机械设计习题-第十章Word版
机械设计(第八版)课后答案 高等教育出版社 第十章
1 =1±1
ρΣ ρ1 ρ2
2008年11月19日
机械设计——齿轮传动
54
接触疲劳强度公式
校核公式：σ H =
2 KT1
φ
d
d
3 1
⋅
u± u
1
⋅
Z
H
⋅
ZE
≤
[σ
H
]
σ H = 2.5Z E
2 KT1 ⋅ u ± 1
φ
d
d
3 1
u
≤ [σ H ]
ZE—弹性影响系数，p198表10-6； ZH—区域系数，标准直齿轮α=20°时， ZH=2.5 u—齿数比 u2 / u1 φd—齿宽系数，φd =b/d1
• 开式传动中一般不会出现点蚀现象 采取措施:
• 提高材料硬度⇒增强抗点蚀能力 • 合理选择润滑油⇒防止裂纹扩展
2008年11月19日
机械设计——齿轮传动
18
4 齿面胶合
产生原因:
• 高速重载；散热不良； • 滑动速度大；齿面粘连后撕脱 发生机理：
• 压力大、温度高 ⇒ 润滑失效 ⇒ 表面
粘接 ⇒ 相对运动撕裂
发生部位：
• 齿面相对滑动大的地方 • 沿运动方向撕裂 发生状况：
• 高速重载齿轮传动 采取措施:
• 减小模数，降低齿高 • 采用粘度大的润滑油
• 抗胶合能力强的润滑油 • 材料的硬度及配对
2008年11月19日
机械设计——齿轮传动
20
5 塑性变形
产生原因: • 重载，齿面软 发生机理： • 过大应力 ⇒ 齿面、齿体塑性流动⇒ 脊
• 失效形式 设计准则
• 一般设计时采用的准则：
• 齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度准则
机械课后习题答案第10章习题及解答
第10章 习题及解答10.1 答：根据所承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。
转轴：既承受转矩又承受弯矩，如减速箱中各轴、机床主轴等；传动轴：主要承受转矩，不承受或承受很小的弯矩， 如汽车的传动轴、螺旋浆轴等；心轴：只承受弯矩而不承受转矩，如自行车轮轴、火车轮轴、滑轮轴等。
10.2 答：转轴所受弯曲应力通常是对称循环变应力。
转轴所受扭转应力则常常不是对称循环变应力，有可能是静应力、脉动循环变应力或对称循环变应力，根据实际受力状况判断。
10.3 答：轴的常用材料有碳素钢、合金钢、铸钢和球墨铸铁。
按轴的工作场合、受载情况、 使用状况和制造成本等选用材料。
10.4 答：从公式[]33362.01055.9n p C n p d ≥⨯≥τ可以看出，在采用相同材料并忽略功率损耗的条件下，轴的最小直径与转速成反比，低速轴的转速远远要小于高速轴的转速，故低速轴的直径要比高速轴粗很多。
10.5 答：因为开始设计时，支承的距离、受力大小、方向及作用位置均属未知。
10.6 答：轴的结构设计任务是在满足强度和刚度要求的基础上，确定轴的合理结构和全部 几何尺寸。
轴的结构设计应满足的要求是：轴及安装轴上的零件要有确定的工作位置；轴上零件要便于装拆、定位和调整；轴的结构不仅要有良好的工艺性，而且有利于提高轴的强度、刚度以及节省材料，减轻重量。
10.7 答：轴上零件周向固定方式有：1） 键：广泛采用；2） 花键：用于传递载荷大、高速、对中性好、导向性好、对轴的削弱程度小等场合；3） 过盈配合：用于对中性好、承受冲击载荷等场合。
轴上零件周向固定方式有：1） 轴肩：可承受大的轴向力，结构简单、可靠；2） 轴环：可承受大的轴向力，结构简单、可靠；3） 套筒：可承受较大的轴向力，用于相邻两零件之间距离较短、转速较低的场合；4） 圆螺母：可承受较大的轴向力，用于便于零件装拆、轴的强度要求不高的场合；5） 轴端挡圈：可承受较大的轴向力，用于轴端；6） 弹性挡圈：只能承受较小的轴向力，用于不太重要场合；7） 圆锥面：通常与轴端挡圈或圆螺母联合使用，用于高速、受冲击载荷等场合。
机械设计第十章作业答案
分析题1、2、1、设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知电机型号为Y132M-4，其功率为P1＝7.5kw，转速n1＝1450rpm，z1＝26，z2＝54，寿命L h＝12000h，小齿轮轴通过联轴器直接和电机相连，相对其轴的支撑为不对称布置，并画出大、小齿轮的零件图（小齿轮和大齿轮的孔径分别为25mm和42mm）。
解一、采用直齿圆柱齿轮传动一、选定齿轮类型、精度等级、材料和热处理齿轮为直齿轮，精度为7级，由表10－1选定：小齿轮材料为40Cr ，调质处理，硬度为241－286HBS ，取260HBS ；大齿轮为45号钢，调质处理，硬度为217－255HBS ，取230HBS 。
二、按齿面接触疲劳强度设计1、由公式：3211)][(132.2H E d t Z u u KT d σφ+≥ 1）载荷系数初选K t ＝1.32）计算小齿轮的转矩Nmm n P T 45161109.414505.71055.91055.9⨯=⨯⨯=⨯= 3）由表10－7选取齿宽系数1=d φ4）由表10－6查得材料的弹性影响系数218189MPa .Z E =5）由图10－21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa H 600lim =σ，大齿轮的接触疲劳强度为MPa H 550lim =σ6）由式10－13计算应力循环次数91110044.112000114506060⨯=⨯⨯⨯==h jL n N 07.2265412===z z u ，89121004.507.210044.1⨯=⨯==u N N 7）由图10－19取接触疲劳寿命KHN1＝0.96，KHN2＝0.968）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数取S ＝1，由式10－12得MPa S K H HN H 576160096.0][1lim 11=⨯==σσ MPa S K H HN H 539155096.0][2lim 22=⨯==σσ 待入较小的MPa H 539][2=σ得：mm Z u u KT d H E d t 814.52)5398.189(07.2107.211094.43.132.2)][(132.23293211=+⨯⨯=+≥σφ2、计算圆周速度s m n d v t /41000601450814.5210006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ3、计算齿宽bmm d b t d 814.52814.5211=⨯==φ4、计算齿宽与齿高之比模数mm z d m t t 031.226814.5211=== 齿高mm m h t 57.4031.225.225.2=⨯==齿宽与齿高之比56.1157.4814.52==h b 5、计算载荷系数1）根据v ＝4m/s 、7级精度，由图10－8查得动载荷系数K v ＝1.13，直齿轮1==ααF H K K 。
机械制图习题集答案第10章
轮中间有上下两个小通孔，起 通气
作用。
（ ）尺寸 ∕8中的G表示 非螺纹密封管螺纹 ， ∕ 表示 尺寸代号 ∕ 英寸 。
（ ）件 泵盖与件 泵体属于 螺钉 联结，件 泵体与件 压紧螺母属于 螺纹 联接。
（ ）拆画件9的零件图。
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共二十二页
工作原理：尾座是
仪表车床上加工轴类零件时 作顶紧用的装置，是借助于 螺旋机构推动顶尖运动。部 件中顶尖6装在轴套2内，螺 母9用两个螺钉10与轴套固 定，螺钉23限制轴套做轴向 移动。当手轮14转动时，通 过键13使螺杆17转动，再通 过螺母的作用，是轴套2带 着顶尖6做轴向移动。当顶 尖6移动到需要位置时，再 旋转夹紧手柄7与螺杆17， 使夹紧套15、18将轴套锁紧 。 尾座靠导向定位键23嵌入床 身T形槽内，通过纵向滑动 来调整顶尖与主轴箱的距离 ，以适应不同长度的零件。 调整好后，用螺栓锁紧在床 身上。
油标
吊环螺钉
螺钉
通气塞
螺母
小盖
垫片
压制板
盖
螺栓 螺栓
螺母
=2
弹簧垫圈
锥筒
¦ µ5
壳体
序号 名 称
数量 材 料
备注
=2
齿轮减速箱
重量 比例
1：1
制图
审核
机械制图(jī xiè zhì tú)
内容(nèiróng)总结
共二十二页
（4）图中标注 的零件是指件 1 ，标注 的零件是指件 6 ，标注
的零
件是指件 1 ，标注 的零件是指件 2 。
（5）图中所注
，如果注在孔的零件图上,则写成 φ25H11 ，如果注在轴的零件图
上，则写成 φ25c11 。该配合为 基孔 制的 间隙 配合。
机械设计 吴克坚版第10章习题-部分答案(1)
习题答案：P242 10-210-1试述蜗杆左右手定则的用途，并判断图示中未指出的蜗杆、蜗轮的转向及齿的螺旋线方向10-2 画出图示的各蜗轮的受力方向10-3 图示一手动其中装置，已知手柄半径200R mm =；卷筒直径200D mm =；蜗杆传动的模数5m =,12q =,11z =,250z =，摩擦系数0.14v f =，手柄上的作用力为200N 。
如强度无问题，求：1）图示1n 转向为重量Q F 举升方向，问蜗杆及蜗轮的螺旋线方向；2）能提升的重量Q F 是多少？3）提升后松开手后重物能否自行下降？4）求出作用在蜗轮上三个分力的大小，并标出方向；5）重物缓慢下降时，各分力方向有无变化？答：1）右旋，如图所示2） tan 0.0832737%;tan()0.2259v ληλϕ===+ arctan 7.970.139;arctan 4.760.083v v f z qϕλ=== ===D D 其中 1221;22200200500.37;74002200Q Q T F R D FRi T F F N D T T i ηη=⋅××××=⋅⇒====⋅⋅ 3）因为v λϕ< ，所以自锁，重物不能自由下降。
4）三个分力的大小分别为：2212212110222/2227400200/2=59205502222002001333.3512tan 5920tan 202154.7Q t a a t r t F D T F F N d m z T F R F F N d m q F F Nα⋅⋅××====⋅×⋅⋅××=====⋅×==×=5）重物缓慢下降时，力的方向不变。
机械原理第十章考习题精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版机械原理第十章习题一、单项选择题1.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆2.计算蜗杆传动的传动比时，公式( )是错误的。
A. i=ω1/ω2B. i=n1/n2C. i=d2/d1D. i=Z2/Z13.在安装标准直齿轮时若中心距大于标准中心距，则将使( )A.重合度变大B.定角速比无法保证C.啮合角变大D.节圆压力角变小4. 单个渐开线齿轮（）A．分度圆等于节圆B．分度圆小于节圆C．分度圆大于节圆D．没有节圆5. 蜗轮的螺旋角β与蜗杆（）A．分度圆处的导程角γ大小相等，方向相反B．B．分度圆处的导程角γ大小相等，方向相同C．齿顶圆处的导程角γ1大小相等，方向相反D.齿顶圆处的导程角γ1大小相等，方向相同6.为了减少蜗轮刀具数目，有利于刀具标准化，规定（）为标准值。
A.蜗轮齿数B.蜗轮分度圆直径C.蜗杆头数D.蜗杆分度圆直径7. 渐开线齿轮的齿根圆（）A．总是小于基圆 B．总是等于基圆C．总是大于基圆 D．有时小于基圆，有时大于基圆8. 为了实现两根相交轴之间的传动，可以采用（）A．蜗杆传动B．斜齿圆柱齿轮传动C．直齿锥齿轮传动D．直齿圆柱齿轮传动9. 一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（）其分度圆压力角。
A.大于B.等于C.小于D.可能等于也可能大于10.用齿条刀具加工渐开线齿轮时，判断被加工齿轮产生根切的依据是（）。
A.刀具的齿顶线通过啮合极限点N1B.刀具的齿顶线超过啮合极限点N1C.刀具的中线超过啮合极限点N1D.刀具的中线不超过啮合极限点N111.在设计计算单个渐开线齿轮的几何尺寸时的基准圆是（）A.基圆B.齿根圆C.分度圆D.齿顶圆12. 一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的( )均为标准值。
A．法面模数、分度圆上的法面压力角B．端面模数、分度圆上的端面压力角C．端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角D．法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角13. 常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是( )A.直齿圆柱齿轮B.直齿圆锥齿轮C.斜齿圆锥齿轮D.蜗轮蜗杆14.当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其传动比仍保持不变的原因是（）A．压力角不变B．啮合角不变 C．节圆半径不变D．基圆半径不变15．渐开线标准齿轮的根切现象发生在（）A．齿数较少时B．模数较小时C．模数较大时D．齿数较多时16．标准直齿圆锥齿轮的标准模数是（）A．大端模数B．小端模数C．平均模数D．求出平均模数后圆整所得的模数17.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆18.在安装标准直齿轮时若中心距大于标准中心距，则将使( )A.重合度变大B.定角速比无法保证C.啮合角变大D.节圆压力角变小19.单个渐开线齿轮（）A．分度圆等于节圆B．分度圆小于节圆C．分度圆大于节圆D．没有节圆20.常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是( )A.直齿圆柱齿轮B.直齿圆锥齿轮C.斜齿圆锥齿轮D.蜗轮蜗杆二、填空题1. 为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中，___________不宜过大。
机械设计作业集10、11答案
第十章齿轮传动一、选择题10—1 在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__；应圆整的有D、E__；没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。
A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距aD斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角αH螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是______B____。
A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火10—3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。
A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。
A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。
A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽10—6一减速齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则两轮齿根的弯曲应力_A_。
A F1>F2B F1<F2C F1=F210—7一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质，大齿轮2选用45钢正火，它们的齿面接触应力__C__。
A H1>H2B H1<H2C H1=H210—8 一对标准圆柱齿轮传动，若大、小齿轮的材料或热处理方法不同，则工作时，两齿轮间的应力关系属于下列第 C 种。
A H1≠H2，F1≠F2，[H]1＝[H]2，[F]1＝[F]2B H1＝H2，F1＝F2，[H]1≠[H]2，[F]1≠[F]2C H1＝H2，F1≠F2，[H]1≠[H]2，[F]1≠[F]2D H1≠H2，F1＝F2，[H]1≠[H]2，[F]1≠[F]2（H、F、[H]、[F]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力）10—9一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数K N1=K N2，则两轮的弯曲强度为___A_____。
机械设计第十章习题答案
机械设计第十章习题答案机械工程学系资料机械设计第十章习题答案10-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示的里的作用位置及方向）。
解：受力图如下：机械工程学系资料注：斜齿轮各个受力方向1. 径向力指向各自的轴心；2. 轴向力的方向按主动轮螺旋线方向和转向，右旋用右手，左旋用左手，四肢弯曲方向与主动轮转向一致，拇指即为主动轮轴向力方向；3. 圆周力的方向在主动轮上，与运动方向相反；从动轮上，与运动方向相同。
10-6 设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知1 = 7.5 kW，1 = 1450 r/min ，1 = 26 ，2 = 54 ，寿命= 12022年h ，小齿轮相对其轴承的支撑为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。
解：1. 选择齿轮类型、精度等级、材料（1 ）选用直齿圆柱齿轮传动（2 ）铣床为工作母机，速度不高，故选用6级精度（GB__-88 ）。
（3 ）材料选择由表10-1选择小齿轮材料为20CrMnTi（渗碳后淬火），60HRC ，大齿轮材料为40Cr（调质后表面淬火），53HRC 。
2. 按齿面接触强度设计1 ≥32 1+12（（1 ）确定公式中的各计算值1 ）试选载荷系数= 1.4 机械工程学系资料2 ）计算小齿轮传递的力矩1 = 9.55 × 106 ×7.__1 1= 9.55 × 106 ×= __.55 Nmm3 ）小齿轮作不对称布置，查表10-7 ，选取= 0.94 ）由表10-5查得材料的弹性影响系数= 189.85 ）确定区域系数= 2.56 ）计算接触疲劳强度用重合度系数1 = arcos [ 29.241°2 = arcos [ 25.024°= =26 × tan29.241° tan20° +54 × tan20.024° tan20°21 tan tan ′ +2 tan tan ′22cos2+211cos1+2] = arcos26cos20°26+2 ×1=] = arcos54cos20°54+2 ×1== 1.694 = 7 ）齿数比u =2 14 3=4 1.6943= 0.877= 2.088 ）计算接触疲劳许用应力由小齿轮20CrMnTi ，渗碳后淬火，得1机械工程学系资料= 1300 MPa由大齿轮40Cr ，调质后淬火，得2 = 1300 MPa9 ）计算应力循环次数1 , 21 = 60 1 j = 60 × 1450 × 1 × 12022年= 1.044 ×1092 =1= 5.02 × 10810 ）确定接触疲劳寿命系数由图10-23 ，查表得：1 = 0.95 ，2 = 0.9511 ）计算接触疲劳许用应力取失效概率1% ，安全系数S = 1 [ ] 1 = 1368.42 MPa [ ] 2 = 1368.42 MPa得[ ] = 1368.42 MPa （2 ）计算1 ≥ =331 lim 1=0.95 ×13001=2 lim 2=0.95 ×13001=2 1+12 ×1.4 __.550.8×2.08+1 2.08× (2.5 ×189.8 ×0.87921368.42机械工程学系资料= 28.71 mm 圆周速度v = m/s（3 ）计算齿宽bb = × 1 = 0.8 × 28.71 = 22.97 mm（4 ）计算齿宽和吃高比1 160 × 1000=×28.71 __ ×1000= 2.18=1 1=28.7126= 1.10齿宽h = 2.25 = 2.48 mm 因而= 9.26（5 ）计算载荷系数1 ）使用系数= 1.252 ）动载系数由v = 2.18 m/s ，6级精度，取= 1.04 3 ）齿间载荷分配系数直齿轮及修行齿轮，取= 1 ，= 14 ）齿向载荷分布系数由= 0.8 ，硬齿面，非对称布置，6级精度，b = 22,97 mm ，线性插值得= 1.284 ，由= 9.26 ，= 1.284得=机械工程学系资料1.26载荷系数K = = 1.25 × 1.04 × 1 × 1.284 = 1.67（6 ）按实际载荷系数算得分度圆直径1 = 1 = 28.71 × =1.4331.6730.45 mm（7 ）计算模数mm = = 1.17mm3. 按齿根弯曲强度设计由弯曲疲劳强度的计算公式m ≥32 11（1 ）确定公式各变量的值1 ）由小齿轮：渗碳淬火钢1 = 850 MPa 由大齿轮：调制后表面淬火2 = 720 MPa2 ）取弯曲疲劳寿命系数1 = 0.91 , 2 = 0.93 3 ）计算弯曲许用应力取安全系数S = 1.4 ，由[ ] = 得[ ]1 = MPa1 1=0.91 ×8501.4= 552.5机械工程学系资料[ ]2 = MPa4 ）计算[ ]2 2=0.93 ×7201.4= 478.29由图10-17 ，10-18查取齿形系数得1 = 2.60 ，1 = 1.5950.0082181.26 = 1.6380.6932 = 2.296 ，2 = 1.712 1 1[ ]1 = 0.__-__2 2[ ]2= 0.008128可见大齿轮的数值大一些，取较大值5 ）计算载荷系数K = = 1.25 × 1.04 × 1 ×6 ）计算弯曲疲劳强度重合度系数由10-5得=0.25 + 0.75= 0.25 +0.751.694=2 ）试算模数3≥ 2 11=32 ×1.638 __.55 ×0.6390.8 × 26 ×0.008128= 1.194 mm（机械工程学系资料4. 结果分析和选择对比两种计算方法，可以看出齿根弯曲疲劳强度m ≥ 1.194mm及按齿面接触算得的模数m ≥ 1.17 ，故可取m ≥ 1.194 mm ，将模数标准化圆整，取m =2 mm 。
机械设计基础10章课外习题-杨可祯
软齿面(HBS≤350) 闭式齿轮传动：齿面疲劳点蚀和胶合为主 要失效形式,用齿面接触强度设计式确 定齿轮传动的参数，验算轮齿弯曲疲 劳强度。
硬齿面(HBS≥350)闭式齿轮传动：齿面磨损与轮齿折断为主
要失效形式，先按弯曲疲劳强度设计 式确定参数，验算齿面接触强 度。
H ZE Z H
接触疲劳 强度
②、比较
H1
和
H 2
H2
较大者强度高
④、比较 YFa 1YSa 1 和 YFa 2YSa 2 较小者强度高
F 1
F 2
7、 一对啮合的大、小齿轮，轮齿面接触应力间的关系是 弯曲应力间的关系是 ④ 。 ②、σH1< σH2 ①、 σH1> σH2 ③、σH1 = σH2
②、齿轮在轴上相对于轴承的位置 ④、原动机与工作机的性能及工作情况
填空题（每题2分）
10、 在齿轮的五种失效形式中，软齿面闭式齿轮传动最常见的失效形式是 齿面点蚀与胶合 齿面磨损与轮齿折断 ，而开式齿轮传动常见的失效形式是
11、为提高齿轮传动抗点蚀能力，可采取的主要方法有 提高齿轮材料的硬度、啮合齿轮间加注润滑油 12、轮齿面产生胶合的主要原因是 高速重载或低速重载时，润滑效果差， ， 局部过热为防止胶合，采取的措施有 提高硬度、降低粗糙度、采用抗胶合润滑油 13、为了补偿安装误差，确定一对齿轮齿宽时，通常使小齿轮齿宽比大齿轮齿
设计式
b1 b2
疲劳点蚀：齿轮传动中，在轮齿靠近节线处形成油膜的条件差，且该处接触 应力呈周期性变化，当接触应力超过接触疲劳极限时，该处首先产生疲劳裂 纹，随着裂纹不断扩展，致使轮齿表面出现点蚀损伤。提高齿轮材料的硬度； 在齿面间加注润滑油等可以增强轮齿抗点蚀的能力。
机械设计基础习题解答第10章
第10章
10.1 简述蜗杆传动的特点。
答：1. 传动比大，结构紧凑。
2. 传动平稳，无噪音。
3. 具有自锁性。
4．蜗杆传动效率低。
5. 发热量大，齿面容易磨损，成本高。
10.2 蜗杆传动的传动比等于蜗轮与蜗杆分度圆直径之比吗？
答：对于减速蜗杆传动，传动比：
答：为了限制滚刀数目和有利于滚刀标准化，以降低成本。
因为切削蜗轮的滚刀不仅与蜗杆模数和压力角一样，而且其头数和分度圆直径还必须与蜗杆的头数和分度圆直径一样，即同一模数蜗轮将需要有许多把直径和头数不同滚刀。
10.4 蜗杆传动最主要失效形式是蜗轮轮齿折断吗？
答：由于蜗杆传动中的相对速度较大，效率低，发热量大，所以蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮齿面胶合、点蚀及磨损。
10.5 蜗杆轴向力的方向与螺旋线旋向有关，与转向无关，对吗？
答：根据蜗杆的转动方向和螺旋线旋向，用左、右手定则判断。
当蜗杆的螺旋线为右旋时，则使用右手定则判断，四个手指顺着蜗杆转动方向，拇指与蜗杆轴线一致，其方向即蜗杆轴向力方向，也是蜗轮转动方向。
10.6 标出下图中未标注的蜗杆和蜗轮的旋向及转向，并标出各自的三个分力的方向。
(完整word版)机械设计基础课后习题答案(第四版)陈立德 罗卫平
目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段：1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4。
制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
1.2常见的失效形式有哪几种?答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。
1.3什么叫工作能力?计算准则是如何得出的？答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件.1.4标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期.第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点?答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
机械设计第十章 连接 课后习题答案
第十章 连接10-1解: 因此平键联接处于轴端，故选用C 型平键，轮毂宽度L ′=120mm ，齿轮、轴、键都采用钢材，查表11-8[σp ]=110 MPa 。
查机械设计手册得 b =22mm ，h =14mm ，取L =110mm ，l =L －b /2=110－22/2=99mm ，k ≈h /2=7mm ，由式（10-5a ）可得所选平键传递的最大转矩为所选平键的标记为：键22×110 GB/T1097—200310-2解: 因此平键联接适应正反转，故选用A 型平键，齿轮、轴、键都采用钢材，考虑正反转，查表10-8[σp ]=90 MPa 。
查机械设计手册得 b =22mm ，h =14mm ，取L =110mm ，l =L －b /2=110－22/2=99mm ，k ≈h /2=7mm ，由式（10-5a ）可得所选平键传递的最大转矩为所选平键的标记为：键22×110 GB/T1097—200310-3答：联轴器和离合器主要用于联结两轴（有时也实现轴与其他回转零件的联结），使它们一起转动以传递运动和转矩。
在机器工作时，联轴器能保持两轴的接合状态，而离合器却可随时完成两轴的接合和分离。
10-4 答：联轴器能保持两轴的接合状态，而离合器却可随时完成两轴的接合和分离。
10-5 答：见表10-1。
10-6 解：因为轴的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性较好，同时具有可移动性的弹性套柱销联轴器。
联轴器传递的转矩：9605.795509550⨯==n P T ＝74.6（N ·m ） 查表10-2取工作情况系数7.1=A K 。
联轴器的计算转矩 ：T K T A c =＝1.7×74.6＝126.8（N ·m ）根据工作条件和配合轴径d 1，d 2，查手册选用弹性套柱销联轴器：824282386⨯⨯JB YA TL （GB4323－84），其公称转矩为250 N ·m10-7答：螺纹联接预紧的目的是使联接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，防止受载后被联接件间出现缝隙或相对滑动，增强联接的可靠性和紧密性。
机械设计第十章齿轮设计课后习题答案
机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮⼜是从动轮。
当齿轮B与主动轮A啮合时，⼯作齿⾯是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，⼯作齿⾯是另⼀侧。
对于⼀个轮齿来讲，是双齿⾯⼯作双齿⾯受载，弯曲应⼒是对称循环，接触⼒是脉动循环，取10-3 答：齿⾯接触应⼒是脉动循环，齿根弯曲应⼒是对称循环。
在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应⼒值乘以0.7. 10-4 答：⼀般齿轮材料主要选⽤锻钢（碳钢或全⾦钢）。
对于精度要求较低的齿轮，将齿轮⽑坯经正⽕或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合⾦钢主要是渗碳后淬⽕，最后进⾏滚齿等精加⼯，其精度可达7，6级甚或5级。
对于尺⼨较⼤的齿轮，可适⽤铸钢或球墨铸铁，正⽕后切齿也可达8级精度。
10-5提⾼轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增⼤齿根过渡圆⾓半径，消除加⼯⼑痕，可降低齿根应⼒集中;增⼤轴和⽀承的则度，可减⼩齿⾯局部受载；采取合适的热处理⽅法使轮世部具有⾜够的韧性；在齿根部进⾏喷丸、滚压等表⾯强度，降低齿轮表⾯粗糙度，齿轮采⽤正变位等。
提⾼齿⾯抗点蚀能⼒的措施有：提⾼齿⾯硬度；降低表⾯粗糙度；增⼤润滑油粘度；提⾼加⼯、发装精度以减⼩动载荷；在许可范围内采⽤较⼤变位系数正传动，可增⼤齿轮传动的综合曲率半径。
10-6解（1）选⽤齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，⼤⼩齿轮材料均为45号钢调质，⼩齿轮齿⾯硬度为250HBS,⼤齿轮齿⾯硬度为220HBS.选精度等级为7级。
（2）按齿⾯接触疲劳强度设计。
1、⼩齿轮传递的转矩2、初选载荷系数：初选Kt=1.83、确定齿宽系数：⼩齿轮不对称布置，据教材表10-7选⽤4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.56、齿数⽐：7、确定接触许⽤应⼒：循环次数查教材图10-19曲线I得查教材10-21（d）得8、由接触强度计算⼩齿轮的分度圆直径齿轮的使⽤系数：载荷状况以轻微冲击为依据查教材表10-2得KA=1.25齿轮的圆周速度由教材图10-8查得：Kv=1.12对于软齿⾯齿轮，假设,由教材表10-3查得齿宽齿宽与齿⾼⽐由教材表10-4查得,由教材图10-13查得：,接触强度载荷系数：10、校正直径：取标准值m=2.5mm11、齿轮的相关参数：12、确定齿宽：圆整后，取b2=50mm,b1=55mm.(3)校核齿根弯曲疲劳强度。
机械设计基础习题答案第10章
10-1 自行车链传动的主动大链轮齿数：z 1=48，小链轮齿数z 2=18，车轮直径为28英寸(D=711.2 mm)。
试问：（1）自行车为什么采用升速传动？能不能采用带传动？为什么？（2）自行车行走1 km 时，车轮和大链轮各要转几圈？答：（1）自行车转动轮转速较低，因此采用升速传动。
不能。
带传动多用于整个传动链中的高速段，一般用于电动机与减速装置之间，并且带传动容易出现打滑现象，因此不能采用带传动。
（2）需要车轮转n 2转，则10000002.71122=⨯=ππn n D n 2=447.8转48181221===z z n n i n 1=167.9转10-2 如图题10-2所示为水泥磨传动简图。
已知：磨机4直径D=950mm ，磨机长度L=3000mm ，电动机功率P=30kW ，电动机转速n=730r/min ，磨机转速n 4=35r/min ，V 带传动2传动比i=2.78。
试分析如果将开式齿轮传动3改成下列传动之一有何利弊？为什么？（1）链传动；（2）V 带传动；（3）蜗杆传动；（4）闭式直齿圆柱齿轮传动。
答：（1）链传动：若选用链传动对轴的作用力较小；传递的功率较大，低速时能传递较大的圆周力；可在温度较高、淋水、淋油、日晒等恶劣环境下工作。
但工作传动中有一定的动载荷和冲击，传动平稳性差；工作时有噪声。
（2）带传动：带传动比较平稳，但不能保证准确的传动比，多用于整个传动链中的高速级。
如果过载，带与带轮之间会产生相对滑动，出现打滑现象，带传动失效。
（3）蜗杆传动：蜗杆传动具有结构紧凑、传动比大，传动平稳、噪声较小等优点。
但为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常用贵重的青铜材料，成本较高。
（4）闭式齿轮传动：润滑与保护条件好，多用于重要场合。
习题10-2图本资料由百万课件网收集。
机械设计基础课后习题答案第10章
机械设计基础课后习题答案第10章第一篇：机械设计基础课后习题答案第10章10-1证明当升角与当量摩擦角符合时，螺纹副具有自锁性。
当时，螺纹副的效率所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于 50%。
10-2解由教材表10-1、表10-2查得，粗牙，螺距，中径螺纹升角，细牙，螺距，中径螺纹升角对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。
10-3解查教材表10-1得粗牙螺距中径小径螺纹升角普通螺纹的牙侧角，螺纹间的摩擦系数当量摩擦角拧紧力矩由公式可得预紧力拉应力查教材表 9-1得 35钢的屈服极限拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限，螺栓将损坏。
10-4解（1）升角当量摩擦角工作台稳定上升时的效率：（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩（3）螺杆的转速螺杆的功率（4）因速下降，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷作用下等需制动装置。
其制动力矩为10-5解查教材表9-1得 Q235的屈服极限，查教材表 10-6得，当控制预紧力时，取安全系数由许用应力查教材表 10-1得的小径由公式得预紧力由题图可知，螺钉个数，取可靠性系数牵曳力10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸,故螺杆受到拉扭组合变形。
查教材表9-1得，拉杆材料Q275的屈服极限，取安全系数，拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径查教材表 10-1，选用螺纹（）。
10-7解查教材表 9-1得，螺栓35钢的屈服极限，查教材表 10-6、10-7得螺栓的许用应力查教材表 10-1得，的小径螺栓所能承受的最大预紧力所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力的最大值10-8解在横向工作载荷作用下，螺栓杆与孔壁之间无间隙，螺栓杆和被联接件接触表面受到挤压；在联接接合面处螺栓杆则受剪切。
假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的，且这种联接的预紧力很小，可不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。
挤压强度验算公式为：其中；为螺栓杆直径。
机械设计第十章课后题答案
一、课本10-2 解：（1）B 轮是惰轮，齿根弯曲应力是对称循环变应力。
查图10-21d)，接触疲劳极限应力MPa 580lim =H σ，弯曲疲劳极限应力MPa 3084407.0=⨯=FE σ。
许用应力为：MPa 58015801][lim =⨯==S K H HN H σσ；MPa 2964.13081][=⨯==S K FE FN F σσ （2）B 轮是主动轮，齿根弯曲应力是脉动循环变应力。
查图10-21d)，接触疲劳极限应力MPa 580lim =H σ，弯曲疲劳极限应力MPa 440=FE σ。
许用应力为：MPa 58015801][lim =⨯==S K H HN H σσ；MPa 3144.1440][===S K FE FN F σσ 如齿轮的工作寿命不是无限寿命时，上述两种情况下的许用应力值均相应增大。
二、课本10-7 解：该齿轮传动的承载能力由齿面接触强度所限定。
1．计算按齿面接触强度所限定的转矩，由式（10-21）得：()2311][12⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+≤E H H d z z u K u d T σεφα1）小齿轮分度圆直径 mm 95.145229cos 246cos 11='︒⨯==βz m d n 。
2）齿宽系数 096.195.1451601===d b d φ。
3）查图10-26，765.01=αε，925.02=αε端面重合度 685.1925.0765.021=+=+=αααεεε。
4）齿数比 5.42410812===z z u 。
5）由表10-6查得材料的弹性影响系数 21MPa 8.189=E z 。
6）由图10-30查得区域系数 455.2=H z 。
7）小齿轮合金钢调质260HBS ，由图10-21d 查得小齿轮的接触疲劳极限MPa 5801lim =H σ；大齿轮碳钢调质220HBS ，由图10-21d 查得大齿轮的接触疲劳极限MPa 5202lim =H σ。
《机械设计》10章习题
《机械设计》习题
题10－7
一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两齿轮的材料、热处理及齿面硬度相同，则齿根弯曲应力___ 。
（1）σF1>σF2（2）σF1 =σF2（3）σF1 <σF2
题10－20
一对圆柱齿轮传动,大、小齿轮齿面接触应力是否相等? 如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则其许用接触应力是否相等?
题10－25
如图所示，两级展开式齿轮减速器如图所示。
已知主动轮1为左旋，转向n
1
为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力F a44、径向力F r和圆周力F t的方向。
题10－34
一直齿圆柱齿轮传动，已知Z1=20，Z2=60，m=4mm，B1=45mm，B2=40mm，齿轮材料为锻钢，许用接触应力[σH]1=500Mpa, [σH]2=430Mpa，许用弯曲应力
[σF]1=340Mpa, [σF]2=280Mpa,弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷系数K=1.4，求大齿轮所能传递的扭矩T2（不计功率损失）。
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4．①用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；
②增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；
二、简答题：
1．在轮齿间有润滑油存在，可使接触面变大，降低了接触应力，这样可延迟点蚀的发生，润滑油粘度越大越好，但是裂纹一旦产生以后，润滑油进入裂纹中，以后被与之相啮合的齿轮封住，会在裂纹中形成高压，将金属薄片崩掉，这就会加速点蚀的产生与扩展。
2．不相同。小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30~50HBS。当小齿轮与大齿轮具有较大的硬度差且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳强度。
A．20CrMnTi B．40Cr C．45#钢
19．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．齿面磨损 C．轮齿疲劳折断
20．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→滚齿→渗碳淬火→磨齿
C．齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火
三、综合题：
1．图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=3mmZ2＝57,β2＝140齿轮３的参数：mn＝5mmZ3＝21。
求：若使Ⅱ轴的轴承不受轴向力，则齿轮３的螺旋角β３＝？
2．如:图示二级闭式圆锥——斜齿圆柱齿轮减速器，试判断出其中各齿轮的转向与旋向，并画出Ⅱ轴上齿轮2、3所受力的方向（包括Fa、Ft、Fr、）。
⑷若使Ⅱ轴上的轴承不受轴． C 2． A 3． B 4． D 5． C 6． C 7． C 8． A 9． C 10． C 11．B 12．A 13． C 14． B 15． B 16． C 17． B 18． B 19． A 20．B 21． A 22． A
A．直齿圆锥齿轮B．斜齿圆锥齿轮C．直齿圆柱齿轮
10．在下列措施中不利于提高轮齿抗疲劳折断能力。
A．减轻加工损伤 B．表面强化处理 C．减小齿根过渡曲线半径
11．对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
A．齿面要硬，齿芯要韧 B．齿面要硬，齿芯要脆 C．齿面要软，齿芯要韧
12．灰铸铁齿轮常用于的场合。
A．低速、无冲击和大尺寸 B．高速、有较大冲击 C．有较大冲击、较小尺寸
3．点蚀为什么首先发生在靠近节线的齿根一侧？
4．为了提高齿轮轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？
5．齿轮传动的失效形式有哪些？开式、闭式齿轮传动的失效形式有什么不同？
6．两级圆柱齿轮传动中,若一级为斜齿轮,另一级为直齿轮,试问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级? 为什么?
7．若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成的两级齿轮传动,锥齿轮应置于高速级还是低速级? 为什么?
13．对于重要的齿轮传动，可将齿轮齿顶进行修缘，其目的是。
A．减小齿间载荷分配不均 B．减小齿向载荷分布不均 C．减小附加动载荷
14．标准直齿圆柱齿轮的齿形系数取决于。
A．模数 B．齿数 C．齿宽系数
15．一减速齿轮传动，主动轮1用45#钢调质，从动轮2用45#钢正火。则它们的齿面接触应力关系是。
A．σH1＜σH2B．σH1＝σH2C．σH1＞σH2
16．一标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料与热处理硬度均相同，Z1＜Z2，则它们的齿根弯曲应力。
A．σF1＜σF2B．σF1＝σF2C．σF1＞σF2
17．直齿圆锥齿轮的标准模数是。
A．小端模数 B．大端端面模数 C．齿宽中点平均模数
18．已知一齿轮的制造工艺过程是：加工齿坯、滚齿、表面淬火、磨齿，则该齿轮的材料是。
3．图示为直齿锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。锥齿轮的参数为m＝2mm,z1＝20,z2＝40,ψR＝0.3；斜齿轮的参数为mn＝3mm,z3＝20,z4＝40,试求：
⑴ 画出各轴的转向；
⑵为使轴Ⅱ所受轴向力最小，画出齿轮3、4的螺旋线方向；
⑶画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向；
21．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—640 C．20CrMnTi
22．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
二、简答题：
1．试分析润滑油的存在对齿轮齿面点蚀的形成与扩展有何影响？
2．软齿面齿轮传动中，两配对齿轮的齿面硬度是否相同？为什么
4．．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，应使。
A.两者硬度相等 B.小齿轮采用硬齿面,大齿轮采用软齿面
C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D. 小齿轮硬度高于大齿轮硬度
5．轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与无关。
A.齿数Z1B.变位系数X C.模数m
6．两个标准直齿圆柱齿轮，齿数Z1＜Z2，则它们的应力校正系数的关系是。
一、选择题：
1．一般开式齿轮传动的主要失效形失是。
A．齿面胶合 B.齿面疲劳点蚀 C.齿面磨损或轮齿疲劳折断
2．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
3．为了降低齿轮传动中的齿向载荷分布不均的程度，可以。
A．齿轮齿顶进行修缘 B．将轮齿作鼓形修整 C．降低支承刚度
A.Ysa1＞Ysa2B.Ysa1＝Ysa2C.Ysa1＜Ysa2
7．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀破坏，通常先发生在。
A．靠近节线的齿顶部分 B．靠齿根处 C．靠近节线的齿根部分
8．一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。
A． 齿面点蚀B． 齿面胶合 C． 齿面磨损
9．机床主轴箱中的变速滑移齿轮应选用（ ）。