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第一章绪论1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？答：组成子系统及其功能如下：（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
（3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。
（4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第二章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。
（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。
2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下：（1）材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面：①力学性能②物理性能③化学性能（2）材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点：①铸造性②可锻性③焊接性④热处理性⑤切削加工性（3）力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素：①材料的相对价格②国家的资源状况③零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答：衡量润滑油的主要指标有：粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。
齿轮传动例1 二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。
试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。
其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。
2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。
如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。
3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。
其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。
当锥齿轮的锥距R 和模数m 大时，加工困难，制造成本提高。
例3 一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z 1= 25，z 2 = 75，m = 3 mm ，d φ= 1，小齿轮的转速 n =970 r/min 。
主从动轮的][H σ 1 = 690 MPa ，][H σ 2 = 600 MPa ，载荷系数K = 1.6， 节点区域系数Z H = 2.5，材料弹性系数Z E = 189.8 MPa ，重合度系数εZ =0.9，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传递的功率。
提示：接触疲劳强度校核公式为][ )1(2211H H E H ubd u KT Z Z Z σσε≤+=解：由已知条件：u = z 2 / z 1 = 75/25 = 3d 1 = m z 1 = 3×25 = 75 mm b =φd d 1 = 1×75 = 75 mm因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：)1(2][21221+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=u K u bd ZZ Z T E H H εσ )13(6.12375759.08.1895.260022+⨯⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯== 195182 Nmm = 195.182 Nm 齿轮传动所能传递的功率为：=⨯⨯=⋅=30970182.1953011ππn T P 19826 W = 19.826 kW例4图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2 mm ，z 1=22，z 2 =95，︒=20n α，a =120，齿轮1为右旋；低速级：mn= 3 mm ，z 3 =25，z 4=79，︒=20n α，a =160。
项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1．填空题1.渐开线形状决定____的大小。
(1) 展角(2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。
(1) 端面(2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。
(1) 分度圆(2) 节圆(3) 基圆4. 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5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。
(1) 法(2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为____。
(1) 82(2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面胶合(2) 齿面磨粒磨损(3) 轮齿折断(4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是。
(1) 斜齿圆柱齿轮(2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮(4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。
(1) 轮齿折断(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑的影响。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
(1) 齿面要硬，齿心要脆(2) 齿面要软，齿心要韧(3) 齿面要硬，齿心要韧(4) 齿面要软，齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是。
机械设计基础习题及答案机械设计基础是机械工程专业学生的一门重要课程，它涉及机械零件的设计原理、计算方法和应用实践。
以下是一些典型的机械设计基础习题及其答案。
# 习题一：带传动设计题目：设计一个用于传送带的V带，其传动功率为7.5kW，带速为1.5m/s，传动比为2:1。
请确定所需的带长、带的型号以及所需的张紧力。
答案：首先，根据传动功率和带速计算所需的有效拉力：\[ F = \frac{P}{v \times \eta} \]其中 \( P \) 为功率，\( v \) 为带速，\( \eta \) 为传动效率。
假设 \( \eta = 0.95 \)。
然后，根据传动比和带轮直径计算带长：\[ L = 2 \times (\pi \times (D_1 + D_2) / 2) \]其中 \( D_1 \) 和 \( D_2 \) 分别为主动轮和从动轮的直径。
最后，根据带的型号和张紧力公式计算所需的张紧力：\[ F_{\text{张}} = k \times F \]其中 \( k \) 为张紧力系数，根据带的型号确定。
# 习题二：齿轮传动设计题目：设计一对直齿圆柱齿轮，已知输入轴转速为1450rpm，输出轴所需转速为300rpm，传动比为4.83，模数为5mm。
请计算齿轮的齿数、齿顶圆直径和齿根圆直径。
答案：首先，根据传动比和模数计算主动轮和从动轮的齿数：\[ N_1 = \frac{N_2 \times i}{\text{传动比}} \]\[ N_2 = \frac{N_1 \times \text{传动比}}{i} \]其中 \( i \) 为输入轴转速与输出轴转速的比值。
然后，根据模数和齿数计算齿顶圆直径和齿根圆直径：\[ D_{\text{齿顶}} = m \times Z \]\[ D_{\text{齿根}} = D_{\text{齿顶}} - 2.5 \times m \]其中 \( Z \) 为齿数，\( m \) 为模数。
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：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F3-6 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)1010*******=-⨯-⨯=--=P P n FA 、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BE =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解(b)1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
机械设计基础习题解答6第六章齿轮传动思考题和练习题6-1渐开线齿轮具有哪些啮合特点?解：能满足定传动比传动的要求，具有可分性，渐开线齿廓之间的正压力方位不变。
6-2什么是节圆？什么是分度圆？二者有什么区别？解：节圆是一对齿轮啮合时，以轮心为圆心，过节点所做的圆，即节点在齿轮上所走的轨迹圆；分度圆则是为了便于计算齿轮各部分的尺寸，在介于齿顶圆和齿根圆之间，人为定义的一个基准圆。
每个齿轮都有自己的分度圆，且大小是确定不变的；而节圆是对一对相啮合的齿轮而言的，节圆的大小随中心距的变化而变化。
6-3渐开线齿轮的五个基本参数是什么？解：模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数。
6-4标准齿轮传动的实际中心距大于标准中心距时，下列参数：分度圆半径、节圆半径、基圆半径、分度圆压力角、顶隙等哪些发生了变化？哪些不变？解：节圆半径、顶隙变大，分度圆半径、基圆半径、分度圆压力角不变。
6-5已知一对直齿圆柱齿轮的传动比i12?1.5，中心距a=100mm，模数m=2mm。
试计算这对齿轮的几何尺寸。
解：i12?1.5， a=100mm， m=2mm，m(Z1+Z2)Z2=100 =1.5，2Z1z1?40，z2?60d1?m?z1?2?40?80mm，d2?m?z2?2?60?120mmda1?d1?2ha?80?4?84mm，da1?d2?2ha?120?4?124mm。
6-6相比直齿圆柱齿轮，平行轴斜齿圆柱齿轮有哪些特点？解：一对斜齿圆柱齿轮啮合传动时，其轮齿间的接触线是倾斜的，齿面接触是由一个点开始，逐渐增至一条最长的线，再由最长的接触线减短至一个点而后退出啮合的。
因此，相比直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮传动平稳，冲击和噪声较小，又由于同时啮合的齿对数多（重合度大），故承载能力也高。
但斜齿轮存在派生的轴向力。
6-7齿轮的轮齿切制方法有哪些？各有什么特点？解：齿轮可以通过压铸、热扎、冷扎、粉末冶金、冲压等的无屑加工方法和切削等方法来加工，其中切削加工方法具有良好的加工精度，是目前齿形加工的主要方法。
齿轮传动一、选择题7-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。
A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损C ．齿面疲劳点蚀D ．齿面胶合7-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。
A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损C ．齿面疲劳点蚀D ．齿面胶合7-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。
A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损C ．齿面疲劳点蚀D ．齿面胶合7-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。
A ．靠近齿顶处 B ．靠近齿根处C ．节线附近的齿顶一侧D ．节线附近的齿根一侧7-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。
A ．40Cr 调质B ．适当增大模数mC ．45钢齿面高频淬火D ．铸钢ZG310-5707-6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。
A ．大、小齿轮的硬度相等 B ．小齿轮硬度高于大齿轮硬度C ．大齿轮硬度高于小齿轮硬度D ．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面7-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr ；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。
A ．=B. ＜1H σ2H σ1H σ2H σC ．＞ D ．≤1H σ2H σ1H σ2H σ7-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。
A ．不变B ．增为原应力的2倍C ．增为原应力的4倍D ．增为原应力的16倍7-9．一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z 2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。
A. ＞ B. ＜ 1F σ2F σ1F σ2F σC. = D. ≤1F σ2F σ1F σ2F σ7-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。
A ．先按接触强度设计，再校核弯曲强度B ．只需按接触强度设计C．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D．只需按弯曲强度设计。
机械设计齿轮传动设计答案解析(共6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1β的旋向已给出。
（1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向,并画出各轮轴向力 、径向力及圆周力的方向。
（2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z 1=19,Z 2=85,m n =5mm,020=n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=,n 1=275 r/min 。
试求轮1上所受各力的大小。
解答:1．各力方向：见题解10-6图。
2．各力的大小：m N 045.217m N 27525.695509550111⋅=⋅⨯=⨯=n P T0148.11,9811.02652)8519(52)(cos 211==⨯+⨯=+=ββa z z n m ；mm 83.96cos 11==βz n m d ；N883tan ,N 1663cos tan ,N 448320*********11======ββαt a t r t F F n F F d T F ；题解10-6图题10-6题10-7 图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向力及圆周力的方向。
解答：齿轮3为右旋，齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。
题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。
（建议两轮材料都选用硬齿面）解题分析：选材料→确定许用应力→硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。
机械设计基础李良军版参考答案（可编辑）第四章齿轮传动4-2解:选择齿轮材料及热处理方法时应考虑:?轮齿表面要有足够的硬度以提高齿面抗点蚀和抗磨损的能力;?轮齿芯部要有足够的强度和韧性,以保证有足够的抗冲击能力和抗折断能力;?对软齿面,大小轮面要有一定的硬度差HBS1HBS2+(20~50),以提高其抗胶合能力。
同时还应考虑材料加工的工艺性和经济性等。
常用材料:45钢,40Cr等各种钢材,其次是铸铁和铸钢,塑料齿轮的采用也增多。
热处理方式:以调质,正火、表面淬火及低碳合金钢的渗碳淬火最常见。
软硬齿面是以齿面硬度来分,当HBS?350时为软齿面传动,当HBS350时为硬齿面传动。
4-3解:设计齿轮时,齿数z,齿宽b应圆整为整数;中心距a应通过调整齿数,使其为整数(斜齿传动中要求为0或5的整数);模数应取标准值(直齿中端面模数为标准模数,斜齿中法面模数为标准模数),d,da,df为啮合尺寸应精确到小数点后二位;,1,2须精确到“秒”。
4-9解:在齿轮强度计算中,齿数z1(小齿轮齿数)应大于最小齿数,以免发生根切现象;一般闭式软齿面z1取得多一些(z125~40),闭式硬齿面少一些(z120~25),开式传动更少(z117~20)。
因为d1mz1,当d1不变时,z1?,m?,弯曲强度?,但重合度??,传动平稳性?,同时由于齿高降低,齿顶圆直径减小,滑动速度减小,有利于减小轮齿磨损,提高抗胶合能力,同时使加工工时减少,加工精度提高,故在满足弯曲强度的条件下,取较多的齿数和较小的模数为好。
闭式软齿面传动按接触强度设计,其弯曲强度很富裕,故可取较多的齿数;闭式硬齿面及开式传动,应保证足够的弯曲强度,模数m是主要因素,故z1取得少一些,m取得大一些。
齿宽系数db/d1,d?(假设d1不变)则b?,轮齿承载能力?,但载荷沿齿宽分布的不均匀性?,故d应按表9-10推荐的值选取。
螺旋角?8?~25?,螺旋角取得过小(?8?)不能发挥斜齿轮传动平稳、承载能力高的优越性。
机械基础练习册答案第一题：齿轮传动A. 齿轮计算问题齿轮传动是机械领域中常见的一种传动方式，它通过齿轮间的啮合传递动力和运动。
在齿轮计算问题中，我们需要根据已知条件计算未知参数。
问题：已知齿轮1的齿数Z1=24，齿轮2的齿数Z2=48，齿轮1的转速N1=500 rpm，求齿轮2的转速N2。
解答：根据齿轮传动的基本原理，齿数比的倒数等于转速比。
即：Z1 / Z2 = N2 / N1代入已知条件，可以得到： 24 / 48 = N2 / 500通过简单计算可得： N2 = (24 / 48) * 500 = 250 rpm因此，齿轮2的转速N2为250 rpm。
B. 齿轮机构组成问题齿轮传动中的齿轮机构由多个齿轮组成，不同的组合形式可以实现不同的传动速比和方向。
在齿轮机构组成问题中，我们需要根据已知条件确定齿轮的组合形式和传动特性。
问题：已知齿轮1的齿数Z1=16，齿轮2的齿数Z2=40，齿轮3的齿数Z3=24，求齿轮机构的传动速比。
解答：齿轮机构的传动速比取决于齿轮齿数之间的比例关系。
根据已知条件，可以得到齿轮1到齿轮2的传动速比为Z2 / Z1，齿轮2到齿轮3的传动速比为Z3 / Z2。
代入已知数值，可以得到： Z2 / Z1 = 40 / 16 = 2.5 Z3 / Z2= 24 / 40 = 0.6因此，齿轮机构的传动速比为2.5乘以0.6，即1.5。
C. 齿轮等效齿数在某些情况下，齿轮传动中的齿数比不是整数，这时可以使用等效齿数来近似表示齿轮的传动特性。
等效齿数是一种表示齿轮传动速比的方法，它可以将非整数的齿数比转换为整数的齿数比。
问题：已知齿轮1的齿数Z1=20，齿轮2的齿数Z2=14.29，齿轮1的转速N1=500 rpm，求齿轮2的转速N2。
解答：由于齿轮2的齿数为非整数，我们可以使用等效齿数来近似表示齿轮的传动特性。
等效齿数可以通过简单的换算公式计算得到。
等效齿数计算公式为：Z1’ = Z1 / (1 + (Z1 / Z2 - 1) * (Z1 / Z2 - 1))代入已知条件，可以得到：Z1’ = 20 / (1 + (20 / 14.29 - 1) * (20 / 14.29 - 1)) = 20 / 0.6 ≈ 33.33根据等效齿数的概念，齿轮1的等效齿数为33.33。
机械设计基础第六版课后答案1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。
图1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图题2-3 见图 2.16 。
题2-7解: 作图步骤如下（见图 2.19 ）：（1 ）求，；并确定比例尺。
（2 ）作，顶角，。
（3 ）作的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
（4 ）作一水平线，于相距，交圆周于点。
（5 ）由图量得，。
解得：曲柄长度：连杆长度：题2-7图2.193-1解图3.10 题3-1解图如图3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。
过B点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。
推程运动角如图所示。
3-2解图3.12 题3-2解图如图3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。
过D点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。
凸轮与从动件在D点接触时的压力角如图所示。
4-1解分度圆直径齿顶高齿根高顶隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-11解因螺旋角端面模数端面压力角当量齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径4-12解（1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不连续、传动精度低，产生振动和噪声。
（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动时，因螺旋角分度圆直径节圆与分度圆重合，4-15答：一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角必须分别相等，即、。
一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等、方向相反（外啮合），即、、。
一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的大端模数和压力角分别相等，即、。
5-1解：蜗轮2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即和。
图5.5图5.65-2解：这是一个定轴轮系，依题意有：齿条6 的线速度和齿轮 5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等，因此有：通过箭头法判断得到齿轮5 ′的转向顺时针，齿条6 方向水平向右。
机械设计-机械传动部分习题答案一、填空：1、齿轮齿面失效形式有 齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、塑性变形；2、斜齿圆柱齿轮传动其两传动轴的位置相互 平行 。
直齿圆锥齿轮传动其两传动轴的位置相互 垂直 。
3、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 模数相等 、 压力角相等 。
4、标准齿轮不发生根切的最小齿数为 17 。
5、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为___弹性滑动____。
6、带传动的型号是根据 计算功率和小带轮转速 选定的。
7、闭式软齿面齿轮传动一般按 齿面接触疲劳 强度进行设计计算，确定的参数是 分度圆直径 ；闭式硬齿面齿轮传动一般按 齿根弯曲 强度进行设计计算，确定的参数是 模数 。
8、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是 重合度大于1 。
9、渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、 模数 、 压力角 、 齿顶高 系数和顶隙系数。
10、我国规定齿轮标准压力角为 20 度；模数的单位是 mm 。
11、在相同张紧力条件下，V 带传动的承载能力比平带传动的承载能力 大 。
12、普通V 带传动的主要失效形式有：带在 小带轮 上打滑和带发生 疲劳断裂 破坏。
13、V 带传动工作时，传动带受有 拉 应力、离心应力和 弯曲 应力、三种应力叠加后，最大应力发生在紧边绕入 小带轮 处。
14当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到 最大值，而带传动的最大有效拉力决定于 包角 、 摩擦因数 、 张紧力和 带速 四个因素。
15. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而 增大 ，随包角的增大而 增大，随摩擦因数的增大而 增大 ，随带速的增加而 减小 。
16. 带内产生的瞬时最大应力由 紧边拉应力 和 小带轮处弯曲应力两种应力组成。
17. 在正常情况下，弹性滑动只发生在带 离开 主、从动轮时的那一部分接触弧上。
18. 在设计V 带传动时，为了提高V 带的寿命，宜选取 较大 的小带轮直径。
19. 常见的带传动的张紧装置有定期张紧装置；自动张紧装置；采用张紧轮的张紧装置等几种。
机械设计基础习题集答案第1章绪论一、填空题1；破坏 2.变形 3.机器 4.机构 5.传动部分 6.零件 7.构件 8.部件 9.通用零件10.专用零件二、判断题（1-5）×√×√×（6-10）√√×√×三选择题（1-5）ABACB （6-10）BABCB第2章平面机构运动简图及自由度一、填空题1.直接接触可动；2.点或线；3.面；4.转动；5.移动；6.运动简图；7.三；8.约束；9.两个一个；10.复合铰链；11.局部自由度；12.滑动滚动；13.虚约束；14.增加改善保持；15.大于零等于。
二、判断题（1-5）√××√√（6-10）√×√××（11-15）×××××三、选择题（1-5）ABBBA （6-10）BBCCB （11-15）BACBC五、计算题a）F=3×5－2×7=1 b）F=3×9－2×12－2=1c）F=3×6－2×8－1=1 d）F=3×4－2×4－2=2e）F=3×5－2×7=1 f）F=3×3－2×3－2=1第3章平面连杆机构一、填空题1. 转动移动低低副；2.铰链四杆机构；3. 连架杆连杆曲柄摇杆；4曲柄摇杆双曲柄双摇杆；5.摆动；6.整周转动；7.往复摆动；8.小于等于机架曲柄；9.运动转动摆动摆动转动；10.最短杆整周回转；11.匀速变速；12. 平行四边形；13. 同向反向；14.转向角速度；15.铰链四杆大于机架；16.对杆往复摆动；17.往复摆动；18.滑块；19.转动移动；20.滑块；21.曲柄；22.小于大于；23.等速变速；24.转动摆动；25.主动件； 26.主动从动转动摆动；27.速度方向；28.从动件主动件摆动转动；29.连杆；30.惯性。
项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1．填空题1.渐开线形状决定____的大小。
(1) 展角(2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。
(1) 端面(2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。
(1) 分度圆(2) 节圆(3) 基圆4. 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5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。
(1) 法(2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为____。
(1) 82(2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面胶合(2) 齿面磨粒磨损(3) 轮齿折断(4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是。
(1) 斜齿圆柱齿轮(2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮(4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。
(1) 轮齿折断(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑的影响。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
(1) 齿面要硬，齿心要脆(2) 齿面要软，齿心要韧(3) 齿面要硬，齿心要韧(4) 齿面要软，齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是。
(1) 表面淬火(2) 调质(3) 整体淬火(4) 渗碳淬火15. 设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HBS1和大齿轮齿面硬度HBS2的关系为。
(1) HBS1＞HBS2 (2) HBS1＜HBS2 (3) HBS1= HBS216. 对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是。
(1) 小齿轮淬火，大齿轮调质(2) 小齿轮调质，大齿轮淬火(3) 小齿轮正火，大齿轮调质(4) 小齿轮调质，大齿轮正火17. 对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数宜适当取多些。
其目的是。
(1) 提高齿面的接触强度; (2) 提高轮齿的抗弯强度; (3) 提高传动平稳性18. 对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数。
其目的是。
(1) 提高齿面的接触强度(2) 保证轮齿的抗弯强度(3) 减小轮齿的切削量(4) 减小滑动系数，提高传动效率19.在设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的宽度比大齿轮宽一些，其目的是。
(1) 使小齿轮和大齿轮的强度接近相等;(2) 为了使传动更平稳;(3) 为了补偿可能的安装误差以保证接触线长度20. 由于断齿破坏比点蚀破坏更具有严重的后果，所以通常设计齿轮时，抗弯强度的安全系数应接触强度的安全系数。
(1) 大于(2) 小于(3) 等于21. 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。
(1) 小端(2) 大端(3) 齿宽中点处22.齿轮传动中，齿间载荷分配不均，除与轮齿变形有关外，还主要与____有关。
（1）齿面粗糙度（2）润滑油粘度（3）齿轮制造精度6.2．分析与计算题1.要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓应符合什么条件？2.渐开线齿廓为何能满足齿轮齿廓啮合基本定律？3.节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别?它们与中心距变化有何关系？4. 变位齿轮的模数、压力角、分度圆直径、齿数、基圆直径与标准齿轮是否一样?5.斜齿轮的端面模数和法向模数的关系如何？端面压力角和法面压力角的关系如何？哪一个模数应取标准值?6.什么是斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和当量齿数？什么是锥齿轮的背锥和当量齿轮？有何用处？斜齿轮传动的正确啮合条件是什么？7.一对圆柱齿轮传动，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，则其许用接触是否相等？8.在直齿轮和斜齿轮传动中，为什么常将小齿轮设计得比大齿轮宽一些？9.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？10.齿形系数与模数有关吗？有哪些因素影响齿形系数的大小？11.为什么设计齿轮时，齿宽系数既不能太大，又不能太小？12.选择齿轮毛坯的成型方法时（铸造，锻造，轧制圆钢等），除了考虑材料等因素外，主要依据是什么？13.有一标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮1和齿轮2的齿数分别为z1和z2,且z1< z2。
若两齿轮的许用接触应力相同，问两两齿轮接触强度是否相等14.设计齿轮传动时，若大小齿轮的疲劳极限值相同，这时它们的许用应力是否相同？为什么？15.设一渐开线标准直齿轮的z=30mm ，m=3mm ，h a *=1，α=20°。
.求其分度圆及齿顶圆上的压力角和曲率半径．16.当压力角α=20°的正常齿渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数应为多少？若齿数大于求出的数值，则基圆和齿根圆哪一个大？17.一对按标准中心距安装的正常齿制的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮 ,小齿轮已损坏,需配制。
今测得两轴中心距,大齿轮齿数 ，齿顶圆直径 ,压力角 ，试确定小齿轮的模数、齿数、压力角、分度圆直径、齿顶圆直径。
18.已知一正常安装的标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的α=20°，m=5mm ，Z 1=19，Z 2=42。
试求其重合度εα ；如果将中心距a 加大直至刚好连续传动，试求：（1）呐合角α'；（2）两轮的节圆半径；（3）两分度圆之间的距离。
19.已知一对标准齿轮m=3mm ，ɑ=200，ha*=1,c*=0.25,Z 1=20, Z 2=40,今将这一对齿轮安装得刚好连续传动，试求这对齿轮的啮合角、中心距、节圆半径。
20.有一标准斜齿圆柱齿轮机构,已知m n =5mm,020=n α,1*=an h ,25.0*=n c , Z 1 =20,Z 2 = 45,015=β,齿宽B = 50 mm.试求两斜齿轮的分度圆直径d;齿顶圆直径d a ;齿根圆直径d f ;法面齿距p n ;端面齿距p t ;当量齿数Z v ;端面啮合角't α;中心距a 及重合度r ε。
21.一对直齿圆锥齿轮，z 1=15,z 2=30、m=5mm ，αn =20°，h a *=1，c *=0.2，两轴垂直相交。
求：两轮的传动比，各轮的分度圆锥角δ，当量齿数z v ，齿顶高h a ，齿根高h f ，齿顶角θa ，齿根角f θ，顶锥角a δ，根锥角f δ及锥距R 。
22.如6.68图所示，在二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，已知输入轴Ⅰ的转向和齿轮1 的旋向，欲使中间轴Ⅱ上的齿轮2 和齿轮3 的轴向力互相抵消一部分，试确定齿轮2、3、4 的旋向，并在图中标出各轴转向及各齿轮在啮合点处所受各力。
23.设计一对单级直齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动。
动力机为电动机，传动不逆转，载荷平稳。
已知：传递功率P =10kW，传动比为i =4，n1 =955r/min，单班工作，预期寿命为10年，（每年以260天计)。
24.一单级斜齿圆柱齿轮传动，传递功率Ｐ=22kW，=1470r/min，双向转动，电动机驱动，载荷平稳，=21，=107，=3mm，=16°15'，=85mm，=80mm，小齿轮材料为40MnB调质，大齿轮材料为35SiMn调质，试校核此闭式齿轮传动的强度。
25.设计由电动机驱动的单级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动。
该减速器用于重型机械上。
已知：传递功率P =70kW，小齿轮转速n l＝960 r／min；传动比为i =4。
单班制，齿轮相对于轴承对称布置。
使用期限10年(每年以260天计)。
工作中有中等冲击。
速度允许有±5﹪的误差。
6-3．作图题如题6.69图所示，已知一对渐开线齿轮的基圆、齿顶圆及主动轮的角速度的方向，试作出理论啮合线和实际啮合线。
题6.23图题6.27图项目二 减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二 齿轮传动设计习题答案6-1 （3）、（2）、（2）、（3）、（3）、（3）、（4）、（4）、（4）、（4）、（3）、（4）、（3）、（4）、（1）6．2分析与计算1.要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓应符合什么条件？解：要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓曲线必须满足的条件是：不论两齿廓在任何位置接触，过啮合点所作的两齿廓的公法线必须与两轮连心线21o o 相交于一定点。
2.渐开线有哪些重要性质？渐开线齿廓为何能满足齿轮齿廓啮合基本定律？解：(1) 渐开线有如下重要性质：1) 发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度2) 渐开线上任意点的法线恒与基圆相切3)发生线与基圆的切点B 也是渐开线在点K 的曲率中心，而线段BK 是渐开线在点K 的曲率半径4) 渐开线的形状取决于基圆的大小5) 同一基圆上任意两条渐开线（不论是同向的还是反向的）都是法向等距曲线。
6) 渐开线是从基圆开始向外逐渐展开的，基圆内无渐开线。
(2) 渐开线齿廓能满足齿轮齿廓啮合基本定律的原因是：一对渐开线齿廓在任意点K 相啮合时，由渐开线的性质可知，过点K所作的两齿廓的公法线必同时与两基圆相切（切点为N1和N2），即公法线为两轮基圆的一条内公切线N1N2，而在齿轮啮合传动过程中，两基圆的大小和位置都不变，因此其同一方向的内公切线是唯一的，亦即两齿廓在任意啮合点的公法线是一条定直线，这说明一对渐开线齿廓从开始啮合到脱离啮合的啮合点均在直线N1N2上，所以N1N2是两齿廓啮合点所走过的轨迹，称为啮合线。
因为一对渐开线齿廓的啮合线为一条定直线，从而与两轮连心线o o的交点P是固12定的，因此渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律，能保证实现定传动比传动。
3.节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别?它们与中心距变化有何关系？解：（1）：分度圆和节圆。
齿轮的分度圆是模数和压力角均为标准值的圆。
节圆是两齿轮啮合时相切的一对圆。
只有当一对齿轮啮合传动时才有节圆的，对于一个单一的齿轮来说是不存在节圆的。
而不论齿轮是否啮合，每个齿轮都有一个唯一的、大小完全确定的分度圆。
压力角和啮合角。
压力角：是指单个齿轮渐开线齿廓上某一点的线速度力向与该点法线方向所央的锐角。
