机械设计课后参考答案第十一章
机械设计基础--第十一章(轴 承)
（第十一章）
第十二章 轴 承
一、基本内容及学习要求 二、学习指导 三、典型实例分析 四、复习题 五、复习题参考答案
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一、基本内容及学习要求
1．基本内容 ⑴ 滑动轴承的结构类型及特点； ⑵ 轴瓦的材料与结构； ⑶ 滑动轴承的润滑； ⑷ 非液体摩擦滑动轴承的计算； ⑸ 滚动轴承的类型及特点，滚动轴承的代号； ⑹ 滚动轴承的类型选择； ⑺ 滚动轴承的失效形式； ⑻ 滚动轴承的疲劳寿命计算和静强度计算。
二、学习指导
4. 轴瓦。 轴瓦是滑动轴承中的关键零件，其工作表面既是承载表面， 又是摩擦表面。因此，轴瓦的材料选取是否适当以及结构是否 合理，对滑动轴承的性能将产生很大的影响。
⑴ 轴瓦和轴承衬的材料
① 对轴承材料的基本要求是：要有足够的强度；良好的减 摩性和耐磨性；良好的塑性、顺应性和嵌入性；良好的导热性 和抗胶合性。
b) 钠基润滑脂：有较好的耐热性（使用温度可达 140oC ），但耐水性较差；
c) 锂基润滑脂：其耐热性和耐水性都较好，使用温 度在－20oC~150oC 。
二、学习指导
润滑脂常用于低速、重载和为避免润滑油流失或不易 加润滑油的场合。
润滑脂的主要性能指标是针入度和滴点。针入度表示 润滑脂的粘稠程度，它是用150g的标准圆锥体放于25oC的 润滑脂中，经5s后沉入的深度（单位为 0.1mm）表示。针 入度愈小，则润滑脂越粘稠。滴点是指润滑脂在滴点计中 受热后滴下第一点油时的温度，滴点标志润滑脂的耐高温 能力。选用时应使润滑脂的滴点高于工作温度20oC以上。
二、学习指导
③ 固体润滑剂。固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS2）、 聚四氟乙烯等。它通常与润滑油或润滑脂混合使用，也可以单 独涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜，或者混入金属或塑料粉 末中烧结成形，制成各种耐磨零件。石墨性能稳定，在 350oC 以上才开始氧化 ，并可在水中工作。聚四氟乙烯摩擦因数低， 只有石墨的一半。二硫化钼吸附性强，摩擦因数低，适用温度 范围广（－60oC~300oC ），但遇水后性能会下降。
机械设计基础课后习题答案-第11章
机械设计基础课后习题答案-第11章案场各岗位服务流程销售大厅服务岗：1、销售大厅服务岗岗位职责：1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品;2)保持销售区域台面整洁;3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等;4)收集客户意见、建议及现场问题点；2、销售大厅服务岗工作及服务流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
班中工作程序服务流程行为规范迎接指引递阅资料上饮品（糕点）添加茶水工作要求1）眼神关注客人，当客人距3米距离时，应主动跨出自己的位置迎宾，然后侯客迎询问客户送客户注意事项15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！”3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人；4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）；7）在满座位的情况下，须先向客人致歉，在请其到沙盘区进行观摩稍作等待；阶段工作及服务流程班中工作程序工作要求注意事项饮料（糕点服务）1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用托盘；2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一下，请问您需要什么饮品”为起始；3）服务方向：从客人的右面服务；4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时，必须询问客人是否需要再添一杯，在二次服务中特别注意瓶口绝对不可以与客人使用的杯子接触；5）在客人再次需要饮料时必须更换杯子；下班程序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导；2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会；4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班时间已经到，必须待客人离开后下班；1.3.3.3吧台服务岗1.3.3.3.1吧台服务岗岗位职责1）为来访的客人提供全程的休息及饮品服务；2）保持吧台区域的整洁；3)饮品使用的器皿必须消毒；4）及时补充吧台物资；5）收集客户意见、建议及问题点；1.3.3.3.2吧台服务岗工作及流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
机械设计第十一章课后习题答案
械设计第十一章课后习题答案11-1 解1）由公式可知：轮齿的工作应力不变，则则，若，该齿轮传动能传递的功率11-2解由公式可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系：设提高后的转矩和许用应力分别为、当转速不变时，转矩和功率可提高69%。
11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。
（1）许用应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。
查教材图11-7，查教材图11-10 , 查教材表11-4取，故：（2）验算接触强度，验算公式为：其中：小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得齿宽中心距齿数比则：、，能满足接触强度。
（3）验算弯曲强度，验算公式：其中：齿形系数：查教材图11-9得、则：满足弯曲强度。
11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。
（1）许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。
查教材图11-10得,查教材表11-4 ，并将许用应用降低30% 故（2）其弯曲强度设计公式：其中：小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数，取齿数比齿形系数查教材图11-9得、因故将代入设计公式因此取模数中心距齿宽11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触强度。
（1）许用弯曲应力查教材表11-1，大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。
查教材图11-10得，查材料图11-7得。
查教材表11-4 ，因齿轮传动是双向工作，弯曲应力为对称循环，应将极限值乘70%。
故（2）按弯曲强度设计，设计公式：其中：小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数，取齿数比齿形系数应将齿形系数较大值代入公式，而齿形系数值与齿数成反比，将小齿轮的齿形系数代入设计公式，查教材图11-9得因此取模数（3）验算接触强度，验算公式：其中：中心距齿宽，取满足接触强度。
机械设计基础第11章 轴与轴毂连接答案
第11章 轴与轴毂连接四、简答题5. 轴的当量弯矩计算公式中22)(T M M e α+=中，α应如何取值？答： α的取值由扭转剪应力的循环特性决定：对于不变的转矩，3.0=α；当转矩脉动循环变化时，6.0=α；对于频繁正反转的轴，转矩剪应力可视为对称循环，1=α。
若转矩的变化规律不明确时，一般也按脉动循环处理。
6.普通平键的失效形式和强度条件是什么？答：普通平键的主要失效形式是工作侧面的压溃。
普通平键连接的挤压强度条件为：P P hldT hl d T A F ][42//2σσ≤=≈= 式中，P σ——键侧面上受到的挤压应力，（MPa ）；T ——传递的功率，N.mm ；d ——轴的直径，mm ；h ——键的高度，mm ；l ——键的工作长度，mm 。
A 型键l=L-b ，B 型键l=L ，C 型键l=L-b/2 ；b ——键的宽度（mm ）。
P ][σ——联接中较弱材料的许用挤压应力，MPa六、分析题1．根据承受载荷的不同轴可分为转轴、心轴、传动轴，试分析图中 I 、II 、III 、IV 轴是各属于那种类型？答：I 为传动轴，II 、IV 为转轴，III 为心轴。
2．指出下面图中的结构错误，并提出改进意见。
序号错误原因改正1 箱体两端面与轴承盖接触处无凸台，使端面加工面积过大加凸台2 轴肩过高，轴承无法拆卸轴肩高度要低于轴承内圈高度3 键过长键长应小于轴上齿轮的宽度4 套筒对齿轮的轴向固定不可靠装齿轮的那段轴的长度比齿轮的宽度短1-2mm5 轴上还缺台阶，轴承装配不方便在右边轴承处加非定位轴肩，6 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙，并加上密封圈7 联轴器轴向未定位联轴器左端轴段加轴肩，对联轴器做轴向定位8 缺键，没有周向定位在联轴器和轴之间加键，作周向定位12 3 4 5 6 789 107序号错误原因改正1 轴的两端均伸出过长，增加了加工和装配长度轴的左端第一段轴比联轴器的宽度短1-2mm，轴的右端面和轴承的外端面基本保持一致2 联轴器与轴承盖接触联轴器与轴承盖之间要留有扳手操作空间，3 轴与轴承透盖间缺密封措施轴与轴承透盖间加上密封圈4 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙5 轴上还缺台阶，轴承装配不方便在左边轴承处加非定位轴肩，。
第11章 机械设计基础答案
四、齿轮传动的特点
优点： 效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长，传动比稳定。 缺点： 制造，安装，调整的要求较高；不适合于远距离传动； 使用维护费用较高；精度低时、噪音、振动较大。
§11-1
1.轮齿折断 A.过载折断 B.疲劳折断
轮齿的失效形式
2.齿面点蚀
产生原因：齿面接触疲劳强度不足； 发生位置：首先出现在齿根表面靠近节线处。
弹性系数，MPa1/2，其值 与材料有关，见表11-4
令：Z E
2 令：Z H sin cos
区域系数，标准齿轮 ZH=2.5
Ft u 1 H ZE ZH bd1 u
Ft u 1 H ZE ZH bd1 u 2 KT1 u 1 H ZE ZH [ H ] 2 bd1 u
lim [ F ] SF
σlim－试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限，见11-1；对于双侧 工作的齿轮传动，齿根弯曲应力为对称循环变应力，故 将表中的数据乘以0.7。 SF－轮齿弯曲疲劳安全系数，按表11-5查取。
2 KT1 YFaYSa m3 2 d z1 [ F ]
mm
讨论：
1.YFa1YSa1/[σF1]、 YFa2YSa2/[σF2]不相等，带入数值大的；
Ft
2T1 d1
MPa
校核公式
讨论：1.d1↑，σH↓，齿轮的承载能力增大，但结 构增大；
2.当d1→时，σH与模数m无关； ※
3.σH1=σH2。※
2 KT1 u 1 H ZE ZH [ H ] 2 bd1 u 取齿宽系数φd=b/d1
d1
3
2 KT1 u 1 Z E Z H d u [ H ]
机械设计(第八版)课后习题答案(细心整理最全系列)(第11章)
第十一章蜗杆传动11-1试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。
[解] 各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。
蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图11-3 设计用于带式输送机的普通圆柱蜗杆传动，传递效率min r 960,kW 0.511==n P ，传动比23=i ，由电动机驱动，载荷平稳。
蜗杆材料为20Cr ，渗碳淬火，硬度HRC 58≥。
蜗轮材料为ZCuSn10P1，金属模铸造。
蜗杆减速器每日工作8h ，要求工作寿命为7年（每年按300工作日计）。
[解] （1）选择蜗杆传动类型根据GB/T 10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）。
（2）按齿面接触疲劳强度进行设计[]322⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥H P E σZ Z KT a①确定作用蜗轮上的转矩T 2按21=z ，估取效率8.0=η，则 mm N 915208239608.051055.91055.91055.962162262⋅=⨯⨯⨯=⨯=⨯=in ηP n P T②确定载荷系数K因工作载荷平稳，故取载荷分布不均匀系数1=βK ；由表11-5选取使用系数1=A K ；由于转速不高，无冲击，可取动载系数05.1=V K ，则05.105.111=⨯⨯==V βA K K K K③确定弹性影响系数E Z 蜗轮为铸锡磷青铜与钢蜗杆相配，故21MPa 160=E Z ④确定接触系数p Z 假设35.01=ad ，从图11-18中可查得9.2=p Z ⑤确定许用接触应力[]H σ由表11-7中查得蜗轮的基本许用应力[]MPa 268'=H σ应力循环系数 ()721021.4830071239606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 寿命系数 8355.01021.410877HN=⨯=K则 [][]MPa 914.2232688355.0'H N =⨯==H H σK σ⑥计算中心距mm 396.160914.2239.216091520805.132=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯≥a取中心距mm 200=a ，因23=i ，故从表11-2中取模数8mm =m ，蜗杆分度圆直径mm 80=1d 。
机械设计（第八版）课后习题答案及解析（最新_参考答案及解析）
机械设计（第⼋版）课后习题答案及解析（最新_参考答案及解析）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-=-ΘσΦσσ+=∴-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 。
机械设计基础习题解答第11章
思考题及练习题11.1记里鼓车是中国古代用于计算道路里程的车，由“记道车”发展而来。
车箱内有立轮、大小平轮、铜旋风轮等，轮周各出齿若干，结构及参数如图所示。
求齿轮4与车轮（齿轮1）的传动比。
齿轮4转一周，木人击鼓一次。
假定要求车行500米，木人击鼓一次，问车轮直径应为多少？答：齿轮1~齿轮4组成定轴齿轮系1412441354100====100183i n z z n z z ×× 如果：n 4=1 r ，则 n 1=100 r设车轮直径为d 1，则11=500d n πd 1=1.59 m车轮直径应为1.59米。
11.2如图所示齿轮系，已知1z =15、2z =50、3z =15、4z =60、5z =15、6z =30、7z =2（右旋）8z =60，若1n =1000 r/min 。
试求：（1）求18i =？（2）蜗轮8的转速大小和方向？答:（１）800215151560306050753186428118=××××××===Z Z Z Z Z Z Z Z n n i习题11.1图（２）18181000 1.25r /min 800n n i === 方向用画箭头方法确定,为顺时针方向。
11.3. 如图所示轮系，已知齿轮齿数1z =30、2z =20、3z =30、4z =20、5z =80 、蜗杆头数6z =1、蜗轮齿数7z =60，齿轮1转速n 1=1200 r/min ，方向如图中箭头所示，求齿轮1与蜗轮7的传动比17i ,蜗轮7的转速n 7，并在图中标出其转动方向。
答： 解：235711771246203080602403020201z z z z n i n z z z z ×××====××× 171712005r /min 240n n i === 方向用画箭头方法确定,为逆时针方向。
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二、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ答题：
1．蜗杆传动的主要失效形式是什么它对材料的选择有何影响
2．蜗杆传动的正确啮合条件是什么自锁条件是什么
3．蜗杆传动为什么要进行热平衡计算若热平衡计算不合要求时怎么办
三、综合题：
1．分析图示蜗杆传动中各轴的回转方向，蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。
A．小于 B．大于 C．等于
8．阿基米德蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是。
A．mt1=mt2，αt1=αt2，γ+β=900B．ma1=mt2，αa1=αt2，γ+β=900C．ma1=mt2，αa1=αt2，γ=β
9．为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具标准化，规定为标准值。
A．蜗杆头数 B．蜗轮分度圆直径 C．蜗杆分度圆直径
①加散热片，增大散热面积；②在蜗杆轴端加装风扇，增大散热系数；③在箱体内装蛇形水管，用循环水冷却。
三、综合题：
1．
2．
3．
A．增大 B．减小 C．不变
15．蜗杆常用材料是。
A．40Cr B．GCr15 C．ZCuSn10P1
16．蜗轮常用材料是。
A．40Cr B．GCr15 C．ZCuSn10P1
17．采用变位前后中心距不变蜗杆传动，则变位后使传动比。
A．增大 B．减小 C．可能增大也可能减小
18．蜗杆传动的当量摩擦系数fv随齿面相对滑动速度的增大而。
2．在图示传动系统中,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为直齿圆锥齿轮。已知
蜗杆1为主动，要求输出齿轮8的回转方向如图所示。
试在图上标出：
（1）各轴的回转方向。
（2）考虑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力能抵消
一部分，定出各轮的螺旋线方向。
（3） 各轮的轴向力方向。
3． 图示传动系统中,1为蜗杆、2为蜗轮，3、4为斜齿轮，5、6为直齿锥齿轮，蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试确定： （在图中标出）
一、选择题：
1．在蜗杆传动中,当其它条件相同时,增加蜗杆直径系数q ,将使传动效率。
A. 提高 B.减少 C. 不变
2. 蜗杆直径的标准化,是为了。
A．有利于蜗杆加工 B.有利于实现自锁 C.有利于蜗轮滚刀的标准化
3．阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A. 法面 B.端面 C. 中间平面
1.若使Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力互相抵消一部分，
蜗杆、蜗轮、斜齿轮3、4的螺旋线方向。
2．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向。
3．Ⅱ、Ⅲ轴上各轮所受力（Ft、Fr、Fa的方向）
一、选择题：
1．B2． C 3．C4．A 5．C6． B 7．A 8． C 9． C 10． B11．A12．B 13． C14．A 15．A16．C 17． B 18．B19． B 20．C21．B22．B、A
A．传动效率提高、蜗杆刚度降低 B．传动效率降低、蜗杆刚度提高 C．传动效率和蜗杆刚度都提高
13．对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是。
A．防止润滑油受热膨胀后外溢，造成环境污染 B．防止蜗轮材料在高温下力学性能下降
C．防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化
14．在蜗杆传动中,当其他条件相同时,增加蜗杆头数Z1,则滑动速度。
4．在蜗杆传动中，通常为主动件。
A．蜗杆 B．蜗轮 C．蜗杆或蜗轮
5．计算蜗杆传动的传动比时,公式是错误的。
A.i= W1/W2B.i= n1/n2C.i= d2/d1
6．蜗杆传动中，若增大蜗杆头数，则传动效率（ ）。
A．降低B．增大C．不变
7．在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使蜗杆导程角当量摩擦角。
10．为了配凑中心距或改变传动比，可采用变位蜗杆传动，这时。
A．仅对蜗杆进行变位 B．仅对蜗轮进行变位 C．同时对蜗杆、蜗轮进行变位
11．起吊重物用的手动蜗杆装置，应采用蜗杆。
A．单头、小导程角 B．单头、大导程角 C．多头、小导程角
12．在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径将使。
二、简答题：
1．蜗杆传动的主要失效形式有：点蚀、磨损、胶合和轮齿折段等，失效总是发生在蜗轮上。
在选择材料时，不仅要求有足够的强度，更重要的是要求有良好的跑合性、抗胶合性和耐磨性。
2．ma 1=mt2= m ；αa 1= αt2= α ； γ1= β2（等值、同向）
r ≤ ψv
3．在蜗杆传动中，有很大的相对滑动速度，摩擦损耗大，传动效率低，工作时发热量大。由于蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面积小，散热能力差，在闭式传动中，产生的热量若不能及时散发出去，油温会急剧升高，易使齿面产生胶合。因此要进行热平衡计算。如热平衡计算不合要求，可：
A．增大 B．减小 C．不变
19．提高蜗杆传动效率的最有效的方法是。
A．增大模数m B．增加蜗杆头数Z1C．增大直径系数q
20．闭式蜗杆传动的主要失效形式是。
A．蜗杆断裂 B．蜗轮轮齿折断 C．胶和、疲劳点蚀
21．蜗杆传动中较为理想的材料组合是。
A．钢和铸铁 B．钢和青铜 C．钢和钢
22．变位蜗杆传动中，蜗轮分度圆与节圆，蜗杆分度圆与节圆。