机械设计第三次作业题及答案

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1、第3次作业一、简答题（本大题共60分，共15小题，每小题4分）1.开式齿轮传动需进行哪些强度计算？2.一般闭式软齿面齿轮需进行哪些强度计算？3.带传动的主要失效形式有哪些？带传动的设计准则是什么？4.试分析基准直径对V带传动有何影响？5.齿面点蚀通常发生在什么部位？为什么？6.怎样选取蜗杆头数和涡轮齿数？7.降低机器成本主要有哪些措施？8.什么是计算载荷？载荷系数由几部分组成？9.齿轮联轴器中的齿轮与一般齿轮传动中的齿轮有何异同？为什么？10.如何选择圆柱齿轮的齿数？11.试说明蜗杆传动的承载能力计算准则。12.软齿面和硬齿面的界线是如何划分的？设计中如何选择软硬齿面？13.标记：6

2、-28×23×6　GB/T1144-2001的含义是什么？14.提高轴疲劳强度的措施有哪些？15.理想的齿轮材料应当具备什么条件？二、分析计算题（本大题共40分，共5小题，每小题8分）1.如图所示，一锥齿轮轴由一对正装的圆锥滚子轴承支承。已知轴承所受径向力，1轴承FR1=16000N，2轴承FR2=6000N，锥齿轮所受轴向力Fa=1000N。由手册查得该轴承有关参数如下：e=0.3，FA/FR≤e时，X=1.0，Y=0；FA/FR＞e时，X=0.4，Y=2.0；S=FR/2Y。试求：1）轴承1和轴承2的轴向载荷FA1和FA2；2）轴承1和轴承2的当量动载荷Pr1和Pr2。2.设有一

3、A型普通平键连接。已知：轴的直径d=50mm，键宽b=14mm，键高h=9mm，键的公称长度L=90mm，键的许用切应力[τ]=90MPa，其许用挤压应力[σp]=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？3.图示为某拉杆连接结构，拉杆端部采用的普通螺纹连接，螺纹直径为M12（小径d1=10.106mm），拉杆材料的强度级别为4.6，拉杆受的最大载荷F=16kN，载荷很少变动，拉杆安全系数S=1.5，试问该螺纹连接的强度是否足够？4.图示为二级蜗杆传动，已知蜗杆3的旋向为右旋，III轴的转向如图所示，轴I为输入轴，要求II轴上的轴向力为最小。试分析：1）I轴和II轴的转向

4、；2）蜗杆1、蜗轮2和蜗轮4的旋向；3）蜗轮2和蜗杆3所受各分力的方向。5.图示蜗杆传动，蜗杆为主动件。已知m=2.5mm，d1=45mm，传动比i=50，蜗轮齿数z2=50。要求：1）在图上蜗杆与蜗轮啮合处画出作用力（Ft1，Fr1，Fa1，Ft2，Fr2，Fa2）的方向；2）在图上画出蜗轮n2的转向和螺旋线的方向；3）计算出蜗杆的导程角γ、传动的中心距a。答案：一、简答题（60分，共15题，每小题4分）1.参考答案：开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，按齿根弯曲强度计算，用降低需用应力或增大模数的方法，考虑磨损失效。解题方案：开式齿轮传动的强度计算进行分析。评分标准：2.参考答案：

5、一般闭式软齿面齿轮传动首先按齿面接触强度进行设计，再按齿根弯曲强度验算。解题方案：闭式软齿面齿轮的强度计算进行分析评分标准：3.参考答案：带传动的主要失效形式是带的疲劳破坏和带的打滑。带的设计准则是：保证带传动工作时不打滑，同时又有足够的疲劳强度和寿命。解题方案：介绍带传动的主要失效形式评分标准：4.参考答案：①基准直径不宜过小，否则会使带的包角减小，同时增加带的弯曲应力，应不小于表标准中的最小直径，并符合带轮直径系列。解题方案：评分标准：5.参考答案：齿面点蚀往往首先出现在靠近节线的齿根面上，然后向其它部位扩展。这是因为节线附近相对滑动速度低，不易形成油膜，摩擦力较大，在变应力作用

6、下，易形成裂纹，而且，节线附近往往只有一对齿啮合，轮齿受力最大。解题方案：由齿面点蚀产生原理分析评分标准：6.参考答案：蜗杆头数少，易于得到大传动比，易自锁，但传动效率低，发热大，故重载传动不宜用单头蜗杆。当蜗杆头数多，传动效率高，但制造困难。为保证传动平稳，蜗轮齿数应不少于28，蜗轮越大，蜗杆越长，蜗杆刚度越小，所以蜗轮齿数最好不大于80。解题方案：对蜗杆头数和涡轮齿数的选取方法分别进行介绍评分标准：7.参考答案：在保证机器必需的功能和可靠性条件下：1）尽量采用简单的结构和机构，减少零件的数目和种类；2）尽量采用标准件、廉价材料和廉价毛坯；3）采用经济精度，尽量减少加工、装配和安装

7、工时。解题方案：从保证机器必需的功能和可靠性条件下对机器成本控制进行分析。评分标准：8.参考答案：由受力分析计算出的载荷是名义载荷。由于齿轮传动实际工作情况（使用条件）的不同，考虑到原动机和工作机械的特性，齿轮受制造误差、安装误差和弹性变形等因素的影响，在运转中齿轮将会产生附加载荷，而载荷在齿面上是不均布的，因此考虑上述因素的影响，而采用计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数。K为载荷系数，包含使用系数KA，动载系数Kv，齿向载荷分布系数Kβ和齿间分配系数Kα。