31_北航机械设计答案—带传动(1).

第34章 滚动轴承34-10 改正图34-29中的错误结构并说明理由。

（a ） （b ）（c ） （d ）（f ）（g ） （h ）应是基轴制(d 图，原意是轴稍微短一些，以免轴与轴端挡板接触)均为标注错误，g 只要标注轴的公差，h 只要标注孔的公差，且一般轴处为过盈配合）34-11 图34-30所示，斜齿轮轴采用一对7207AC （46207）轴承支承，已知斜齿轮的圆周力N F t 3500=，径向力N F r 1200=，轴向力N F a 900=，轴的转速N F t 3500=，轴承的冲击载荷系数2.1=d f ，温度系数1=T g ，额定动载荷N C r 25400=。

试计算该对轴承的寿命（用小时计）。

图34-30解：（1）计算轴承所受轴向力在垂直面内对B 取矩，有40301001⋅=⋅+⋅r a v r F F F故 N N F F F a r v r 2101003090040120010030401=⨯-⨯=⋅-⋅=N N F F F r r v r 990)2101200(12=-=-=在水平面内对B 取矩，有401001⋅=⋅t h r F F故 N N F F t h r 1400100403500100401=⨯=⋅=N N F F F h r t h r 2100)14003500(12=-=-=所以，两个轴承所受径向力分别为N N F F F h r v r r 66.141514002102221211=+=+= N N F F F h r v r r 66.232121009902222222=+=+= 由题目中给出的表可得N N F F r s 962.99066.14157.07.011=⨯==N N F F r s 162.162566.23217.07.022=⨯==因为12162.2525)162.1625900(s s a F N N F F >=+=+，所以右端的轴承II 为压紧端，左端的轴承I 为放松端。

一、填空题1 作平面运动的三个构件共有___3__个瞬心，它们位于_ 一条直线__ 上。

2带传动工作时，带中的应力由以下三部分组成（1）紧边和松边拉力产生的拉应力、（2）离心力产生的拉应力、（3）弯曲应力。

最大应力发生在紧边进入小带轮处。

3 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏___ 。

4 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：模数相等__ 和分度圆压力角相等。

5 在矩形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹三种螺纹中，传动效率最高的是矩形螺纹，自锁性最好的是三角形螺纹，只能用于单向传动的是锯齿形螺纹。

6螺纹的公称直径是大径，确定螺纹几何参数关系和配合性质的直径是中径。

7普通平键的工作面为键的__侧__面，楔键的工作面为键的_上下表___面，普通平键的截面尺寸hb 是根据___轴径_ 确定的。

8代号为62308的滚动轴承，其类型名称为深沟球轴承，内径为40 mm，2 为宽度系列代号， 3 为直径系列代号。

9在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，等速运动规律有刚性冲击；等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律无冲击。

10自由度数目为 1 的周转轮系称为行星轮系。

11在齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因_____齿面点蚀_ 而失效，故通常先按__齿面接触疲劳__ 强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的____齿根弯曲疲劳____ 强度。

二、问答题1．按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成几类如何分类答：根据轴工作时承受的载荷情况，可以将轴分成三类：一、转轴：既承受转矩也承受弯矩；二、心轴：只承受弯矩不承受转矩；三、传动轴：只承受转矩不承受弯矩2 螺纹连接为什么要防松有哪几类防松方法答：在冲击振动或者温度变化等情况下，螺纹副间摩擦力可能减小或消失，导致螺纹连接失效，因此需要防松处理。

防松的方法主要有：摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副关系防松等。

3 简述形成流体动压油膜的必要条件。

答：形成动压油膜的必要条件是：一、相对运动表面之间必须形成收敛形间隙；二、要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出；三、间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。

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。

南昌航空大学带传动的3D设计13032101 吴坤钰2015/10/13带传动的3D设计一、SolidWorks下的小带轮3D设计步骤1．启动SolidWorks新建零件文件→保存文件名为“小带轮.SLDPRT”到自己建立的文件夹。

2．绘制截面草图：点击前视基准面→草图绘制→草图绘制在该草图上绘制带轮截面，如下图：3．生成3D插入→凸台/基体→旋转，点击属性窗口中的确定按钮，再按整体显示全图按钮，结果如下：4．绘制轴孔，点击一个端面→草图绘制→草图绘制，点击“正视于”按钮在该草图中绘制一圆，半径为15，点击特征→拉伸切除，选择“完全贯穿”，生成效果如图：5．绘制轮槽（1）点击一个端面→草图绘制→草图绘制，点击特征→拉伸切除,选择给定深度：20mm 生成效果图如下：同样的方法切除另一面.6. 绘制键槽（1）选择端面，绘制草图如下：（2）点击特征→拉伸切除，选择给定深度：40mm，生成效果如图完成小带轮如下。

二、SolidWorks下的大带轮3D设计步骤1. 新建零件文件→保存文件名为“大带轮.SLDPRT”到自己建立的文件夹。

2．绘制截面草图点击前视基准面→草图绘制→草图绘制在该草图上绘制带轮截面，如下图：3. 生成3D4．绘制轴孔，取孔直径为36mm，生成效果如下：5．绘制轮槽（1）点击端面，绘制草图，点击特征→拉伸切除，取深度为20mm，点击确定，生成效果如下：（3）以同样的方法绘制另一面轮槽。

6. 拉伸切除轮毂，得到所需的轮毂宽度L=56mm（1）点击大带轮端面，点击绘制草图，选择轮毂的两边，点击转换为实体，如图：（2）点击特征，拉伸凸台，选择高度为：4mm7.以同样方法绘制另一端。

8. 绘制键槽，绘制草图，点击特征→拉伸切除，选取深度为48mm，切除效果如下：9. 绘制圆孔（1）点击选择带轮的凹槽面，绘制草图如下：（2）拉伸切除，选择完全贯穿，效果如下7. 绘制键槽，绘制草图，点击特征→拉伸切除，选取深度为48mm，切除效果如下：完成大带轮三、SolidWorks下的小带轮轴3D设计步骤1. 新建零件文件→保存文件名为“小带轮轴.SLDPRT”到自己建立的文件夹。

15春北航《机械设计》在线作业三满分答案一、单选题（共 15 道试题，共 45 分。

）1. 铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,则为了获得曲柄摇杆机构,其机架应取()。

A. 最短杆B. 最短杆的相邻杆C. 最短杆的相对杆D. 任何一杆正确答案：B2. 在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动()。

A. 将产生刚性冲击B. 将产生柔性冲击C. 没有冲击D. 既有刚性冲击又有柔性冲击正确答案：A3. 普通平键传递扭矩是靠键的()。

A. 顶面B. 底面C. 侧面D. 端面正确答案：C4. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，z1=18，z2=43，实际中心距62mm，下面说法正确的是()。

A. 节圆小于分度圆B. 节圆与分度圆重合C. 节圆大于分度圆D. 分度圆的大小取决于中心距正确答案：C5. 下述几种规律中, () 既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击, 可用于高速场合。

A. 等速运动规律B. 正弦加速运动规律C. 等加速等减速运动规律D. 余弦加速运动规律正确答案：B6. 在安装标准直齿圆柱齿轮时，若实际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. 分度圆压力角变小正确答案：C7. 对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是()联接。

A. 普通平键B. 半圆键C. 楔键D. 切向键正确答案：A8. 闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是()。

A. 齿面胶合B. 轮齿疲劳折断C. 齿面磨粒磨损D. 轮齿过载折断正确答案：B9. 平面运动副所提供的约束为()。

A. 1B. 2C. 1或2D. 3正确答案：C10. 与连杆机构相比, 凸轮机构的最大缺点是()。

A. 惯性力难以平衡B. 点、线接触, 易磨损C. 设计较为复杂D. 不能实现间歇运动正确答案：B11. 在机械中安装飞轮，可以()。

A. 减小周期性速度波动B. 消除周期性速度波动C. 减小非周期性速度波动D. 消除非周期性速度波动正确答案：A12. 在与基圆柱相切的截面内，()的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。

30. 图示机构中，若以构件1为主动件，试： (1)计算自由度，说明是否有确定运动。

(2)如要使构件6有确定运动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。

31．拟机构运动方案如图所示。

欲将构件1的连续转动转变为构件4的往复移动，试： (1)计算其自由度，分析该设计方案是否合理？ (2)如不合理，可如何改进？提出修改措施并用简图表示。

33. 画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。

34. 画出图示机构的运动简图。

35. 求图示机构的自由度。

36. 计算图示机构的自由度。

37. 计算图示机构的自由度，判断是否有确定运动；若不能，试绘出改进后的机构简图。

修改后的原动构件仍为杆（图中有箭头的构件）。

38．设以图示机构实现凸轮对滑块的控制。

（1）机构能否运动？试作分析说；（2）若需改进，试画出改进后的机构简图39．图示机构中，5为滚子，其转轴F固定，试计算此机构的自由度。

若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。

40. 计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

41. 计算图示机构的自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度应指出），要使机构具有确定运动，试确定原动件数。

42. 计算图示机构的自由度，如有复合铰链，局部自由度或虚约束，必须指明。

43. 计算图所示机构的自由度，如有复合铰链，局部自由度或虚约束，必须指明。

44. 试计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，必须注明。

45. 计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。

46. 试计算图示机构的自由度。

47. 计算图示机构自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需明确指出。

48. 试计算图示机构自由度，如有复合铰链、虚约束、局部自由度，需明确指出。

49. 试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、虚约束、局部自由度，需明确指出，并说明需几个原动件才有确定运动。

图中，。

50. 试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需明确指51.试计算图示机构的自由度。

1．一螺栓联接拧紧后预紧力为F 0 ，工作时又受轴向工作拉力F ，被连接件上的残余预紧力F 1，则螺栓所受总拉力F 2等于 【B 】A F 0+FB F 1+FC F 0+F 1 DF 1+C b /(C b +C m )F2．半圆键联接当采用双键时两键应____布置。

【 C 】Ａ.在周向相隔 90 Ｂ.在周向相隔120Ｃ.在轴向沿同一直线 Ｄ.在周向相隔 180 3．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在 【 D 】A ．齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分C ．齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分4．带传动中，弹性滑动 【 D 】A ．在张紧力足够时可以避免B ．在传递功率较小时可以避免C ．在小带轮包角足够大时可以避免D ．是不可避免的5．为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应____。

【 B 】Ａ.增加螺栓刚度。

Ｂ.降低螺栓刚度。

Ｃ.降低被联接件刚度。

6．链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为____。

【 C 】A 、链传动只用来传递较小功率B 、链速较高，在传递相同功率时圆周力小AC 、链传动是啮合传动，无需大的张紧力D 、链的质量大，离心力大7．既传递转矩又承受弯矩的轴称为 【A 】 A. 转轴； B.传动轴； C . 心轴； D . 曲轴8．链传动中链节数取偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因 【A 】A. 磨损均匀；B. 具有抗冲击力；C. 减少磨损与胶合；9．蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对____来进行的. 【 B 】Ａ.蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度 B.蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度C.蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度D.蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度10.若一对滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷____基本额定动载荷。

【 A 】A.大于B.等于C.小于二、填空题（每空1分，共20分）1．轴如按受载性质区分，主要受____的轴为心轴，主要受____的轴为传动轴。

2017秋17春北航《机械设计》在线作业一一、单项选择题（共 15 道试题，共 45 分。

）1. 在传动中，各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为()。

A. 周转轮系B. 定轴轮系C. 行星轮系D. 混合轮系正确答案：2. 机构具有确信相对运动的条件是()。

A. 机构的自由度数量等于主动件数量B. 机构的自由度数量大于主动件数量C. 机构的自由度数量小于主动件数量D. 机构的自由度数量大于等于主动件数量正确答案：3. 带传动中弹性滑动现象的产生是由于()。

A. 带的初拉力达不到规定值B. 带与带轮的摩擦系数过小C. 带的弹性变形D. 带型选择不妥正确答案：4. 下述几种规律中, () 既可不能产生柔性冲击也可不能产生刚性冲击, 可用于高速场合。

A. 等速运动规律B. 正弦加速运动规律C. 等加速等减速运动规律D. 余弦加速运动规律正确答案：5. 以下机构中没有急回特性的机构是()。

A. 曲柄摇杆机构B. 导杆机构C. 对心曲柄滑块机构D. 偏心曲柄滑块机构正确答案：6. 导杆机构的极位夹角与导杆的摆角() 相等。

A. 必然B. 必然不C. 不必然正确答案：7. 转动轴承的大体额定动载荷是指()。

A. 转动轴承能经受的最大载荷B. 转动轴承能经受的最小载荷C. 转动轴承在大体额定寿命L10＝106转时所能经受的载荷D. 一批转动轴承能经受的平均载荷正确答案：8. 在与基圆柱相切的截面内，()的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。

A. 阿基米德蜗杆B. 法向直廓蜗杆C. 渐开线蜗杆D. 锥蜗杆正确答案：9. 在以下平面四杆机构中，无急回性质的机构是()。

A. 曲柄摇杆机构B. 摆动导杆机构C. 对心曲柄滑块机构D. 偏心曲柄滑块机构10. 闭式硬齿面齿轮传动的要紧失效形式是()。

A. 齿面胶合B. 轮齿疲劳折断C. 齿面磨粒磨损D. 轮齿过载折断正确答案：11. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，z1=18，z2=43，实际中心距62mm，下面说法正确的选项是()。

第32章螺纹连接的设计32-1试找出图32-27中所示螺纹连接结构中的错误，并改正。

（a）（b）（c）（d）图32-2732-13有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高联轴器传递转矩的方法。

答：①可以适当增加结合面的数量；②可以适当增加预紧力；③可以适当增加接合面的粗糙度，以提高摩擦因数。

（如果第1种，不能实现，可以增加结合面数量）32-26图32-43为由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架，两块边板各用4个螺栓与工字钢相连接，托架所受载荷随吊重量不同而变化，其最大载荷为20kN。

试确定应采用哪种连接类型，并计算出螺栓直径。

图32-43解：根据托架的结构，可以采用普通螺栓连接或铰制孔螺栓连接。

（1）采用普通螺栓连接螺栓组受横向载荷：kNFR20=旋转力矩：mNmNLFTR⋅=⋅⨯=⋅=600030020①在横向载荷RF作用下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-23），取12.0,2.1==ffkμ，8,1==zm可得kNkNmzFkFsRf258112.0202.11'=⨯⨯⨯==μ② 在旋转力矩作用T 下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-27）可得kN kN r Tk F zi is f 71.70275812.060002.112'=⨯⨯⨯==∑=μ其中mm mm r r r 2751501502122821=+====(此题应该采用你第一次的方法，只是21F F F '+'=')，因为预紧力的方向为轴向方向，直接相加从图32-43（b ）可知，各螺栓所受合预紧力为kNkN kNF F F F F 14.90135cos 71.7025271.7025135cos 222'2'12'22'1'=⨯⨯⨯-+=-+= 选取螺栓强度等级为10.9级，可得MPa s 900=σ，取螺栓连接的安全系数5.1][=S ，则螺栓材料的许用应力MPa MPa S s 6005.1/900]/[][===σσ，则所需的螺栓危险剖面的直径为mm mm F d 78.1560014.31014.903.14][3.143'=⨯⨯⨯⨯=⨯=σπ按GB169-81，选用M16的螺栓。

北航机械原理及设计PPT第10章齿轮传动一、齿轮传动的概念齿轮传动是一种常用的机械传动方式，它利用齿轮的啮合传递动力和运动，广泛应用于机械设备中，例如汽车、工程机械、机床等。

齿轮传动的特点是传动平稳、传动效率高、传动比准确等，因此在工程设计中应用广泛。

二、齿轮传动的工作原理齿轮传动通过齿轮的啮合来实现动力和运动的传递。

啮合的齿轮被称为驱动齿轮，被驱动的齿轮被称为从动齿轮。

当驱动齿轮运动时，通过齿轮齿面的啮合，驱动力矩和转速传递给从动齿轮。

齿轮啮合的过程中，齿轮齿面之间产生的接触力和摩擦力使得齿轮产生转动，从而将动力和运动传递给被驱动的机构。

齿轮传动的主要参数有模数、压力角、齿数等，这些参数决定了齿轮的啮合性能和传动特性。

合理选择和设计齿轮传动的参数能够提高传动效率和可靠性。

三、齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的传动方式和布置形式可以分为多种类型，常见的有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动等。

1.直齿轮传动：直齿轮传动是指齿轮齿面与齿轮轴线平行的传动方式，适用于传递大功率和高速运动的场合。

直齿轮传动具有结构简单、制造成本低等优点，在工程中得到广泛应用。

2.斜齿轮传动：斜齿轮传动是指齿轮齿面与齿轮轴线呈一定角度的传动方式，适用于传递大功率和高速运动的场合，能够提供更大的传动比。

3.锥齿轮传动：锥齿轮传动是指齿轮齿面呈锥面的传动方式，适用于传递轴线不平行和交叉传动的场合，能够实现变速和反向传动。

4.蜗杆传动：蜗杆传动是指蜗轮和蜗杆的啮合传动方式，适用于传递大功率和大速比的场合。

四、齿轮传动的计算与设计在齿轮传动的计算与设计过程中，需要确定齿轮的模数、齿数、啮合角、齿轮轴距等参数。

这些参数的选择需要考虑传动的功率、转速、速比、传动效率等因素。

常用的计算和设计方法包括基本气体动力学计算方法、齿轮强度计算方法、齿轮啮合性能计算方法等。

齿轮传动的设计还需要考虑齿轮的制造工艺和加工精度。

合理的制造工艺可以保证齿轮的精度和传动性能，提高齿轮传动的可靠性和寿命。

机械设计-带、链习题与参考答案传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。

3. 在下图中，图a为减速带传动，图b为增速带传动。

这两传动装置中，带轮的基准直径d1=d4，d2=d3且传动中各带轮材料相同，传动的中心a，带的材料、尺寸及预紧力均相同，两传动装置分别以带轮1和带轮3为主动轮，其转速均为n。

4. 试分析：哪个装置能传递的最大有效拉力大？为什么？即F1=2F2。

试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和预紧力F0。

解题要点：因为P=υ/100 将P= 代入上式，得υ=7500又因为F1=2F2联立求解式和式，可得 F1=1500，F2=750 N有效拉力Fe=F1-F2=720N 预紧力F0= F1–F2/2=1125N5. 已知一V带传动的主动轮基准直径d1=100mm，从动轮基准直径d2=400mm，中心距a0=约为485mm，主动轮装在转速n1=1 450r/min的电动机上，三班制工作，载荷平稳，采用两根基准长度Ld=1 800mm的A型普通V带，试求该传动所能传递的功率。

解题要点：根据题意可知传动比id2/d1400/104带长 Ld2a0(d2d1)(d2d1)2/a0112485400100400100/4851801 mm2实际选用标准长度` Ld=1800mm小带轮包角1180d2d1180/180400100180/485根据带传动工作条件，查表可得工作情况系数KA=; 查表可得单根普通A型V带的基本额定功率P0=; 查表可得单根普通A型V带的基本额定功率△P0=; 查表可得包角系数Ka；查表可得长度系数KL。

根据zKAP/[(P0P0)KaKL]，可得该带传动所能传递的功率为Pz(P0P0)KaKL/KA2 /6. 设计电动机至凸轮造型机凸轮轴的V带传动，电动机的功率P=, 转速为n1=1430r/min，凸轮轴的转速要求为n2=285 r/min左右，根据传动布置，要求中心距约为500mm左右。