了避免v 过大，使离心力过大，而v 过小，使受力增大，造成带根数过多；限制带在小带轮上的包角 1＞120°的目的是 增大摩擦力，提高承载能力 。 26. 为了使V 带与带轮轮槽更好地接触，轮槽楔角应 小 于带截面的楔角，随着带轮直径减小，角度的差值越 大 。 27. 在传动比不变的条件下，V 带传动的中心距增大，则小轮的包角 增大 ，因而承载能力 可提高。
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。 A. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹 6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用 7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A. B. C. D. 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。 A. 提高强度 B. 提高刚度 C. 防松 D. 减小每圈螺纹牙上的受力 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本
一机械传动概述 1.什么是零件什么是构件构件与零件的关系是什么 零件：构成机械最小单元的，也是制造的最小单元。 构件：由若干零件组成，能独立完成某种运动的单元。 2. 2..什么是机器什么是机构机构与机器的关系是什么 机器：是执行机械运动，变换机械方式或传递能量的装置。 机构：由若干零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。 3.什么叫做运动副常见的运动副有哪些 运动副：构件之间的接触和约束。有那些：低副，高副，平副。 4.什么是低副什么是高副在平面机构中的低副和高副各引入几个约束 低副：两个构件之间为面接触形成的运动副。高副：两个构件之间为点接触形成的运动副。 二常用机构 1.何谓连杆机构何谓铰链四杆机构判别各铰链四杆机构的类型什么是曲柄什么是摇杆什 么是连杆 连杆机构：由一些刚性杆件用铰链和滑道等连接而成的机构。 铰链四杆机构：在平面连杆机构中，有一种由四个构件相互用铰链连接而成的机构。 2.铰链四杆机构有哪几种基本形式试说明它们的运动特点，并举出应用实例。 3种1）取与最短杆相邻的任何一杆为机架，并取最短杆为曲柄时，为曲柄摇杆机构。2）取最短杆为机架时，为双曲柄机构。3）取最短杆对面的杆为机架时，为双摇杆机构。 3.试述铰链四杆机构类型的判别方法。根据图中注明的尺寸，。 a双曲柄机构（方法：最短杆固定）b双摇杆机构（方法：与最短杆相对的杆固定）c曲柄摇杆机构（方法:与最短杆相邻的杆固定）d双摇杆机构（方法:任意杆固定） 4.试述曲柄滑块机构的组成和运动特点。 组成：曲柄，连杆，滑块及机架。特点：若曲柄为主动件，当曲柄作整周连续转动时，可通过连杆带动滑块作往复直线运动；反之若滑块为主动件，当滑块作往复直线运动时，又可通过连杆带动曲柄作整周连续转动。 5.什么是机构的急回特性在生产中怎样利用这种特性 急回特性：平面连杆机构中的摇杆往复摆动时所需时间一般并不相同，要求返回空行程明显快于工作行程。
机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σ Φ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D，067 .0 45 3 = = d r，查附表3-2，插值得88.1= α σ ，查附 图3-1得78.0≈ σ q，将所查值代入公式，即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2，得75.0= σ ε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ， 已知1= q β，则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ，应力幅MPa 20 a = σ，试分别按①C r=②C σ= m ，求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ
机械传动习题（一） 一、填空题 1、带传动以传动带作为_______，利用带与带轮之间的来传递运动和动力。 2、V带是横截面为______________的传动带，其工作面为___________，标准V带的结构有___________和_________两种，它们都是由顶胶、抗拉体、底胶、________层组成的。我国生产和使用的V带有七种型号，其中型截面积最小，型截面积最大，传递功率能力也最大。目前生产中使用最多的是、、、四种型号。 3、压印在V带表面的“B2240”中“B”表示，“2240”表示。 4、通常带传动的张紧装置使用两种方法，即和 5、安装带轮时，两轮的轴线应___ ，端面与中心_____，且两带轮在轴上不得晃动。 6、带轮通常由轮缘、________和_______三部分组成。 7、根据两传动轴相对位置和轮齿方向不同，齿轮传动可分成__ 、 __ 和三种。 8、压力角已标准化，我国规定的标准压力角为度。 9、渐开线齿轮的三个主要参数是、和。 10、常见的圆柱齿轮结构有齿轮轴、、和四种。 11、对齿轮传动的基本要求是和 . 12、齿轮在传动过程中，由于载荷的作用使轮齿发生折断、齿面损坏，而使齿轮过早地失去正常工作能力的现象叫______ __。 13、齿轮轮齿的常见失效形式有____ __、___ ___、_ ____、__ ____和______五种。 14、蜗杆传动用于传递的两轴之间的运动和转矩，通常两轴间的交叉角为度。 15、蜗杆按螺旋面的形状不同可分为、和等。 16、由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统称为，根据轮系旋转时各齿轮的是否固定可分为和_____________两大类。 17、定轴轮系的传动比是指轮系中之比。轮系中的惰轮只能改变，而不能改变。 18、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是和。 二、选择题 1、以下特点中属于带传动的是（）。 A、结构复杂，不适宜于两轴中心距较大的场合 B、富有弹性，能缓冲，吸振，传动平稳，噪声低 C、外廓尺寸紧凑，传动效率较高 D、过载时能打滑，起安全保护作用，并能保持准确的传动比 2、带传动时，其动力和运动是依靠（）来传递。 A、主动轴的动力 B、外力
第9章 齿轮传动设计 习题解答 9.2 有一渐开线直齿轮如题图所示，用卡尺测量得两个齿和三个齿反向渐开线之间的法向距离(称为公法线长度)分别为mm 11.382=W 和mm 73.613=W ，齿顶圆直径mm 208=a d ，齿根圆直径mm 172=f d ，数得齿数其24=z 。试求： （1）该齿轮的模数m 、分度圆压力角α、齿顶高系数? a h 和顶隙系数?c ； （2）分度圆直径d 、、基圆直径b d 、齿厚s 及齿顶厚a s 。 题9.2图 解：（1）απcos 23m p W W b ==?。 取°=20α进行试算，则mm 001.820cos 11 .3873.61=° ?=πm ， 考虑测量误差，可知该齿轮的模数应为mm 8=m 。 因)2(?+=a a h z m d ，即)224(8208?+=a h ，故1=? a h 因)22(????=c h z m d a f ，即)224(8172???=c ，故25.0=?c （2）mm 192248=×==mz d ，mm 421.18020cos 248cos =°×==αmz d b 以下按标准齿轮进行计算：mm 566.122/82/===ππm s )(2ααinv inv r r r s s a a a a ??=，°===842.29)104/21.90arccos()/arccos(11a b a r r α 052838.0180/842.29842.29tan tan =°°?°=?==παααθa a a a inv （也可查表9.2） 014904.0180/2020tan tan =°°?°=?==παααθinv mm 723.5)014904.0052838.0(104296 104 566.12=?×?×=a s 9.3 试问渐开线标准直齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数应为多少？又问当齿数大于求得的齿数时，齿根圆与基圆哪一个大？ 解：)22(?? ??=c h z m d a f ，αcos mz d b =， )](2)cos 1([cos )22(?? ??+??=???=?c h z m mz c h z m d d a a b f αα 当齿根圆与基圆重合时：b f d d =，4145.4120cos 1) 25.01(2cos 1)(2≈=° ?+= ?+=?? αc h z a （按正常齿制进行计算） 因此，当41=z 时，齿根圆和基圆接近重合，实际是齿根圆略小于基圆。 而当45.41>z 时，齿根圆将大于基圆。
带传动练习题 一、选择题 1、在一般机械传动中，应用最广的带传动是（ B ）。 A．平带传动 B．普通V带传动 C．同步带传动 2、普通V带的横截面为（ C ）。 A．矩形 B．圆形 C．等腰梯形 3、按国家标准，普通V带有（ B ）种型号。 A．六 B．七 C．八 4、在相同条件下，普通V带横截尺寸（ C ），其传递的功率也（）。 A．越小越大 B．越大越小 C．越大越大 5、普通V带的楔角α为（ C ）。 A．36． B．38C．40 6、（ A）结构用于基准直径较小的带轮。 A．实心式 B．孔板式 C．轮辐式 7、V带带轮的轮槽角（ A ）V带的楔角。 A．小于 B．大于 C．等于 8、在V带传动中，张紧轮应置于（）内侧且靠近（ C ）处。 A．松边小带轮 B．紧边大带轮 C．松边大带轮 9、V带安装好后，要检查带的松紧程度是否合适，一般以大拇指按下带（ B ）mm左右为宜。 A．5 B．15 C．20 10、在V带传动中，带的根数是由所传递的（ B ）大小确定的。 A．速度 B．功率 C．转速
11、V带速度在轮槽中的正确位置是（ C ）。 A． B． C． （ A ）国家标准规定的最小值。 12、考虑带的使用寿命，要求小带轮基准d d1 A．不小于 B．不大于 C．等于 13、（ B ）是带传动的特点之一。 A．传动比准确 B．在过载时会产生打滑现象 C．应用在传动准确的场合14、（ C ）传动具有传动比准确的特点。 A．普通V带 B．窄V带 C．同步带 15、窄V带的相对高度值与普通V带的相对高度值相比，其数值（ A ）。 A．大 B．小 C．相同 16、窄V带已广泛用于（ B ）且结构要求紧凑的机械传动中。 A．高速、小功率 B．高速、大功率 C．低速、小功率 二、判断题 1、（√）V带传动常用于机械传动的高速端。 2、（√）绳芯结构的V带柔韧性好，适用于转速较高的场合。 3、（√）一般情况下，小带轮的轮槽角要小些，大带轮的轮槽角要大些。 4、（×）普通V带传动的传动比i一般都应大于7。 5、（√）为了延长传动带的使用寿命，通常尽可能地带轮基准直径选得大些。 6、（×）在使用过程中，需要更换V带时，不同新旧的V带可以同组使用。 7、（×）在安装V带时，张紧程度越紧越好。 8、（√）在V带传动中，带速v过大或过小都不利于带的传动。 9、（√）V带传动中，主动轮上的包角一定小于从动轮上的包角。
机械设计答案 第1章机械设计概论 1－2 设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：1、功能要求 满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。 2、安全可靠性要求 （1）使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。 （2）能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。 （3）对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。 3、经济性 在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。 4、其他要求 机械系统外形美观，便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。 1－4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系？常用的设计准则有哪些？它们各针对什么失效形式？ 答：在设计中，应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。它是设计机械零件的理论依据。 常用的设计准则有： 1、强度准则：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。 2、刚度准则：确保零件不发生过大的弹性变形。 3、寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。 4、振动稳定性准则：高速运转机械的设计应注重此项准则。 5、可靠性准则：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。 1－7 机械零件设计的一般步骤有哪些？其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用？
机械设计复习题及答案 一、单项选择题 得分 1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（） A. 机构 B. 零件 C. 部件 D. 构件 2. 若两构件组成高副，则其接触形式为（） A. 线或面接触 B. 面接触 C. 点或面接触 D. 点或线接触 3. 在平面机构中，每增加一个低副将引入（） A. 1个约束 B. 2个约束 C. 3个约束 D. 0个约束 4. 无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角（） A. θ=0° B. θ≥0° C. θ>0° D. θ<0° 5. 下列螺纹联接的防松措施中，属于摩擦防松原理的是（） A. 止动垫片 B. 对顶螺母 C. 串联钢丝 D. 开口销 6. 下列凸轮机构中，图_______所画的压力角是正确的。
7. 只受预紧力的普通螺栓联接，其强度计算式][4 3.12 1σπσ≤' = d F 中的“”主要是考虑（ ） A. 螺栓受到扭切应力的影响 B. 可靠性的影响 C. 摩擦系数不稳定的影响 D.受载后补充拧紧的影响 8. 带传动最大应力发生在如图所示的（ ）。 A. 松边绕出主动轮的A 点 B. 松边绕上从动轮的B 点 C. 紧边绕出从动轮的C 点 D. 紧边绕上主动轮的D 点 9. 如右图所示螺纹的类型为（ ） 。 A. 单线右旋 B.单线左旋 C.双线右旋 D.双线左旋 10. 对齿面硬度≤350HBS 的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（ ） A ．小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度 B ．小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬度 C ．小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度 D. 小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度 11. 电影院放电影时，实现胶片画面的依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景的机构是（ ）。 A ．凸轮机构 B ．连杆机构 C ．棘轮机构 D. 槽轮机构 C D A B
第一章绪论 1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？ 答：组成子系统及其功能如下： （1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。 （2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。 （3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要 求。 （4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。 第二章机械设计基础知识 2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？ 答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。 （2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。 （3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。 2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。 变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。 名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。 计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。 静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。 变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。 2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？ 答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下： （1）材料的使用性能应满足工作要求。使用性能包含以下几个方面： ①力学性能 ②物理性能 ③化学性能 （2）材料的工艺性能应满足加工要求。具体考虑以下几点： ①铸造性 ②可锻性 ③焊接性 ④热处理性 ⑤切削加工性 （3）力求零件生产的总成本最低。主要考虑以下因素： ①材料的相对价格 ②国家的资源状况 ③零件的总成本 2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？ 答：衡量润滑油的主要指标有：粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。 衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。
百分之一叫做丝《对象》里面的《变换》就是相当于word里面的复制 金立GN180，,1499元 4、带传动的弹性滑动现象是不可避免的。（√） 5、正确安装在槽轮中的V带，其底面与轮槽的底面是不接触的。（√） 6、带的弹性滑动现象是可以避免的。（×） 7、所有的带传动都是利用带和带轮之间的摩擦传递运动和动力的。（×） 8、在带传动中，打滑是由于带与带轮之间的摩擦力不够大而造成的。（√） 9、带轮的槽角应小于V带的截面楔角。（√） 10、V带的截型有A、B、C、D、E、F、G七种。（×） 11、V带轮的槽角均小于V带截面的楔角。（√） 12、带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（×） 13、正是由于过载时产生了“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有过载保护作用。（×） 14、V带的长度是指其基准长度。(√) 1、V带中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应为（b）。 A：大于40°B：小于40°C：等于40°； 2、能保证瞬时传动比恒定的传动是（c ）。 A：带传动；B：链传动；C：齿轮传动； 3、线绳结构的V带，其线绳位于带的（b）。 A：顶胶层；B：抗拉层；C：底胶层 4、下列图所示的V带传动中，哪个图中的张紧轮位置是最合适的？（a ）。 5、带传动中，带每转一周，拉应力是 a 。（）。 A：有规律变化的；B：不变的C：无规律变化的； 6、带传动的最大应力发生在 c 。 A：绕入从动轮处；B：绕出从动轮处； C：绕入主动轮处；D：绕出主动轮处； 7、带传动的主要失效形式是带的( d)。 A：磨损和疲劳点蚀；B：磨损和胶合； C：胶合和打滑；D：疲劳破坏和打滑； 8、带传动是依靠（b ）来传递运动和动力的。 A：主轴的动力；B：带与带轮之间的摩擦力； C：主动轮上的转矩；D：从动轮上的转矩； 1、带传动中，打滑是怎样产生的？是否可以避免？
考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 题号 一 二 三 四 五 总分 得分 评卷 教师 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？ （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（8分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分） 得 分
联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（6分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 二、选择题 （在每题若干个选项中选出正确的选项填在横 线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。 A ．螺栓联接 B ．双头螺柱联接 C ．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z 1＜Z 2 ， b 1>b 2,其齿面接触应力的大小为 A 。 得 分
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710518093 6 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 0 12σσσΦσ-= -Θ σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(D ' ，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D ' 按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得 75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 ()()()() 81 .1203035.220 2.035.2170m a m 1-=+??-+=+-+= σσσσca σσK σΦK σS
一、填空题〔每空1分，计25分〕 1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 b 。 a 、2H 1H σσ>； b 、2H 1H σσ=； c 、2H 1H σσ<。 2、带传动中紧边拉力为1F ，松边拉力为2F ，则其传递的有效圆周力F 为 c 。 a 、21F F +；b 、2/)(21F F -；c 、21F F -；d 、2/)(21F F +。 3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计，然后校核 齿面接触疲劳 强度。 4、蜗杆的 c 模数为标准模数，蜗轮的 b 压力角为标准压力角。 a 、法面； b 、端面； c 、轴面。 5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，1F 与2F 的关系可用著名的欧拉公式表示为 1 21αf e F F = 。 6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 b 蜗杆导程角。 a 、小于； b 、大于； c 、等于。 7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 c 是错误的。 a 、21/ωω=i ；b 、21/n n i =；c 、12/d d i =；d 、12/z z i =。 8、蜗杆传动的失效通常是发生在 蜗轮轮齿 上。 9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d 按 强度 条件确定，其工作圈数n 按 刚度 条件确定。 10、弹簧指数C ＝ D 2/d ，C 值越大，刚度越 小 。 11、楔键联接靠 摩擦力 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。 12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C 的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承，其内径为 50 mm ，宽度系列为 窄、系列，直径系列为 轻 系列，C 代表 公称接触角15o，其精度为 P0 级。 13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 f ；可实现两轴线角位移最大的是 c ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 d 和 e 。 a 套筒联轴器；b. 凸缘联轴器；c. 万向联轴器；d. 十字滑块联轴器；e. 齿轮联轴器；f. 弹性柱销联轴器。 二、问答题〔每题5分、计30分〕 1、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力F max 的主要因素。（5分） 1 1 0max 111 12ααf f e e F F +- = m ax F 与初拉力0F 、包角1α和摩擦系数f 有关。（3’） 0F 大、1α大、f 大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。（2’）
机械设计历年试题及答 案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
哈工大2004秋季学期机械设计试题答案 一、选择填空题〔每空1分，共25分〕 1、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为 干摩擦 、 边界摩擦 、液体摩擦 和混合摩擦。 2、已知某三线螺纹中径为，螺距为1mm ，则螺纹的导程为 3 mm 。 3、螺纹连接防松的实质就是防止螺纹副的相对转动。按照防松方法的工作原理可将其分为三类，分别是 摩擦防松 、 机械防松 、和 永久防松 。 4、受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉力F 0与预紧力F′、残余预紧力 F 〞和工作拉力F 之间的关系为 b 。 a 、F F F +'=0 ； b 、F C C C F F m B B ++'=0 ； c 、F F F ''+'=0 。 5、导向平键的工作面是 键的两侧面 ，导向平键连接的主要失效形式是 工作面的磨损 。 6、V 带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处， 其值为c b11max σσσσ++=。 7、齿轮传动中选取齿宽系数时，一般采用硬齿面齿轮时齿宽系数 b 采用软齿面齿轮时齿宽系数，齿轮相对于轴承对称布置时的齿宽系数 a 齿轮悬臂布置时的齿宽系数。 a 、大于； b 、小于； c 、等于。 8、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是1H σ b 2H σ, 齿根弯曲应力的关系是1F σ a 2F σ。 a 、>； b 、=； c 、<。 9、按国家标准GB/292-1993规定，代号为32208的滚动轴承类型为 圆锥滚子 轴承，其内径为 40 mm ，其精度为 P0 级。 10、下列各种联轴器中，属于弹性联轴器的是 d ；属于可移式刚性联轴器的是 a ；属于固定式刚性联轴器的是 b 和 c 。
机械设计习题解答 机械设计（西北工大第八版） 3-1 某材料的对称弯曲循环疲劳极限1180 MPa σ-=，取循环基数6 0510N =?，9m =，试求 循环次数N 分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 解 由公式1N σσ--= （教科书式3-3） 1 1180373.6 N MPa σσ--=== 2 1180324.3 N MPa σσ--=== 3 1180227.0 N MPa σσ--=== 3-2已知材料的力学性能为260 s MPa σ=，1170 MPa σ-=，0.2σ?=，试绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线。 解 根据所给的条件，()0,170A '和()260,0C 由试件受循环弯曲应力材料常数10 2σσσ?σ--= ，可得 1022170 283.33 110.2 MPa σσσ?-?= ==++ 由上式可得()141.67,141.67D '。 由三点()0,170A '、()260,0C 和()141.67,141.67D '，可绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线如下。
3-3 一圆轴的轴肩尺寸为：72 D mm =，62 d mm =， 3 r mm =。材料为40CrNi ，其强度极限900 b MPa σ=，屈服极限750 S MPa σ=，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数k σ。 解 /72/62 1.1D d ==，/3/620.048r d ==，所以，查教科书附表3-2得 2.09σα≈， 查教科书附图3-1得0.9q σ≈，故有 ()()1110.92.091 1.981k q σσσα=+-=+-= 5-4 图5-48所示的底板螺栓组连接受外力F ∑的作用，外力F ∑作用在包含x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析螺栓组的受力情况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？ 解 将底板螺栓组连接受外力F ∑力等效转化到底板面上，可知底板受轴向力sin y F F θ∑∑=，横向力 cos x F F θ ∑∑=和绕 z 的倾斜力矩 sin cos z M lF hF θθ∑∑=-。从图可看出sin cos 0z M lF hF θθ∑∑=-<。 （1） 底板最左侧的两个螺栓受拉力最大，应验算该螺栓的拉伸强度（螺栓拉断），要求拉应力 []σσ<。 （2） 底板最右侧边缘的最大挤压力（底板左侧压溃），要求挤压应力max p p σσ??。 （4） 应验算底板在横向力作用下不发生滑移，要求摩擦力() 0f y x F f F F F ∑∑=->。（注：0 F
机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一．分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么 1-2 什么是零件什么是构件什么是部件试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一．选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种 2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。
(1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比 零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比 零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限 二．分析与思考题 2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 2-2 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些2-3 什么是零件的强度要求强度条件是如何表示的如何提高零件的强度 2-4 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提高零件刚度的措施有哪些 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么 2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别 第三章机械零件的强度 一．选择题