1、機械設計基礎課程習題第1章 機械設計基礎概論1-1 試舉例說明機器、機構和機械有何不同1-2 試舉例說明何謂零件、部件及標準件1-3 機械設計過程通常分為幾個階段各階段的主要內容是什么1-4 常見的零件失效形式有哪些1-5 什么是疲勞點蝕影響疲勞強度的主要因素有哪些1-6 什么是磨損分為哪些類型1-7 什么是零件的工作能力零件的計算準則是如何得出的1-8 選擇零件材料時，應考慮那些原則1-9 指出下列材料牌號的含義及主要用途：Q275、40Mn、40Cr、45、ZG310- 570、QT60O- 3。第2章現代設計方法簡介2-1 簡述三維CAD系統的特點。2-2 試寫出優化設計數學模型的一般表

2、達式并說明其含義。2-3 簡述求解優化問題的數值迭代法的基本思想。2-4 優化設計的一般過程是什么2-5 機械設計中常用的優化方法有哪些2-6 常規設計方法與可靠性設計方法有何不同2-7 常用的可靠性尺度有那些2-8 簡述有限元法的基本原理。2-9 機械創新設計的特點是什么2-10 簡述機械創新設計與常規設計的關系。第3章 平面機構的組成和運動簡圖3-1舉實例說明零件與構件之間的區別和聯系。3-2 平面機構具有確定運動的條件是什么3-3 運動副分為哪幾類它在機構中起何作用3-4 計算自由度時需注意那些事項3-5 機構運動簡圖有何用途怎樣繪制機構運動簡圖3-6 繪制圖示提升式水泵機構的運動簡圖，

3、并計算機構的自由度。3-7 試繪制圖示縫紉機引線機構的運動簡圖，并計算機構的 自由度。踽圖3 6提升式水泵也均3-8 試繪制圖示沖床刀架機構的運動簡圖，并計算機構的自由度。3-9 試判斷圖a、b、c所示各構件系統是否為機構。若是，判定它們的運動是否確定（圖中標有箭頭 的構件為原動件）3-10 計算圖a、b、c、d、e、f所示各機構的自由度，如有復合校鏈、局部自由度、 或虛約束請指出。并判定它們的運動是否確定（圖中標有箭頭的構件為原動件）A(a)累0鋸主體機構(c)，成規機構題組3-8沖床刀架機構題圖3-7縫紉機引線機構超圖3 9構件組合系統第4章平面連桿機構4-1四桿機構的急回特性是何含義什么

4、條件下機構才具有急回特性4-2 什么是四桿機構的死點試舉出幾個利用和克服死點的實例。4-3 試述壓力角的概念，并分析它對機構的工作性能有什么影響4-4 舉例說明較鏈四桿機構的三種演化方法。4-5 如圖所示，已知 AD=250 mm BC=265 mm CD=110 mm； AB= 60 mm,且是主動件。試確定:(1)該校鏈四桿機構的類型；該機構的行程速比系數K。4-6 分析圖示偏置曲柄滑塊機構有曲柄的條件。當取滑塊為主動件時，試確定機構的死點位置。4-7 如圖所示，已知錢鏈四桿機構各桿長度，試問:(1)是錢鏈四桿機構中的哪種基本機構； 若AB是原動件，在圖中畫出此機構最小傳動角出現的位置;

5、若以AB為原動件，該機構有無急回特性，為什么4-8 試設計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構。如圖所示，要求踏板機構CDS水平位置上下各擺10。，且CD的長度500 mm , AD的長度是1000 mm試用圖解法求曲柄 AB和連桿BC的長度疆圖4-匕軋桐機曲柄錦杼機構疆圖4T偏置曲柄滑塊機構4-9 試用圖解法設計一自動上料機所用的偏置曲柄滑塊機構，如圖所示。要求曲柄主動時，行程速比系數K =,被推運的工件的長度l = 40 mm初選偏距e = 20 mm ,工作行程最大壓力角為 a max = 45°。滑 塊的行程H應比工件的長度略大些，以保證料斗上的工件能順利下落。4-10 試用圖解法設計

6、一擺動導桿機構，已知機架長度為50 mm行程速比系數K=2,求曲柄的長度。4-11 試用圖解法設計曲柄搖桿機構ABCD已知搖桿CD長度是75mm行程速比系數 K =,機架AD長度為100 mm搖桿的一個極限位置與機架間的夾角/CDA= 45 °。4-12 已知某操縱裝置采用圖示較鏈四桿機構，要求兩連架桿的對應位置為41=45。，妨=50。；巾2=80° ,小2=70° ; 6= 120° ,小3=110°。試用解析法確定各桿的長度。翡圖4-12解析這設計欽鑄四桿機構第5章凸輪機構5-1凸輪機構常用的四種從動件運動規律中，哪種運動規律有剛性沖擊哪

7、種運動規律有柔性沖擊哪種運動規律沒有沖擊5-2 在圖示偏置直動從動件盤形凸輪機構中，已知AB段為凸輪推程廓線，試在圖上標出推程運動角St o5-3 已知從動件升程 h=30mm 6 t =150o , S s = 30o , S h=120o , 6 s' = 60o ,從動件在推程作簡諧運動，在回程作等加速等減速運動，試用作圖法或公式計算繪出其運動線圖S2 t、V2-t和a2-t5-4 設計圖示偏置直動從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度3 1順時針方向回轉，偏距 e=10 mm凸輪基圓半徑r0 = 60 mm,滾子半徑丁 =10 mm,從動件的升程及運動規律與題5-2相同，試用圖解法

8、繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。5-5已知條件同題5-4 ,試用解析法通過計算機輔助設計求凸輪理論輪廓和實際輪廓上各點的坐標值（每隔10o計算一點）推程壓力角的最大值a max,并打印凸輪輪廓。l oa = 60 mm l ab =36 mm0 =5-6在圖示自動車床控制刀架移動的滾子擺動從動件凸輪機構中，已知35 mm,t = 8 mm從動件的運動規律如下：當凸輪以角速度Wi逆時針方向回轉150o時，從動件以簡諧運動向上擺15o ;當凸輪自1500轉到1800時，從動件停止不動；當凸輪自 1800轉到3000時，從動件以簡諧運動擺回原處；當凸輪自 3000轉到3600時，從動件又停止不動。試

9、繪制凸輪輪廓。5-7 試設計一平底直動從動件盤形凸輪機構。已知凸輪以等角速度31逆時針方向回轉，凸輪的基圓半徑 r 0 = 40 mm 從動件升程 h =20 mm 6t = 1200 , 6 s =300 , § h = 1200 , § sz = 900 ,從動件在 推程和回程均作簡諧運動。試繪出凸輪的輪廓。5-8 用作圖法求圖示中各凸輪從圖示位置轉過450后機構的壓力角 a ,并在圖上標注出來。第6章齒輪機構6-1漸開線齒輪上哪一圓的壓力角為標準值哪一圓的壓力角最小一般所說壓力角是指哪個圓上的壓力角，壓力角取50?會有何問題6-2 現有 4 個標準齒輪：m = 4 m

10、m , z 1 = 25, m2 = 4 mm z 2 = 50, m3 = 3 mm z 3 = 60 ; m 4 = mmz 4 = 40;試問：(1)哪些齒輪的漸開線形狀相同哪些齒輪可以配對正確嚙合哪些齒輪可用同一把滾刀切制6-3 斜齒輪和錐齒輪的當量齒輪以及當量齒數是如何定義的，其意義何在6-4 漸開線變位齒輪和標準齒輪相比較，哪些參數和尺寸發生了改變哪些未發生改變6-5試述所學各種齒輪機構的一對齒輪的正確嚙合條件o6-6 蝸桿機構的傳動比如何計算能否用分度圓直徑之比表示其傳動比為什么6-7 為何要引入蝸桿直徑系數 q6-8 有一對外嚙合正常齒標準直齒圓柱齒輪機構，已知：m= mm a

11、 = mm i =。試計算這對齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑；齒頂高、齒根高、全齒高、頂隙和公法線長度和分度圓弦齒厚。6-9 一對外嚙合的標準直齒圓柱齒輪的小齒輪丟失，現測得大齒輪：z 2 = 52, da2= 135 mm, m= mm,a = mm試確定這對齒輪的齒制以及小齒輪的齒數和齒頂圓直徑，以便配制。6-10 標準直齒圓柱齒輪機構中的一對齒輪，已知模數mn = 2 mm a = 20? , zi = 20, z 2 = 40,若安裝中心距a = 61 mm,試問(1)這對齒輪是否屬于標準安裝此時，節圓半徑與分度圓半徑、嚙合角與壓力角是否相等6-11用齒條插刀切制一直齒圓柱齒

12、輪。已知被加工齒輪輪坯的角速度3i=5 rad/s，刀具的移動速度為m/s ,刀具的模數 m= 10 mm,壓力角“ =20?,試問：(1)被加工齒輪的齒數z 1 =如果齒條的中線距離齒輪坯中心為77 mm則被加工齒輪的分度圓齒厚是多大6-12 一對正常齒制的外嚙合標準斜齒圓柱齒輪z 1 = 33, z 2 = 66, m= 5 mm試問：(1)若標準中心距a = 250 mm,試求螺旋角0、分度圓直徑d和齒頂圓直徑d a；若不改變模數和齒數，能否將這對齒輪裝在中心距為255 mm的兩平行軸上。6-13 已知一對正常齒制漸開線標準斜齒圓柱齒輪a = 250 mm, z 1 =23, z2 =

13、98, g = 4 mm,試計算其螺旋角、端面模數、端面壓力角、當量齒數、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。6-14 已知一對正常齒制等頂隙收縮的漸開線標準直齒圓錐齒輪，軸交角E = 90? , zi = 17, z2 =43,m=3 mm試求兩輪的分度圓錐角、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、錐頂距、齒頂角、齒根角、頂錐 角、根錐角和當量齒數。6-15 已知蝸桿機構的參數如下：蝸桿頭數z 1 =2,蝸桿直徑系數q =8,蝸輪齒數z 2 = 46,模數m=8 mm試計算該蝸桿機構的傳動比i、中心距a及蝸桿和蝸輪的主要尺寸。第7章間歇運動機構7-1 試比較棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構及

14、凸輪間歇運動機構的特點和用途。7-2槽輪機構的運動特性系數°=表示什么意義為什么運動特性系數必須大于零而小于1五個槽的單銷槽輪機構的運動特性系數T等于多少7-3已知槽輪的槽數 z=6,撥盤的圓銷數 K=1,轉速n = 60 r/min ，求槽輪的運動時間t d和靜止時間t jo7-4 設計一槽輪機構，要求槽輪機構的運動時間等于停歇時間，試選擇槽輪的槽數和撥盤的圓銷數。7-5在六角車床上六角刀架轉位用的槽輪機構中，已知槽數z=6,槽輪的靜止時間 匕=5/6 s，槽輪的運動時間td=2 s ,求槽輪機構的運動系數T及所需的圓銷數 K第8章聯 接題圖H 58-1 試比較普通螺紋、梯形螺紋和

15、鋸齒形螺紋的特點，各舉一例說明它們的 應用。8-2 螺紋的自鎖性和效率各與哪些因素有關8-3 試計算普通螺紋 M2Q M20X的螺紋升角；并說明在靜載荷下這兩種螺 紋能否自鎖（已知摩擦因數 f =）。8-4 將承受軸向變載荷的聯接螺栓的光桿部分的直徑縮小，有什么好處8-5 如圖所示三塊板用4個M10螺栓固定，若螺栓的性能等級為，裝配時控制預緊力，接合面間的摩擦因數f =,求其允許的最大橫向拉力F。8-6 如圖所示為一拉桿螺紋聯接，已知拉桿上的拉力F為50000 N,載荷穩定，拉桿材料為 Q235鋼（對照螺栓的性能等級為），試設計此聯接。8-7凸緣聯軸器，允許傳遞的最大轉矩T為1500 N? m

16、 （靜載荷），材料為HT250。半聯軸器用4個M16校制孔螺栓聯接成一體，螺栓的性能等級為，試選取合適的螺栓長度，并校核其剪切和擠壓強度。如果改為M16mt10D的普通螺栓聯接，已知螺栓的性能等級為，接合面的摩擦因數為，安裝時不控制預緊力，試確定螺栓數。8-8 圖8-23所示為一汽缸，缸蓋和缸體用螺栓聯接。已知汽缸內氣體壓力p最大為MPa,缸蓋和缸體均為鋼制，汽缸內徑 D=180 mm=為了保證密封性要求，螺栓間距不得大于（ d為螺紋大徑），試設計此 聯接并確定螺栓分布圓直徑。8-9 受軸向載荷的緊螺栓聯接，被聯接件間采用橡膠墊片。已知螺栓預緊力Q=15000 N,軸向工作載荷Q=10000

17、N ,求螺栓所受的總拉力和被聯接件間的殘余預緊力。8-10 試為題8-7中的聯軸器選擇平鍵并校核平鍵聯接的強度。第9章螺旋傳動9-1 試確定圖9-1a所示的千斤頂的螺桿和螺母的主要尺寸。已知起重量最大為40 kN,最大舉起高度450 mm,螺木用45鋼，螺母用鑄鐵。（注意：需要校核螺桿穩定性和自鎖性）第10章齒輪傳動10-1 齒輪傳動的主要失效形式有那些設計準則如何10-2 齒寬系數的大小對齒輪傳動有何影響模數和齒數對齒輪傳動有何影響設計時應如何選取10-3 齒形系數Y與哪些因素有關兩個直齒圓柱齒輪的模數和齒數分別為m=20 mm Z1=20； m=2mm Z2=20,其齒形系數是否相等10-

18、4 根據蝸桿傳動的失效特點，設計時應如何選擇蝸桿副材料10-5 蝸桿傳動為什么要進行熱平衡計算10-6 有一直齒圓柱齒輪傳動，原設計傳遞功率P,主動軸轉速mo若其他條件不變，輪齒的工作應力也不變，當主動軸轉速提高一倍，即 n=2n1時，該齒輪傳動能傳遞的功率P'為若干10-7 有一直齒圓柱齒輪傳動，允許傳遞功率P,若通過熱處理方法提高材料的力學性能，使大小齒輪的許用接觸應力bH2、 （T H1各提高30%,試問此傳動在不改變工作條件及其他設計參數的情況下，抗疲勞點蝕允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提高百分之幾解：有一直齒圓柱齒輪傳動，允許傳遞功率P,若通過熱處理方法提高材料的力學性能，

19、使大、小齒輪的許用接觸應力bH2、 bH1各提高30%試問此傳動在不改變工作條件及其他設計參數的情況下，抗疲勞點蝕允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提高百分之幾解由公式可知，由抗疲勞點蝕允許的最大扭矩有關系:設提高后的轉矩和許用應力分別為T1' 、 bH'辱肛13a£而7；當轉速不變時，轉矩和功率可提高69%10-8 單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，小齒輪的材料為45鋼調質，大齒輪材料為 ZG310-570正火,P= 4 kW , ni=720 r/min , m=4 mm z 1 =25, z 2 =73, bi=84 mm, b 2 =78 mm,單向傳動，載荷有中等 沖

20、擊，用電動機驅動，試問這對齒輪傳動能否滿足強度要求而安全工作。解：軟齒面閉式齒輪傳動應分別驗算其接觸強度和彎曲強度。(1)許用應力查教材表11-1小齒輪45鋼調質硬度：210230HBs取220HBs大齒輪ZG270-500正火硬度： 140170HBs 取 155HBS查教材圖11-7知(rHlim1=560MPa , h Hlim2=335MPa查教材圖11-10(rFlim1=180MPa , a Flim1=130MPa查教材表11-4取SH= , SF=故:-129MPt7與 1A = sug1 s, 14(2)驗算接觸強度，驗算公式為:其中：小齒輪轉矩查教材表11-3得，載荷系數K

21、= 齒寬 b=b2=78mm中心距齒數比 u=z2/z1=73/25=31 弱 131芻乂_23 皿=S貝U： a HK a H1 , b H< b H2,能滿足接觸強度。(3)驗算彎曲強度，驗算公式:瞬產藥其中：查教材圖11-9得，齒形系數:YF1 = , YF221則:=12MKr<J力=收曰尹=12"益=1Q«取工業ml滿足彎曲強度10-9 已知閉式直齒圓柱齒輪傳動的傳動比i =, n 1=730 r/min , P=30 kW,長期雙向轉動，載荷有中等沖擊，要求結構緊湊。且Z1=27,大小齒輪都用40Cr表面淬火，試計算此單級齒輪傳動的強 度。解:硬齒面

22、閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷，設計方法是按彎曲強度設計，并驗算其齒面接觸強(1)許用彎曲應力查教材表11-1 ,大小齒輪材料 40Cr表面淬火硬度：5256HRC取54HRC查教材圖11-10得 (rFlim=320MPa ,查材料圖 11-7 得 b Hlim=1220MPa。查教材表11-4 SF= , SH=,因齒輪傳動是雙向工作，彎曲應力為對稱循環，應將極限值乘70%故 與1萬嗎 H 衛 H157 Afffe5 L2(2)按彎曲強度設計，設計公式：其中：小齒輪轉矩v切£ =$_55xlO- _=35EM66JV-查教材表11-3得，載荷系數K=取齒寬系數 。a=齒數 z2

23、=iz1= X27=,取 z2=124齒數比u=z2/z1=124/27= 應將齒形系數較大值代入公式，而齒形系數值與齒數成反比，將小齒輪的齒形系數代入設計公式，查教材圖11-9得，齒形系數YF1=取模數m=3mm(3)驗算接觸強度，驗算公式:其中：中心距+1x1x(27+124)= 236,SnH22齒寬白=丁.口=0 4.3263=*-6,取 b=90mm宜野M4e日期 V處 22&y、459=«SWFMJ滿足接觸強度10-10 說明下列幾種情況下應采用的是斜齒輪的齒數還是當量齒數:(1)計算斜齒圓柱齒輪傳動的角速比；用成型法切制斜齒輪時選盤形銃刀；計算斜齒輪的分度圓直徑

24、；齒根彎曲強度計算時查取齒形系數。解 斜齒圓柱齒輪的齒數 z與其當量齒數zv之間的關系：2 Z 三.一(1)計算傳動的角速比用齒數。(2)用成型法切制斜齒輪時用當量齒數選盤形銃刀刀號。(3)計算斜齒輪分度圓直徑用齒數。(4)計算彎曲強度時用當量齒數 查取齒形系數。10-11 兩對齒輪分別為：m=5 mm Z 1=40, z 2=158, p =8o 06' 34 及 m=10, Z 1=20, z 2=79,0 =8o 06' 34，其他條件(如材料、硬度、齒寬、轉數等)均為主動輪與主動輪，從動輪與從動輪對應相等。試問：(1)兩對齒輪的接觸疲勞強度是否相等彎曲疲勞強度是否相等若

25、傳動速度低，短時超載大，用哪一對合適若傳動速度高，用哪一對合適10-12 斜齒圓柱齒輪傳動的轉動方向及螺旋線方向如圖a所示，試分別在圖b和圖c中畫出輪1為主動時和輪2為主動時軸向力Fai及&的方向題圖10- 12解 見題11-7解圖。從題圖中可看出，齒輪 1為左旋，齒輪2為右旋。當齒輪1為主動時按左手定則判斷其軸向力；當齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力10-13 某兩級斜齒圓柱齒輪減速器，傳遞功率P = 40 kW,電機驅動，雙向轉動，載荷平穩，高速級轉速 m=1470 r/min ,齒數 z1=19, zz=63,模數 m=3 mm 螺旋角 0 =18o 53' 18&q

26、uot;,齒寬 b1=60 mmb2=55 mm小齒輪材料為20CrMnTi滲碳淬火，大齒輪材料為 20Cr滲碳淬火，試校核此高速級齒輪傳動的強度。解軟齒面閉式齒輪傳動應分別校核其接觸強度和彎曲強度O(1)許用應力查教材表11-1小齒輪40MnB調質硬度：240280HBS< 260HBs大齒輪35SiMn調質硬度：200260HBs 取 230HBS查教材圖11-7 :。Hlim=690 MPa, 。Hlim=660 MPa ;查教材圖11-10 : Flim1=240 MPa, Flim2=230 MPa ;查教材表11-4取SH=, SF=故:o240x0_7X。、2aMp2辱1.

27、42301.4(2)驗算接觸強度，其校核公式:其中：小齒輪轉矩工=9步5句口，=史蘇花10方衛 =1眼內(？川-> It,1470載荷系數K=查教材表11-3得齒寬 b=b2=80 mm中心距齒數比u=z2/z1=107/21 =則:加 V IQjcKMr x5.1滿足接觸強度(3)驗算彎曲強度，校核公式:小齒輪當量齒數大齒輪當量齒數21=23.72107= 120 <12查教材圖11-9得 齒形系數YF1 =、YF2=izy, 3s?:j m0ioJ277xbs1 眄7w-y-2i=上門尹=SSJ=43AMKn £13滿足彎曲強度。10-14 已知單級閉式斜齒圓柱齒輪傳

28、動，P=10 kW ni=1210 r/min , i =,電機驅動，雙向傳動，載荷有中等沖擊，設小齒輪用45Mn即質，大齒輪用45鋼調質，z1=21,試計算此單級齒輪傳動。解 軟齒面閉式齒輪傳動應按接觸強度設計，然后驗算其彎曲強度：(1)許用應力查教材表11-1小齒輪40MnB調質硬度：240280HBS< 260HBs大齒輪45鋼調質硬度：210230HBs 取 220HBS查教材圖11-7 :。Hlim=690 MPa, 。Hlim=555 MPa ;查教材圖11-10 :(rFlim1=240 MPa, aFlim2=180 MPa ;查教材表11-4 取SH= SF=,故:1

29、= 5 n =627MPer1 / 1.1x0_7-1201/Pff與 IA = «XO7=xOLT-TOAfPcr £A(2)按接觸強度設計，其設計公式:其中：小齒輪轉矩pinr =5,55101-255 id 口 上_川 TM的1210查教材表11-3得載荷系數K=,齒寬系數，取。a=中心距X C21+im)=20Q一齒數比u=i=將許用應力較小者b H= b H2=505 MPa代入設計公式，則:LSxVJSbclC*Q3x43取中心距a=170 mm初選螺旋角0 =14°大齒輪齒數z2=iz1= X 21=,取 z2=90齒數比:u=z2/z1=90/21

30、 =模數=2.972 tfen印 3 乂1 xeotE14n 人.馬+號 21+90取 mn=3 mm螺旋角“(駕*胃)3*(21+90)B= «=eas_= = -Ems = lla30'1a2x170(3)驗算其彎曲強度，校核公式：叵j小齒輪當量齒數z = 瑪 = 甩 =2233遍11哂*大齒輪當量齒數%=_?一 = _一 = 95.1溫,Gall1查教材圖11-9得齒形系數YF1=, YF2=、b=。aa=x 170=51 mm¥1 T»總=*三上 =nnl滿足彎曲強度。10-15 斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，試問：(1)低速級斜齒輪的螺旋

31、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； 低速級螺旋角0應取多大值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。解(1)要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經方向應與齒輪 2的旋向同為左旋，斜齒輪 4的旋向應與齒輪3的旋向相反，為右旋。(2)由題圖可知： mn2=3 mm、z2=52、0 2=15° 、mn3=5 mm、z3=17分度圓直徑d=mnz/cos 0軸向力同考向Ad 3H/要使軸向力互相抵消，則：Fa2=Fa3即j, 5x173x5110-16 一對閉式直齒圓錐齒輪傳動，已知 2 = 6 i + S 2 =90o , i = , zi=16, P=

32、 kW ni = 840 r/min ,用電動機驅動，單向轉動，載荷有中等沖擊。要求結構緊湊，故大小齒輪的材料均選40Cr表面淬火，試計算此傳動。解硬齒面閉式齒輪傳動應按彎曲強度設計，然后驗算其接觸強度。 (1)許用應力查教材表11-1齒輪40Cr表面淬火硬度：5256HRO 54HRC查教材圖11-7 :(rHlim=1220 MPa查教材圖11-10 :b Flim=320 MPa查教材表11-4 取SH=, SF=故:2)按彎曲強度設計，其設計公式:其中：小齒輪轉矩r =5,»X1O, £= 9j»xl0*國J說TO查教材表11-3得載荷系數K=,齒寬系數，

33、取。R= 大齒輪齒數z2=iz1= X =,取 z2=43齒數比:u=z2/z1=43/16=分度圓錐角E = cpTcfjj =- = 2nL41 町fi Lffl瓦=見嘰4=or- ro.4r=的小齒輪當量齒數ensJ(”一 = 17.1大齒輪當量齒數查教材圖11-9得、齒形系數YF1=, YF2=則平均模數:大端模數2JC3_51ec取 me=4 mm(3)校核其接觸強度，驗算公式:里一 olh1 丁一iT其中：分度圓直徑d 1=mz1=4X 16=64 mmd 2=mz2=4X 43=172 mm錐距齒寬b=巾R=x = mm取 b=28 mma _ 熱5 性而_335前喉蠡筋% -

34、4.-CJ5& VH 9L*-Q59 V g2_e»則:=1DGU 生眄J滿足接觸強度。=25, 2=60;3的螺旋角10-17 已知直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器布置如圖。錐齒輪m=5 mm b=50 mm斜齒輪m=6 mm zi=21, z2=84o欲使軸口上的軸向力在軸承上的作用完全抵消，求斜齒輪 0 3的大小和旋向。解（1）圓錐齒輪2的相關參數分度圓直徑d2=mez2=5 X 60=300 mm分度圓錐角S 2=arctanz2/z1=arctan60/25=平均直徑軸向力c_ _&am, p;nb, sp;(2)斜齒輪3相關參數分度圓直徑小馬 6x21 _ 1

35、26&nb, sp;CDS#QOS戶軸向力(3)相互關系因 Fa2=Fa3 得:254(4)由題圖可知，圓錐齒輪 2的軸向力Fa2指向大端，方向向下；斜齒輪 3的軸向力Fa3方向指向上，轉動方向與錐齒輪 2同向，箭頭指向右。齒輪 3又是主動齒輪，根據左右手定則判斷，其符 合右手定則，故斜齒輪 3為右旋。10-18 如圖所示蝸桿傳動，蝸桿主動，已知T i = 20 N?3 m= 4 mn z 1 = 2, d 1 = 50 mm,蝸輪齒數z 2=50,傳動的嚙合效率 刀=o試確定:(1)蝸輪的轉向；蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向如圖10-w10-19 如圖所示為蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動組合

36、。已知輸出軸上的錐齒輪 Z4的轉向n4o欲使中間軸上的軸向力能部分抵消，試確定：(1)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。愿圖10-18霆瑁10-1910-20 試設計一蝸桿傳動。已知電動機功率Pi=7 kW轉速m =1440 r/min ,蝸輪軸轉速為n 2=80 r/min ,載荷平穩，單向傳動。蝸輪材料選錫青銅ZCuSn10P1砂型；蝸桿選用40Cr,表面淬火。10-21某蝸桿減速器輸入功率 P1=3 kW Z1=2,箱體散熱面積為1 m2,通風條件較好，室溫 20C, 試驗算油溫是否滿足使用要求。第11章輪系11-1 在圖示的輪系中，已知 z 1=15,

37、 z 2=25, z 2 =15, z 3=30, z 3 =15, z 4=30, z4 =2, Z5=60, z =20 ( m= 4 mm),若n 1=500 r/min ,求齒條6線速度v的大小和方向11-2 圖示為一滾齒機工作臺的傳動系統，已知各輪齒數為z 1=15, z 2=28, z 3=15, z 4=35, Z8=1, z9=40; A為單線滾刀za=1 , B為被切輪坯。現欲加工 64個齒的齒輪，求傳動比i 57。11-3圖示輪系中，各輪齒數為z1=z2=z3 =z4=20, z3=z5 =60,模數均為 m=2 mm,求(1)傳動比i 15；齒輪1、2及齒輪2、3的中心距

38、a 12 , a 2311-4 圖示輪系中，蝸桿 1是單線右旋，轉速 n 1=1000 r/min , z 2=50, z 2- = z 3 =20, z 4=60,求輸出軸轉速n h題圖11-411-5 在圖示馬鈴薯挖掘機構中，齒輪 4固定不動，挖叉固連在齒輪 3上。挖薯時，十字架1回轉,挖叉始終保持一定的方向，齒輪1、2、3的齒數分別為zi、z2、z 3,問各輪齒數有何關系11-6圖小輪系中，已知 z 1=22, z 3=88, z 3, =z 5O試求傳動比i 1511-7 在圖示行星齒輪減速器中，已知 zi=Z2=17, z 3=51o當手柄轉過90?時，轉盤H轉過多少度11-8 在圖

39、示圓錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪齒數Z1=20, Z2=30, Z2 =50, Z3 = 80,輪1的轉速n 1=50 r/min ,試求n h的大小和方向。11-9 求圖示輪系的傳動比 i 14。已知 Zi= Z 2 =25, z 2 =Z 3=20, z h =100, z 4 =2011-10 已知 Z1=17, z 2=20, z 3=85, Z4 =18, Z5=24, z 6 =21, z 7 =63,求:(1)當 n 1=10001 r/min , n 4=10000 r/min 時，np =當n 1 = n 4時，nP= 當 n 1=10000 r/min , n 4=10

40、001 r/min 時，nP=11-11 在圖示輪系中，已知 Z 1= Z 4=40, Z 2 = Z5 =30 , Z3 =Z 6 =100,求 i 1Ho11-12 圖示輪系中，已知 z 1 = z 3=16, z 2 =32 , z 4=80, z 5 =42, z 6 =z 7 =14, z 8 =46,求 i 18迪圖11 11題圖11-12第12章帶傳動12-1為什么在帶傳動中彈性滑動不可避免12-2 V帶傳動的最大有效拉力 F*與哪些因素有關12-3簡述造成帶傳動傳動比不能保持恒定的原因。12-4 有一帶式輸送裝置，其異步電動機和齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機功率 P=8

41、kW,轉速n1 = 960 r/min ,減速器輸入軸的轉速 n? =360 r/min ,允許誤差為± 5%運輸裝置工作時有輕度沖擊， 兩班制工作，試設計此帶傳動。12-5 一普通V帶傳動，帶的型號為 B型，傳遞的功率 P=9 kW,帶速v = 11 m/s ,帶與帶輪間的摩 擦因數f =，帶在小輪上的包角 “1=170°。試求：（1）傳遞的圓周力；（2）緊邊、松邊拉力；（3）離心力 在帶中引起的拉力；（4）所需的初拉力；（5）壓軸力。12-6 計算習題12-5的帶傳動中的各種應力以及最大應力。第13章鏈傳動13-1 鏈傳動有那些特點，適用那些場合13-2 鏈傳動中小鏈輪

42、齒數 Z1不能過少，大鏈輪齒數 Z2不能過多，其原因是什么13-3 分析鏈傳動工作時動載荷的大小與那些因素有關。13-4 用P= kW, n1=1450 r/min的電動機，通過鏈傳動驅動一液體攪拌機，載荷平穩，傳動比 i =3, 試設計此鏈傳動。13-5 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= kW,主動鏈輪的轉速n1= 960 r/min，傳動比i =,工作情況系數 E=,中心距ai< 650 mm （可以調節）第14章軸14-1 軸按承載性質的不同可分為哪三種14-2 軸最常用的材料是什么如果優質碳素鋼的軸剛度不足，改用合金鋼能否解決問題14-3 零件在軸上軸向固

43、定的常見方法有哪些各有何特點14-4 圖中I、口、W、IV軸是心軸、轉軸、還是傳動軸14-5已知一傳動軸傳遞的功率為37 kW轉速n= 900 r/min ,如果軸上的扭切應力不許超過40 MPa試求該軸的直徑14-6 已知一傳動軸直徑d = 32 mm,轉速n = 1725 r/min ,如果軸上的扭切應力不許超過50 MPa問該軸能傳遞多大功率14-7 圖示的轉軸，直徑d = 70 mm, a = 320 mm ,傳遞的轉矩 T = 2350 N ? m, F = 9200 N。若軸的許用彎曲應力化=80 MPa ,求長度x的大小。14-8 已知一單級直齒圓柱齒輪減速器， 用電動機直接拖動

44、，電動機功率P = 22 kW轉速仆= 1470 r/min , 齒輪的模數 m= 4 mm齒數z 1=18, z 2 = 82,若支承間跨距l = 180 mm（齒輪位于跨距中央）,軸的材料 用45號鋼調質，試計算輸出軸危險截面處的直徑 d。14-9 圖示二級圓柱齒輪減速器。已知高速級傳動比i12 =，低速級傳動比i 34= 4。若不計輪齒嚙合及軸承摩擦的功率損失，試計算三根軸傳遞轉矩之比，并按扭轉強度估算三根軸的軸徑之比。14-10 設計圖示直齒圓柱齒輪減速器的輸出軸。已知該軸傳遞的功率P=11 kW,轉速n=225 r/min ,從動齒輪的齒數Z2 =72,模數m=4 mm輪轂寬度l h

45、=70 mm選用直徑系列為 2的深溝球軸承，兩軸承中心間距離為130 mm題圖 14 - 914-1014-11 一鋼制等直徑直軸，只傳遞轉矩T= 4000 N? m許用切應力=50 MPa長度為1800 mm要求軸每米長的扭轉角4不超過？。試求該軸的直徑。14-12 與直徑 75 mm實心軸等扭轉強度的空心軸，其外徑do = 85 mm,設兩軸材料相同，試求該空心軸的內徑d，和減輕重量的百分率。14-13 圖示為某減速器輸出軸的裝配結構圖，指出圖中1、2、3、4處結構錯誤，并繪制正確的結構草圖。134鵬圖14-13第15章軸 承15-1 滑動軸承的摩擦狀態有幾種各有什么特點15-2 滑動軸承

46、有哪些類型滑動軸承的結構型式有哪幾種各適用在何種場合15-3 對軸瓦軸承襯的材料有哪些基本要求15-4 滾動軸承類型選擇的基本原則有哪些15-5角接觸軸承的內部軸向力是如何產生的，其方向如何判斷大小如何計算角接觸軸承為何通常成對使用6208N208/P6 7207C 30209/P515-7 有一非液體摩擦徑向滑動軸承，已知軸頸直徑為100 mm軸瓦寬度為100 mm軸的車t速為1200 r/min ,軸承材料為ZCuSn10P1試問它允許承受多大的徑向載荷Fr =25000 N,軸頸直徑 d=90 mm15-8已知某支承采用非液體摩擦徑向滑動軸承，軸承所受徑向載荷軸的轉速為n = r/min

47、 ,材料為ZCuZn38Mn2Pb2試設計此滑動軸承。15-9已知下列軸承承受的徑向載荷Fr和軸向載荷Fa,試計算當量動載荷。(1)N207軸承,Fr =3553 NFa=0；(2)6215軸承,Fr =6500 NFa=1100 N;(3)30313軸承,Fr =8700 NFa=5310 No15-10某機械傳動裝置中，已知軸承型號是6312,軸承所受徑向載荷 R=5400 N,軸向載荷Fa=2600 N,軸的轉速n=1250 r/min ,運轉中有輕微沖擊，預期壽命Lh=5000 h ,工作溫度t <100C。問該軸承是否適用15-11 根據工作條件，某機械傳動裝置中，軸的兩端各采

48、用一個深溝球軸承，軸徑d =35 mm,轉速n=2000 r/min ,每個軸承承受徑向載荷F=2000 N,常溫下工作，載荷平穩，預期壽命Lh=8000 h ,試選軸承型號。15-12 根據工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如圖所示。已知兩個軸承的載荷分別為Fr1 =1470 N, Fr2 =2650 N,外加軸向載荷 K=1000 N,軸頸直徑d =40 mm 轉速n=5000 r/min ,常溫下運轉，有中等沖擊，預期壽命Lh=2000 h ,試選軸承型號。15-13 根據工作條件,初步決定在軸的兩端選用兩個角接觸球軸承7207AC,如圖所示，軸頸直徑d=35mm工作中有中

49、等沖擊，轉速n =1800 r/min ,已知 Fn =3390 N,已=1040 N,軸向載荷(=870 N,試計算其工作壽命。題圖15-13理隆15-12第16章聯軸器、離合器和制動器16-1聯軸器和離合器的主要功用是什么有何異同16-2 常用的聯軸器和離合器有哪些主要類型各具有什么特點16-3剛性凸緣式聯軸器如何對中16-4 萬向聯軸器有何特點雙萬向聯軸器安裝時應注意什么問題16-5離合器應滿足哪些基本要求d 1= 42 mm,減速器傳動比16-6 電動機與減速器之間用聯軸器相聯， 載荷平穩，電動機功 率P=15 KW 轉速n =960 r/min ,兩外伸軸徑 d均為35 mm,長度為 70 mnt試選擇聯軸器。16-7試選擇圖示的蝸桿蝸輪減速器與電動機及卷筒之間的聯軸器。已知電動機的功率 P1 = KW,轉速n=970 r/min ,電動機軸直徑 i =30,傳動效率 刀=,輸出軸直徑d = 60 mm,工作機為輕型起重機第17章機械的平衡與調速17-1某汽輪機轉子質量為1000 kg,由于材質不均及葉片安裝誤差使質心偏離回轉軸線mm,當該轉子以5000 r/min的轉速轉動時，其離心慣性力有多大是自重的幾倍17-2 圖示盤形回轉件上有兩個偏心質量。已知m【=8 kg , m2 = 4 kg ,產80 mm,2 = 110 mm,設所有不