机械设计基础(2)复习题20130913

复习思考题

1、带传动正常工作时，小带轮上的滑动角 小带轮的包角。 ①大于；②小于；③小于或等于；④大于或等于。

2、设计中小带轮的直径D1≥D1min是为了 。

①带的弯曲应力；②相对滑移量；③保证带与轮面间的摩擦力；④带轮在轴上安装需要。

3、带传动的设计准则是 。 ①保证带具有一定寿命；②保证带不被拉断；③保证不发生滑动情况下，带又不被拉断；④保证传动不打滑条件下，带具有一定的疲劳强度。

4、在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？ 5、带传动为什么要其最小中心距？

6、在三角胶带传动中，为什么一般推荐使用的带速v≤25m/s？ 7、带传动的弹性滑动是什么原因引起的？它对传动的影响如何？

8、带传动的打滑经常在什么情况下发生？打滑多发生在大轮上还是小轮上？刚开始打滑时，紧边拉力松边拉力有什么关系？

9、给出带的应力分布图注明各种应力名称及最大合成应力的位置？

习 题

一、填空题

1.按传动原理带传动分为_________________和___________________。 2.摩擦带传动依靠_________________________________________工作的。 3.平带传动中,带轮的轮面常制成 面的。

4.摩擦带传动的失效形式有_______________________和_____________________。 5.V带截面角θ=40°,为什么V带轮的轮槽角φ却有 、 、 、 等4个值。

二、判断题

1．V带带轮直径减小,轮槽角需增大。 ( )

2．为了提高传动能力,不是将带轮工作面加工粗糙,增加摩擦系数,而是降低加工表面的粗糙度。 ( )

3．带速越高,带的离心力越大,不利于传动。 ( ) 4．在多级传动中,常将带传动放在低速级。 ( ) 5．中心距一定，带轮直径越小，包角越大。 ( )

三、选择题

1、一般来说,带传动的打滑多发生在 。 A) 大带轮；B）小带轮；C）不确定。 2、在V带传动设计过程中，带速应 。 A) 5m/s≤v≤25m/s；B）v≥25m/s；C）v≤5m/s 3、内张紧轮应靠近 。 A） 大带轮；B）小带轮；C）二轮均可。

4、.如图所示为带安装后,带在槽中的三个位置,正确的位置是 。

A) B) C)

四、分析与计算

1.技术革新中采用一现有V带传动,在试运转中发现从动轮丢转太多,有时甚至处于时转时停的不稳定状态,试分析其原因,提出解决办法。 2.什么是有效拉力?什么是初拉力?它们之间有何关系?

3.小带轮包角对带传动有何影响?为什么只给出小带轮包角α1的公式?

4.带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的?它们对传动有何影响?是否可以避免?

5.试设计某车床上电动机和床头箱间的普通V带传动。已知电动机的功率P=4KW,转速

n1=1440r/min,从动轴的转速n2=680r/min,两班制工作,根据机床结构,要求两带轮的中心距在950mm左右。

第九章 链传动

复习思考题

1、链传动设计中小链轮齿数不小于9齿是为了 。

①防止脱链现象；②防止小链轮转速过高；③提高传动平稳性；④保证链轮轮齿的强度。

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 。

①减小而提高；②减小而降低；③增大而提高；④增大而不变。 3、链传动中合理的链条长 。

①应等于奇数倍链节距；②应等于偶数倍链节距；③可以为任意值；④按链轮齿数来决定

4、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？ 5、影响链传动不平稳的因素有哪些？ 6、链传动有哪几种主要的失效形式？ 习 题

一、填空题

1.当传递功率较大时,可用 大节距链条,也可用 小节距链条,前者的特点是 , 后者的特点是 。

2．影响链传动速度不均匀性的主要参数

是 。

3.链传动的主要实效形式有 。 4．在链传动、齿轮传动和带传动组成的多级传动,链传动宜布置在 级 二、判断题

1.链传动中,节距p增大则传动能力也增大,所以在设计中应尽量取较大的p值。（ ）

2.水平安装的链传动中,紧边宜放在上面。（ ） 3.张紧轮应设置在松边。（ ） 三、选择题

1.两链轮布置在同一垂直平面内，对保证链传动正常工作的无效措施是 。 A）确保两链轮在同一垂直平面内；B）确保两链轮轴平行；C）确保两链轮平行。 2.链传动和带传动相比，属于缺点的方面是 。 A）平均传动比；B）传动功率；C）安装与维护。 四、分析与计算

1.链传动的设计准则是什么？

2.设计链传动时,为减少速度不均匀性应从哪几方面考虑?如何合理选择参数?

3.链传动的合理布置有哪些要求?

4.试设计一链式输送机中的链传动。已知传递功率P=20KW,主动轮的转速

n1=230r/min,传动比I=2.5,电动机驱动,三班制,有中等冲击,按推荐方式润滑。 5.已知一型号为16A的滚子链,主动轮齿数z1=23,转速n1=960r/min,传动比I=2.8,中心距a=800mm,油浴润滑,中等冲击,电动机为原动机,试求该链传动所能传递的功率。

6.自行车为什么采用链传动及升速传动?自行车的链传动采用什么方法张紧?全链罩和半链罩各起什么作用?

第十章 齿轮传动

复习思考题

1、锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数YFa应按 确定：

①max{[σ]H1,[σ]H2}；②min{[σ]H1,[σ]H2}；③[σ]H1；④[σ]H2

2、由直齿和斜齿圆柱齿轮组成的减速器，为使传动平稳，应将直齿圆柱齿轮布置在 。

①高速级；②低速级；③高速级或低速级；④哪一级，无法判断。

3、齿轮传动中，当齿轮分度圆直径不变时，将模数加大，其接触疲劳强度将 ，弯曲强度将 。

①提高；②降低；③不变；④无法判明变动情况。

4、一对齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力 。 ①σH1=σH2；②σH1>σH2；③σH1<σH2；④不能判明大小关系。 5、开式齿轮传动中，保证齿根弯曲应力σF≤[σ]F，主要是为了避免齿轮的 失效。 ①轮齿折断；②齿面磨损；③齿面胶合；④齿面点蚀。

6、在齿轮传动中，提高其抗点蚀能力的措施之一是 。

①提高齿面硬度；②降低润滑油粘度；③减小分度圆直径；④减少齿数。 7、在齿轮传动中，为减少动载，可采取的措施是 。

①改用好材料；②提高齿轮制造精度；③降低润滑油粘度；④加大模数。 8、在齿轮传动中，为改善齿端偏载现象，可采取的措施之一是 。

①增加齿宽；②将齿轮轮齿作成鼓形齿；③把齿轮悬臂布置；④加大齿面硬度。 9、在齿轮传动的载荷计算中，为什么要引入动载荷系数Kv？Kv与哪些因素有关？ 10、为提高齿面的抗点蚀能力，试至少举出三种办法。

11、为提高齿轮轮齿抵抗弯曲折断的能力，试至少举出三种措施。 12、在齿轮传动中，为减少动载荷，试至少举出三种措施。

13、在齿轮传动中，为减轻齿轮的齿端偏载，试至少举出三种措施。

习题：

一、单项选择题

1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 。

A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形

2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 。

A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 。

A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为 。

A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 。

A. 45钢 B. ZG340-0 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 。

A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 。

A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计

8 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 。

A. σ

F1＞σF2

B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2

9 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为 。

A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合

10 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力 。

A. σ

H1＞σH2

B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2

11 对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般 。

A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 C. 先按磨损条件计算 D. 先按胶合条件计算

12 设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使 。

A. 两者硬度相等 B. 小齿轮硬度高于大齿轮硬度

C. 大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D. 小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面 13 一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的 必须相等。

A. 直径d B. 模数m C. 齿宽b D. 齿数z

14 某齿轮箱中一对45钢调质齿轮，经常发生齿面点蚀，修配更换时可用 代替。

A. 40Cr调质 B. 适当增大模数m C. 仍可用45钢，改为齿面高频淬火 D. 改用铸钢ZG310-570 15 设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Z1，的原则是 。

A. Zl越多越好 B. Zl越少越好

C. Z1≥17，不产生根切即可

D. 在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利

16 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，直径一定时应取较少的齿数，使模数增大以 。

A. 提高齿面接触强度 B. 提高轮齿的抗弯曲疲劳强度 C. 减少加工切削量，提高生产率 D. 提高抗塑性变形能力

17 在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数时，则可以 。

A. 提高齿面的接触强度 B. 提高轮齿的弯曲强度 C. 弯曲与接触强度均可提高 D. 弯曲与接触强度均不变 18 轮齿的弯曲强度，当 ，则齿根弯曲强度增大。

A. 模数不变，增多齿数时 B. 模数不变，增大中心距时 C. 模数不变，增大直径时 D. 齿数不变，增大模数时 19 为了提高齿轮传动的接触强度，可采取 的方法。

A. 采用闭式传动 B. 增大传动中心距 C. 减少齿数 D. 增大模数

20 圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定时，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，则可以 。

A. 提高齿轮的弯曲强度 B. 提高齿面的接触强度 C. 改善齿轮传动的平稳性 D. 减少齿轮的塑性变形 21 轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与 无关。

A. 齿数z1 B. 变位系数x C. 模数m D. 斜齿轮的螺旋角β

22 标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数YFa只取决于 。

A. 模数m B. 齿数Z C. 分度圆直径d D. 齿宽系数d

23 一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是 。

A. 使传动平稳 B. 提高传动效率

C. 提高齿面接触强度 D. 便于安装，保证接触线长度

直径d2=90mm、齿宽b2=50mm，则齿宽系数d 。

24 一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50mm、齿宽b1=55mm，大齿轮分度圆

A. 1.1 B. 5/9 C. 1 D. 1.3 25 齿轮传动在以下几种工况中 的齿宽系数d可取大些。

A. 悬臂布置 B. 不对称布置 C. 对称布置 D. 同轴式减速器布置

26 设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度为7级。如欲在中心距a和传动比i 不变的条件下，提高齿面接触强度的最有效的方法是 。

A. 增大模数（相应地减少齿数） B. 提高主、从动轮的齿面硬度 C. 提高加工精度 D. 增大齿根圆角半径

27 今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数m1=5mm、Z1=25，齿轮2的m2=3mm、Z2=40，此时它们的齿形系数 。

A. YFa1＜YFa2 B. YFa1＞YFa2 C. YFa1=YFa2 D. YFa1≤YFa2 28 斜齿圆柱齿轮的动载荷系数K和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是 的。

A. 相等 B. 较小

C. 较大 D. 可能大、也可能小 29 下列 的措施，可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数Kβ。

A. 降低齿面粗糙度 B. 提高轴系刚度 C. 增加齿轮宽度 D. 增大端面重合度

30 齿轮设计中，对齿面硬度≤350 HBS的齿轮传动，选取大、小齿轮的齿面硬度时，应使 。

A. HBS1=HBS2 B. HBS1≤HBS2

C. HBS1＞HBS2 D. HBS1=HBS2+（30～50）

31 斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数mn不变，若增大螺旋角β，则分度圆直径d1 。

A. 增大 B. 减小

C. 不变 D. 不一定增大或减小

32 对于齿面硬度≤350 HBS的齿轮传动，当大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为 。

A. 小齿轮淬火，大齿轮调质 B. 小齿轮淬火，大齿轮正火 C. 小齿轮调质，大齿轮正火 D. 小齿轮正火，大齿轮调质 33 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在 。

A. 靠近齿顶处 B. 靠近齿根处 C. 靠近节线的齿顶部分 D. 靠近节线的齿根部分

34 一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增为原载荷的4倍，其齿面接触应力 。

A. 不变 B. 增为原应力的2倍 C. 增为原应力的4倍 D. 增为原应力的16倍

35 两个齿轮的材料的热处理方式、齿宽、齿数均相同，但模数不同，m1=2mm，m2=4mm，它们的弯曲承载能力为 。

A. 相同 B. m2的齿轮比m1的齿 C. 与模数无关 D. m1的齿轮比m2的齿 36 以下 的做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。

A. d不变而增大模数 B. 改善材料 C. 增大齿宽 D. 增大齿数以增大d

37 齿轮设计时，当因齿数选择过多而使直径增大时，若其他条件相同，则它的弯曲承载能力 。

A. 成线性地增加 B. 不成线性但有所增加 C. 成线性地减小 D. 不成线性但有所减小 38 直齿锥齿轮强度计算时，是以 为计算依据的。

A. 大端当量直齿锥齿轮 B. 齿宽中点处的直齿圆柱齿轮 C. 齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 D. 小端当量直齿锥齿轮

39 今有四个标准直齿圆柱齿轮，已知齿数z1=20、z2=40、z3=60、z4=80，模数m1=4mm、m2=3mm、m3=2mm、m4=2mm，则齿形系数最大的为 。

A. YFa1 B. YFa2 C. YFa3 D. YFa4

40 一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d1不变，而减少齿数和增大模数，其齿面接触应力将 。

A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 略有减小 41 一对直齿锥齿轮两齿轮的齿宽为b1、b2，设计时应取 。

A. b1＞b2 B. b1=b2 C. b1＜b2 D. b1=b2+（30～50）mm

42 设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和zz1z2不变，而增大模数m，则齿轮的 。

A. 弯曲强度提高，接触强度提高 B. 弯曲强度不变，接触强度提高 C. 弯曲强度与接触强度均不变 D. 弯曲强度提高，接触强度不变

二、填空题

43 一般开式齿轮传动中的主要失效形式是 和 。 44 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是 和 。 45 开式齿轮的设计准则是 。

46 对于闭式软齿面齿轮传动，主要按 强度进行设计，而按 强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是 。

47 对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是 ，但目前尚无成熟可靠的计算方法，故按 强度计算。这时影响齿轮强度的主要几何参数是 。

48 闭式软齿面（硬度≤350 HBS）齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在 ，其原因是该处： ； ； 。

49 高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是 。

50 在齿轮传动中，齿面疲劳点蚀是由于 的反复作用引起的，点蚀通常首先出现在 。

51 一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是 ；而其许用接触应力是 的；小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是 。

52 斜齿圆柱齿轮设计时，计算载荷系数K中包含的KA是 系数，它 与有关；Kv是 系数，它与 有关；Kβ是 系数，它与 有关。

53 闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 ；闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 。

54 在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力Ft1与其回转方向 ，而从动轮所受的圆周力Ft2与其回转方向 。

55 在闭式软齿面的齿轮传动中，通常首先出现 破坏，故应按 强度设计；但当齿面硬度＞350HBS时，则易出现 破坏，故应按 强度进行设计。

56 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力σ

F2。

F1 σ57 一对45钢制直齿圆柱齿轮传动，已知z1=20、硬度为220～250HBS1，z2=60、硬度为190～220HBS2，则这对齿轮的接触应力 ，许用接触应力 ；弯曲应力 ，许用弯曲应力 ；齿形系数 。

58 设计闭式硬齿面齿轮传动时，当直径d1一定时，应取 的齿数z1，使 增大，以提高轮齿的弯曲强度。

59 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径d1一定时，应选取较少的齿数，使模数m增大以 强度。

60 圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径d1一定时，若减小齿轮模数与增大齿轮齿数，则可以 。

61 在轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与 无关。

62 一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是 。 63 一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50 mm、齿宽b1=55 mm，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm，则齿宽系数d= 。

圆柱齿轮传动中，当轮齿为 布置时，其齿宽系数d可以选得大一些。 65 今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数m1=5 mm，z1=25；齿轮2的模数m2=3mm，z2=40。此时它们的齿形系数YFa1 YFra。

66 斜齿圆柱齿轮的动载荷系数Kv和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是 的。

67 斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数m不变，若增大螺旋角β，则分度圆直径d 。 68 对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，当两齿轮均采用45钢时，一般应采取的热处理方式为 。

69 一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增为原载荷的4倍，其齿面接触应力将增为原应力的 倍。

70 直齿锥齿轮强度计算时，应以 为计算的依据。

71 设计齿轮传动时，若保持传动比i与齿数和zz1z2不变，而增大模数m，则齿轮的弯曲强度 ，接触强度 。

72 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般需经过 加工，否则不能保证齿轮精度。

73 对于高速齿轮或齿面经硬化处理的齿轮，进行齿顶修形，可以 。 74 对直齿锥齿轮进行接触强度计算时，可近似地按 处的当量直齿圆柱齿轮来进行计算，而其当量齿数zv= 。

75 减小齿轮动载荷的主要措施有：① ，② 。

76 斜齿圆柱齿轮的齿形系数YFa与齿轮参数： 、 、 有关；而与 无关。

77 在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是 和 ；而影响极限接触应力σ

Hlim的主要因素是

和 。

78 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数d一定时，由齿轮强度所决定的承载能力，仅与齿轮的 或 有关。

79 齿轮传动中接触强度计算的基本假定是 。

80 在齿轮传动的弯曲强度计算中，基本假定是将轮齿视为 。

81 对大批量生产、尺寸较大（D＞50 mm）、形状复杂的齿轮，设计时应选择 毛坯。

82 一对减速齿轮传动，若保持两齿轮分度圆的直径不变，而减少齿数和增大模数时，其

齿面接触应力将 。

83 在齿轮传动时，大、小齿轮所受的接触应力是 的，而弯曲应力是 的。

现象严重。选择d的原则是：两齿轮均为硬齿面时， 值取偏 值；精度高时，d取偏 值；对称布置与悬臂布置取偏 值。

85 一对齿轮传动，若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同，而齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度 ；两齿轮的接触应力 。

86 当其他条件不变，作用于齿轮上的载荷增加1倍时，其弯曲应力增加 倍；接触应力增加 倍。

87 正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力 ，接触强度 ；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力 ，弯曲强度 。

88 在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施：① ，② ，③ 来提高弯曲强度。

两对直齿圆柱齿轮，材料、热处理完全相同，工作条件也相同（N＞N0，其中N为应力循环次数；N0为应力循环基数）。有下述两方案：①z1=20，z2=40，m=6mm，a=180mm，b=60mm，=20°；②z1=40，z2=80，m=3mm，a=180mm，b=60mm，=20°。方案 的轮齿弯曲疲劳强度大；方案①与②的接触疲劳强度 ；方案 的毛坯重。

90 直齿锥齿轮的当量齿数zv= ；标准模数和压力角按 端选取；受力分析和强度计算以 直径为准。

91 已知直齿锥齿轮主动小齿轮所受各分力分别为Ft1=1 628N、Fa1=246 N、Fr1=539N，若忽略摩擦力，则Ft2= ，Fa2= ，Fr2= 。

92 齿轮设计中，在选择齿轮的齿数z时，对闭式软齿面齿轮传动，一般z1选得 些；对开式齿轮传动，一般z1选得 些。

84 圆柱齿轮设计时，齿宽系数d=b/d1，b愈宽，承载能力也愈 ，但使

93 设齿轮的齿数为z，螺旋角为β，分度圆锥角为δ，在选取齿形系数YFa时，标准直齿圆柱齿轮按 查取；标准斜齿圆柱齿轮按 查取；直齿锥齿轮按 查取（写出具体符号或表达式）。

94 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：① ；② ；③ 。

95 材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮（即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮）传动中，承载能力最高的是 传动；承载能力最低的是 。

96 在闭式软齿面齿轮传动中，通常首先发生 破坏，故应按 强度进行设计。但当齿面硬度＞350HBS时，则易出现 破坏，应按 强度进行设计。

97 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取 模数为标准值。

98 设计圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度HBS1= ；应取小齿轮的齿宽b1= 。

99 在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力σ许用弯曲应力σ和齿根折断。

三、分析计算题

1、为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧？

2、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBS的齿轮工作表面上出现小的凹坑。试问：（1）这是什么现象？（2）如何判断该齿轮是否可以继续使用？（3）应采取什么措施？

3、一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断？并简述其理由。

4、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： （1） 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间 轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？

（2） 低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使 轴Ⅱ轴上轴向力相互抵？

5、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P1=13kW，n1=200r/min，齿轮的法面模数mn=4mm，齿数z1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。试求各对齿轮传动轴向力的大小？

6、两级圆柱齿轮传动中，若一级为斜齿，另一级为直齿，试问斜齿圆柱齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮所组成的两级传动，锥齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？

7、某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数z1=20，z2=54，m=4mm。

FP1与σFP2是

F1与σF2是

的；

的。其原因是 。

100 对齿轮材料的基本要求是：齿面 ，齿芯 ，以抵抗各种齿面失效

加工时误将箱体孔距镗大为a150mm。齿轮尚末加工，应采取可种方法进行补救？新方案的齿轮强度能满足要求吗？

8、在闭式软齿面圆柱齿轮设计中，为什么在满足弯曲强度条件下，z1尽可能选多一些有利？试简述其理由。

一对标准直齿圆柱齿轮传动，当传动比i=2时，试问： （1）哪一个齿轮所受的弯曲应力大？为什么？

6N10N0，1（2）若大、小齿轮的材料、热处理硬度均相同，小齿轮的应力循环次数

则它们的许用弯曲应力是否相等？为什么？

9、试求一对啮合的大、小齿轮对于弯曲疲劳强度为等强度的条件式，并求大、小齿轮弯曲应力间的关系式。

提示：弯曲疲劳强度计算公式为

F1F22DT1YFa1YSa1YYFP1bd1mn

①

2DT1YFa2YSa2YYFP2bd1mn

②

10、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，小、大齿轮的参数分别为：

FP1314MPa，应力修正系数YSa1=1.56, YSa2=1.76；齿形系数YFa1=2.8, YFa2=2.28；许用应力，FP1314MPa。已算得小齿轮的齿根弯曲应力F1306MPa。

试问：

（1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？ （2）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？

11、一对按接触疲劳强度设计的软齿面钢制圆柱齿轮，经弯曲强度校核计算，发现其σF

比σFP小很多，试问设计是否合理？为什么？在材料、热处理硬度不变的条件下，可采取什么措施以提高其传动性能？

12、今有两对标准直齿圆柱齿轮，其材料、热处理方法、精度等级和齿宽均对应相等，并按无限寿命考虑，已知齿轮的模数和齿数分别为：第一对m=4mm，z1=20，z2=40；第二

,对m2mm40,z1z280。若不考虑重合度不同产生的影响，试求在同样工况

和F/F。 下工作时，这两齿轮应力的比值H/H提示：直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳校核式为

F2KT1YFaYSaYFPbd1m

z=20时，YFa=2.8, YSa=1.56

z=40时，YFa=2.42, YSa=1.67 z=80时，YFa=2.22, YSa=1.77

13. 一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮，法向压力角为an，模数为m，齿数为z1、z2（z1、z2(z1z2)，且另一以渐开线标准斜齿圆柱齿轮，法向压力角为an，其他参数为mn、z1aan20，m=mn, z1z,z2z2。在其他条件相同的情况下，试证明斜齿圆柱齿轮

比直齿圆柱齿轮的抗疲劳点蚀能力强。

HZHZEZZ提示：

2KT1(u1)HPbd12u

14. 一对齿轮传动，若按无限寿命设计，如何判断其大、小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易出现齿根弯曲疲劳折断？理由如何？

;d1;小齿轮转速15. 一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：z120,z260;m3mmn1=950r/min。主、从动齿轮的HP1=700MPa，HP2=650MPa；载荷系数K=1.6；节点区域系数ZH=2.5；弹性系数ZE1.9MPa；重合度系数Z0.9。试按接触疲劳强度，求该齿轮传动所能传递的功率。

提示：接触强度校核公式为

HZHZEZZ2KT1(u1)HPbd12u

16. 一对渐开线圆柱齿轮，若中心距a、传动比i和其他条件不变，仅改变齿轮的齿数z，试问对接触疲劳强度和弯曲疲劳强度各有何影响？

17. 一开式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮齿根上产生的弯曲应力F1=120MPa。已知小齿轮齿数z1=20，齿数比u=5，啮合角a=20°。试问在大齿轮的齿根危险剖面上将产生多大的弯曲应力？

提示：已查得YFa1=2.80; YFa2=2.18; YSa1=1.55; YSa2=1.79。

18. 有一对直齿圆柱齿轮传动，传递功率P1=22kW，小齿轮材料为40Cr钢（调质），

HP1=500MPa；大齿轮材料为45钢（正火），HP2=420MPa。如果通过热处理方法将材料

1=600MPa，HP2=600MPa。试问此传动在不改变工作条件及其的力学性能分别提高到HP他设计参数的情况下，它的计算转矩（KT1）能提高百分之几？

提示：接触强度校核公式为

HZHZEZ2KT1(u1)HP2bd1u

19. 分析直齿锥齿轮传动中大锥齿轮受力，已知图a中，z1=28, z2=48, m=4mm; b=30mm,

ΨR=0.3, a=20°, n=960r/min, P=3kW。试在图上标出三个分力的方向并计算其大小（忽略摩擦力的影响）。

提示：

FrFttancos,FaFttansin,cos1,u1u2

20. 图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向和轴Ⅲ的转向，齿轮2的参数mn=3mm，z2=57，β2 =14°；齿轮3的参数mn=5mm，z3=21。试求：

（1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；

（2）在图b上标出齿轮2、3所受各分力的方向；

（3）如果使轴Ⅱ的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角β3应取多大值（忽略摩擦损失）？

提示：轴Ⅱ用深沟球轴承。

第十一章 蜗杆传动

复习思考题

1、磨削时没有理论误差精度较高的普通圆柱蜗杆是

①延伸渐开线蜗杆；②渐开线蜗杆；③阿基米德蜗杆；④圆弧面蜗杆 2、标准蜗杆传动的中心距计算公式应力 ①

a11m(z1z2)am(qz2)22； ②；

③

3、蜗杆蜗轮啮合面间的滑动速度Va与蜗杆的圆周速度V1之间有如下关系 ①Va=V1；②；Va>V1；③Va①齿面疲劳点蚀；②齿根的弯曲折断；③齿面的胶合和磨损；④齿面的塑性变形 5、蜗杆传动的油温最高不应超过

①30℃；②50℃；③80℃；④120℃

6、其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则滑动速度 ①增加；②减小；③保持不变；④不一定 7、蜗杆传动为什么要引入直径系数q？

8、蜗杆的热平衡核算不满足要求时可采取哪些措施。

a11mt(qz2)amn(qz2)22； ④

习题

一、选择题

1 与齿轮传动相比较， 不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大

2 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 3 蜗杆直径系数q＝ 。

A. q=dl/m B. q=dl m C. q=a/dl D. q=a/m

4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率 。

A. 提高 B. 减小

C. 不变 D. 增大也可能减小

5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率 。

A. 提高 B. 降低

C. 不变 D. 提高，也可能降低

6 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 。

A. 增大 B. 减小

C. 不变 D. 增大也可能减小 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数z1，则 。 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度

C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率

8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用 的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了 。

A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是 。

A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蜗轮常用材料是 。

A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 采用变位蜗杆传动时 。

A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位 C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位

13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。

A. 增大 B. 减小 C. 可能增大也可能减小。

14 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 。

A. 增大 B. 减小

C. 不变 D. 可能增大也可能减小 15 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z1 C. 增大直径系数q D. 减小直径系数q 16 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. 磨粒磨损 D. 胶合、疲劳点蚀 17 用 计算蜗杆传动比是错误的。

A. i=ω1/ω2 B. i=z2/z1 C. i=n1/n2 D. i=d1/d2

18 在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。

A. 圆周力Ftl B. 径向力Fr1 C. 轴向力Fa1

19 下列蜗杆分度圆直径计算公式：

（a）d1=mq； （b）d1=mz1；（c）d1=d2/i；（d）d1=mz2/（itan）； （e）d1=2a/（i+1）。

其中有 是错误的。

A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 20 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. 铜和铝合金 D. 钢和钢 二、填空题

1 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 齿轮的啮合。 2 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取z1= 。

3 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力Fal=1 800N，圆周力Ft1=880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力Fa2= ，圆周力Ft2 。 4 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。 5 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 。

6 蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 。但因蜗杆传动在齿面间有较大的 ，所以更容易产生 和 失效。 7 变位蜗杆传动仅改变 的尺寸，而 的尺寸不变。 8 在蜗杆传动中，蜗轮螺旋线的方向与蜗杆螺旋线的旋向应该 。

9 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1的方向总是与 ，而径向力Frl的方向总是 。

10 闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括： 、 和 三部分。 11 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面相当于 与 相啮合。因此蜗杆的 模数应与蜗轮的 模数相等。

12 在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数z1和模数m一定，而增大直径系数q，则蜗杆刚度 ；若增大导程角，则传动效率 。 13 蜗杆分度圆直径d1= ；蜗轮分度圆直径d2= 。

14 为了提高蜗杆传动的效率，应选用 头蜗杆；为了满足自锁要求，应选z1= 。

15 蜗杆传动发热计算的目的是防止 ，以防止齿面 失效。发热计算的出发点是 等于 。

16 为了蜗杆传动能自锁，应选用 头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用 的直径系数q。

17 蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向 ；蜗杆的分度圆柱导程角应等于蜗轮的分度圆螺旋角。

18 蜗杆的标准模数是 模数，其分度圆直径d1= ；蜗轮的标准模数是 模数，其分度圆直径d2= 。

19 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数z1=2，蜗杆直径系数q=8,蜗轮齿数z2=37,模数m=8mm，则蜗杆分度圆直径d1= mm；蜗轮分度圆直径d2= mm；传动中心距a mm；传动比i= ；蜗轮分度圆上螺旋角2= 。 20 阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了 和 。

21 在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数z2＞26是为了 ；z2＜80(100)是为了 。

22 蜗杆传动中，已知蜗杆分度圆直径d1，头数z1，蜗杆的直径系数q，蜗轮齿数z2，模数m，压力角，蜗杆螺旋线方向为右旋，则传动比i= ，蜗轮分度圆直径

d2= ，蜗杆导程角= ，蜗轮螺旋角 ，蜗轮螺旋线方向为 。

23 阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指 的平面。

24 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的 速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的 和 性能。通常蜗杆材料选用 或 ，蜗轮材料选用 或 ，因而失效通常多发生在 上。 25 蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的力向应 。

26 蜗杆传动中，一般情况下 的材料强度较弱，所以主要进行 轮齿的强度计算。 三、分析计算题

1.阿基米德蜗杆传动，已知比i=18，蜗杆头数Z1=2，直径系数q=10，分度圆直径d1=80mm。试求：1）模数m、蜗杆分度圆柱导程角、蜗轮齿数Z2及分度圆柱螺旋角β；2）蜗轮的分度圆直径d2和蜗杆传动中心距α。

2.分析与思考：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件如何？为什么将蜗杆分度圆直径d1定为标准值？

3.图中蜗杆主动，试标出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向，并在图中绘出蜗杆、蜗轮啮合点处作用力的方向（用三个分力：圆周力Ft、径向力Fr、轴向力F。表示）。

4.1）蜗轮的旋转方向应如何确定？

（2）蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向如何确定？

5.图示蜗杆传动，蜗杆1主动，其转向如图示，螺旋线方向为右旋。试决定： 1）蜗轮2的螺旋线方向及转向n2。

2）蜗杆、蜗轮受到的各力（Ft、Fr、Fα）

6.图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，螺旋线方向为左旋，转矩T1=2500N·mm，模数m=4mm，压力角20，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，传动效率=0.75。试确定：

1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；

2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）。

7.分析与思考：蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系如何？与斜齿圆柱齿轮传动各力之间关系有何异同？

8.图示为由斜齿圆柱齿轮与蜗杆传动组成的两级传动，小齿轮1由电机驱动。已知：蜗轮螺旋线方向为右旋，转向mⅢ如图示。要求：

1）确定Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向（直接绘于图上）；

2）若要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力Fa2、Fa2互相抵消一部分，确定齿轮1、2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向；

3）蜗杆、蜗轮分度圆直径分别为d3、d4，传递的扭矩为T3、T4（N·mm），

压力角为α，求蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大小（用公式表示，忽略齿面间的摩擦力）；

4）在图中用箭头画出Ⅱ轴上齿轮2和蜗杆3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。

9.在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试决定：

1）若要使Ⅰ、Ⅱ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标示）；

2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。

10.已知一闭式单级普通蜗杆传动，蜗杆的转速n1=1440r/min，传动i=24，Z1=2，m=10mm，q=8，蜗杆材料为45号钢表面淬火，齿面硬度为50HRC，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造。若工作条件为单向运转，载荷平稳，使用寿命为2400h。试求：蜗杆能够传递的最大功率P1。（要点提示：因为蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度，故可σH≤σ

HP求解

P1。即：首先根据

HZEP12HPm2d1Z29KAT2T2HP22Z9Kmd1Z2AE求出

T2T1i求T1；然后；再由

2由

T1n19.55106求得P1）

11. 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动的工作能力主要取决于蜗轮轮齿面接触强度，而不取决于蜗杆？

12. 图示为带工运输机中单级蜗杆减速器。已知电动机功率P=7.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=15，载荷有轻微冲击，单向连续运转，每天工作8小

时，每年工作300天，使用寿命为5年，设计该蜗杆传动。

13. 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？如不满足热平衡条件，可采取哪些措施以降低其温升？

答：因为蜗杆传动在其啮合平面间会产生很大的相对滑动速度，摩擦

损失大，效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中，若散热不

良，会因油温不断升高，使润滑失效而导致齿面胶合。所以，闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算，以保证其油温稳定在规定的范围内，即：要求达到热平衡时的工作油温t1≤06℃~70℃，如不满足热平衡条件可采取以下的措施降低其温升：1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；

2）在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；

3）若上述还不能满足热平衡条件，可在箱体油池中装设蛇形冷水管，或采用压力喷油循环润滑。

14.析与思考：在蜗杆蜗轮机构中，若蜗杆为主动件且其转向已知时，从动蜗轮的转向如何决定。

15.带式运轮机用阿基米德蜗杆传动，已知传递功率P1=8.8kW, n1=960r/min, 传动比i=18，蜗杆头数z1=2，直径系数q=8，蜗杆导程角14210，蜗轮端面

模数m=10mm，蜗杆主动时的传动效率=0.88，蜗杆为左螺旋，转动方向如图a所示。

（1）试在图上标出蜗轮的转向及各力的指向。

（2）列式计算蜗杆与蜗轮各自所受到的圆周力Ft、轴向力Fa、径向力Ft

（单位为N）。

16.一单头蜗杆传动，已知蜗轮的齿数z2=40，蜗杆的直径系数q=10，蜗轮的分度圆直径d2=200mm。试求：

（1）模数m、轴向齿距pa1，蜗杆分度圆直径d1，中心距α及传动i12。 （2）若当量摩擦系数fv=0.08，求蜗杆、蜗轮分别为主动件时的效率及。 （3）若改用双头蜗杆，其、又为多少？ （4）从效率与的计算中可得出什么结论？

17. 图示为双级蜗杆传动。已知蜗杆1、3均为右旋，轴I为输入轴，其回转方向如图示。试在图上画出：

（1）各蜗杆和蜗轮的螺旋线方向；

（2）轴Ⅱ和轴Ⅲ的回转方向； （3）蜗轮2和蜗杆3所受的各力。

18.蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？热平衡计算不合要求时怎么办？

19. 已知一单级普通圆柱蜗杆传动，蜗杆的转速n1=1 460r/min，i=26，z1=2，m=10mm，q=8，蜗杆材料为45钢，表面淬火，硬度为56HRC；蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造，并查得N=107时蜗轮材料的基本许用接触应力

=200MPa。HP工作条件为单向运转载荷平稳，载荷系数KA=1.05。每天工作8h，工作寿命为10年。试求蜗杆输入的最大功率P1。

提示：接触疲劳强度计算式为

HZE9KAT2HP22md1z2

并已知：弹性系数zE160MPa；导程角111836，当量摩擦角

第十二章 齿轮系

复习思考题

1．为什么要应用轮系？试举出几个应用轮系的实例？

2．何谓定轴轮系？何谓周转轮系？行星轮系与差动轮系有何区别？ 3．什么叫惰轮？它在轮系中有什么作用？

4．定轴轮系的传动比如何计算？式中（-1）m有什么意义？ 5．定轴轮系末端的转向怎样判别？

6．如果轮系的末端轴是螺旋传动，应如何计算螺母的移动量？

习题：

一、填空题

1．由若干对齿轮组成的齿轮机构称为 。

2．根据轮系中齿轮的几何轴线是否固定，可将轮系分 轮系、 轮系和 轮系三种。

3．对平面定轴轮系，始末两齿轮转向关系可用传动比计算公式中 的符号来判定。 4．行星轮系由 、 和 三种基本构件组成。 5．在定轴轮系中，每一个齿轮的回转轴线都是 的。

6．惰轮对 并无映响，但却能改变从动轮的 方向。

7．如果在齿轮传动中，其中有一个齿轮和它的 绕另一个 旋转，则这轮系就叫周转轮系。

8．旋转齿轮的几何轴线位置均 的轮系，称为定轴轮系。 9．轮系中 两轮 之比，称为轮系的传动比。

10．加惰轮的轮系只能改变 的旋转方向，不能改变轮系的 。

i11．一对齿轮的传动比，若考虑两轮旋转方向的同异，可写成

n1n2——。

12．定轴轮系的传动比，等于组成该轮系的所有 轮齿数连乘积与所有 轮齿数连乘积之比。

13．在周转转系中，凡具有 几何轴线的齿轮，称中心轮，凡具有 几何轴线的齿轮，称为行星轮，支持行星轮并和它一起绕固定几何轴线旋转的构件，称为 。

14．周转轮系中，只有一个 时的轮系称为行星轮系。 15．转系可获得 的传动比，并可作 距离的传动。 16．转系可以实现 要求和 要求。 17．转系可以 运动，也可以 运动。

18．采用周转轮系可将两个运动 为一个运动，或将一个的运动 成两个的运动。

19．差动轮系的主要结构特点，是有两个 。 20．周转轮系结构尺寸 ，重量较 。 21．周转轮系可获得 的传动比和 的功率传递。

二、判断题

1．转系可分为定轴轮系和周转轮系两种。（ ）

2．旋转齿轮的几何轴线位置均不能固定的轮系，称之为周转轮系。（ ）

3．至少有一个齿轮和它的几何轴线绕另一个齿轮旋转的轮系，称为定轴轮系。（ ） 4．定轴轮系首末两轮转速之比，等于组成该轮系的所有从动齿轮齿数连乘积与所有主动齿轮齿数连乘积之比。（ ）

5．在周转轮系中，凡具有旋转几何轴线的齿轮，就称为中心轮。（ ）

6．在周转轮系中，凡具有固定几何轴线的齿轮，就称为行星轮。（ ） 7．定轴轮系可以把旋转运动转变成直线运动。（ ）

8．轮系传动比的计算，不但要确定其数值，还要确定输入输出轴之间的运动关系，表示出它们的转向关系。（ ）

9．对空间定轴轮系，其始末两齿轮转向关系可用传动比计算方式中的（-1）m的符号来判定。（ ）

10．计算行星轮系的传动比时，把行星轮系转化为一假想的定轴轮系，即可用定轴轮系的方法解决行星轮系的问题。（ ）

11．定轴轮系和行星轮系的主要区别，在于系杆是否转动。（ ）

三、分析计算题

1、什么是定轴轮系？ 2、一个周转轮系的组成？

3、什么是差动轮系和行星轮系？

4、什么是复合轮系及其传动比的计算方法？ 5、图示为锥齿轮组成的周转轮系。已知Z1=Z2=17，Z2′=30，Z3=45，若1轮转速n1=200r/min，试求系杆转速nH。

6. 分析与思考：1）何谓原周转轮系的转化轮系？i13H与i13是否相等？2）能否用i12H

计算式中的转向关系，求上题解图所示周转轮纱中行星轮2的转速n2？为什么？

7. 图示轮系中，已知蜗杆1为双头左旋蜗杆，转向如图示，蜗轮2的齿数为Z2=50；蜗杆2′为单头右旋蜗杆，蜗轮3的齿数为Z3=40；其余各轮齿数为：Z3′=30，Z4=20，Z4′=26，Z5=18，Z5′=28, Z6=16，Z7=18。试求传动比i17及n7的方向。

8. 图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3=15，Z4=60，Z5=Z6=18，Z7=1（左旋蜗杆）Z8=40，Z9=20。若n1=1000r/min，齿轮9的模数m=3mm，试求齿条10的速度V10及其移动方向（可在图中用箭头标出）。

第十三章 轴轴毂联接

复习思考题：

1、 轴按功能与所受载荷的不同分为哪三种？常见的轴大多属于哪一种？ 2、 轴的结构设计应从哪几个方面考虑？ 3、 轴上零件的周向固定有哪些方法？

4、 轴上零件的轴向固定有哪些方法？各有何特点？

5、 在齿轮减速器中，为什么低速轴的直径要比高速轴的直径大得多？ 6、 常用提高轴强度和刚度的措施有哪些？ 7、 平键联接和楔键联接的工作特点和应用场合？

8、 制造轴的常用材料有几种？若轴的强度不够，是否可以采用高强度合金钢提高刚度？为

什么？

习题：

一、单项选择题

1 工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为 。 A．心轴 B．转轴 C．传动轴 D．曲轴 2 采用 的措施不能有效地改善轴的刚度。

A．改用高强度合金钢 B．改变轴的直径

C．改变轴的支承位置 D．改变轴的结构 3 按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑 。 A．轴上键槽削弱轴的强度 B．合成正应力与切应力时的折算系数

C．正应力与切应力的循环特性不同的系数 D．正应力与切应力方向不同 4 转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质为 。 A．脉动循环 B．对称循环

2MMT，ca5 对于受对称循环转矩的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩）

2C．静应力 D．非对称循环

应取

。

A．≈0.3 B．≈0.6 C．≈1 D．≈1.3 6 根据轴的承载情况， 的轴称为转轴。

A．既承受弯矩又承受转矩 B．只承受弯矩不承受转矩 C．不承受弯矩只承受转矩 D．承受较大轴向载荷 二、填空题

7 自行车的中轴是 轴，而前轮轴是 轴。

8 为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径 轴上零件的圆角半径或倒角C。

9 对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对 的敏感性。 10 传动轴所受的载荷是 。

11 一般单向回转的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性质按 处理。 三、问答题

12 轴受载荷的情况可分哪三类?试分析自行车的前轴、中轴、后轴的受载情况，说明它们各属于哪类轴?

13 为提高轴的刚度，把轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效?为什么? 14 轴上零件的轴向及周向固定各有哪些方法?各有何特点?各应用于什么场合?

22MMT中，应力校正系数а的含义是什么?如ca15 轴的计算当量弯矩公式

何取值?

16 影响轴的疲劳强度的因素有哪些?在设计轴的过程中，当疲劳强度不够时，应采取哪

些措施使其满足强度要求? 四、分析计算题

17 试分析题17图所示卷扬机中各轴所受的载荷，并由此判定各轴的类型。（轴的自重、轴承中的摩擦均不计）

18某蜗轮与轴用A型普通平键联接。已知轴径

题17图

d＝40mm，转矩T＝522000N·mm，轻微冲击。初定键的尺寸为b=12mm，h＝8mm，L＝100mm。轴、键和蜗轮的材料分别为45号钢，35号钢和灰铸铁，试校核键联接的强度。若强度不够，请提出两种改进措施。

平键联接的许用应力（MPa） 联接方式 静联接 （普通平键） 联接中较弱 零件的材料 钢 铸铁 静载荷 120~150 70~80 载荷性质 轻微冲击 100~120 50~60 冲击 60~90 30~45 p

19 如题19图所示的锥齿轮减速器主动轴。已知锥齿轮的平均分度圆直径

dm=56.25mm，所受圆周力Ft＝1130N，径

向力Fr＝380N，轴向力Fa＝146N。试求：

（1）画出轴的受力简图；

题19图

转矩图。

五、结构题（图解题）

20 如题20图所示的某圆柱齿轮装于轴上，在圆周方向采用A型普通平键固定；在轴向，齿轮的左端用套筒定位，右端用轴肩定位。试画出这个部分的结构图。

21 如题21图所示，试画出轴与轴承盖之间分别采用毛毡圈和有骨架唇形密封圈时的结构图。

22 试指出题22图所示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。

说明：

（1）轴承部件采用两端固定式支承，轴承采用油脂润滑；

题20图

（2）同类错误按1处计；

（3）指出6处错误即可，将错误处圈出并引出编号，并在图下做简单说明；

（4）若多于6处，且其中有错误答案时，按错误计算。

（2）计算支承反力；

（3）画出轴的弯矩图、合成弯矩图及

题21图

题22图

承用脂润滑。试改正该图中的错误，并画出正确的结构图。

23 题23图所示为下置式蜗杆减速器中蜗轮与轴及轴承的组合结构。蜗轮用油润滑，轴

题23图

第十四章 轴承

复习思考题

1、向心推力滚动轴承承受轴向载荷的能力是随接触角的增大而 。

①增大；②减小；③不变；④不一定 2、典型的滚动轴承由哪四部分组成？ 3、什么是滚动轴承的接触角？

4、滚动轴承最常见的失效形式是什么？ 5、安装滚动轴承时为什么要施加预紧力？ 6、增加滚动轴承刚度的办法有哪些？

7、什么是轴承的寿命？什么是轴承的额定寿命？ 8、为什么向心推力轴承必须成对安装使用？

9、什么是滚动轴承的当量动载荷P？P应如何计算？

10、轴向载荷是如何影响角接触滚动轴承滚动体的载荷分布的？ 11、滚动轴承的支承形式有哪些？各有何特点？ 12、选择滚动轴承配合的原则有哪些？

习题：

一、选择题

从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个：

1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为 的轴承。

A. 1或2 B. 3或7 C. N或NU D. 6或NA

2 一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应选用 。

A. 深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心滚子轴承 3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合 。

A. 均为基轴制 B. 前者基轴制，后者基孔制 C. 均为基孔制 D. 前者基孔制，后者基轴制 4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足 的关系。

A. r=r1 B. r＞rl C. r＜r1 D. r≤rl 5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。

A. 圆锥滚子轴承 B. 角接触球轴承 C. 深沟球轴承 D. 圆柱滚子轴承 6 只能承受轴向载荷。

A. 圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 滚针轴承 D. 调心球轴承 7 通常应成对使用。

A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用 。

A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 调心滚子轴承 D. 圆柱滚子轴承 9 不是滚动轴承预紧的目的。

A. 增大支承刚度 B. 提高旋转精度 C. 减小振动噪声 D. 降低摩擦阻力 10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中 的轴承能达到的寿命。

A. 99％ B. 90％ C. 95％ D. 50％ 11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。

A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 角接触球轴承 D. 调心轴承 12 角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角的增大而 。

A. 增大 B. 减小

C. 不变 D. 不定

13 某轮系的中间齿轮（惰轮）通过一滚动轴承固定在不转的心轴上，轴承内、外圈的配合应满足 。

A. 内圈与心轴较紧、外圈与齿轮较松 B. 内圈与心轴较松、外圈与齿轮较紧 C. 内圈、外圈配合均较紧 D. 内圈、外圈配合均较松

14 滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，其中基本代号表示 。

A. 轴承的类型、结构和尺寸 B. 轴承组件 C. 轴承内部结构变化和轴承公差等级 D. 轴承游隙和配置 15 滚动轴承的类型代号由 表示。

A. 数字 B. 数字或字母 C. 字母 D. 数字加字母

二、填空题

16 滚动轴承的主要失效形式是 和 。

17 按额定动载荷计算选用的滚动轴承，在预定使用期限内，其失效概率最大为 。

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 计算确定。

19 对于不转、转速极低或摆动的轴承，常发生塑性变形破坏，故轴承尺寸应主要按 计算确定。

20 滚动轴承轴系支点轴向固定的结构型式是：（1） ；（2） ；（3） 。

21 轴系支点轴向固定结构型式中，两端单向固定结构主要用于温度 的轴。 22 其他条件不变，只把球轴承上的当量动载荷增加一倍，则该轴承的基本额定寿命是原来的 。

23 其他条件不变，只把球轴承的基本额定动载荷增加一倍，则该轴承的基本额定寿命是原来的 。

24 圆锥滚子轴承承受轴向载荷的能力取决于轴承的 。

25 滚动轴承内、外圈轴线的夹角称为偏转角，各类轴承对允许的偏转角都有一定的，允许的偏转角越大，则轴承的 性能越好。 三、问答题

26 在机械设备中为何广泛采用滚动轴承？ 27 向心角接触轴承为什么要成对使用、反向安装？

28 进行轴承组合设计时，两支点的受力不同，有时相差还较大，为何又常选用尺寸相同的轴承？

29 为何调心轴承要成对使用，并安装在两个支点上？

30 推力球轴承为何不宜用于高速？

31 以径向接触轴承为例，说明轴承内、外圈为何采用松紧不同的配合。

32 为什么轴承采用脂润滑时，润滑脂不能充满整个轴承空间？采用浸油润滑时，油面不能超过最低滚动体的中心？

33 轴承为什么要进行极限转速计算？计算条件是什么？ 34 试说明轴承代号6210的主要含义。

35 题35图示的简支梁与悬臂梁用圆锥滚子轴承支承，试分析正装和反装对轴系的刚度有何影响。

题35图

四、分析计算题

36 某6310滚动轴承的工作条件为径向力Fr=10 000N，转速n=300r/min，轻度冲击（fp=1.35），脂润滑，预期寿命为2 000h。验算轴承强度。

37 选择一摇臂吊车立柱的推力球轴承。已知作用在立柱上的最大垂直载荷Fa=50 000N，立柱转速n=3 r/min，立柱重量W=20 000N，立柱端的轴颈直径d=60 mm。

38 某6308轴承工作情况如下表，设每天工作8h，试问轴承能工作几年（每年按300天计算）？ 工作时间b/（%） 30 15 55 注：有轻度冲击（fp=1.2）。

39 某球轴承的转速n=400 r/min，当量动载荷P=5 800N，求得其基本额定寿命为7 000h。若把可靠度提高到99%，轴承寿命是多少？若轴承寿命分别取为3 700h、14 000h，轴承可靠度是多少？

40 某蜗杆轴转速n=1 440r/min，间歇工作，有轻微振动，fp=1.2，常温工作。采用一端固定（一对7209C型轴承正安装），一端游动（一个6209型轴承）支承。轴承的径向载荷Fr1=1 000N（固定端）、Fr2=450N（游动端），轴上的轴向载荷Fx=3 000N，要求蜗杆轴承

径向载荷Fr/N 2 000 4 500 8 900 转速n/（r/min） 1 000 300 100 ≥2 500h。试校核固定端轴承是否满足寿命要求。 寿命Lh五、结构题

41 分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

题 41图

42 分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

题 42图

43 分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

题 43图

44 分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

第十五章 其他常用零部件

复习思考题

1、机械式联轴器有哪些类型？各有何特点？分别适用于什么场合？ 2、如何确定联轴器的类型与尺寸？

3、牙嵌式离合器与摩擦式离合器各适用于什么场合？ 4、超越离合器的工作原理如何？适用于哪些场合？

5、制动器与离合器的区别是什么？常开式制动器与常闭式制动器各适用于什么场合？

习 题 一、填空

1.联轴器的作用是 。 2．常用的刚性联轴器有 和 。 3．离合器按工作原理可分为 、 、 三类。

4．弹簧的主要功用为（1） 、（2） 、（3） 、（4） 。

二、判断题

1.若在构件上作用有两个大小相等、方向相反、相互平行的外力，则此构件一定产生剪切变形变形。---------------------------------------( ) 2.受剪构件的剪切面总是平面。--------------------( )

3.两板件用一受剪切的螺栓联接，在进行剪切强度校核时，只针对螺栓校核就完全可以了。-----------------------------------------------( )

4.计算名义剪应力有公式r=Q/A ，说明实际联接构件剪切面上的剪应力是均匀分布的。( )

5.在构件上有多个面积相同的剪切面，当材料一定时，若校核该构件的剪切强度，则只对剪力较大的剪切面进行校核即可。------------------( )

6.两钢板用螺栓联接后，在螺栓和钢板相互接触的侧面将发生局部承压现象，这种现象称挤压。当挤压力过大时，可能引起螺栓压扁或钢板孔缘压皱，从而导致连接松动而失效。( )

7.进行挤压实用计算时，所取的挤压面面积就是挤压接触面的正投影面积。-----( )

8.挤压常伴随着剪切同时发生，挤压应力与剪应力都是构件内部单位面积上的应力。( )

三、分析与计算

1. 试述平键联接和楔键联接的工作特点和应用场合。

2. 设计一齿轮与轴的键联接。已知轴的直径d=90mm,轮毂宽B=110mm,轴传递的扭矩 T=1800N·m,载荷平稳,轴、键的材料均为钢,齿轮材料为锻钢。

3.一钢制液压油缸，油压（静载）p=1.6 MPa，油缸内径D=160 mm。若采用普通螺栓联接,螺栓数目为z=8个,材料为45钢,许用应力[σ]=120 MPa，螺栓的相对刚度为0.2。如果按紧密性要求，残余预紧力为工作拉力的1.8倍，试求每个螺栓所需的预紧力，工作时的总拉力，并确定螺栓的公称直径。

4 .上题中的联轴器选择平键并验算键联接的强度。试选择花键并验算该联接的强度。

第十六章 机械的平衡与调速

复习思考题

1、 刚性回转件静平衡的充要条件是什么？ 2、 刚性回转件动平衡的充要条件是什么？ 3、 刚性回转件静平衡与动平衡的关系是什么？ 4、 在刚性回转件的平衡问题中，何谓质径积？

5、何谓平衡力或平衡力矩？平衡力是否一定是驱动力？ 5、 摩擦角及摩擦圆大小各与哪些因素有关？

习题 一、填空

1.研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的 ，减少或消除在机构各运动副中所引起的 力，减轻有害的机械 振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。

2.回转构件的直径D和轴向宽度b之比D/b符合 条件或有重要作用的回转 构件，必须满足动平衡条件方能平稳地运转。如不平衡，必须至少在 个校正平面上各自适当地加上或去除平衡质量，方能获得平衡。

3.只使刚性转子的 得到平衡称静平衡，此时只需在 平

衡平面中增减平衡质量；使 同时达到平衡称动平衡，此时至少 要在 个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能解决转子的不平衡问题。

4.刚性转子静平衡的力学条件是 ，而动平衡的力学条件是 。

5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在 。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在 位置静止，由此可确定应 加 上或去除平衡质量的方向。

6.回转构件的直径D和轴向宽度b之比D/b符合 条件的回转构件，只需满 足静平衡条件就能平稳地回转。如不平衡，可在 个校正平面上适当地加上或 去除平衡质量就能获得平衡。

7.当回转构件的转速较低，不超过 范围，回转构 件 可以看作刚性物体，这类平衡称为刚性回转件的平衡。随着转速上升并超越上述范围，回转构件出现明显变形，这类回转件的平衡问题称为 回转件的平衡。

8.对于绕固定轴回转的构件，可以采用 的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。若机构中存 在作往复运动或平面复合运动的构件应采用 方法，方能使作用于机架上的总惯性力得到平衡。

9.对于绕固定轴回转的构件，可以采用 的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。若机构中存 在作往复运动或平面复合运动的构件应采用 方法，方能使作用于机架上的总惯性力得到平衡。

二、判断题

1.若刚性转子满足动平衡条件，这时我们可以说该转子也满足静平衡条件。( ) 2．不论刚性回转体上有多少个平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。－－－( )

3.设计形体不对称的回转构件，虽已进行精确的平衡计算，但在制造过程中仍需安排平衡校正工序。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ ( )

4.经 过 动 平 衡 校 正 的 刚 性 转 子 ， 任 一 回 转面 内 仍 可 能 存 在 偏 心 质 量 。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－( )

5.通常提到连杆机构惯性力平衡是指使连杆机构与机架相联接的各个运动副内动反力全为零，从而减小或消除机架的振动。－－－－－－－－－－－－－ ( )

6.作往复运动或平面复合运动的构件可以采用附加平衡质量的方法使它的惯性力在构件内部得到平衡。－－－－－－－－－－－－－－( )

6.若机构中存在作往复运动或平面复合运动的构件，则不论如何调整质量分布仍不可能消除运动副中的动压力。－－－－－－－－－－－－－－－( )

7.绕定轴摆动且质心与摆动轴线不重合的构件，可在其上加减平衡质量来达到惯性力系平衡的目的。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（ ） 8.为了完全平衡四杆铰链机构ABCD的总惯性力，可以采用在原机构上附加另一四杆铰链机构AB’C’D来达到。条件是lAB=lAB’，lBC=lBC’lCD=lCD’，各杆件质量分布和大小相同。 －－－－－－－－－( )

三、选择题

1.设图示回转体的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA轴线回转时是处于 状态。

A)静不平衡(合惯性力ΣFb≠0) B)静平衡(合惯性力ΣFb=0)

C)完全不平衡(合惯性力ΣFb≠0，合惯性力矩ΣMb≠0) D)动平衡(合惯性力ΣFb=0，合惯性力矩ΣMb=0)

题1图 题2图

2.图示一圆柱凸轮。设该凸轮的材料均匀，制造精确，安装正确，则当它绕AA轴线 转动时，是处于 状态。

A)静不平衡(合惯性力ΣFb≠0) B)静平衡(合惯性力ΣFb=0)

C)完全不平衡(合惯性力ΣFb≠0，合惯性力矩ΣMb≠0) D)动平衡(合惯性力ΣFb=0，合惯性力矩ΣMb=0) 3.机械平衡研究的内容是 A)驱动力与阻力间的平衡 B)各构件作用力间的平衡 C)惯性力系间的平衡

D)输入功率与输出功率间的平衡

4.图示一变直径带轮。设该带轮的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA轴线回转时是处于 状态。

A)静不平衡(合惯性力ΣFb≠0) B)静平衡(合惯性力ΣFb=0)

C)完全不平衡(合惯性力ΣFb≠0，合惯性力矩ΣMb≠0) D)动平衡(合惯性力ΣFb=0，合惯性力矩ΣMb=0)

题4图

四、分析与计算

1.为什么说经过静平衡的转子不一定是动平衡的，而经过动平衡的转子必定是静平衡的？

2.举出工程中需满足静平衡条件的转子的两个实例，需满足动平衡条件的转子的三个实例。

3.何谓转子的静平衡及动平衡？对于任何不平衡转子，采用在转子上加平衡质量使其达到静平衡的方法是否对改善支承反力总是有利的？为什么？

4.图示盘状转子上有两个不平衡质量：m1=1，5kg，m2=0.8kg，r1=140mm，r2=180mm，相位如图。现用去重法来平衡，求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去 质量处的半径r=140mm)。

题4图