齿轮接触、弯曲疲劳强度的最小安全系数
机械设计期末复习题(填空简答题)
习题一1.按照连接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为__焊接__、__铆接__、__粘接_和过盈量大的配合。
2.联轴器根据_直径_、__转速_和_转矩__选择。
3.当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为_混合摩擦_。
4.润滑油的最主要性能指标是_粘度__，而润滑脂的主要性能指标是__稠度___。
5.不随时间变化的应力称为_静应力__，随时间变化的应力称为_变应力_，具有周期性的变应力称为_循环变应力_。
6.理论上为_点___接触或__线___接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。
7.机械零件的设计准则主要有___强度_____准则、____刚度____准则、___寿命___准则、____振动稳定性___准则和___可靠性___准则。
8.常用的工程材料有以下主要类型：_金属材料_、__陶瓷材料__、__高分子材料_和_复合材料_等。
9.由于向心轴承的基本额定动载荷是在__径向__载荷下通过试验得到的，因而称为径向基本额定动载荷。
10.滚动轴承接触角越大，承受__轴向__载荷的能力也越大。
11.在滚动轴承部件的组合设计中，对于工作温度变化不大的短轴，宜采用_两端固定_的支承方式。
12.滚动轴承基本代号左起第一位为__类型代号_，左起第二位为_宽度系列代号_，左起第三位为_直径系列代号_，左起第四五位为_内径代号_。
13.有一滚动轴承部件，已知轴劲圆周速度v=3m/s，采用脂润滑，则宜选用_毛毡圈_密封；若v=6m/s，采用油润滑，则宜选用_唇形圈_密封（提示：均为接触式密封）。
14.滚动轴承的额定寿命是指可靠性为__90%__的寿命。
15.径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、__速度_和__pv值___不超过许用值。
16.对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核__P__，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核__PV___。
机械设计基础题
《机械设计基础》典型试题4一、填空1.机构具有确定运动的条件是：_____________________________________。
2.图示机构要有确定运动需要有_________________个原动件。
3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为____________。
4.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_______________________死点位置。
（A）曲柄与连杆共线时，（B）摇杆与连杆共线时，（C）不存在，5.凸轮机构基圆半径越___，压力角越___，机构传动性能越好。
6.键联接的主要用途是：__________________，键“12X50”的含义是__________________。
7.普通平键联接所能传递的最大转矩为T，现要传递的转矩为 1.5T，则应________________________。
（A）把键长增大到1.5倍，（B）把键高增大到1.5倍（C）把键宽增大到1.5倍（D）安装一对平键8.螺纹的公称直径是指它的___________，螺纹“M12X1.5左”的含义是____________________。
9.普通螺栓联接中的松螺纹联接与紧螺纹联接之间的主要区别是：松螺纹联接中的螺纹部分不存在________________作用。
（A）拉伸（B）扭转（C）剪切（D）弯曲10.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转_________圈，11.国标规定，三角带有___________________________共七种类型，代号“B2240”表示的含义是：_____________________________________。
12.带传动主要是依靠_____________来传递与动和动力，（A）带和两轮接触面之间的正压力（B）带的紧边拉力（B）带和两轮接触面之间的摩擦力（D）带松边拉力13.三角带横截面为等腰梯形，夹角为40度，在设计三角带轮时，轮槽夹角一般确定为______________________（A）大于40度（B）等于40度（C）小于40度14.带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮包角_______________，15.渐开线齿廓形状取决于_____________________直径大小，16.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是_____________________________________，17.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿数目________________，齿轮传动越_______________，18.一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7毫米，齿根圆直径为367.5mm，则该齿轮的齿数为______________，19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按_______________________强度条件计算，校核_________________。
机械设计作业题(全)
第一章 机械设计的基础知识一、填空题1、计算载荷P ca 、名义载荷P 和载荷系数K 的关系式是 ，强度计算时应用 。
2、稳定变应力的一种基本形式是 、 和 循环变应力。
3、当一零件受脉动循环变应力时，其平均应力是其最大应力的 。
4、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 ，而脆性材料的极限应力是 。
5、影响零件疲劳极限的主要因素有 、 ______ 、 ________6、某钢材在无限寿命区的对称循环疲劳极限为σ-1＝260MPa ，若此钢材的循环基数N 0=5×105，指数m =9，则循环次数为30000次时的疲劳极限为 。
二、选择题1、机械设计课程研究的内容只限于 。
（1）专用零件和部件；（2）在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件；（3）在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件；（4）标准化的零件和部件。
2、下列四种叙述中 是正确的。
（1）变应力只能由变载荷产生；（2）静载荷不能产生变应力；（3）变应力是由静载荷产生；（4）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。
3、机械零件的强度条件可以写成 。
（1） （2） （3） （4）4、在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 。
（1）屈服极限；（2）疲劳极限；（3）强度极限：（4）弹性极限。
5、变应力特性max 、min 、m 、a 及r 等五个参数中的任意 来描述。
（1）一个；（2）两个；（3）三个；（4）四个。
7．在图示设计零件的m —a 极限应力简图中，如工作应力点M 所在的0N 线与横[]σσ≤[]ττ≤[]σσS S ≤[]ττS S ≤[]σσ≥[]ττ≥[]σσS S ≥[]ττS S ≥[]σσ≤[]ττ≤[]σσS S ≥[]ττS S ≥[]σσ≥[]ττ≥[]σσS S ≤[]ττS S ≤轴间夹角=45，则该零件受的是。
（1）非对称循环变应力；（2）静应力；（3）脉动循环变应力；（4）对称循环变应力；8．在题7图所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M所在的0N线与横轴之间的夹角=90时，则该零件受的是。
机械设计课程设计
一、设计任务书
带式输送机传动装置课程设计任务书
1．传动装置简图
2．已知条件
1）工作情况：两班工作制,单向连续运转,载荷平稳,输送带水平放置;
2）工作环境：室内,有灰尘,最高环境温度35℃,通风条件一般;
3）动力来源：电力,三相交流,电压380V/220V;
4）工作寿命：8年;
5）检修间隔期：4年一次大修,2年一次中修,半年一次小修;
6）制造条件：一般机械制造厂,小批量生产;
η；取滚筒-输送带效7）齿轮减速器浸油润滑；取大齿轮的搅油效率98
=
.0
搅
η;
率96
.0
=
w
3．设计任务
1）选择电动机型号;
2）选择联轴器类型和规格;
3）设计圆柱齿轮减速器;
4）设计滚筒轴滑动轴承;
5）绘制圆柱齿轮减速器装配工作图;
6）绘制带式输送机总装图;
7）绘制减速器中2～3个零件工作图由教师指定;
8）编写设计计算说明书;
拟定传动方案注意事项：
1.遵循高速级传动比为低速级传动比的到倍;
2.此减速器应老师要求设计成二级传动;
3.斜齿圆柱齿轮较直齿圆柱齿轮传动比高、传动平稳、齿轮尺寸小,应放在二
级减速器的高速级;
4.减速器设计时,为齿轮寿命考虑,应选用闭式传动;
5.设计齿轮时应注意浸油润滑要求：所没尺寸大于一个齿高且小于齿轮直径的
六分之一;
6.因为是两级传动,所以减速器内最少需要三根轴;
7.确定轴的尺寸后,检查齿轮是否与轴干涉;。
西北工业大学-机械设计作业习题集答案8章往后
8-33 在普通V带传动中，为什么一般推荐使用的带速为5≤v≤25m/s ？ 答：一般v≤25 m/s。若带速过大（v＞25m/s），则会因离心力过 大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能 力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。
方案三：m
m
m2mm齿根弯曲d疲1劳m强度z1满 2足
d1 d1齿面接触疲劳强度不满足
30
60mm
不可用
(2) 方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均 满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点： 1、重合度ε↑，传动平稳； 2、齿高h↓，滑动系数↓，磨损↓、切削量↓ ； 3、da↓，齿坯小，齿轮重量↓ 。
10—26 在闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀经常首先出现在 节线附近靠近齿根 处，其原因是该处 为单齿啮合区接触应力大 、 润滑不良 摩擦力大。
10—27 在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时，其计算模型是 悬臂梁 ，设计的主要参数是 模数m和齿宽b 。一对齿轮传动中， 大、小齿轮的弯曲应力 一般不相等 。
10—46一标准直齿圆柱齿轮传动，若传递载荷不变，齿轮齿数、中
心距和许用应力不变，小齿轮转速 n1从960 r/min降为720 r/min。试 问要改变何参数，并使该值与原用值之比大致等于多少才能保证该
提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引
起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速
要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么？
1、将dd2减小到280mm； 2、将dd1增大到200mm； 3、将鼓轮直径D增大到355mm。
齿轮材料性能表[1]1
![齿轮材料性能表[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/3cb5d247f7ec4afe04a1df78.png)
来源：减速机信息网时间：2006年8月1日14:40责任编辑：snk
图1 弯曲疲劳寿命系数KFN图
图2 接触疲劳寿命系数KHN图
图3 齿轮弯曲疲劳极限σFE图
图4 齿轮接触疲劳极限σHlim图
图5 动载系数KV图
图6 弯曲强度计算用齿向载荷分布系数KFβ图
图7 齿轮传动精度选择图
图8 标准斜齿圆柱齿轮传动端面重合度εα图
图9 螺旋角影响系数Yβ图
图10 区域系数ZH图
图1 弯曲疲劳寿命系数K FN(当N>Nc时，可根据经验在网纹区内取K FN值)
1—调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁
2—渗碳淬火的渗碳钢；全齿廓火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁
3—渗氮的渗氮钢；球墨铸铁（铁素体）；灰铸铁；结构钢。
4—氮碳共渗的调质钢、渗碳钢。
图2 接触疲劳寿命系数K HN(当N>Nc时，可根据经验在网纹区内取K HN值)
1—允许一定点蚀时的结构钢；调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁；渗碳淬火的渗碳钢
2—结构钢；调质钢；渗碳淬火钢；火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁；
3—灰铸铁；球墨铸铁（铁素体）；渗氮的渗氮钢；调质钢、渗碳钢
4—氮碳共渗的调质钢、渗碳钢
图3 齿轮弯曲疲劳极限σFE图
图4 齿轮接触疲劳极限σFH图
图5 动载系数K V图图6 弯曲强度计算用齿向载荷分布系数K Fβ图
图7 齿轮传动精度选择图
图8 标准斜齿圆柱齿轮传动端面重合度εα图。
渐开线圆柱齿轮的制造偏差对其工作性能的影响
渐开线圆柱齿轮的制造偏差对其工作性能的影响戴素江，金波，盛继生（金华职业技术学院，浙江金华 321017）摘要：以现行“渐开线圆柱齿轮强度计算方法”国标为基础，结合齿轮制造及应用实际，分析论述了各种常见制造偏差对齿轮承载能力及其它性能指标的影响；同时，给出了诸项因素定量评价方法，有助于遇到工程实际问题时进行快速分析和判定。
关键词：机械制造工艺；制造偏差；评论分析；承载能力；几何缺陷；齿轮精度中图分类号：TH161+.5 文献标识码：A 文章编号：1003─188X(2006)01─0127─051 引言齿轮是机械设备中量大、面广的基础件之一，尤其是渐开线圆柱齿轮应用最为广泛。
在齿轮的实际制造过程中，存在着许多对齿轮工作性能有不良影响的因素，包括加工偏差、装配偏差、材料热处理等方面的偏差。
由于制造偏差对齿轮工作性能的影响机理有所差异，其影响程度也是有所区别的。
例如：齿面的原始表面粗糙度降低，对不同硬度的齿轮副具有不同程度的影响；有效齿顶高减小对各种精度的齿轮所产生的影响具有较大的差异等。
本文主要依据国标齿轮强度计算体系[1]进行，对影响因素，各种不同齿轮强度的计算方法在定量上有所差异。
结合工业应用实际情况，对有些影响因素的定量方面，参照其它国际常用齿轮强度计算方法，做了一些综合考虑，供具体分析时参考。
2 制造残留几何缺陷的影响2.1 齿厚减薄齿厚超差过量减薄后，会引起啮合侧隙增大；对双向运转的齿轮，易造成较大的换向冲击。
而实际制造过程中，遇到此类问题经常采用齿轮副侧隙修配的办法（适当加大尚未终加工的配对齿轮的预期齿厚），来弥补此项不足。
齿轮的齿厚减薄后，对齿轮副的接触强度一般不会产生明显的影响（硬齿面齿轮表面硬化层过量减薄者除外）。
单纯的齿厚变化并未引起啮合区域啮合几何参数的改变。
但是，齿厚的变化对齿轮的齿形系数及应力修正系数会有一定的影响，以致对齿轮的弯曲强度（抗断裂能力）发生影响。
在实际齿轮的加工中，齿厚减薄的方式有两种基本情况：一是由刀具径向过切形成，如通常的滚齿加工中，多采用刀具径向过切的方式形成齿厚减薄量；二是由刀具沿齿轮分度圆圆周方向单侧进刀形成齿厚减薄量，如插齿加工中的拨齿单侧进刀（圆周方向进刀）修切齿厚。
机械设计作业题
机械设计作业题作业：3-1 已知：MPa 1801=-σ，60105⨯=N ，9=m ，70001=N ，250002=N ，6200003=N 。
求N1、N2、N3的有限寿命弯曲疲劳极限。
解：∵1Nσσ--=，1N < N C =410, 11SN σσσ-->>∴11180180 1.9947359.05MPa N σσ--≈==⨯= 3-5 已知：圆轴轴肩尺寸为54mm D =，45mm d =，3mm r =；该轴肩材料的力学性能为260MPa s σ=，1170MPa σ-=，σϕ=0.2，420MPa B σ=；危险截面上的平均应力20MPa m σ=，30MPa a σ=。
按m C σ=求该截面的计算安全系数Sca 。
解：（1）∵102σσσϕσ--=∴ 1022170340283.33MPa 110.2 1.2σσσϕ-⨯====++， MPa 67.14120=σ ∴(0,180)'A ,(141.67,141.67)'D ,(360,0)C （2）查附图3-1，材料的敏性系数78.0≈σq ；067.0453==d r ，2.14554==d D查附表3-2(弯曲，插值法)，轴肩圆角处的理论应力集中系数 1.88σα≈；轴肩的弯曲有效应力集中系数()()1110.78 1.881 1.686k q σσσα=+-=+⨯-=查附图3-2，尺寸及截面形状系数75.0=σε； 查附图3-4，表面质量系数0.87σβ=；查附表3-10，化学热处理的强化系数2=q β（有应力集中）； 由公式（3-12），弯曲疲劳极限的综合影响系数系数由公式（3-8），零件的对称循环弯曲疲劳极限为11170142MPa 1.199e K σσσ--===。
所以有(0,142)A ,(141.67,118)D ,(360,0)C （3）C m =σ在极限应力线图中标出点M 和M '的位置。