(完整版)機械設計-機械傳動部分習題答案

1、機械設計 -機械傳動部分習題答案一、填空：1、齒輪齒面失效形式有齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合、塑性變形；2、斜齒圓柱齒輪傳動其兩傳動軸的位置相互平行 。直齒圓錐齒輪傳動其兩傳動軸的位置相互垂直。3、一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是模數(shù)相等 、 壓力角相等 。4、標準齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)為17 。5、帶傳動正常工作時不能保證準確的傳動比，是因為_彈性滑動 _。6、帶傳動的型號是根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速選定的。7、閉式軟齒面齒輪傳動一般按齒面接觸疲勞強度進行設計計算， 確定的參數(shù)是分度圓直徑 ；閉式硬齒面齒輪傳動一般按齒根彎曲強度進行設計計算， 確定的參數(shù)是模數(shù)。8、一對漸開線標準直

2、齒圓柱齒輪的連續(xù)傳動條件是重合度大于 1 。9、漸開線齒輪的五個基本參數(shù)是齒數(shù)、模數(shù) 、 壓力角、 齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。10、我國規(guī)定齒輪標準壓力角為20度；模數(shù)的單位是mm。11、在相同張緊力條件下， V 帶傳動的承載能力比平帶傳動的承載能力大 。12、普通 V 帶傳動的主要失效形式有：帶在小帶輪上打滑和帶發(fā)生疲勞斷裂破壞。13、 V 帶傳動工作時，傳動帶受有拉 應力、離心應力和彎曲 應力、三種應力疊加后，最大應力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處。14 當帶有打滑趨勢時，帶傳動的有效拉力達到最大值，而帶傳動的最大有效拉力決定于包角、 摩擦因數(shù)、 張緊力和帶速四個因素。15. 帶傳動的最大有效拉力隨預

3、緊力的增大而增大 ，隨包角的增大而增大，隨摩擦因數(shù)的增大而增大，隨帶速的增加而減小。16. 帶內(nèi)產(chǎn)生的瞬時最大應力由緊邊拉應力 和 小帶輪處彎曲應力兩種應力組成。17. 在正常情況下， 彈性滑動只發(fā)生在帶 離開 主、從動輪時的那一部分接觸弧上。在設計 V 帶傳動時，為了提高 V 帶的壽命，宜選取 較大 的小帶輪直徑。 18.19. 常見的帶傳動的張緊裝置有定期張緊裝置；自動張緊裝置；采用張緊輪的張緊裝置等幾種。20. 在帶傳動中，彈性滑動是不可 避免的，打滑是可以 避免的。21. 帶傳動工作時，若主動輪的圓周速度為v1 ，從動輪的圓周速度為v2 ，帶的線速度為 v ，則它們的關系為v1v ，v

4、2v 。22. V 帶傳動是靠帶與帶輪接觸面間的摩擦力工作的。 V 帶的工作面是兩側(cè)面。23. 當中心距不能調(diào)節(jié)時， 可采用張緊輪將帶張緊， 張緊輪一般應放在 松邊 的內(nèi)側(cè)，這樣可以使帶只受單向彎曲。為避免過分影響小帶輪上的包角，張緊輪應盡量靠近大 帶輪。24.V 帶傳動比不恒定主要是由于存在彈性滑動。25.V 帶傳動限制帶速v 25 30 m s 的目的是為了避免 v 過大，使離心力過大，而 v 過小，使受力增大， 造成帶根數(shù)過多；限制帶在小帶輪上的包角1 120的目的是增大摩擦力，提高承載能力。26.為了使 V 帶與帶輪輪槽更好地接觸，輪槽楔角應小 于帶截面的楔角，隨著帶輪直徑減小，角度的

5、差值越大。27.在傳動比不變的條件下，V 帶傳動的中心距增大，則小輪的包角增大，因而承載能力可提高。28. 帶傳動限制小帶輪直徑不能太小，是為了防止彎曲應力過大。若小帶輪直徑太大，則導致整體結(jié)構尺寸過大。29.閉式軟齒面（硬度350 HBS）齒輪傳動中，齒面疲勞點蝕通常出現(xiàn)在齒面節(jié)線附近的齒根部分，其原因是該處：單對齒嚙合時H大； 相對滑動速度低，不易形成油膜；油擠入裂紋使裂紋受力擴張.49.高速重載齒輪傳動，當潤滑不良時最可能出現(xiàn)的失效形式是齒面膠合。30 在直齒圓柱齒輪強度計算中，當齒面接觸強度已足夠，而齒根彎曲強度不足時，可采用下列措施：中心距不變，增大模數(shù)，減小齒數(shù)；增大壓力角；采用正

6、變位來提高彎曲強度。31.在閉式軟齒面齒輪傳動中，通常首先發(fā)生齒面疲勞點蝕破壞，故應按接觸疲勞強度進行設計。但當齒面硬度350HBS 時，則易出現(xiàn)輪齒彎曲疲勞折斷破壞，應按彎曲疲勞強度進行設計。32.在斜齒圓柱齒輪設計中，應取法面模數(shù)為標準值；而直齒錐齒輪設計中，應取大端模數(shù)為標準值。33 閉式蝸桿傳動的功率損耗，一般包括：、和三部分。34.阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面相當于與相嚙合。因此蝸桿的模數(shù)應與蝸輪的模數(shù)相等。35 為了提高蝸桿傳動的效率，應選用頭蝸桿；為了滿足自鎖要求，應選z1 =36 為了蝸桿傳動能自鎖，應選用頭蝸桿；為了提高蝸桿的剛度，應采用的直徑系數(shù) q。37 有一普通圓柱蝸桿

7、傳動，已知蝸桿頭數(shù)z1 =2，蝸桿直徑系數(shù)q=8, 蝸輪齒數(shù) z2 =37, 模數(shù)m=8mm，則蝸桿分度圓直徑 d1 =mm；蝸輪分度圓直徑d2 =mm；傳動中心距 amm ；傳動比 i =；蝸輪分度圓上螺旋角2 =。38在進行蝸桿傳動設計時，通常蝸輪齒數(shù)z2 26 是為了； z2 80(100) 是為了。二、選擇：1. 帶傳動是依靠來傳遞運動和功率的。A. 帶與帶輪接觸面之間的正壓力B. 帶與帶輪接觸面之間的摩擦力C. 帶的緊邊拉力D. 帶的松邊拉力2.帶張緊的目的是。A. 減輕帶的彈性滑動B. 提高帶的壽命C. 改變帶的運動方向D. 使帶具有一定的初拉力3.與鏈傳動相比較，帶傳動的優(yōu)點是。

8、A. 工作平穩(wěn)，基本無噪聲B. 承載能力大C. 傳動效率高D. 使用壽命長4.與平帶傳動相比較， V 帶傳動的優(yōu)點是。A. 傳動效率高B. 帶的壽命長C. 帶的價格便宜D. 承載能力大5. 選取 V 帶型號，主要取決于。A. 帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速B. 帶的線速度C. 帶的緊邊拉力D. 帶的松邊拉力6. V 帶傳動中，小帶輪直徑的選取取決于。A. 傳動比B. 帶的線速度C. 帶的型號D. 帶傳遞的功率7. 中心距一定的帶傳動，小帶輪上包角的大小主要由決定。A. 小帶輪直徑B. 大帶輪直徑C. 兩帶輪直徑之和8. 兩帶輪直徑一定時，減小中心距將引起。A. 帶的彈性滑動加劇B. 帶傳動效率降低C

9、. 帶工作噪聲增大D. 小帶輪上的包角減小9. 帶傳動的中心距過大時，會導致。A. 帶的壽命縮短B. 帶的彈性滑動加劇C. 帶的工作噪聲增大D. 帶在工作時出現(xiàn)顫動10. 若忽略離心力影響時，剛開始打滑前，帶傳動傳遞的極限有效拉力之間的關系為。D. 兩帶輪直徑之差F elim 與初拉力 F0A.Felim2F0 e fv/(efv1)B. Felim2F0(efv1) /(e fv1)C. Felim2F0(efv1) /(e fv1)D. Felim2F0 (e fv1) / e fv11. 設計 V 帶傳動時，為防止，應限制小帶輪的最小直徑。A. 帶內(nèi)的彎曲應力過大B. 小帶輪上的包角過小

10、C. 帶的離心力過大D. 帶的長度過長12. 一定型號V 帶內(nèi)彎曲應力的大小，與成反比關系。A. 帶的線速度B. 帶輪的直徑C. 帶輪上的包角D. 傳動比13. 一定型號V 帶中的離心拉應力，與帶線速度。A. 的平方成正比B. 的平方成反比C. 成正比14. 帶傳動在工作時，假定小帶輪為主動輪，則帶內(nèi)應力的最大值發(fā)生在帶A. 進人大帶輪處B. 緊邊進入小帶輪處D. 成反比。C. 離開大帶輪處D. 離開小帶輪處15. 帶傳動在工作中產(chǎn)生彈性滑動的原因是A. 帶與帶輪之間的摩擦因數(shù)較小C. 帶的彈性與緊邊和松邊存在拉力差。B. 帶繞過帶輪產(chǎn)生了離心力D. 帶傳遞的中心距大16. 帶傳動不能保證準確

11、的傳動比，其原因是。A. 帶容易變形和磨損B. 帶在帶輪上出現(xiàn)打滑C. 帶傳動工作時發(fā)生彈性滑動D. 帶的彈性變形不符合虎克定律17. 一定型號的V 帶傳動，當小帶輪轉(zhuǎn)速一定時，其所能傳遞的功率增量，取決于A. 小帶輪上的包角B. 帶的線速度C. 傳動比D. 大帶輪上的包角18. 與 V 帶傳動相比較，同步帶傳動的突出優(yōu)點是。A. 傳遞功率大B. 傳動比準確C. 傳動效率高D. 帶的制造成本低。19. 帶輪是采用輪輻式、腹板式或?qū)嵭氖剑饕Q于。A. 帶的橫截面尺寸B. 傳遞的功率C. 帶輪的線速度D.20. 當摩擦因數(shù)與初拉力一定時，則帶傳動在打滑前所能傳遞的最大有效拉力隨帶輪的直徑的增大

12、而增大。A. 帶輪的寬度B. 小帶輪上的包角C. 大帶輪上的包角D. 帶的線速度21. 帶傳動工作時松邊帶速 _緊邊帶速。A. 小于B. 大于C. 等于D. 可能大于、小于或等于21 一般開式齒輪傳動的主要失效形式是。A. 齒面膠合B.齒面疲勞點蝕C.齒面磨損或輪齒疲勞折斷D.輪齒塑性變形22.高速重載齒輪傳動，當潤滑不良時，最可能出現(xiàn)的失效形式是。A. 齒面膠合B.齒面疲勞點蝕C.齒面磨損D.輪齒疲勞折斷23 對于硬度 350HBS的閉式齒輪傳動，設計時一般。A. 先按接觸強度計算B.先按彎曲強度計算C.先按磨損條件計算D. 先按膠合條件計算24. 設計一對減速軟齒面齒輪傳動時，從等強度要求

13、出發(fā)，大、小齒輪的硬度選擇時，應使。A. 兩者硬度相等B.小齒輪硬度高于大齒輪硬度C. 大齒輪硬度高于小齒輪硬度D.小齒輪采用硬齒面，大齒輪采用軟齒面25.一對標準漸開線圓柱齒輪要正確嚙合，它們的必須相等。A. 直徑 dB.模數(shù) m C.齒寬 bD.齒數(shù) z26.某齒輪箱中一對45 鋼調(diào)質(zhì)齒輪，經(jīng)常發(fā)生齒面點蝕，修配更換時可用代替。A. 40Cr 調(diào)質(zhì) B.適當增大模數(shù) mC. 仍可用 45 鋼，改為齒面高頻淬火D.改用鑄鋼 ZG310-57027.設計閉式軟齒面直齒輪傳動時，選擇齒數(shù)Z1，的原則是。A. Z l 越多越好B. Z l 越少越好C. Z1 17，不產(chǎn)生根切即可D. 在保證輪齒有

14、足夠的抗彎疲勞強度的前提下，齒數(shù)選多些有利28.輪齒的彎曲強度，當，則齒根彎曲強度增大。A. 模數(shù)不變，增多齒數(shù)時B.模數(shù)不變，增大中心距時C. 模數(shù)不變，增大直徑時D.齒數(shù)不變，增大模數(shù)時29.為了提高齒輪傳動的接觸強度，可采取的方法。A. 采用閉式傳動B.增大傳動中心距C.減少齒數(shù)D.增大模數(shù)30. 圓柱齒輪傳動中，當齒輪的直徑一定時，減小齒輪的模數(shù)、增加齒輪的齒數(shù)，則可以。A. 提高齒輪的彎曲強度B.提高齒面的接觸強度C. 改善齒輪傳動的平穩(wěn)性D.減少齒輪的塑性變形31.輪齒彎曲強度計算中的齒形系數(shù)YFa與無關。A. 齒數(shù) z1B.變位系數(shù)xC.模數(shù) mD.32 標準直齒圓柱齒輪傳動的彎

15、曲疲勞強度計算中，齒形系數(shù)斜齒輪的螺旋角YFa 只取決于。A. 模數(shù)mB.齒數(shù)ZC.分度圓直徑dD.齒寬系數(shù)d33.一對圓柱齒輪，通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪寬一些，其主要原因是。A. 使傳動平穩(wěn)B.提高傳動效率C.提高齒面接觸強度D.便于安裝，保證接觸線長度34 下列的措施，可以降低齒輪傳動的齒面載荷分布系數(shù)K 。A. 降低齒面粗糙度B.提高軸系剛度C.增加齒輪寬度D.增大端面重合度35 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)z 與模數(shù) mn 不變，若增大螺旋角，則分度圓直徑d1A. 增大B.減小C.不變D.不一定增大或減小。36對于齒面硬度350 HBS 的齒輪傳動，當大、小齒輪均采用處理方式為。A. 小齒

16、輪淬火， 大齒輪調(diào)質(zhì)B.小齒輪淬火， 大齒輪正火45 鋼，一般采取的熱C.小齒輪調(diào)質(zhì)， 大齒輪正火D.小齒輪正火，大齒輪調(diào)質(zhì)37.一對圓柱齒輪傳動中，當齒面產(chǎn)生疲勞點蝕時，通常發(fā)生在。A. 靠近齒頂處B.靠近齒根處C.靠近節(jié)線的齒頂部分D.靠近節(jié)線的齒根部分38 錐齒輪的接觸疲勞強度按當量圓柱齒輪的公式進行計算，這個當量圓柱齒輪的齒數(shù)、模數(shù)是錐齒輪的 _ 。A. 實際齒數(shù)，大端模數(shù)B. 當量齒數(shù)，平均模數(shù)C. 當量齒數(shù)，大端模數(shù)D. 實際齒數(shù)，平均模數(shù)39 一對減速齒輪傳動中，若保持分度圓直徑d1 不變，而減少齒數(shù)和增大模數(shù)，其齒面接觸應力將。A. 增大B.減小C.保持不變D.略有減小40 阿

17、基米德圓柱蝸桿與蝸輪傳動的模數(shù)，應符合標準值。A. 法面B.端面C.中間平面41.蝸桿直徑系數(shù)q。 A.q=dl / mB.q=dl m C. q=a/ dlD.q=a/ m42.在蝸桿傳動中，當其他條件相同時，增加蝸桿直徑系數(shù)q，將使傳動效率。A.提高B.減小C.不變D.增大也可能減小43.在蝸桿傳動中，當其他條件相同時，增加蝸桿頭數(shù)z1 ，則傳動效率。A.提高B.降低C.不變D.提高，也可能降低44 提高蝸桿傳動效率的最有效的方法是。A. 增大模數(shù)mB.增加蝸桿頭數(shù)z1C.增大直徑系數(shù)qD.減小直徑系數(shù)q45.閉式蝸桿傳動的主要失效形式是A.蝸桿斷裂B.。蝸輪輪齒折斷C.磨粒磨損D.膠合、

18、疲勞點蝕三、問答：1. 常見的齒輪傳動失效有哪些形式？答：齒輪的常見失效為：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合、塑性變形等。2. 在不改變材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力？答：可采取如下措施： 1) 減小齒根應力集中 ;2) 增大軸及支承剛度 ;3) 采用適當?shù)臒崽幚矸椒ㄌ岣啐X芯的韌性 ;4) 對齒根表層進行強化處理。3. 為什么齒面點蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上？答：當輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時，由于相對滑動速度低形成油膜的條件差，潤滑不良，摩擦力較大，特別是直齒輪傳動，通常這時只有一對齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上。4. 在開式齒輪傳動

19、中，為什么一般不出現(xiàn)點蝕破壞？答：開式齒輪傳動，由于齒面磨損較快，很少出現(xiàn)點蝕。5. 如何提高齒面抗點蝕的能力？答：可采取如下措施：1) 提高齒面硬度和降低表面粗糙度位系數(shù)和 , 以增大綜合曲率半徑;3) 采用粘度高的潤滑油;4);2) 在許用范圍內(nèi)采用大的變減小動載荷。6. 什么情況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？如何提高齒面抗膠合能力？答：高速重載或低速重載的齒輪傳動易發(fā)生膠合失效。措施為： 1) 采用角度變位以降低嚙合開始和終了時的滑動系數(shù);2)減小模數(shù)和齒高以降低滑動速度;3) 采用極壓潤滑油 ;4) 采用抗校核性能好的齒輪副材料;5)使大小齒輪保持硬度差;6) 提高齒面硬度降低表面粗糙度

20、。7. 閉式齒輪傳動與開式齒輪傳動的失效形式和設計準則有何不同？答：閉式齒輪傳動：主要失效形式為齒面點蝕、輪齒折斷和膠合。目前一般只進行接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算。 開式齒輪傳動： 主要失效形式為輪齒折斷和齒面磨損， 磨損尚無完善的計算方法， 故目前只進行彎曲疲勞強度計算， 用適當增大模數(shù)的辦法考慮磨損的影響。8 在直齒輪和斜齒輪傳動中，為什么常將小齒輪設計得比大齒輪寬一些？答：其目的是防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導致嚙合寬度減小而增大輪齒的工作載荷。9. 齒輪傳動的常用潤滑方式有哪些？潤滑方式的選擇主要取決于什么因素？答：齒輪的常用潤滑方式有：人工定期加油、浸油潤滑和噴油潤滑。潤

21、滑方式的選擇主要取決于齒輪圓周速度的大小。10. 斜齒圓住齒輪傳動中螺旋角 太小或太大會怎樣，應怎樣取值？答：螺旋角太小， 沒發(fā)揮斜齒圓柱齒輪傳動與直齒圓住齒輪傳動相對優(yōu)越性，即傳動平穩(wěn)和承載能力大。螺旋角越大，齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力越高。但值太大，會引起軸向力太大，大了軸和軸承的載荷。故值選取要適當。通常要求在 8 25范圍內(nèi)選取。11 蝸桿分度圓直徑規(guī)定為標準值的目的是什么？答：為了減少蝸輪刀具數(shù)目，有利于刀具標準化。12 阿基米德蝸桿與蝸輪正確嚙合的條件是什么？答： 1）蝸桿的軸向模數(shù)ma1=蝸輪的端面模數(shù) mt2 且等于標準模數(shù)； 2）桿的軸向壓力角 a1=蝸輪的端面壓力角t2 且

22、等于標準壓力角； 3）蝸桿的導程角=蝸輪的螺旋角且均可用 表示，蝸輪與蝸輪的螺旋線方向相同。四、分析計算：1、已知單根普通V 帶能傳遞的最大功率P = 6 kW，主動帶輪基準直徑d1 = 100 mm ，轉(zhuǎn)速為n1 = 1460 r/min ，主動帶輪上的包角1 = 150，帶與帶輪之間的當量摩擦因數(shù)f v = 0.51。試求帶的緊邊拉力 F1 ，松邊拉力 F2，預緊力 F0 及最大有效圓周力Fe （不考慮離心力） 。解：（ 1）因為 P(F1F2 )v / 1 000 ，所以( F1F2 )v 6 000（ 1）其中：vd1 n1 /(601 000) 3.14 100 1 460/(601

23、000) m/s= 7.64 m/s根據(jù)歐拉公式F1/F2e fve0.51 5 / 63.8（2）聯(lián)立求解式（1）與式（ 2），可得F11 065.8 N, F2280.5 N（ 2）因為 F1F22F0 ，所以F0673.2 NFe F1 F2 1 065.8 N - 280.5 N785.3 N2、B 型 V 帶傳動中， 已知：主動帶輪基準直徑d =180mm ，從動帶輪基準直徑 d =180mm ，12兩輪的中心距 =630mm ，主動帶輪轉(zhuǎn)速 n1 =1450 r/min ，能傳遞的最大功率P=10kW。試求：V 帶中各應力，并畫出各應力1 、2、b1、b2 及c 的分布圖。附： V

24、 帶的彈性模量E=130200MPa； V 帶的質(zhì)量 q=0.8kg/m ；帶與帶輪間的當量摩擦因數(shù) fv=0.51； B 型帶的截面積A=138mm2 ；B 型帶的高度 h=10.5mm。解題要點： V 帶傳動在傳遞最大功率時， 緊邊拉力 F1 和松邊拉力 F2 的關系符合歐拉公式，即 F1/F2= ef vae0.515 。F14FeF1F2F155F1帶速d1n1180145013.67m/ s601000601000有效圓周力Fe1000P100010732N13.67Fe5 Fe5 732915N44V 帶中各應力：緊邊拉應力1F19156.63MPaA138離心力 Feq 20.1

25、813.67233.6N離心拉應力cFc33.60.24 MPaA138彎曲應力b1E h17010.59.92d1180MPa最大應力max1b1(6.639.92)16.55 MPa各應力分布如圖所示。3圖 a 所示為一對標準斜齒圓柱齒輪蝸桿組成的二級傳動，小齒輪為主動輪。 已知：蝸輪的節(jié)圓直徑d4，螺旋角，端面壓力角a； 蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T4 （ N mm）。試求：（1）蝸桿、齒輪1、 2 的螺旋線方向以及軸、的旋轉(zhuǎn)方向（用箭頭在圖中標出）。（ 2） Ft3 、 Fr3 、 Fa3 及 Ft4 、 Fr4 、 Fa4 的方向已標于圖b 中。4. 圖所示為二級斜齒圓柱齒輪減速器。已知： 齒輪

26、 1 的螺旋線方向和軸的轉(zhuǎn)向，齒輪 2 的參數(shù) mn=3mm，z2=57， 2=14；齒輪3 的參數(shù) mn=5mm，z3=21。試求：（ 1）為使軸所受的軸向力最小，齒輪 3 應選取的螺旋線方向， 并在圖 b 上標出齒輪 2 和齒輪 3 的螺旋線方向；（ 2）在圖 b 上標出齒輪 2、 3所受各分力的方向；提示：軸用深溝球軸承。解題要點：（ 1）根據(jù)軸轉(zhuǎn)向n ，可在圖解 a 上標出 n 和 n的轉(zhuǎn)向。而齒輪 2 應為左旋，已標于圖解b 上。（ 2）根據(jù)主動輪左、右手定則判斷出 Fa1、Fa3 ；根據(jù)齒輪 2 是從動輪，齒輪 3 是主動輪判斷 Ft2 、 Ft3 ；根據(jù)徑向力指向各自軸心的原則， 判斷徑向力 F、 F；的方向