机械设计习题

8－5 试设计某单级闭式直齿圆柱齿轮传动。已知：电动机驱动， P=30kW, n1?720r/min，传动比i＝4.5, 长期双向转动，载荷有中等冲击，z1?27，大小齿轮材料均为40Cr表面淬火。

8－6 已知某单级闭式斜齿圆柱齿轮传动，传递功率P＝10kW转速n1?1240r/min，传动比i?4.3，电动机驱动，双向转动，中等冲击，小齿轮材料为40MnB调质，大齿轮材料为45钢调质，z1计此斜齿轮传动。

8－7 某开式直齿锥齿轮传动，载荷均匀，原动机为电动机，单向转动，传递功率P?19kW，转速

?21,试设

n1=10r/min，z1=26，z2=83，m=8mm，b=90mm，小齿轮材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG45正

火，试校核其强度。

8－8 某斜齿圆柱齿轮传动，已知：z1＝22，z2＝76，齿宽系数?d＝1，根据齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算要求：d1≥63mm，mn≥2mm。试确定该齿轮传动的几何尺寸：mn、a、d1、d2、b1、b2、?。

注：＊ mn的标准系列：1.5、2、2.5、3、4、5、6?? ＊ 螺旋角?＝8°～20°

解：（1）初选螺旋角

??12?

d1cos?63?cos12?mnz1由 d1? 得 mn?。 ??2.8（mm）

cos?z122取标准值 mn?3（mm）

mn3(z1?z2)?(22?76)?150.284（mm）

2cos?2?cos12? 取 a?150（mm）

m(z?z2)3?(22?76)?arccos?11.4783??11?28?42?? 则 ??arccosn12a2?150中心距 a?

mnz13?22??67.347（mm） ?cos?cos1128?42??mz3?76 d2?n2??232.653（mm） ????cos?cos112842， 取 b?70（mm） b??dd1?1?67.347?67.347（mm）

d1?取 b2?b?70（mm）， b1?b2?10?70?10?80（mm）

注：本题主要看确定的各参数和尺寸之间的关系是否合理？b1、b2、a是否圆整？?、

d1、d2是否精确？

第九章 蜗杆传动

思 考 题

9-1 蜗杆传动有哪些主要特点？

9-2 按蜗杆的外形不同，蜗杆传动有哪些类型？圆柱蜗杆又有哪些主要类型？

9-3 为了提高蜗轮的转速，可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆与原来的蜗轮相啮合？为什么? 9-4 蜗杆传动有哪些主要参数？其中哪些参数是标准值？ 9-5 蜗杆传动如何变位？变位的目的是什么？

9-6 蜗杆传动的可能失效形式有哪些？常用材料有哪些？如何确定蜗轮的结构形式？ 9-7 影响蜗杆传动啮合效率的几何因素有哪些？。 9-8 如何确定闭式蜗杆传动的给油方法和润滑油粘度？

9-9 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？可采用哪些措施来改善散热条件？ 9-10 一把模数为m?5mm，齿形角?能否加工模数为m?5mm，齿形角??20?，分度圆直径d?40mm，头数z?2的右旋蜗轮滚刀，

?20?的各种螺旋角、各种齿数的蜗轮？为什么？

习 题

9-1 一阿基米德蜗杆传动，已知模数m?5mm，分度圆直径d1蜗轮齿数z2?50mm，蜗杆头数z1?4，蜗杆右旋，

（1）求传动比i和标准中心距a；（2）其他参数不变，使中心距改为a1?160mm，?53。试：

求变位系数；（3）计算变位后的蜗杆分度圆直径、节圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径；（4）计算变位后的蜗轮分度圆直径、节圆直径、喉圆直径和齿根圆直径

9-2 电动机驱动的普通蜗杆传动，如图9-12所示。已知模数m?6mm，蜗杆直径系数q数z1?9，蜗杆头

?2，蜗轮齿数z2?60，蜗杆轴输入功率P1?5.5kW，转速n1?2920rpm，载荷平稳，单向转

动，两班制工作，选用滚动轴承。试完成下列工作：（1）选择蜗轮、蜗杆材料；（2）确定蜗杆的旋向，蜗轮的转向；（3）求出作用在蜗杆和蜗轮轮齿上的各分力的大小并在图中标出各分力的方向；（4）确定传动的啮合效率和总效率。

习题9-2图

9-3 设计一用于带式运输机的蜗杆传动，已知蜗轮转矩T2?350N.m，传动比i?21.5，蜗杆转速

n1?950r/min，传动平稳，无冲击，每天工作8小时，工作寿命8年（每年工作260日）。

9-4 如图9-14所示，由斜齿圆柱齿轮和蜗杆传动及卷筒组成的起重装置，正在提升重物。已知：1轮主动，蜗杆3为右旋，要求Ⅱ轴上2、3两传动件的轴向力方向相反。试：（1）在图中标出各传动件的螺旋方向；（2）在图中画出斜齿轮2和蜗杆3的各分力方向；（3）在图中画出Ⅰ轴的转动方向。

习题9-4图

习题9-5图

9-5 如图9-15所示，为蜗杆传动和锥齿轮组成的传动系统。已知蜗杆1为主动件，要求4轮的转向如图所示。（1）为使2、3两轮轴向力相互抵消，请标出蜗轮2的旋向以及1轮的转向；（2）标出2、3两轮的轴向力、切向力和径向力的方向。

9-6 如图所示为由蜗杆传动和斜齿圆柱齿轮传动组成的传动系统。已知：蜗杆主动，右旋，转向如图所示，要求2、3两轮的轴向力方向相反。

（1）确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向和4轮的转向。 （2）在图中画出2、3两轮的各分力方向。

解：

FX2 Ft2 Fr2 Ft3 Fr3 FX3

第十章 链 传 动

思 考 题

10-1 与带传动和齿轮传动相比，链传动有什么优、缺点？

10-2 链传动的运动不均匀性是如何引起的？对传动有什么影响？能否避免？ 10-3 正常润滑条件下，链传动主要失效形式是什么？试说明失效机理。 10-4 链发生铰链磨损后，会导致什么结果？为什么？

10-5 在链传动设计中，链轮齿数的选择主要考虑了哪些因素的影响？ 10-6 在确定链节距时，主要考虑了哪些因素？是如何考虑的？

10-7 链传动既然属于啮合传动，为什么也要张紧？又是如何实现张紧的？

10-8 良好的润滑措施对链传动有什么积极意义？在链传动的使用维护中应注意哪些问题？ 10-9 在设计链传动的总体布置时，应如何考虑传动比和中心距的影响？有什么针对性措施？ 10-10 齿形链传动有什么优点？主要用于什么场合？

习 题

10-1 试设计一用于往复式压气机主轴驱动的链传动，动力由电动机输入。已知传递功率P = 3 kW，电动机转速n1?960 r/min，压气机主轴转速n2?300r/min，中心距不可调。

10-2 试设计一带式输送机用的链传动。已知传递功率P = 7.5 kW，主动链轮转速n1 =1460 r/min，从动链轮转速n2=430 r/min，电动机驱动，要求传动中心距a≤800 mm 。

10-3 试设计一压气机用的链传动。已知电动机型号为Y225M-8，额定功率P = 22 kW，转速n1 =730

r/min，压气机主轴转速n2=250 r/min。要求中心距a≤650 mm，每天工作16 h，载荷平稳，水平布置。

10-4 一由电动机驱动的滚子链传动，已知链轮齿数z1?15，z2?49，采用单排12A滚子链，中心距

a?650mm，水平布置。传递功率P?2.2kW，主动轮转速n1?960r/min，工作时有中等冲击，采用滴油

润滑。试验算该链传动的工作能力。(提示：首先确定链传动其它参数，然后根据实际工作条件验算其工作能力是否满足要求，注意润滑条件对传动能力的影响)

第十一章 轴

思 考 题

11-1 按承载情况，轴分为哪三种类型？各举2~3个实例。

11-2 轴的常用材料有哪些？若优质碳素钢轴的刚度不足，改用合金钢能否解决问题，为什么？ 11-3 轴的结构设计要满足哪些基本要求？说明轴的结构设计步骤。 11-4 轴上零件的周向和轴向固定方法有哪些？各适用于什么场合？ 11-5 在齿轮减速器中，为什么低速轴的直径要比高速轴粗得多？

11-6 转轴所受弯曲应力的性质如何？其所受扭切应力的性质又怎样考虑？

11-7 为什么一般将轴设计成阶梯形？确定阶梯轴各段直径和长度的原则和依据是什么？ 11-8 轴的强度计算常见的有哪几种方法？各在什么情况下使用？ 11-9 怎样确定轴的危险截面？

11-10 按疲劳强度精确校核轴时，主要考虑哪些因素？其校核计算的主要步骤是什么？

11-11 在进行轴的疲劳强度计算时，若同一截面上有几个应力集中源，应如何确定疲劳缺口系数？ 11-12 什么是轴的共振？什么是轴的临界转速？什么是刚性轴？什么是挠性轴？设计高速运转的轴时，如何考虑轴的转速范围？

习 题

11-1已知一传动轴传递的功率为40kW，转速n=1000r/min，如果轴上的扭切应力不能超过40MPa，求该轴的直径。

11-2 齿轮减速器输入轴的功率为5kw，转速为350r/min，当选择该轴的材料分别为45钢或40Cr时，试分别确定该输入轴的最小直径。

11-3 11-25中各的不合理画出改进图。

指出图轴系结构之处，并后的结构

习题11-3图