《机械设计》教材讨论题、思考题及习题文字版.docx
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1、机械设计教材讨论题、思考题及习题第七章带传动讨论题7-1 一带式运输机的传动装置如图所示。已知小带轮直径6/I=140mm,大带轮直径 d2=400mm,运输带速度v=0.3m/s,为了提高生产率,拟在运输机载荷(即拉力)F 不变及电动机和减速器传动能力都满足要求的条件下,欲将运输带的速度提高到 0.42m/so有人建议把大带轮的直径减少到280mm,其余参数不变以实现这一要求, 此方案是否可行?若不行应如何修改?讨论题7-1图7-2由双速电机与V带传动组成传动装置,靠改变电机输出轴转速可以得到两种转速 300r/min和600r/min,若电动机输出轴功率不变,带传动应按哪一种转速设计?为什
2、 么?思考题及习题7-1摩擦带传动有哪些特点?它的工作原理是什么?7-2为什么V带传动比平型带传动应用更广泛?7-3什么叫弹性滑动?它是怎样产生的?能否避免?它对传动有何影响?7-4带传动工作时,带中会产生哪些应力?其应力分布如何?它对带传动有何影响?带 中最大应力发生在何处?并写出最大应力的数学表达式。7-5在设计V带传动时,为什么应对V带轮的最小基准直径dmin加以限制?7-6 V带的楔角是40。,为何带轮轮槽角分别是34。、36。、38?若主、从动带轮直径不 同,两轮轮槽角是否相同?为什么?7-7带传动的失效形式有哪些?设计准则是什么?7-8带轮基准直径d、带速v、中心距带长及、包角必、
3、初拉力同和摩擦系数/的大小对传动有何影响?7-9 V带传动传递的功率为5.5kW,小带轮的转速m=1450r/min, 4=刈=150mm,已知 带与轮间的当量摩擦系数为=0.450求有效拉力 松边拉力尸2,紧边拉力尸1?7-10带传动为何要有张紧装置? V带传动常用的张紧装置有哪些?张紧轮应放在什么 位置?为什么?7-11设计某带式运输机传动系统中的普通V带传动。已知电动机型号为Y112MT,额 定功率尸=4kW,转速i=1440r/min,传动比,=3.8, 一天运转时间10h。7-12有一普通V带传动,已知小带轮转速i=1440r/min,小带轮基准直径di=180mm, 大带轮基准直径
4、d2=650mm,中心距a=916mm, B型带3根,工作载荷平稳,Y系 列电动机驱动,一天工作16h,试求该V带传动所能传递的功率。第八章链传动讨论题8-1链传动产生运动不均匀性的原因是什么?能否避免?影响运动不均匀性的因素有哪 些,怎样才能减少运动不均匀性?思考题与习题8-1与带传动比较,链传动有哪些特点?链传动适用于哪些场合?8-2滚子链的结构有哪些特点?各元件间的联接和相对运动关系如何?8-3小链轮的齿数不宜过少,大链轮的齿数不宜过多,这是为什么?其齿数应如何选择 比较恰当。8-4链节数为什么常取偶数?8-5如题8-5图所示为二级减速传动装置方案图。是否合理?为什么?题8-5图8-6
5、一滚子链传动,已知:链节距p=25.4mm,小链轮齿数zi=21,传动比i=3,中心距 g 1000mm, i=580r/min,载荷有轻度冲击,试计算:1)链节数;2)链所能传递的最大功率;3)链的工作拉力;4)判断正常运转时链传动的失效形式。8-7验算某机械厂滚子链传动的工作能力。已知zi=17, Z2=50, p=19.05mm, a=670mm, 主动链轮转速m=50r/min,传递功率P=l.lkW。该设备由电动机驱动,工作有中等 冲击。第九章齿轮传动讨论题9-1 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动,两轮分度圆半径分别为门=30mm,-2=54mm, 试求:1)当中心距优=86mm时,
6、啮合角优等于多少?两个齿轮的节圆半径片和川各为多 少?2)当中心距改变为优=87mm时,啮合角片和节圆半径片、刀又各等于多少?3)以上两种中心距情况下的两对节圆半径的比值是否相等,为什么?9-2在齿轮强度计算中的主要参数:z、加、缁应如何选择?在闭式软齿面圆柱齿轮传动 设计时,为什么在满足弯曲强度条件下,齿数zi尽可能取多一些为好?9-3 一对标准直齿圆柱齿轮传动,其参数zn=3mm, zi=20, Z2=80。问:1)若改取机=4mm,当z、b、材料及硬度、传递功率及转速均不变时,齿根弯曲疲 劳强度和齿面接触疲劳强度有什么变化?2)若改取a=2mm, zi=30, Z2=120,其余条件不变
7、时,齿根弯曲疲劳强度与齿面接 触疲劳强度有何变化?9-4在讨论题9-4图所示的展开式二级斜齿圆柱齿轮传动中,已知:高速级齿轮齿数 zi=44, Z2=94,模数冽ni=2.5mm。低速级齿轮齿数 Z3=43, Z4=95,模数wnii=3.5mm, 分度圆螺旋角为二9。421输出功率Pni=23.4kW,输出轴转速ni=309r/min。齿轮啮合 效率77尸0.98,滚动轴承效率42=0.99。试求:1)高速级大齿轮轮齿的旋向(使中间轴上的轴承所受的轴向力较小);2)高速级斜齿轮分度圆螺旋角及为多少度时,中间轴上的轴向力完全抵消;3)各轴转向及所受扭矩;4)齿轮各啮合点作用力的方向和大小(各用
8、三个分力即圆周力E、径向力居及轴向 力居表示)。pn讨论题9-4图9-5某运输机传动系统简图如讨论题9-5图所示,高速级为带传动,第二级和低速级均为 闭式标准直齿圆柱齿轮传动,初步设计其主要参数如图示,如两小齿轮材质、硬度 相同,两大齿轮的材质、硬度相同,两对齿轮的宽度也相同,试分析说明这两级齿 轮传动设计是否合理?为什么?讨论题9-5图思考题及习题9-1已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,0=20。,居=1, m=4mm, zi=18, Z2=41。 试求:两轮的几何尺寸尸,为,不心和标准中心距。,以及重合度为。9-2设计一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动,其基本参数为:zi=
9、21, Z2=51, 2n=4mm,出=20,福=1, c;=0.25, #=20,齿宽 Z?=30mm。试求:1)法面齿距Pn和端面齿距”;2)当量齿数Zvi和Zv2;3)中心距。;4)重合度与。9-3 一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动,其齿数2尸23, Z2=53, mn=6mm,%=20。,/ian-1 c;=0.25, a=236mm, b=25mm。试求:1)分度圆螺旋角屏口两轮分度圆直径,必;2)两轮齿顶圆直径41、da2,齿根圆直径而、如和基圆直径公1、心;3)当量齿数Zvi、Zv2;4)重合度7=a+印。9-4齿轮传动应满足的基本要求是什么?渐开线是怎样形成的?它具有
10、哪些重要性质? 渐开线齿轮能否满足齿廓啮合基本定律?为什么?9-5节圆与分度圆、压力角与啮合角有何区别?在什么条件下分度圆与节圆重合?在什 么条件下压力角与啮合角相等?9-6渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件是什么?9-7何谓根切现象?根切对齿轮会带来什么影响?标准渐开线直齿圆柱齿轮不产生根切 的最小齿数是多少?9-8若已知一对标准直齿圆柱齿轮传动。其齿数zi=25, Z2=100,加=4mm,试确定这对齿 轮的di、ch.、dai、42、dn、比及其中心距a。9-9与带传动、链传动相比较,齿轮传动的主要优点和缺点有哪些?9-10试分析齿轮轮齿的主要失效形式及产生的原因,开式、闭式齿轮传动设计
11、准则有何 不同?9-11齿轮材料选择的原则是什么?常用哪些材料及热处理方法?软、硬齿面齿轮的区分 根据是什么?9-12齿轮强度计算时为什么要引入载荷系数K?它由哪几部分组成?其中各系数的含义 是什么?各与哪些因素有关?9-13试分析、比较直齿、斜齿圆柱齿轮传动及圆锥齿轮传动的受力情况(要求从力的三 要素进行分析、比较)。9-14从齿轮轮齿失效情况得出了哪些承载能力计算依据?其理论基础(即原始公式)是 什么?各自针对哪种失效形式?9-15影响齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的因素有哪些?主要原因是什 么?是怎样影响的?9-16试述齿形系数的物理意义。齿形系数与哪些因素有关?为什么齿形系数与
12、模数无 关?同一齿数的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的齿形系数值是否相同? 9-17 一对斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮传动正确啮合的条件是什么?它们与直齿圆柱齿轮 传动相比较,在强度计算中有何异同?9-18设计齿轮传动时,下列参数中哪些值应圆整成标准值?哪些应圆整成整数?哪些值 不能圆整?mn z、Zv、5、力、d (分度圆直径)、&、a、b。9-19如题9-19图所示为一对直齿圆锥齿轮传动,已知:m=3mm, zi=24, Z2=48,25mm, 小锥齿轮传递的功率尸i=2kW, k160r/min。试求齿轮啮合点作用力的方向及大小 (各用三个分力表示)。9-20专用铳床的主传动直齿圆柱齿轮
13、传动。已知Pi=7.5kW,八i=1450r/min, z=26, z2=54, 要求寿命12000h,齿轮对轴承为不对称布置,试设计计算该齿轮传动。9-21如题9-21图所示的带式运输机传动装置。已知输入功率Pi=llkW,转速%=970r/min, 减速器高速级采用斜齿圆柱齿轮传动,传动比zi=4.8,低速级采用直齿圆柱齿轮传 动,传动比,2=3.8,使用寿命为10年,单班制工作,单向传动,要求设计: 1)低速级直齿圆柱齿轮传动。2)高速级斜齿圆柱齿轮传动。(注:不考虑效率)III题9-21图9-22试设计计算圆锥一圆柱齿轮减速器(见题9-22图)中的高速级直齿圆锥齿轮和低速 级斜齿圆柱齿
14、轮传动。已知电动机输入功率尸=4kW,高速级传动比ii=4,低速级传 动比h=5, i=960r/min,要求使用寿命10年,单班制工作,工作载荷基本平稳, 单向运转。(注:不考虑效率)IllIlln题9-22图9-23按第三篇例1带式运输机传动方案I设计:1)单级直齿圆柱齿轮传动;2)单级斜齿圆柱齿轮传动已知单级圆柱齿轮减速器输入功率Pi=10.45kW,输入转速i=695.2r/min,,=4, 一般 用途,使用时间10年(每年工作250天),单向运转,双班制连续工作。题9-19图题9-21图题9-22图第十章蜗杆传动讨论题10-1判断如讨论题10-1图所示蜗杆传动中蜗轮的转向,并分别在啮
15、合点处画出作用于蜗杆及蜗轮上的三个分力E、凡、K的方向。如改变图中蜗杆的回转方向,这时蜗杆、蜗轮上的三个分力又如何表示?蜗轮上的三个分力又如何表示?讨论题10-1图10-2如讨论题10-2图所示为二级蜗杆传动。已知蜗杆1为右旋,轴I为输入轴,转向如图。轴HI为输出轴。试在图上画出:1)考虑H轴上所受轴向力能抵消一部分,定出蜗杆3和蜗轮2、4齿的旋向;II轴和HI轴的转向;3)蜗轮2和蜗杆3齿上的三个分力(R、居、Fr)的方向。III讨论题10-2图10-3影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些?导程角渊大小对效率有何影响?思考题及习题10-1蜗杆传动有哪些主要类型?各有何特点?适用于何种场合?10-
16、2阿基米德蜗杆传动为何以中间平面的轴向模数和压力角为标准值?阿基米德蜗杆 传动正确啮合的条件是什么?10-3对于蜗杆传动,下面三式有无错误?为什么?1) i=a)/afi=n/nzilz=djd ;a=(d+d2)/2=m(z+z2)/2;Ft2=20007W2=20007W2;10-4什么叫蜗杆直径系数?它与哪些因素有关?为什么要规定蜗杆分度圆直径为标准 值?10-5蜗杆传动有哪些失效形式?它对材料选择有何影响?蜗杆、蜗轮的材料如何选择? 10-6蜗轮材料为锡青铜和为铸铁或无锡青铜时,其承载能力分别取决于什么?为什么? 10-7闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算?如热平衡不能满足要求时,应采
17、用什么措 施?10-8 一单级普通圆柱蜗杆减速器,传递功率P=7.5kW,传动效率为0.82,散热面积 A=1.2m2,散热系数Ks=10W/m2.,环境温度/。=20。问该减速器能否连续工作?10-9如题10-9图所示的蜗杆传动中,已知蜗杆回转方向如箭头所示。1)确定蜗轮的回转方向;2)确定蜗轮轮齿的螺旋方向;3)在图上画出蜗杆、蜗轮轮齿上的力 3、居及居);4)如回转方向改变,各力之间的关系如何?以图示之。题10-9图10-10设计用于带式运输机的单级蜗杆传动。已知蜗轮需传递转矩T2=800N.m,蜗杆转 速i=1460r/min,传动比i=20,工作载荷稳定,单向连续运转。要求润滑情况良
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