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机械设计基础复习精要：第12章蜗杆传动

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第12章蜗杆传动

12.1 考点提要

12.1.1 重要的术语和概念

蜗杆的传动特点和分类、蜗杆的效率、蜗杆的头数、导程角、直径系数、

12.1.2蜗杆传动的滑动速度和效率

蜗杆主动时的机构效率为：

）

（v tg tg ?γγη+-=)96.095.0( （12-1）蜗杆的功率损耗一般由啮合摩擦，轴承损耗及零件搅油和飞溅损耗。计算效率时，需要用到当量摩擦角v ?，其数值可通过arctgf v =?算出，再结合相对滑动速度查表确定。增加蜗杆的头数会使导程角增大，从而使效率增大，同时滑动速度也增大；如果增大蜗杆的分度圆直径将使导程角减小，从而使效率下降，而蜗杆的刚度提高。

蜗轮主动的效率为

）

（’v tg tg ?γγη-= （12-2）显然若v ?γ≤，则0≤‘η，机构自锁，显然，如果反行程（蜗轮主动）自锁，正

行程的效率（蜗杆主动）一定不大于５０O O /。蜗杆机构总的效率为啮合效率与轴承效率及搅油效率的乘积。在设计之初，为近似求出蜗轮的转矩2T ，η数值可按表14-1数值估计。表１４－１效率与蜗杆头数关系

1Z １

２３４总效率

０.７ 0.8 0.85 0.9 影响蜗杆传动啮合效率的几何因素有：蜗杆的头数Z1，蜗杆的直径系数q﹑蜗杆分度圆直径〔或模数﹑Z1﹑q〕。由于传动多是减速传动，所以蜗杆多处于高速级。当蜗杆头数较少时，反行程效率低，机构自锁。只有蜗杆头数多时才有较高的效率，反行程不自锁（可以蜗轮为主动件），但蜗轮和蜗杆的滑动速度过大，对材料要求很高，易出现磨损和胶合，因此很少采用。

12.1.3普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算

蜗杆蜗轮的正确啮合条件有：1）蜗杆的轴向模数ma1=蜗轮的端面模数mt2且等于标准模数；2）杆的轴向压力角αa1=蜗轮的端面压力角αt2且等于标准压力角；3）蜗杆的导程角γ=蜗轮的螺旋角β且均可用γ表示，蜗轮与蜗轮的螺旋线方向相同。

通过蜗杆轴线并与涡轮端面垂直的平面称中间平面。从该平面内可见，蜗杆传动又可视为斜齿圆柱齿轮与齿条的啮合传动。

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1．在中间平面上，蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数相等，蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角相等，即：

212

1t a t a m m αα==

阿基米德圆柱蜗杆的轴向压力角为标准值：O 20=α

蜗杆轴向压力角与法向压力角关系为：

ααcos n a tg tg = （12-3） γ为导程角

２．蜗杆的分度圆直径1d

mq d =1 （12-4）

为保证加工出的蜗杆和蜗轮能正确啮合，要求加工蜗轮的刀具的直径和齿形和以后与该蜗轮啮合的蜗杆的直径和齿形相同，因此每个模数都规定了若干蜗杆分度圆直径，这样可以减少滚刀的数量，便于滚刀标准化。q 是引入的参量，称为直径系数。

３．蜗杆头数1Z

蜗杆头数是根据传动比和效率确定的．头数越少，传动比就越大；头数越多，效率就越高，但加工会更困难。因此一般取１，２，４，６

４．导程角γ

Z tg 1=γ （12-5）蜗杆分度圆的导程角γ等于蜗轮分度圆螺旋角β，且两者旋向相同。导程角越大，效率越高。导程角越小，效率越低，当导程角小于’303O ，机构具有自锁性。

５．传动比

21221d d Z Z n n i === （12-6）６．转矩的关系

当量摩擦角为：''arctgf =ρ （12-7）

如果'ργ<，可知机构自锁。

7.蜗轮齿数

为避免根切与干涉，齿数应不小于１７牙，为避免啮合区太小，影响传动平稳性，通常

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齿数不小于２８牙，为保证轮齿的弯曲强度和刚度，一般取齿数不多于８０，如果齿数太多，蜗轮直径就大，蜗杆长度也就会相应地跨度太大。

７．标准中心距

）（）（）（212212

12121Z Z Z q d d a +≠+=+= （12-8）

８．变位系数

多数场合，蜗轮都要变位以符合中心距变化，如果实际中心距‘a ，则调整中心距的变位系数为： m

a a x -=’2 （12-9）调整传动比变化的变位系数：

）（‘2222

1Z Z x -= （12-10）蜗杆传动的变位是蜗轮变位，与加工变位齿轮一样，在滚切蜗轮时，把刀具相对于蜗轮毛坯径向移动，使得刀具的分度线不再和蜗轮的分度线相切，这样加工出的就是变位蜗轮。蜗杆相当于滚刀（齿条刀），分度线和节线（或者说分度圆和节圆）不再重合，而蜗轮的节圆与分度圆永远是重合的，这与齿条和齿轮啮合时，齿轮分度圆和节圆重合是一样的。

变位的目的一般是为了凑中心距或传动比，使符合一定的设计要求。变位后，被变动的是蜗轮尺寸，而蜗杆尺寸不变；变为后蜗杆蜗轮啮合时，蜗轮节圆与分度圆重合，蜗杆分度圆和节圆不再重合。

12.1.4蜗杆机构的力分析

蜗杆受力方向的判定方法是：当蜗杆是左旋（或右旋）时，伸出左手（或右手）半握拳，用四指顺着蜗杆的旋转方向，大拇指指向方向就是蜗杆受轴向力方向，其相反方向就是蜗轮的旋转方向(蜗轮受切向力的方向)。其他力的方向都比较容易判别，蜗杆的切向速度方向就是蜗轮受轴向力的方向。

F F T d a2t1==21

1 （12-11）

2212d T F F t a == （12-12） tg F F F a r r 121== （12-13）

12.1.5 蜗杆传动的失效形式和计算准则

蜗杆通常与轴制作成一体的以保证足够的刚度，而蜗轮则出于节省贵重有色金属的原因，常制作成组合结构的。蜗杆用钢制造是为了提高其强度，刚度和耐磨性，而蜗轮采用有色金属制作是为了获得良好的减磨性。蜗轮不用钢制作，否则和蜗杆是同种材料，容易发生胶合。蜗杆传动齿面间的相对滑动速度大，发热量大。闭式蜗杆传动的主要失效形式是胶合，其次是点蚀和磨损。开式蜗杆传动的失效形式是磨损和齿根弯曲折断。由于蜗杆是螺旋齿、材质强度又高于蜗轮，所以蜗杆传动的失效经常发生在蜗轮上。由于至今缺乏适宜的磨损强度和胶合强度计算方法，因而目前除用齿面接触强度计算替代齿面胶台强度计算，用齿根弯曲强度计算替代齿面磨损强度计算外，还需进行刚度和必要的热平衡计算。

由于蜗杆在中间平面相当于齿条和斜齿轮啮合，所以蜗杆传动可近似地应用斜齿轮的接

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触疲劳计算，以涡轮在节点处的参数代入而得计算式。要注意：涡轮齿面是锡青铜制造的，则主要失效形式是点蚀，而如用铸造铝青铜或铸铁制作，则主要失效形式是胶合，许用接触应力应按材料组合和滑动速度确定。

润滑油粘度及给油方法，一般根据蜗杆传动的相对滑动速度及载荷类型来确定。

12.1.6 蜗杆传动的润滑和热平衡计算

由于蜗杆传动摩擦损失很大，效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果散热不良，则油温升高而使润滑油稀释从而增大摩擦损失，磨损加剧甚至胶合。因此，必须进行热平衡计算。

（12-14）

式中：P 1为蜗杆传递的功率（KW ）；η为传动的效率；ks 为箱体传热系数，ks=８.15----17.45W/（m 2.℃）,空气流通良好时取偏大值；A 为箱体散热面积（指箱体内表面浸油并被油溅及而外表面接触大气的面积，箱体上凸缘和散热片的面积应按50%计）（㎡）。t a 为环境温度，通常t a =20℃；t o 为油温，应小于75~90℃，以满足热平衡条件。

如果不能满足热平衡条件，可采取下列散热措施：箱体上设散片以增加散热面积；在蜗杆轴上设置风扇进行人工通风；在箱体油池中设置蛇形冷却水管或采用压力喷油循环润滑带走热量。

由于蜗杆传动效率低，发热大，温升高，所以润滑不仅减少摩擦，还有冷却作用以保证正常油温和粘度。为了尽量避免胶合失效，常用带有各种添加剂的高粘度润滑油。一般根据工作条件，载荷大小，滑动速度选择润滑方式。

12.2 难点分析

12.2.1 蜗杆蜗轮机构中，用蜗轮做原动件可以吗？

答：在蜗杆传动中，蜗杆导程角小于啮合面的当量摩擦角，机构具有自锁性。只有当导程角大于当量摩擦角时才可能以蜗轮为主动件。否则这种反行程会自锁。

12.2.2为什么蜗杆常放在高速级传动？

答：蜗杆主动时，蜗杆与涡轮两齿面相对滑动速度对齿面的润滑状况，齿面失效形式及传动效率都有很大影响。在由齿轮传动和蜗杆传动组成的多级传动中，若转速不太高，通常将蜗杆传动放在高速级，以提高相对滑动速度V s ，进而降低当量摩擦角，提高效率。

12.3自测题

12.3.1 填空题

1．为了减摩和耐磨，蜗轮一般多用制造。

2．通过并垂直于的平面称为中间平面，在中间平面上蜗杆和蜗轮相当于传动。

3．为了减少刀具的数目，便于刀具标准化，蜗杆的必须采用标准值。

4．蜗杆传动的主要失效形式是。

a s o t A k p t +-=)1(10001

5．蜗杆采用或制造。

6．蜗杆的头数越多，其升角越，传动效率越，自锁性能越。

7．蜗杆的直径系数越小，导程角，传动效率越，强度和刚度越。

8．蜗杆分度圆柱的必须与蜗轮的相等，旋向必须。

12.3.2 判断题

1．蜗杆传动中，一般以蜗轮为主动件。

2．为了实现自锁，可采用单头蜗杆。

3．蜗杆传动的效率与蜗轮的齿数无关。

4．蜗杆的直径系数越小，则导程角也越小，效率就变低。

5．蜗杆的轴面模数一定要等于蜗轮的端面模数才可能正确啮合。

6．为实现等强度设计，应使蜗杆和蜗轮都采用钢制造，使两者都有高强度相近的寿命。 7．由于蜗杆传动中摩擦生热，闭式传动中更容易出现胶合。

12.3.3 选择题

1．在中间平面内具有直线齿廓的是蜗杆。

A.渐开线

B.阿基米德

C.环面蜗杆

D.圆弧蜗杆

2．当传动功率较大时，为提高效率，蜗杆的头数可以取

A.4

B.3

C.2

D.1

3．蜗杆的分度圆直径是与模数的乘积。

A.蜗杆头数

B.蜗轮齿数

C.直径系数

D.导程角的正切值

4．如果蜗杆头数增加，其他条件不变，将导致

A.传动效率提高，滑动速度降低

B. 传动效率降低，滑动速度提高

C. 传动效率和滑动速度都提高

D. 传动效率和滑动速度都降低

5. 如果蜗杆的模数和头数不变，而增大蜗杆分度圆的直径，将导致

A.传动效率提高，蜗杆刚度降低

B. 传动效率降低，蜗杆刚度提高

C. 传动效率和蜗杆刚度都提高

D. 传动效率和蜗杆刚度都降低

6.蜗杆传动中，蜗杆的轴向分力与蜗轮的分力是作用力和反作用力。

A.轴向

B.径向

C.法向

D.圆周

7.对蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高导致＿＿。

A、材料的机械性能下降

B、润滑油变质

C、蜗杆热变形过大

D、润滑条件恶化而产生胶合

8．蜗轮材料用青铜是因为青铜的

A.强度高

B.刚度大

C.减磨性好

D.磨合性好

9．在蜗杆传动中，若增加蜗杆头数，则滑动速度

A.增加

B.减小

C.不变

D.可能变大也可能变小

10、动力传动蜗杆传动的传动比的范围通常为＿＿。

A、<1

B、1~8

C、8~80

D、>80~120

11、与齿轮传动相比，＿＿不能作为蜗杆传动的优点。

A、传动平稳、噪声小

B、传动比可以较大

C、可产生自锁

D、传动效率高

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12、在标准蜗杆传动中，蜗杆头数z1一定时，若增大蜗杆直径系数q，将使传动效率＿＿。

A、提高

B、减小

C、不变

D、增大也可能减小

13、在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率＿＿。

A、降低

B、提高

C、不变

D、或提高也可能降低

14、起吊重物用的手动蜗仟传动，宜采用＿＿的蜗杆。

A、单头、小导程角

B、单头、大导程角

C、多头、小导程角

D、多头、大导程角

15、在其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则滑动速度＿＿。

A、增加

B、不变

C、减小

D、可能增加也可能减小

16、在蜗杆传动设计中，蜗杆头数z1选多--些，则＿＿。

A、有利于蜗杆加工

B、有利于提高蜗杆刚度

C、有利于提高传动的承载能力

D、有利于提高传动效率

17、蜗杆直径系数q的标准化，是为了＿＿。

A、保证蜗杆有足够的刚度

B、减少加工时蜗轮滚刀的数目

C、提高蜗杆传动的效率

D、减小蜗杆的直径

18、蜗杆常用材料是＿＿。

A、HTl5O

B、ZCuSnlOPl

C、45钢

D、GCr15

19、采用变位蜗杆传动时＿＿。

A、仅对蜗秆进行变位

B、仅对蜗轮变位

C、必须同时对蜗杆与蜗轮进行变位

20、蜗杆传动的当量摩擦系数fv随齿面相对滑动速度的增大而＿＿。

A、增大 B不变 C、减小 D、可能增人也可能减小

21、闭式蜗杆传动的主要失效形式是＿＿。

A、蜗杆断裂

B、蜗轮轮齿折断

C、胶合、疲劳点蚀

D、磨粒磨损

12.3.4问答题

1.按加工工艺方法不同，圆柱蜗杆有哪些主要类型？各用什么代号表示？

2. 简述蜗杆传动变位的目的，特点。

3. 分析影响蜗杆传动啮合效率的几何因素。

4. 蜗杆分度圆直径规定为标准值的目的是什么？

5. 蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要是针对什么来进行的？

6. 阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是什么？

7. 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？常采用哪些措施提高散热能力？

8. 如何确定闭式蜗杆传动的给油方法和润滑油粘度？

9. 蜗杆通常与轴做成一个整体，按蜗杆螺旋部分的加工方法如何分类？

10. 闭式蜗杆传动的主要失效形式是什么？

11. 为什么蜗杆传动都以蜗杆为主动件？能否以蜗轮为主动件？

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12. 为什么把蜗杆分度圆直径限制为标准数值？

12.3.5计算与作图题

1. 图1

2.1中蜗杆主动，试标出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向，并在图中绘出蜗杆、蜗轮啮合点处作用力的方向（用三个分力：圆周力F t 、径向力F r 、轴向力F 。表示）。

图12.1 题1图

2. 图12.2所示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试决定：

1）若要使Ⅰ、Ⅱ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标示）；

2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（F t 、F r 、F a 在图中画出）。

图12.2 题2图

3. 图12.3所示传动中，蜗杆传动为标准传动：m =5mm ，d 1=50mm ，z 1=3(右旋)，z 2＝40；标准斜齿

161

图12.3 题3图

4. 一手动绞车采用了蜗杆传动如图12.4所示，40,1,8,321====Z Z q m ，卷筒直径D=200mm ，求：

（1）要想使重物上升1m ，手柄应该转多少圈？标出手柄转向

（2）若当量摩擦系数2.0=v f ,该机构是否自锁？

（3）设Q=1000kg ，人手最大推力为500N ，手柄长度L 应为多少？

图12.4 题4图 12.4本章模拟考题答案

12.4.1 填空题答案

1．铜 2．蜗杆轴线、蜗轮轴线、齿轮和齿条 3．分度圆直径 4．胶合和磨损

5．碳钢、合金钢 6．大、高、差 7．越大、高、小 8．导程角、螺旋角、相同 12.4.2 判断题答案

1．Х 2．√ 3．√ 4．Х 5．√ 6．Х 7．√

12.4.3 选择题答案

1．B 2．A 3．C 4．C 5.B 6.D 7. D 8．C 9．B 10．C 11．D

12．B．13．B 14．A 15．A 16．D 17．B 18．C 19．B 20．C 21．C 12.4.4 问答题答案

见考点提要及教材

12.4.5计算与作图题答案

1. 解：根据蜗杆传动啮合条件之一：γβ=和螺旋传动原理一出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向；再根据蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向确定方法，定出各力方向如图1

2.5所示。

162

图12.5 题1解答

2. 解：

1）各轴螺旋线方向：蜗杆1——左旋；蜗轮2——左旋；

斜齿轮3——左旋；斜齿轮4——右旋， Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向：Ⅰ轴n Ⅰ——逆时针；Ⅱ轴n Ⅱ——朝下↓；

Ⅲ轴n↑、Ⅲ

2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轴受力方向见图12.6所示。

图12.6 题2图

3. 解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。

2）F F T d a2t1==2

F F T d T d a3t3===tan tan tan βββ

223

323

T T i 211=η，

d m z 33

=n cos β 因为 a2a3F F =，所以

n 221123T d T m z =?tan cos ββ

163sin .βη=?==???=T T m z d m z d i 1231311520

5031

015n n β=?=?'''862683737.

4. 解：（1）由40,1000

2212====Z Z

n n i D n π得：

7.6320014.31000

404021=??==n n 圈

arctg q Z arctg ==γ得：O 7.125=γ

当量摩擦角为：

O arctg arctgf 31.112.0'arctgf ===’ρ 因为'ργ<，可知机构自锁。作用在手柄上的转矩为：L P T 11= 作用在卷筒上的转矩为：2

)'(L P T T 12112D

Q tg tg Z Z

i =+==ργγ

η 代入已知数据得L 最小值为：mm 56.435L min =

机械设计课程复习：第12章蜗杆传动

习题与参考答案计算蜗杆传动的效率，其当量摩擦系数可由两者的相对滑动速度选取。蜗杆传动采用风扇冷却，风扇装在蜗杆轴上。一、选择题 1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Y12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5

机械设计基础习题及答案10带、链传动

习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 D 。 A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命 C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。 A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 D 。 A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V 带型号，主要取决于 A 。 A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。 A. 传动比 B. 带的线速度 C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 D 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。 A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 D 。 A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 C 。 A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。

机械设计基础第十四章机械系统动力学

第十四章机械系统动力学 14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为123z z z 、、，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、，系杆H 对的转动惯量为H J ，齿轮2的质量为2m ，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解： 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?，飞轮放出的功 (m)W N ，求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解： 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数，等效构件（曲柄）的平均角速度值25/m rad s ?=， 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2

不均匀系数0.02δ=，曲柄长度0.5OA l m =，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图（b ）、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解：稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、，，轮1为主动轮，在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为： 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时，常数；当时，，两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ，则：（1）画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量F J 。图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2?

第4章蜗杆传动_题目及答案

第四章蜗杆传动一、简答题：（1）在材料铸铁或MPa b 300>σ的蜗轮齿面接触强度计算中，为什么许用应力与齿面相对滑动速度有关？（2）说明蜗杆头数1z 及蜗轮齿数2z 的多少对蜗杆传动性能的影响？（3）闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？（4）蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？（5）蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以什么面定义标准模数？（6）为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影响？（7）蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？（8）影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？（9）为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？许用应力如何确定？（10）蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？二、填空题：（1）减速蜗杆传动中，主要的失效形式为、、，常发生在。（2）普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是和。（3）有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知21=z ，8=q ，422=z ，中间平面上模数mm m 8=，压力角020=α，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径=1d mm ，传动中心距=a mm ，传动比=i 。蜗杆分度圆柱上的螺旋线角升γ=arctan 蜗轮为旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角

β= 。（4）蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为1v ，则其滑动速度s v 为，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易发生和。（5）两轴交错角为090的蜗杆传动中，其正确的啮合条件是，和（等值同向）。（6）闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分：，和。（7）在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越低，自锁性越好，一般蜗杆头数取=1z 。（8）阿基米德蜗杆传动在中间平面相当于与相啮合。（9）变位蜗杆传动只改变的尺寸，而尺寸不变。（10）在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数1z 和模数m 一定时，增大直径系数q ，则蜗杆刚度；若增大导程角γ，则传动效率。（11）蜗杆传动发热计算的目的是防止而产生齿面失效，热平衡计算的条件是单位时间内等于同时间内的。（12）蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数262>z 是为了；802

机械设计基础各章习题67页

绪论一、判断题（正确T，错误F） 1. 构件是机械中独立制造的单元。（） 2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。（） 3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。（） 4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（）二、单项选择题 1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。 A 机构 B 零件 C 部件 D 构件 2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。 A 原动机 B 传动部分 C 工作机 D 控制部分三、填空题 1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。 2. 机械是______和______的总称。参考答案一、判断题（正确T，错误F） 1. F 2. T 3. T 4. F 二、单项选择题 1. B 2. B 三、填空题 1. 制造 2. 机构机器

第一章平面机构的自由度一、判断题（正确T，错误F） 1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。（） 2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。（） 3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。（） 4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。（） 5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。（） 6. 对独立运动所加的限制称为约束。（） 7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束（） 8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。（）二、单项选择题 1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。 A 面 B 点或线 C 点或面 D 面或线 2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。 A 复合铰链 B 局部自由度 C 虚约束 D 机构自由度 3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。 A 1 B 从动件 C 主动件 D 0 4. 所谓机架是指（）的构件。 A 相对地面固定 B 运动规律确定 C 绝对运动为零 D 作为描述其他构件运动的参考坐标点 5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。 A 相对转动或相对移动 B 都是运动副 C 相对运动恒定不变 D 直接接触且保持一定的相对运动三、填空题 1. 机构是由若干构件以_______________相联接，并具有__________________________的组合体。 2. 两构件通过______或______接触组成的运动副为高副。 3. m个构件组成同轴复合铰链时具有______个回转副。四、简答题 1. 何为平面机构？ 2. 试述复合铰链、局部自由度和虚约束的含义？为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现？ 3. 计算平面机构自由度，并判断机构具有确定的运动。（1）（2）

机械设计基础课后习题答案

机械设计基础课后习题答案内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

模块八一、填空 1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。 2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。 3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。 4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。 5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。 6、V带传动中，限制带的根数Z≤Z max，是为了保证每根V带受力均匀（避免受力不均）。 7、V带传动中，带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。 8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种。 9、V带两工作面的夹角θ为40°，V带轮的槽形角?应小于θ角。 10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力较小，其原因是链传动不需要初拉力。 11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在松边，靠近小轮，从外向里张紧。二、选择 1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。 A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力。 2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（C）。 A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头。 3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（D）。 A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损；

C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动。 4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（B）。 A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等； C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够。 5、带传动发生打滑总是（A）。 A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。 6、带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是（B）。 A．v1 = v2 = v；B．v1＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2。 7、一增速带传动，带的最大应力发生在带（D）处。 A．进入主动轮；B．进入从动轮；C．退出主动轮；D．退出从动轮。 8、用（C）提高带传动传递的功率是不合适的。 A．适当增加初拉力F0；B．增大中心距a； C．增加带轮表面粗糙度；D．增大小带轮基准直径d d； 9、V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是（A）。 A．带的型号；B．带的速度；C．主动轮转速；D．传动比。 10、带传动采用张紧装置的目的是（D）。 A．减轻带的弹性滑动；B．提高带的寿命； C．改变带的运动方向；D．调节带的初拉力。 11、确定单根V带许用功率P0的前提条件是（C）。 A．保证带不打滑；B．保证带不打滑，不弹性滑动； C．保证带不打滑，不疲劳破坏；D．保证带不疲劳破坏。 12、设计带传动的基本原则是：保证带在一定的工作期限内（D）。 A．不发生弹性滑动；B．不发生打滑； C．不发生疲劳破坏；D．既不打滑，又不疲劳破坏。 13、设计V带传动时，发现带的根数过多，可采用（A）来解决。

2014-机械设计基础试卷A卷及答案

合肥学院20 13至20 14 学年第1 学期机械设计基础课程考试（A ）卷化工系系11 级无机非专业学号姓名题号一二三四五六七八九十总分得分

阅卷得分一、填空题(14×2=28分) 1、常用机械设计准则。机械传动形式。齿轮传动的失效方式。 4、滚动轴承的主要失效形式。 5、螺纹连接种类。 6、弹簧的制造方法。 7、带传动的张紧装置。 8、轴的材料主要采用。 9、常用的润滑剂可分为。 10、齿轮传动设计主要参数。 11、弹簧的类型。 12、常用的轴毂连接是。 13、带传动的组成。 14、传动系统设计中的两大类参数。得分二、选择题(15×2=30分) 1 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力2 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限

3 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是________。 (1) 三角形螺纹(2) 梯形螺纹(3) 锯齿形螺纹(4) 矩形螺纹 4 当两个被联接件不太厚时，宜采用________。 (1) 双头螺柱联接(2) 螺栓联接(3) 螺钉联接(4) 紧定螺钉联接 5 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用______。 (1) 螺栓联接(2) 螺钉联接(3) 双头螺柱联接(4) 紧定螺钉联接 6 带传动采用张紧装置的目的是____。 (1) 减轻带的弹性滑动(2) 提高带的寿命(3) 改变带的运动方向(4) 调节带的预紧力 7 设计链传动时，链节数最好取______。 (1) 偶数(2) 奇数(3) 质数(4) 链轮齿数的整数倍 8 链传动设计中，当载荷大，中心距小，传动比大时，宜选用_____。 (1) 大节距单排练(2) 小节距多排练 (3) 小节距单排练(3) 大节距多排练 9 链传动的张紧轮应装在_____。 (1) 靠近主动轮的松边上(2) 靠近主动轮的紧边上 (3) 靠近从动轮的松边上(4) 靠近从动轮的紧边上 10 链传动人工润滑时，润滑油应加在______。 (1) 紧边上(2) 链条和链论啮合处(3) 松边上 11 在机械传动中，传动效率高，结构紧凑，功率和速度适用范围最广的是______。 (1) 带传动(2) 摩擦轮传动(3) 链传动(4) 齿轮传动 12 要实现两平行轴之间的传动，可采用____。 (1) 圆柱齿轮传动(2)直齿锥齿轮传动(3)准双曲面齿轮传动 (4) 曲线齿锥齿轮传动 13 要实现两相交轴之间的传动，可采用____。 (1) 圆柱直齿轮传动(2)圆柱斜齿轮传动(3)直齿锥齿轮传动(4) 准双曲面齿轮传动 14 一般参数的闭式软齿面齿轮传动主要失效形式是______。 (1)齿面点蚀(2)软齿折断(3)齿面磨粒磨损(4)齿面胶合 15 深沟球轴承，内径100mm，宽度系列O，直径系列2，公差等级为O级，游隙O组，其代号为_____。 (1) 60220 (2) 6220/PO (3) 60220/PO (4) 6220 得分三、简答题(3×8=24分) 简述轴的结构设计的基本要求。提高螺纹连接强度的措施有哪些？ 3、简述机械设计创新基本原理。得分四、计算题(1×18=18分)

第13章蜗杆传动作业教学文案

第13章蜗杆传动作业

第十三章蜗杆传动一、选择题 13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动. (1)平行 (2)相交 (3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件. (1)蜗杆 (2)蜗轮 (3)蜗杆或蜗轮都可以 13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____. (1)圆柱蜗杆 (2)环面蜗杆 (3)锥蜗杆 13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低. (1)阿基米德蜗杆 (2)渐开线蜗杆 (3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值. (1)法向 (2)端面 (3)轴向 13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角. (1)小于 (2)大于 (3)等于 13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆. (1)单头,小导程角 (2)单头,大导程角 (3)多头,小导程角 (4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____. (1)传动效率提高,蜗杆刚度降低 (2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高 (3)传动效率和蜗杆刚度都提高 (4)传动效率和蜗杆刚度都降低 13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____. (1)传动效率提高,滑动速度降低 (2)传动效率降低,滑动速度提高 (3)传动效率和滑动速度都提高 (4)传动效率和滑动速度都降低 13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的. (1)i=ω1/ω2 (2)i=n1/n2 (3)i=d2/d1 (4)i=z2/z1 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____. (1)m t1=m t2,αt1=αt2, γ+β=90° (2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β (3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90° (4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β 13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值. (1)涡轮齿数 (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径 13-13 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生. (1)点蚀和磨损 (2)胶合和磨损 (3)轮齿折断和塑性变形 13-14 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的.

机械设计基础-第12章_轴作业解答

12-7 解：由得： 12-8 解：由得： 12-9 解：对不变转矩α=0.3，45钢调质的[σ-1b ]=60MPa ，则：该轴能满足强度要求。 12-10 解：对不变转矩α=0.3，则：由得： ][1.0)(13 22b e d T M -≤+=σασmm x mm M Fa Ma x 4268.42510 584.1300900030010584.16 6==?-???=-=取x a Fax M +=max Nmm T d M b 622362 23110584.1)23003.0()6010801.0()()][1.0(?=?-???=-≤-ασ][2.01055.936ττ≤?=n d P mm d mm n P d 3828.364010002.040 1055.9][2.01055.93636==????=?≥取τ][2.01055.936ττ≤?= n d P kw nd P 61.711055.9553514502.01055.9][2.06363=????=?≤τ][5.0551.0)10153.0()107(1.0)(132 323322b e MPa d T M -≤=???+?=+=σασ

解：错误说明：(略) 改正图(略) 12-12 解：取d =28mm 12-13 解： 1. 计算中间轴上的齿轮受力中间轴所受转矩为： 1 2 3 4 5 6 1 2

2. 轴的空间受力情况如图a)所示。 3. 垂直面受力简图如图b)所示。垂直面的弯矩图如图c)所示。 4. 水平面受力简图如图d)所示。水平面的弯矩图如图e)所示。 B 点左边的弯矩为： B 点右边的弯矩为： C 点右边的弯矩为： C 点左边的弯矩为：

机械设计基础解析

郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程考核要求说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功。一．作业要求 1. 作业题中涉及到的公式、符号以教材为主； 2. 课程设计题按照课堂上讲的“课程设计任务与要求”完成。设计计算说明书不少于20页。二．作业内容（一）.选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的号码填在题干的括号内，每小题1分，共20分） 1．在平面机构中，每增加一个高副将引入。（C ）A．0个约束B．1个约束 C．2个约束D．3个约束 2.无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为。( B ) A.θ?0 3．在圆柱凸轮机构设计中，从动件应采用从动件。（B ）A．尖顶B．滚子 C．平底D．任意 Y只与有关。（ B ）4．齿轮的齿形系数 F A．模数B．齿形 C．传动比D．中心距 5．闭式硬齿面齿轮传动中，齿轮的主要失效形式为。（C ）A．齿面胶合B．齿面磨损 C．齿根断裂D．齿面点蚀 6．在其它条件相同的蜗杆传动中，蜗杆导程角越大，传动效率。（ B ）

A．越低B．越高 C．不变D．不确定 7、带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为_____。（ C ） A.带的材料不符合胡克定律 B.带容易变形和磨损 C.带的弹性滑动. D带在带轮上打滑 8、链传动设计中，当载荷大，中心距小，传动比大时，宜选用_____。（ B ） A 大节距单排链 B 小节距多排链 C 小节距单排链 D 大节距多排链 9、平键联接选取键的公称尺寸b ×h的依据是_____。（ D ） A.轮毂长 B.键长 C.传递的转矩大小 D.轴段的直径 10、齿轮减速器的箱体和箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且经常拆装，一般用联接. （ C ） A.螺栓联接 B.螺钉联接 C. 双头螺柱联接 11、自行车的前轮轴是。（ C ） A．转轴B．传动轴 C．心轴D．曲轴 12、通常把轴设计为阶梯形的主要目的在于。（C ） A．加工制造方便B．满足轴的局部结构要求 C．便于装拆轴上零件D．节省材料 13、不属于非接触式密封。（ D ） A .间隙密封 B.曲路密封 C.挡油环密封 D.毛毡圈密封 14、工程实践中见到最多的摩擦状况是_____。（ D ） A.干摩擦 B. 流体摩擦 C.边界摩擦 D.混合摩擦 15、联轴器和离合器的主要作用是。（ A ） A.联接两轴，使其一同旋转并传递转矩 B.补偿两轴的综合位移 C.防止机器发生过载 D.缓和冲击和振动 16、对于径向位移较大，转速较低，无冲击的两轴间宜选用_____联轴器。（ C ） A.弹性套柱销 B.万向 C.滑块 D.径向簧片 17、采用热卷法制成的弹簧，其热处理方式为_____。（ D ） A.低温回火 B.渗碳淬火

《机械设计基础》答案

《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5

自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10

自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω

1 1314133431==P P ω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω

机械设计基础作业答案

机械设计基础作业答案 1-1~1-4略 2-1判断题 2-2选择题 2-3填空题构件运动副运动一个几个刚性平面低副 2 平面高副 1 可以也可以减少大于0 原动件数目等于机构自由度垂直于导路无穷远处过高副接触点的公法线上绝对速度相等，相对速度为零相对瞬心的绝对速度不为零，绝对瞬心的绝对速度为零 3个同一条直线上 2-4～2-6 F=1，机构简图略。 2-7 F=0，不能运动，所以不能实现设计意图。机构简图及修改略。 2-8 F=2。 2-9～2-11 F=1。 2-12 F=2，该机构具有确定运动的条件为：给定2个原动件。 2-13 F=1，该机构具有确定运动的条件为：给定1个原动件。 2-14 v3=1m/s。 2-15 更正：求构件3的速度 v3=/s。 2-16 v3=p13p14l1，2=1p12p14/ p12p24。 2-17 2=1p12p13/ p12p23。，与1方向相同。 3-1

3-2填空题摇杆的形状和尺寸曲柄与连杆组成转动副的尺寸机架有 AB 曲柄摇杆 AB CD 曲柄机架曲柄摇杆机构曲柄滑块机构摆动导杆机构… 曲柄摇杆机构摆动导杆机构…曲柄滑块机构正弦机构…等速运动为原动件 7 往复连杆从动曲柄 5 3-3 70＜lCD＜670 3-4～3-11略。 3-12 lAB= lBC= lBC= lCD=80mm 4-1判断题4-2 4-3填空题等速运动等加速等减速、余弦加速度运动增大基圆半径采用正偏置凸轮回转中心理论廓线上速度加速度升程开始点、中点和结束点柔性增大基圆半径减小滚子半径重合于法向等距大小 0° 减小推程压力角 4-4～4-11略。 5-2 5-3k= k= 44°25′ K=11°43′22″k= 44°42′rk= 5-4 z= 5-5 z1= 20 z2= 30 r1= 40mm r2= 60mm ra1= 44mm ra2= 64mm

《机械设计基础》试题库V带传动

第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题： 1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。 A．正确B.错误 2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。 A．正确B.错误 3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。 A．正确B.错误 4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。 A．正确B.错误 5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。 A．正确B.错误 6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。 A．正确B.错误 7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。 A．正确B.错误 8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。 A．正确B.错误 9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。 A．正确 B.错误

10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。 A．正确 B.错误 11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。 A．正确 B.错误 12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。 A．正确 B.错误 13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。。 A．正确 B.错误二、选择题： 1．选取V带型号，主要取决于（）。 A.带传动的功率和小带轮转速 B.带的线速度 C.带的紧边拉力 2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。 A.传动带受到交变应力的作用 B.多根带同时工作时的受力不均 C.工作负荷的波动 3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。 A.小于40° B.等于40° C.大于40° 4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。 A．带传动B.链传动C.齿轮传动 5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。 A.小带轮松边由外向内

机械设计基础第三章

图3-3 仿形刀架第3章凸轮机构 §3-1 凸轮机构的应用与分类一、凸轮机构的应用与特点凸轮机构广泛应用于各种自动机械和自动控制装置中。如图3-1所示的内燃机配气机构，凸轮1是向径变化的盘形构件，当它匀速转动时，导致气阀的推杆2在固定套筒3内上下移动，使推杆2按预期的运动规律开启或关闭气阀（关闭靠弹簧的作用），使燃气准时进入气缸或废气准时排出气缸。如图3-2所示的自动送料机构，构件1是带沟槽的凸轮，当其匀速转动时，迫使嵌在其沟槽内的送料杆2作往复的左右移动，达到送料的目的。如图3-3 图3-1 内燃机配气机构图3-2 自动送料凸轮机构所示，构件1是具有曲线轮廓且只能作相对往复直线运动的凸轮，当刀架3水平移动时，凸轮1的轮廓使从动件2带动刀头按相同的轨迹移动，从而切出与凸轮轮廓相同的旋转曲面。由上可知，凸轮是具有某种曲线轮廓或凹槽的构件，一般作连续匀速转动或移动，通过高副接触使从动件作连续或不连续的预期运动。凸轮机构通常由凸轮、从动件和机架组成。从动件的运动规律由凸轮的轮廓或沟槽的形状决定。所以只需设计合适的凸轮轮廓曲线，即可得到任意预期的运动规律，且凸轮机构简单紧凑，这就是凸轮机构广泛应用的优点。但是凸轮与从动件之间的接触是高副，易于磨损，所以常用于传力不大的控制机构。二、凸轮机构的分类凸轮的类型很多，常按以下三种方法来分类： 1．按凸轮的形状来分

（1）盘形凸轮（图3-1）凸轮绕固定轴心转动且向径是变化的，其从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。是最常用的基本形型式。（2）移动凸轮（图3-3）凸轮作往复直线移动，它可看作是轴心在无穷远处的盘形凸轮。（3）圆柱凸轮（图3-2）凸轮是在圆柱上开曲线凹槽，或在圆柱端面上做出曲线轮廓的构件。盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间的相对运动都是平面运动，属于平面凸轮机构。圆柱凸轮与从动件之间的运动是空间运动，属于空间凸轮机构。 2．按从动件的形状来分图3-4 从动件的形状（1）尖顶从动件如图3-4a所示，该从动件结构简单，尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现从动件的任意运动规律。但尖顶易磨损，所以只适用于作用力很小的低速凸轮机构，如仪表机构中。（2）滚子从动件如图3-4b所示，该从动件的端部装有可自由转动的滚子，使其与凸轮间为滚动摩擦，可减少摩擦和磨损，能传递较大的动力，应用广泛。但结构复杂，端部质量较大，所以不宜用于高速场合。（3）平底从动件如图3-4c所示，若不考虑摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传动效率最高，且平底与凸轮轮廓间易形成油膜，有利于润滑，所以可用于高速场合。但是平底不能用于有内凹曲线或直线的凸轮轮廓的凸轮机构。 3．按凸轮与从动件保持接触（称为封闭）的方式来分（1）力封闭如图3-1和图3-4所示，分别依靠弹簧力和重力使从动件和凸轮始终保持接触。 3-5 形封闭凸轮结构（2）形封闭如图3-5a所示，凸轮上加工有沟槽，从动件的滚子嵌在其中，保证凸轮

杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解第12章蜗杆传动【圣才出品】

第12章蜗杆传动 12.1复习笔记一、蜗杆传动的特点和类型 1．特点（1）优点包括：①传动比大；②结构紧凑；③传动平稳；④噪声较小。（2）缺点 ①传动效率较低； ②为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高。 2．蜗杆分类（1）按蜗杆形状可分为圆柱蜗杆和环面蜗杆两类，如图12-1-1所示。圆柱蜗杆按其螺旋面的形状又分为阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）和渐开线蜗杆（ZI蜗杆）等。图12-1-1圆柱蜗杆与环面蜗杆（2）按旋向可分为左旋蜗杆和右旋蜗杆。二、圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

1．圆柱蜗杆传动的主要参数（1）模数m 和压力角α 蜗杆传动的设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准。它们正确啮合条件是：蜗杆轴向模数ma1和轴向压力角1a a 应分别等于蜗轮端面模数mt2和端面压力角2t a ，即12a t m m m ==，12 a t a a =压力角标准值20α=?，ZA 蜗杆取轴向压力角为标准值；ZI 蜗杆取法向压力角为标准值。在两轴交错为90?的蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的导程角γ应等于蜗轮分度圆柱上的螺旋角β，且两者的旋向必须相同，即=γβ （2）传动比i 12、蜗杆头数1z 和蜗轮齿数2z ，121221n z i n z ==①蜗杆的头数z 1 通常蜗杆头数z 1＝1、2、4。若要得到大传动比，可取z 1＝1，但传动效率较低。传递功率较大时，为提高效率可采用多头蜗杆，取z 1＝2或4。 ②蜗轮齿数z 2 为了避免蜗轮轮齿发生根切，z 2不应小于26，但也不宜大于80。若z 2过大，会使结构尺寸过大，蜗杆长度也随之增加，致使蜗杆刚度和啮合精度下降。（3）蜗杆直径系数q 和导程角γ 蜗杆直径系数是指蜗杆分度圆直径与模数的比值，计算公式为1d q m =导程角的计算公式为11111tan πx z p z m z d d q γ===

机械设计基础-课后答案

第三章部分题解参考 3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为： 14233 2345=-?-?=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。其自由度为： 1 15243 2345=-?-?=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。其自由度为： 1 23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。习题3-6(a)图习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F

习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F A 、 B 、 C 、 D 为复合铰链原动件数目应为1 说明：该机构为精确直线机构。当满足B E =BC =CD =DE ，AB =AD ， AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF

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机械设计基础复习精要：第12章 蜗杆传动

机械设计课程复习：第12章 蜗杆传动