机械设计作业集9答案
机械设计作业集答案
《机械设计作业集》（第三版）解题指南西北工业大学机电学院2008.7前言本书是高等教育出版社出版、西北工业大学濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）和李育锡主编《机械设计作业集》（第三版）的配套教学参考书，其编写目的是为了帮助青年教师使用好上述两本教材，并为教师批改作业提供方便。
本书对《机械设计作业集》（第三版）中的大部分作业题给出了参考解答。
对于设计计算类题，由于选材、取值等的不同，会得出不同的解答，这类题的设计计算方法可参考《机械设计》教材中的例题，本书略去解答。
本书是机械设计课程教师的教学参考书，也可供自学机械设计课程的读者和考研学生参考。
《机械设计作业集》已经使用多年，希望广大教师将使用中发现的问题和错误、希望增加或删去的作业题、以及对《机械设计作业集》的改进建议告知编者（电子信箱：****************），我们会认真参考，努力改进。
本书由李育锡编写，由于编者水平所限，误漏之处在所难免，敬请广大使用者批评指正。
编者2008.7目录第三章机械零件的强度 (1)第四章摩擦、磨损及润滑概述 (5)第五章螺纹连接和螺旋传动 (6)第六章键、花键、无键连接和销连接 (9)第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接 (11)第八章带传动 (15)第九章链传动 (18)第十章齿轮传动 (19)第十一章蜗杆传动 (24)第十二章滑动轴承 (28)第十三章滚动轴承 (30)第十四章联轴器和离合器 (34)第十五章轴 (36)第十六章弹簧 (41)机械设计自测试题 (43)第三章机械零件的强度3—1 表面化学热处理；高频表面淬火；表面硬化加工；3—2 （3）；3—3 截面形状突变；增大；3—4 （1）；（1）；3—5 （1）；3－6 答：零件上的应力接近屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数在 103～104范围内，零件破坏断口处有塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为低周疲劳破坏，例如飞机起落架、火箭发射架中的零件。
机械设计作业集9答案
机械设计作业集 答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数 z2’= z1×i12= z 1n1/n2=25×900/250=90 取 z2’ =90
从动大链轮齿数由 75 升到 90，而其它参数不变，链条所能传递的功率不变。
四、设计计算题
9-28 一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动，链节距 p=25.4mm，主动链轮齿数 z1=17，从动链轮齿数 z2=69，主动链轮转速 n1=960r/min，试求： 1．链条的平均速度 V； 2．链条的最大速度 Vmax 和最小速度 Vmin； 3．平均传动比 i。 解. 1）链条的平均速度 V=z1pn 1/（60×1000）=17×25.4×960/（60×1000）=6.91m/s 2）链条的最大速度 Vmax 和最小速度 Vmin d1=p/sin（180°/ z1）=25.4/sin（180°/ 17）=138.23mm ω1=πn1/30=3.14×960/30=100.48 rad/s Vmax=ω1 d1/2=100.48×138.23/2=6944mm/s=6.944m/s Vmin=ω1 cos（180°/ z1）d1/2=100.48×cos（180°/ 17）×138.23/2 =6826mm/s=6.826m/s 3）平均传动比 i i12=n1 /n2=z2/z1=69/17=4.06 9-29 单排滚子链传动，小链轮为主动轮，链轮齿数 z1=21，z2=105，链型号为 16A， n1= 600 r/min，工况系数 K A=1.2，中心距 a=910mm，试求此链传动允许传递的最大功率。 解.
。
A
。
D、保证链轮轮齿的
9-6 滚子链传动中，应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为 C 。 A、制造困难 B、装配困难 C、过渡链节的链板要承受附加弯曲载荷 9-7 若大链轮齿数超过极限值（zmax=120） ，则 B 。 A、链条的磨损快 B、易发生脱链现象 C、链传动的噪音大 9-8 对于高速重载的链传动，应选取 C 的链条。 A、大节距单排 B、小节距单排 C、小节距多排 9-9 两轮轴线在同一水平面的链传动， 布置时应使链条的紧边在上， 松边在下，这样 A 。 A、松边下垂后不致与紧边相碰 B、可减小链条的磨损 C、 可使链传动达到张紧的目的 9-10 链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在 A 情况下。 A、低速重载 B、高速重载 C、高速轻载 D、 低速轻载 9-11 代号为 08A-2×60 GB1243〃1–1983 的链，其节距为 A、8mm B、25.4mm C、12.7mm C 。
机械制图习题集第九章的答案装配图共18页
九、 装配图 9.4 读平口钳装配图并拆画零件图
1.固定钳体
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九、 装配图 9.4 读平口钳装配图并拆画零件图
2.丝杆
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九、 装配图 9.4 读平口钳装配图并拆画零件图
1.泵体
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九、 装配图 9.7 读齿轮油泵装配图并拆画零件图
2.泵盖
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九.齿轮
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3.活动钳体
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九、 装配图 9.5 读顶尖座装配图并拆画零件图
1.尾座体
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九、 装配图 9.5 读顶尖座装配图并拆画零件图
2.底座
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九、 装配图 9.6 读快速阀装配图并拆画零件图
2.阀体
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九、 装配图 9.6 读快速阀装配图并拆画零件图
3.上封盖
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九、 装配图 9.7 读齿轮油泵装配图并拆画零件图
九、 装配图 9.1 拼画手压阀装配图
机械设计作业集(答案)
机械设计作业集（答案）第五章螺纹一、简答题1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?答普通三角螺纹的牙型角为60 º，又分为粗牙螺纹和细牙螺纹，粗牙螺纹用于—般连接，细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置。
细牙螺纹的自锁性能好，抗振动防松的能力强，但由于螺纹牙深度浅，承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。
2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?答(1)普通螺栓连接：被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。
装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。
(2)精密螺栓（铰制孔螺栓）连接：装配间无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。
(3)双头螺柱连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母，适于常拆卸而被连接件之一较厚时。
装拆时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被连接件中拧出。
(4)螺钉连接：适于被连接件之一较厚(上带螺纹孔)、不需经常装拆、受载较小的情况。
一端有螺钉头、不需螺母。
(5)紧定螺钉连接：拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。
可传递不大的轴向力或扭矩。
3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用。
这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ力。
预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性，以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。
4.连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施?答; 对于一般单线螺纹，螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角，本身能满足自锁条件，但是在冲击、振动或变载荷作用下，螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失，多次反复作用后，就可能松脱。
另外，在温度大幅度变化的情况下，反复的热胀冷缩，也会造成松脱。
机械设计第九版课后习题答案
第三章 机械零件的强度p45习题答案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7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计·9-10习题+D
一、填空题：1. 轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称_______轴，只承受扭矩的称_____轴，承受弯矩和扭矩的称为_________轴。
2. 自行车载重量增大一倍，车轴上的滚动轴承寿命降低到原寿命的_________。
3. 滚动轴承外圈和座孔表面为________制配合，滚动轴承内圈与轴颈为_______制配合。
4. 滚动轴承的主要油润滑方式有 __________________、______________、________________________等。
（要求写出三种）二、判断对错：1. 只承受弯矩，而不承受扭矩的轴称为心轴。
三、选择题：把正确的选项代号填入（）中 (每小题2分, 共20分)1、滚动轴承的寿命计算公式ε)(PC L =中，ε值的大小与____________有关。
A.滚动体的大小B.滚动体的形状C.载荷的大小D.载荷的方向四、回答以下问题。
1. 指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑（用笔圈出错误之处，并注明错误名称，不要求改正）。
2. 下图为一对30307轴承正安装（面对面安装），已知左轴承受径向载荷F r1=4000N ，右轴承承受径向载荷F r2=4400N ，轴向载荷F A =3500N （方向自右向左），轴承转速n =2000r/min ，预期寿命[L h ]=10000h ，冲击载荷系数f d =1.1。
F F ear>时，已知F r1=2600N，F r2=1900N，F A=600 N，载荷系数f P=1.2。
试求：1）轴承的派生轴向力F d1、F d2，并图示方向；=0.41，Y=0.85；a=100 mm，p轴承额定动载荷C=615. kN，求危险轴承寿命。
注：F FSr =8.指出图示齿轮轴轴系的错误结构，并说明错误原因（轴承采用脂润滑，不要求改正）。
9.下图为一对30307轴承正安装（面对面安装），已知左轴承受径向载荷F r1=4000N，右轴承承受径向载荷F r2=4400N，轴向载荷F A=3500N（方向自右向左），轴承转速n=2000r/min，预期寿命L h=10000h，冲击载荷系数f p=1.1=0，当FFear>时，12.改正图示轴系的结构错误（需在答题册上画出正确的轴系装配图）。
机械设计课后习题第9章作业
第9章作业9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击？试补全图示各段s 一δ、v 一δ、α一δ曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？答 凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上,使构件产生强烈的冲击;而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上,使构件产生的冲击。
s-δ, v —δ， a —δ曲线见图.在图9—1中B,C 处有刚性冲击，在0，A ，D,E 处有柔性冲击。
9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免?答 在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时,凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。
变尖的工作廓线极易磨损,使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。
变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。
9-3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么？答 力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。
因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F,而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。
但为使推秆与凸轮之间的作用力不致avsδδδ03/π3/2ππ3/4π3/5ππ2题9-1图过大。
也需限定较大的许用压力角。
而对于几何形状封闭的凸轮机构,则需要考虑自锁的问题。
许用压力角相对就小一些。
9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行？为什么?答 不可行.因为滚子半径增大后。
凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。
9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构,在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么？答 不可行。
机械设计作业集答案_第四版_西北工大版
《机械设计作业集》（第四版）解题指南西北工业大学机电学院2012.7前言本书是高等教育出版社出版、西北工业大学濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）和李育锡主编《机械设计作业集》（第三版）的配套教学参考书，其编写目的是为了帮助青年教师使用好上述两本教材，并为教师批改作业提供方便。
本书是机械设计课程教师的教学参考书，也可供自学机械设计课程的读者和考研学生参考。
《机械设计作业集》已经使用多年，希望广大教师将使用中发现的问题和错误、希望增加或删去的作业题、以及对《机械设计作业集》的改进建议告知编者（电子信箱：liyuxi05@），我们会认真参考，努力改进。
本书由李育锡编写，由于编者水平所限，误漏之处在所难免，敬请广大使用者批评指正。
编者2012.7目录第三章机械零件的强度 (1)第四章摩擦、磨损及润滑概述 (5)第五章螺纹连接和螺旋传动 (6)第六章键、花键、无键连接和销连接 (9)第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接 (11)第八章带传动 (15)第九章链传动 (18)第十章齿轮传动 (19)第十一章蜗杆传动 (24)第十二章滑动轴承 (28)第十三章滚动轴承 (30)第十四章联轴器和离合器 (34)第十五章轴 (36)第十六章弹簧 (41)机械设计自测试题 (43)第三章机械零件的强度3—1 表面化学热处理；高频表面淬火；表面硬化加工；3—2 （3）；3—3 截面形状突变；增大；3—4 （1）；（1）；3—5 （1）；3－6 答：零件上的应力接近屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数在 103～104范围内，零件破坏断口处有塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为低周疲劳破坏，例如飞机起落架、火箭发射架中的零件。
零件上的应力远低于屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数大于104时，零件破坏断口处无塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为高周疲劳破坏，例如一般机械上的齿轮、轴承、螺栓等通用零件。
3－7 答：材料的持久疲劳极限σr∞ 所对应的循环次数为N D，不同的材料有不同的N D值，有时N D很大。
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Vmin=ω1cos（180°/ z1）d1/2=100.48×cos（180°/ 17）×138.23/2
=6826mm/s=6.826m/s
3）平均传动比i
i12=n1/n2=z2/z1=69/17=4.06
9-29单排滚子链传动，小链轮为主动轮，链轮齿数z1=21，z2=105，链型号为16A，n1= 600 r/min，工况系数KA=1.2，中心距a=910mm，试求此链传动允许传递的最大功率。
解.
9-30设计一输送装置用的滚子链传动。已知主动轮转速n1=960 r/min，功率P = 16.8 kW，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距不大于800 mm（要求中心距可以调节），水平布置。
答：一般链节数选偶数，可以避免使用过渡链节板。由于链节数选偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数应取奇数。
9-26链节距的大小对链传动有何影响？在高速重载工况下，应如何选择滚子链？
答：链的节距越大，则链条的承载能力就越大，动载荷也越大，周期性速度波动的幅度值也越大，在高速，重载的工况下，应选择小节距多排链。
9-10链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在A情况下。
A、低速重载B、高速重载C、高速轻载D、低速轻载
9-11代号为08A-2×60 GB1243·1–1983的链，其节距为C。
A、8mm B、25.4mm C、12.7mm
9-12与齿轮传动相比较，链传动的主要特点之一是C。
A、适合于高速B、制造成本高C、安装精度要求低D、有过载保护
3．平均传动比i。
解. 1）链条的平均速度
V=z1pn1/（60×1000）=17×25.4×960/（60×1000）=6.91m/s
2）链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin
d1=p/sin（180°/ z1）=25.4/sin（180°/ 17）=138.23mm
ω1=πn1/30=3.14×960/30=100.48 rad/s
第九章链传动
一、选择题
9-1链条的基本参数是C。
A、销轴直径B、销轴长度C、节距
9-2链传动中，当其它条件不变的情况下，传动的平稳性随链条节距P的A。
A、减小而提高B、减小而降低C、增大而提高D、增大而不变。
9-3链传动中，链节数和齿数常分别取B。
A、偶数与偶数B、偶数与奇数C、奇数与偶数
9-4为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮的齿数z1一定时，应该限制A。
9-23链传动有哪几种主要的失效形式？
答：1）链节板由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。
9-24与带传动相比，链传动有哪些优缺点？
答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。
9-25为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？
9-19链传动的平均传动比是不变的，而瞬时传动比是变化的。
9-20在设计图纸上注明某链条的标记为：16A-2×60 GB1243·1–1983，其中“16A”表示A系列、链节距为25.4mm。
9-21链传动的润滑方式可根据链节距和链速来选择。
三、分析与思考题
9-22链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？而大链轮齿数Z2又不宜过多？
主动小链轮齿数由25降到21，由表9-10知，齿形系数KZ减小，而其它参数不变，链条所能传递的功率下降。
2.若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增加到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数
z2’= z1×i12= z1n1/n2=25×900/250=90取z2’=90
9-7若大链轮齿数超过极限值（zmax=120），则B。
A、链条的磨损快B、易发生脱链现象C、链传动的噪音大
9-8对于高速重载的链传动，应选取C的链条。
A、大节距单排B、小节距单排C、小节距多排
9-9两轮轴线在同一水平面的链传动，布置时应使链条的紧边在上，松边在下，这样A。
A、松边下垂后不致与紧边相碰B、可减小链条的磨损C、可使链传动达到张紧的目的
从动大链轮齿数由75升到90，而其它参数不变，链条所能传递的功率不变。
四、设计计算题
9-28一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动，链节距p=25.4mm，主动链轮齿数z1=17，从动链轮齿数z2=69，主动链轮转速n1=960r/min，试求：
1．链条的平均速度V；
2．链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin；
二、填空题
9-16滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成，其中内链板和套筒之间、
外链板和销轴之间分别为过盈配合，而滚子和套筒之间、套筒和销轴之间分别为间隙配合。
9-17在链传动中，链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则传动的动载荷越大。
9-18链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、胶合、链条静力拉断四种。在润滑良好、中等速度的链传动中，其承载能力主要取决于链板的疲劳强度。
9-27有一链传动，小链轮主动，转速n1=900，齿数z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2≈250 r/min，链条长度不变，问：
1.若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
答：从动轮齿数不变，主动小链轮齿数
z1’= z2/i12= z2n2/n1=75×250/900=20.8取z1’=21
答：小链轮齿数传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。
大链轮齿数Z2过多，增大了传动的尺寸和质量，易于因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，缩短链条的使用寿命。
五、结构设计与分析题
9-31在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距a = (30～50) p。问在图a、b所示布置中应按哪个方向转动才合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图c）有什么缺点？应采取什么措施
？
a）b）c）
题图9-31
9-13链传动只能用于轴线D的传动。
A、相交90ºB、相交或Байду номын сангаас意交角C、空间90º交错D、平行
9-14链传动张紧的目的是B。
A、提高链的工作能力B、避免松边垂度过大C、增加小链轮包角D、保证链条的初拉力
9-15链传动压轴力要比带传动小，这主要是因为B。
A、链的质量大，离心力大B、啮合传动不需要很大的初拉力C、在传递同样功率时，圆周力小D、这种传动只用来传递小功率
A、小链轮的转速n1B、传递的功率P C、链条的速度v
9-5链传动设计中，限制小链轮齿数z1≥9是为了C。
A、防止脱链现象B、防止小链轮转速过高C、提高传动平稳性D、保证链轮轮齿的强度。
9-6滚子链传动中，应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为C。
A、制造困难B、装配困难C、过渡链节的链板要承受附加弯曲载荷