机械设计习题第一章机械设计概述思考题1.1 一部完整的机器由哪几部分组成?1.2 设计机器时应满足哪些基本要求?1.3 设计机械零件时应满足哪些基本要求?1.4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系? 常用的计算准则有哪些? 它们各针对什么失效形式?1.5 什么叫机械零件的可靠度?它与零件的可靠性有什么关系? 机械零件的可靠度与失效率有什么关系?1.6 机械零件的设计计算有哪两种方法? 它们各包括哪些内容? 各在什么条件下采用?1.7 机械零件设计的一般步骤有哪些? 其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用? 为什么?1.8 选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能? 合理选择零件材料的原则是什么?1.9 机械设计时为什么要考虑零件的结构工艺性问题? 主要应从哪些方面来考虑零件的结构工艺性?1.10 什么是标准化、系列化和通用化?标准化的重要意义是什么?1.11 机械设计方法通常分哪两大类?简述两者的区别和联系。

1.12 什么是传统设计方法?传统设计方法又分哪3种? 各在什么条件下被采用?1.13 什么是现代设计方法?简述现代设计方法的特点。

第四章带传动思考题4.1 按工作原理的不同，带传动的主要类型有哪些?各自适用于什么场合?4.2 V带传动为什么比平带传动的承载能力大?4.3 影响带传动承载能力的因素有哪些? 如何提高带传动的承载能力?4.4 什么是弹性滑动? 什么是打滑? 它们对带传动有何影响? 是否可以避免?4.5 一般情况下，带传动的打滑首先发生在大带轮上还是小带轮上? 为什么?4.6 简述V带传动的极限有效拉力F elim与摩擦系数f，小带轮包角α1及初拉力F0之间的关系。

4.7 分析带传动工作时带截面上产生的应力及其分布，并指出最大应力发生处。

4.8 简述带传动的主要失效形式和设计准则。

4.9 机械传动系统中，为什么一般将带传动布置在高速级?4.10 如何确定小带轮的直径?4.11 为什么V 带剖面的楔角为40°，而带轮的槽角则为32°、34°、36°或38°? 4.12 试说明公式L K K P P P α)(00'0∆+=中各符号的含义。

4.13 试分别说明K α与小带轮包角α1、K L 与带长L d 间的关系。

4.14 带传动张紧的目的是什么? 张紧轮应如何安放?4.15 多根V 带传动时，若发现一根已损坏，应如何处置?习 题4.1 已知一普通V 带传动传递的功率P = 8 kW ，带速v = 15 m ／s ，紧边与松边拉力之比为3∶1 ，求该带传动的有效拉力F e 和紧边拉力F 1 。

4.2 有一电动机驱动的普通V 带传动，单班制工作，主动轮转速n 1 =1460 r ／min ，中心距a =370mm ，d d1 =140mm ，d d2 = 400mm ，中等冲击，轻微振动，用3根B 型普通V 带传动，初拉力按规定给定，试求该装置所能传递的最大功率。

4.3 设计一普通V 带传动。

已知所需传递的功率P = 5 kW ，电动机驱动，转速n 1 =1440r ／min ，从动轮转速n 2 = 340r ／min ，载荷平稳，两班制工作。

4.4 设计某机床上的普通V 带传动。

已知所需传递的功率P = 11 kW ，电动机驱动，转速n 1 =1460r ／min ，传动比i =2.5，载荷平稳，单班制工作，中心距a =l000 mm ，从动轮轴孔直径d a = 70mm 。

要求给出从动轮工作图。

第五章 链传动思考题5.1 在传动原理、应用特点、运动特性、初拉力、张紧以及松边位置等方面将链传动与带传动相比较。

5.2 滚子链的标记“10A —2—100 GB 1243—1997”的含义是什么?5.3 为什么链节数常选偶数，而链轮齿数选奇数?5.4 为什么链传动通常将主动边放在上边，而与带传动相反?5.5 链传动的失效形式有哪些? 设计准则是什么?5.6 滚子链的额定功率曲线是在什么条件下得到的? 实际使用时如何修正?5.7 链速一定时，链轮齿数z 的多少和链节距p 的大小对链传动有何影响?5.8 试分析如何适当地选择链传动的参数以减轻多边形效应的不良影响。

习 题5.1 设计一滚子链传动。

电动机驱动，已知需传递的功率P = 7 kW，主动轮转速n1 = 960r／min ，从动轮转速n2= 330r／min，载荷平稳，按规定条件润滑，两链轮轴线位于同一水平面，中心距无严格要求。

5.2 某带式运输机由电动机驱动，传动方案拟采用一级齿轮传动、一级带传动、一级链传动组成。

试画出该传动系统简图，并作必要的说明。

5.3 选择并验算一带式输送机的链传动，已知传递功率P = 22kW，主动轮转速n1 = 750r ／min ，传动比i =3，工况系数K A = 1.4，中心距a≤800 mm (可调节)。

5.4 图5.16所示为链传动的4种布置形式。

小链轮为主动轮，请在图上标出其正确的转动方向。

图5.16 题5.4图第六章齿轮传动思考题6.1 齿轮传动常见的失效形式有哪些? 闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则分别是什么?6.2 在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力?6.3 齿面点蚀首先发生在轮齿上的什么部位? 为什么?为防止点蚀可采取哪些措施?6.4 计算齿轮强度时为什么要引入载荷系数K ? K由哪几部分组成? 影响各组成部分取值的因素有哪些?6.5 圆柱齿轮传动中大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等? 如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则它们的许用接触应力是否相等?6.6 试述小齿轮齿数z，和齿宽系数фd对齿轮传动性能及承载能力的影响。

6.7 齿轮设计中为什么要使小齿轮硬度比大齿轮硬度高? 小齿轮宽度比大齿轮宽?6.8 现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，A对模数m = 2 mm，齿数z1 = 40，z2 = 90；B对模数m = 4mm，齿数z1 = 20，z2 = 45。

两对齿轮的精度、材质配对、工作情况及其他参数均相同。

试比较这两对齿轮传动的齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、工作平稳性及制造成本。

6.9 试述齿轮传动设计参数的选择原则。

一般参数的闭式齿轮传动和开式齿轮传动在选择模数、齿数等方面有何区别?6.10 齿形系数与模数有关吗? 影响齿形系数的因素有哪些?6.11 直齿锥齿轮传动强度计算有何特点? 其强度当量齿轮是如何定义的? 如何确定强度当量齿轮的设计参数?6.12 齿轮传动的常用润滑方式有哪些? 润滑方式的选择主要取决于什么因素?6.13 决定齿轮结构形式的主要因素有哪些? 常见的齿轮结构形式有哪几种? 它们分别适用于何种场合?习题6.1 有一单级直齿圆柱齿轮减速器，已知z1 = 32，z2 = 108，中心距a = 210 mm，齿宽b = 70mm，大小齿轮的材料均为45钢，小齿轮调质，硬度为250 HBS，齿轮精度为8级，输入转速n1 =1460r／min，电动机驱动，载荷平稳，要求齿轮工作寿命不少于10000 h 。

试求该齿轮传动能传递的最大功率。

6.2 设计铣床中的一对直齿圆柱齿轮传动，已知需传递的功率P =7.5 kW，小齿轮主动，转速n l =1440r／min，齿数z l =26，z2 =54，双向传动，两班制，工作寿命为5年，每年300个工作日。

小齿轮对轴承非对称布置，轴的刚性较大，工作中受轻微冲击，7级精度。

6.3 某两级斜齿圆柱齿轮减速器传递功率P = 40 kW，高速级传动比i12 =3.3，高速轴转速n l =1460r／min，电动机驱动，长期双向转动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑，试设计该减速器的高速级齿轮传动。

6.4 两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器如图6.34所示。

已知主动轮1为左旋，转向n l 如图所示，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Fa 、径向力Fr和圆周力Ft的方向。

图6.34 题6.4图6.5 图示为一圆锥－圆柱齿轮减速器，功率由Ⅰ轴输入，Ⅲ轴输出，不计摩擦损失。

已知直齿锥齿轮传动z l =20，z 2 =50，m = 5mm ，齿宽b = 40mm ；斜齿圆柱齿轮传动z 3 =23，z 4 = 92，m n =6mm 。

试求Ⅱ轴上轴承所受轴向力为零时斜齿轮的螺旋角β，并作出齿轮各啮合点处作用力的方向(用3个分力表示)。

图6.35 题6.5图6.6 设计由电动机驱动的闭式直齿锥齿轮传动。

已知功率P =5 kW ，转速n l = 960 r ／min ，传动比为2.5，小齿轮悬臂布置，载荷平稳，要求齿轮工作寿命不少于10000 h 。

第七章 蜗杆传动思考题7.1 蜗杆传动有哪些类型?7.2 与齿轮传动相比，蜗杆传动的失效形式有何特点? 为什么?蜗杆传动的设计准则是什么?7.3 指出下列公式的错误并加以改正。

(1) 121221d d z z n n i === ； (2)2)(21z z m a +=； (3) 11121222222t t F d T d T i d T F ====7.4 何谓蜗杆传动的中间平面? 何谓蜗杆传动的相对滑动速度?7.5 蜗杆头数z 1和导程角γ对蜗杆传动的啮合效率有何影响? 蜗杆传动的效率为什么比齿轮传动的效率低得多?7.6 蜗杆传动的自锁条件是什么?为什么?7.7 蜗杆传动的强度计算中，为什么只需计算蜗轮轮齿的强度?7.8 锡青铜和铝铁青铜的许用接触应力[σH ]在意义上和取值上各有何不同? 为什么?7.9 蜗杆传动在什么工况条件下应进行热平衡计算? 热平衡不满足要求时应采取什么措施?7.10 分析图7.18所示蜗杆传动中蜗杆、蜗轮的转动方向或轮齿旋向及所受各力的方向。

7.11 简述圆弧圆柱蜗杆传动的特点和设计计算要点。

图7.18 思考题7.10图图7.19 题7.1图习题7.1 如图7.19所示蜗杆—斜齿轮传动中，为使轴Ⅱ上所受轴向力相互抵消一部分，试确定并在图上直接标明斜齿轮5轮齿的旋向、蜗杆的转向及蜗轮与斜齿轮3所受轴向力的方向。

7.2 设计一带式输送机用闭式阿基米德蜗杆减速器，已知输入功率P = 5 kW，蜗杆转速n l = 1440 r／min ，传动比i12 =24，有轻微冲击，预期使用寿命10年，每年工作250天，每天工作8h。

要求绘制蜗杆或蜗轮工作图。

7.3 已知一蜗杆减速器，m = 5mm ，d1 = 50mm ，z2 = 60，蜗杆材料为40Cr，高频淬火，表面磨光，蜗轮材料为ZCuSnlOPbl，砂模铸造，蜗轮转速n2 =46r／min ，预计使用15000 h 。