机械设计习题 第十二章
机械设计_答案_彭文生第十二章__带传动设计
（3）确定基准带长 Ld 根据 0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选中心距 a0=500mm，
Lc ≈ 2 a 0 +
π
z
(d 1 + d 2 ) +
(d 2 − d 1 )2
4a 0
题 12-5 一 带 传 动 的 大 、 小 带 轮 的 基 准 直 径 d1=100mm ， d2=400mm ， 小 带 轮 转 速 n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率 P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速 各为多少？ 解答： 1、带速
V=
πd 1 n1 π × 100 × 1460 = = 7 .6 m / s ； 60 ×1000 60 × 1000 1000P 1000 ×10 = = 1316 N ； V 7 .6
d1 n1 100 × 1460 = (1 − 0.02) = 358r 轮实际转速
n 2 = (1 − ε )
12-2
题 12-6 测得一普通 V 带传动的数据如下：n1=1460r/min，中心距 a=400mm，小带轮 直径 d1=140mm，大带轮直径 d2=400mm，B 型带共 3 根，传动水平布置，张紧力按标准规 定，采用电动机传动，一班制工作，工作平稳，试求允许传递的最大功率。 解答： 查表得单根 B 型带所能传递的功率 P0=2.83KW； 传动比 i=d2/d1=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P0=0.47KW； 小轮包角 α 1 = 180 0 −
d 2 − d1 × 57.3 0 ≈ 140 0 ，查表得包角系数 Kα=0.89； a
机械设计基础习题答案第12章
12-1解：从例12-1已知的数据有：，，，，，，中心距，因此可以求得有关的几何尺寸如下：蜗轮的分度圆直径：蜗轮和蜗杆的齿顶高：蜗轮和蜗杆的齿根高：蜗杆齿顶圆直径：蜗轮喉圆直径：蜗杆齿根圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：径向间隙：12-2图12.3解：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指，大拇指，可以得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。
（见图12.3）（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：各力的方向如图12-3所示。
12-3图12.4解：（1）先用箭头法标志出各轮的转向，如图12.5所示。
由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆的转向为顺时针，如图12.5所示。
因此根据蜗轮和蜗杆的转向，用手握法可以判定蜗杆螺旋线为右旋。
（2）各轮轴轴向力方向如图12.5所示。
12-4解：（1）根据材料确定许用应力。
由于蜗杆选用，表面淬火，可估计蜗杆表面硬度。
根据表12-4，（2）选择蜗杆头数。
传动比，查表12-2，选取，则（ 3 ）确定蜗轮轴的转矩取，传动效率（4）确定模数和蜗杆分度圆直径按齿面接触强度计算由表12-1 查得，，，，。
（5）确定中心距（6）确定几何尺寸蜗轮的分度圆直径：蜗轮和蜗杆的齿顶高：蜗轮和蜗杆的齿根高：蜗杆齿顶圆直径：蜗轮喉圆直径：蜗杆齿根圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：径向间隙：（7 ）计算滑动速度。
符合表12-4给出的使用滑动速度（说明：此题答案不唯一，只要是按基本设计步骤，满足设计条件的答案，均算正确。
）12-5解：一年按照300天计算，设每千瓦小时电价为元。
依题意损耗效率为，因此用于损耗的费用为：12-6解（1）重物上升，卷筒转的圈数为：转；由于卷筒和蜗轮相联，也即蜗轮转的圈数为圈；因此蜗杆转的转数为：转。
机械设计习题1
第十二章例1'：设某蜗杆减速器的蜗轮轴两端采用混合摩擦润滑径向滑动轴承支撑。
已知：蜗杆转速n=60r/min，轴材料为45钢，轴径直径d=80mm，轴承宽度B=80mm，轴承载荷F=80000N，轴瓦材料为锡青铜ZCuSnP1 ([p]=15MPa，[v]=10m/s，[p.v]=15Mpa·m/s)，试校核此向心滑动轴承。
作业：1补1'有一采用混合摩擦润滑径向滑动轴承。
已知：轴径直径d=60mm，轴承宽度B=60mm，轴瓦材料为铝青铜ZCuAl10Fe3 ([p]=15MPa，[v]=4m/s，[p.v]=12Mpa·m/s)，试求：（1）当载荷F=36000N，转速n=150r/min时，此轴承是否满足液体润滑轴承使用条件？（2）轴允许的最大转速n？（3）当轴的转速n=900r/min时，允许的载荷F max为多少？（4）当载荷F=36000N，轴的允许转速n max为多少？1. 验算滑动轴承最小油膜厚度h min的目的是。
A. 确定轴承是否能获得液体润滑B. 控制轴承的发热量C. 计算轴承内部的摩擦阻力D. 控制轴承的压强P2. 在图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有。
1 A2 BE3.巴氏合金是用来制造。
A. 单层金属轴瓦B. 双层或多层金属轴瓦C. 含油轴承轴瓦D. 非金属轴瓦4.在滑动轴承材料中，通常只用作双金属轴瓦的表层材料。
A. 铸铁B. 巴氏合金C. 铸造锡磷青铜D. 铸造黄铜5.液体润滑动压径向轴承的偏心距e随而减小。
A. 轴颈转速n的增加或载荷F的增大B. 轴颈转速n的增加或载荷F的减少C. 轴颈转速n的减少或载荷F的减少D. 轴颈转速n的减少或载荷F的增大6.不完全液体润滑滑动轴承，验算是为了防止轴承。
A. 过度磨损B. 过热产生胶合C. 产生塑性变形D. 发生疲劳点蚀3 B4 B5 B6 B7. 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min 不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是 。
机械设计习题集答案第十二章 带传动设计
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
（4）计算实际中心距a
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
机械设计基础第十二章联轴器离合器和制动器
联轴器的选型和安装
选型
联轴器的选型取决于轴的直径、扭矩需求和工作 环境等因素。合适的选型能确保联轴器的性能和 可靠性。
安装
正确的联轴器安装能确保轴之间的正确认同和传 递扭矩。应注意安装准确度和对联轴器的定期维 护。
离合器的基本原理和分类
1 基本原理
2 分类
离合器通过分离或连接两个轴，实现动力 传递和断开功能。
制动器的选择与应用
选择
制动器的选择考虑负载、制动力矩和使用环境等 因素。正确选择制动器可以确保安全和可靠的制 动效果。
应用
制动器应用于车辆制动、机械设备停止和安全断 电等场景。例如，汽车的刹车系统和电梯的安全 制动系统。
总结
联轴器、离合器和制动器是机械设计中重要的传动和控制元件。了解它们的原理、类型、选型与应用， 能够应对各种机械设计挑战。
离合器可以根据传动方式、工作方式和结 构特点进行分类，包括干式离合器和湿式 离合器等。
离合器的选型与应用
选型
离合器的选型考虑功率、转速、热容量和使用 环境等因素。正确选型可以确保离合器的可靠 性和工作性能。
应用
离合器广泛应用于汽车、工程机械和机械设备 等领域。例如，车辆的离合器用于换挡和驱动 方式的切换。
制动器的工作原理和种类
1
工作原理
制动器通过施加阻力和摩擦力，将运
种类
2
动物体减速或停止。它们将动能转化 为热能散发。
常见的制动器包括摩擦制动器、液压
制动器和电磁制动器。它们适用于不
同的工作环境和功率需求。
3
应用
制动器广泛应用于交通工具、工业机 械和起重设备等领域。它们确保运动 物体的安全停止和控制。
机械设计基础第பைடு நூலகம்二章联 轴器离合器和制动器
第十二章、十四章习题06(参考答案)
第十二章其他常用机构一、选择题：1、用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比C。
(A) 是变化值；(B) 一定是定值；(C) 在一定条件下才是定值2、在单向间歇运动机构中， A 的间歇回转角在较大的范围内可以调节。
（A）槽轮机构(B) 棘轮机构（C）不完全齿轮机构(D) 蜗杆凸轮式间歇运动机构3、在单向间歇运动机构中， C 可以获得不同转向的间歇运动。
（A）不完全齿轮机构(B) 圆柱凸轮间歇运动机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构4、家用自行车中的“飞轮”是一种超越离合器，是一种 C 。
（A）凸轮机构(B) 擒纵轮机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构二、填空题：1、棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪组成，可实现运动，适用于低速轻载的场合。
其棘轮转角大小的调节方法是：改变主动摇杆摆角的大小、加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿。
2、槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮、机架组成，优点是：结构简单、外形尺寸小、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位，缺点是：存在柔性冲击，适用于速度不太高的场合。
3、擒纵轮机构由擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮及机架组成。
4、擒纵轮机构优点是结构简单，便于制造，价格低廉，缺点是振动周期不很稳定，故主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。
5、凸轮式间歇运动机构由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。
优点是：动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装置，定位精度高，结构紧凑，缺点是：加工成本高，装配与调整的要求严格。
6、不完全齿轮机构由一个或一部分齿的主动轮与按动停时间要求而作出的从动轮相啮合，使从动轮作间歇回转运动。
工作特点是：结构简单，制造容易，工作可靠，动停时间比可在较大范围内变化，但在从动轮的运动始末有刚性冲击，适合于低速、轻载的场合。
7、螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成，通常它是将旋转运动转换为直线运动。
机械设计习题集答案第十二章带传动设计
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
（6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
机械设计试题及答案第十二章 联轴器及离合器
（1）摩擦盘之间的摩擦系数f和摩擦盘上的比压 P；（2）压紧力Q；（3）摩擦盘的材料和工作条件； （4）许用比压［p」 答案：摩擦盘之间的摩擦系数f和摩擦盘上的比压 P
12－14选择辗轮式混砂机中电动机和减速器问的联轴器。已知电动机型号为JO2——61——4，功率p=13kw，轴 转速 n＝1460 r／min；减速器输入轴轴端尺寸为40mm x 70mm。
12－5摩擦离合器在分离与结合时，从动轴的转速总是小于主动轴的转速，因而内外摩擦片间必有 _______产生;因而消耗_______，并引起摩擦片的________和________
答案：相对滑动；摩擦功；磨损、发热。
12－6机器运转过程中，可使两轴随时结合或分离，并可操纵机器传动系统的断续，以便进行变速或换向 的装置称_______。
12－11用普遍螺栓联结的凸缘联轴器，在传递转矩时，受到下列哪种作用？ （1）螺栓横剖面受剪切；（2）螺栓与螺栓孔表面受挤压；（3）螺栓同时受剪切与挤压；（4）螺栓 受抗冲与扭转。 答案：螺栓同时受剪切与挤压
12－12为使同盘摩擦离合器的摩擦面内外缘的磨损比较均匀，应采取下列哪种措施？ （1）让离合器在油中工作；（2）增加摩擦盘的数目；（3）限制摩擦盘外径和内径比值；（4）降低 摩擦盘上的比压。
12－17选用联轴器时应考虑哪些因素？
答：选用联轴器时应根据机器的特点及要求，结合联轴器的性能选定适合类型。一般对低速刚性大 的短轴，可选用固定式刚性联轴器；对低速刚性小的长轴，则宜选用可移式刚性联轴器；传递转矩 较大的重型机械、可选用齿式联轴器；对于轴线相交的两轴，则宜选用万向联轴器；工作中有安全 保护特殊要求时，可用安全联轴器。
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9．运．密度C．比重
10．验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是。
A．确定轴承是否能获得液体润滑 B.计算轴承内部的摩擦阻力 C.控制轴承的压强
11．动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是。
A．轴颈与轴承间构成楔形间隙 B．充分供应润滑油 C．润滑油温度不超过500C
60×1000 60×1000
[pυ]＝Ｆn＝35000×150＝1．1MP·m/s＜[pυ]
19100Ｌ19100×250
故：该轴承适合使用。
一、选择题：
1．C2．B3．B4．B5．C6．A7．C8．C 9．B10．A11．C12．C13．B14．B15．A16．B17．B18．C
二、简答题：
1．①相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔行间隙。
②被润滑油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进,小口流出。③润滑油必须有一定的粘度且供油要充分。
A．油脂润滑B．油环或飞溅润滑C．压力循环润滑
二、简答题：
1．就液体动力润滑的一维雷诺方程 ，说明形成流体动压润滑滑动轴承的充分必要条件是什么？
2．与滚动轴承比较，滑动轴承有哪些优越性？
3．动压轴承与静压轴承在形成压力油膜的机理上有何不同？
三、综合题：
1．不完全液体润滑径向滑动轴承，已知：轴颈直径d=200 mm,轴承宽度 B=200 mm,轴颈转速n=300 r/min,轴瓦材料
A．轴承衬材料过度磨损B．轴承衬材料发生塑性变形C．轴承衬材料因压力过大而过度发热
16．下列材料中，不能作为滑动轴承轴瓦或轴承衬的材料。
A．HT200B．GCr15C．ZCuPb30
17．在滑动轴承轴瓦材料中，最宜用于润滑充分的低速重载轴承的是。
A．巴氏合金B．铝青铜C．铅青铜
18．在滑动轴承中，当√PV3＞32时，应采用。
ZCuAl10Fe3,( [p]=15,[pv]=15,[υ]=10 ),求它可以承受的最大径向载荷是多少？
2．一减速器中的不完全液体润滑径向滑动轴承，轴的材料为45″钢，轴瓦材料为铸造青铜ZCuSn5Pb5Zn5，承受径向载荷F= 35KN；轴颈直径d=190mm；工作长度l=250mm；转速n=150 r/min。试验算该轴承是否适合使用。
2．与滚动轴承比较，滑动轴承在以下方面具有优越性：①高速、高精度、重载荷或冲击载荷的场合；
②要求轴承径向尺寸小或剖分式结构时。
3．液体动压轴承：利用轴颈与轴承表面间形成收敛油楔，依靠两表面间一定的相对滑动速度使一定粘度的润滑油充满楔形空间，形成流体压力与轴承载荷平衡，以得到液体润滑。
液体静压轴承：是利用油泵将具有一定压力的液体送入支承处，使摩擦表面间强迫形成一层液体膜将表面完全分开，并能承受一定的载荷。静压轴承能在极低直到极高的速度范围内得到液体润滑。
12．下述材料中，是轴承合金（巴氏合金）。
A．20CrMnTiB．38CrMnMoC．ZSnSb11Cu6
13．与滚动轴承比较，下述各点中，不能作为滑动轴承的优点。
A．径向尺寸小B．间隙小、旋转精度高C．运转平稳、噪音低
14．含油轴承是采用制成的。
A．硬橡胶B．粉末冶金C．塑料
15．在不完全液体润滑滑动轴承中，限制p值的主要目的是防止。
三、综合题：
1．解：由p＝F/(d×B)≤[p], F≤[p]×d×B＝15×200×200＝6×105N
由pv＝Fn/19100B≤[pv]，F≤[pv]×19100B/n＝152800 N
故Fmax＝152800 N
2．解：p＝F/dl＝35000＝0．737MPa＜[p]
190×250
υ＝πd n＝π×190×150＝1．49 m/s＜[υ]
一、选择题：
1．温度升高时,润滑油的粘度。
A．随之升高 B.保持不变 C.随之降低
2.在情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A．重载 B.高速 C.工作温度
3．润滑油的，又称为绝对粘度。
A.运动粘度B.动力粘度C.基本粘度
4.滑动轴承的润滑方法，可以根据来选则。
A．平均压强p B.√PV3C.轴颈圆周速度v
5．下列材料中，可以做轴承衬的材料是（ ）。
A．45钢B.铜合金C.轴承合金
6．不完全液体润滑滑动轴承，验算pυ≤[pυ]是为了防止轴承。
A．过度磨损B．过热产生胶合C．产生塑性变形
7．下列各种机械设备中，只宜采用滑动轴承。
A．中、小型减速器齿轮轴B．铁道机车车辆轴C．大型水轮机主轴
8．两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为。