蜗杆传动作业
山东理工大学机械设计习题
第6章：三、作业与练习1、图所示螺栓连接中采用2个M 20的螺栓，其许用拉应力为[σ]=160MPa ，被联接件结合面的摩擦系数μ=0.2，若考虑摩擦传力的可靠系数f k =1.2，试计算该连接允许传递的静载荷Q F 。
2、题2图所示，凸缘联轴器由HT 200制成，用8个受拉螺栓联接，螺栓中心圆直径D ＝220mm ，联轴器传递的转矩T ＝5000N.m ，摩擦系数μ=0.15，可靠性系数f k =1.2，试确定螺栓直径。
3、题3图所示两根钢梁，由两块钢盖板用8个M 16的受拉螺栓联接，作用在梁上的横向外力F R =1800N ，钢梁与盖板接合面之间的摩擦系数μs ＝0.15，为使联接可靠，取摩擦力大于外载的20%，螺栓的许用应力[σ]＝160MPa ，问此联接方案是否可行？题2图题1图题3图4、题4图所示的气缸盖连接中，已知：气缸中的压力在0到1.5MPa 间变化，气缸内径D =250mm ，螺栓分布圆直径0D =346mm ，凸缘与垫片厚度之和为50mm 。
为保证气密性要求，螺栓间距不得大于120mm 。
试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。
5、题5图所示有一支架用一组螺栓与机座联接如图示，所受外载为F =10000N ，45=α。
结合面的摩擦系数为0.15，摩擦传力可靠系数2.1=f K ，螺栓的许用应力[]400=σMPa 。
试求螺栓的计算直径。
第7章 三、作业与练习1、题1图所示为在直径d =80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L =1.5d ，工作时有轻微冲击。
试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。
题5图第11章 带传动 三、作业与练习1、已知某单根普通V 带能传递的最大功率P ＝4.7kW,主动轮直径D 1=100mm ，主动轮转速n 1＝1800r/min,小带轮包角α＝ 1350，带与带轮间的当量摩擦系数25.0=v μ。
求带的紧边拉力1F 、松边拉力及有效拉力F （忽略离心拉力）。
机械原理课后答案第十章作业
由df ≥db ，有： z′≥2(ha*+2 c*) / (1 - cosα) =41.45（不能圆整）
∴ 当齿根圆与基圆重合时，z′=41.45； 当 z ≥ 42时，齿根圆大于基圆。
10-5 已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动，其模数 m=10mm，
解：1）确定传动类型
a = m ( z1+z2 ) /2 = 10 ( 12+12 ) /2 =120 < a′= 130mm 故此传动应为 正 传动。
2）确定两轮变位系数 α′ = arccos(a cosα/ a′) = arccos(120 cos20°/ 130) = 29.83° x1 + x2 = (z1+z2) (invα′-invα) / (2tanα)
10-2 设有一渐开线标准齿轮 z=20，m=8mm，α=20°，ha* =1，试
求：1)其齿廓曲线在分度圆及齿顶圆上的曲率半径ρ、ρa 及齿顶圆压
力角αa ；2)齿顶圆齿厚 s a 及基圆齿厚 s b ；3）若齿顶变尖( s a =0)时，
齿顶圆半径 ra′又应为多少？并完成图示各尺寸的标注。 解：1）求ρ、αa 、ρa d = m z =8×20=160(mm) da= d +2 ha=(z+2ha*)m=(20+2×1)×8= 176(mm) db= d cosα= 160cos20°= 160×0.9397= 150.35(mm) ρ= rb tanα= 75.175 tan20°= 75.175×0.3640= 27.36(mm) αa =arccos( rb/ra )= arccos( 75.175/88 ) = arccos0.8543=31.32° ρa = rb tanαa =75.175tan31.32°= 75.175×0.6085=45.74(mm) 2）求s a 及s b sa=s(ra/r)-2ra(invαa-invα)= 8π/2×88/80-176×(inv31.32°-inv20°)
《机械原理》作业一
《机械原理》作业一1.[单选题]从平衡条件可知,动平衡转子___静平衡的。
A.一定是B.不一定是C.一定不是正确答案:——A——2.[单选题]已知一渐开线标准斜齿圆柱齿轮与斜齿条传动,法面模数mn=8mm,法面压力角an=20°,斜齿轮的齿数Z=20,分度圆上的螺旋角β=20°,则斜齿轮上的节圆直径等于___mm。
A.170.27B.169.27C.171.27D.172.27正确答案:——A——3.[单选题]在两轴的交错角∑=90°的蜗杆蜗轮传动中,蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向必须___。
A.相反B.相异C.相同D.相对正确答案:——C——4.[单选题]一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合,它们的___必须相等A.直径B.宽度C.齿数D.模数正确答案:————5.[单选题]渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点___方向线之间所夹的锐角。
A.绝对速度B.相对速度C.滑动速度D.牵连速度正确答案:————6.[单选题]曲柄摇杆机构,____为主动件是存在死点的条件。
A.曲柄B.摇杆C.连杆正确答案:————7.[单选题]曲柄滑块机构通过___可演化成偏心轮机构。
A.改变构件相对尺寸B.改变运动副尺C.改变构件形状正确答案:————8.[单选题]渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时,其啮合角恒等于齿轮___上的压力角B.齿顶圆C.分度圆D.齿根圆正确答案:————9.[单选题]机构具有确定运动的条件是___。
A.机构的自由度大于零B.机构的自由度大于零且自由度数等于原动件数C.机构的自由度大于零且自由度数大于原动件数D.前面的答案都不对正确答案:————10.[单选题]齿轮传动中___,重合度越大。
A.模数越大B.齿数越多C.中心距越小正确答案:————11.[多选题]当采用滚子从动件时,如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真,则应采取( )措施加以避免。
A.增大基圆半径B.正确的偏置从动件C.减小滚子半径D.减小基圆半径正确答案:————12.[多选题]凸轮机构的组成包括()A.凸轮B.从动件C.机架D.凸轮轴正确答案:————13.[多选题]机构中的运动副的元素包括( )。
齿轮机构作业及答案
第5章 思考题5-1 齿轮传动要匀速、连续、平稳地进行必须满足哪些条件?答 齿轮传动要均匀、平稳地进行，必须满足齿廓啮合基本定律．即i 12=ω1/ω2=O 2P ／O 1P ，其中P 为连心线O 1P 2与公法线的交点。
齿轮传动要连续、平稳地进行，必须满足重合度ε≥l ，同时满足一对齿轮的正确啮合条件。
5-2渐开线具有哪些重要的性质?渐开线齿轮传动具有哪些优点? 答：参考教材。
5-3具有标准中心距的标准齿轮传动具有哪些特点?答 若两齿轮传动的中心距刚好等于两齿轮节圆半径之和，则称此中心距为标准中心距．按此中心距安装齿轮传动称为标准安装。
（1)两齿轮的分度圆将分别与各自的节圆重合。
(2)轮齿的齿侧间隙为零。
(3)顶隙刚好为标准顶隙，即c=c*m=O.25m 。
5-4何谓重合度?重合度的大小与齿数z 、模数m 、压力角α、齿顶高系数h a *、顶隙系数c*及中心距a 之间有何关系?答 通常把一对齿轮的实际啮合线长度与齿轮的法向齿距p b 的比值εα。
称为齿轮传动的重合度。
重合度的表达式为：εα=[z 1(tan αal —tan α’)±z 2(tan αa2-tan α’)/2π由重合度的计算公式可见，重合度εα与模数m 无关．随着齿数z 的增多而加大，对于按标准中心距安装的标准齿轮传动，当两轮的齿数趋于无穷大时的极限重合度εα=1.981 此外重合度还随啮合角α’的减小和齿顶高系数h a *的增大而增大。
重合度与中心距a 有关(涉及啮合角α’)，与压力角α、顶隙系数c*无关。
5-5 齿轮齿条啮合传动有何特点?为什么说无论齿条是否为标准安装，啮合线的位置都不会改变?答 由于不论齿条在任何位置，其齿廓总与原始位置的齿廓平行．而啮合线垂直于齿廓，因此，不论齿轮与齿条是否按标准安装，其啮合线的位置总是不变的，节点位置确定，齿轮的节圆确定；当齿轮与齿条按标准安装时，齿轮的分度圆应与齿条的分度线相切。
蜗轮蜗杆轮系
2
惰轮
Ⅳ 4
6
9
n
9
Ⅵ Ⅴ
Ⅲ 3
z z z z 3 5 7 9 z z z z 1 4 6 8
7
8
为正，首末两轮回转方向相同。 转向也可通过在图上依次画箭头来确定。 注：齿轮z2的大小对总传动比i19毫无影响，叫惰轮。
例题：在如图所示的轮系中，已知蜗杆的转速为
(顺 n 900 r / min 1
蜗杆蜗轮传动
1、用于降速传递交错轴 之间的回转运动和动力。
蜗杆主动、蜗轮从动。
2、蜗杆有左旋、右旋之 分，蜗轮的旋向与配对的 蜗杆相同。
旋向判别：以轴心线为界， 螺旋线相对轴线往左上升 为左旋；往右上升为右旋。
蜗杆分左旋和右旋
蜗杆还有单头和多头之分
左 旋
右 旋
3、蜗杆传动比： i=n1/n2=z2/z1 4、回转方向的判定： 右旋右手、左旋左手。 四指指向蜗杆回转 方向，蜗轮的回转方向 与大拇指指向相反。
主要缺点
有滑动，传动比不能保持恒定，外 廓尺寸大，带的寿命较短（通常为 3500h～5000h），由于带的摩擦 起电不宜用于易燃、易爆的地方， 轴和轴承上作用力大
链传动
虽然平均速比恒定，但运转时瞬时 速度不均匀，有冲击、振动和噪音， 寿命较低（一般为5000h～15000h）
齿轮传动
制造和安装精度要求较高，不能缓 冲，无过载保护作用，有噪音
n 1 至 轮 k 间 所 有 从 动 轮 齿 数 的 连 乘 积 1 轮 i 1 k n 1 至 轮 k 间 所 有 主 动 轮 齿 数 的 连 乘 积 k 轮
惰轮（Z4）只改变齿轮副中从动轮回转方向，不影响齿轮副传动比大小的齿轮。
蜗杆传动机构的装配
楚雄高级技工学校教案纸列号共6页第2页教学过程及时间分主要教学内容及步骤配1 •蜗杆传动的特点1）•传动比大，结构紧凑。
用于传递动力时，i=8〜80,用于传递运动时, i可达1000。
2）.传动平稳，无噪声。
因为蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，相当于螺旋传动，同时啮合的齿数较多所以平稳性好。
3）.当蜗杆的螺旋角小于轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动能自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能蜗轮带动蜗杆，可起安全保护作用。
4）•传动效率低。
因为在传动中摩擦损失大，其效率一般为=0.7〜0.8，具有自锁性传动时效率=0.4〜0.5。
故不适用于传递大功率和长期连续工作。
5）.为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）制造，成本高。
2•蜗杆传动回转方向的确定（1）螺旋方向的判定蜗杆传动与斜齿轮传动一样，也有左旋与右旋之分。
蜗杆、蜗轮的螺旋方向可用右手法则判定：手心对着自己，四指顺着蜗杆（蜗轮）的轴线方向摆肩。
若啮合与右手拇指指向一致，该蜗杆（蜗轮）为右旋，反之为左旋。
（2）蜗轮旋转方向的判定蜗轮的旋转方向不仅与蜗杆的旋转方向有关。
蜗轮旋转方向的判定方法如下：当蜗杆是左旋（或右旋）时，伸出右手（或左手）半握拳，用四指顺着蜗杆的旋转方向，大拇指指向的相反方向就是蜗轮的旋转方向，蜗轮旋转方向判^定。
3 •蜗杆传动的主要参数蜗杆传动的设计计算中，均以主平面（通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面）的参数和几何关系为基准。
模数、压力角、螺旋升角入与蜗轮的分度圆螺旋角为了保证轮齿的正确啮合，蜗杆的轴向模数n x1应等于蜗轮的端面模数m2，蜗杆的轴向压力角x1应等于蜗轮的端面压力角t2，蜗杆分度圆上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两者螺旋方向相同。
蜗杆的轴向压力角x （蜗轮的端面压力角t ）为标准压力角20°0m xi=n ti= m xi= t2= =第3页教学过程及时间分主要教学内容及步骤配通常取蜗杆的头数乙=1〜4。
第13、15章作业解答[1]
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三、分析与思考题
13—26 滚动轴承共分几大类型？写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承受何种载荷（径向 或轴向） 。 答： 13—27 为什么 30000 型和 70000 型轴承常成对使用？成对使用时， 什么叫正装及反装？什么叫 “面 对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。 答：30000 型和 70000 型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。同时 这两类轴承的公称接触角 α 大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力 作用下产生轴向移动，30000 型和 70000 型轴承通常应成对使用。 正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装， 外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。 “面对面”和“背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一 个支承上的两个轴承大口径相对为“面对面” 班 级 成 绩 安装，小口径相对为“背靠背”安装。 正装：轴热伸长可能会使轴承卡死； 姓 名 任课教师 反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。
学
号
ห้องสมุดไป่ตู้
批改日期
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机械设计作业集解答 13—15 各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的 D A 转速 B 当量动载荷 P C 轴径圆周速度 来选择。 D 内经与转速的乘积
二、填空题
13—16 说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点：6306、51316、 N316/P6、30306、6306/P5、30206,并指出其中具有下列特征的轴承： （1）径向承载能力最高和最低的轴承分别是 N316/P6 和 51316 ； （2）轴向承载能力最高和最低的轴承分别是 51316 和 N316/P6 ； （3）极限转速最高和最低的轴承分别是 6306/P5 和 51316 ； （4）公差等级最高的轴承是 6306/P5 ； （5）能承受轴向径向联合载荷的轴承是 30306 。 13—17 深沟球轴承和角接触球轴承在结构上的区别是深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样， 公称 接触角为 0；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为 0 ， 在承受载荷上的区别是深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴 向力 。 13—18 对于回转的滚动轴承， 一般常发生疲劳点蚀破坏， 故轴承的尺寸主要按疲劳寿命计算确定。 13—19 对于不转、转速极低或摆动的滚动轴承，常发生塑性变形破坏，故轴承的尺寸主要按 静强度 计算确定。 13—20 滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力特性为 规律性非稳定的脉动循环 ； 而固定套圈接触点的接触应力特性为 稳定的脉动循环 。 13—22 滚动轴承轴系支点轴向固定常用的三种结构形式是 双支点各单向固定（两端固定） 、 一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游动） 、 两端游动支承（两端游动） 。 13—23 滚动轴承预紧的目的是 提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动 ， 所谓预紧，就是指 在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。 13—24 滚动轴承的内径和外径的公差带均为精度不同数值较小的负偏差， 而且统一采用上偏差为 0 ，下偏差为 负值 的分布。 13—25 滚动轴承的密封的目的是为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流 失 ，滚动轴承常用的三种密封方法为 接触式密封（中低速） 、非接触式密封（高速） 、 混合式密 封（密封效果较好） 。
机械设计基础形考作业答案
机械设计基础课程形成性考核作业一第1章静力分析基础1．取分离体画受力图时,C、E、F力的指向可以假定,A、B、D、G力的指向不能假定;A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时,坐标轴选在___B___的方向上,使投影方程简便；矩心应选在__G___点上,使力矩方程简便;A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB构件的受力图;4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接,已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,α＝30︒.求两吊杆的受力的大小;列力平衡方程：∑=0Fx又因为 AB=BC ααsin sin C A F F =⋅ C A F F =∑=0FyF F A =⋅αsin 2KN FF F B A 40sin 2===∴α第2章 常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么答：当机构的原动件数等于自由度数时,机构具有确定的运动; 2．什么是运动副什么是高副什么是低副答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接,称为运动副;以点接触或线接触的运动副称为高副,以面接触的运动副称为低副;3．计算下列机构的自由度,并指出复合铰链、局部自由度和虚约束;机构的自由度计算1n ＝7,P L ＝10,P H ＝0 2n ＝5,P L ＝7,P H ＝0H L P P n F --=23 H L P P n F --=23=10273⨯-⨯ =7253⨯-⨯ 1= 1= C 处为复合铰链3n ＝7,P L ＝10,P H ＝0 4n ＝7,P L ＝9,P H ＝1H L P P n F --=23 H L P P n F --=23=10273⨯-⨯ =19273-⨯-⨯ 1= 2=E 、E ’有一处为虚约束F 为局部自由度 C 处为复合铰链第3章 平面连杆机构1．对于铰链四杆机构,当满足杆长之和的条件时,若取_ C __为机架,将得到双曲柄机构;A ．最长杆B ．与最短杆相邻的构件C ．最短杆D ．与最短杆相对的构件2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型;答：a 双曲柄机构 b 曲柄摇杆机构 c 双摇杆机构 d 双摇杆机构3．在图示铰链四杆机构中,已知,l BC =150mm ,l CD =120mm,l AD =100mm,AD 为机架；若想得到双曲柄机构,求l AB 的最小值;解：要得到双曲柄机构,因此AD 杆必须为最短杆； 若AB 为最长杆,则AB ≥BC ＝150mm 若BC 为最长杆,由杆长条件得： CD AB BC AD l l l l +≤+mm l l l l CD BC AD AB 130=-+≥ 因此AB l 的最小值为130mm4．画出各机构的压力角传动角;箭头标注的构件为原动件;如下图：第4章 凸轮机构1．凸轮主要由_凸轮_,__推杆_和_机架_三个基本构件组成;2．凸轮机构从动件的形式有尖顶_从动件,_滚子_从动件和_平底_从动件; 3．按凸轮的形状可分为__盘形__凸轮、__圆柱_凸轮和_曲面_凸轮; 4．已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R ＝25mm ,凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm ,滚子半径r T =5mm ;试求：1凸轮的基圆半径R O ＝2画出图示机构的压力角α 3推杆的最大行程H ＝4图示位置从动件的位移S=解：1mm r L R R T 15515250=+-=+-=23mm R r R L H T 3015515250=-++=-++=4mm L rT R S 98.25)(22=-+=第5章 其他常用机构1．常用的间歇运动机构有_棘轮机构__,_槽轮机构_和_不完全齿机构_等几种;2．螺纹的旋向有_左旋_和_右旋_,牙形有_三角形_,_矩形_,_梯形_,和_锯齿形_;3．螺纹的导程S 与线数n 及螺距P 之间的关系是什么答：导程S ：在同一螺纹线上相邻两螺纹牙之间距离;机械设计基础课程形成性考核作业二第六章 构件内力分析1．什么是构件的强度什么是构件的刚度强度是构件抵抗破坏的能力,满足强度要求是指在外力作用下构件不发生破坏;刚度是构件抵抗变形的能力,满足刚度要求是指在外力作用下构件的弹性变形量不超过允许的限度;2．画出图示各杆的轴力图,并计算最大轴力N max ;最大轴力KN N 40max = 最大轴力P N 3max =3．画出图示圆轴的扭矩图,已知M A =5kN ·m,M B =2kN ·m;4．画出图示各梁的剪力图和弯矩图,并计算最大max Q 和max M ;abc1解：求支反力0=∑A M 024=-+F M R B0=∑B M 024=++-F M R A 25.6=A R kN 75.3=B R kN由 0=∑Y 得知 支反力计算无误;由几何关系我们得知求出几个重要点的剪力和弯矩值我们就可以画处图像;下面我们开始求在下列几处的剪力值：在A 点左截面,0=Q在A 点右截面,25.6==A R Q kN 在C 点左截面,25.6==A R Q kN 在C 点右截面,75.3-==B R Q kN 在B 点左截面,75.3-==B R Q kN在B 点右截面,0=Q 画出剪力图,如下图： 同理我们根据几何关系求处几处弯矩值： 在A 点,0=MKN R M A C 5.122=⨯=左 KN M R M A C 5.72=-⨯=右 在D 点,0=M 画出弯矩图,如下图：最大KN Q 25.6max = M KN M ⋅=5.12max2解：此题解法和上个题步骤基本相同,我们也可以用另外一种方法解题,下面我们用另外一种解法进行求解：求支反力∑=0AM 0224=⨯-q R B∑=0BM0224=⨯+-q R A10=A R kN 10=B R kN由∑=0Y 得知 支反力计算无误;由于各段受力情况不同可以分段求解 AC 段KN R Q A 10== x x R M A 10==CD 段：x x q R Q A 1020)1(-=--=22)1(5102/)1(--=--=x x x q x R M A DB 段：KN q R Q A 102-=-=4010)2(2+-=--=x x q x R M A根据上面所求函数我们画剪力和弯矩图如下最大KN Q 10max = M KN M ⋅=15max 同学可按第一题做法自己做一遍本题3解：求支反力∑=0A M 04322=-⋅-⋅qa l lq l R B∑=0B M 04122=⋅+-⋅-l ql qa l R A l qa ql R A 281-= lqa ql R B 283+=由∑=0Y 得知 支反力计算无误;根据几何关系我们知道剪力图AC 为一水平直线,CB 为一条斜线,我们求出关键的点就可以画出线图;在A 点稍左,0=Q在A 点稍右,=Q l qa ql R A 281-=在B 点稍左,lqa ql ql R Q A 2832--=-=在B 点稍右,0=Q 根据上面数值可做剪力图;根据几何关系,AC 段没有载荷作用,弯矩图为一条斜直线；在C 点有集中力偶,弯矩图有突变, CB 段有均布载荷作用,弯矩图是一条抛物线;为了做弯矩图,只需求出梁在下面各截面处的弯矩值：在点A, 0=M在C 点左截面 2161222qa ql l R M A -=⋅=在C 点右截面 21612222qa ql qa l R M A +=+⋅=在点B, 0=M此外由剪力图知道,在CB 段内有一截面的剪力为零,这个截面的弯矩是梁CB 段内弯矩的极值;即该点的剪力Q D ＝0,令点D 的坐标为x,,即：0)2/(=--=l x q R Q A D 得 la l x 285-=此点的弯矩值为： 2)2/(22l x q qa x R M A D--+=24222831289lqa qa ql ++= 根据上面数值可做剪力图弯矩图如下：最大=m axQ l qa ql 283-- KN m ax M 24222831289lqa qa ql ++=第7章 构件的强度和刚度1．在作低碳钢的拉伸试验时,整个拉伸过程大致可分为四个阶段,依次为弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,缩径断裂阶段;2．通常塑性材料的极限应力取_屈服极限_,脆性材料的极限应力取_强度极限_;3．如图7-35所示变截面杆AC,在A 、B 两处分别受到50kN 和140kN 的力的作用,材料E ＝200GPa;试求：1画出轴力图；2求各段正应力；3求总变形量;解：12AB 段MPa A F 10010510502311-=⨯⨯-==σ BC 段MPa A F 90101010902322=⨯⨯==σ 3AB 段：mm EA l F l N 5.05001020010001050331111-=⨯⨯⨯⨯-==∆缩短 BC 段mm EA l F l N 45.010001020010001090332222=⨯⨯⨯⨯==∆伸长mm l l l 05.045.05.021-=+-=∆+∆=缩短4．一矩形截面梁,承受载荷F=10KN,材料的许用应力σ=160MPa,试确定横截面尺寸;解：求支反力; ∑=0BM 012=⨯+⨯-F R A∑=0AM012=⨯+⨯F R BKN R A 5= KN R B 5= m KN M ⋅=5max[]σσ≤⋅==652max bhm KN W M []σ≤⨯⨯=⨯⨯⨯362641056)2(1056bb b []mm b 3616041056410563636=⨯⨯⨯=⨯⨯≥σ 截面宽b ＝36mm 高h ＝2b ＝72mm5．如图所示的圆形横截面的梁,承受载荷F ＝10kN,M ＝20kN ·m,梁长a ＝2m,材料的许用应力σ＝160MPa,试求：1梁A 、B 端的约束力； 2画出剪力图和弯矩图； 3若d ＝70mm,校核梁的强度;解：1求约束力∑=0BM 024=+⨯+⨯-M F R A∑=0AM024=+⨯-⨯M F R BKN R A 10= 0=B R2画剪力图,弯矩图：3MPa W M 5943270102036max =⨯⨯==πσ＞[]σ 所以此梁不安全;机械设计基础课程形成性考核作业三第8章 齿轮传动1．渐开线齿廓形状取决于_____C___直径大小;A ．节圆B ．分度圆C ．基圆D ．齿顶圆2．对于标准直齿圆柱齿轮,决定齿廓形状的基本参数是__齿数_,_压力角_,_变位系数_;3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的___法面__模数和__法面压力角__都相等,齿轮的__螺旋角相等__角相等、旋向__相反__;4．采用展成法加工正常齿齿轮时,不发生根切的最少齿数是___17____ 5．一对齿轮啮合时,两齿轮的___C_____始终相切; A ．分度圆 B ．基圆 C ．节圆 D ．齿根圆6．已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮,其齿顶圆直径d a1＝77.5mm,齿数z 1＝29;现要求设计一个大齿轮与其相啮合,传动的安装中心距a ＝145mm,试计算这个大齿轮的主要尺寸;分度圆直径d 2、齿顶圆直径d a2、齿根圆直径d f2、基圆直径d b2解：m ha z d a *)2(11+=mm m 5.2=∴2/)(21z z m a +=mm z 872=∴ mm mz d 5.217875.222=⨯== mm m ha z d a 5.222*)2(22=+= mm m c ha z d f 25.211*)2*2(22=--= mm d d b 38.204cos 2==α7．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示,高速级m n ＝3mm,β1＝15°Z 2＝51；低速级m n ＝5mm,Z 3＝17试问：1低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反 2低速级齿轮取多大螺旋角β2才能使中间轴的轴向力相互抵消解：1低速级斜齿轮旋向为左旋,才能使中间轴上两齿轮轴向力相反; 22312ββtg F tg F t t =332222d T F d T F II t II t ==212322ββtg d T tg d T IIII = → 3322211cos 2cos Z m tg Z m tg n n ββββ⨯=⨯223312sin sin Z m Z m n n ⨯=ββ≈2β°8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动,已知小齿轮材料为45钢,调质处理,大齿轮材料为ZG45,正火处理,已知传递功率P l ＝4kW,n 1＝720r/min,m ＝4mm,z l ＝25,z 2＝73,b 1=84mm,b 2=78mm,双向运转,齿轮在轴上对称布置,中等冲击,电动机驱动;试校核此齿轮传动的强度;解：小齿选用45号钢,轮调质处理,查表硬度220HBS 大齿轮ZG45 硬度180HBC查表得 MPa F 1901lim =δ MPa F 1402lim =δMPa H 5551lim =δ MPa H 4702lim =δ查表得：1.1=H S 4.1=F S[]MPa S HHlin H 5.5041.155511===σσ []MPa S HHlin H 3.4271.147022===σσ []MPa S FFlin F 7.1354.119011===σσ []MPa S F Flin F 1004.114022===σσ 计算转矩： mm N T ⋅⨯=⨯⨯=461103.572041055.9 由于原动机为电动机,中等冲击,对称布置,故得K=由于是闭式齿轮, 我们先较核齿面接触疲劳强度,我们按标准中心距进行较核：mm z z m a 1962/)(21=+= 92.2257312===z z u ∴3.4277.221)1(3552231〈=+=MPa a ub u KT H σ 安全下面,我们再较核齿根弯曲疲劳强度; 查表得：22.41=FS Y 88.32=FS Y[][]222111z Y z Y F FS F FS σσ>∴MPa z m b Y KT FS F 2.172122111==δ＜100 ＜7.135安全第9章 蜗杆传动1．为什么将蜗杆分度圆直径d l 规定为蜗杆传动中的标准参数为便于加工蜗轮刀具的标准化,一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值;2．为什么蜗杆的传动比i只能表达为i＝z2/z1,却不能以i＝d2/d1来表示因为蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关;3．图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件;试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向,并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向;a bab第10章作业题1．图示所示轮系,已知Z 1=18、Z 2=20、Z 2'=25、Z 3=25、Z 3'=2、Z 4=40,求该轮系的传动比,并判断蜗轮4的转向;解：i ＝2222518402520''321432=⨯⨯⨯⨯=z z z z z z 转向：逆时针 2．在图示轮系中,已知z 1、z 2、z 2'、z 3、z 4、 z 4'、 z 5、 z 5'、z 6; 求传动比i 16;解：'''543216543216z z z z z z z z z z i =3．如图所示的轮系,已知,15,30,15,25,1533221=====''z z z z z 2,3044=='z z 右旋,4,20,6055mm m z z ==='若min /5001r n =,求齿条6线速度v 的大小和方向;200'''4321543251===z z z z z z z z n n i min /5.215r in n ==s mm s m n mz n d v /5.10/0105.010006010006055556''==⨯=⨯=ππ4．图示行星轮系,已知Z 1 = Z 2’ = 41,Z 2 = Z 3 = 39,试计算传动比 i H1;解：16811521'21323113==--=z z z z n n n n i H H H由于轮3为固定轮即03=n ,'1121321113z z z z i n n i HH H -=-==＝1681160414139391=⨯⨯- 51.10/111==H H i i机械设计基础课程形成性考核平时作业四第11章 带传动1．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么对传动各有什么影响由于带是弹性体,带紧边与松边拉力不同,由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑动;打滑是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力,引起的带在带轮上全面滑动的;弹性滑动将引起：1降低传动效率；2从动轮的圆周速度低于主动轮,造成传动比误差； 3带的磨损； 4发热使带温度升高;打滑造成带的磨损加剧,无法传递动力,致使传动失效;2．试分析增速带传动工作时,其最大应力在哪里 带紧边刚绕出小带轮处3．V 带传动n 1=1450r/min,f v =,包角α＝150°,预紧力F 0=360N;试问： 1该传动所能传递的最大有效拉力是多少 2若d 1=100mm,其传递的最大转矩为多少3若传动的效率为,弹性滑动忽略不计,从动轮输出功率为多少解：1N e e F F f f 7.1801120max =+-=αα2mm N Fd T .903521007.18021=⨯==3s m n d v /6.710006011=⨯=πkW Fv P 304.195.06.77.180=⨯⨯==η 第12章 联 接1．普通平键的截面尺寸b ×h 按__轴径_选取,长度L 按_轮毂的长度_确定; 2．花键联接的主要类型有_矩形_花键、_渐开线_花键和_三角形_花键; 3．为什么多数螺纹联接工作前均要预紧如何控制预紧力螺纹联接的主要防松方法有哪些预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密性和防松能力; 用测力矩扳手和定力矩扳手 机械防松 摩擦防松 其他防松第13章 轴1．按轴的受力分类,轴可以分为__心_轴、__转轴__和___传动轴____; 2．请判断图示四个轴中,哪一个轴的结构有错误,出现的是什么错误,应如何改正;a b c dC 轴承无法拆卸,应将轴肩高度低于轴承内圈;第14章轴承1．写出下列轴承代号表示的内容,说明该轴承适用的场合;7208,32314,6310／P5,7210B,N22222．如图所示,轴的两端用两个角接触球轴承7207C正装;常温下工作;工作中有中等冲击;转速n＝1800r/min,两轴承的径向载荷分别是Fr I＝3400N,Fr II＝1050N,轴的轴向载荷Fa ＝870N,方向指向轴承2,试确定哪个轴承危险,并计算出危险轴承的寿命;解：N R S 2312340068.068.011=⨯== N R S 714105068.068.022=⨯== 87023121+=+a F S ＞N 714 ∴左边轴承被放松,右边轴承被压紧; N S A 231211== N F S A a 318212=+=e R A ===68.03400231211 98.21050312822==R A ＞e 通过查表 ∴11=x 01=y 44.02=x 19.12=y ∴KN A Y R x P 340011111=+= KN A Y R x P 3.418422222=+=2P 大 ,我们用它计算 查表得 KN C 30500= 5.1=p f ξ)(60106h 10Pf C f n L p t ==1060h第15章 联轴器与离合器联轴器与离合器的主要功用和区别是什么答：联轴器和离合器主要都是用来联接两轴并传递扭矩,用联轴器联接的两根轴,只有机器停止运转后,经过拆卸才能分离,而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时根据需要结合或分离;。
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蜗杆传动作业
姓名___ _______学号__________
一 选择题
1 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限速内可采用 。
A. 较大的蜗杆直径系数
B. 较大的蜗杆分度圆导程角
C. 较小的模数
D. 较少的蜗杆头数
2 蜗杆传动中，是以蜗杆的 参数、蜗轮的 参数为标准值。
A. 端面
B. 轴向
C. 法向
3 蜗杆传动的正确啮合条件中，应除去 。
A. t21m m =a
B. t21αα=a
C. 21ββ=
D. 21βγ=，螺旋相同
4 设计蜗杆传动时，通常选择蜗杆材料为 ，蜗轮材料为 ，以减小摩擦力。
A. 钢
B. 铸铁
C. 青铜
D. 非金属材料
5 闭式蜗杆传动失效的主要形式是 。
A. 点蚀
B. 胶合
C. 轮齿折断
D. 磨损
6 下列蜗杆副材料组合中，有 是错误或不恰当的。
序号
蜗杆 蜗轮 1
2
3
4
5 40Cr 表面淬火 18CrMnTi 渗碳淬火 45钢淬火 45钢调质 zCuSn5Pb5Zn5 ZCuA110Fe3 ZCuSn10Pb1 ZG340—640 HT250 HT150
A. 一组
B. 二组
C. 三组
D. 四组
E. 五组
7 在标准蜗轮传动中，蜗杆头数一定，加大蜗杆特性系数q 将使传动效率 。
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 增加或减小
8 在蜗杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对 来进行的。
A. 蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度
B. 蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度
C. 蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度
D. 蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度
9 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是。
A. 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染
B. 防止润滑油温度过高使润滑条件恶化
C. 防止蜗轮材料在高温下力学性能下降
D. 防止蜗轮蜗杆发生热变形后正确啮合受到破坏
10 图11-1所示蜗杆传动简图中，图转向是正确的。
图11-1
11 与齿轮传动相比，不是蜗杆传动的优点。
A. 传动平稳，噪声小
B. 传动比可以很大
C. 可以自锁
D. 传动效率高
12 蜗杆直径系数q(或蜗杆分度圆直径1d)值的标准化，是为了。
A. 保证蜗杆有足够的刚度
B. 提高蜗杆传动的效率
C. 利于蜗轮滚刀的标准化
D. 便于蜗杆刀具的标准化
13 蜗杆传动变位前后，蜗轮的节圆直径。
A. 不变
B. 改变
C. 不一定改变
D. 是否改变由设计者确定
14 蜗轮轮缘与轮毂采用不同材料的目的是为了。
A. 加工方便
B. 提高精度
C. 节约有色金属
D. 减轻重量
15 已知图11-2中I轴的转向，欲提升重物W，则蜗杆螺旋线方向及蜗轮轮齿旋向应为。
A. 右、右
B. 右、左
C. 左、左
D. 左、右
图11-2
16 蜗杆减速器采用风扇冷却时，风扇应装在 。
A. 蜗杆轴上
B. 蜗轮轴上
C. 较高的(上面的)轴上
D. 较低的(下面的)轴上
17 蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢来制造，这是因为这样配对 。
A. 强度高
B. 减摩耐磨性好
C. 加工性能好
D. 价格便宜
18 提高蜗杆传动效率的有效措施是 B 。
A. 增加蜗轮齿数2z
B. 增加蜗杆头数引1z
C. 减小模数m
D. 增大蜗杆直径系数q
19 蜗杆分度圆直径不能按 B 公式计算。
A. mq d =1
B. 11mz d =
C. λ
tan 11m z d = D. 212d a d -= 20 蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 。
A. 蜗杆力学性能下降
B. 润滑油变质和胶合
C. 传动效率下降
D. 蜗轮材料退火
21 设计蜗杆传动时，为了提高蜗杆的刚度，应首先 。
A. 增大蜗杆的分度圆直径1d
B. 采用高强度合金钢制造蜗杆
C. 提高蜗杆硬度和降低表面粗糙度
D. 增加蜗杆头数
二 填空题
1 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 。
2 对闭式蜗杆传动，通常是按 强度进行设计，而按 强度进行校核；对于开式蜗杆传动，则通常只需按 强度进行设计。
3 在闭式蜗杆传动中，只需对 进行 强度计算。
4 蜗杆传动变位的目的主要是为了 配凑中心距 、 提高承载能力 、 提高传动效率 。
5 蜗杆传动标准中心距的计算公式为 。
6 在蜗杆传动中，由于 的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是 蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在 上。
7 普通圆柱蜗杆传动的标准模数m 和标准压力角α在 面上，在该平面内，蜗杆传动相
当于 啮合传动。
8 在蜗杆传动中，蜗轮的螺旋线方向应与蜗杆螺旋线方向 。
9 规定蜗杆直径系数q (或分度圆直径1d )的标准，是为了 。
10 对于连续工作的闭式蜗杆传动，除计算强度和刚度外，还应进行 计算，其目的是为了 以及 。
11 两轴交错角为︒90的蜗杆传动中，其正确啮合的条件是 。
三 分析、设计计算题
1 图11-3所示某电梯装置中采用蜗杆传动，电动机功率kW P 11=，转速m in /9701r n =，蜗杆传
动参数,8,8.0,8,60,221====m q z z ＝
η右旋蜗杆。
试计算: 1) 起升重物时，标出电动机转向。
2) 标出蜗杆所受各力的方向。
3) 计算蜗轮所受各力大小;
图11-3
2 图11-4所示为二级蜗杆传动。
已知蜗杆3的螺旋线方向为右旋，蜗轮4的转向如图所示，轴I 为输
入轴。
试求：
1) 轴Ⅰ、轴Ⅱ的转向。
2) 蜗杆、蜗轮的螺旋线方向(所有的)。
3) 蜗轮2和蜗杆3所受各力的方向(要求蜗轮2和蜗杆3的轴向力方向相反)。
图11-4
3 图11-6中两种传动方案，你认为哪种方案较好？试分析、说明原因。
A方案B方案
图11-6
4 在图11-7所示传动系统中，件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、4为斜齿圆柱齿轮，件7、8为直齿锥齿轮。
已知蜗杆1为主动，要求输出齿轮8的回转方向如图所示。
试确定：
图11-7。