2022年机械设计第-章习题解答汇总.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第 5 章 带传动与链传动 5-1 带传动的弹性滑动是怎样产生的？能否防止？对传动有何影响？它与打滑有何不同？答：带传动的弹性滑动是由于带的弹性和拉力差而引起的带和带轮面间的局部的、微小的相对滑动,这是摩擦型带传动正常工作时的固有特性,是不行防止的；弹性滑动导致传动效率降低、带磨损、传 动比不精确；打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动,使传动失效；打滑为非正常的工作状态,是必需防 止也是可以防止的；5-2 带传动的中心距为什么要限制在肯定的范畴？答：带传动的中心距之所以要限制在肯定的范畴,是由于：1假设中心距过小,虽结构紧凑,但小带轮的包角太

2、小,导致摩擦力和传动才能降低；2中心距过小,使带的长度过短,带的工作频率增加,降低带的疲惫强度和工作寿命；3中心距假设过大 , 不仅结构不紧凑,且皮带松边下垂,高速传动时易引起带的颤抖；5-3多根 V 带传动时,假设发觉一根已坏,应如何处置？答：多根 V 带传动时,即使只发觉一根已坏,也应当同时更换新的V 带,不行新旧混用；5-4 已知一 V 带传动, 小带轮直径dd1=160mm, 大带轮直径dd=400mm ,小带轮转速n 1 =960rmin,滑动率200,试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速缺失；解： 假设无弹性滑动,大带轮的抱负转速n2应为：n2n d1960160384r / min

3、d2400所以,由弹性滑动引起的大带轮的转速缺失为：n 2 =384 0.02=7.68r / min5-5 为什么链传动具有运动不平稳性？答：由于链传动的多边形效应,使其瞬时速度和瞬时传动比周期性变化,从而引起动载荷,所以链传 动具有运动不平稳性；5-6 为什么链条节数常取偶数,而链轮齿数取为奇数？当链条受拉时, 过渡链节的弯链板承担附加的弯 答： 由于假设链节数为奇数,就需要采纳过渡链节,矩作用,强度降低,所以链节数常取为偶数；正由于链节数常为偶数,为使磨损匀称,链轮齿数一般取为奇数；5-7 滚子链的节距对链传动有何影响？答：由于虽然链节力矩越大承担才能越强但是链节传动的“ 多边形效应”

4、随之增大导致引起的震 动冲击噪声也越严峻；因此设计时,应尽量选用节距教小的单排链；速重载时,可选用小节距的 多排链；机械设计基础 课外作业 第章 圆柱齿轮的传动6-1、齿轮机构有哪些主要特点？常用齿轮机构有哪些类型？齿轮机构有哪些主要特点有：1传动比恒定不变,传递运动平稳牢靠；2传动效率高；3使用寿命长,工作牢靠性高；4应用范畴广；5制造和安装精度要求较高,成本高；7不相宜远距离传动；常用齿轮机构类型如下：1按两齿轮轴线在空间的相对位置分：6低精度齿轮在传动时会产生较大的噪声和振动；平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动、交叉轴齿轮传动；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精

5、选学习资料 - - - - - - - - - 2依据相互啮合的两齿轮转向异同分：3按齿轮传动的工作条件不同分：外啮合齿轮传动,内啮合齿轮传动；闭式齿轮传动、开式齿轮传动；按齿轮轮齿外形分：直齿轮传动、斜齿轮传动、人字齿轮传动、曲齿轮传动及齿轮齿条传动；6-2、渐开线是怎样形成的？它有哪些主要性质？渐开线的形成：条直线在圆上作纯滚动时,该直线上任一点的轨迹,称为该圆的渐开线；渐开线的主要性质有：1发生线沿基圆滚过的直线长度等于基圆上被滚过的弧长；2渐开线上任意一点的法线与基圆相切；3渐开线上各点的压力角不相等；4渐开线外形取决于基圆大小；基圆越小,渐开线愈弯曲,基圆愈大,渐开线愈平直；5同一基

6、圆上任意两条渐开线间的公法线到处相等；6基圆内无渐开线；6-3、分度圆与节圆有何区分？压力角与啮合角有何区分？单个齿轮存在分度圆和压力角,但单个齿轮无节点,不存在节圆,也不存在啮合角；分度圆和压力角的大小是唯独确定的,而节圆和啮合角的大小是随着中心距的变化而变化的；当标准齿轮标准安装时,即实际中心距等于标准中心距时,分度圆与节圆重合,啮合角等于压力角；6-4、一对标准直齿圆柱齿轮传动正确啮合条件是什么？答：一对渐开线齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角应分别相等；6-5、什么叫重合度？当重合度小于1 时会显现什么情形？1 时齿轮不能答：实际啮合线与基圆齿距的比B B2, 为一对齿轮的重合度

7、,当重合度小于P b连续传动；6-6、常用的齿轮加工原理有哪些？各有什么特点？答：按切削加工的原理不同,主要有两种类型：一种是仿形法,另一种是范成法；仿形法加工是在一般铣床上用与被加工齿轮齿槽外形相同的成形铣刀直接加工出齿形；仿形法加工的特点：有齿形误差和分度误差,精度较低,加工不连续,生产效率低；只适于单件 生产或精度要求不高的齿轮生产；范成法加工齿轮是利用一对齿轮相互啮合时,其啮合齿廓互为包络线的原理来加工的；范成法加工的特点：一种模数只需要一把刀具,且切削连续,生产效率高,精度高,适用于批量 生产；6-7、什么叫齿轮的根切现象？标准直齿圆柱齿轮正常齿制 不产生根切的最少齿数为多少？答：在

8、用范成法加工标准齿轮时,假如被加工齿轮的齿数太少,其齿根渐开线齿廓会被刀具的齿 顶切除一部分,这种现象称为齿轮的根切现象；正常齿制的标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数为 17；6-8、什么叫变位齿轮？变位齿轮与标准齿轮比较有何主要特点？答：让刀具的中线与被加工齿轮的分度圆不相切,即转变刀具与被加工齿轮之间的相对位置以后 加工出来的齿轮称为变位齿轮；正变位齿轮的齿形变宽,齿顶变尖,分度圆齿厚变大,齿根变厚,齿顶高增大,齿根高度减小,强度相对提高,负变位齿轮的变化与正变位齿轮恰好相反；6-9、斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较有何主要特点？答：斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较有以下主要特点：啮合性能好

9、、传动平稳,噪音小,适用于高速传动；重合度大,承载才能强,适用于重载场合；zmin 12 m/s时,采纳油泵喷油润滑；6-14、已知一标准直齿圆柱齿轮 m=5mm ,z=30,=20o,h a *=1, *c =0.25, 试运算主要几何尺寸；*解：d=zm=30 5=150mm ; h =m h =51=5mm; h =h * *c m=10.255=6.25mm; h= h a h f =56.25=11.25mm; d az2 ah m=30215=160mm; *d f =z 2 h 2 * *c m=302120.255=137.5 mm; d b dcos mzcos 5 30co

10、s20 140.954mmP= m=3.1415 5=15.708mm；=e= m 2 =3.1415 5/2=mm；不少同学运算、P、都只精确到小数点后一位,这样不行,由于加工齿轮时,公差是以m 来要求的,假如设计时的运算精度都如此之低,公差要求没有意义！有同学运算了 = *c mm,这是不对的；由于顶隙是在一对齿轮啮合时,一个齿轮的齿顶圆与另一个齿轮的齿根圆之间的距离,所以单个齿轮是不存在顶隙的；6-1、某机器中的一对标准直齿圆柱齿轮机构,已知a=112.5 mm ,1z =38,da 1=100mm ,大齿轮已丢失；试确定丢失大齿轮的模数和齿数；解：一般是一对正常齿制标准直齿圆柱机构,所

11、以 h =1,a *c =0.25, *就由：d a 1 =z2 h m *即： 100= m38 2 1可求得：m=2.5mm 由公式： a= 1mz 2z 得： 112.5= 12.5 382z 可求得：2z =52 2 2所以大齿轮的模数 m=2.5 , 齿数 2z =526-16、一标准齿轮的 20 , ha *1,问其齿数为多少时齿根圆大于基圆？齿数为多少时齿根圆小于基圆？答：设齿数位 z 时,齿根圆大于基圆,即由 z-2 ha *-2c*m mzcos 名师归纳总结 可求得： z 2 ha* +2c*/1-cos =2.5/1-cos20 = 41.45df db当齿数 z第 3

12、页,共 5 页所以,对于正常齿制的外齿轮此处应当强调是外齿轮,由于对于内齿轮,恒有42 时齿根圆大于基圆,齿数z41 时齿根圆小于基圆；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6-17 、一斜齿圆柱齿轮机构, 已知 mn=4mm, n20, Z1=18 ,Z 2=36 , ha * 1,Cn*, 12 3440” ,试求其主要几何尺寸和中心距；答：该斜齿圆柱齿轮机构主要几何尺寸为：mt=m n/cos=4/cos123440” = =4/cos78=4.0984mm tg t = tg n/ cos =tg 20/cos12 3440” = tg20/cos

13、78 29t =d1 = m nz1 / cos = mt z1 =4.098418=7mmd2= mt z2 =4.098436=mmha=mn =4mm hf 4=5mm h=ha+hf=4+5= 9mm n4=1mm 这里是一对齿轮,当然可以运算侧隙da1=d1+2ha=7+2 4=8mm da2=d2+2ha=14+2 4=15mmdf1=d 1-2hf=7-25=6mm df2=d 2-2hf=14-25=13mm 中心距 a=mnz 1+z2/2cos786mm6-18、设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动,已知传递的功P=7.5kw, 小齿轮转速n1=970r/min, 大齿

14、轮转速n2=250r/min, 电动机驱动,工作载荷比较平稳,单向传动；第七章课后习题与解答7-1. 蜗杆传动的特点及使用条件是什么？答：蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,主要用于传递空间两交叉轴间的运动和动力,它的主要特点有： 1结构紧凑,传动比大 i= 1080动力传动 300分度机构 1000只传递运动2、连续啮合,传动平稳,冲击载荷小,噪音低；3、具有自锁性,即当蜗杆导程角小于轮齿间的当量摩擦角时,假设蜗轮为主动件,机构将自锁；4、齿面滑动速度 VS大,磨损、发热,简单使润滑失效； 较低,易磨损、胶合,制造成本高；7-2. 蜗杆传动的传动比方何运算？能否用分度圆直径之比表示传动比？为什么？答：

15、通常蜗杆传动的主动件为蜗杆,蜗杆传动的传动比in 1z 11z 2z 1r/min . n 2/z 2其中, n1,n2 分别为蜗杆、蜗轮的转速i 等于蜗杆与蜗轮的转速之比；不能用分度圆直径表示传动比；由于蜗杆运动为轴向运动,而蜗轮为旋转运动,所以蜗杆传动的传动 比仅与蜗杆与蜗轮的齿数 Z1,Z 2 有关,不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径之比；7-3. 与齿轮传动相比,蜗杆传动的失效形式有何特点？为什么？答：齿轮传动的失效主要发生在两齿轮的轮齿上,主要形式有：轮齿折断,齿面点触,齿面胶合,齿 面磨损等；在蜗杆传动中,由于蜗杆和蜗轮之间材料、结构的不同,蜗杆轮齿的强度高于蜗轮轮齿的强度,所以蜗杆传动的

16、失效常发生在蜗轮的轮齿上；蜗杆传动的主要失效形式为：胶合, 磨损, 齿面点触等；7-4. 何谓蜗杆传动的中间平面？中间平面上的参数在蜗杆传动中有何重要意义？答：蜗杆传动中,通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面；在中间平面内,相当于齿条与渐开线齿轮的啮合,因此, 蜗杆传动规定以中间平面上的参数为基准,并沿用齿轮传动的运算关系；7-5. 常用的蜗轮、蜗杆的材料组合有哪些？设计时如何挑选材料？名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：蜗杆一般用碳钢或合金钢制成,常用的蜗轮材料为铸造锡青铜、铸造铝铁青铜及灰铸铁等；设计

17、蜗杆时,高速重载蜗杆常用 15CR或 15CR并经渗碳淬火 ; 也可用 40、45、钢或 40CR并经淬火；一般不太重要的低速中载的蜗杆,可采纳 40 或 45 钢,并进行调质处理；设计蜗轮时,当滑动速度 VS 3M/ S 的重要传动时,一般使用耐磨性好的锡青铜 ; 当 VS4M/ S 时,常用铸造铝铁青铜；假如滑动速度不高 VS2M/ S,对效率要求也不高时,可采纳灰铸铁；7-6. 定轴齿轮系与行星齿轮系的主要区分是什么？答：定轴齿轮系在传动时,各齿轮的轴线位置均固定不动；而行星齿轮系在传动时,轮系中至少有一个齿轮的轴线绕另一个齿轮的固定轴线传动；7-7. 各种类型齿轮系的转向如何确定？1M

18、方法适用于何种类型的齿轮系？答：对于定轴轮系,当两齿轮外啮合时,两轮的转向相反；内啮合时两齿轮的转向相同,首末两齿轮转向可用 1M来判别,当 1M 为负时,表示首末两齿轮方向相反,当1M为正时表示首末两齿轮的方向相同,M为齿轮系中外啮合齿轮的对数；对于行星齿轮系,由于其不是绕固定轴线转动,所以我们假想给整个行星轮系加上一个与行星架 H转速大小相等,方向相反的的公共转速,然后按定轴齿轮系的判定方法对其转动方向进行判定转化机构法；7-8. 一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是什么？以下是三对 =90 0 锥齿轮传动；其中三个 Z2=40 的锥齿轮能否对换？为什么？（1）Z1=20,Z2=40,M=

19、3mm , =200；3Z1=20,Z2=40,M=4mm, =20 0； 2Z1=40,Z2=40,M=3mm , =200；答：1和2中的锥齿轮可以对换,但均不能与 3中的锥齿轮对换, 由于前者大端模数均为M=3mm,后者模数 b 不相等；7-9. 已知一对标准直齿锥齿轮传动,齿数 Z1=22,Z2=66,大端模数 M=5mm,分度圆压力角 =20 0,轴交角 =90 0；试求两个锥齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆锥角、齿顶圆锥角、齿根圆锥角、锥距；7-10. 试分析图示的蜗杆传动中,蜗杆、蜗轮的转动方向；7-11 测得一一般圆柱蜗杆传动的蜗杆头数,Z1=2,蜗杆顶圆直径d

20、a1=66mm,蜗轮齿数Z2=43,蜗轮顶圆直径 da2=66mm,求：名师归纳总结 （1）蜗杆传动的几何参数m、q、 、 ；第 5 页,共 5 页（2）蜗杆颤抖的几何尺寸d1、d1 、df1 、df2 、P、a; （3）蜗杆传动比i. 7-12 手动绞车采纳开式蜗杆传动,如下图,已知m=8mm,q=8,、 Z1=2, Z2=40, 卷筒 D=200mm,问：（1）欲使重物Q上升 1m,手柄应转多少圈？并在图上标出重物上升时手柄的转向；（2）蜗杆传动的效率 等于多少？（3）设 Q=10000N,人手最大推力为150N 时,手柄长L 等于多少？7-13 如下图,已知首轮转速n1=1440r/min,转向如下图, 各齿轮您的齿数分别为：Z1= Z2,= Z4 ,=18, Z2=27, Z3= Z 4=24, Z5=81, 试求齿轮 5 的转速 n5,并在图上注明其转向；i 15n 1Z Z Z Z527*24*24*8195n =1n /i 15=1440/9= 160 r/min n 5Z Z 2Z Z 418*18*18*24- - - - - - -