第一篇：機械設(shè)計基礎(chǔ)課后習(xí)題答案 第12章

12-1解 ：從例 12-1已知的數(shù)據(jù)有：，，，中心距，因此可以求得有關(guān)的幾何尺寸如下：

蝸輪的分度圓直徑：

蝸輪和蝸桿的齒頂高：

蝸輪和蝸桿的齒根高：

蝸桿齒頂圓直徑：

蝸輪喉圓直徑：

蝸桿齒根圓直徑：

蝸輪齒根圓直徑：

蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：

徑向間隙：

12-2

圖12.3 解 ：（1）從圖示看，這是一個左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指，大拇指，可以

得到從主視圖上看，蝸輪順時針旋轉(zhuǎn)。（見圖12.3）

（2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為

蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：

蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：

蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：

各力的方向如圖 12-3所示。

12-3

圖 12.4

解 ：（1）先用箭頭法標(biāo)志出各輪的轉(zhuǎn)向，如圖12.5所示。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判 斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向為順時針，如圖12.5所示。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)

向，用手握法可以判定蝸桿螺旋線為右旋。

（2）各輪軸軸向力方向如圖12.5所示。

12-4解 ：（1）根據(jù)材料確定許用應(yīng)力。

由于蝸桿選用，表面淬火，可估計蝸桿表面硬度。根據(jù)表12-4，（2）選擇蝸桿頭數(shù)。

傳動比，查表12-2，選取，則

（3）確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩

取，傳動效率

（4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑

按齒面接觸強度計算

由表 12-1 查得，。

（5）確定中心距

（6）確定幾何尺寸

蝸輪的分度圓直徑：

蝸輪和蝸桿的齒頂高：

蝸輪和蝸桿的齒根高：

蝸桿齒頂圓直徑：

蝸輪喉圓直徑：

蝸桿齒根圓直徑：

蝸輪齒根圓直徑：

蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：

徑向間隙：

（7）計算滑動速度。

符合表 12-4給出的使用滑動速度

（說明：此題答案不唯一，只要是按基本設(shè)計步驟，滿足設(shè)計條件的答案，均算正確。）

12-5解 ：一年按照 300天計算，設(shè)每千瓦小時電價為 此

元。依題意損耗效率為，因用于損耗的費用為：

12-6解（1）重物上升，卷筒轉(zhuǎn)的圈數(shù)為： 轉(zhuǎn)；

由于卷筒和蝸輪相聯(lián)，也即蝸輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)為 圈；因此蝸桿轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)為：

轉(zhuǎn)。

（2）該蝸桿傳動的蝸桿的導(dǎo)程角為：

而當(dāng)量摩擦角為

比較可見，因此該機構(gòu)能自鎖。

（3）手搖轉(zhuǎn)臂做了輸入功，等于輸出功和摩擦損耗功二者之和。

輸出功

焦耳；

依題意本題摩擦損耗就是蝸輪蝸桿嚙合損耗，因此嚙合時的傳動效率

則輸入功應(yīng)為

焦耳。

由于蝸桿轉(zhuǎn)了 轉(zhuǎn)，因此應(yīng)有：

即：

可得：

圖 12.6 12-7解 蝸輪的分度圓直徑：

蝸輪和蝸桿的齒頂高：

蝸輪和蝸桿的齒根高：

蝸桿齒頂圓直徑：

蝸輪喉圓直徑：

蝸桿齒根圓直徑：

蝸輪齒根圓直徑：

蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距： 徑向間隙：

圖 12.7 12-8解，取，則

則油溫，小于，滿足使用要求。

第二篇：《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課后習(xí)題答案

模塊 八

一、填空

1、帶傳動的失效形式有 打滑 和 疲勞破壞。

2、傳動帶中的的工作應(yīng)力包括 拉應(yīng)力、離心應(yīng)力 和 彎曲應(yīng)力。

3、單根V帶在載荷平穩(wěn)、包角為180°、且為特定帶長的條件下所能傳遞的額定功率P0主要與 帶型號、小輪直徑 和 小輪轉(zhuǎn)速 有關(guān)。

4、在設(shè)計V帶傳動時，V帶的型號根據(jù) 傳遞功率 和 小輪轉(zhuǎn)速 選取。

5、限制小帶輪的最小直徑是為了保證帶中 彎曲應(yīng)力 不致過大。

6、V帶傳動中，限制帶的根數(shù) Z≤Zmax，是為了保證 每根V帶受力均勻（避免受力不均）。

7、V帶傳動中，帶繞過主動輪時發(fā)生 帶滯后于帶輪 的彈性滑動。

8、帶傳動常見的張緊裝置有 定期張緊裝置、自動張緊裝置 和張緊輪等幾種。

9、V帶兩工作面的夾角?為 40°，V帶輪的槽形角?應(yīng) 小于?角。

10、鏈傳動和V帶傳動相比，在工況相同的條件下，作用在軸上的壓軸力 較小，其原因是鏈傳動不需要 初拉力。

11、鏈傳動張緊的目的是 調(diào)整松邊鏈條的懸垂量。采用張緊輪張緊時，張緊輪應(yīng)布置在松 邊，靠近小輪，從外向里張緊。

二、選擇

1、平帶、V帶傳動主要依靠（D）來傳遞運動和動力。

A．帶的緊邊拉力；B．帶的松邊拉力；C．帶的預(yù)緊力；D．帶和帶輪接觸面間的摩擦力。

2、在初拉力相同的條件下，V帶比平帶能傳遞較大的功率，是因為V帶（C）。A．強度高；B．尺寸??；C．有楔形增壓作用；D．沒有接頭。

3、帶傳動正常工作時不能保證準(zhǔn)確的傳動比，是因為（D）。A．帶的材料不符合虎克定律；B．帶容易變形和磨損； C．帶在帶輪上打滑；D．帶的彈性滑動。

4、帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑動，是因為（B）。A．帶的初拉力不夠；B．帶的緊邊和松邊拉力不等； C．帶繞過帶輪時有離心力；D．帶和帶輪間摩擦力不夠。

5、帶傳動發(fā)生打滑總是（A）。

A．在小輪上先開始；B．在大輪上先開始；C．在兩輪上同時開始；D不定在哪輪先開始。

6、帶傳動中，v1為主動輪的圓周速度，v2為從動輪的圓周速度，v為帶速，這些速度之間存在的關(guān)系是（B）。

A．v1 = v2 = v ；B．v1 ＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2。

7、一增速帶傳動，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在帶（D）處。

A．進入主動輪；B．進入從動輪；C．退出主動輪；D．退出從動輪。

8、用（C）提高帶傳動傳遞的功率是不合適的。A．適當(dāng)增加初拉力F0 ；B．增大中心距a ；

C．增加帶輪表面粗糙度；D．增大小帶輪基準(zhǔn)直徑dd ；

9、V帶傳動設(shè)計中，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑的依據(jù)是（A）。A．帶的型號；B．帶的速度；C．主動輪轉(zhuǎn)速；D．傳動比。

10、帶傳動采用張緊裝置的目的是（D）。A．減輕帶的彈性滑動；B．提高帶的壽命； C．改變帶的運動方向；D．調(diào)節(jié)帶的初拉力。

11、確定單根V帶許用功率P0的前提條件是（C）。A．保證帶不打滑；B．保證帶不打滑，不彈性滑動； C．保證帶不打滑，不疲勞破壞；D．保證帶不疲勞破壞。

12、設(shè)計帶傳動的基本原則是：保證帶在一定的工作期限內(nèi)（D）。A．不發(fā)生彈性滑動；B．不發(fā)生打滑；

C．不發(fā)生疲勞破壞；D．既不打滑，又不疲勞破壞。

13、設(shè)計V帶傳動時，發(fā)現(xiàn)帶的根數(shù)過多，可采用（A）來解決。

A．換用更大截面型號的V帶；B．增大傳動比；C．增大中心距；D．減小帶輪直徑。

14、與齒輪傳動相比，帶傳動的優(yōu)點是（A）。

A．能過載保護；B．承載能力大；C．傳動效率高；D．使用壽命長。

15、設(shè)計V帶傳動時，選取V帶的型號主要取決于（C）。

A．帶的緊邊拉力 ；B．帶的松邊拉力；C．傳遞的功率和小輪轉(zhuǎn)速；D．帶的線速度。

16、兩帶輪直徑一定時，減小中心距將引起（B）。A．帶的彈性滑動加?。籅．小帶輪包角減小； C．帶的工作噪聲增大；D．帶傳動效率降低。

17、帶的中心距過大時，會導(dǎo)致（D）。A．帶的壽命縮短；B．帶的彈性滑動加劇； C．帶的工作噪聲增大；D．帶在工作中發(fā)生顫動。

18、V帶輪是采用實心式、輪輻式或腹板式，主要取決于（C）。

A．傳遞的功率；B．帶的橫截面尺寸；C．帶輪的直徑；D．帶輪的線速度。

19、與齒輪傳動相比，鏈傳動的優(yōu)點是（D）。

A．傳動效率高；B．工作平穩(wěn)，無噪聲；C．承載能力大；D．傳動的中心距大，距離遠。20、鏈傳動張緊的目的主要是（C）。A．同帶傳動一樣；B．提高鏈傳動工作能力； C．避免松邊垂度過大；D．增大小鏈輪包角。

21、鏈傳動的張緊輪應(yīng)裝在（A）。

A．靠近小輪的松邊上；B．靠近小輪的緊邊上； C．靠近大輪的松邊上；D．靠近大輪的緊邊上。

22、鏈傳動不適合用于高速傳動的主要原因是（B）。

A．鏈條的質(zhì)量大；B．動載荷大；C．容易脫鏈；D．容易磨損。

23、鏈條因為靜強度不夠而被拉斷的現(xiàn)象，多發(fā)生在（A）的情況下。A．低速重載；B．高速重載；C．高速輕載；D．低速輕載。

三、簡答

1、在多根V帶傳動中，當(dāng)一根帶失效時，為什么全部帶都要更換？

答：在多根V帶傳動中，當(dāng)一根帶失效時，為什么全部帶都要更換？新V帶和舊V帶長度不等，當(dāng)新舊V帶一起使用時，會出現(xiàn)受力不均現(xiàn)象。舊V帶因長度大而受力較小或不受力，新V帶因長度較小受力大，也會很快失效。

2、為什么普通車床的第一級傳動采用帶傳動，而主軸與絲杠之間的傳動鏈中不能采用帶傳動？

答：帶傳動適用于中心距較大傳動，且具有緩沖、吸振及過載打滑的特點，能保護其他傳動件，適合普通機床的第一級傳動要求；又帶傳動存在彈性滑動，傳動比不準(zhǔn)，不適合傳動比要求嚴(yán)格的傳動，而機床的主軸與絲杠間要求有很高的精度，不能采用帶傳動。

3、為什么帶傳動的中心距都設(shè)計成可調(diào)的？

答：因為帶在工作過程中受變化的拉力，其長度會逐漸增加，使初拉力減小。因此需要經(jīng)常調(diào)整中心距，以調(diào)整帶的初拉力。因此便將中心距設(shè)計成可調(diào)的。

四、分析與計算

1、如圖所示為一兩級變速裝置，如果原動機的轉(zhuǎn)速和工作機的輸出功率不變，應(yīng)按哪一種速度來設(shè)計帶傳動？為什么？

題8-4-1圖

解：帶傳動應(yīng)按照減速傳動要求進行設(shè)計，因為應(yīng)該按照傳遞有效圓周力最大的工況設(shè)計帶傳動，而減速傳動時傳遞的有效圓周力比增速傳動時大。

根據(jù)： v??n1d160 和 Fe?P v當(dāng)帶傳動傳遞的功率不變，帶速越小，傳遞的有效圓周力就越大。當(dāng)原動機轉(zhuǎn)速不變時，帶速取決于主動輪直徑。主動輪直徑越小，帶速越低。綜上，按按照減速傳動要求進行設(shè)計。

2、已知：V帶傳遞的實際功率P = 7 kW，帶速 v=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，試求有效圓周力Fe 和緊邊拉力F1。

解：根據(jù)：

得到： P?Fe?v

Fe?P7000??700 N v10聯(lián)立： ?Fe?F1?F2?700 ?F?2F2?1解得： F2?700N，F(xiàn)1?1400N

3、已知：V帶傳動所傳遞的功率P = 7.5 kW，帶速 v=10m/s，現(xiàn)測得初拉力F0 = 1125N，試求緊邊拉力F1和松邊拉力F2。

解：Fe?P7500??750 N v10Fe750?1125??1500 N 22Fe750?1125??750 N 22F1?F0?F2?F0?

第三篇：機械設(shè)計基礎(chǔ)課后習(xí)題與答案

機械設(shè)計基礎(chǔ)

1-5至1-12 指出（題1-5圖~1-12圖）機構(gòu)運動簡圖中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，計算各機構(gòu)的自由度，并判斷是否具有確定的運動。

1-5 解 F=3n?2PL?PH=3?6?2?8?1=1 1-6 解F=3n?2PL?PH=3?8?2?11?1=1 1-7 解F=3n?2PL?PH=3?8?2?11?0=2 1-8 解F=3n?2PL?PH=3?6?2?8?1=1 1-9 解F=3n?2PL?PH=3?4?2?4?2=2 1-10 解F=3n?2PL?PH=3?9?2?12?2=1 1-11 解F=3n?2PL?PH=3?4?2?4?2=2 1-12 解F=3n?2PL?PH=3?3?2?3?0=3

2-1 試根據(jù)題2-1圖所標(biāo)注的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機構(gòu)是曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)還是雙搖桿機構(gòu)。

題2-1圖 答 : a）40?110?150?70?90?160，且最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。

b）45?120?165?100?70?170，且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。

c）60?100?160?70?62?132，不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機構(gòu)。

d）50?100?150?100?90?190，且最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。

2-3 畫出題2-3圖所示個機構(gòu)的傳動角和壓力角。圖中標(biāo)注箭頭的構(gòu)件為原動件。

題2-3圖

解：

2-5 設(shè)計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)，如題2-5圖所示，要求踏板CD在水平位置上下各擺10度，且lCD?500mm，lAD?1000mm。（1）試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’計算此機構(gòu)的最小傳動角。

題2-5圖

解 :（1）由題意踏板CD在水平位置上下擺動10?，就是曲柄搖桿機構(gòu)中搖桿的極限位置，此時曲柄與連桿處于兩次共線位置。取適當(dāng)比例 圖 尺，作出兩次極限位置AB1C1D和。由圖量得：AC1?1037mm，AC2?1193mm。

AB2C2D（見圖2.17）解得 ：

l1?l2?12121212?AC2?AC2?AC1??AC1??1193?1193?1037?1037??78mm ??1115mm

由已知和上步求解可知：

l1?78mm，l2?1115mm，l3?500mm，l4?1000mm

（2）因最小傳動角位于曲柄與機架兩次共線位置，因此取??0和??180?代入公式（2-6）計算可得：

cos?BCD??l2?l3?l1?l4?2l1l4cos?2l2l322222

=11152?500?78?100022?2?78?1000cos0?2?1115?500=0.5768 ?BCD?54.77?

或：

cos?BCD?l2?l3?l1?l4?2l1l4cos?2l2l32222 =11152?5002?78?100022?2?78?1000cos180?2?1115?500=0.2970 ?BCD?72.72?

代入公式（2-6）′，可知?min??BCD?54.77?

3-1 題3-1圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標(biāo)注推程運動角?。

題3-1圖

解

題3-1解圖

如圖 3.10所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過B點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在B點接觸時，導(dǎo)路的方向線。推程運動角?如圖所示。

3-2 題3-2圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪是一個以C為圓心的圓盤，試求輪廓上D點與尖頂接觸時的壓力角，并作圖表示。

題3-2圖

解：

如圖 3.12所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過D點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在D點接觸時，導(dǎo)路的方向線。凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角? 如圖所示。

3-4 設(shè)計題3-4圖所示偏置直動滾子從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度順時針方向回轉(zhuǎn)，偏距e=10mm，凸輪基圓半徑r0?60mm，滾子半徑rT?10mm，從動件的升程及運動規(guī)律與3-3相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。

題3-4圖

根據(jù) 3-3題解作圖如圖3-15所示。根據(jù)(3.1)式可知，ds2d?1取最大，同時s2取最小時，凸輪機構(gòu)的壓力角最大。從圖3-15可知，這點可能在推程段的開始處或在推程的中點處。由圖量得在推程的開始處凸輪機構(gòu)的壓力角最大，此時?max?9.6?＜[?]=30°。

4-2 已知一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距a=160mm，齒數(shù)z1?20，z2?60，求模數(shù)和分度圓直徑。

解 由a?12m(z1?z2)可得模數(shù)m?2az1?z2 ?2?16020?60=4mm

分度圓直徑d1?mz1?4?20?80mm，d2?mz2?4?60?240mm

4-3 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)z=25，齒頂圓直徑da?135mm，求齒輪的模數(shù)。

?解 由da=d+2ha=mz+2ham=mz+2m 得 m?da(z?2)=135(25?2)=5mm

4-4 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪??20?，m=5mm，z=40，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。

解

分度圓半徑 r?mz2?5?402?100mm

分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑 ??r?rb??221002?93.972=34.2mm

分度圓上漸開線齒廓的壓力角

??20

?

基圓半徑

rb?rcos??100?cos20?93.97mm

基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為 0；壓力角為0?。

?

齒頂圓半徑ra?r?ham?100?5?105mm

齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑 ?a?ra?rb?rbra221052?93.972?46.85mm

?

齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角 ?a?arccos?arccos93.97105?26.5

4-9 試根據(jù)漸開線特性說明一對模數(shù)相等、壓力角相等，但齒數(shù)不相等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其分度圓齒厚、齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚是否相等，哪一個較大？

解 模數(shù)相等、壓力角相等的兩個齒輪，分度圓齒厚s??m2相等。但是齒數(shù)多的齒輪分度圓直徑大，所以基圓直徑就大。根據(jù)漸開線的性質(zhì)，漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓小，則漸開線曲率大,基圓大，則漸開線越趨于平直。因此，齒數(shù)多的齒輪與齒數(shù)少的齒輪相比，齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚均為大值。

5-1 在題5-1圖所示雙級渦輪傳動中，已知右旋蝸桿I的轉(zhuǎn)向如圖所示，試判斷渦輪2與渦輪3的轉(zhuǎn)向，用箭頭表示。

題5-1圖

解：

5-2 在題5-2圖所示輪系中，已知，z5?60,z5??30z1?15,z2?25,z2??15,z3?30,z3??15,z4?30,z4??2（右旋）（m=4mm），若n1?500rmin，求齒條6的線速度v的大小和方向。

題5-2圖

解： 這是一個定軸輪系，依題意有： i15?z2z3z4z5z1zzz/2/3/4?25?30?30?6015?15?15?2?200，n5?n1i15?500200?2.5r/min

齒條 6 的線速度和齒輪 5′分度圓上的線速度相等；而齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)速和齒輪 5 的轉(zhuǎn)速相等，因此有： v1?v5?/n5/?r5/30?n5/?mz5/30?2?2.5?3.14?4?2030?2?10.5mm/s

通過箭頭法判斷得到齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)向順時針，齒條 6 方向水平向右。

5-4 在題5-4圖所示行星減速裝置中，已知z1?z2?17，z3?51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過90度時，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少角度？

題5-4圖

n1HH

解： 從圖上分析這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件 H為行星架。則有：iH13?n3?n1?nHn3?nH??z3z1??5117??3

?n3?0，?n1nH?1?3?4，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過90，即n1?90時，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度nH???904??方向與手柄方向相同。

?22.5，5-8 在題5-8圖所示錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為z1?20、z2?30、z2??50、z3?80，n1?50rmin，求nH的大小及方向。

題5-8圖

解： 這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，H為行星架。iH13?n1nHH3?n1?nHn3?nH??z2z3z1z2/??30?8020?50??2.4

?n3?0,n1?50r/min，?50?nH0?nH??2.4，?nH?14.7r/min，nH與 n1方向相同

5-9 在題5-9圖所示差動輪系中，已知各輪的齒數(shù)z1?30、z2?

25、z2??20、z3?75，齒輪I的轉(zhuǎn)速為200rmin（箭頭向上），齒輪3的轉(zhuǎn)速為50rmin（箭頭向下），求行星架轉(zhuǎn)速nH的大小及方向。

題5-9圖 解： 這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，H為行星架。

iH13?n1nHH3?n1?nHn3?nH??z2z3z1z2??25?7530?20??3.125

∵設(shè)齒輪 1方向為正，則n1=200rmin，n3=-50rmin ∴ nH=10.61rmin，nH與 n1方向相同。

200?nH?50?nH=?3.125∴

10-2 試計算M20、M20X1.5螺紋的升角，并指出哪種螺紋的自鎖性較好。

解 由教材表10-

1、表10-2查得

M20，粗牙，螺距P?2.5mm，中徑d2?18.376mm

螺紋升角??arctgP?arctg2.53.14?18.376?2.48

??d

2M20?1.5，細牙，螺距P?1.5mm，中徑d2?d?1?0.026?19.026mm

螺紋升角??arctgP?arctg1.53.14?19.026?1.44

??d2對于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細牙螺紋中，細牙螺紋的升角較小，更易實現(xiàn)自鎖。

11-7 設(shè)斜齒圓柱齒輪傳動方向及螺旋線方向如題11-7圖所示，試分別畫出輪1為主動輪時和輪2為主動輪時軸向力Fa1和Fa2的方向。

輪1主動時

輪2主動時 題11-7圖

輪1為主動 輪2為主動時

題11-7解圖

11-8 在題11-7圖中，當(dāng)輪2為主動時，試畫出作用在輪2上的圓周力Ft2、軸向力Fa2、和徑向力Fr2的作用線和方向。

解 見題11-8解圖。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向Fa2；徑向力Fr2總是指向其轉(zhuǎn)動中心；圓向力Ft2的方向與其運動方向相反。

題11-8解圖

11-9 設(shè)兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如題11-9圖所示，試問：1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，2）低速級螺旋角?應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。

題11-9圖 解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。

（2）由題圖可知：mn2?3mm、z2?

51、?2?15?、mn3?5mm、z3?17 分度圓直徑d?mnzcos? 軸向力Fa?2T2dtan??2T2mnzsin?

要使軸向力互相抵消，則：Fa2?Fa3 即

2T2mn2z2?sin?2?2T2mn3z3sin?

3?3?arcsinmn3z3mn2z2sin?2?arcsin5?173?51sin15?8.3?818

??/12-1 計算例12-1的蝸桿和渦輪的幾何尺寸。

解 ：從例 12-1已知的數(shù)據(jù)有： m?4mm，d1?40mm，q?10，z1?2，z2?39，???11.3099，中心距a?98mm，因此可以求得有關(guān)的幾何尺寸如下：

蝸輪的分度圓直徑： d2?mz2?4?39?156mm 蝸輪和蝸桿的齒頂高：ha?m?4mm

蝸輪和蝸桿的齒根高：hf?1.2m?1.2?4mm?4.8mm

蝸桿齒頂圓直徑： da1?m?q?2??4??10?2??48mm 蝸輪喉圓直徑：da2?m?z2?2??4??39?2??164mm

蝸桿齒根圓直徑：df1?m?q?2.4??4??10?2.4??30.4mm

蝸輪齒根圓直徑：df2?m?z2?2.4??4??39?2.4??146.4mm

蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：Pa1?Pt2?Px??m?3.14?4?12.56mm

徑向間隙：c?0.2m?0.2?4?0.8mm

12-2 如題12-2所示，蝸桿主動，T1?20N.m，m=4mm，z1?2，d1?50mm，渦輪齒數(shù)z2?50，傳動的嚙合效率??0.75。試確定：（1）渦輪的轉(zhuǎn)向；（2）蝸桿與渦輪上的作用力的大小和方向。

題12-2圖

解 ：（1）從圖示看，這是一個左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指 w1，大拇指w2，可以得到從主視圖上看，蝸輪順時針旋轉(zhuǎn)。

（2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為

T2?T1i??T1?z2z1?20?0.75?502?375N.m

蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：

Ft1?Fa2?2T1d1?2?20/50?10??32??800N

蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：

Fa1?Ft2?2T2d2?2?375/4?50?10??32??3750N

蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：

Fr1?Fr2?Ft2tan??3750?tan20?1364.89N

?12-3如題12-3所示為蝸桿傳動和錐齒輪傳動的組合，已知輸出軸上的錐齒輪z4的轉(zhuǎn)向n，（1）欲使中間軸上的軸向力能部分抵消，試確定蝸桿傳動的螺旋線方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向；（2）在圖中標(biāo)出各輪軸向力的方向。

題12-3圖 解 ：（1）先用箭頭法標(biāo)志出各輪的轉(zhuǎn)向，如圖12.5所示。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向為順時針，如圖12.5所示。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)向，用手握法可以判定蝸桿螺旋線為右旋。（2）各輪軸軸向力方向如圖12.5所示。

13-1 一平帶傳動，已知兩帶輪直徑分別為150mm和400mm，中心距為1000mm，小輪主動、轉(zhuǎn)速為1460rmin。試求（1）小輪包角;（2）帶的幾何長度；（3）不考慮帶傳動的彈性滑動時彈性滑動時大輪的轉(zhuǎn)速；（4）滑動率??0.015時大輪的實際轉(zhuǎn)速。

解（1）cos?2?d2?d12a?400?1502?1000?0.125，??165.63?2.89rad

?（2）L?2a?=2879.13mm ?2?d1?d2???d2?d1?24a?2?1000??2?150?400???400?150?24?1000

（3）不考慮帶的彈性滑動時，n1n2?d2d1

n2?d1n1d2?150?1460400?547.5r/min

（4）滑動率??0.015時，d1n1?1???d2n1n2?d2d1?1???

n2??150?1460??1?0.015400??539.29r/min

13-2 題13-1中。若傳遞功率為5KW，帶與鑄鐵帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.3。所用平帶每米長的質(zhì)量q=0.35kg/m。試求（1）帶的緊邊、松邊拉力；（2）此帶傳動所需的初拉力；（3）作用在軸上的壓力。

題13-1圖

解（1）F?1000Pv?1000P60P?106?d1n160?1000??d1n1?60?5?106??1460?150?436.26N ef??e0.3?2.89?2.38

F1?FF2?Feef?f??11?436.26?2.382.38?112.38?1?752.39N

ef??112?436.26?12?316.13N

（2）F0??F1?F2???12?752.39?316.13??534.26N

165.632?（3）FQ?2F0sin?2?532sin?1060.13N

14-1 在題14-1圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸，是心軸、轉(zhuǎn)軸、還是傳動軸？

題14-1圖

解 I 為傳動軸，II、IV 為轉(zhuǎn)軸，III 為心軸。

14-6 已知一單級直齒圓柱齒輪減速器，用電動機直拖動，電動機功率P=22KW，轉(zhuǎn)速n1?1470rmin，齒輪的模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1?

18、z2?82，若支承間跨距l(xiāng)=180mm（齒輪位于跨距中央），軸的材料用45號鋼調(diào)質(zhì)，試計算輸出軸危險截面處的直徑d。

解 T1?9.55?10Fr?Fttan??Frl46pn=9.55?10?62200014708?1.429?10N/m

82T1mZ1tan??2?1.429?104?18?1000tan20?1445N

?M??21445?0.184?65.025N?m

Me?M???T1??265.025?10?0.6?1.429?1026?52?=107.609?10N?mm

3d?3Me0.1???1b??31.0761?100.1?605?26.17583mm 故d?28mm

16-1 說明下列型號軸承的類型、尺寸系列、結(jié)構(gòu)特點、公差等級及其適用場合。6005，N209/P6，7207C，30209/P5。

解 由手冊查得

6005 深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑d?25mm，普通精度等級（0級）。主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷；可用于高速傳動。

N209/P6 圓柱滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d?45mm，6級精度。只能承受徑向載荷，適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴(yán)格對中的場合，其徑向尺寸輕緊湊。

7207C角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑 d?35mm，接觸角??15?,鋼板沖壓保持架，普通精度等級。既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷，適用于高速無沖擊, 一般成對使用，對稱布置。

30209/P5 圓錐滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d?45mm，5級精度。能同時承受徑向載荷和軸向載荷。適用于剛性大和軸承孔能嚴(yán)格對中之處，成對使用，對稱布置。

16-6 根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如題16-6圖所示。已知兩個軸承的載荷分別為Fr1?1470N，F(xiàn)r2?2650N，外加軸向力FA?1000N，軸頸d=40mm，轉(zhuǎn)速n?5000rmin，常溫下運轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預(yù)期壽命Lh?2000h，試選擇軸承的型號。

題16-6圖

解（1）按題意，外加軸向力FA已接近Fr1，暫選??25?的角接觸軸承類型70000AC。

（2）計算軸承的軸向載荷(解圖見16.4b)由教材表 16-13查得，軸承的內(nèi)部派生軸向力

/F1?0.68Fr1?0.68?1470?1000N，方向向左

F2?0.68Fr2?0.68?2650?1802N，方向向右 / 因FA?F2/?1000?1802?2802N?F1/?1000N，軸承 1被壓緊Fa1?FA?F2/?1000?1802?2802N

軸承 2被放松Fa2?F2/?1802N（3）計算當(dāng)量動載荷

查教材表 16-12，e?0.68 Fa1Fr1Fa2Fr2?2802***0?1.91?e，查表16-12得 X1?0.41，Y1?0.87

??0.68?e，查表16-12得 X2?1，Y2?0

P1?X1Fr1?Y1Fa1=0.41?1470?0.87?2802?3040N P2?X2Fr2?Y2Fa2=1?2650?0?1802?2650N

（3）計算所需的基本額定動載荷

查教材表 16-9，常溫下工作，ft?1；查教材表16-10，有中等沖擊，取fp?1.5；球軸承時，??3；并取軸承1的當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)

fpP?60n?/Cr?L?h?6ft?10?1?1.5?3040?60?5000???2000??6110??13?38.46KN

/

查手冊，根據(jù)Cr和軸頸d?40mm，選用角接觸球軸承7308AC合適（基本額定動載荷Cr?38.5KN）。

機械基礎(chǔ)

8.8 試?yán)L出如圖8.17所示平面機構(gòu)的運動簡圖。

圖8.17 8.9 試計算如圖8.18所示各運動鏈的自由度（若含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，應(yīng)明確指出），并判斷其能否成為機構(gòu)（圖中繪有箭頭的構(gòu)件為原動件）。

圖8.18 9.8 某鉸鏈四桿機構(gòu)各桿的長度如圖9.20所示，試問分別以a，b，c，d為機架時，將各得到什么類型的機構(gòu)？若將500改為560，又為何種機構(gòu)？

圖9.20 ?50?03?00

4且最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。解：a為機架

150?50?03?00

4且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。b為機架

?50?03?00

4且最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。c為機架

150?50?03?00

4且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。d為機架

150

若將500改為560時，150?560?300?400，不滿足桿長條件，因此無論哪個桿為機架，都是雙搖桿機構(gòu)。

9.9 在如圖9.21所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知lBC?50mm，lCD?35mm，lAD?30mm，AD為機架。試求：

1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，求lAB的最大值； 2）若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求lAB的最小值； 3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的數(shù)值。

圖9.21 解：1）因為機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，所以，AB桿為曲柄必為最短桿，有公式lAB?50?35?30得，lAB的最大值為15mm。

2）因為機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，所以，AD桿必為最短桿，有公式lAB?35?50?3，0lAB的最大值為45mm。

3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的數(shù)值。

10.3 凸輪機構(gòu)常用的4種從動件運動規(guī)律中，哪種運動規(guī)律有剛性沖擊？哪種運動規(guī)律有柔性沖擊？哪種運動規(guī)律沒有沖擊？如何來選擇從動件的運動規(guī)律？

答：剛性沖擊：等速運動。

柔性沖擊：等加速等減速運動規(guī)律；余弦加速度運動規(guī)律。沒有沖擊：正弦加速度運動規(guī)律。

可以根據(jù)機構(gòu)所承受的載荷以及運動速度來選擇。

10.8 如圖10.22所示為尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的運動線圖，但給出的運動線圖尚不完全，試在圖上補全各段的曲線，并指出哪些位置有剛性沖擊？那些位置有柔性沖擊？

圖10.22 11.21 圖11.32所示的傳動簡圖中，Ⅱ軸上裝有2個斜齒輪，試問如何合理的選擇齒輪的旋向？

圖11.32 答：根據(jù)Ⅱ軸上所受的軸向力為最小來選擇齒輪的旋向。

假如Ⅰ軸轉(zhuǎn)向為順時針，則Ⅱ軸齒輪的轉(zhuǎn)向為逆時針，Ⅱ軸的小斜齒輪假設(shè)軸向力向外，根據(jù)左手定則，小斜齒輪的旋向為左旋，同理，另一個大齒輪的旋向也是左旋。

11.22 試分析如圖11.33所示的蝸桿傳動中，蝸桿的轉(zhuǎn)動方向，并繪出蝸桿和渦輪嚙合點作用力的方向。

圖11.33 11.23 如圖11.34所示為一手搖蝸桿傳動裝置。已知傳動比i=50，傳動效率η=0.4，卷筒直徑D=0.6m。若作用手柄上的力F=200N，則它能夠提升的重量G是多少？

圖11.34

11.24 某斜齒圓柱齒輪傳動的中心距a=300mm，小齒輪的齒數(shù)Z1=40，傳動比i=2.7，試確定該對斜齒輪的模數(shù)m，螺旋角?及主要幾何尺寸。

?n=20°，mn=2mm，11.25 已知一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動齒數(shù)Z1=21，Z2=22，a=55mm。要求不用變位而湊中心距，這對斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少？

z2?56，12.1 某外圓磨床的進給機構(gòu)如圖12.18所示，已知各輪的齒數(shù)為z1?28，z3?38，z4?57，手輪與齒輪

1相固連，橫向絲桿與齒輪4相固連，其絲桿螺距為3mm，試求當(dāng)手輪轉(zhuǎn)動1/100轉(zhuǎn)時，砂輪架的橫向進給量S。

圖12.18 12.5 在如圖12.22所示的輪系中，已知齒數(shù)z1?120，z2?40，z3?20，z4?20。若n1?n4?120rmin，且n1與n4轉(zhuǎn)向相反，試求iH1。

圖12.22 15.1 軸的功用是什么？

答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)運動和動力的傳遞。15.2 試說明下列幾種軸材料的適用場合：Q235A，45,40Cr，20CrMnTi，QT600-2。答：Q235A用于載荷不大、轉(zhuǎn)速不高的一般不重要的軸。

45用于應(yīng)用于應(yīng)力集中敏感性小的場合，一般用于用途和較重要的軸。40Cr應(yīng)用于強度高而尺寸小、重量輕的重要的軸或特殊性能要求的軸。

20CrMnTi用于齒輪,軸類,活塞類零配件等.用于汽車,飛機各種特殊零件部位，良好的加工性,加工變形微小,抗疲勞性能相當(dāng)好。QT600-2應(yīng)用于制作形狀復(fù)雜的軸。

15.3 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？

答：因為低速軸的扭矩大 高速軸的扭矩小 所以低速軸要選擇粗一些。15.4 在軸的結(jié)構(gòu)工藝性來看，在作軸的設(shè)計時應(yīng)該注意哪些問題？ 答：（1）、軸上零件有準(zhǔn)確的位置和可靠的相對固定。（2）、良好的制造和安裝公益性。（3）、形狀、尺寸應(yīng)有利于減少應(yīng)力集中。15.5 如圖15.13所示為幾種軸上零件的軸向定位和固定方式，試指出其設(shè)計錯誤，并畫出改正圖。

16.1 滾動軸承一般由哪些基本元件組成？各有什么作用？

答：滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導(dǎo)滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。

16.5 試說明下列軸承代號的含義，并說明哪個軸承不能承受徑向載荷？

3308

6210

7200AC/P6 N409/P5

5307/P6 答：3308 3——圓錐滾子軸承

（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號 08——內(nèi)徑為40mm

6210 6——深溝球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm 7200AC/P6 7——角接觸球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 00——內(nèi)徑為10mm

AC——公稱接觸角α=25°

P6——軸承公差等級為6級

N409/P5

N——圓柱滾子軸承

（0）4——寬度系列為0,4為直徑系列代號 09——內(nèi)徑為45mm

P5——軸承公差等級為5級

5307/P6

5——推力球軸承

（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號 07——內(nèi)徑為35mm

P6——軸承公差等級為6級 5307/P6不能承受徑向載荷。

16.7 試說明滾動軸承的基本額定壽命、基本額定動載荷、當(dāng)量動載荷的意義。答：基本額定壽命：一批同樣的軸承，在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中百分之九十的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時所能達到的壽命。

基本額定動載荷：滾動軸承若同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計算軸承壽命時在相同條件下比較，在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當(dāng)量動載荷，用P表示。

當(dāng)量動載荷: 使軸承的基本額定壽命恰好為一百萬轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，稱為軸承的基本額定動載荷，用C表示。對向心軸承，指的是純徑向載荷，用Cr表示；對推力軸承，指的是純軸向載荷，用Ca表示。

16.11 已知一傳動軸上的深溝球軸承，承受的徑向載荷Fr?1200N，軸向載荷Fa?300N，軸承轉(zhuǎn)速n?1460rmin，軸頸直徑d?40mm，要求使用Lh?8000h，載荷有輕微沖擊，常溫下工作，試選擇軸承的型號尺寸。

汽車機械基礎(chǔ)

4-1 軸的功用是什么？根據(jù)所受的載荷不同，軸分為哪幾種類型？各舉一例說明。

答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)運動和動力的傳遞。轉(zhuǎn)軸：電動機的輸入軸。心軸：火車的輪軸。

傳動軸：連接汽車變速器與后橋的軸。

4-5 某傳動軸所傳遞的功率P=750Kw，轉(zhuǎn)速n?400rmin。若采用45鋼正火，該軸所需的最小直徑是多少？

4-6 圖4-10中，若軸的支承跨距L=400mm，主動齒輪分度圓直徑d1?180mm，螺旋角??15?，傳遞功率P1?7KW，轉(zhuǎn)速n1?300rmin，軸的材料采用45鋼調(diào)質(zhì)。

① 試確定軸的危險截面上的直徑。

② 指出圖4-10中主動軸結(jié)構(gòu)的不合理之處，并提出改進意見。

圖4-10 主動軸

5-8 滾動軸承的額定動載荷和當(dāng)量動載荷有何關(guān)系？

答：在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當(dāng)量動載荷。

5-9 滾動軸承壽命設(shè)計計算的基本思想是什么？什么情況下需要作滾動軸承的靜強度計算？

答：滾動軸承壽命設(shè)計計算的基本思想是軸承壽命不小于滾動軸承的預(yù)期壽命。對于承受連續(xù)載荷或間斷載荷而不旋轉(zhuǎn)的軸承；在載荷作用下緩慢旋轉(zhuǎn)的軸承；承受正常載荷但受到短時沖擊的軸承，要考慮靜強度計算。

5-10 說明以下幾個代號的含義：7210B、7210AC、N210E、51210、30316、7305B/P4。

答：7210B 3——角接觸球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm

7200AC 7——角接觸球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 00——內(nèi)徑為10mm

AC——公稱接觸角α=25°

N210E

N——圓柱滾子軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm

E——軸承公差等級為6級

51210

5——推力球軸承

1——寬度系列為1，2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm

30316

3——圓錐滾子軸承

0——寬度系列為0,3為直徑系列代號 16——內(nèi)徑為82mm 7305B/P4

7——角接觸球軸承

（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號 05——內(nèi)徑為25mm

B——公稱接觸角α=40°

P4——軸承公差等級為4級

5-11 一深溝球軸承需要承受的徑向載荷為10000N，軸向載荷為2000N，預(yù)期壽命為10000h，軸徑為50mm。試選擇兩種型號的軸承并作比較。6-1 試說明聯(lián)軸器和離合器在軸連接中起到什么作用？

答：聯(lián)軸器和離合器都是機械傳動中常用件，用于軸與軸（或其它回轉(zhuǎn)零件）的連接，傳遞運動和動力，也可作為安全裝置。區(qū)別在于聯(lián)軸器將兩軸連接后，機械在運轉(zhuǎn)中兩軸不能分離，只有停機后才能拆開。而離合器在機械運轉(zhuǎn)中能隨時結(jié)合與分離，實現(xiàn)機械操作系統(tǒng)的斷續(xù)、變速、換向。聯(lián)軸器一般用于動力機（如電機）與工作機之間的鏈接，離合器用于操作機構(gòu)中，比如汽車離合器是傳動系中起到動力傳遞的結(jié)合和分離及過載保護作用。

6-2 某發(fā)動機需要電動機啟動，當(dāng)發(fā)動機運行正常后，兩機脫開，試問兩機間該采用哪種離合器？ 答：

6-4 萬向節(jié)有什么作用？由其結(jié)構(gòu)特點可以分為幾類各有什么特點？ 答：萬向節(jié)是汽車萬向傳動裝置中實現(xiàn)變角速度傳動的一種聯(lián)軸器。

可以分為剛性萬向節(jié)和繞行聯(lián)軸節(jié)。剛性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率較高，繞行聯(lián)軸節(jié)的傳力單元采用夾布橡膠盤、橡膠塊、橡膠環(huán)等彈性元件。6-7 試述制動器的工作原理及功用。

答：萬向節(jié)是汽車萬向傳動裝置中實現(xiàn)變角速度傳動的一種聯(lián)軸器。7-1 常用的不可拆聯(lián)接有哪些類型？各有什么特點？

7-3 普通平鍵聯(lián)接的主要失效形式是什么？平鍵剖面尺寸b、h及標(biāo)準(zhǔn)長度L如何確定？

7-5 螺紋按牙型分哪幾種類型？聯(lián)接螺紋常用何種螺紋？為什么？ 7-7 螺紋聯(lián)接有哪幾種主要聯(lián)接類型？各適用于什么場合？ 7-9 簡述銷聯(lián)接的類型、特點和應(yīng)用。

8-6 根據(jù)圖8-42中所標(biāo)注的尺寸，判斷各鉸鏈四桿機構(gòu)屬哪種基本形式？

圖8-42 鉸鏈四桿機構(gòu)的形式判斷

8-9 如圖8-45所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)，若已知a=20mm，b=40mm，e=10mm，試用作圖法求此機構(gòu)的極位夾角θ、行程速比系數(shù)K、行程H，并標(biāo)出圖示位置的傳動角。

圖8-45 極位夾角與傳動角的確定

8-10 如圖8-46所示，擺動導(dǎo)桿機構(gòu)以曲柄（圖8-46a）或?qū)U（8-46b）為原動件，試分析并分別作出： 1）機構(gòu)的極限位置。

2）最大壓力角（或最小傳動角）的位置。3）死點的位置。

4）機構(gòu)的極位夾角。

圖8-46 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)分析

9-4 說明等速、等加速等減速、簡諧運動等三種常用運動規(guī)律的加速度變化特點和它們的應(yīng)用場合。

9-11 在什么情況下凸輪的實際輪廓線會出現(xiàn)尖點或相交叉形象？如何避免？ 9-14 在圖9-23各圖中標(biāo)出圖示位置的凸輪機構(gòu)的壓力角。

圖9-23 標(biāo)出凸輪機構(gòu)的壓力角

10-1 帶傳動有哪些特點？普通v帶傳動有哪些類型？適用于哪些場合？ 10-4 帶傳動為什么會產(chǎn)生彈性滑動？彈性滑動與打滑有什么不同？

10-5 v帶傳動時的速度，為什么不能太大也不能太小，一般在什么范圍內(nèi)？ 11-7 當(dāng)兩漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動的安裝中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，下列參數(shù)中哪些將發(fā)生變化？哪些不會變化？

A傳動比 B 嚙合角C 節(jié)圓半徑D 分度圓半徑E 基圓半徑F 頂隙G測隙。11-9 什么叫根切現(xiàn)象？根切產(chǎn)生的原因是什么？避免根切的條件是什么？

11-17 齒輪傳動的主要失效形式有哪些？齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則通常是按哪些失效形式?jīng)Q定的？ 11-26 已知一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪的中心距a=160mm，齒數(shù)z1?20、z2?60，求模數(shù)和分度圓直徑。

11-27 已知一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，小齒輪的齒數(shù)z1?26，傳動比i12?2.5，模數(shù)m=3，試求大齒輪的齒數(shù)、主要幾何尺寸及中心距。

12-1 什么叫定軸輪系？憜輪在定軸輪系中起什么作用？如何求定州輪系的傳動比？

12-2 什么叫周轉(zhuǎn)輪系？如何判定一個輪系是否是周轉(zhuǎn)輪系？ 12-6 試確定圖12-16中各輪的轉(zhuǎn)向。

圖12-16 確定圖中各輪轉(zhuǎn)向

12-8 在圖12-18所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1?15,z2?25,z2??15,z3?30,z3??15，z4?30,z4??2（右旋螺桿），該輪系的傳動比i15，并判斷渦輪5的轉(zhuǎn)向。

z5?60。求

圖12-18 求定軸輪系的傳動比

第四篇：機械設(shè)計基礎(chǔ)第七版課后習(xí)題答案

第一章

1-1 什么是運動副？高副與低副有何區(qū)別？

答：運動副：使兩構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對運動的連接。

平面低副－ 凡是以面接觸的運動副，分為轉(zhuǎn)動副和移動副；平面高副－以點或線相接觸的運動副。

1-2 什么是機構(gòu)運動簡圖？它有什么作用？

答：用簡單的線條和符號代表構(gòu)件和運動副，并按比例定出各運動副位置，表示機構(gòu)的組成和傳動情況。這樣繪制出的簡明圖形就稱為機構(gòu)運動簡圖。作用：機構(gòu)運動簡圖不僅能表示出機構(gòu)的傳動原理，而且還可以用圖解法求出機構(gòu)上各有關(guān)點在所處位置的運動特性（位移，速度和加速度）。它是一種在分析機構(gòu)和 設(shè)計機構(gòu)時表示機構(gòu)運動的簡便而又科學(xué)的方法。

1-3平面機構(gòu)具有確定運動的條件是什么？

答：機構(gòu)自由度 F>0，且與原動件數(shù)相等，則機構(gòu)各構(gòu)件間的相對運動是確定的；這就是機 構(gòu)具有確定運動的條件。（復(fù)習(xí)自由度 4 個結(jié)論 P17）第二章

2-1 什么是曲柄搖桿機構(gòu)的急回特性和死點位置？

答：急回特性：曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，搖桿往復(fù)運動速度快慢不同，搖桿反行程時的平均擺動速度必然大于正行程時的平均擺動速度，此即急回特性。死點位置：搖桿是主動件，曲柄是從動件，曲柄與連桿共線時，搖桿通過連桿加于曲柄的驅(qū)動力 F 正好通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心，所以不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動的力矩，機構(gòu)的這種位置稱為死點位置。即機構(gòu)的從動件出現(xiàn)卡死或運動不確定的 現(xiàn)象的那個位置稱為死點位置（從動件的傳動角? =0°）。

第三章

3-2 通常采用什么方法使凸輪與從動件之間保持接觸？

答：力鎖合：利用重力、彈簧力或其他外力使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。形鎖合：利用高副元素本身的幾何形狀使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。

3-3 什么叫剛性沖擊和柔性沖擊？用什么方法可以避免剛性沖擊？ 答：剛性沖擊：從動件在運動開始和推程終止的瞬間，速度突變?yōu)榱?，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生無窮大的慣性力，機構(gòu)受到極大的沖擊，稱為剛性沖擊。柔性沖擊：當(dāng)從動件做等加速或等減速運動時，在某些加速度突變處，其慣性力也隨之有限突變而產(chǎn)生沖擊，這種由有限突變而引起的沖擊比無窮大慣性力引起的 剛性沖擊輕柔了許多，故被稱為柔性沖擊。

避免剛性沖擊的方法：為了避免剛性沖擊，常將這種運動規(guī)律已知的運動開始和終止兩 小段加以修正，使速度逐漸升高和逐漸降低。讓從動件按正弦加速度運動（既 無剛性運動，也無柔性沖擊）

chapter4

4-1 棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)及不完全齒輪機構(gòu)各有何運動特點？是舉出應(yīng)用這些間歇運動機構(gòu) 的實例。

答：槽輪機構(gòu)特點： 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，常用于只要求恒定旋轉(zhuǎn)角的分度機構(gòu)中；停歇 運動主要依靠槽數(shù)和圓柱銷數(shù)量（運動系數(shù)）

應(yīng)用: 應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高，要求間歇轉(zhuǎn)動的裝置中。如：電影放映機 自動傳送 鏈裝置 紡織機械

棘輪機構(gòu)特點：這種有齒的棘輪其進程的變化最少是 1 個齒距，且工作時有響聲。應(yīng)用：起重機絞盤 牛頭刨床的橫向進給機構(gòu) 計數(shù)器

不完全齒輪機構(gòu)特點：普通齒輪傳動，不同之處在于輪齒不布滿整個圓周。主動輪上的 鎖住弧與從動輪上的鎖住弧互相配合鎖住，以保證從動輪停歇在 預(yù)定位置上。

應(yīng)用：各種計數(shù)器 多工位自動機 半自動機

第六章

6-1 設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足哪些基本要求？

答：足夠的強度和剛度，耐摩擦磨損，耐熱，耐振動（衡量機械零件工作能力的準(zhǔn)則）。

6-2 按時間和應(yīng)力的關(guān)系，應(yīng)力可分為幾類？實際應(yīng)力、極限應(yīng)力和許用應(yīng)力有什么不同？

答：隨時間變化的特性，應(yīng)力可分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力兩類。許用應(yīng)力：是設(shè)計零件時所依據(jù)的條件應(yīng)力。[σ] 極限應(yīng)力:零件設(shè)計時所用的極限值，為材料的屈服極值。實際應(yīng)力: 零件工作時實際承受的應(yīng)力。（靜應(yīng)力下：[σ] = σS /s [σ] = σB /s

s= s1 s2 s3）

6-4 指出下列符號各表示什么材料： Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200.Q235：屈服強度為 235，抗拉強度為 375-460，伸長率為：26%的普通碳素鋼。

35：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（數(shù)字表示碳的平均含量）

65Mn：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，平均含碳量為 0.65%，含 Mn 量約為 1%。20CrMnTi：合金鋼，含碳量 0.20%，平均含 Cr，Mn，Ti 量約為 1%。

ZG310-570：屈服強度為 310MPa，抗拉強度為 570MPa 伸長率為 15%，硬度為：40-50HRC 的

鑄鋼HT200：抗拉強度為 200，硬度為 170-241HBS 的灰鑄鐵。

6-5 在強度計算時如何確定許用應(yīng)力？

答：許用應(yīng)力的確定通常有兩種方法：查許用應(yīng)力表：對于一定材料制造的并在一定條件下工作的零件，根據(jù)過去機械制造的 實踐與理論分析，將他們所能安全工作的最大應(yīng)力制成專門的表格。這種表格簡單，具體，可靠，但每一種表格的適用范圍較窄。部分系數(shù)法：以幾個系數(shù)的乘積來確定總的安全系數(shù)s=s1s2s3 S1——考慮計算載荷及應(yīng)力準(zhǔn)確性的系數(shù)，一般 s1=1-1.5。S2——考慮材料力學(xué)性能均勻性的系數(shù)。S3——考慮零件重要程度的系數(shù)。

6-8 ?-1 ? 0 ?1 各代表什么？

答：-1 ：對稱循環(huán)變應(yīng)力下，疲勞極限為-1。0 ：脈動循環(huán)變應(yīng)力下，疲勞極限為0。1 ：靜應(yīng)力下的疲勞極限。

第七章

7-1 常見的螺栓中的螺紋式右旋還是左旋、是單線還是多線？怎樣判別?多線螺紋與單線螺 紋的特點如何？ 答：常見的螺栓中的螺紋是右旋、單線。根據(jù)螺旋線繞行方向科判別右旋與左旋；根據(jù)螺旋線的數(shù)目可判別單線還是多線。特點：單線螺紋的螺距等于導(dǎo)程，多線螺紋的導(dǎo)程等于螺距與線數(shù)的乘積；單線螺紋由于其 螺旋升角較小，用在螺紋的鎖緊，多線螺紋由于其螺紋升角較大，用于傳遞動力和運動。

7-2 螺紋主要類型有哪幾種？說明他們的特點及用途。

答：機械制造中主要螺紋類型：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、半圓形螺紋。三角形螺紋：

普通螺紋：特點為抗拉強度較高，連接自鎖作用也較可靠，一般適用于薄壁零件及受沖擊零件的連接。

管螺紋（半圓形螺紋）：特點為螺紋深度較淺，是專門用來連接管子的。矩形螺紋：特點為刨面呈矩形、螺母與螺桿對中的精度較差以及螺紋根部強度較弱等缺 點；沒有自鎖。

梯形螺紋：特點為刨面為梯形，效率較矩形螺紋低，沒有自鎖。多用于車床絲桿等傳動 螺旋及起重螺旋中。

鋸齒形螺紋：效率較矩形螺紋略低，強度較大，沒有自鎖。在受載很大的起重螺旋及螺 旋壓力機中常采用。

（三角形螺紋用于連接；鋸齒、梯形、矩形用于傳動。）

7-3 螺旋副的效率與哪些參數(shù)有關(guān)？各參數(shù)變化大小對效率有何影響？螺紋牙型角大小對 效率有何影響？

答：A2 ? ? A1

當(dāng)摩擦角不變時，螺旋副的效率是升角的函數(shù)。牙型角變小，效率變大；牙型角變大，效率變小。（舉例矩形螺紋變?yōu)槿切温菁y）

7-4 螺旋副自鎖條件和意義是什么？常用鏈接螺紋是否自鎖？ tg? tg??

?? ? ? 為升角，ρ為摩擦角

答：自鎖條件：一般情況越小，自鎖性能愈好）：螺紋升角 ρ：當(dāng)量摩擦 角。意義 ：不加支持力 F，重物不會自動下滑。即螺旋副不會自動松脫，當(dāng)擰緊螺母時，螺旋副的效率總是小于 50%。常用鏈接螺紋自鎖。

7-5 在螺紋連接中，為什么采用防松裝置？例舉幾種最典型的防松裝置，會出其結(jié)構(gòu)件圖，說明其工作原理和機構(gòu)簡圖。

答：螺紋連接的自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動和變載荷下，螺紋副之間會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，從而出現(xiàn)自動松脫的現(xiàn)象，故需采用防松裝置。

舉例:

（一）利用摩擦力的防松裝置： 原理：在螺紋間經(jīng)常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小盡可能不隨載荷大小變化。

（1）彈簧墊圈: 工作原理：彈簧墊圈被壓平后，利用其反彈力使螺紋間保持壓 緊力和摩擦力

（2）雙螺母：工作原理：梁螺母對頂，螺栓始終收到附加壓力和附加摩擦力的 作用。結(jié)構(gòu)簡單，用于低速重載。

二）利用機械方法防松裝置： 原理：利用機械裝置將螺母和螺栓連成一體，消除了它們之間相對轉(zhuǎn)動的可能性。

（1）開口銷：開口銷從螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿過，起防松作用。效果 良好。

（2）止動墊圈：墊片內(nèi)翅嵌入螺栓的槽內(nèi)，待螺母擰緊后，再將墊片的外翅之 一折嵌于螺母的一個槽內(nèi)。將止動片的折邊，分別彎靠在螺 母和被聯(lián)接件的側(cè)邊起防松作用

7-6 將松螺栓連接合金螺栓連接（受橫向外力和軸向歪理）的強度計算公示一起列出，是比 較其異同，并作出必要的結(jié)論。

7-10平鍵鏈接可能有哪些失效形式？平鍵的尺寸如何確定？

答：失效形式：擠壓破壞和剪切確定尺寸：按擠壓和剪切的強度計算，再根據(jù)工作要求，確定鍵的種類；再按照軸的直 徑 d 查標(biāo)準(zhǔn)的鍵的尺寸，鍵的長度取l ? 1.5d 且要比軸上的輪轂短。第八章

8-2 帶傳動中的彈性滑動和打滑時怎樣產(chǎn)生的？它們對帶傳動有何影響？ 答：彈性滑動：由于帶的緊邊與松邊拉力不等，使帶兩邊的彈性變形不等，所引起的帶與輪面的微量相對滑動為彈性滑動。彈性滑動是不可避免的，對帶傳動影響不大 打滑：機器出現(xiàn)過載，摩擦力不能克服從動輪上的阻力矩，帶沿輪面全面滑動，從動輪 轉(zhuǎn)速急劇降低甚至不動，此現(xiàn)象即為打滑，是帶傳動的主要失效形式之一，可避免。

8-3 帶傳動中主要失效形式是什么？設(shè)計中怎么樣考慮？

答：主要失效形式：1.張緊力不足導(dǎo)致的打滑；2.張緊力過大導(dǎo)致的疲勞損壞；3.疲勞壽命。

設(shè)計是必須要考慮：在保證不打滑的情況下（確保工況系數(shù)），帶應(yīng)有一定的疲勞強度 或壽命。

第九章

9-1 齒輪傳動的最基本要求是什么？齒廓的形狀符合什么條件才能滿足上述要求？

答：基本要求是：傳動比恒定。

齒廓的形狀是：漸開線形、擺線形、圓弧齒時滿足上述要求。（齒廓的形狀必須滿足不 論輪齒齒廓在任何位置接觸，過觸點所做齒廓的公法線均須通過節(jié)點。）

9-2 分度圓和節(jié)圓，壓力角和嚙合角有何區(qū)別？

答：分度圓：為了便于齒廓各部分尺寸的計算,在齒輪上選擇一個圓作為計算的基準(zhǔn),該圓稱為齒輪的分度圓.(標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓與節(jié)圓重合且 s=e)標(biāo)準(zhǔn)化的齒輪上壓力角和模數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓稱為分度圓.節(jié)圓：通過節(jié)點的兩圓具有相同的圓周速度，他們之間作純滾動，這兩圓稱為齒輪 的節(jié)圓。

分度圓、節(jié)圓區(qū)別：分度圓是齒輪鑄造成立后本身具有的，而節(jié)圓是在兩齒輪運動 嚙合時根據(jù)其速度而確定出來的。

壓力角：漸開線上任一點法向壓力的方向線（即漸開線在該點的法線）和該點速度 方向之間的夾角稱為該點的壓力角。嚙合角：過節(jié)點的兩節(jié)圓的公切線，與兩齒廓公法線間的夾角。壓力角、嚙合角區(qū)別：選取點的不同，壓力角的大小也就不同；而只要兩齒輪的大小確定，則其嚙合角也就隨確定。

9-3 一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確嚙合的條件什么？ 答：1.兩齒輪的模數(shù)必須相等

2.兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等

9-4 為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？對于α=20、正常齒制的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，最少齒數(shù) 是多少？

答：限制最少齒數(shù)是為了保證不發(fā)生根切，要使所設(shè)計齒數(shù)大于不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)，當(dāng)α=20 o 的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則h?a =1，則zmin =17。

9-12 齒輪輪齒有哪幾種失效形式？開式傳動和閉式傳動的失效形式是否相同？在設(shè)計及使 用中應(yīng)該怎樣防止這些失效？

答：失效形式有：（1）輪齒折斷（2）齒面膠合（3）齒面磨粒磨損（4）齒面點蝕（5）塑性變形開式傳動和閉式傳動的失效形式不完全相同：其中磨損和疲勞破壞主要為開式齒輪傳動的失效形式；而齒面點蝕和折斷主要為閉式齒輪傳動的失效形式。

為了防止輪齒折斷：在設(shè)計時應(yīng)使用抵抗沖擊和過載能力較強的材料。為了避免齒面磨粒磨損：可采用閉式傳動或加防護罩等； 為了避免輪齒齒面點蝕：應(yīng)使用接觸應(yīng)力較大的材料；

為了防止齒面膠合：必須采用粘度大的潤滑油（低速傳動）或抗膠合能力強的潤滑油（高速傳動）。

第五篇：機械設(shè)計基礎(chǔ)課后習(xí)題答案 第11章

11-1 解 1）由公式可知：

輪齒的工作應(yīng)力不變，則 則，若，該齒輪傳動能傳遞的功率

11-2解 由公式

可知，由抗疲勞點蝕允許的最大扭矩有關(guān)系：

設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為、當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時，轉(zhuǎn)矩和功率可提高 69%。

11-3解 軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別驗算其接觸強度和彎曲強度。（1）許用應(yīng)力 查教材表 11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。

查教材圖 11-7，查教材圖 11-10 , 查教材表 11-4取，故：

（2）驗算接觸強度，驗算公式為：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) 查教材表11-3得

齒寬

中心距 齒數(shù)比

則：、，能滿足接觸強度。

（3）驗算彎曲強度，驗算公式：

其中：齒形系數(shù)：查教材圖 11-9得、則 ：

滿足彎曲強度。

11-4解 開式齒輪傳動的主要失效形式是磨損，目前的設(shè)計方法是按彎曲強度設(shè)計，并將許用應(yīng)力

降低以彌補磨損對齒輪的影響。

（1）許用彎曲應(yīng)力 查教材表11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪

45鋼正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材圖11-10得 , 查教材表 11-4，并將許用應(yīng)用降低30%

（2）其彎曲強度設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) 查教材表11-3得

取齒寬系數(shù)

齒數(shù)

，取

齒數(shù)比

齒形系數(shù) 查教材圖 11-9得、因

故將

代入設(shè)計公式

因此

取模數(shù)

中心距

齒寬

11-5解硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷，設(shè)計方法是按彎曲強度設(shè)計，并驗算其齒面接觸強度。（1）許用彎曲應(yīng)力

查教材表 11-1，大小齒輪材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材圖11-10得，查材料圖11-7得。查教材表11-4，因齒輪傳動是雙向工作，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，應(yīng)將極限值乘 70%。

故

（2）按彎曲強度設(shè)計，設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) 查教材表11-3得

取齒寬系數(shù)

齒數(shù)，取

齒數(shù)比

齒形系數(shù) 應(yīng)將齒形系數(shù)較大值代入公式，而齒形系數(shù)值與齒數(shù)成反比，將小齒輪的齒形系數(shù)代入設(shè)計公式，查教材圖 11-9得

因此

取模數(shù)

（3）驗算接觸強度，驗算公式：

其中：中心距

齒寬

，取

滿足接觸強度。

11-6解 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)角速比用齒數(shù)

與其當(dāng)量齒數(shù) 之間的關(guān)系：（1）計算傳動的。（2）用成型法切制斜齒輪時用當(dāng)量齒數(shù) 選盤形銑刀刀號。（3）計算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。（4）計算彎曲強度時用當(dāng)量齒數(shù) 查取齒形系數(shù)。

11-7解 見題11-7解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當(dāng)齒輪1為主動時按左手,則判斷其軸向力 ；當(dāng)齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力。

輪1為主動 輪2為主動時

圖 11.2 題11-7解圖

11-8解 見題11-8解圖。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向 ；徑向力

總是指向其轉(zhuǎn)動中心；圓向力 的方向與其運動方向相反。

圖 11.3 題11-8解圖

11-9解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的

旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。

（2）由題圖可知：、、、、分度圓直徑

軸向力

要使軸向力互相抵消，則： 即

11-10解 軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別校核其接觸強度和彎曲強度。

（1）許用應(yīng)力

查教材表 11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪35SiMn調(diào)質(zhì)硬度：200～

260HBS，取230HBS。

查教材圖 11-7： ；

查教材圖 11-10： ； 查教材表 11-4 取，故：

（2）驗算接觸強度，其校核公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) 查教材表11-3得

齒寬

中心距

齒數(shù)比

則： 滿足接觸強度。

（3）驗算彎曲強度，校核公式：

小齒輪當(dāng)量齒數(shù) 大齒輪當(dāng)量齒數(shù)

齒形系數(shù) 查教材圖 11-9得、滿足彎曲強度。

11-11解 軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)按接觸強度設(shè)計，然后驗算其彎曲強度：（1）許用應(yīng)力

查教材表 11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～

230HBS，取220HBS。查教材圖 11-7：

；

；

查教材表 11-4 取，查教材圖 11-10：

故

（2）按接觸強度設(shè)計，其設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩 11-3得 齒寬系數(shù) 取

載荷系數(shù) 查教材表中心距

齒數(shù)比 將許用應(yīng)力較小者 代入設(shè)計公式

則： 取中心距

初選螺旋角

大齒輪齒數(shù)

，取 齒數(shù)比：

模數(shù)，取

螺旋角

（3）驗算其彎曲強度，校核公式： 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)

大齒輪當(dāng)量齒數(shù)

齒形系數(shù) 查教材圖 11-9得、滿足彎曲強度。

11-12解 由題圖可知：，高速級傳動比

低速級傳動比 輸入軸的轉(zhuǎn)矩

中間軸轉(zhuǎn)矩

輸出軸轉(zhuǎn)矩

11-13解 硬齒面閉式齒輪傳動應(yīng)按彎曲強度設(shè)計，然后驗算其接觸強度。（1）許用應(yīng)力

查教材表 11-1齒輪40Cr表面淬火硬度：52～56HRC取54HRC。

查教材圖 11-7： 查教材圖 11-10：

查教材表 11-4 取，故：

（2）按彎曲強度設(shè)計，其設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) 查教材表11-3得

齒寬系數(shù) 取

大齒輪齒數(shù)，取 齒數(shù)比：

分度圓錐角

小齒輪當(dāng)量齒數(shù) 大齒輪當(dāng)量齒

齒形系數(shù) 查教材圖 11-9得、則平均模數(shù)： 大端模數(shù) 取

（3）校核其接觸強度，驗算公式：

其中：分度圓直徑

錐距

齒寬

取

滿足接觸強度。

11-14解 開式齒輪傳動只需驗算其彎曲強度

（1）許用彎曲應(yīng)力

查教材表 11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG310-570正火硬度：160～

200HBS取190HBS。

查教材圖 11-10： ； 查教材表 11-4 取，故：

（2）校核彎曲強度，驗算公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) 查教材表11-3得

分度圓錐角

小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)

齒形系數(shù) 查教材圖 11-9得、分度圓直徑

錐距

齒寬系數(shù)

平均模數(shù)

則：

滿足彎曲強度。

11-15解（1）圓錐齒輪2的相關(guān)參數(shù)

分度圓直徑分度圓錐角

平均直徑 軸向力

（2）斜齒輪3相關(guān)參數(shù) 分度圓直徑

軸向力

（3）相互關(guān)系 因 得：

（4）由題圖可知，圓錐齒輪2的軸向力 指向大端，方向向下；斜齒輪3的軸向力 方向指向上，轉(zhuǎn)動方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動齒輪，根據(jù)左右手定則判斷，其符合右手定則，故斜齒輪3為右旋。

圖11.6 題11-16 解圖

11-16解 見題 11-16解圖。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動中心；對于錐齒輪2圓周力與其轉(zhuǎn)動方向相同，對于斜齒輪3與其圓周力方向相反。