机械设计题库06带传动要点
带传动
一选择题
(1) 带传动不能保证精确的传动比，其原因是
A. 带容易变形和磨损
B. 带在带轮上打滑
C. 带的弹性滑动
D. 带的材料不遵守胡克定律
(2) 带传动的设计准则为。
A. 保证带传动时，带不被拉断
B. 保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损
C. 保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度
(3) 普通V带轮的槽楔角随带轮直径的减小而
A. 增大
B. 减小
C. 不变
(4) V带轮槽楔角?与V带楔角θ间的关系是
A. ?=θ
B. ?>θ
C. ?<θ
(5) 设计V带传动时发现V带根数过多，最有效的解决方法是。
A. 增大传动比
B. 加大传动中心距
C. 选用更大截面型号的V带
(6) 带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力为
A. F1+F2
B. (F1-F22
C. (F1+F22
D. F1-F2
(7) 要求单根V带所传递的功率不超过该单根V带允许传递的功率P，这样，带传动就不会产生失效。
A. 弹性滑动
B. 疲劳断裂
C. 打滑和疲劳断裂
D. 打滑
E. 弹性滑动和疲劳断裂
(8) 在普通V带传动中，从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，则v2 A. 增大 B. 减小 C. 不变 (9) 设计V带传动时，如小带轮包角α1过小(α1<120°)最有效的解决方法是 A. 增大中心距 B. 减小中心距 C. 减小带轮直径 (10) V带轮轮槽与带的三种安装情况如图8-1所示，其中种情况是正确的。 图8-1 (11) V带的楔角等于。 A. 40 B. 35 C. 30 D. 20 (12) V带带轮的轮槽角。 A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 小于或等于 (13) 带传动采用张紧轮的目的是。 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. 调节带的初拉力 (14) V带的参数中， A. 截面尺寸 B. 长度 C. 楔角 D. 带厚度与小带轮直径的比值 (15) 在各种带传动中， A. 平带传动 B. V带(三角带)传动 C. 多楔带传动 D. 圆带传动 (16) 当带的线速度v 30m/s时，一般采用来制造带轮。 A. 铸铁 B. 优质铸铁 C. 铸钢 D. 铝合金 (17) 为使V带(三角带)传动中各根带受载均匀些，带的根数z一般不宜超过根。 A. 4 B. 6 C. 10 D. 15 (18) 带传动中，两带轮与带的摩擦系数相同，直径不等，如有打滑则先发生轮上。 A. 大 B. 小 C. 两带 D. 不一定哪个 (19) 采用张紧轮调节带传动中带的张紧力时，张紧轮应安装在。 A. 紧边外侧，靠近小带轮处 B. 紧边内侧，靠近小带轮处 C. 松边外侧，靠近大带轮处 D. 松边内侧，靠近大带轮处 C. 轮的转速 D. 链条的速度、载荷性质 (20) 带传动的中心距过大时，会导致。 A. 带的寿命短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带在工作时会产生颤动 D. 小带轮包角减小而易产生打滑 (21) V带传动，最后算出的实际中心距a与初定的中心距a0不一致，这是由于。 A. 传动安装时有误差 B. 带轮加工有尺寸误差 C. 带工作一段时间后会松弛，需预先张紧 D. 选用标准长度的带 (22) 带和带轮间的摩擦系数与初拉一定时，，则带传动不打滑时的最大有效圆周力也愈大。 A. 带轮愈宽 B. 小带轮上的包角愈大 C. 大带轮上的包角愈大 D. 带速愈低 (23) 设dd1，dd2分别为主、从带轮的基准直径，若考虑滑动率ε，则带传动的实际传动比。 dd2dd2d(1-ε)dd21+ε2 A. i= B. i= C. i= D. i=d2 dd1dd11+εdd11-εdd1 (24) 设带的紧边拉力为F1，松边拉力为F2，小带轮包角为α，带与带轮之间的当量摩 擦系数为fv，则有。 A. ()F1FFFfαfα=ev B. 1=fvα C. 2=ev D. 2=fvα F2F2F1F1 (25) 带轮是采用轮辐式、腹板式还是实心式结构，取决于 A. 带的横截面尺寸 B. 传递的功率 C. 带轮的直径 D. 带的线速度 (26) 中心距一定的带传动，对于小带轮上包角的大小， A. 小带轮的直径 B. 大带轮的直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 (27) 在确定带传动所能传递的功率P时，其前提条件是。 A. 保证不打滑 B. 保证带不产生疲劳破坏 C. 保证不打滑，不产生弹性滑动 D. 保证不打滑，具有一定的疲劳强度和寿命 (28) 带传动的主动轮与从动轮的两轴线位于同一水平面内，为使传递功率增大，应使 A. 松边 B. 紧边 C. 条件不足无法判断 D. 哪边在上与传递功率大小无关 (29) 对同一V带传动，若主动轮转速不变，若用于减速时(小带轮为主动轮)与用于增 速时(大带轮为主动轮)相比较，则带传动所能传递的功率 C 。 A. 相等 B. 减速时较大 C. 增速时较大 D. 条件不足无法判 (30) V带传动中，下列 A. 小带轮直径dd1不变，增大传动比 B. dd1不变，加大中心距 C. A型带改成B型带，dd1不变 D. dd1不变，增大根数z (31) 带传动的主动轮直径dd1=180mm、转速n1=900r/min，从动轮要求的转速 n2=252r/min，若滑动率ε=2%，则从动轮直径应取mm。 A. 630 B. 635 C. 640 D. 645 (32) 带传动工作时，松边的带速 A. 小于 B. 大于 C. 等于 D. 可能大于、小于或等于 (33) 带传动主要是靠 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带的紧边拉力 C. 带与带轮接触面之间的摩擦力 D. 带的初拉力 (34) 如果带传动中的主动轮的基准直径dd1=160mm，转速n1=950r/min，从动轮的基准直径dd2=750mm，转速n2=200r/min，则传动的滑动率是。 A. 1.3% B. 1.6% C. 1.8% D. 2.2% (35) 与同样传动尺寸的平带传动相比，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 (36) 选取V带型号，主要取决于。 A. 带的线速度 B. 带的紧边拉力 C. 带的有效拉力 D. 带传递的功率和小带轮转速 (37) 普通V带两侧面的夹角为40，所以带轮轮槽角?。 A. ?>40 B. ?=40 C. ?<40 (38) 与链传动相比较，带传动的优点是 A. 传动效率高 B. 承载能力大 C. 工作平稳，噪声小 D. 使用寿命长 (39) 带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系。 A. F1=F2 B.F1-F2=Fe C. F1/F2=efα D. F1+F2=F0 (40) 即将打滑时，传动带所能传递的最大有效拉力Fe和初拉力F0之间的关系为。 A. Fe=2F0efα/(e C. Fe=2F0(e fα1fα1-1) B. Fe=2F0(efα+1)/(efα1-1) -1)/(efα1+1) D. Fe=2F0(efα1-1)/efα1-1 4 (41) 带传动在工作中产生打滑的原因是。 A. 带的弹性较大 B. 传递的外载荷超过带的带轮间的极限摩擦力 C. 带和带轮间摩擦系数较小 D. 带传动中心距过大 (42) 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是。 A. 带与带轮间摩擦系数较小 B. 所带的外载荷过大 C. 带的弹性与紧边和松边有拉力差 D .初拉力过小 (43) 带传动不能保证准确传动比，是因为 A. 带在带轮上出现打滑 B. 带出现了磨损 C. 带传动工作时发生弹性滑动 D. 带的松弛 (44) 与V带传动比，同步带传动最突出的优点是 A. 传递功率大 B. 传动比准确 C. 传动效率高 D. 制造成本低 (45) 普通V带的公称长度是 A. 内周长度Li B. 基准长度Ld C. 外周长度L0 (46) 在同样初拉力的条件下，V带所产生的摩擦力大致为平带的。 A. 一半 B. 1倍 C. 2倍 D . 3倍 (47) 在V带传动中，已知主动轮的圆周速度为v1，从动轮的圆周速度为v2，带的运动速度为v，它们三者之间的关系是 C 。 A. v1=v=v2 B. v1>v=v2 C. v1=v>v2 D. v1>v>v2 (48) 在传动比不变的条件下，增大V带传动的中心距，小带轮上的包角，因而承载能力 A 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 (49) 由双速电机带动的V带传动，设传递功率一定，则V带应按 A. 高速 B. 低速 C. 任一种速度都可以 (50) 在V带传动中，若不改变n1,i和a/D2，而增大D1，则传递的功率。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 (51) 带传动中弹性滑动的大小随着有效拉力F的增大而。 A. 增加 B. 减小 C.不变 (52) 设计V带传动时，对每种型号都推荐了相应的最小直径，其目的在于。 A. 稳定弹性滑动量 B. 限制弯曲应力 C. 建立规定的初拉力 (53) 设计V带传动时，若发现速度过高(v>vmax)，在不改变n1,n2的情况下，可采取的补救措施是 。 A. 增大dd1 B. 减小dd1 C. 增大中心距 D. 减小中心距 (54) 计算V带传动作用在轴上的压力Fp的公式是。 A. Fp=2zF0sin C. Fp=α12 B. Fp=zF0sinα12 zF0Fααsin1 D. Fp=0sin1 2222 (55) 在设计V带传动中，选取小带轮直径的dd1>dd1min,dd1min主要依据选取。 A. 带的型号 B. 带的线速度 C. 传动比 D. 高速轴的转速 (56) 带传动的挠性磨擦欧拉公式推导的前提条件是 A. 带即将打滑 B. 忽略带的离心力 C. 带即将打滑，并且忽略带的离心力 D. 带即将打滑，并且忽略带的弯曲应力 (57) 带传动中，用α1加大。 A. 增大小带轮直径dd1 B. 减小带轮直径dd1 C. 增大大带轮直径dd2 D. 减小中心距a (58) 影响单根带所能传递的功率增量?P0的主要因素是。 A 带的速度v B 传动比 C 带的长度Ld (59) 从结构、效率和过载保护等方面分析，对于一台长期运转的带式运输机械装置，下面中的案较合理。 A 电动机一带传动一齿轮传动一工作机 B 电动机一链传动一齿轮传动一工作机 C 电动机一齿轮传动一蜗杆传动一工作机 二填空题 (1) 带传动中，传动带受的三种应力是应力。最大应力等于σ1＋σc+σb，它发生在带的紧边开始绕上小带轮处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。 (2) 带传动中，打滑是指轮上。即将打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1/F2=efα。 (3) 带传动的传动比不宜过大，若传动比过大，将使α1，从而使带的有效拉力值减小。 (4) 控制适当的预紧力是保证带传动正常工作的重要条件，预紧力不足，则；预紧力过大则带的磨损加剧、轴受力大。 (5) 某V带传动，带的横截面积A=142mm，由预紧力产生的应力σ0=1.5MPa，有效拉力2 Fe=300N，不计离心力的影响，紧边拉力F1和松边拉力F2分别为 N和 N。 (6) 常见的带传动张紧装置有、。 (7) V带传动的传动比不恒定主要是由于有。 (8) 带传动中，带中的最小应力发生在 (9) 带传动中，带中的最大应力发生在 (10) 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， 因而承载能力可提高。 (11) 当采用张紧轮装置将带张紧时，为了带只受单向弯曲，张紧轮一般放在轮应尽量靠近大带轮，以免对小带轮包角影响过大。如果主要考虑包角的影响，则张紧轮应放在靠近小带轮处的松边外侧。 (12) 在带传动中，带的离心应力发生在 (13) V带传动限制带速v<25m/s的目的是为了；限制带在小轮上的包角α1≥120 的目的是 (14) 在传动比不变的条件下，V带传动的中心距越大，则小轮的包角因而承载能力就高。 (15) 在带传动中，带的弹性滑动是带传动的特性，是避免的。 (16) 在带传动中，要求小带轮的直径不能太小，主要是为了。反之，若小带轮直径太大，则会导致整体结构尺寸过大。 (17) V带传动的传动比随 efα1-1(18) 带传动不发生打滑的条件是F≤2F0fα，为保证带传动具有一定的疲劳寿命，应将带中的1e+1 最大应力σmax≤[σ]。 (19) (20) V带截面形状做成梯形是为了利用V带和轮槽间摩擦的楔形效应。普通V 带的基准带长指的是带截面基准宽度处的圆周长。 (21) V带、齿轮、链条用于多级传动中，带传动一般用于而链传动一般用于。 (22) 我国生产的普通V带的型号有 (23) V带的剖面角为40°，而带轮的槽形角有轮径变大，槽形角度。 (24) 带传动的主要失效形式为和下，具有一定的疲劳寿命。 (25) 带传动的弹性滑动是由于引起的，而打滑是由于的。 (26) 影响带传动打滑的主要因素有α1fF0 dd1。 (27) 在普通V带传动中，载荷平稳，包角α为180°，带长Ld为特定长度，强力层为化学纤维线绳结构条件下求得单根V带所能传递的基本额定功率P0主要与有关。 三是非题 (1) 为了避免打滑，通常将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦力。（F） (2) 在V带传动设计计算中，限制带速，v≤25m/s，主要是为了保证带中产生的离心应力不致过大。（T） (3) 带的弹性滑动使带传动的传动比不准确，传动效率降低，带的磨损加快，因此，弹性滑动在带传动设计中应设法避免。（F） (4) 当带传动的传递功率过大而导致带打滑时，带的松边拉力为零。（F） (5) 在V带传动设计计算中，通常限制带的根数z≤10，主要是为了保证每根带受力比较均匀。（T） (6) 在V带传动中，若带轮直径、带的型号、带的材质、根数及转速均不变，则中心距越大，其承载能力也越大。（T） (7) 在V带传动中，要求小带轮的直径不能过小，主要是为了保证带中离心应力不要过 大。（F） (8) 在带传动中，由离心力所引起的带的离心拉应力在各截面上都相等。（T） (9) 带传动的弹性滑动是带传动的一种失效形式。（F） (10) 在机械传动中，一般V带传动应放在传动的高速级。（T） (11) 双速电动机带动V带传动，设电动机输出转速为n或2n，若传递功率一定，则两种速度下设计出的带根数相差一倍。（F） (12) V带传动中，若不改变小带轮的转速n1、传动比i以及中心距a与大带轮直 径dd2的比值，则当小带轮的直径dd1增大时，带传动的传递功率增加。（T） (13) 正常运行的带传动中，弹性滑动发生在带与小带轮的整个接触弧上。（F） (14) 在有几根V带的传动中，如有一根带损坏了，更换带时应同时全部进行更换。（T） (15) V带传动的效率比平带传动的效率高，所以V带应用更为广泛。 (F) (16) 在传动比不变的条件下，当V带传动的中心距较大时，小带轮的包角就较大，因而承载能力也较高。 (T) (17) V带传动的小带轮包角越大，承载能力越小。 (F) (18) V带传动传递功率最大时松边拉力最小值为0。 (F) (19) 选择带轮直径时，小带轮直径越小越好。 (F) (20) 带传动中，V带中的应力是对称循环变应力。 (F) (21) 在机械传动中，V带传动通常应放在传动的低速级。 (F) (22) 在传动系统中，皮带传动往往放在高速级是因为它可以传递较大的扭矩。(F) (23) V带传动比平带传动能力大，这是因为V带与带轮工作面上的正压力大，因而磨擦力也大。 (T) (24) 带在工作时受变应力的作用，这是它可能出现疲劳破坏的根本原因。 (T) 四问答题 (1) 带传动的设计准则是什么? 答：带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 (2) 试证明带传动中紧边带速v1大于松边带速v2。 证明：如答图1所示 答图1 紧边拉力F1＞松边拉力F2 同一段带，在紧边时长度l1＞在松边时长度l2 这一段带，经过紧边的一个断面的时间?t＝经过松边的一个断面的时间?t，即同 一段带经过空间任一断面时间相同，而v1= 所以v1>v2 (3) 在带传动中，为什么要限制其最小中心距和最大传动比? 答：一方面，中心距愈小，带长愈短，因此，在一定的带速下，单位时间内带的应力变化次数愈多，从而使带的疲劳强度较低；另一方面，在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮的包角也越小，从而使传动能力降低。所以，在带传动设计中，需要限制最小中心距。 在中心距不变的情况下，当传动比过大时，会导致小带轮的包角过小，从而使传动能力降低，因此，要限制其最大传动比。 (4) 在V带传动设计中，为什么小带轮的包角不能过小，并给出几种增大小带轮包角的措施。 答：因为带的包角过小，容易导致带传动发生打滑失效。当其他条件不变时，可以通过减小传动比、加大中心距、增大小带轮的基准直径以及使用张紧轮张紧装置(张紧轮装于松边外侧靠近小带轮处)等手段来增大小带轮的包角。 (5) 图8-2(a)、(b)两图所示分别为减速带传动和增速带传动。现已知：在两带传动装置中，带轮的基准直径dd1=dd4，dd2=dd3，而且，带轮的材料、带的材料和规格、带传动的中心距以及初拉力均相同。设两传动装置的主动轮分别为带轮1和带轮3，且主动带轮转速均为n，试分析： ①哪种带传动装置传递的最大有效拉力大？ ②哪种带传动装置传递的功率大？ ③哪种带传动装置中带的寿命长？ l1l，v2=2 ?t?t (a) 减速带传动 (b)增速带传动 图8-2 答：①当带在带轮上有打滑趋势时，摩擦力总和达到极限值，此时传递的有效拉力为最大，且最大有效拉力为：Fe=2F0-1 。αe+1fvfvα 根据题意，有dd1=dd4，dd2=dd3，传动中心距a相等，因而，两带传动装置的最小包角αmin相等。另已知，带轮材料、带的材料和尺寸均相同，故两带传动装置的摩擦系数f相同。又因为带传动的初拉力F0也相等，因此，这两种带传动装置所传递的最大有效拉力一样大。 ②由①知，两种带传动装置所能传递的最大有效拉力相等。又因为，两带传动装置的主动带轮的转速n相等，而图8-2(b)中的主动带轮的基准直径dd3大于图8-2(a)中主动带轮的基准直径dd1，因此，根据带速计算公式v=πdn 60?1000可知，8-2(b)图所示装置的带速大于8-2(a)图的带速。再根据带传动装置所能传 递的功率计算公式P=Fev可知，8-2(b)图所示带传动装置所能传递的功率大。 ③由②知，图8-2(a)所示传动装置的带速低于(b)图，因此，带在单位时间内绕转次数 少，即在相等的时间内，带的应力循环次数少；另一方面，由①知，两种带传动装置所能传递的最大有效拉力相等，而(a)图传动装置的带速较低，因此，相应的离心应力小，而两带传动装置的拉应力σ1、弯曲应力σb1均相同，所以，(a)图所示传动装置中带的寿命较长。 (6) 带传动有何特点?在什么情况下宜采用带传动?同步带传动和一般带传动的主要区别是什么? 答：摩擦型带传动的特点： 1) 传动带具有弹性和挠性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小。 2) 当过载时，打滑可起过载保护的作用。 3) 适用于主、从动轮中心距较大的场合。 4) 结构简单，制造、安装和维护较方便。 5) 由于有弹性滑动的存在，故不能保证准确的传动比。 6) 结构尺寸较大、效率较低、寿命较短。 7) 由于需施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受较大的力。 8) 由于靠摩擦传动，传动带又由有机材料制成，所以一般不宜用于易燃易爆、高温及酸碱油等环境下工作。 带传动适用于中小功率的动力传递，多用于中心距较大的场合。 同步带传动与一般带传动的主要区别：同步带传动靠带齿和轮齿的啮合传动，能得到准确的传动比，而一般带传动不能。 (7) 根据欧拉公式，用什么措施可使带传动能力提高？ fα1答：由 Fec=2F0可知,增大f、α1和F0,均可使带传动能力得到提高。 11+fα1e1-1 (8) 带传动中，当外载荷大小改变时，其紧边拉力、松边拉力、有效圆周力是如何随之改变的? ?Fe?F=F+0??1?Fe=F1-F22 ??答：因为?F?2F0=F1+F2?F2=F0-e?2?? 显然F1、F2与F0、Fe有关,而p=Fev,显然Fe∝p (外载荷),在F0不变的情况下,当外载荷增大时, 1000 Fe增大, F1增大, F2减小;当外载荷减小时, Fe减小, F1减小, F2增大。 (9) 在V带传动设计中，为什么要限制dd1≥dmin,v≤vmax？ 答：在V带传动设计中，限制dd1≥dmin。是因为：dd1若太小，由σb1=2EbYa 可知，小带轮上带dd1 的弯曲应力σb1就太大，则带就容易发生疲劳破坏，因此要限制dd1≥dmin。限制v≤vmax主要是因为：v超过vmax后，离心力Fc=mv2急剧增大，带对带轮的正压力减小，传递功率骤降。从σmax=σ1+σb1+σc≤[σ]可以看出，带可承受的最大应力中，因σc占的比例比增大，使有效工作应力所占比例减小，传递功率大大减小。 (10) 带传动弹性滑动和打滑又使传动产生什么影响?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么? 答：弹性滑动对传动的影响：①从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，传动比不准确；②损失一部分能量。 打滑的影响：打滑造成带的严重磨损，并使带的运动处于不稳定状态，使传动失效。 因为带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以一般来说，打滑总是在小轮上先开始。 (11) 带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响?为增加承载能力，将带轮的工作面加工得粗糙些， 12 以增大摩擦系数，这样做合理吗?为什么? f1答：由 Fec=2F0 可知，增大带与带轮间的f，则带的传动能力增强，但为增加承载11+f1e1-1 能力，将带轮的工作面加工得粗糙些，以增大摩擦系数，这种做法是不合理的因为带轮粗糙，会使带的磨损加剧，其寿命大大降低。 (12) 带传动中小轮包角的大小对传动有何影响?如何增大小轮包角? fα1答：由 Fec=2F0 可知，增大α1，可使F增大，即传动能力增大。增大α1的方法：①11+f1e1-1 增大中心距；②在带的松边外侧加张紧轮。 (13) 影响带的疲劳强度和寿命的因素是什么?如何保证带具有足够的疲劳强度和寿命? 答：影响带的疲劳寿命的因素为σmax、[σ]和应力循环次数，因为 σmax=σ1+σb1+σc，所以带的疲劳寿命与σ1、σb1、σc、[σ]及应力循环次数有关。 保证带具有足够寿命的措施： 1) 限制σmax的大小。①σ1=F1=AF0+AF。 F0为初拉力，过小将产生打滑，过大会降低带的寿命。 Fe为所传递的圆周力，V带在指定情况下，只允许传递一定的Fe，若过载使用，会出现打滑，使寿命显著降低。 ② σb1=2Ey，为使σb1不致过大，dd1≥dmin dd1 mv2 ③ σc=，v过大，σc就过大了，所占的比例大，就使对传动有用的σ1所占的比例减小，降低A 了传动能力，因此普通V带v≤25~30m/s。 2) 限制应力循环次数u。 u=2v，带长(或中心距)和带速影响带的循环次数。 L 3) 影响[σ]的因素有带长L、带的型号和材质(包括结构、材料、工艺水平等)。(14) 试分析带传动中心距a、初拉力F0及带的根数z的大小对带传动工作能力有何影响? 答：1) a小，结构紧凑，但若a太小，Ld太小，则带在单位时间绕过带轮的次数增加，降低了带的寿命，增加了带的磨损；同时i和dd1一定时，a小，α1小，传动能力降低。 a大，外形尺寸大，单位时间带绕过带轮的次数减小，增加了带的寿命，同时 dd1和i一定时，a大，α1大，传动能力增加。 2)F0过小，易出现打滑，传动能力不能充分发挥；F0过大，带的寿命降低，且轴和轴 承的受力增加。 3) 带的根数多，带的传动能力强；但带的根数越多，其受力越不均匀，设计时应限制根数，一般z<10。 (15) 如题图8-3所示为一塔轮二级变速装置，如果输出轴2上的功率不变，应该按哪一种转速来设计带传动?为什么 ? 图8-3 答：应该按n2=500rmin进行带传动设计，因为P=πd2n2Fv，而v= 100060?1000 P一定，n2小时，所需传递的圆周力大。 (16) 某一带传动在使用中发现丢转较多，请分析其产生原因并指出解决的办法。答：丢转太多的原因是弹性滑动太大。 改进措施：控制负载和选用弹性模量大的传动带，另外设计带轮时预先考虑滑动率影响。 (17) 设计普通V带传动时，如发现带速过低或过高；或小带轮包角过小；或应力循环次数过多；或根数太多，应如何解决? 答：①带速过高或过低，v=πdn 60?1000，应通过调整dn的乘积来改进；②小带轮包角过小，可以加 大中心距或松边外侧加张紧轮；③应力循环次数过多，增加带长(即增大中心距)；④根数太多，应增大带的型号或增大带轮直径。 (18) 一般带轮采用什么材料?带轮的结构形式有哪些?根据什么来选带轮的结构形式? 答：带轮的常用材料为铸铁，转速高时可用铸钢或用钢板冲压后焊接而成；小功率可用铸铝或非金属 材料。 带轮的结构形式有实心轮、腹板轮、孔板轮、椭圆轮辐轮。 主要根据带轮直径大小选择带轮的结构形式。 (19) 带传动为何要有张紧装置?常用张紧装置有哪些?具有张紧轮的带传动，张紧轮最好放在什么位置? 为什么? 答：传动带不是完全的弹性体，经过一段时间运转后，会因伸长而松弛，从而初拉力F0降低，使传 动能力下降甚至丧失。为保持传动能力，必须对带进行张紧，常用张紧装置有定期张紧装置、张紧轮张紧装置、自动张紧装置。 张紧轮置于松边，靠近大带轮处，因置于紧边需要的张紧力大，且张紧轮也容易产生跳动。靠近大轮 是为了避免小带轮包角减小较多。 (20) 带传动的弹性滑动与打滑有何区别?设计V带传动时，为什么要限制小带轮的dd1min? 答：弹性滑动是带靠摩擦传递功率时，由带的弹性引起的带与带轮间的客观滑动现象是不可避免的， 这种现象要微观的，要借助仪器才能观察到；打滑是带传递的功率大于带与带轮间的最大有效摩擦力时，带与带轮出现的显著宏观滑动，是带传动的一种失效形式。 小带轮的直径与带所受的弯曲应力直接相关。为了保证带的使用寿命，设计时规定dd1不能小于dd1min。 (21) V带传动设计中，中心距过大或过小对V带传动有何影响?一般按什么原则初选中心距? 答：带传动的中心距过大会引起传动时带的颤动，使传动不平稳；带传动的中心距过小，会引起传动 时带的应力循环次数增加，当应力循环次数达到一定值后，将使带产生疲劳破坏，同时使包角减少，传递功率降低；设计时一般根据两个带轮的直径初选中心距，在(0.7~2)?(dd1+dd2)之间选择。 (22) 在V带传动设计中，为什么要控制带的张紧力(即张紧力不能过大，也不能过小)?张紧轮一般应布 置在什么位置? 答：带传动的寿命与张紧力密切相关，张紧力过大，寿命会下降：带传动的传递功率与张紧力有关； 张紧力过小，传递的功率达不到要求出现打滑现象。所以要控制张紧力不能太大，也不能太小。 张紧轮一般布置在松边的内侧，靠近大轮处 (23) 在V带传动设计中，为什么小带轮包角不能过小?增加小带轮包角的措施有哪些? 答：带传动的有效拉力与小带轮包角有关，小带轮包角过小，影响传递功率，所以小带轮包角不能过小；增加小带轮包角的措施主要有：增加中心距，尽量采用水平布置，可能时减少传动比紧边在下，松边在上。 (24) 什么是滑动率?带传动的滑动率如何计算?一般情况下，滑动的数值变化范围如何？ 答：滑动率是主动轮与从动轮相对线速度与主动轮线速度时比值，用百分数表示，用来衡量弹性滑动的累积效应；一般情况下，滑动率ε=(1%~2%)。 (25) 指出图8-4中结构设计的错误之处(在图8-4上标出错误，并说明错误原因）。(答图 2) 图8-4 答图2 五分析与设计计算题 (1) 图8-5所示为带传动简图，轮1为主动轮。试问： 1) 带传动的主要失效形式有哪些?带传动工作时为什么出现弹性滑动现象?这种滑动是否可以避免? 2) 带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大?最大应力σ max=? 图8-5 解：1) 传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时，紧边与松边有拉力差，带绕在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减少，带也随之收缩，带与带轮之间产生相对滑动，这种滑动是不可避免的。 2) 紧边开始绕上小轮处的a点应力最大，为σmax=σ1＋σb1+σc。 (2) 某液体搅拌器的V带传动，传递功率P=2.2kW，带的速度v=7.48m/s,带的根数，z=3，安装时测的预紧力F0=110N。试计算有效拉力Fe、紧边拉力F1、松边拉力F2。 解：P=3Fv/1000,Fe=1000P/(3v)=98N,F1=F0+Fe/2=159N F2=F0-Fe/2=61N (3) 图8-6所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。 a) 不带传动 b) V带传动 图8-6 解：应逆时针转动较好，使松边在下。图a方案中应使张紧轮放在松边外侧，靠近小轮，以增大小轮包角；图b方案中应使张紧轮放在松边内侧，避免带双向弯曲，并靠近大轮。 (4) 在图8-7所示V带传动中，哪个图的回转方向是合理的?为什么 ? (a) (b) 图8-7 答：图b方案合理，因为松边在下，紧边在上。 (5) V带传动中，已知主动带轮基准直径dd1 =180mm，从动带轮基准直径 dd2=180mm，两轮的中心距a=630mm，主动带轮转速n1=1450r/min，能传递的最大功率P=10kW，B型带。试计算V带中的各应力，并画出各应力分布图。附：V带的弹性模量E=170MPa，V带每米长质量q=0.18kg/m，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51，B型带截面积A=1.38mm2=138mm2，B型带的高度 h=10.5mm。 解：如答图3所示。 答图3 V带传动在传递最大功率时，紧边拉力F1和松边拉力F2的关系符合欧拉公式，即 F1F2=efvα=e0.51?π≈5 Fe=F1-F2=F1- 有效圆周力 Fe=F14=F1 551000P1000?101000?10==＝73N2 dd1n1?180?1450v 60?100060?1000 55Fe=?732=915N 44F1= V带（三角带）中各应力： 紧边拉应力σ1=F1915==6.63MPa A138 2?π?180?1450?离心力 Fc=qv2=0.18??=31.7N 60?1000?? 离心拉应力σc=Fc31.7==0.23MPa A138 弯曲应力σb1=Eh10.5=170?=9.45MPa dd1180 最大应力σmax=σ1+σc+σb1=6.63+0.23+9.45=16.4MPa (6) 4根B型V带，小带轮基准直径dd1 =125mm，大带轮基准直径 dd2=450mm，带速v=6.3m/s，中心距a=435.5mm，带的基准长度Ld=1800mm，包角α1=137.2 ，单根V带所能传递的功率(P0+?P0=1.44kW)。 1) 现将此带用于一减速器上，三班制工作(工作情况系数KA=1.1)，要求传递功率为5.5kW，试验算该传动的承载能力是否足够? 2) 若承载能力不够，请提出两种效果较显著的改进措施(可不进行具体数值计算，但应作扼要分析)。注：z=KAP，α1＝137.2 ，Kα=0.855，KL＝0.95 P0+?P0KLKα KAP1.1?5.5==5 根P0+?P0KαKL1.44?0.885?0.95解：1）z= 该传动承载能力不够（需要5根B型带）。 2）①改变带的型号，用C型带。②增加根数，z>5根。 ③用张紧轮，增加张紧力和小轮包角。 (7) 普通V带传动所能传递的最大有效圆周力如何计算? 解： Fe=F1-F2 即将打滑、传递最大圆周力时 F1F1 =efα1，F2=fα1F2e Fec=F1 1-? ?1?1?1??? ()[]=σA1-=σ-σ-σA1-??1bcfα1fα1fα1?e??e??e? (8) 如图8-8所示，带传动中，带外表面点A的应力循环特性r应为什么 ? 图8-8 解：由式 σmin=σ2+σc σmax=σ1+σc+σb1 σ2+σcσmin =σmaxσ1+σc+σb1所以 r= 为非对称循环变应力。 (9) 设带所能传递的最大功率P=3kW，已知主动轮直径dd1=140mm，转速 n1=1420r／min，小轮包角α1=160 ，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.5，求最大有效圆周力Fec和紧边拉力F1。解：因为v1=πdp1n1 60?1000=π?140?1420 60?1000=10.41s 又由 P=Fec?v1000P1000?3?Fec===288.46N 1000v10.41 F1 =efvα1 ①F2 F1-F2=Fe ② 联立式①、②，可解得 F1=F 1-1 efvα1=288.46=383.35N11-160 e0.5?180 即带传递的最大有效圆周力Fe为288.46N，这时紧边拉力F1为383.35N。(10) 一V带传动中，初拉应力σ0=F0A=1.2MPa，传递的圆周力为750N，若不考虑带的离心力，求工作时松、紧边拉力F2、F1(A=4.76cm)。 2 ?Fe???F1=F0+2?Fe=F1-F2??解：? F2F=F+Fe12?0?F2=F0-?2?? 因为σ0=F0=1.2MPa A=4.76cm2=476mm2 A 所以F0=σ0A=1.2?476=571.2N 而 Fe=750N 代人式(3)，得 F1=2F0+Fe2?571.2+750==946.2N 22 2F0+Fe2?571.2+750==196.2N 22 F2= (11) 图8-9为两级变速装置，如变速过程中，轴2上的功率不变，则应按哪一种转速计算胶带根数?如分别按两种转速计算，得出的胶带根数(型号相同)是否相差3倍?为什么?试用公式进行分析。 图8-9 解：应按n2=500r/min进行设计，因该n2小，需传递的有效圆周力Fe大。 z=Pc P0+?PKαKe ? ?1?Av ?efα1?1000 P0=([σ]-σb1-σc) 1- P0∝v,v∝dn，若d不变，v∝n。 机械设计---3 一、填空题(每空1分共24分) 1.螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为 v γ?≤ 。 2、三角形螺纹的牙型角α＝ 60度 ，适用于 联接 ，而梯形螺纹的牙型角α＝30度 ，适用于传动 。 3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为 摩擦 防松、 机械 防松和 永久 防松。 4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b ×h)是根据 轴径d 查标准来确定的,普通平键的工作面是 侧面 。 5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使 包角变大 ，从而使带的有效拉力值减小。 6、链传动瞬时传动比是 变量 ，其平均传动比是常数 。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力 相同 ，材料的许用接触应力 不同 ，工作中产生的齿根弯曲应力 不同 ，材料的许用弯曲应力 不同 。 8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取 节点 处的接触应 力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。 9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核p ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核pv 。 10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。 二、单项选择题(每选项1分,共10分) 1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A螺栓联接；B双头螺柱联接；C螺钉联接。 2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 D 。 A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好； B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差； C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差； D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好； 3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。(1分) A 在同—直线上; B相隔900 ; C．相隔1200；D 相隔1800 第一章机械设计总论习题 四、计算题： 1、某钢制零件材料性能为，，，受单向稳 定循环变应力，危险剖面的综合影响系数，寿命系数。 （1）若工作应力按常数的规律变化，问该零件首先发生疲劳破坏，还是塑性变形？ （2）若工作应力按应力比（循环特性）常数规律变化，问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏？（图解法、解析法均可） 1、解：（1） 作该零件的极限应力图。 常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。 （2）常数时，工作应力点在范围内，即：点，所以 时首先发生疲劳破坏。 2、零件材料的机械性能为：，，，综合影 响系数，零件工作的最大应力，最小应力，加载方式为（常数）。 求：（1）按比例绘制该零件的极限应力线图，并在图中标出该零件的工作应力点和其相应的极限应力点； （2）根据极限应力线图，判断该零件将可能发生何种破坏； （3）若该零件的设计安全系数，用计算法验算其是否安全。 2、解：（1）； 零件的极限应力线图如图示。工作应力点为，其相应的极限应力点为。 （2）该零件将可能发生疲劳破坏。 （3） 该零件不安全。 3、在图示零件的极限应力线图中，零件的工作应力位于点，在零件的加载过程中，可能 发生哪种失效？若应力循环特性等于常数，应按什么方式进行强度计算？ 3、解：可能发生疲劳失效。 时，应按疲劳进行强度计算； 4、已知45钢经调质后的机械性能为：强度限，屈服限，疲劳限，材料的等效系数。 （1）材料的基氏极限应力线图如图示，试求材料的脉动循环疲劳极限； （2）疲劳强度综合影响系数，试作出零件的极限应力线； （3）若某零件所受的最大应力，循环特性系数，试求工作应力点的坐标和的位置。 4、解：（1） （2）零件的极限应力线为。 （3）；； 5、合金钢对称循环疲劳极限，屈服极限，。 试： （1）绘制此材料的简化极限应力图； （2）求时的、值。 5、解：（1）， 作材料的简化极限应力图。 （2），；； 机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮 2 用 45 号钢正火，则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1 链传动 一选择题 (1) 与齿轮传动相比较，链传动的优点是 D 。 A. 传动效率高 B. 承载能力大 C. 工作平稳，无噪声 D. 传动中心距大 (2) 链传动人工润滑时，润滑油应加在 C 。 A. 紧边上 B. 链条和链轮啮合处 C. 松边上 (3) 链传动中，p表示链条的节距、z表示链轮的齿数。当转速一定时，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应 D 。 A. 增大p和z B. 增大p、减小z C. 减小p和z D. 减小p、增大z (4) 链传动中，一般链条节数为偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因是 A 。 A. 磨损均匀 B. 抗冲击能力大 C. 减少磨损与胶合 D. 瞬时传动比为定值 (5) 当链传动的速度较高且传递的载荷也较大时，应选取 B 。 A. 大节距的单排链 B. 小节距的多排链 C. 两者均可 (6) 链传动中，限制链轮最少齿数的目的之一是为了 A 。 A. 减少传动的运动不均匀性和动载荷 B. 防止链节磨损后脱链 C. 使小链轮齿受力均匀 D. 防止润滑不良时加速磨损 (7) 链传动中作用在轴上的压力要比带传动小，这主要是由于 C 。 A. 这种传动只用来传递小功率 B. 链的质量大，离心力也大 C. 啮合传动不需很大的初拉力 D. 在传递相同功率时圆周力小 (8) 滚子链传动中，滚子的作用是 B 。 A. 缓和冲击 B. 减小套筒与轮齿间的磨损 C. 提高链的极限拉伸载荷 D. 保证链条与轮齿间的良好啮合 (9) 链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动 D 。 A. 工作平稳 B. 链条与链轮轮齿磨损均匀 C. 提高传动效率 D. 避免采用过渡链节 (10) 链条磨损会导致的结果是 D 。 A. 销轴破坏 B. 链板破坏 C. 套筒破坏 D. 影响链与链轮的啮合，致使脱链 (11) 链传动的瞬时传动比等于常数的充要条件是 C 。 A. 大齿轮齿数2z 是小链轮齿数1z 的整数倍 B. 12z z = C. 12z z =，中心距a 是节距p 的整数倍 D. 12z z =，p a 40= (12) 链传动大链轮齿数不宜过多的原因是 C 。 A. 为减小速度波动 B. 避免传动比过大 C. 避免磨损时过早脱链 (13) 应用标准滚子链传动的许用功率曲线，必须根据 B 来选择链条的型号和润滑的方法。 A. 链条的圆周力和传递功率 B. 小链轮的转速和计算功率 C. 链条的圆周力和计算功率 D. 链条的速度和计算功率 (14) 链传动张紧的目的是 C 。 A. 使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和功率 B. 使链条与轮齿之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和功率 C. 避免链条垂度过大时产生啮合不良 D. 避免打滑 (15) 链传动中心距过小的缺点是 C 。 A. 链条工作时易颤动，运动不平稳 B. 链条运动不均匀性和冲击作用增强 C. 小链轮上的包角小，链条磨损快 D. 链条铰链易发生胶合 (16) 当链条磨损后，脱链通常发生在 B 。 A. 小链轮上 B. 大链轮上 C. 同时在大、小链轮上 (17) 在一定使用寿命和良好润滑条件下，链传动的承载能力决定于 A 。 A. 铰链元件的疲劳强度 B. 铰链销轴的耐磨性 C. 链的静强度 D. 链轮轮齿的耐磨性 2．轴的强度计算 弯扭合成强度条件： W T M W M ca ca 22)(ασ+==≤1][-b σ MPa α是根据扭剪应力的变化性质而定的应力校正系数。用来考虑扭矩T 产生的扭剪应力τ 与弯距M 产生的弯曲应力b σ的性质不同。 对轴受转矩的变化规律未知时，一般将τ按脉动循环变应力处理。 疲劳强度安全系数的强度条件： 22τσστ S S S S S ca += ≥ [ S ] 如同一截面有几个应力集中源，则取其中最大的一个应力集中系数用于计算该截面的疲劳强度。 例11-3 例11-3图1为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮A 输入，齿轮1输出扭矩T 1，齿轮2输出扭矩T 2，且T 1＞T 2。试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同? a b 例11-3 图1 答：各轴段所受转矩不同，如例11-3图2所示。方案a ：T max = T 1，方案b ：T max = T 1+ T 2 。 a b 例11-3 图2 11-31．分析图a ）所示传动装置中各轴所受的载荷（轴的自重不计），并说明各轴的类型。若将卷筒结构改为图b ）、c ）所示，分析其卷筒轴的类型。 题11-31图 11-32．图示带式输送机有两种传动方案，若工作情况相同，传递功率一样，试分析比较： 1．按方案a ）设计的单级齿轮减速器，如果改用方案b ），减速器的哪根轴的强度要重新验算？为什么？ 2．若方案a ）中的V 带传动和方案b ）中的开式齿轮传动的传动比相等，两方案中电动机轴所受的载荷是否相同？为什么。 a ） b ） 题11-32图 11-33．一单向转动的转轴，危险剖面上所受的载荷为水平面弯矩M H = 4×105 Nmm ，垂直面弯矩M V = 1×105 Nmm ，转矩T = 6×105 Nmm ，轴的直径d =50 mm ，试求： 1．危险剖面上的的合成弯矩M 、计算弯矩M ca 和计算应力ca σ。 2.危险剖面上弯曲应力和剪应力的应力幅和平均应力：a σ、m σ、m τ、a τ。 11-34 指出图中轴系的结构错误，并改正。 题11-34 图1 11-31 答题要点： Ⅰ轴：只受转矩，为传动轴； Ⅱ轴：除受转矩外，因齿轮上有径向力、圆周力等，还受弯矩，是转轴； Ⅲ轴：不受转矩，只受弯矩，是转动心轴； Ⅳ轴：转矩由卷筒承受，轴不受转矩，只受弯矩，是转动心轴； 卷筒结构改为图b ，Ⅴ轴仍不受转矩，只受弯矩，轴不转动，是固定心轴； 卷筒结构改为图c ，Ⅵ轴除了受弯矩外，在齿轮和卷筒之间轴受转矩，是转轴； 11-32 答题要点： 一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。× 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 带传动是依靠 B 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 D 。 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 。 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 D 。 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 。 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 C 。 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 D 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 D 。 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 D 。 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 C 。 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 A ，应限制小带轮的最小直径。 第三章(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 A 齿面点蚀 B 轮齿折断 C 齿面磨损 D 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D 齿面磨粒磨损 E 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 A 齿面要硬，齿心要韧 B 齿面要硬，齿心要脆 C 齿面要软，齿心要脆 D 齿面要软，齿心要韧 (4) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数按查图。 A 实际齿数 B 当量齿数 C 不发生根切的最少齿数 (5) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。 A σH1 < σH2 B σH1 = σH2 C σH1 > σH2 D 可能相同，也可能不同 （6) 一对标准圆柱齿轮传动，已知z1＝20，z2＝50，则它们的齿根弯曲应力是。 A σF1 < σF2 B σF1 = σF2 C σF1 > σF2 D 可能相同，也可能不同 (7) 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。 A 采用闭式传动 B 加大传动的中心距 C 提高齿面的硬度 D 减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数 (8) 在齿轮传动中，为了减小动载荷系数KV，可采取的措施是。 A 提高齿轮的制造精度 B 减小齿轮的平均单位载荷 C 减小外加载荷的变化幅度 D 降低齿轮的圆周速度 （9) 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。 A 小端 B 大端 C 齿宽中点处 (10) 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数m，则可以。 A 提高齿面的接触强度 B 提高轮齿的弯曲强度 C 弯曲与接触强度均不变 D 弯曲与接触强度均可提高 (11) 一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5～10mm，其主要原因是。 A 为使小齿轮强度比大齿轮大些 B 为使两齿轮强度大致相等 C 为传动平稳，提高效率 D 为了便于安装，保证接触线承载宽度 （12) 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。 A 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 (13) 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 (1) 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须进过加工。 （2) 对于开式齿轮传动，虽然主要实效形式是，但目前尚无成熟可靠的计算方法，目前仅以作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。 (3) 闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在处，提高材料可以增强轮齿抗点蚀的能力。 (4) 在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮材料的硬度比大齿轮的硬度高HBS。 (5) 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取模数为标准值，而直齿锥齿轮设计中，应取模 机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。 1.一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分 别为Z 1=20，Z 2 =44，求两齿轮的主要几何尺寸。 2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。 3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z 2=50，求（1）如果n 1 =960r/min， n 2 =？（2）中心距a=？（3）齿距p=？ 4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。 5.某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿 轮的齿数zz 1=24，齿顶圆直径d a1 =78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺 寸及这对齿轮的传动比。 6.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，Z7=1（左旋蜗杆），Z8 =40，Z9 =20 。若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v10 及其移动方向（可在图中用箭头标出）。 7.已知轮1转速n1 =140 r/min，Z1=40， Z 2 =20。求： （1）轮3齿数 Z3； （2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速 n H 的大小及方向； （3）当n H= 0 时齿轮3的转速n3。 8.一轴由一对7211AC的轴承支承，F r1=3300N, F r2 =1000N, F x =900N, 如图。试求两轴 承的当量动载荷P。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87) 9．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200，m=4mm，传动比i 12 =3，中心距 a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。 10.设计一铰链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450。 11.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径r b =40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件以等速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角为120°；凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。 12.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z 1=20、Z 2 =18、 Z 3 =56。求传动比i 1H 。 13.图示轮系，已知Z 1=30，Z 2 =20，Z 2 `=30，`Z 3 =74，且已知n 1 =100转/分。试求n H 。 1 机构与机器的共同特点为、。（1）人为的实体组合。（2）各相关实体之间具有相对确定的运动。 2 机构与机器的不同点是、。（1）机器：有能量的转（2）机构：没有能量的转化。 3机械就是与的总体。○机器机构 4 机器是由组成。○零件 5 机构是由组成。○构件 7 在机械设计中，零件是单元○制造 8 在机械设计中，构件是单元。○运动 9 在机械设计的设计准则中。强度合格，应符合强度条件 10 在机械设计的设计准则中，刚度合格，应符合刚度条件 13 ZG270-500表示该铸钢,○ 270M500M 15 球墨铸铁的500M ,伸长率为7%,牌号为。○QT500-7 17 为了使材料的晶粒细化,消除内应力,改善切削性能,不作最终处理,其 热处理的方法。○退火 18 提高硬度和强度,但产生内应力,其热处理方法为。○淬火 21 机构具有确定运动的条件是。○自由度大于零，且等于原动件数目 22 运动副按构件之间接触的形式不同可分为和。○低副高副 23 组成一个机构的四大要素是机架、主动件、从动件和。○运动副 24 重合在一起的多个转动副称为。○复合铰链 25 两构件通过点或线接触组成的运动副称为。○高副 28 在机构中不产生实际约束效果的重复约束称为。○虚约束 29 机构运动简图是一种用简单的和表示的工程图形语言。○线条符号 30 平面机构自由度的计算公式为。○F=3n-2P -P 31 平面低副的约束数是。○2 33 每一个运动副都是由构件所组成。○两个 34 机构的自由度就是整个机构相对于的独立运动数。○机架 35构件组成运动副后，独立运动受到限制，这种限制称为○约束 36 平面机构中，构件的自由度数目构件独立运动的参数数目。○等于 37机构的虚约束都是在一些条件下出现的。○特定的几何 38组成低副的两构件间只能相对移动，则称该低副为。○移动副 39组成低副的两构件间只能相对转动，则称该低副为。○转动副40 机械中凡不影响主动件和输出件运动传递关系的个别构件的独立运动自由度，则称为。○局部自由度 41 若曲柄摇杆机械的极位夹角θ=30° ，则该机构的行程速比系数K 为。○K=1.4 42在双摇杆机械中，若两摇杆长度相等，则形成机构。机构。○等腰梯形 43 在四杆机械中，取与相对的杆为机架，则可得到双摇杆机构。○最短杆 44 平面连杆机构具有急回特征在于不为0。○极位夹角 45 由公式θ=180°（K-1/K+1）计算出的角是平面四杆机构的。○极位夹角 46 机构传力性能的好坏可用来衡量。○传动角 47 平面四杆机构的最基本的形式是。○曲柄摇杆机构 1、如图所示，某轴由一对7209 AC 轴承支承，轴承采用面对面安装形式。已知两轴承径向载荷分别为F r1=3000N ，F r2=4000N ，轴上作用有轴向外载荷A=1800N 。载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min 。该轴承额定动载荷C=29800N ，内部轴向力S=0.4Fr ，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。试计算此对轴承的使用寿命。（9分） 答：内部轴向力方向如图所示 （2分）， S 1=0.4F r1=1200N (0.5分) S 2=0.4F r2=1600N (0.5分) 因为A+S 1>S 2 故 F a1=S 1=1200N (1分) F a2=S 1+A=3000N (1分) 比较两轴承受力，只需校核轴承2。 F a2/F r2=0.75>e (1分) P=XF r2+YF a2 =0.41*4000+0.87*3000=4250N (1分) 5.5240)(60103 6==P C n L h (2分) 2．图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: 1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′ 至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分） 2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F′′ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ′ 、所受的总拉力F 0。 （3分） 1） （1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。（2分） （2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分） Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为)(50004 20000 1 N Z Q F === 倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，其值为： 机械设计（2）模拟试卷及参考答案 一、是非题（对的用“√”表示，错的用“×”表示，每小题1分，共10分） 1.在链传动设计中，链节数一般选奇数为宜。（×） 2.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。 (×) 3.单万向联轴器的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴器后，从动轴的角速度即可变为均匀。(×) 4.为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。（×) 5.在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，则蜗杆传动的效率就越高。 (√) 6.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。（√） 7.滚动轴承的静强度安全系数S0只能大于1。（×） 8.动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度t i<35℃，则说明轴承发热不严重。（×) 9.滚动轴承轴向预紧的主要目的是为了提高轴承的承载能力。 (×) 10.在滑动轴承设计中，适当选用较大的宽径比会提高承载能力。（√） 11.在带、链两级传动中，宜将带传动放在高速级。（√） 12.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。 (√) 13.在蜗杆传动中，中心距a = (d2+d1)/2 = m(z1+z2)/2。(×) 14.在工作时只承受弯矩而不承受转矩的轴，其工作应力一定是对称循环变应力。（×) 15.选择联轴器规格型号时的主要依据之一是：T ca＜[T]。 (√) 16.在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是限制轴承的温升。（√） 17.滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的载荷及应力均呈周期性的不稳定变化。（√） 18.毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈槽都是矩形截面，目的是为了得到较好密封效(×) 19.刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中，而挠性联轴器在安装时可以不考虑对中问题。（×） 20.为了增加油膜压力，液体动力润滑的向心滑动轴承中，一般油槽应开在承载区。（×） 21.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 22.蜗杆传动中传动平稳的原因在于其同时啮合的齿对数较多。（√） 23.滚动轴承的润滑方式通常可根据轴承的转速n来选择。（×） 24.使用十字滑块联轴器时对轴和轴承都会产生附加动载荷。（√） 25.相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比时，滚子轴承的承载能力比球轴承高，而极限转速低。（√） 26.在蜗杆、链两级传动中，宜将链传动布置在高速级。（×） 27.滑动轴承的润滑油膜的平均温度越低，其粘度 越小。（×） 28.齿式联轴器的外齿齿顶是制成凹弧面的。（×） 29.提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。（√） 30.链传动中，当一根链的节数为偶数时，接头形式需采用过渡链节。（×） 31.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 32.当液体动力润滑滑动轴承所受载荷较大时，则应选用较大的轴承间隙。（×） 33.滑动轴承轴瓦上的油沟应开在非承载区。（√） 34.单个万向联轴器在使用时会产生附加动载荷，为改善这种情况，常成对使用之。（√） 35.滚动轴承的公称接触角越大，承受轴向载荷的能力就越大。（√） 36.滚动轴承中，滚子轴承的承载能力要比球轴承高而极限转速则比球轴承低。（√） 37.为了大幅提高轴的刚度，可把轴的材料从碳钢改为合金钢。（×） 38.对轴的表面进行强化处理，不能提高轴的疲劳强度。（×） 39.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，自锁性越好。 ( √ ) 40.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。（×） 41.设计链传动时，链长（节数）最好取链轮齿数的整数倍。（×） 。 （1） 活动构件数n=5，低副数 P L =7，高副数P H =0 ，因此自由度数 F=3n-2P L -P H =3*5-2*7=1 C 为复合铰链 （2） 活动构件数n=5，低副数 P L =7，高副数P H =0 因此自由度数 F=3n-2P L -P H =3*5-2*7=1 F 、G 为同一个移动副，存在一个虚约束。 2．在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数120Z =，Z 2=27，Z 2’=45，340Z =，已知齿轮1的转速1n =330r/min ，试求转臂H 的转速n H (大小与方向)。 （1）判断转化轮系齿轮的转动方由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。 （2）转化轮系传动比关系式 ' 21323113Z Z Z Z n n n n i H H H ??-=--= （3）计算转臂H 的转速H n 。 代入13330,0n n ==及各轮齿数 3302740 02045 3306 15 150/min H H H H n n n n r -?=- -?- +=-=转臂H 的转动方向与齿轮1相同。 2’ 2 1 3 3．有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载r C =48.1kN ，内部轴向力S=0.7Fr ，已知轴上承力R F =2500N ，A F =1600N ，轴的转速n=960r/min ，尺寸如图所示。若取载荷系数 p f =1.2，试计算轴承的使用寿命。 1）计算径向负荷 F A F r1 S 2 F R S 1 F r2 由力矩平衡 F r2×200- F R ×300+ F A ×40=0 F r2= (F R ×300- F A ×40)/200=(2500×3000-1600×40)/200=3430N F r1= F r2- F R =3430-2500=930N （2）计算轴向负荷 内部轴向力 S 1=0.7 F r1=0.7×930=651N ；S 2=0.7 F r2=0.7×3430=2401N 由S 1+ F A < S 2 ，可知轴承1为“压紧”轴承，故有F a1= S 2- F A =2401-1600=801N F a2= S 2=2401N （3）计算当量动负荷 轴承1：F a1/ F r1=801/930=0.86>e ；取X ＝0.41，Y ＝0.87 P 1=f p (X F r1+Y F a1)=1.2×(0.41×930+0.87×801)=1294N 轴承2：F a2/ F r2=0.7=e ；取X=1,Y=0 P 2=f p ×F r2=1.2×3430=4116N ∵ P 2> P 1 ∴ 取P=P 2=4116N 计算轴承寿命。 （4）计算轴承寿命 L h =(106/60n)( C t /P)ε= 〔106 /(60×960)〕×(48.1×103/4116)ε =27706h e F a /F r ≤e F a /F r ＞e X Y X Y 0.7 1 0.41 0.85 机械设计模拟题一、填空题（每小题2分）分，共20模型试验设计。 理论设计经验设计 1、机械零件的设计方法 有。2、机器的基本组成要素是机械零件。陶瓷材料复合材料 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料材料锁合连接。按工作原理的不同联接可分为4、形锁合连接摩擦锁合链接可拆连接和不可拆连接。、联接按其可拆性可分为5 不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。6、可拆联接是指 普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。、根据牙型螺纹可分为7 在标准中被定为公称直径。8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离紧定螺钉连接。、12螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力、控制预紧力的方法通常是 13 矩的方法来控制预紧力的大小。整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或、螺纹预紧力过大会导致 14 偶然过载时被拉断。摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为15 。动关系防松 、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。16 。为?F、 受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力17． 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。 25、转轴是指工作中既承受弯矩又受扭矩的轴。 26、心轴是指只受弯矩不承受扭矩的轴。 27、传动轴是指只受扭矩不受弯矩的轴。 28、轴上零件都必须进行轴向和周向定位。 29、轴上常用的周向定位零件有键花键销紧定螺钉。 齿轮传动习题 1.问：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.问：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.问：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.问：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.问：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.问：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.问：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.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？ 答：软齿面：HB≤350，硬齿面：HB>350。软齿面热处理一般为调质或正火，而硬齿面则是正火或调质后切齿，再经表面硬化处理。 9.问：在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？ 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大，用载荷系数K 计入其影响 10.问：齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？为什么选择节点作为齿面接触应力的计算点？ 答：齿面接触疲劳强度公式是按照两圆柱体接触的赫兹公式建立的；因齿面接触疲劳首先发机械设计题库(含答案)
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