機械設計基礎(陳立德第三版)課后答案(1-18章全)

目錄第1章機械設計概述 1第2章摩擦、磨損及潤滑概述 3第3章平面機構的結(jié)構分析 12第4章平面連桿機構 16第5章凸輪機構 36第6章間歇運動機構 46第7章螺紋連接與螺旋傳動 48第8章帶傳動 60第9章鏈傳動 73第10章齒輪傳動 80第11章蝸桿傳動 112第12章齒輪系 124第13章機械傳動設計 131第14章軸和軸轂連接 133第15章軸承 138第16章其他常用零、部件 152第17章機械的平衡與調(diào)速 156第18章機械設計CAD簡介 163機械設計概述機械設計過程通常分為哪幾個階段？各階段的主要內(nèi)容是什么？答：機械設計過程通?？煞譃橐韵聨讉€階段：1.產(chǎn)品規(guī)劃主要工作是提出設計任務和明確設計要求。2.方案設計在滿足設計任務書中設計具體要求的前提下，由設計人員構思出多種可行方案并進行分析比擬，從中優(yōu)選出一種功能滿足要求、工作性能可靠、結(jié)構設計可靠、結(jié)構設計可行、本錢低廉的方案。3.技術設計完成總體設計、部件設計、零件設計等。4.制造及試驗制造出樣機、試用、修改、鑒定。常見的失效形式有哪幾種？答：斷裂，過量變形，外表失效，破壞正常工作條件引起的失效等幾種。什么叫工作能力？計算準那么是如何得出的？答：工作能力為指零件在一定的工作條件下抵抗可能出現(xiàn)的失效的能力。對于載荷而言稱為承載能力。根據(jù)不同的失效原因建立起來的工作能力判定條件。標準化的重要意義是什么？答：標準化的重要意義可使零件、部件的種類減少，簡化生產(chǎn)管理過程，降低本錢，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期。第2章摩擦、磨損及潤滑概述按摩擦副外表間的潤滑狀態(tài)，摩擦可分為哪幾類？各有何特點？答：摩擦副可分為四類：干摩擦、液體摩擦、邊界摩擦和混合摩擦。干摩擦的特點是兩物體間無任何潤滑劑和保護膜，摩擦系數(shù)及摩擦阻力最大，磨損最嚴重，在接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了粘著和梨刨現(xiàn)象。液體摩擦的特點是兩摩擦外表不直接接觸，被液體油膜完全隔開，摩擦系數(shù)極小，摩擦是在液體的分子間進行的，稱為液體潤滑。邊界摩擦的特點是兩摩擦外表被吸附在外表的邊界膜隔開，但由于邊界膜較薄，不能完全防止金屬的直接接觸，摩擦系數(shù)較大，仍有局部磨損產(chǎn)生。混合摩擦的特點是同時存在邊界潤滑和液體潤滑，摩擦系數(shù)比邊界潤滑小，但會有磨損發(fā)生。磨損過程分幾個階段？各階段的特點是什么？答：磨損過程分三個階段，即跑合摩合磨損階段、穩(wěn)定磨損階段、劇烈磨損階段。各階段的特點是:跑合磨損階段磨損速度由快變慢；穩(wěn)定磨損階段磨損緩慢，磨損率穩(wěn)定；劇烈磨損階段，磨損速度及磨損率都急劇增大。2.3按磨損機理的不同，磨損有哪幾種類型？答：磨損的分類有磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損點蝕、腐蝕磨損。2.4哪種磨損對傳動件來說是有益的？為什么？答：跑合磨損是有益的磨損，因為經(jīng)跑合磨損后，磨損速度減慢，可改善工作外表的性質(zhì)，提高摩擦副的使用壽命。如何選擇適當?shù)臐櫥瑒?？答：選潤滑劑時應根據(jù)工作載荷、運動速度、工作溫度及其它工作條件選擇。當載荷大時，選粘度大的潤滑油，如有較大的沖擊時選潤滑脂或固體潤滑劑。高速時選粘度小的潤滑油，高速高溫時可選氣體潤滑劑；低速時選粘度小的潤滑油，低速重載時可選潤滑脂；多塵條件選潤滑脂，多水時選耐水潤滑脂。潤滑油的潤滑方法有哪些？答：油潤滑的潤滑方法有分散潤滑法和集中潤滑法。集中潤滑法是連續(xù)潤滑，可實現(xiàn)壓力潤滑。分散潤滑法可以是間斷的或連續(xù)的。間斷潤滑有人工定時潤滑、手動油杯潤滑、油芯油杯潤滑、針閥油杯潤滑、帶油潤滑、油浴及飛濺潤滑、噴油潤滑、油零潤滑等幾種。2.7接觸式密封中常用的密封件有哪些？答：接觸式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以及氈圈。2.8非接觸式密封是如何實現(xiàn)密封的？答:非接觸式密封有曲路密封和隙縫密封，它是靠隙縫中的潤滑脂實現(xiàn)密封的。第3章平面機構的結(jié)構分析3.1機構具有確定運動的條件是什么?答：機構的主動件數(shù)等于自由度數(shù)時,機構就具有確定的相對運動。在計算機構的自由度時，要注意哪些事項？答：應注意機構中是否包含著復合鉸鏈、局部自由度、虛約束。3.3機構運動簡圖有什么作用？如何繪制機構運動簡圖？答：〔1〕能拋開機構的具體結(jié)構和構件的真實外形，簡明地表達機構的傳動原理，并能對機構進行方案討論和運動、受力分析?！?〕繪制機構運動簡圖的步驟如下所述：①認真研究機構的結(jié)構及其動作原理，分清機架，確定主動件。②循著運動傳遞的路線，搞清各構件間相對運動的性質(zhì)，確定運動副的種類。③測量出運動副間的相對位置。④選擇視圖平面和比例尺，用規(guī)定的線條和符號表示其構件和運動副，繪制成機構運動簡圖。計算如題圖所示各機構的自由度，并說明欲使其具有確定運動，需要有幾個原動件？題圖答：a〕代入式〔〕中可得此機構要具有確定的運動，需要有一個原動件。b)處存在局部自由度，必須取消，即把滾子與桿剛化，那么代入式〔〕中可得此機構要具有確定的運動，需要有一個原動件。c)代入式〔〕中可得此機構要具有確定的運動，需要有一個原動件。繪制如題3.5圖所示各機構的運動簡圖，并計算其自由度。答：取，繪制運動簡圖如題3.5答案圖所示：圖a)：，那么；圖b)：，那么。試計算如題圖所示機構的自由度，并判斷該機構的運動是否確定〔圖中繪有箭頭的構件為原動件〕。題圖解：a)：。運動確定。b)運動確定c)。運動確定d)。運動確定。e)。運動確定。f)。運動確定。g)。運動確定h)。運動確定。試問如題圖所示各機構在組成上是否合理？如不合理，請針對錯誤提出修改方案。題圖答：圖示機構的自由度為零，故都不合理，修改方案如下： 對于題圖a的機構，在處改為一個滑塊，如題圖a所示。對于題圖b的機構，在構件4上增加一個轉(zhuǎn)動副，如題答案圖b所示；或在構件4的處添加一滑塊，如題答案圖c所示。題答案圖平面連桿機構機構運動分析時的速度多邊形與加速度多邊形特性是什么？答：同一構件上各點的速度和加速度構成的多邊形與構件原來的形狀相似，且字母順序一致。為什么要研究機械中的摩擦？機械中的摩擦是否全是有害的？答：機械在運轉(zhuǎn)時，其相鄰的兩構件間發(fā)生相對運動時，就必然產(chǎn)生摩擦力，它一方面會消耗一局部的輸入功，使機械發(fā)熱和降低其機械效率，另一方面又使機械磨損，影響了機械零件的強度和壽命，降低了機械工作的可靠性，因此必須要研究機械中的摩擦。機械中的摩擦是不一定有害的，有時會利用摩擦力進行工作，如帶傳動和摩擦輪傳動等。何謂摩擦角？如何確定移動副中總反力的方向？答：〔1〕移動或具有移動趨勢的物體所受的總反力與法向反力之間的夾角稱為摩擦角?！?〕總反力與相對運動方向或相對運動趨勢的方向成一鈍角，據(jù)此來確定總反力的方向。4.4何謂摩擦圓？如何確定轉(zhuǎn)動副中總反力的作用線？答：〔1〕以轉(zhuǎn)軸的軸心為圓心，以為半徑所作的圓稱為摩擦圓。 〔2〕總反力與摩擦圓相切，其位置取決于兩構件的相對轉(zhuǎn)動方向，總反力產(chǎn)生的摩擦力矩與相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向相反。從機械效率的觀點看，機械自鎖的條件是什么？答：機械自鎖的條件為。連桿機構中的急回特性是什么含義？什么條件下機構才具有急回特性？答：〔1〕當曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿來回搖動的速度不同，返回時速度較大。機構的這種性質(zhì)，稱為機構的急回特性。通常用行程速度變化系數(shù)K來表示這種特性。 〔2〕當時，那么，機構具有急回特性。鉸鏈四桿機構中曲柄存在的條件是什么？曲柄是否一定是最短桿？答：〔1〕最長桿與最短桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；最短桿或相鄰桿應為機架。〔2〕曲柄不一定為最短桿，如雙曲柄機構中，機架為最短桿。何謂連桿機構的死點？舉出防止死點和利用死點的例子。答：〔1〕主動件通過連桿作用于從動件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心時的位置，稱為連桿機構的死點位置?！?〕機車車輪在工作中應設法防止死點位置。如采用機車車輪聯(lián)動機構，當一個機構處于死點位置時，可借助另一個機構來越過死點；飛機起落架是利用死點工作的，當起落架放下時，機構處于死點位置，使降落可靠。4.9在題圖示中，機構的尺寸和相對位置，構件1以等角速度逆時針轉(zhuǎn)動，求圖示位置C點和D點的速度及加速度，構件2的角速度和角加速度。題圖解：取長度比例尺，繪制簡圖如題答案圖a所示。題答案圖解：〔1〕速度分析。①求.由圖可知，，方向垂直于AB，指向與的轉(zhuǎn)向一致。②求.因B點與C點同為構件2上的點，故有：大??？？方向水平取速度比例尺〔〕,作速度矢量圖如題答案圖b所示，那么代表；代表，其大小為，。③求。因，那么方向為順時針轉(zhuǎn)。④求。因為B、C、D為同一構件上的三點，所以可利用速度影像原理求得d點，連接代表，如題答案圖b所示，其大小為，方向同。〔2〕加速度分析。①求。由條件可知：，方向為BA；。②求。根據(jù)相對運動原理，可選立以下方程式大??？？方向水平取加速度比例尺，作加速度矢量如題答案圖c，那么代表，代表。由圖可知，方向同〔水平向左〕；，方向同。③求。因，那么〔方向為逆時針〕④求。大小？？？方向？作矢量圖，如題答案圖c所示，可見代表。 由圖可見，=，方向同。如題圖所示的鉸鏈四桿機構中，，，，，構件1以等角速度順時針轉(zhuǎn)動。現(xiàn)已作出該瞬時的速度多邊形〔題圖b〕和加速度多邊形〔題圖c〕。試用圖解法求：〔1〕構件2上速度為零的點E的位置，并求出該點的加速度；〔2〕為加速度多邊形中各矢量標注相應符號：〔3〕求構件2的角加速度。題圖解：取，作結(jié)構簡圖，如題答案圖a所示?！?〕求構件2上速度為零的點E及E點的加速度。題答案圖①求。，方向如題答案圖a所示，且。②求。大??？？方向水平取，作速度矢量圖如題答案圖b所示。因，故在速度圖中，e與極點p相重合，即三角符號Δ為ΔBCE的影像，其作圖過程為：過B點作，過C點作，其交點即為E點，如題答案圖a所示。③求、及。由圖可知，。又因那么，方向為逆時針。，方向為逆時針。大?。?？方向 取，作加速度矢量圖，如題答案圖所示，那么代表。，方向。④求。利用加速度影像原理，即∽。作圖過程為：作，其交點即為，那么代表。〔2〕各矢量標準符號如題答案圖c所示。〔3〕求構件2的角加速度。由圖可知，，又因那么。如題圖所示為一四桿機構，設，，，求當平行于且垂直于AB時的和。題圖解：取，畫出機構的位置圖，如題答案圖a所示。題答案圖速度分析。①求。，方向垂直于。②求。因B點與A點同為構件2上的點，故有：大小 ？ 0.4？方向 取速度比例尺，作速度矢量如題答案圖b所示，由圖可知：③求。因為所以構件2在此瞬時作平動，即方向為順時針轉(zhuǎn)?！?〕加速度分析。求。由條件可知：，方向，。②求。根據(jù)相對運動原理，可建立以下方程式大小 ？ ？0.80？方向 ？ 取作加速度矢量圖如題答案圖c所示，那么代表。③求。根據(jù)影像原理可得出：，作圖如題答案圖c所示，可得出代表。，方向垂直向下。如題圖所示為擺動導桿機構，設曲柄AB以等角速度順時針轉(zhuǎn)動。求：〔1〕當時，構件3的角速度和角加速度；〔2〕當時，構件3的角速度和角加速度；〔3〕當〔B點轉(zhuǎn)于AC之間〕時，構件3的角速度和角加速度。題圖解：〔1〕當時，取,畫出機構的位置圖，如題答案圖〔一〕a所示。題答案圖〔一〕①求?！?〕大小 ？ ？方向 取，作速度矢量圖如題答案圖〔一〕b所示，由圖可知：代表，那么方向為順時針，且。②求?！?〕大小 ？ ？方向 式中取，作加速度矢量圖如題答案圖〔一〕c所示，由圖可知：代表，將移至B點，得：方向為逆時針轉(zhuǎn)?！?〕當時，取，畫出機構的位置圖，如題答案圖〔二〕所示。題答案圖〔二〕①求。依據(jù)矢量方程〔1〕，作速度矢量圖如題答案圖〔二〕b所示，取。由圖可知：代表，，那么。②求。依據(jù)矢量方程〔2〕，作加速度矢量圖如題答案圖〔二〕c所示，取。由圖可知：代表，那么方向為逆時針轉(zhuǎn)?！?〕當時，取，畫出機構的位置圖，如題答案圖〔三〕所示。a)b)c)題答案求。依據(jù)矢量方程〔1〕，作速度矢量圖如題答案圖〔三〕b所示，取。由圖可知：代表，又、重合，那么代表，那么方向為逆時針轉(zhuǎn)。②求。依據(jù)矢量方程〔2〕，作加速度矢量如題答案圖〔三〕c所示，取。由圖可知：因、重合，，那么。如題圖所示，設構件逆時針轉(zhuǎn)動，，求及。題圖解：取，畫出機構的位置圖，如題答案圖所示。題答案圖速度分析〔求〕。,即，方向垂直于。大小 ？ 0.1 ？方向 水平 鉛垂取，作速度矢量圖如題答案圖b所示，由圖可知：代表代表,那么方向為水平?！?〕加速度分析〔求〕。大小 ？ ？方向 水平 水平向右 垂直式中取，作加速度矢量圖如題答案圖c所示，由圖可知：代表，那么方向為水平向右。4.14如題圖所示為一機床的矩形-V形導軌，拖板1的運動方向垂直于紙面，重心在S處，幾何尺寸如下圖，各接觸面間的滑動摩擦系數(shù)。求V形導軌處的當量摩擦系數(shù)。題圖解：作用于導軌上壓力為、。根據(jù)力矩平衡條件可知：作用在左右導軌上的摩擦力為、所以4.15如題圖所示，為驅(qū)動力，為工作阻力，轉(zhuǎn)動副A、B的軸頸半徑為r，當量摩擦系數(shù)為，滑動摩擦系數(shù)為，忽略各構件的重力和慣性力。試作出各運動副中總反力的作用線。題圖答：〔1〕求、。忽略各構件的重量和慣性力，桿2為二力桿，作用在桿2上的兩個力和應等值、共線、反向。當考慮摩擦后，該二力不通過鉸鏈中心，而與摩擦圓相切。滑塊3向下移動，連桿2與垂直導路的夾角增大，連桿2相對于滑塊3的轉(zhuǎn)速為順時針方向。所以，對軸心產(chǎn)生的摩擦力矩為逆時針方向。因而應切于摩擦圓上方。同時，滑塊1左移，角減小，為順時針方向，所以對軸心產(chǎn)生的摩擦力為逆時針方向。因而應切于摩擦圓下方。由于與應共線，因此，它們的作用線應是A、B兩點摩擦圓的內(nèi)公切線，如題答案圖所示。題答案圖〔2〕求。取滑塊3為單元體，其上作用力為、、，且三力匯交于一點。與滑塊3的速度的夾角大于，如題答案所示?！?〕求。取滑塊1為單元體，其上作用力為、、，且三力匯交于一點，與的夾角大于，如題答案圖所示。一鉸鏈四桿機構中，，AD為機架。試問：假設此機構為雙曲柄機構，且AB為曲柄，求的最大值。假設此機構為雙曲柄機構，求的最小值。假設此機構為雙搖桿機構，求的取值范圍。解：結(jié)構簡圖如題答案圖所示。〔1〕假設為曲柄拴桿機構，那么AB為最短，且代入量求解得，那么的最大值為150mm?！?〕假設為雙曲柄機構，那么AD應為最短，且：當AB為最長時，由于，可得出。②當AB不是最長時，由于，可得出要滿足上述二種情況，的最小值應為450mm。〔3〕假設為雙搖桿機構，那么只能是不滿足桿長之和的條件，即為最短桿與最長桿長度之和大于其它兩桿長度之和。①當為最短時，由于，可得出；②當為最長時，由于，可得出，又由于，可得出。③當時，由于，可得出 要滿足上述三種情況，的取值范圍為或。鉸鏈四桿機構〔如題圖所示〕各構件的長度，試問：這是鉸鏈四桿機構根本形式中的何種機構？假設以AB為原動件，此機構有無急回特性？為什么？當以AB為原動件時，此機構的最小傳動角出現(xiàn)在機構何位置〔在圖上標出〕？題4.17圖答：〔1〕因為，且又以最短桿AB的鄰邊為機架，那么此機構為曲柄搖桿機構。有。因為以AB為原動件時，此機構為曲柄搖桿機構。〔3〕出現(xiàn)在曲柄與機架共線時的位置，如題答案圖所示，取比例尺，由圖可得出或者。題答案圖如題圖所示的偏置曲柄滑塊機構，行程速度變化系數(shù)K=，滑塊行程h=50mm，偏距e=20mm，試用圖解法求：曲柄長度和連桿長度.曲柄為原動件時機構的最大壓力角和最大傳動角?；瑝K為原動件時機構的死點位置。題圖解：〔1〕求、。板位夾角作圖如題答案所示，取，可測得：。又代入、值后，聯(lián)立求得：?！舱f明：設，。將原位置圖旋轉(zhuǎn)后作圖〕題答案圖結(jié)論：〔2〕求和。由圖可知：當時，為最大值，即當時，為最小值，即〔3〕滑塊為原動件時，機構的死點位置為和。設計鉸鏈四桿機構〔如題圖所示〕，機架長要求兩連架桿的三組對應位置為：和、和、和，連架桿AB的長度，連架桿CD上的標線DE的長度可取為，試設計此四桿機構。題圖解：〔1〕取，按給定條件作出AB、DE的三組位置，并連接和?！?〕用反轉(zhuǎn)法將、分別繞D點反轉(zhuǎn)，得出、點?！?〕分別作、垂直平分線、交于點，連接，即為該鉸鏈四桿機構，如題答案圖所示。題答案圖〔4〕由題答案圖測得：。桿、CD的長度、為如題圖示所示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置，用拔叉DE操縱雙聯(lián)齒輪移動?，F(xiàn)擬設計一四桿機構ABCD操縱拔叉的擺動。條件是：機架，鉸鏈A、D的位置如題圖所示，拔叉滑塊行程為30mm，拔叉尺寸，固定軸心D在拔叉滑塊行程的垂直等分線上。又在此四桿機構ABCD中構件AB為手柄，當手柄垂直向上位于位置時，拔叉處于位置，當手柄逆時針轉(zhuǎn)過處于水平位置AB2時，拔叉處于位置。試設計此四桿機構。題4.20圖解：如題答案圖所示，取，利用剛化反轉(zhuǎn)法，連接，令繞A點反轉(zhuǎn)角得點，作的垂直平分線，交位置1于點，連接即為該四桿機構。由題答案圖測得題答案圖凸輪機構滾子從動件盤形凸輪的基圓半徑如何度量？答：是在理論輪廓上度量的。5.2平底垂直于導路的直動從動件盤形凸輪機構的壓力角等于多大？設計凸輪機構時，對壓力角有什么要求？答：〔1〕等于零?！?〕從傳力合理，提高傳動效率來看，壓力角越小越好。設計時規(guī)定：凸輪機構常用的四種從動件運動規(guī)律中，哪種運動規(guī)律有剛性沖擊？哪些運動規(guī)律有柔性沖擊？哪種運動規(guī)律沒有沖擊？如何來選擇從動件的運動規(guī)律？答：勻速運動規(guī)律有剛性沖擊；等加速-等減速和余弦加速度運動規(guī)律有柔性沖擊；正弦加速度運動規(guī)律沒有沖擊。 在選擇從動件的運動規(guī)律時，應根據(jù)機器工作時的運動要求來確定。工程上設計凸輪機構時，其基圓半徑一般如何選取？答：先根據(jù)結(jié)構條件初定基圓半徑。假設出現(xiàn)，那么需增大基圓半徑，再重新進行設計。如題圖所示為尖頂直動從動件盤形凸輪機構的運動圖線，但圖題給出的運動線圖尚不完全，試在圖上補全各段的曲線，并指出哪些位置有剛性沖擊，哪些位置有柔性沖擊。題圖答：〔1〕補全各段的曲線，如題答案圖所示?！?〕在O、b、c、e、處有剛性沖擊；在a、d處有柔性沖擊。題答案圖5.6試作圖法法設計一個對心直動從動件盤形凸輪。理論輪廓基圓半徑，滾子半徑，凸輪順時針勻速轉(zhuǎn)動。當凸輪轉(zhuǎn)過時，從動件以等速運動規(guī)律上升30mm；再轉(zhuǎn)過時，從動件以余弦加速度運動規(guī)律回到原位；凸輪轉(zhuǎn)過其余時，從動件靜止不動。解：取。〔1〕繪制曲線，如題答案圖a所示，并將推程、回程各分為6等份?！?〕以相同的比例繪制凸輪基圓及從動件的初始位置，如題答案圖b所示。題答案圖〔3〕在題５.6答案圖b上，按逆時針方向畫出推程角，回程角，近休止角，并在相應段與位移線圖對應劃分為6等份，得分點、、……?！?〕過各分點作徑向線，并從基圓上的點、、……。開始向外量取相應的位移量得、、……，即……得到反轉(zhuǎn)后滾子中心的位置?！?〕將、、……連成光滑曲線，得凸輪理論輪廊η?！?〕以η上各點為圓心，rT為半徑作一系列圓，此圓的包絡線為凸輪的實際輪廊，如題答案圖b所示。5.7用作圖法求出以下各凸輪從如題所示位置轉(zhuǎn)到B點而與從動件接觸時凸輪的轉(zhuǎn)角?！部稍陬}圖上標出來〕。題5.7圖答：如題答案圖5.8用作圖法求出以下各凸輪從如題圖所示位置轉(zhuǎn)過后機構的壓力角。〔可在題圖上標出來〕題圖答：如題答案圖在如題圖所示偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構中，圓盤半徑R，圓心與轉(zhuǎn)軸中心間的距離，偏距，滾子半徑為。求在如題圖所示位置時機構的壓力角。如分別增大半徑、偏距e、圓心與轉(zhuǎn)軸中心間的距離OA〔三個數(shù)值每次只改變一個〕，試問從動件的上升距離和壓力角有無變化？為什么？題圖解：〔1〕因二者接觸點的法線OB與方向一致，故?！?〕如題答案圖所示，設在某瞬時，從動件占據(jù)位置Ⅱ。由圖可知。。當增大時，點上移至使得角減小；當e增大時，增大，增大；當OA增大時，不變。從動件的上升距離是不變化的。題答案圖一對心直動滾子從動件盤形凸輪機構，凸輪順時針勻速轉(zhuǎn)動，基圓半徑，行程，滾子半徑，推程運動角，從動件按正弦加速度規(guī)律運動，試用極坐標法求出凸輪轉(zhuǎn)角、、時凸輪理論輪廊與實際輪廓上對應點的坐標。解：當從動件按正弦加速度規(guī)律運動時，它的位移方程為當、、時的位移、、分別為〔1〕用極標法求理論輪廊上對應點的坐標值。 選取凸輪轉(zhuǎn)軸中心為坐標原點，OX通過從動件的運動起始點，那么理論輪廊上某點的極坐標方程為因該凸輪機構為對心直動從動件，故、、、可求得當時：當時：當時：〔2〕用極坐標方法出實際輪廓上對應點的坐標值。極坐標方程為式中：根據(jù)題意可得出當時：當時：當時：式中：Δ當時：Δ當時：Δ當時：Δ因此可得出當時：當時：當時：間歇運動機構某牛頭刨床工作臺橫向進給絲桿的導程為5mm，與絲桿聯(lián)動的棘輪齒數(shù)為40，求此牛頭刨床的最小橫向進給量是多少？假設要求此牛頭刨床工作臺的橫向進給量為，那么棘輪每次能轉(zhuǎn)過的角設應為多少？答：牛頭刨床的橫向進給量最小為假設要求其橫向進給量為，那么棘輪每次轉(zhuǎn)過的角度應為某外嚙合槽輪機構中槽輪的槽數(shù)z=6，圓銷的數(shù)目k=1，假設槽輪的靜止時間，試求主動撥盤的轉(zhuǎn)速。答：主動撥盤的轉(zhuǎn)速為：在六角車床上六角刀架轉(zhuǎn)位用的外嚙合槽輪機構中，槽輪槽數(shù)z=6，槽輪停歇時間，運動時間，求槽輪機構的運動系數(shù)及所需的圓柱銷數(shù)目。答：運動系數(shù)所需圓柱銷數(shù)目內(nèi)嚙合槽輪機構能不能采用多圓柱銷撥盤？答：不能。第七章螺紋連接與螺旋傳動常用螺紋的種類有哪些？各用于什么場合？答：常用螺紋的種類有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋，前兩種主要用于聯(lián)接，后三種主要用于傳動。螺紋的主要參數(shù)有哪些？怎樣計算？答：螺紋的主要參數(shù)有：〔1〕大徑d；〔2〕小徑d1；〔3〕中徑d2；〔4〕螺距P；〔5〕導程S；〔6〕升角λ；；〔7〕牙型角α、牙型斜角β。7.3螺紋的導程和螺距有何區(qū)別？螺紋的導程S和螺距P與螺紋線數(shù)n有何關系？答：螺距是螺紋相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離，導程那么是同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。導程S、螺距P、螺紋線數(shù)n之間的關系：。根據(jù)牙型的不同，螺紋可分為哪幾種？各有哪些特點？常用的連接和傳動螺紋都有哪些牙型？答：根據(jù)牙型的不同，螺紋可分為普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋。各種螺紋特點：普通螺紋的當量摩擦系數(shù)較大，自鎖性能好，強度高，廣泛應用于各種緊固連接；管螺紋分圓柱管螺紋和圓錐管螺紋。圓柱管螺紋用于水、煤氣、潤滑管路系統(tǒng)等低壓場合。圓錐管螺紋適用于高溫、高壓及密封要求較高的管路連接中。常用的連接螺紋的牙型是三角形牙型。常用的傳動螺紋的牙型是矩形、梯形和鋸齒形牙型。螺柱連接的根本形式有哪幾種？各適用于何種場合？有何特點？答：螺紋連接有四種根本類型。(1)螺柱連接。其結(jié)構特點是被連接件的孔中不切制螺紋，裝拆方便，結(jié)構簡單，適用于經(jīng)常拆卸、受力較大的場合。(2)雙頭螺栓連接。其結(jié)構特點是被連接件中薄件制光孔，厚件制螺紋孔，結(jié)構緊湊。適用于連接一厚一薄零件，受力較大、經(jīng)常拆卸的場合。螺釘連接。其結(jié)構特點是螺釘直接旋入被連接件的螺紋孔中，結(jié)構簡單。適用于連接一厚一薄件，受力較少、不經(jīng)常拆卸的場合。(4)緊定螺釘連接。其結(jié)構特點是緊定螺釘旋入一零件的螺紋孔中，螺釘端部頂住另一零件，以固定兩零件的相對位置。適用于傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩的場合。7.6為什么螺紋連接通常要采用防松措施？常用的防松方法和裝置有哪些？答：連接用的三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷或溫度變化不大、沖擊振動不大時不會自行脫落。但在沖擊、振動或變載的作用下，螺紋連接會產(chǎn)生自動松脫現(xiàn)象。因此，設計螺紋連接，必須考慮防松問題。 常用的防柱方法有摩擦防松、機械防松、永入防松和化學防松四大類。7.7常見的螺栓失效形式有哪幾種？失效發(fā)生的部位通常在何處？答：常見的螺栓失效形式有：〔1〕螺栓桿拉斷；〔2〕螺紋的壓潰和剪斷；〔3〕經(jīng)常裝拆時會因磨損而發(fā)生滑扣現(xiàn)象。 失效發(fā)生的部位通常在螺紋處。7.8被連接件受橫向載荷時，螺栓是否一定受到剪切力？答：被連接件受橫向載荷時，螺栓不一定全受到剪切力。只有受橫向外載荷的鉸制孔螺栓連接，螺栓才受剪切力。7.9松螺栓連接與緊螺栓連接的區(qū)別何在？它們的強度計算有何區(qū)別？答：松螺栓連接在承受工作載荷前，不需把螺母擰緊，即不受預緊力。而緊螺栓連接在承受工作載荷前，必須把螺母擰緊，螺栓承受預緊力。 松螺栓連接的強度按拉伸強度條件進行強度計算。 緊螺栓連接中，螺紋局部受軸向力作用產(chǎn)生拉伸正應力σ，因螺紋摩擦力矩的作用產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應力τ，螺栓螺紋局部產(chǎn)生拉伸與扭轉(zhuǎn)的組合變形，根據(jù)強度理論建立強度條件進行強度計算。7.10鉸制孔用螺栓連接有何特點？用于承受何種載荷？答：鉸制孔用螺栓連接在裝配時螺栓桿與孔壁間采用過渡配合，沒有間隙，螺母不必擰得很緊。工作時螺栓連接承受橫向載荷，螺栓在連接結(jié)合面處受剪切作用，螺栓桿與被連接件孔壁相互擠壓。7.11在進行緊螺栓連接的強度計算時，為什么要將螺栓拉力增加30%？答：當螺栓擰緊后，其螺紋局部不僅受因預緊力Fo的作用而產(chǎn)生的拉伸正應力σ，還受因螺紋摩擦力矩下T1的作用而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應力τ，使螺栓螺紋局部處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復合應力狀態(tài)。根據(jù)第四強度理論，可求出螺栓螺紋局部危險截面的當量應力，那么強度條件為因拉伸正應力那么強度條件為可見，緊螺栓連接的強度計算可按純拉伸強度計算，考慮螺紋摩擦力矩T1的影響，需將螺栓拉力增加30%。7.12判斷以下說法的對錯：〔1〕對于受軸向工作載荷的緊螺栓連接有：。〔2〕緊螺栓連接的強度條件是按拉應力建立的，因此沒有考慮剪切應力的影響。〔3〕受拉螺栓連接只能承受軸向載荷。答：〔1〕的說法不對。對于受軸向工作載荷的緊螺栓連接，螺栓所受的軸向總拉力FΣ應為其所受的工作載荷F與剩余預緊力之和，即?！?〕的說法錯誤。緊螺栓連接中，螺栓所受拉力會產(chǎn)生拉伸正應力，考慮螺紋摩擦力矩的作用而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應力，螺栓螺紋局部產(chǎn)生接伸與扭轉(zhuǎn)的組合變形，其強度條件根據(jù)強度理論建立的?！?〕的說法錯誤。受拉螺栓連接中，承受橫向外載荷的緊螺栓連接采用的是普通螺栓連接，由于處于擰緊狀態(tài)，螺栓受預緊力的作用，被連接件靠其結(jié)合面間的摩擦力承受橫向外載荷。7.13螺栓連接的結(jié)構設計要求螺栓組對稱布置于連接接合面的形心，理由是什么？答：其理由是這樣高計能保證接合面的受力比擬均勻、對稱，而且便于加工制造。7.14進行螺栓組連接的受力分析時，有哪五項假說？答：進行螺栓組連接的受力分析時，有五項假說：〔1〕螺栓組內(nèi)各螺栓的材料、結(jié)構、尺寸和所受的預緊力均相同；〔2〕螺栓組的對稱中心與連接結(jié)合面的形心重合；〔3〕受載后，連接結(jié)合面仍保持為平面；〔4〕被連接件為剛體；〔5〕螺栓的變形在彈性范圍內(nèi)等。7.15總結(jié)四種典型螺栓組連接的受力分析情況。答：總結(jié)四種典型螺栓組連接的受力分析情況：(1)受橫向載荷的螺栓組連接。①普通螺栓連接。每個螺栓所受的預緊力。②鉸制孔螺栓連接。假設各螺栓受力相等，每個螺栓所受的橫向工作剪力〔2〕受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接。①普通螺栓連接。②鉸制孔螺栓連接。距離被連接件旋轉(zhuǎn)中心最遠處的螺栓所受的最大工作剪力為受軸向載荷的螺栓組連接。每個螺栓所受的軸向工作載荷為受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接。距翻轉(zhuǎn)軸線最遠的螺栓所受的最大工作拉力為7.16起重滑輪松螺栓連接如題圖所示。作用在螺栓上的工作載荷FQ=50kN，螺栓材料為Q235，試確定螺栓的直徑。解：〔1〕確定螺栓的許用應力。根據(jù)螺栓材料Q235，查表7.1得σs=215MPa;查教材表，取S=1.4,那么〔2〕確定螺栓直徑d。由式〔7.4〕得查手冊，得螺栓大徑為d=24mm，其標記為螺栓GB/T5780M24長度。7.17用兩個普通螺栓連接長扳手，尺寸如題圖所示。兩件接合面間的摩擦系數(shù)f，扳擰力F=200N，試計算兩螺栓所受的力。假設螺栓的材料為Q235，試確定螺栓的直徑。題圖解：〔1〕計算兩螺栓所受的力。此連接為承受橫向外載荷的緊螺栓連接。①計算A、B螺栓承受的橫向載荷FR。分析右扳手受力，畫受力圖如題7.17答案圖。根據(jù)平衡條件可求出：，，那么螺栓承受的橫向載荷FRA=FA,FRB=FB。②計算螺栓承受橫向載向載荷所需的預緊力。取Kf，那么〔2〕確定螺栓直徑。根據(jù)螺栓材料Q235查表7.7得，根據(jù)表，控制預緊力取S=，那么許用應力根據(jù)緊螺栓連接的強度條件得d1為螺栓小徑，查閱螺紋標準，取螺栓直徑d=16mm。7.18如題圖所示為普通螺栓連接，采用2個M10的螺栓，螺栓的許用應力，被連接合面間的摩擦系數(shù)f，假設取摩擦傳力可靠性系數(shù)Kf，試計算該連接允許傳遞的最大靜載荷KR。題8圖解：〔1〕求滿足螺栓螺紋局部強度條件的預緊力F。由式〔7.5〕得可得〔2〕計算承受橫向外載荷不產(chǎn)生滑移的預緊力。由式〔7.14〕得〔3〕計算允許傳遞的最大靜載荷FR。根據(jù)螺栓的強度條件和承受橫向外載荷不產(chǎn)生滑移條件可得根據(jù)螺栓M10，查手冊得d1。那么該連接只許傳遞的最大靜載荷FR為4518.86N。某氣缸的蒸氣壓強p=1.5MPa,氣缸內(nèi)徑D=200mm。氣缸與氣缸蓋采用螺栓連接〔如圖7.26所示〕，螺栓分布圓直徑Do=300mm。為保證緊密性要求，螺栓間距不得大于80mm，試設計此氣缸蓋的螺栓組連接。解：〔１〕確定螺栓數(shù)目z。由螺栓間距得，取z=12?！玻病炒_定每個螺栓所受的軸向工作載荷Ｆ?！玻场秤嬎銌蝹€螺栓所受的總拉力?！?〕確定螺栓的對稱直徑d。①螺栓材料選用35號鋼，由表7.7查得σs=315MPa，假設裝配時不控制預緊力，假定螺栓直徑d=16mm，由表7.9查得S=3，那么許用應力②由式〔7.10〕確定螺栓小徑d1。根據(jù)d1計算值，查螺紋標準得螺栓公稱直稱d=16mm,與假定值相等。此氣缸蓋螺栓為螺栓M16ⅹLGB5782-86。7.20如題圖所示，機座用4個螺栓固定在混凝土壁面上。拉力F=4kN,作用在寬度為140mm的中間平面上，，混凝土的許用擠壓應力，接合面間摩擦系數(shù)f，試設計此連接。題圖解：如題圖所示，螺栓數(shù)z=4，對稱布置。螺栓受力分析。在工作載荷F作用下，螺栓組連接承受以下各力和傾覆力矩的作用：軸向力橫向力傾翻力矩在軸向力F1作用下，各螺栓所受工作拉力③在傾覆力矩M的作用下，上兩個螺栓受到加載作用下兩個螺栓受到減載作用。螺栓所受載荷④上面螺栓所受的軸向工作載荷為⑤在橫向力的作用下，底板接合面不產(chǎn)生滑移的條件為根據(jù)連接條件取。那么各螺栓所需要的預緊力為⑥螺栓所受軸向總拉力根據(jù)式〔7.11〕可得整理后可得定螺栓直徑。選擇螺栓材料為Q235，由表7.7取σs=205MPa，s=。螺栓材料的許用應力由式(7.10)計算螺栓的小徑d1查閱螺紋標準，選用粗牙普通螺紋，公稱直徑d=88mm。〔3〕校核螺栓組連接接合面的工作能力。連接接合面下端的擠壓應力不超過許用值。故連接接合面下端不能被壓潰。連接接合面上端不出現(xiàn)間隙，即故連接接合面上端不能出現(xiàn)間隙。〔4〕確定各螺紋緊固件〔略〕。第8章帶傳動8.1帶傳動的主要類型有哪些？各有何特點？試分析摩擦帶傳動的工作原理。答：按傳動原理的不同，帶傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙型帶傳動。前者是依靠傳動帶與帶輪間的摩擦力實現(xiàn)傳動；后者是依靠帶內(nèi)側(cè)凸點與帶輪外像上的齒槽相嚙合實現(xiàn)傳功。 摩擦帶傳動是由主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳功帶及機架組成的，當原動機驅(qū)動主功輪轉(zhuǎn)動時，由于帶與帶輪間摩擦力的作用，使從動輪一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)運動和動力的傳遞。8.2什么是有效拉力？什么是初拉力？它們之間有何關系？答：當傳動帶靜止時，帶兩邊承受相等的拉力，此力稱為初拉力。 當傳動帶傳動時，帶兩邊的拉力不再相等。緊邊拉力為，松邊拉力為。帶兩邊的拉力之差稱為帶傳動的有效拉力F。設環(huán)形帶的總長度不變，可推出8.3小帶輪包角對帶傳動有何影響？為什么只給出小帶輪包角的公式？答：角增大說明了整個接觸弧上的摩擦力的總和增加，從而提高傳動能力。由于大帶輪的包角大于小帶輪的包角，打滑首先發(fā)在小帶輪，因此，只要考慮小帶輪的包角值。8.4帶傳開工作時，帶截面上產(chǎn)生哪些應力？應力沿帶全長是如何分布的？最大應力在何處？答：帶傳動時，帶中的應力有三個：〔1〕由拉力產(chǎn)生的拉應力，帶全長上分布的，緊邊上為、松邊上為、>?！?〕由離心力產(chǎn)生和離心拉應力，作用于帶的全長的?！?〕帶繞過帶輪時發(fā)生彎曲，產(chǎn)生的彎曲后應力，發(fā)生在帶上包角所對的圓孤局部，。最大應力發(fā)生在帶左緊邊進入小帶輪處。8.5帶傳動的彈性滑動和打滑是怎樣產(chǎn)生的？它們對傳動有何影響？是否可以防止？答：彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以防止的。而彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，是一種不可防止的物理現(xiàn)象。一般來說，帶傳動的打滑多發(fā)生在大帶輪上還是小帶輪上，為什么？答：因為，故打滑總是先發(fā)生在小輪上。因為小帶輪的接觸弧上產(chǎn)生的摩擦力小于大帶輪。帶傳動的設計準那么是什么？答：在傳遞規(guī)定功率時不打滑，同時具有足夠的疲勞強度和一定的使且壽命。在V帶動設計過程中，為什么要校驗帶速和包角？答：帶速太高會使離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，傳動容易打滑。另外單位時間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)也增加，降低傳動帶的工作壽命。假設帶速太低，那么當傳遞功率一定時，使傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多。因此設計時，一定要校驗帶速5m/s<v<25m/s。是影響帶傳開工作能力的重要參數(shù)之一，因此，一般應使。帶傳動張緊的目的是什么？張緊輪應安放在松邊還是緊邊上？內(nèi)張緊輪應靠近大帶輪還是小帶輪？外張緊輪又該怎樣？并分析說明兩種張緊方式的利弊。答：帶傳開工作一段時間后就會由于傳動帶的塑性變形而使帶松馳，帶內(nèi)的初拉力減小，傳動能力下降，這時必須要重新使帶張緊。張緊輪一般設置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大帶輪處。假設設置在外側(cè)時，那么后使其靠近小帶輪，選擇可以增加小帶輪的包角，提高帶的疲勞強度。8.10窄V帶強度比普通V帶高，這是為什么？窄V帶與普通V帶高度相同時，哪種傳動能力大，為什么？答：窄V帶的截面高度與其節(jié)寬之比為0.9。且其頂寬約為同高度普通V帶的3/4；頂面呈拱形，受載后抗拉層仍處于同一平面內(nèi)，受力均勻；兩側(cè)面略呈內(nèi)凹，使其在帶輪上彎曲變形時能與槽很好地貼合，增大摩擦力，從而提高承載能力。當窄V帶與普通V帶高度相同時，窄V帶的承載能力可提高1.5～倍。試分析同步帶傳動的工作原理。答；工作時，帶內(nèi)環(huán)外表上的凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合而進行傳動。由于帶與帶輪間沒有相對滑動，保證了同步傳動。為什么計算同步帶傳動的幾何尺寸時可就用普通V帶的計算公式？答：同步帶傳動可視為同步齒形帶節(jié)線與帶輪的節(jié)圓相切的開口傳動，其傳動幾何尺寸的計算方法應與普通V帶傳動相同。觀察3～5種機器上的普通V帶傳動測量出帶頂寬、帶輪外經(jīng)和中心距a，確定帶型、帶輪基準直徑、，并計算茁帶長。答；由學生觀察3～5種機器上的普通V帶傳動，測量出、、、確定帶型、、、計算出，取標準。帶傳動功率，,中心距.,,求帶速v、包角和有效拉力F。解:〔1〕帶速v?！?〕包角?！?〕有效拉力F.由式〔8.3〕得某普通V帶傳動由電動機驅(qū)動，電動機轉(zhuǎn)速，小帶輪基準直徑，大帶輪基準直徑，中心距，用2根A型V帶傳動，載荷平穩(wěn)，兩班制工作，試求此傳動所能傳遞的最大功率。解〔1〕確定帶的基準長度。查表，取基準長度Ld=1400mm(2)實際中心距?！?〕小帶輪包角。〔4〕傳遞的最大功率。根據(jù),查表，用內(nèi)插法得。查表得，傳動比，查表得。由式(8.11)得查表得KL6,由圖得，查表8.21,得KA=。由式〔8.18〕得得所以此傳動所能傳遞的最大功率為2.42kW。8．16設計攪拌機的普通V帶傳動。電動機的額定功率為4kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，要求從動輪轉(zhuǎn)速n2=575r/min，工作情況系數(shù)。解：〔1〕確定計算功率Pc。選擇普通V帶型號。根據(jù)Pc、n1=1440r/min，由圖選用A型普通V帶。確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據(jù)表和圖選取dd1=100mm。大帶輪基準直徑按表選取標準值dd2=250mm。實際傳動比從動輪實際轉(zhuǎn)速驗算帶速。帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。確定帶的基準長度和實際中心距為a。初定中心距ao=1000mm由表選取基準長度實際中心距〔6〕校驗小帶輪包角確定V帶根數(shù)。由式〔〕得根據(jù)dd1=100mm,n1=1440r/min，查表得得Po=。查表〔8〕得。根據(jù)傳動比i=。查表得Ki。由式〔〕得功率增量為由表8.4查得,由圖得,那么取z=3根。求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表8.6查得A型普通V帶的每米長質(zhì)量q。根據(jù)式〔9〕得單根V帶的初拉力為由式〔〕得作用在軸上的壓力為帶輪的結(jié)構設計〔略〕設計結(jié)果。選用3根A型V帶，中心距a=944.87mm，帶輪直徑dd1=100mm,dd2=250mm，軸上壓力FQN。8.17如題圖所示為磨碎機的傳動系統(tǒng)圖。電機功率P=30kW,轉(zhuǎn)速n1=1470r/min，帶傳動比,試設計V帶傳動參數(shù)。題圖解：〔1〕確定計算功率Pc。由表取KA=1.4，由式〔〕得(2)選擇普通V帶型號。根據(jù)Pc=42kW,n1=1470r/min,由圖選用C型普通V帶。(3)確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據(jù)表和圖選取dd1=250mm，大輪基準直徑為按表取標準值dd2=280mm,實際傳動比從動輪實際轉(zhuǎn)速〔4〕驗算帶速。帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。〔5〕確定帶的基準長度和實際中心距a。初定中心距ao=1300mm，由式〔〕得由表選取基準長度=3550mm，由式(8.16)得實際中心距a為〔6〕校驗小帶輪包用。由式〔8.17〕得〔7〕確定V帶根數(shù)z。根據(jù)，，查表得P0=6.875kW。由表查得，根據(jù)i查表得由式〔〕得功率增量為由表查得,由圖查得。由式〔8.18〕得取z=6根。〔8〕求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表查得C型普通V帶q，根據(jù)式〔〕得單根V帶的初拉力為由式〔8.20〕得作用在軸上的壓力為〔9〕設計結(jié)果。6根C型V帶，dd1=250mm,dd2=280mm,a=1359mm,FQ。試設計某車床上電動機和床頭箱間的普通V帶傳動。電動機的功率，轉(zhuǎn)速，從動軸的轉(zhuǎn)速，兩班制工作，根據(jù)機床結(jié)構，要求兩帶輪的中心距在950mm左右。解：〔1〕確定計算功率Pc。由表8.12查得,由式〔〕得〔2〕選擇普通V帶型號。根據(jù)Pc，=1440r/min，由圖選用A型普通V帶。〔3〕確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據(jù)表和圖選取dd1=100mm。按表取標準值dd2=212mm,實際傳動比從動輪實際轉(zhuǎn)速〔4〕驗算帶速度v。帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。〔5〕確定的帶的基準長度和實際中心距a。由式〔〕得由表選取基準長度=2240mm，由式〔〕得實際中心距a為校驗小帶輪包角。由式〔〕得〔7〕確定V帶根數(shù)z。根據(jù)dd1=100mm，n1=1440r/min，查表得Po=1.31kW。由表查得，根據(jù)i=2.12，查表得=1.1373。由式(8.11)得功率增量為由表查得，由圖查得。由式〔〕得取z=4根。〔8〕求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表查得Ａ型普通Ｖ帶q，根據(jù)式〔〕得由式(8.20)可得作用在帶輪軸上的壓力〔９〕設計結(jié)果。選用4根Ａ型普通Ｖ帶，dd1=100mm，dd2=212mm，a，＝第9章鏈傳動鏈傳動和帶傳動相比有哪些優(yōu)缺點？答：鏈傳動與帶傳動相比的優(yōu)點是鏈傳動能保證定傳動比傳動，張緊力小，對軸的壓力小，可在高溫、油污、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。其缺點是工作平穩(wěn)性差，工作時有噪聲。9.2影響鏈傳動速度不均勻性的主要參數(shù)是什么？為什么？答：影響鏈傳動速度不均勻性的主要參數(shù)是鏈輪齒數(shù)z1和鏈節(jié)距p。因為鏈傳動的運動情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動很相似，邊長相當于鏈節(jié)距p，邊數(shù)相當于鏈輪齒數(shù)z，由于鏈速〔即鏈銷軸圓周速度的水平分速度,其速度隨角而變化〕由小變大，又由大變小，而且每轉(zhuǎn)過一鏈節(jié)要重復上述的變化一次，故鏈速作周期性的變化，而使鏈傳動帶來了速度的不均勻性，鏈節(jié)距愈大和鏈輪齒數(shù)愈少，鏈速不均勻性也愈增加，使鏈節(jié)作忽上忽下、忽快忽慢的變化，故使其瞬時傳動比發(fā)生變化。p的大小對鏈傳動的動載荷有何影響？答：鏈節(jié)距越大，鏈條各零件的尺寸越大，由于鏈傳動中鏈速有變化，假設鏈節(jié)距越大，產(chǎn)生的動載荷也越大。鏈傳動的主要失效形式有哪幾種？答：鏈傳動的主要失效形式有：〔1〕鏈板疲勞破壞；〔2〕滾子和套筒的沖擊疲勞破壞；〔3〕鉸條鉸鏈磨損；〔4〕鏈條鉸鏈的膠合；〔5〕鏈條靜力拉斷。鏈傳動的設計準那么是什么？答：鏈傳動傳動的設計準那么：對于中高速鏈傳動主要失效形式為疲勞破壞，設計計算時以功率曲線為依據(jù)，應使計算功率小于額定功率值；對于低速鏈傳動，其主要失效形式為靜力拉斷，應進行靜強度計算，校核靜強度平安系數(shù)S。設計鏈傳動時，為減少速度不均勻性應從哪幾方面考慮？如何合理選擇參數(shù)？答：設計鏈傳動時，為減少速度不均勻性應合理選擇參數(shù)：小鏈輪齒數(shù)不宜過少，一般，以減小速度波動的幅度。另外，鏈節(jié)距盡量選小，以減小鏈輪的直徑，減少鏈接。鏈傳動的功率曲線是在什么條件下得到的？在實際使用中要進行哪些工程的修正？答：鏈傳動的功率曲線的試驗條件是：、、、單排鏈、載荷平穩(wěn)、采用推薦的潤滑方式，壽命為15000h、兩輪端面共面。在實際使用中要對、、、排數(shù)進行修正。9.8鏈傳動的合理布置有哪些要求？答：鏈傳動的布置應注意使兩軸線應平行布置，兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應在同一平面內(nèi)。應使主動邊在上，從動邊在下，即緊邊在上，松邊在下。假設松邊在上會使鏈與輪齒相干預。兩輪中心的連線盡量在同一水平面上。如傾斜布置，其與水平面的夾角應小于；假設垂直布置時，需加張緊輪，以免下鏈輪嚙合不良。9.9鏈傳動為何在適當張緊？常用的張緊方法有哪些？答：鏈傳動需要適當?shù)膹埦o，因為鏈傳動鏈條的重量比擬大，由于自重會產(chǎn)生下垂，假設垂度過大會引起嚙合不良。常用的張緊方法有調(diào)整中心距，或采用張緊輪的方法。張緊輪應設在松邊。9.10如何確定鏈傳動的潤滑方式？常用的潤滑裝置和潤滑油有哪些？答：鏈傳動的潤滑方法有4種，應根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距的大小據(jù)圖選擇。具體的潤滑裝置如下圖，潤滑油應加于松邊。常用的潤滑裝置有油杯，油池用于浸油潤滑；用甩油輪使油飛濺起來潤滑；用油泵、油管、油嘴進行噴油潤滑。常用的潤滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68。9.11試設計一鏈式輸送機中的鏈傳動。傳遞功率，主動輪的轉(zhuǎn)速，傳動比為,電動機驅(qū)動，三班制，有中等沖擊，按推薦方式潤滑。解：(1)選擇鏈輪齒數(shù)、。按表選；估計鏈速(2)確定鏈節(jié)數(shù)。初定中心距。取?！?〕根據(jù)額定功率曲線確定鏈型號。由表9.4取;由表取;由表取;由表取;由表取。查額定功率曲線圖，選取鏈條號為24A，節(jié)距p(4)驗算鏈速〔5〕計算實際中心距。設計成可調(diào)整的中心距?！?〕確定潤滑方式。由圖查得應選用油浴潤滑。(7)計算對鏈輪軸的壓力。(8)鏈接設計〔略〕。(9)設計張緊、潤滑等裝置(略)。9．12型號為16A的滾子鏈，主動輪齒數(shù)，轉(zhuǎn)速，傳動比，中心距，油浴潤滑，中等沖擊，電動機為原動機，試求該鏈傳動所能傳遞的功率。解：由、，查表9.8，得，鏈節(jié)距。由中等沖擊、電動機,查表9.2,得。由，查表，得。由單排，查表，得。由,查表9.6，得。由，查，得。根據(jù)式〔〕，可得出該鏈傳動所能傳遞的功率為。9.13在鏈傳動、齒輪傳動和帶傳動組成的多級傳動中，鏈傳動宜布置在哪一級？為什么？答：鏈傳動在多級傳動中宜布置在低速級，即帶傳動齒輪傳動鏈傳動。因為鏈傳動中速度不均勻，假設鏈速過高會使動載荷變大，布置在低速級可減小鏈速的不均勻性帶來的影響。9.14鏈輪的極限轉(zhuǎn)速為什么比帶傳動??？答：鏈輪的極限轉(zhuǎn)速一般為15m/s，而帶傳動的極限速度一般最高為25m/s，這是由于鏈傳動具有多邊形效應，即鏈速的不均勻性。鏈速過高產(chǎn)生的沖擊振動大，而帶傳動平穩(wěn)，具有緩沖性。9.15鏈傳動與帶傳動的張緊目的有何區(qū)別？答：帶傳動張緊是為了保持帶傳動中具有足夠的預拉力，以產(chǎn)生足夠的摩擦力。鏈傳動張緊是為了改善輪齒和鏈的嚙合情況，以利于傳動。第十章齒輪傳動10.1漸開線性質(zhì)有哪些？答：〔1〕發(fā)生線在基圓上滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長，即?！?〕因為發(fā)生線在基圓上作純滾動，所以它與基圓的切點N就是漸開線上K點的瞬時速度中心，發(fā)生線NK就是漸開線在K點的法線，同時它也是基圓在N點的切線?！?〕切點N是漸開線上K點的曲率中心，NK是漸開線上K點的曲率半徑。離基圓越近，曲率半徑越少?！?〕漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A越大，漸開線越平直。當基圓半徑無窮大時，漸開線為直線。〔5〕基圓內(nèi)無漸開線。10.2何謂齒輪中的分度圓？何謂節(jié)圓？二者的直徑是否一定相等或一定不相等？答：分度圓為人為定的一個圓。該圓上的模數(shù)為標準值，并且該圓上的壓力角也為標準值。節(jié)圓為嚙合傳動時，以兩輪心為圓心，圓心至節(jié)點p的距離為半徑所作的圓。標準齒輪采用標準安裝時，節(jié)圓與分度圓是相重合的；而采用非標準安裝，那么節(jié)圓與分度圓是不重合的。對于變位齒輪傳動，雖然齒輪的分度圓是不變的，但與節(jié)圓是否重合，應根據(jù)具體的傳動情況所決定。10.3在加工變位齒輪時，是齒輪上的分度圓與齒條插刀上的節(jié)線相切作純滾動，還是齒輪上的節(jié)圓與齒條插刀上的分度線相切作純滾動？答：是齒輪上的分度圓與齒條插刀上的節(jié)線相切。10.4為了使安裝中心距大于標準中心距，可用以下三種方法：〔1〕應用漸開線齒輪中心距的可分性?！?〕用變位修正的直齒輪傳動。〔3〕用標準斜齒輪傳動。試比擬這三種方法的優(yōu)劣。答：〔1〕此方法簡易可行，但平穩(wěn)性降低，為有側(cè)隙嚙合，所以沖擊、振動、噪聲會加劇。〔2〕采用變位齒輪傳動，因，所以應采用正傳動?？墒箓鲃訖C構更加緊湊，提高抗彎強度和齒面接觸強度，提高耐磨性，但互換性變差，齒頂變尖，重合度下降也較多?！?〕采用標準斜齒輪傳動，結(jié)構緊湊，且進入嚙合和脫離嚙合是一個逐漸的過程，傳動平穩(wěn)，沖擊、噪聲小，而斜齒輪傳動的重合度比直齒輪大，所以傳動平穩(wěn)性好。10.5一漸開線齒輪的基圓半徑，求〔1〕時漸開線的展角，壓力角以及曲率半徑；〔2〕壓力角時的向徑、展角及曲率半徑。解：〔1〕因，可得出，那么因為曲率半徑即為發(fā)生線NK的長度，那么?！?〕10.6一漸開線外嚙合標準齒輪，z=26，m=3mm，求其齒廓曲線在分度圓及齒頂圓上的曲率半徑及齒頂圓壓力角。解：，可得出10.7一個標準漸開線直齒輪，當齒根圓和基圓重合時，齒數(shù)為多少？假設齒數(shù)大于上述值時，齒根圓和基圓哪個大？答：當齒根圓和基圓重合時，即〔負號用于內(nèi)齒輪，正號用為外齒輪〕可得出z=42。當時，齒根圓比基圓大。10.8一對標準外嚙合直齒圓柱齒輪傳動，z1=19，z2=68，m=2mm，，計算小齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、基圓直徑、齒距以及齒厚和齒槽寬。解：10.9題10.8中的齒輪傳動，計算其標準安裝時的中心距、小齒輪的節(jié)圓半徑及嚙合角。假設將中心距增大1mm解：〔1〕標準安裝時，分度圓與節(jié)圓重合?！?〕當中心距a增大1mm，即因，那么因，那么10.10如題10.10圖所示的標準直齒圓柱齒輪，測得跨兩個齒的公法線長度，跨三個齒的公法線長度，求該齒輪的模數(shù)。題10.10圖解：因，可得出聯(lián)定上二式并求解，可得出；又因，可得出m=10.11一對標準漸開線直齒圓柱齒輪，m=5mm，，，中心距a=200mm，求兩齒輪的齒數(shù)z1，z2，實際嚙合線長，重合度，并用圖標出單齒及雙齒嚙合區(qū)。解：，可得出又因可得出根據(jù)因即得出，又因，代入公式中，可得根據(jù)，可得出單齒及雙齒嚙合區(qū)如題10.11答案圖所示。題10.11答案圖假設將題10.11中的中心距a加大，直至剛好連續(xù)傳動，求嚙合角，兩齒輪的節(jié)圓半徑、和兩分度圓之間的距離。解：剛好連續(xù)傳動，那么，且，，即得出兩分度圓之間距離為、為10.13一對漸開線直齒圓柱齒輪傳動，，，，，中心距。因小齒輪磨損嚴重，擬將報廢，大齒輪磨損較輕，沿齒厚方向每側(cè)磨損量為mm，擬修復使用。要求設計的小齒輪齒頂厚≥，試設計這對齒輪。答：因為所以，即采用零傳動。又因為大齒輪齒厚每側(cè)磨損，根據(jù)齒厚公式，可知得出：，，，，因，所以，。，，，，又因根據(jù)，可求出查表得，所以結(jié)論：此種設計適宜。兩齒輪中心距，傳動比，模數(shù),壓力角，試設計這對齒輪傳動。解：〔式中a為155mm〕聯(lián)立上式，可得出a與不同，又因，那么應選用正傳動。由可推出。查表得所示選取。小齒輪：大齒輪：一對直齒圓柱齒輪，傳動比，安裝中心距為300mm，試設計這對齒輪傳動。解：，可得出因，又因，所以該采用零傳動。取，那么小齒輪：大齒輪：10.16齒輪的失效形式有哪些？采取什么措施可減緩失效發(fā)生？答：齒輪的失效形式有五種：〔1〕輪齒折斷。減緩措施：增大齒根的圓角半徑，提高齒面加工精度，增大軸及支承的剛度?！?〕齒面點蝕。改良措施：提高齒面硬度，降低外表粗糙度，增大潤滑油粘度。〔3〕齒面磨損。改良措施：采用閉式傳動，降低齒面粗糙度，保持良好的潤滑?！?〕齒面膠合。改善措施：提高齒面硬度，降抵齒面粗糙度，選用抗膠合性能較好的齒輪副材料，采用抗膠合潤滑油；減少模數(shù)、降低齒高?！?〕塑性變形。改善措施：提高齒面硬度，采用粘度高的潤滑油。齒輪強度設計準那么是如何確定的？答：齒輪強度設計準那么確實定是根椐齒輪傳動的工作方式，齒輪的材料、硬度、失效形式來定的。對閉式傳動中的軟齒面齒輪〔〕主要失效形式為點蝕，應按接觸強度確定主要參數(shù)，按彎曲強度校核齒根彎曲強度。假設為硬齒面〔〕主要失效形式為斷齒，應按彎曲強度確定主要參數(shù)，然后按接觸強度校核齒面接觸強度。對于開式傳動，因為主要失效形式是磨損和斷齒，按彎曲強度進行設計。不必按接觸強度校核，固開式傳動不會發(fā)生點蝕。對齒輪材料的根本要求是什么？常用齒輪材料有哪些？如何保證對齒輪材料的根本要求？答：對齒輪材料的根本要求有：齒面應有較高的硬度和耐磨性；齒芯應有足夠的強度和韌性；齒根有良好的彎曲強度和抗沖擊能力；應有良好的加工工藝及熱處理性能。 常用齒輪材料有鍛鋼，分軟齒面和硬齒面。載荷不大、精度要求不高時用軟齒面，可用中碳鋼、中碳合金鋼進行調(diào)質(zhì)或正火處理，并使HBS，使兩齒輪等強度。假設高速、重載時可用硬齒面，用中碳鋼或中碳合金鋼外表淬火，或用低碳鋼或低碳合金鋼滲碳淬火，可使齒面硬，而齒芯韌。尺寸較大的材料常用鑄鋼式鑄鐵，并進行正火處理以細化晶粒。10.19齒面接觸疲勞強度與哪些參數(shù)有關？假設接觸強度不夠時，采取什么措施提高接觸強度？答：齒面接觸疲勞強度與〔或〕有關，即與有關。假設接觸強度不夠時，可適當增加b或，但b不宜過大，b過大會造成載荷集中。在滿足彎曲強度的情況下也不宜過大，可適當增大齒數(shù)、，以增大、。從材料上考慮可增加齒面硬度。齒根彎曲疲勞強度與哪些參數(shù)有關？假設彎曲強度不夠時，可采取什么措施提高彎曲強度？答；齒根彎曲疲勞強度與模數(shù)有關，假設彎曲強度不夠時，可采取增大模數(shù)題高彎曲強度。從材料考慮，降低材料的許用彎曲應力。齒形系數(shù)與什么參數(shù)有關？答：齒形系數(shù)與系數(shù)z有關。z小大。10.22設計直齒圓柱齒輪傳動時，其許用接觸應力如何確定？設計中如何選擇適宜的許用接觸應力值代公式計算？答：設計直齒圓柱齒輪傳動時，許用接觸應力由公式計算。為接觸疲勞極限，為壽命系數(shù)，分別查圖得出。為平安系數(shù)。設計中應將兩齒輪中較小的值代入公式計算。10.23軟齒輪為何應使小齒輪的硬比大齒輪高〔30~50〕HBS？硬齒面齒輪是否也需要有硬度差？答：因為軟齒面齒輪嚙合傳動時，小齒輪受應力循環(huán)次數(shù)多，z值小，為了使兩齒輪等強度，應使小齒輪比大齒輪硬〔30~50〕HBS。硬齒面齒輪不需要有硬度差。10.24為何要使小齒輪比配對大齒輪寬〔5~10〕mm？答：為了保證齒輪傳動的接觸寬度，以防由于制造、安裝的誤差造成接觸寬度不夠，因?qū)挾群蛷姸扔嘘P。由于小齒輪直徑小，增加齒寬〔5~10〕mm較為適宜，保證接觸寬度。10.25按彎曲強度設計齒輪時，假設齒輪經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，應如何確定其許用彎曲應力？答：假設按彎曲強度設計齒輪時，假設齒輪經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，那么齒根所受彎曲應力為對稱循環(huán)，應使許用彎曲應力減小20%~30%。如有一開式傳動，該傳動經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，設計時應注意哪些問題？答：對開式傳動的齒輪，按彎曲強度設計出模數(shù)時，由于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，應將彎曲疲勞極限減小20%~30%。對計算出的模數(shù)再增大10%~15%。10.27斜齒輪的強度計算和直齒輪的強度計算有何區(qū)別？答：斜齒輪的強度計算中其受力分析是按輪齒法面進行的，計算的模數(shù)是法面模數(shù)。齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)是按斜齒輪的當量齒數(shù)查得的。再有，強度校核公式中的系數(shù)小于直齒輪公式中的系數(shù)，計算出的、小于直齒輪，說明斜齒輪的強度比直齒輪高。斜齒輪的當量齒輪是如何作出的？其當量齒數(shù)在強度計算中有何用處？答：斜齒輪的當量系數(shù)，與值的大小有關。在強度計算中確定齒形系數(shù)與應力校正系數(shù)時按當量齒數(shù)查。圓錐齒輪的背錐是如何作出的？答：圓錐齒輪的背錐的形成，過圓錐齒輪的大端的分度圓錐作一切線與圓錐齒輪的軸線相交，以軸線為軸，以切線為母線繞軸線轉(zhuǎn)一圈，形成的圓錐為背錐。背錐與球面相切于圓錐齒輪大端的分度圓錐上，并與分度圓錐直角相接。斜齒輪和圓錐齒輪的軸向分力是如何確定的？答：〔1〕斜齒輪軸向分力確實定，是與旋向轉(zhuǎn)向相關的，可用主動輪左右旋定那么確定。即由主動齒輪視旋向，左旋用左手，右旋用右手，四指指向表示主動輪的轉(zhuǎn)向，大拇指指向為軸向力方向，從動輪軸向力方向與主動輪的相反?！?〕圓錐齒輪不管主動、從動軸向力均指向大端。10.31在材質(zhì)相同、齒寬相同的情況下，齒面接觸強度的大小取決于什么？答：在材質(zhì)相同、齒寬相同的情況下，齒面接觸強度的大小取決于分度圓直徑的大小，即大說明接觸強度高；或用中心距表示，大，那么接觸強度大，即和m、z的乘積有關〔應在同一載荷下〕。齒輪傳動有哪些潤滑方式？如何選擇潤滑方式？答：齒輪傳動的潤滑方式有人工定期潤滑、浸油潤滑和噴油潤滑。對于開式齒輪傳動，由于速度較低，一般采用人工定期潤滑。對于閉式齒輪傳動，一般根椐圓周速度選擇潤滑方式。當齒輪的圓周速度時，通常將大齒輪浸入油池中進行潤滑。當齒輪的圓周速度時，不宜采用浸油潤滑，可采用噴油潤滑，用油泵將具有一定壓力的油經(jīng)噴油嘴噴到嚙合的齒面上。進行齒輪結(jié)構設計時，齒輪軸適用于什么情況？答：設計小齒輪的結(jié)構時，當小齒輪的齒根圓至鍵槽底部的尺寸小于〔2~2.5〕時，應制成齒輪軸，以增加齒輪和軸的強度。對于小圓錐齒輪，當齒根圓至鍵槽底部的尺寸小于〔~2〕時，應制成錐齒輪軸。一閉式直齒圓柱齒輪傳動，：傳遞功率，轉(zhuǎn)速，模數(shù)，齒數(shù)，齒寬。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為正火。載荷平穩(wěn)，電動機驅(qū)動，單向轉(zhuǎn)動，預期使用壽命10年〔按1年300天，每天兩班制工作考慮〕。試問這對齒輪傳動能否滿足強度要求而平安工作。答：由題意知齒輪傳動的材料、參數(shù)、齒寬等，此題屬校核性問題，因是軟齒面，故應以接觸強度為主進行校核強度?！?〕接觸強度校核。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為230HBS，大齒輪為ZG310~570，齒面硬度取為180HBS。由圖10.24查得：應力循環(huán)次數(shù)查圖得,查表取計算轉(zhuǎn)矩；取載荷系數(shù)K=1.2，齒寬b=70mm。小齒輪分度圓直徑,滿足接觸強度的要求。〔2〕彎曲強度校核。由圖查得：查圖得查表，得。查表，得齒形系數(shù)。查表得應力修正系數(shù)。所以，彎曲強度足夠。某機器的一對直齒圓柱齒輪傳動，其中心距，傳動比。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪為45鋼正火。載荷有中等沖擊，電動機驅(qū)動，單向轉(zhuǎn)動，使用壽命為8年，單班制工作。試確定這對齒輪所能傳遞的最大功率。答：此齒輪傳動為軟齒面，其承載能力由齒面接觸強度決定，故按接觸強度設計?！?〕確定許用接觸應力。小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)：；大齒輪45鋼正火：。〔2〕承載能力計算。根據(jù)可推導出取將值代入可得下式：這對齒輪能傳遞的最大功率為。一對斜齒圓柱齒輪傳動，。試計算這對斜齒輪的主要幾何尺寸。解：〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕〔10〕設計一單級直齒圓柱齒輪減速器，傳遞的功率為，小齒輪轉(zhuǎn)速傳動比，載荷平穩(wěn)，使用壽命5年，兩班制〔每年250天〕。答：〔1〕選擇材料及精度等級。小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)大齒輪選用45號鋼，正火。因用于普通傳動，選8級精度，要求齒面粗糙度。〔2〕按齒面接觸疲勞強度設計。確定有關參數(shù)與系數(shù)如下：①齒數(shù)z及齒寬系數(shù)。取小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。實際傳動比適宜，齒數(shù)比由表選取。②轉(zhuǎn)矩。③載荷系數(shù)。查表10.11取載荷系數(shù)=1.2④許用接觸應力。查得計算應力循環(huán)次數(shù)查圖得。由表查得。計算模數(shù)取標準模數(shù)〔3〕校核齒根彎曲疲勞強度。確定有關參數(shù)和系數(shù)：①分度圓直徑。②齒寬。取。③齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)。查得。④許用彎曲應力。查得。計算兩輪的許用彎曲應力計算兩輪的彎曲應力故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠?！?〕計算傳動中心距。〔5〕計算齒輪的圓周速度。選8級精度適合?！?〕計算齒輪的幾何尺寸并繪制齒輪零件圖〔略〕。一對斜齒圓柱齒輪傳動，。試計算其中心距應為多少？如果除角外各參數(shù)均不變，現(xiàn)需將中心距圓整為以0或5結(jié)尾的整數(shù)，那么應如何改變角的大??？其中心距為多少？為多少？解：假設將圓整為115mm，那么不適宜。假設將圓整為120mm，那么如題圖所示為二級斜圓柱齒輪減速器。主動輪1的螺旋角及轉(zhuǎn)向，為了使裝有齒輪2和齒輪3的中間軸的軸向力較小，試確定齒輪2、3、4的輪齒螺旋角旋向和各齒輪產(chǎn)生的軸向力方向。，試求為多少時，才能使中間軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消？題圖題答案圖答：〔1〕確定各輪旋向，軸向力方向。①由及旋向〔左旋〕確定向上；②2輪必為右旋，與相反，與相反；③為使中間軸軸向力較小，應向上，與相反。根據(jù)向上與轉(zhuǎn)向判定齒輪3數(shù)為右旋；④齒輪4必為左旋，與相反，即向下。具體參見題答案圖?！?〕時互相抵消。因3輪和2輪在同一軸上，那么。當為時，才能使中間軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消。10.40一對標準直齒圓錐齒輪傳動，齒數(shù)，大端模數(shù)，分度圓壓力角，軸交角。試求兩個圓錐齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、分度圓錐角、齒頂圓錐角、齒根圓錐角、錐距及當量齒數(shù)。解：〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕當量齒數(shù)?！?0〕齒頂圓錐角〔按等頂隙收縮齒計算〕?！?1〕齒根圓錐角?！?2〕齒根角。第11章蝸桿傳動11.1蝸桿傳動的特點及使用條件是什么？答：蝸桿傳動的特點是：結(jié)構緊湊，傳動比大。一般在傳遞動力時，；分度傳動時只傳遞運動，可達1000；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳動效率低；蝸輪一般用青銅制造，造價高；蝸桿傳動可實現(xiàn)自鎖。使用條件：蝸桿傳動用于空間交錯()軸的傳動。用于傳動比大，要求結(jié)構緊湊的傳動，傳遞功率一般小于。11.2蝸桿傳動的傳動比方何計算？能否用分度圓直徑之比表示傳動比？為什么？答：蝸桿傳動的傳動比可用齒數(shù)的反比來計算，即；不能用分度圓直徑之比表示傳動比，因為蝸桿的分度圓直徑。11.3與齒輪傳動相比擬，蝸桿傳動的失效形式有何特點？為什么？答：蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動類似，有點蝕、彎曲折斷、磨損及膠合。但蝸桿傳動中蝸輪輪齒的膠合、磨損要比齒輪傳動嚴重得多。這是因為蝸桿傳動嚙合齒面間的相對滑動速度大，發(fā)熱嚴重，潤滑油易變稀。當散熱不良時，閉式傳動易發(fā)生膠合。在開式傳動及潤滑油不清潔的閉式傳動中，輪齒磨損較快。11.4何謂蝸桿傳動的中間平面？中間平面上的參數(shù)在蝸桿傳動中有何重要意義？答：蝸桿傳動的中間平面是通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面。中間平面上的參數(shù)是標準值，蝸桿傳動的幾何尺寸計算是在中間平面計算的。在設計、制造中，皆以中間平面上的參數(shù)和尺寸為基準。11.5試述蝸桿直徑系數(shù)的意義，為何要引入蝸桿直徑系數(shù)?答：蝸桿直徑系數(shù)的意義是：蝸桿的分度圓直徑與模數(shù)的比值，即。引入蝸桿直徑系數(shù)是為了減少滾刀的數(shù)量并有利于標準化。對每個模數(shù)的蝸桿分度圓直徑作了限制，規(guī)定了個標準值，那么蝸桿直徑系數(shù)也就對應地有個標準值。11.6何謂蝸桿傳動的相對滑動速度？它對蝸桿傳動有何影響？答：蝸桿傳動的相對滑動速度是由于軸交角，蝸桿與蝸輪嚙合傳動時，在輪齒節(jié)點處，蝸桿的圓周速度和蝸輪的圓周速度也成夾角，所以蝸桿與蝸輪嚙合傳動時，齒廓間沿蝸桿齒面螺旋線方向有較大的相對滑動速度，其大小為。相對滑動速度對蝸桿傳動有較大的不利影響，滑動速度的大小對齒面的潤滑情況、齒面失效形式、發(fā)熱以及傳動效率都有很大影響。相對滑動速度較大，溫升高，潤滑油變稀、油膜不易形成，散熱不好時極易發(fā)生膠合失效形式。在開式傳動中，磨損較嚴重，使蝸桿傳動的壽命較短。11.7蝸桿的頭數(shù)及升角對嚙合效率各有何影響？答：蝸桿傳動的嚙合效率為；由此式可知，當蝸桿的升角越大，蝸桿傳動的效率越高。。當q一定時，越大，越大，效率越高。11.8蝸桿傳動的效率為何比齒輪傳動的效率低得多？答：蝸桿傳動的效率比齒輪傳動的效率低得多，是由于蝸桿傳動中嚙合處的相對滑動速度較大，摩擦大，發(fā)熱量大，嚙合效率低。11.9為什么對蝸桿傳動要進行熱平衡計算？當熱平衡不滿足要求時，可采取什么措施？答：由于蝸桿傳動中蝸輪齒和蝸桿齒面間有較大的相對滑動速度，所以發(fā)熱量大，傳動效率低。如果蝸桿傳動的散熱條件差，使工作溫度過高，潤滑油粘度降低，油膜破壞，引起潤滑失效，導致齒面膠合，并加劇磨損。所以，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動進行熱平衡計算是為了使產(chǎn)生的熱量及時散出去，不發(fā)生膠合失效。當熱平衡不滿足要求時，應采用不列措施，以增加傳動的散熱能力：〔1〕在箱體處增加散熱片，以增大散熱面積；(2)在蝸桿軸伸上裝風扇，以提高散熱系數(shù)；〔3〕在油池中在裝蛇形冷卻水管，以降低油溫；〔4〕大功率的蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤滑。11.10蝸桿傳動的設計準那么是什么？答：蝸桿傳動的主要失效形式是膠合、磨損，但目前尚缺乏可靠的計算方法。因此，對閉式蝸桿傳動，一般按蝸輪齒面接觸疲勞強度來設計，并校核齒根彎曲疲勞強度；對于開式蝸桿傳動，通常只需按彎曲疲勞強度進行設計。以上的強度計算為條件性計算。此外，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動還必須作熱平衡計算，以保證油溫不超過許用值。常用的蝸輪、蝸桿的材料組合有哪些？設計時如何選擇材料？答：常用的蝸輪、蝸桿的材料組合應具有好的減摩性、耐磨性和抗膠合性能。蝸桿常用碳銅或合金鋼制成，對高速重載的蝸桿應進行淬硬并磨削，一般蝸桿可采用調(diào)質(zhì)鋼。蝸輪多數(shù)用青銅制造，視滑動速度大小選不同含錫量的銅合金。當時選用錫青銅，當時選用鋁鐵青銅〔蝸桿必須淬硬〕，當時蝸輪可用灰鑄鐵制作。11.12試分析如題11.12圖所示的蝸桿傳動中，蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動方向及所受各分力的方向。題答：蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動方向及所受各分力的方向如題11.12答案圖所示。題答案圖11.13設計運輸機的閉式蝸桿傳動。電動機功率，轉(zhuǎn)速，蝸桿傳動比，工作載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，每天工作8h,要求使用壽命為5年。答：(1)選擇材料。蝸桿選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度＜350HB。蝸輪選用鋁鐵青銅：?！?〕確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。估計效率，〔3〕選擇蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)。選蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)。〔4〕確定許用應力。查表11.7，估計，。查表11.8，。(5)確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑。取載荷系數(shù)，那么查表得，由此得。蝸桿分度圓直徑：蝸輪分度圓直徑：中心距：〔6〕計算蝸桿螺旋線升角λ?！?〕按齒根彎曲強度校核。計算齒根彎曲應力。查表1，。故彎曲疲勞強度合格?！?〕驗算傳動效率。查表11.9得，，那么效率為與原估計=0.78相近。〔9〕熱平衡計算。箱體散熱面積取室溫，散熱系數(shù),那么結(jié)論：合格?！?0〕選擇精度等級。因</s，可選用9級精度。〔11〕繪制蝸桿、蝸輪零件工作圖〔略〕。設計起重設備用閉式蝸桿傳動。蝸桿軸的輸入功率,蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸輪轉(zhuǎn)速,間歇工作，每日工作4h，預定壽命10年。答：選擇蝸桿、蝸輪材料。蝸桿選45鋼調(diào)質(zhì)，硬度<45HRC；蝸輪選錫青銅Z.Cu.Sn10P1砂型；。確定許用應力。①②選擇蝸桿頭數(shù)z1，蝸輪齒數(shù)z2。因用于起重，選蝸桿頭數(shù)z1，，計算蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,估計=0.75，那么確定模數(shù)、直徑系數(shù)。取K=1.2，那么查表11.2，按計算，取，那么計算蝸桿螺旋線升角?！?〕驗算齒根彎曲強度。查表11.5得，那么彎曲強度合格?！?〕驗算傳動效率。查表11.9得，那么與估計的效率相近?！?〕因起重設備工作不連續(xù)，可不作散熱計算。11．15如題11.15圖所示為蝸桿-斜齒輪傳動，為使軸Ⅱ上的軸向力抵消一局部，斜齒輪3的旋向應如何？畫出蝸輪及斜齒輪3上的軸向力的方