齿轮传动受力分析 2
齿轮传动受力分析2、轴承寿命计算题3、动力润滑压力油膜分析题
用文字说明代号所指之处轴系结构的错误所在，并画出改进后的轴系结构
期末考试复习秘籍之轴结构改错
发布人：李盛林发布时间：2008年5月14日
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https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/frontplatform/jxzy/jxzy.aspx 机械设计机械原理教学网上资源https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/jp2003/JXSJ/西北工业大学
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1, 轴向定位：右端轴承至相关轴肩（两边）、带轮的轴向定位（轴肩，紧固螺钉）2、装配结构：下面图中齿轮无法装配，应采用上面结构；3键的问题：1上面图中键位置都在需要传递扭矩的地方，但齿轮处的长度如无特别原因小于齿轮宽度且包容在齿轮宽度范围内2，设计时，轴上的多个键槽通常应在同一圆周角度上，3下面图中的键在同一圆周角度上，但右边的键不在该待的位置4，轴承组合：如采用图中结构，左边轴承反向
布的“机械设计课程期末总复习题目”内容，是本次课程授课要掌握的主要内容，期末考试的主要内容将出自此复习题目，希望同学们以题目所涉及到的内容为提纲，以课本知识为准，及早动手复习，争取好的成绩。
机械设计复习题目（按章节循序）
第二章
1、试论述机器设计所经历的个阶段与你所学各基础和专业课程的
关连；
2、零件的主要失效形式和发生程度；
3、零件的标准化及目的；
第二章
1、材料疲劳曲线（σ—N曲线）上AB、BC、CD和点以后各阶段所
表达的意义；
2、等寿命疲劳曲线是指某一确定循环次数（寿命）条件下的材料
疲劳特性（应力指标），材料应力若处在在等寿命疲劳折线的区域
以内，则表示不发生破坏，若在其区域以外，则表示一定要发生破
坏，若正好处在折线上，则表示其应力状况处于极限状态。
3、作图判断题：承受单项稳定变应力的机械零件在r=c、=C、σmin=C
三种情况下，作图划分疲劳强度计算区和经强度计算区。某材料工
作应力点分别位于M1、M2、M3是判定去强度计算方式。
4、零件的疲劳强度由于零件的尺寸变化、加工质量即强化因素的影响一般要小于材料的疲劳强度，如引入的弯曲疲劳极限综合影响系数Kσ分别考虑了kσ零件有效应力集中系数,εσ尺寸系数，βσ表面质量系数，βσ强化系数
4、对于单项不稳定变应力的疲劳强度计算采用什么原则方法来计算，试说明疲劳损伤累计假说（miner法则）基本计算原理。
5、从接触应力（赫兹应力）计算公式说明影响接触应力大小的影响因素及其影响趋势。
第四章
1、通过摩擦表面的λ膜厚比可大致估计两滑动表面所处的摩擦状态，膜厚比与两滑动表面间的最小油膜厚度h min和表面粗燥度有关，通常认为：λ≤1时呈边界摩擦状态，λ＞3呈流体摩擦状态，1
≤λ≤3呈混合摩擦状态。
2、摩擦定律是指在流体中任意点的切应力均与该处流体的速度梯度成正比，其数学表达式中的比例常数η值为流体的动力粘度，摩擦学中把反腐从这一定律的液体成为牛顿液体。
3、边界膜的形成：润滑油是一种极性化合物，其极性分子可牢固的吸附在金属表面上，排列形成多层分子膜，这种分子膜称为边界膜。
第五章
3、螺纹的类型中，普通螺纹通常用于连接，自锁性能好，而管螺纹和米制锥螺纹除了连接功能外，还可起到密封的作用，传动螺纹中矩形螺纹的传动效率最高，梯形螺纹的工艺性好、牙根强度高、对中性好。
4、同一公称直径的单线和多线螺纹，A螺距相同，导程不同，导程角不同。B螺距相同，导程相同，导程角不同。C螺距不同，导程相同，导程角不同。D螺距不同，导程相同，导程角相同。
5、通常规定，拧紧后的螺纹连接在预紧力的作用下，在螺栓危险截面上产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限的80%。
6、拧紧力矩来源于螺旋副之间的摩擦阻力矩和螺母环形端面与被连接件支撑面间的摩擦阻力矩。
7、螺栓组连接的设计要进行的工作主要有：确定螺栓的数目和布置形式；螺栓连接的结构尺寸；对于重要的连接，还要进行：螺栓受力分析和强度校核计算。
8、对于受拉螺栓，其主要失效形式是螺杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力强度和疲劳拉伸强度；对于受剪螺
栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃和螺杆被剪断，其设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中连接的挤压强度对连接的可靠性起决定性作用。
9、当用普通螺栓连接承受横向载荷时，是依靠预紧力在结合面间产生的摩擦力来抵抗横向力的，这种情况下，预紧力在受载前后是不变的，其大小根据结合面不滑移条件确定。
10、同时承受预紧力和工作拉里的紧螺栓连接，螺栓所受总的拉力不等于预紧力和工作拉力之和，而等于残余预紧力和工作拉力之和。
11、某螺栓的性能等级为4.6，表示该螺栓材料的抗拉极限为：400MPa，屈服极限为：240MPa。
12、为提高螺纹连接强度能够采取的可能是措施：A预紧力不变，降低螺栓刚度B同时增大螺栓和被连接件刚度C降低被连接件刚度D增大螺栓刚度
13、如图所示的托架地板螺栓连接，需要进行的校核设计计算项目有：底板结合面不滑移条件；螺栓抗拉强度计算；接合面不致压溃和不出现间隙；螺栓预紧力校核计算。
13、P1025-8 5-9 5-10
第六章
1、键通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，平键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
2、楔键和切向键工作时靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩，其缺点是键楔紧后轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜，主要用于定心精度要求不高和低转速场合。
3、平键的主要失效形式是工作面被压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核。
第八章
1、就综合情况而言，在我们所了解的机械传动各类型中，传动功率和效率比较高的传动类型是圆柱齿轮传动，传动损失较大效率较低的是蜗杆传动，带和链传动的外廓尺寸比齿轮传动的要大。
2、普通V带的型号以截面从大到小的排列循序为EDCBAZY，窄V
袋的传动功率要比普通V大和外形尺寸要比普通V小。
3、在初拉力一定的情况下，增加摩擦系数和带轮包角有利于增大临界摩擦力。
4、待传动工作时，带所承受的变应力力有：拉应力、弯曲应力和离心拉应力，待可能产生的瞬时最大应力发生在紧便开始绕上小带轮处。
5、带传动中，带是弹性体性质材料，且总存在紧边和松边的力大小变化，所以弹性滑动也总是存在，是无法避免的。
6、由于带传动弹性滑动的存在，在小带轮的滑动弧上，代的速度低于带轮的速度；在大带轮的滑动弧上，带的速度高于带轮的速度。
7、带传动的主要是小形式是打滑和疲劳破坏，带传动的设计准则是：在保证不打滑的条件下，带传动具有一定的疲劳寿命。
第九章
1、滚子链由5个基本零件组成，套筒和内连扳过盈配合组成一个构件，销轴和外链板过盈配合组成另一个构件，销轴和套筒是间隙配合，使得内外链板可相对转动。滚子与套筒是间隙配合，在于链轮啮合接触时，滚子沿链轮齿阔滚动，减小了齿廓的磨损。
2、链传动运动波动性描述（速度多边形效应）：链传动是挠性传动，其直线段上的运动速度是由联的交接点与链轮啮合牵引产生的。在主动轮上，铰接点进入啮合后随主动轮做圆周运动，其速度方向是变化的，而未进入啮合链条的直线段行进速度，是由这一圆周速度在这一直线上的速度投影形成的。在一个啮合周期内速度投影角度在（±1800/z1）周期性变动。所以，即使主动轮转速恒定，链条的速度也是变化的。链传动的这一速度特性称为多边形效应。（从动轮上也发生着这样的情况：从动轮啮合点的线速度是由链条的水平速度合成的，而速度合成角和这一合成分速度都是变化的，因而将加剧速度的波动性）
3、链传动在工作过程中，由于速度的变化而应起的动载荷有：链速变化引起的惯性力；从动轮角加速度引起的惯性力；链结和链轮啮合瞬间不同的相对速度引起的冲击振动。
第十章齿轮传动
1、齿轮的失效形式有：轮齿折断，齿面点蚀，齿面磨损，齿面胶合，塑性变形。
2、目前，对于一般性用途使用的齿轮的传动设计，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证接触疲劳强度两准则进行计算。
3、在确定齿轮传动计算载荷时，由于制造及安装，轮齿受载后产生弹性变形原因，使两齿轮啮合轮齿的齿距不相等，引起动载荷或冲击，为了计及这一动载荷的影响，引入了动载荷系数K v。
4、在确定齿轮传动计算载荷时，由于齿距误差及弹性变形等原因，其传动载荷不能按比例均匀的分配在轮齿啮合区域上，为了计及这一影响，引入了齿间载荷分配系数Kσ。
5、在确定齿轮传动计算载荷时，由于轴承相对齿轮做不对称配置时，受载后，轴产生弯曲变形，轴上的齿轮也就随之偏斜，使得齿面上的载荷沿接触线分布不均匀，为了计及这一影响，引入了齿向载荷分布系数Kβ。
6、对于地精度的齿轮传动齿根弯曲疲劳强度计算公式，为了便于计算，通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根弯曲强度。按实际上，齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单齿对啮合区最高点时。
7、齿面接触疲劳强度计算时，最大接触应力发生在小齿轮单齿对啮合的最低点，位于小齿轮齿根面上；对应大齿轮的啮合点是单齿对啮合的最高点，位于大齿轮齿顶面上。
8、齿轮传动受里及方向判定（图）
第十一章蜗杆传动
1、在车床上加工蜗杆时，用直线刀刃的单刀，切削刃的顶面通过蜗杆的轴线（图），这样加工出的蜗杆是阿基米德蜗杆；如果刀具的安装如图所示，则加工出的蜗杆是法面直廓蜗杆。
2、对应每一标准模数，蜗杆的分度圆直径被限定为有限数量系列，其原因在于限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化。
3、闭式传动中，蜗杆传动的失效形式主要是齿面胶合和齿面点蚀，通常按齿面接触疲劳强度进行设计，按齿根弯曲疲劳强度进行校核，此外还需进行热平衡计算和蜗杆刚度计算。
第十二章轴系、部件
1、不完全液体润滑滑动轴承可靠的工作条件是：边界莫不破裂和维持粗糙表面微腔体内有润滑油的存在。
2、径向不完全液体润滑滑动轴承的设计计算通常是在选定基本结构后，分别进行：轴承平均压力p验算；轴承压力与滑动速度乘积值（pv）验算；滑动速度v验算；
3、形成流体动力润滑的必要条件是：相对滑动的两表面必须形成收敛的楔形间隙；被油膜分开的两表面必须有足够的相对运动速度，其运动方向必须使润滑油由大口进小口出；润滑油必须有一定的粘度，共油要充分。
4、与流体动力润滑径向滑动轴承动压油膜的承载能力相关的轴承结构参数是：轴承的包角；相对偏心率；宽径比。
5、试绘制下图中平板间以及动力润滑径向滑动轴承油层中的速度或转速方向、速度分布（出入口和h o处）以及压力分布图
第十三章滚动轴承
1、是说明下列轴承单号所表达出的基本工程性信息（说明所能承受载荷的特点）：
N307/P4620730207513036308/P27211C
N408/P5
2、滚动轴承的基本而定寿命是指：一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生破坏前的转数或工作时间。
3、滚动轴承的正常失效形式是内外滚道和滚动体上的点蚀，另外还可能出现的失效形式有：胶合、磨损、装配不当引起的破坏。
4、计算题：
（轴承的组合设计与轴结构设计内容一起义结构改错的形式体现）5、P34213-5
第十四章连轴器和离合器
1、在联轴器的各种类型中，在机器运转时能够实行较大的两轴间的位置变化的连轴器是：十字轴式万向联轴器；要求两轴必须具备较高的对中性的连轴器是刚性联轴器；弹性套柱销联轴器（或弹性柱销联轴器等等）不仅能够补偿两轴间一定的相对位移，而且具有缓冲吸振的能力。
2、连轴器和离合器的在功能上区别是：联轴器在机器运转时不能分离；离合器可使两轴随时在机器运转时结合或分离。
第十五章轴
1、思考一下，各句所承受的载荷性质，判断自行车的三根轴（前后轮轴和脚踏轴）分别是什么轴。
2、
一选择题
1.零件的工作安全系数为(B) 说明：参看：P13 2—2式或P16 2—7d式
A零件的极限应力比许用应力
B零件的极限应力比零件的工作应力
C零件的工作应力地体用两个
D零件的工作应力比零件的极限应力
2.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的主要因素是 (D)。
说明：影响疲劳强度的主要因素是作用力的变化幅度，二衡量这一因素的指数是应力幅值
最大应力B．平均应力C．最小应力D．应力幅
3．循环特性r＝－l的变应力是D。
A非稳定性 B．脉动性循环C非对成性循环D对成循环
4．零件表面经淬火、渗氮、喷九、滚子碾压等处理后，其疲劳强度（A）
A．增高B．降低C．不变D．增高或降低视处理方法而定
5．在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是（D）
P62表5-1或参考机械原理关于螺纹的效率计算公式：矩形螺纹的当量摩擦系数最小
A三角形螺纹B．梯形螺纹C．锯齿形螺纹D矩形螺纹
6．在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如C。
A.增加拧紧力B．增加扳手力臂C．使用指针式扭力扳手或定力矩扳手
7.螺纹联接防松的根本问题在于（C）。说明：P70倒数第三行A增加螺纹联接的轴向力B．增加螺纹联接的横向力
C防止螺纹副的相对转动D．增加螺纹联接的刚度
8．螺纹联接预紧的目的之一是（A）。说明：P68
A增强联接的可靠性和紧密性B．增加被联接件的刚性C．减小螺栓的刚性
9·承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺栓（C）。A．受剪切作用 B.受拉伸作用I
C·受剪切和拉伸作用D既可能受剪切，又可能受拉伸作用10·对轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度有效措施是(A)说明：P88第九行或P89明确一下图5—28所表达的意义
A增大被联接件的刚度B减小被联接件的刚度C增大螺栓的刚度
11．为了改善螺纹牙上的载荷分布，通常都以（D）的方法来实现。P88倒数9—3行
A采用双螺母 B．采用加高的螺母C采用减薄的螺母 D．减少螺栓和螺母的螺距变化差
12．设计紧螺栓联接时，其直径愈小，则许用安全系数应取得愈大，这是由于直径愈小时(C)
A螺纹部分的应力集中愈严重B加工螺纹时愈易产生缺陷C拧紧时愈易拧断D材料的力学性能愈不易保证
13．当采用铰制孔用螺栓联接承受横向载荷时，螺栓杆受到C
作用。
A弯曲和挤压B．拉伸和剪切C剪切和挤压D．扭转和弯曲
14．螺纹的公称直径是B。
A.内径B．大径C、中径
15．在螺纹联接中，大量采用三角螺纹是因为三角螺纹D A．强度高B．便于加工C．效率高 D．自锁性好
16．螺纹的公称牙形角为。螺纹中的摩擦角为a，当量摩擦角为a’，螺纹升角为人，则螺纹的自锁条件为A。
A．λ≤a B．λ＞a C．λ≤a’ D．λ＞a’17．在螺纹联接中，同时拧上两个螺母是为了C．。
A提高强度B．增大预紧力C．防松D．提供备用螺母
18．磨损是 D 的主要失效形式。
受轴向载荷的普通紧螺栓B．受横向载荷的普通紧螺栓
C、受横向载荷的饺制孔螺栓D．滑动螺旋传动的螺母
19螺栓联接的疲劳强度随被联接件刚度的增大而 (A)。
P188或189明确一下图5.28所表达的意义
A提高B．降低C.不变D．可能提高也可能降低，由结构决定20．当螺纹的公称直径、牙形角及螺纹线数都相同时，细牙螺纹的自锁性比粗牙螺纹(A)
A好B．差C．相同D．无法测定
21．能够构成紧键联接的两种键是D。
本题的意思是指靠摩擦力传递转矩的键连接形式
A.楔键和半圆键B．平键和切向键C．半圆键和切向键D．楔键和切向键
．22．切向键联接的斜度是做在C上。
A轮毂键槽的底面B．轴的键槽底面C．一对键的接触面D．键的侧面
23．平键联接与楔键联接相对比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，这是因为C
A.楔键端部具有钩头B平键摩擦力小于楔键的摩擦力C.楔键的工作表面有斜度而键槽没有斜度，接触时可以卡紧D.在安装时，楔键可沿轴向楔紧
24．设计时键的截面尺寸通常是根据D从标准中选取。A键传递的转矩B．轴的转速C．轮毂的长度D．轴的直径
25．平带传动主要依靠B传递运动和动力。
A带的紧边拉力B带和带轮接触面间的摩擦力C.带的预紧力26．带传动中，在预紧力相同的条件下V带比平带能传递较大的功率，是因为V带C
A.强度高B尺寸小C．有楔形增压作用D．没有接头
27．带传动中，带截面楔角为 40o，带轮的轮槽角应C
40o。
A.大于B．等于C．小于
28．带传动打滑总是A。
A.在小轮上先开始B．在大轮上先开始C．在两轮上同时开始
29.带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带A 处。
A进人主动轮B．进人从动轮C．退出主动轮D．退出从动轮
30．V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了(B)
P155 ，表8.5下面的文字
A．使结构紧凑B．限制弯曲应力C保证带和带轮接触面间有足够摩擦力D．限制小带轮上的包角
31．带传动采用张紧装置的目的是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．调节带的预紧力
32．V带的公称长度是B。
A.计算长度B．节线长度C．内周长D．外周长
33．对带的疲劳强度影响较大的应力是A。
A弯曲应力B．紧迫拉应力C．离心应力D．松边拉应力
34．由于弹性滑动的影响，主动轮上的圆周速度 A从动轮的圆周速度。
A.大于B．等于C．小于
35在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是C。A带传动B．链传动C．齿轮传动D．摩擦轮传动
36．在机械传动中，传动效率高、结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是D。
A带传动B．摩擦轮传动C．链传动D．齿轮传动
37．设计链传动时，链节数最好取C。
A.偶数B．奇数C．质数D．链轮齿数的整数倍
38．链传动张紧的目的主要是C。
A同带传动一样B提高链传动工作能力
C避免松边垂度过大而引起啮合不良和链条振动D增大包角
39.计算载荷中的使用系数KA不包含D对齿轮实际承受载荷的影响。
A.工作机性能B．原动机性能C.载荷变动情况D．齿轮制造及装配误差
40．一减速齿轮传动，主动轮用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系是B 。
A ＞ e B．＝C．＜
二.判断题
1．三角形螺纹的牙形角比梯形的大，所以效率较低。（对
说明：机械原理中螺纹传动效率公式
2．普通细牙螺纹的螺距和升角均小于粗牙螺纹，较适用于精密传动。（错）
3．在紧螺栓联接中，预紧力是联接可靠性的重要保证，因此，只要不拉断螺栓，预紧力越大越好。（错）
4．在受横向工作载荷的紧螺栓联接中，螺栓所受载荷是预紧力和横向工作载荷。（错说明：横向载荷由螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来承担，螺栓仅承受预紧力
5．采用铰制孔用螺栓联接时，预紧力的大小与承载能力没有什么关系。（对）P74 倒数第四行
6．铰制孔用螺栓的尺寸精度较高，更适合于受轴向工作载荷的螺栓联接。（错）
7．受轴向工作载荷的紧螺栓联接中，螺栓所受总载荷是预紧力和轴向工作载荷的总
和。（错）应等于残余预紧力与工作载荷之和
8．在受轴向工作载荷的紧螺栓联接中，要提高螺栓联接强度，应设法减小相对刚度系数。所以，在被联接件中间采用刚度较大的金属垫片时，对提高螺栓的强度不利。（错）
说明：采用金属垫片时C m增大，则相对刚度C b/C b+C m减小，有式5-32可知，总拉力F2减小对提高螺栓的强度是有利的
9．在受轴向工作载荷的紧螺栓联接中，采用空心螺栓联接时，螺栓的刚度减小了，但对提高螺栓的强度确有利。（对）
10．由于变应力作用下疲劳极限应力较小，选取安全系数时应较静应力作用时大得多。（对）
11．键是用于联接轴与轴上零件和周向固定，它允许传递扭矩，一般不允许传递轴向力。（对）
12．平键是利用键的侧面来传递载荷的，它在安装时无径向作用力，定心性能较好。（对）
13．普通平键的主要失效形式是压溃，应限制平键工作侧面的压强。因此，平键尺寸应根据工作面所受压力的大小来选择。（对）
14．切向键和楔键在安装时要楔紧，产生径向压力，造成轴与轴上零件的偏心。所以，它们只能用于定心精度要求不高的场合。（对）15．选定平键尺寸后，进行强度校核时，发现强度不够，此时应加大轴的直径，以便加大键的尺寸。（错）应增加键的长度
带传动是利用带与带轮之间的摩擦力传递两轴之间的运动和力。（对）
16．V带是由专业生产厂家生产的，具有固定长度系列，所以V带只能用于一定系列的中心距间传动。（对）
17．V带即可用于开口传动，又可用于交叉传动或半交叉传动。（错）18．包角是带传动的主要参数之一，一般包角越大，带所能传递的功率就越大。（对）
19小带轮的包角与中心距成正比关系（错）
20．大链轮的转动半径较大，所受的冲击就比小链轮大。（错）21．当链条节数为奇数时，链条需用过渡链节联接，这将产生附加弯矩。（对）
22在链传动中，链速的波动是由多边形效应引起的，是不可避免的。（对）
23．大链轮的齿数越大，链条磨损后，节距增量就越大，越易发生跳齿和脱链现象。所以，应限制大链轮齿数z2＜120。（对）24．链条节距越大，承载能力越高，传动平稳性越差，冲击越大。（对）
25．在垂直布置的链传动中，上下两轴心线应位于同一铅垂线上，便于加工。（错）
26根据渐开线的性质，齿轮的齿形与模数、齿数和压力角有关，故齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数也与这三个参数有关。（错）27．在满足强度的条件下，齿数大、模数小，传动平稳，又易加工。（对）
28．斜齿轮的重合度较大，端面模数较大，当量齿数较大，承载能力较高。（对）
29．齿轮传动在保证接触强度和弯曲强度的条件下，应采用较小的模数和较多的齿数，以便改善传动质量、节省制造费用（对）30．链传动是链条与链轮之间的啮合传动，其传动比为两链轮齿数的反比。（对）
三.填空题
1．稳定循环变应力的三种基本形式是单向稳定变应力循环、单向不稳定变应力循环和双向稳定变应力循环。
2．零件的疲劳强度与零件尺寸、几何形状变化和加工质量、强化等因素有关。
3．随着表面粗糙度的增加，零件的实际接触面积减少，而局部压强增大，这将加速磨损，降低零件的疲劳强度。
4．根据拆开时零件是否被破坏，联接可分为两大类，一类是可拆联接，
如螺纹连接键连接；另一类是不可拆联接，如焊接胶接。5．梯形螺纹和锯齿螺纹常用于传动，普通螺纹常用于联接。
圆柱齿轮受力分析
轮齿的受力分析 1. 直齿圆柱齿轮受力分析 图为直齿圆柱齿轮受力情况，转矩T1由主动齿轮传给从动齿轮。若忽略齿面间的摩擦力，轮齿间法向力Fn的方向始终沿啮合线。法向力Fn在节点处可分解为两个相互垂直的分力：切于分度圆的圆周力Ft 和沿半径方向的径向力Fr 。 式中：T1-主动齿轮传递的名义转矩（N·mm），，Pl为主动齿轮传递的功率（Kw），n1为主动齿轮的转速（r/min）； d1-主动齿轮分度圆直径（mm）； α-分度圆压力角（o）。 对于角度变位齿轮传动应以节圆直径d`和啮合角α`分别代替式（9.44）中的d1 和α。 作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。从动轮所受的圆周力是驱动力，其方向与从动轮转向相同；主动轮所受的圆周力是阻力，其方向与从动轮转向相反。径向力分别指向各轮中心（外啮合）。 2. 斜齿轮受力分析 图示为斜齿圆柱齿轮受力情况。一般计算，可忽略摩擦力，并将作用于齿面上的分布力用作用于齿宽中点的法向力Fn 代替。法向力Fn 可分解为三个相互垂直的分力，即圆周力Ft 、径向力Fr 及轴向力Fa 。它们之间的关系为
式中：αn-法向压力角（°）； αt-端面压力角；（°） β-分度圆螺旋角（°）； 作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。圆周力Ft 和径向力Fr 方向的判断与直齿轮相同。轴向力Fa 的方向应沿轴线，指向该齿轮的受力齿面。通常用左右手法则判断：对于主动轮，左旋时用左手（右旋时用右手），四指顺着齿轮转动方向握住主动轮轴线，则拇指伸直的方向即为轴向力Fa1 的方向。 2 计算载荷和载荷系数 名义载荷上述所求得的各力是用齿轮传递的名义转矩求得的载荷。 计算载荷由于原动机及工作机的性能、齿轮制造及安装误差、齿轮及其支撑件变形等因素的影响，实际作用于齿轮上的载荷要比名义载荷大。因此，在计算齿轮传动的强度时，用载荷系数K对名义载荷进行修正，名义载荷与载荷系数的乘积称为计算载荷。
机械设计---齿轮作图题
1．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。 试分析： （1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向； （2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F t2、径向力F r2和斜齿轮3的圆周力F t3、径向力F r3 2．在图6上直接改正轴系结构的错语。（轴端安装联轴器） 图 6 1.（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分） （2）F a2、F a3的方向………………（4分） （3）F r2、F t2、F r3、F t3的方向………………（4分） 2．答案图。
①应画出垫片； ②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短； ③应画出键； ④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承； ⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度； ⑥画出密封件； ⑦画出联轴器定位轴肩； ⑧键长应改为短于轮毂长度； 每改正1处错误 ………………（2分） （改正6处错误得满分） 3.图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。 (1)在下图中标出各轮转向。（2分） (2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。（2分） (3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方（4分） (1)各轴转向如图所示。 (2) 3轮左旋，4轮右旋。 (3) 2、3两轮的各分力方向下图所示。 F F r2 F r3t3 F a2 4. 图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出一处,并正确说明错误内容和改正的,得1分,总分为10分） ①键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确； ②轴承盖孔径应大于轴径，避免接触；
(完整版)机械设计受力分析题
1.(10分) 如图4-1传动系统，要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分，试确定： 1)蜗轮6的转向； 2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向； 3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。 1.(12分)(1) 蜗轮6的转向为逆时针方向； (2分) (2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分) (3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分) 图 4-1
2、传动力分析 如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。已知蜗杆为主动，且按图示方向转动。试在图中绘出： （1）各轮传向。（2.5分） （2）使II 、III 轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。（2分） （3）各啮合点处所受诸分力t F 、r F 、a F 的方向。（5.5分） 3.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。 (1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力F a1和F a2的方向。 (2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。 (3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。 (1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力F a1和F a2的方向如图(2分)。 (2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向，蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。 (3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分)
4.(15分) 解：本题求解步骤为； (1.)由I轴给定转向判定各轴转向； (2.)由锥齿轮4．5轴向力方向及Ⅲ、Ⅳ轴转向可定出3、6的螺旋方向； (3.)继而定1、2的螺旋方向； (4.)由蜗杆轴力Fa6判定Ft7，从而确定蜗杆转动方向； (5.)判别各力的方向。
齿轮传动例题
图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。已知：斜齿轮m =2mm， n z 3 F a3 2221210125019 T T???''' cos 22 解：
T P n 161163955109551070750 8913310=?=??=??...N mm d m z 113525806347576==?''' =n cos mm β.cos . F T t ??22891331013 .F a F r z 2=50, β=10?，齿轮3的参数m n =4mm ，z 3=20。求： 1）使II 轴所受轴向力最小时，齿轮3的螺旋线应是何旋向？在图上标出齿轮2、3的螺 23解： 123）F F a a32=，由F F a t =tan β得：F F t2t3tan tan ββ23= 由转矩平衡，T T 23=得：F d F d t2t3?=?2322 ，代入得 tan tan tan /cos /cos tan ββββββ323223322 2===F F d d m z m z t2t3n3n2 即sin sin sin .ββ3322420250 1001389==????=m z m z n3n2
β 分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z 1=18，大齿轮齿数z 2=59，法向模数m n =6mm ，中心距a =235mm ，传递功率P =100kW ，小齿轮转速n 1=960r/min ，小齿轮螺旋线方向左旋。求： 1）大齿轮螺旋角β的大小和方向； 2）小齿轮转矩T 1； 34 解： 齿轮螺旋角 586.10235 2)5918(6arccos 2)(arccos 21 n =?+?=+=a z z m β 小齿轮分度圆直径mm 069.109586.10cos 186cos 1n 1=?=?= βz m d 小齿轮转矩mm N 667.994791960 1001055.91055.96261?=??=?=n P T 切向力1 12d T F t ==N 5.18241069.109667.9947912=? 轴向力==βtan t a F F 18241.5cos10.586=17931N 径向力βαcos /tan n t r F F ==18241.5tan20=6639.4N
机械设计试题集
机械设计试卷集 一．齿轮受力分析 1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向，在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向，并说 明蜗杆的旋向。 3如图所示传动系统，主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示，为使Ⅱ轴所受的轴向力较小： (1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出)； (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向； (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。 答案如下：
4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，2轮为从动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向，并在图上标出。（10分） 5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，轴Ⅲ的转向如图所示。 试分析： （1）在图中画出各轮的转向； （2）为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3、4的螺旋方向； （3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。（10分） 6已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动 方向如题31图所示，蜗轮的螺旋线方向为左 旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2，圆周力Ft1、 Ft2，蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。
7图示一蜗杆传动，已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定： (1)从动蜗轮2的转向和旋向，并在图上表示； (2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。
机械设计试题集
机械设计试题集 一．齿轮受力分析 1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向，在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向，并说 明蜗杆的旋向。 3如图所示传动系统，主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示，为使Ⅱ轴所受的轴向力较小： (1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出)； (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向； (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。 答案如下：
4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，2轮为从动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向，并在图上标出。（10分） 5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，轴Ⅲ的转向如图所示。 试分析： （1）在图中画出各轮的转向； （2）为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3、4的螺旋方向； （3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。（10分） 6已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动 方向如题31图所示，蜗轮的螺旋线方向为左 旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2，圆周力Ft1、 Ft2，蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。
7图示一蜗杆传动，已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定： (1)从动蜗轮2的转向和旋向，并在图上表示； (2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。
专题三 齿轮传动受力分析
专题三齿轮传动受力分析 摘要：通过对常见齿轮传动的受力分析，解决定轴齿轮传动及齿轮轴受力方向的判别问题，概括并总结常见齿轮传动受力方向、齿轮旋转方向判断的规律。 关键词：齿轮传动啮合点圆周(径向、轴向)力 1引言 齿轮传动是现代机械中应用最为广泛的一种机械传动形式，是利用齿轮副来传递运动和力的一种机械传动。在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外，也可以用来把回转转变为直线往复运动。因此，正确判断齿轮传动受力方向、齿轮旋转方向以及齿轮轴受力方向很重要。 2 常见齿轮传动的类型 直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。 3 齿轮传动的径向力、圆周力和轴向力 齿轮转动时根据齿轮传动的类型，会产生径向力、圆周力或轴向力。径向力由啮合点指向齿轮回转中心的力，也就是沿直径方向的力。常用Fr表示。圆周力是啮合点处沿圆周方向的力，也就是啮合点处沿切线方向的力。也称为切向力。一对啮合传动的齿轮副中，主动齿轮圆周力的方向与该点的线速度方向相反，从动齿轮圆周力的方向与该点的线速度方向相同。用Ft表示。轴向力就是沿着齿轮轴向方向的力。其方向由齿轮的旋向及回转方向共同决定。用Fa 表示。 4 常见齿轮传动的受力分析 4.1直齿圆柱齿轮传动受力分析
如图1所示，一对直齿圆柱齿轮传动，如果齿轮Z1是主动轮，其旋转方向是逆时针，其受力分析如图1。 （1）分力方向 径向力Fr:由啮合点指向各自齿轮的回转中心（齿轮轴线）。Fr1与Fr2方向相反。圆周力Ft:主动轮所受圆周力与啮合点处切向速度方向相反（阻力）；从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同（动力）。直齿圆柱齿轮传动轴向力Fa:无。 （2）分力大小 根据共点力系平衡原理，有：Fr1=－Fr2，Ft1=－Ft2，无轴向力。 4.2 斜齿圆柱齿轮传动受力分析 （1）齿轮轮齿旋向判别 正确判别斜齿圆柱齿轮轮齿旋向是进行齿轮受力分析以及判别齿轮旋转方向的基础。旋向问题，还有蜗轮、蜗杆以及螺纹等。笔者把有关旋向问题统一归纳成“八”字法。即“轴线放水平，旋向看八字”，所谓“八”字法就是：让要判别的齿轮、蜗轮、蜗杆及螺纹的轴线水平，齿线（螺旋线）的倾斜与八字的笔画比较，是左笔画就是左旋，右笔画就是右旋。(或者沿着齿轮轴线的方向看，哪边的螺旋线高，就是相应的旋向，即如果沿着齿轮轴线的方向看，左边的螺旋线高，则该齿轮为左旋，否则，为右旋。) 需要注意：斜齿轮左右旋配对用，蜗轮蜗杆齿旋同向走。（一般在题目中只给出一个齿轮或蜗杆的旋向） （2）左右手螺旋法则 已知斜齿轮（或蜗轮、蜗杆）轮齿的旋向及齿轮旋转方向，用左右手螺旋法则判断斜齿轮（或蜗轮、蜗杆）的受力方向。方法：主动齿轮轮齿右旋，伸右手，四指绕轴并指向与齿轮回转方向一致，大拇指指向为齿轮所受轴向力方向。从动齿轮所受轴向力方向与主动齿轮轴向力方向相反。 （3）斜齿圆柱齿轮受力分析
考研机械凸轮典型计算例题
图示凸轮机构中，凸轮为一半径R＝ 20 mm的偏心圆盘，圆盘的几何中心A到转动中心O的距离为e = 10 mm，滚子半径r g = 5 mm，凸轮角速度。试求：（14分） ①凸轮的理论廓线和基圆；②图示位置时机构的压力角； ③凸轮从图示位置转过时的位移S；④图示位置时从动件2的速度v。 ①凸轮的理论廓线和基圆 理论廓线。对于滚子推杆的凸轮机构而言，理论廓线是过滚子中心的一条封闭廓线。题目中给出的是工作廓线，要得到理论廓线，只需要把工作廓线往外偏移一个滚子的半径即可。由于这里工作廓线就是一个以C为圆心，半径为20mm的圆；而滚子的半径是5mm，所以理论廓线就是以C为圆心，半径为20+5=25mm的圆.如下图所示。 基圆。首先我们知道，基圆是在理论廓线上定义的；其次我们懂得，它是以转动中心O 为圆心的，与理论廓线内切的一个半径最小的圆。按照该定义，我们以O为圆心做一个与理论廓线内切的最小的圆如下图，显然，它的半径是10+5=15mm. ②图示位置时机构的压力角； 对于该机构而言，压力角是滚子的中心B点的受力方向与运动方向的夹角。 B点的速度方向。由于B点是推杆与滚子的连接点，所以它也就是推杆上的B点。由于推杆在上下平移，推杆上任何一点的轨迹都是沿着推杆的直线，所以任何一点的速度方向都是推杆直线的方向，因此推杆上的B点速度方向也在该直线上。 B点的受力方向。推杆上的B点与理论廓线接触，在忽略摩擦的前提下，其受力方向其实就是理论力学中的光滑接触面中的反力方向。光滑接触面的反力是公法线方向。由于推杆的B点是尖点，无所谓法线，所以公法线方向就是理论廓线在该点的法线方向。而理论廓线是一个圆，圆上任何一点的法线方向都是从从该点指向圆心的。所以BC的方向就是公法线方向。 显然，速度方向与力的方向重合，所以压力角是0度。这是我们最希望的压力角。压力角越小，则凸轮机构的传力性能越好。
齿轮受力分析
齿轮传动受力分析： 力有三要素：大小、方向、作用点。 1、大小计算：见教科书公式 2、作用点：分度圆上齿宽中部 3、方向判断：分以下几种情况 a) 直齿轮： 画受力分析图，根据力的平行四边形法则可知，对于主动轮，径向力指向圆心，周向力方向与外加转矩方向相反，外加转矩方向与转动方向一致，主动轮判断完毕后和它配合的从动轮的受力方向自然就知道了，因为二者是作用力与反作用力，简单地说，就是无论主动轮还是从动轮，其所受径向力指向各自的圆心，主动轮所受周向力是来自于从动轮的阻力，故其方向与主动轮的转向相反，从动轮所受的周向力来自于主动轮，是使从动轮转动的动力，与其转动方向相同。直齿轮传动没有轴向力。 b) 斜齿轮： 斜齿轮传动同样受径向力、周向力，其方向的判断与直齿轮相同，所不同的是斜齿轮传动有轴向力的作用。其方向的判断有两种方法：一种是画受力分析图，比较麻烦，另一种是用左右手法则判断，使用左右手法则时，通常用于主动轮上，即左旋齿轮用左手，右旋齿轮用右手，四指方向指向外加转矩方向，则大拇指方向即为轴向力方向 （注意：是用于主动轮上） c) 圆锥齿轮传动： 圆锥齿轮传动同样受径向力、周向力和轴向力的作用。径向力和周向力的方向判断也与直齿轮一样，其轴向力的作用方向小端指向大端。 d) 蜗杆传动： 蜗杆传动也受径向力、周向力和轴向力的作用。径向力和周向力的方向判断仍然与直齿轮一样，其轴向力作用方向的判断和斜齿轮完全一样，一种是画受力分析图，另一种是用左右手法则判断，即在主动轮上，左旋用左手，右旋用右手，四指方向指向外加转矩方向，则大拇指方向即为轴向力方向，蜗杆传动中蜗杆是主动件 在蜗杆传动中，蜗轮的周向力为蜗杆的轴向力，蜗轮的轴向力为蜗杆的周向力，二者为作用力与反作用力，大小相等方向相反。 相同点： 以上几种传动中，主动轮的外加转矩方向均与其转动方向一致，周向力方向与其转动方向（或外加转矩方向）相反，径向力均指向各自的圆心。 这里要特别注意： 一对相互啮合的斜齿轮，其旋向相反，即一个斜齿轮是左旋的，与其配合的另一个斜齿轮一定是右旋的，反之亦然。而一对互相啮合的蜗轮蜗杆传动其旋向一定是相同的，即蜗杆如果是左旋的，那么与其配合的蜗轮也一定是左旋的，反之亦然。 齿轮（包括蜗轮蜗杆）旋向的判断方法： 首先使齿轮的轴线方向与站立方向一致，则表示旋向的斜线向右上方的为右旋，向左上方的为左旋。
齿轮传动习题
1. 已知直齿圆柱齿轮主动轮n1的转动方向，试分别画出其他力的方向
2.设斜齿圆柱齿轮转动方向和螺旋线方向如图所示，试画出以轮1为主动轮时两轮的受力图
3. 分析直齿锥齿轮传动中大锥齿轮受力，已知图a 中，z1=28, z2=48, m=4mm; b=30mm, ΨR=0.3, a=20°, n=960r/min, P=3kW 。试在图上标出三个分力的方向并计算其大小（忽略摩擦力的影响）。 提示：211,cos ,sin tan ,cos tan u u F F F F t a t r +=?=?=δδαδα 解题要点： （1）三分力方向如图b 所示。 （2）求出齿轮主要尺寸及所传递的转矩T 1； mm mm mz d mm mm mz d 1924841122842211=?===?== 4151308638 .0)7143.1(17143 .11cos 7143.128 482984496031055.91055.912212166 1' ''?==+=+====?=?=?=δδu u z z u mm N n P T 5038.0415130sin sin 1='''?=δ （3）求F t2、F r2、F a2的大小： 12112111r21112229844627(10.5)(10.50.3)112tan sin 6270.3640.863115 tan cos 6270.3640.5038197t t R a r t a t T F F N d F F F N F F F N ψαδαδ?====--??===??====??=
齿轮传动受力分析 2
齿轮传动受力分析2、轴承寿命计算题3、动力润滑压力油膜分析题 用文字说明代号所指之处轴系结构的错误所在，并画出改进后的轴系结构 期末考试复习秘籍之轴结构改错 发布人：李盛林发布时间：2008年5月14日 https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/course/mechdesign/ 东南大学https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/ https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/frontplatform/jxzy/jxzy.aspx 机械设计机械原理教学网上资源https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/jp2003/JXSJ/西北工业大学 https://www.360docs.net/doc/921695309.html,/course/xnjp/jdxy/jxsj/jxsj.htm北京交通大学
1, 轴向定位：右端轴承至相关轴肩（两边）、带轮的轴向定位（轴肩，紧固螺钉）2、装配结构：下面图中齿轮无法装配，应采用上面结构；3键的问题：1上面图中键位置都在需要传递扭矩的地方，但齿轮处的长度如无特别原因小于齿轮宽度且包容在齿轮宽度范围内2，设计时，轴上的多个键槽通常应在同一圆周角度上，3下面图中的键在同一圆周角度上，但右边的键不在该待的位置4，轴承组合：如采用图中结构，左边轴承反向 布的“机械设计课程期末总复习题目”内容，是本次课程授课要掌握的主要内容，期末考试的主要内容将出自此复习题目，希望同学们以题目所涉及到的内容为提纲，以课本知识为准，及早动手复习，争取好的成绩。 机械设计复习题目（按章节循序） 第二章 1、试论述机器设计所经历的个阶段与你所学各基础和专业课程的 关连； 2、零件的主要失效形式和发生程度； 3、零件的标准化及目的； 第二章 1、材料疲劳曲线（σ—N曲线）上AB、BC、CD和点以后各阶段所 表达的意义； 2、等寿命疲劳曲线是指某一确定循环次数（寿命）条件下的材料 疲劳特性（应力指标），材料应力若处在在等寿命疲劳折线的区域 以内，则表示不发生破坏，若在其区域以外，则表示一定要发生破 坏，若正好处在折线上，则表示其应力状况处于极限状态。 3、作图判断题：承受单项稳定变应力的机械零件在r=c、=C、σmin=C 三种情况下，作图划分疲劳强度计算区和经强度计算区。某材料工 作应力点分别位于M1、M2、M3是判定去强度计算方式。
齿轮与蜗杆转动(35题)
蜗杆传动（15）、齿轮传动（20） 共计：35题 1．如图所示为一蜗杆起重装置。已知：蜗杆头数11=z ，模数5=m ，分度圆直径601=d ｍｍ，传动效率25.0=η，卷筒直径320=D ｍｍ，需要提起的重量 6300=G Ｎ，作用在手柄上的力280=F ，手柄半径180=l mm 。试确定： 蜗杆起重装置 (1) 蜗杆的齿数2z (2) 蜗杆所受的轴向力1a F 的大小及方向； (3) 提升重物时手柄的转向。 解：（1）通过手柄施加给蜗杆的驱动转矩为： mm N Fl T ??=?==411004.5180280 提升重物Ｇ所需要的蜗轮的转矩为：mm N D G T ??=?=? =6210008.12 320 63002 由于1T 和2T 满足的关系式：ηi T T 12=，因此有：5025 .01004.510008.146 12=???==ηT T i 所以5012==i z z （２）蜗杆所受的轴向力1a F 为：N mz T d T F F t a 8064222 2 2221=== -= 1a F 的方向水平向右。 （3）当提升重物时，蜗轮逆时针转动，蜗杆所受轴向力水平向右，由于蜗杆右旋，所以， 根据右手定则可以判断出手柄的转向为竖直向下（即从手柄端看为顺时针方向）。
2．如果所示为一升降机传动装置示意图。已知电动机功率KW P 8=，转速 m in /9701r n =，蜗杆传动参数为11=z ，402=z ,mm m 10=，8=q ， '''30207ο=λ,右旋，蜗杆蜗轮副效率75.01=η。设整个传动系统的总效率为68.0=η，卷筒直径mm D 630=。试求： 升降机传动装置示意图 (b) (1) 当升降机上行时，电动机的转向（在图中标出即可）； (2) 升降机上行时的速度v ； (3) 升降机的最大载重量Ｑ； (4) 蜗杆所受的各分力的大小及方向（方向在图中标出即可）。 解：当升降机上行时，电动机的转向n 电如图（a ）所示。 (1) 因为传动比401401221==== z z n n i ，所以有：min /25.2440 970132r i n n n ==== 又因为卷筒3的线速度即为升降机上行的速度，所以：s m Dn v /8.01000 603 =?=π (2) 升降机的最大载重量Q 为：N v Q 68008 .068 .0810001000=??== ρη (3) 对蜗杆进行受力分析，其各分力的方向如图(b)所示。升降机工作时电动机对蜗杆1的驱 动转矩T 1为：m N n P T ?=?=76.7810 55.91 6 1 蜗轮２所产生的转矩T ２为：m N i T T ?==2363112η 所以，蜗杆所受的各分力的大小为：
齿轮传动的方向及受力分析
高淳县“人才强教”工程公开课齿轮传动的方向及受力分析 教师：孙长云 二○○八年十二月十一日
高淳县“人才强教”工程公开课教案
教学环节与主要说明教学活动复习一、齿轮传动的受力说明： 一对相互啮合的齿轮在传动过程中，主动轮给从动轮一个作用力，作 用力的方向垂直于从动轮的齿面，即法向力。 复习二、各种齿轮传动的受力分解： 1、直齿圆柱齿轮传动：可以分解成径向力和周向力； 2、斜齿圆柱齿轮传动：可以分解成径向力、周向力和轴向力； 3、对于锥齿轮传动：可以分解成径向力、周向力和轴向力； 4、对于蜗杆传动：可以分解成径向力、周向力和轴向力； 教师：作图 说明 学生：分析 讨论 教师：适当 提问 学生：回答图11
复习三、各种齿轮传动受力分析比较 齿轮传动类型分力关系 分力判定方法 径向力（F r）周向力（F t）轴向力（F a） 直齿圆柱齿轮传动F t1=- F t2 F r1=- F r2 由接触点 指向轮心 对主动轮来 说是阻力，其 方向与主动 轮的运动方 向相反； 对从动轮来 说是动力，其 方向与从动 轮运动方向 相同 无 斜齿圆柱齿轮传动F t1=- F t2 F r1=- F r2 F a1=- F a2 主动轮的左 （右）手定则 直齿圆锥齿轮传动F t1=- F t2 F r1=- F a2 F a1=- F r2 由接触点指 向大端或 F r1=- F a2 F a1=- F r2 蜗杆蜗轮传动F t1=- F a2 F r1=- F r2 F a1=- F t2 F t1=- F a2 F a1=- F t2 复习四、综合举例讲解 2008单招机电第57题：题57图所示为一机械传动方案，Ⅰ轴为输入轴，按图中箭头所示方向转动。已知：Z1=Z2=Z3=30，Z4= Z12=20，Z5= Z8=40，Z6=Z7= Z9= Z11=60，Z10=80，Z1、Z2和Z3为直齿圆锥齿轮，Z4、Z6为斜齿轮，Z12为标准直齿圆柱齿轮。分析该传动方案，回答下列问题：（第1~6小题每空1分，第7、8小题每空2分）。 （1）图中Z1、Z2和Z3构成机构。Z2所受的周向力（垂直纸面向里、垂直纸面向外）。 （2）齿轮Z1和Z2的啮合条件为和。（3）如图所示状态下，螺母的移动方向为，齿条的运动方向为。 （4）该传动系统中，齿条向左运动的速度有种。齿条快速运动时，教师：总结 提示 学生：归纳 填表 教师：分析 说明学生：解答
齿轮传动受力分析习题
1. 已知在某二级齿轮传动中，蜗杆1为主动轮，输出轴上的锥齿轮4的转向如下图所示，欲使中间轴上的轴承所承受的轴向力能部分抵消，试确定：（1）蜗杆1的旋向；（2）蜗杆1的转向；（3）蜗杆1、蜗轮2、锥齿轮3和锥齿轮4的轴向力F a1、F a2、F a3、F a4的方向，并将其标在图中。 （1）蜗杆的旋向：左旋 （2）蜗杆的转向：顺时针 （3）F a1、F a2、F a3、F a4的方向如图
1. 已知在某二级直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为驱动轮，3轮的螺旋线方向如图所示。为了使II 轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试确定1轮的转动方向。并将各轮轴向力F a1、F a2、F a3、F a4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向标在图中。 （1）轮1的转向：向上 （2）轮4的旋向：右旋 （3）F a1、F a2、F a3、F a4的方向如图 1) 单根V 带传递的最大功率max 4.82P KW =，小带轮直径1400d d mm =，11450min n r =，小带轮包角1152α=?，带和带轮间的当量摩擦系数0.25v f =，试确定带传动的最大有效拉力ec F 、紧边拉力1F 和张紧力0F 。 解 求带运动的速度 11 4001450 30.35601000601000d d n v m s ππ??===?? 因为1000ec P F v =，故
max 10001000 4.82158.8130.35 ec P F N v ?= == 由公式（8.4）得 (0.253.14152180)10(0.253.14152180)11158.81 2.7181248.31212 2.7181 v v f ec f F e F N e αα????++=?=?=-- 由公式（8.2）得 10158.81248.31327.7222 ec F F F N =+=+= 20158.81248.31168.9122 ec F F F N =-=-= 2) 一普通V 带传动，已知：主动轮直径1180d d mm =，从动轮直径2630d d mm =，中心距1600a mm =，主动轮转速11450min n r =，使用B 型胶带4根，V 带与带轮表面摩擦系数0.4f =，所能传递的最大功率41.5P KW =。试计算：（1）V 带中各应力；（2）V 带最大应力中各应力成份所占的百分比。(带轮槽角38?=?，V 带的弹性模量200E MPa =) 解 （1）计算包角1α 121()180(630180)180180180163.88 2.861600 d d d d rad a αππ-??-??=?-=?-=?≈?? （2）计算各应力 38sin 0.4sin 1.2322 v f f ??=== 带速 1180145013.66601000601000 d d n v m s ππ??= ==?? 因传动用了4根带，故有：41000ec P F v =，又因P 为最大功率，因此最大有效拉力 10004100041.5/413.66759.52ec F P v N ==??= 由（8.4）得 (1.232.86)10(1.232.86)11729.52 2.7181405.99212 2.7181 v v f ec f F e F N e αα??++=?=?=-- 由（8.2）得 10759.52402.99782.7522 ec F F F N =+=+=
机械设计齿轮传动设计答案解析
题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1β的旋向已给出。 （1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向,并画出各轮轴向力 、径向力及圆周力的方向。 （2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z 1=19,Z 2=85,m n =5mm,020=n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=,n 1=275 r/min 。试求轮1上所受各力的大小。 解答: 1．各力方向：见题解10-6图。 2．各力的大小：m N 045.217m N 27525.6 955095501 11?=??= ?= n P T 148.11,9811.0265 2) 8519(52)(cos 211==?+?=+= ββa z z n m ； mm 83.96cos 1 1==βz n m d ； N 883tan ,N 1663cos tan ,N 448320********* 1 1====== ββαt a t r t F F n F F d T F ； 题10-7 图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向力及圆周力的方向。 解答：齿轮3为右旋，齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。 题解10-6图 题10-6图
题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。（建议两轮材料都选用硬齿面） 解题分析：选材料→确定许用应力→硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度 解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。 1. 选材料 大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火（[1]表11-2），硬度为56～62HRC ，由[1]图 11-12 和[1]图11-13查得：MPa 1500,MPa 430lim lim ==H F σσ 2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 （1）确定FP σ 按[1]式（11-7 P227）计算，取6.1,2min ==F ST S Y ；齿轮的循环次数： 8111038.41000017306060?=???==at n N ,取11=N Y ,则: 538MPa MPa 16 .124301m in lim 1=??== N F ST F FP Y S Y σσ （2）计算小齿轮的名义转矩T 1
滑轮组受力分析习题
定滑轮与动滑轮 1、学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。对该滑轮的说法，正确的是（） A.这是一个动滑轮，可省力 B.这是一个定滑轮，可省力 C.这是一个动滑轮，可改变力的方向 D.这是一个定滑轮，可改变力的方向 2、下列各图中利用了动滑轮的是 3、在不计机械自重和摩擦的情况下，能用10N的拉力刚好提起重20N物体的简单机械有( ) A．一个动滑轮B．一个定滑轮 C．杠杆D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 4、试判定下列各图中的滑轮是定滑轮还是动滑轮。如图所示。 5、如图，钩码与装水的试管在定滑轮的两边处于静止（不计摩擦、绳重和空气阻力），用手指向上轻弹一下试管底部， 试管离开手指后到与定滑轮接触前，试管将（） A．向上加速运动B．向上减速运动 C．向上匀速运动D．以上说法都不对 甲乙 6．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两 个装置，下列说法正确的是（） A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力 C．甲安装的是动滑轮，能省力D．乙安装的是动滑轮，能省力 7、如下图所示滑轮是______滑轮，若物体重200 牛，当物体沿 水平方向匀速移动时，它受到的摩擦力是120 牛，则拉力F＝ 牛.(绳、滑轮重及摩擦不计) 8、如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速 直线运动，所用的拉力分别为1 F 、2 F 、3 F ，那么，下列关系式中正确的是（） 9、如图9所示中，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三 个力大小关系是（） A．F1最大 B．F2最大C．F3最大 D．一样大 10、放在水平地面上的物体所受重力为G，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端受的
齿轮受力分析
作 业 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7000，25000，620000次时的有限寿命疲劳极限。 5－6 已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm 、大小为60kN 的载荷作用。现有如图所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径较小？为什么 分析：螺栓组连接的受力：横向载荷、转矩、轴向、倾覆力矩 N r m r rN K N N σσσ==0
6－4 校核键的强度时注意键长l是工作长度。 10－1 主动轮 径向力：指向轴心；Fr 圆周力：与旋转方向相反Ft 轴向力：Fa 斜齿轮和蜗杆：右手定则或左手定则 锥齿轮：由小端指向大端 从动轮：与主动轮方向相反 10－1(a) 10－1(b)
11－ 1 例13.2 一根装有小圆锥齿轮的轴拟用如图13.3（a ）所示的支承方案，两支点均选用轻系 列的圆锥滚子轴承。已知圆锥齿轮平均分度圆半径r m =100mm ，所受圆周力F te =859.5N ，径向力F re =300.7N ，轴向力F ae =86.2N ，载荷较为平稳，轴的转速n=500r/min ，轴颈直径可在28~38mm 范围内选择。其他尺寸如图所示。若希望轴承的基本额定寿命能超过60 000h ，试选择合适的轴承型号。 解：（1）计算轴承所受的径向载荷。做计算简图如图13.3（b ）所示，则 N 2.372)5.71(7.300N 5.71300/)7.3001002.86100(300/)100100(N 5.28611465.859N 14615.859300 400300 400V 2r re V 1r re ae V 2r H 1r te H 2r te H 1r =--=-=-=?-?= -=-=-=-==?= = F F F F F F F F F F F N 3.2955 .715.286N 9.12042 .372146 12 2 2V 2r 2 H 2r 2r 2 2 2 V 1r 2H 1r 1r =+=+= =+=+=F F F F F F （2）计算轴承的轴向载荷。初选30206型轴承，查手册得：C r =43.2kN ，Y=1.6，e=0.37。查教材表13-7得F d =F r /(2Y)，则
机械设计受力分析题
四、分析设计题 （一）第一小题：受力分析 1、受力分析题。图示中蜗杆为主动，试求：（1）在图中画出蜗轮的转向，标出作用在蜗杆、蜗轮上各力的符号；（2）说明蜗杆、蜗轮的旋向。 1、答：如下图所示，蜗轮转向为顺时针；蜗杆1右旋，蜗轮2为右旋 2、受力分析题。图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，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a 上标出轴I 、II 的回转方向；（3）在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向。（10分） 2、答：如图所示。（1）齿轮2,3均为右旋；（2）I 、II 回转方向如图；（3）6个分 力 3、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。试分析：（1）在下图中标出各轮转向。（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。（3）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方向。
3、解：（1）各轴转向如图所示。（2）3轮左旋，4轮右旋。（3）2、3两轮的各分力方向下图所示 4、试分析画出下图所示蜗杆传动中各轴的回转方向，蜗轮2、蜗轮4的螺旋方向，以及蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向。
4、解：（1）各轴的回转方向如图所示。（2）蜗轮轮齿的螺旋方向：由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋。（3）蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向如图所示。 5、图示为斜齿圆柱齿轮传动系统，已知主动轮、从动轮的转向如图所示，请在题图中力的作用位置上画出各力（注明方向和名称，左右两图都要画）。 5、答：如图所示。两图共12个分力
机械设计基础试题(含答案)
二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿