机械设计章节练习题——齿轮机构

1第4章 齿轮机构思考题1渐开线有哪些重要性质?一对渐开线齿廓相啮合的啮合特性是什么?2 齿距的定义是什么?何谓模数?为什么要规定模数的标准值?在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗杆蜗轮和直齿圆锥齿轮上，何处的模数是标准值?3 渐开线直齿圆柱齿轮基本参数有哪几个?哪些是有标准的，其标准值为多少?4 分度圆与节圆有什么区别?在什么情况下节圆与分度圆重合？5 啮合线是一条什么线?啮合角与压力角有什么区别?什么情况下两者相等?6 渐开线直齿圆柱齿轮机构需满足哪些条件才能相互啮合正常运转?7 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构的实际中心距大于标准中心距，其传动比是否变化?节圆与啮合角是否变化?这一对齿轮能否正确啮合?重合度是否有变化？8 重合度的物理意义是什么?有哪些参数合影响重合度，这些参数的增加会使重合度增大还是减小?9 何谓齿廓的根切现象?根切的原因是什么?根切有何危害?如何避免根切?10 正传动类型中的齿轮是否一定都是正变位齿轮？负传动类型中的齿轮是否一定都是负变位齿轮?11 平行铀斜齿圆柱齿轮机构的基本参数有哪些?基本参数的标准值是在端面还是在法面，为什么？12 何为蜗杆蜗轮机构的主平面?在主平面内，蜗杆蜗轮机构相当于什么传动?13 平行轴斜齿圆柱齿轮机构、蜗杆蜗轮机构和直齿圆锥齿轮机构的正确啮合条件与直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件相比较有何异同?14 何谓平行轴斜齿圆柱齿轮机构和直齿圆锥齿轮机构的当量齿数?当量齿数有什么用途?习题1 已知半径b r ＝30mm 的基圆上所展成的两条同向渐开线如习题图 1所示。

其k r ＝35mm 。

KK’＝15mn ，试求：(1) 点K’处的向径'K r 和压力角K α；(2) 以O 为圆心，'K r 为半径画圆弧，与另一条渐开线相交于K’’点，求弧长 '''K K 。

2 今测得—渐开线标准直齿轮的齿顶圆直径d a ＝208mm ，齿根圆直径d f ＝172mm ，齿数z ＝24，试确定该齿轮的模数m 、齿顶高系数*a h 及项隙系数*c 。

《机械设计基础》作业六一齿轮机构姓名 ___________ 班级 ________ 学号 _________ 成绩__________一、填空题：（24分）1、齿轮齿廓上压力角的定义为啮合点受力方向和速度方向之间所夹的锐角，标准压力角的位置在分度圆上，在齿顶圆压力角最大。

2、标准齿轮的概念是m a、ha*、c*四个基本参数为标准值，分度圆齿厚与槽宽相等，具有标准齿顶咼和齿根咼。

3、渐开线齿廓的正确啮合条件是m仁m 2,「1=「2;标准安装条件是分度圆与节圆重合;连续传动条件是应使实际啮合线段大于或等于基圆齿距，此两者之比称为重合度。

4、齿轮传动的实际啮合线为从动轮齿顶与啮合线交点B2，—直啮合到主动轮的齿顶与啮合线的交点B1为止，理论啮合线为两齿轮基圆的内公切线，即啮合极限点N占N2间的线段。

5、与标准齿轮比较，变位齿轮的齿厚、齿顶圆、齿根圆等参数发牛了变化，齿—数、模数、压力角等参数没有发生了变化。

在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比较，下列参数的变化是：齿厚增加；基圆半径不变 :齿根高减小。

6以切削标准齿轮时的位置为基准，刀具的移动距离xm― 为变位量，刀具远离轮心的变位x>0 称正变位。

7、对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，如重合度等于 1.3，这表示啮合点在法线方向移动一个法节的距离时，有百分之30 的时间是二对齿啮合，有百分之70的时间是一对齿啮合。

8、对无侧隙啮合的一对正传动齿轮来说，两轮分度圆的相对位置关系是相离____ ，齿顶高降低系数大于零。

9、用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是刀具的顶线超过了啮合起始点。

10、一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与节圆上的压力角总是相等。

二、选择题（14分）1、渐开线在B —的压力角、曲率半径最小。

A.根圆B. 基圆C. 分度圆D.齿顶圆2、一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于_B ____ 。

A.两分度圆B. 两基圆C. 两齿根圆D.两齿顶圆3、渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量—C—得。

齿轮传动一 选择题(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 B 。

A. 齿面点蚀B. 轮齿折断C. 齿面磨损D. 齿面胶合(2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是 C 。

A. 轮齿疲劳折断B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面胶合D. 齿面磨粒磨损E. 齿面塑性变形(3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 A 。

A. 齿面要硬，齿心要韧B. 齿面要硬，齿心要脆C. 齿面要软，齿心要脆D. 齿面要软，齿心要韧(4) 已知一齿轮的制造工艺过程是：加工齿坯、滚齿、表面淬火和磨齿，则该齿轮的材料是 B 。

A. 20CrMnTiB. 40CrC. Q235D. ZCuSn5Pb5Zn5(5) 对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是 D 。

A. 小齿轮淬火，大齿轮调质B. 小齿轮淬火，大齿轮正火C. 小齿轮正火，大齿轮调质D. 小齿轮调质，大齿轮正火(6) 对于齿面硬度大于350HBS 的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为 C 。

A. 加工齿坯——淬火——切齿——磨齿B. 加工齿坯——切齿——磨齿——淬火C. 加工齿坯——切齿——淬火——磨齿D. 加工齿坯——淬火——磨齿——切齿(7) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Fa Y 和应力校正系数Sa Y 应按 B 查图表。

A. 实际齿数B. 当量齿数C. 不发生根切的最少齿数(8) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是B 。

A. 2H 1H σσ<B. 2H 1H σσ=C. 2H 1H σσ>D. 可能相等，也可能不等(9) 一对标准圆柱齿轮传动，已知50,2021==z z ，它们的齿形系数是 C 。

A. 21Fa Fa Y Y <B. 21Fa Fa Y Y =C. 21Fa Fa Y Y >齿根弯曲应力是 A 。

A. 2F 1F σσ>B. 2F 1F σσ=C. 2F 1F σσ<(10) 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用 D 的方法。

第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题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．渐开线是怎样形成的它有哪些重要性质试根据渐开线性质来解释以下结论：（1）渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线；（2）渐开线齿廓传动时，其瞬时传动比保持不变；（3）渐开线齿条的齿廓是直线；（4）齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓；（5）一对互相啮合的标准齿轮，小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。

3．节圆和分度圆有何区别压力角和啮合角有何区别，在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。

4．什么是渐开线齿轮传动的可分性如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动有什么不良影响5．渐开线齿轮正确啮合的条件是什么满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动6．何谓理论啮合线段和实际啮合线段何谓重合度重合度等于1和小于1各会出现什么情况重合度等于2表示什么意义7．何谓根切想象什么条件下会发生根切现象根切的齿轮有什么缺点根切与齿数有什么关系正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少8．何谓变位齿轮为什么要使用变位齿轮移距系数的正负是怎样规定的正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小9．试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件与直齿轮比较，斜齿轮传动有哪些优缺点10．斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处当量齿数是否一定是整数11．什么叫标准齿轮什么叫标准安装什么叫标准中心距12．渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关一对互相啮合的渐开线齿轮，若其齿数不同，齿轮渐开线形状有什么不同若模数不同，但分度圆及压力角相同，齿廓的渐开线形状是否相同若模数、齿数不变，而改变压力角，则齿廓渐开线的形状是否相同13．斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系14．有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，其中一对的有关参数为：m=5mm ，*a =1，α=20°，Z 1=24，Z 2=45；另一对的有关参数为：m=2mm ，*a =1，α=20°，Z 1=24， Z 2=45，试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大15．若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=，它是否表示在一对齿轮的啮合过程中，有40%的时间在啮合区内有两对齿啮合，而其余的60%的时间只有一对齿啮合16．一个标准齿轮可以和一个变位齿轮正确啮合吗17．用α=20°的滚刀加工一个β=12°，Z=14的标准斜齿轮，是否会产生根切18．斜齿轮的实际齿数Z 和当量齿数Z V 之间有什么关系在计算传动比、分度圆直径和中心距、选择齿轮铣刀号应分别选何种齿数19．渐开线齿轮的几何尺寸中共有几个圆哪些圆可直接测量哪些圆不能直接测量二、填空题1．以齿轮中心为圆心，过节点所作的圆称为 圆。

《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 —11 - 21 —31 —41 —5自由度为：F 3n (2P L P H P') F'3 7 (2 9 1 0) 121 19 11或：F 3n 2P L P H3 6 2 8 111-6自由度为F 3n (2P L P H P') F'3 9 (2 12 1 0) 11或：F 3n 2P L F H3 8 2 11 124 22 111 —10自由度为：F 3n (2P L P H P') F'3 10 (2 14 1 2 2) 130 28 11或：F 3n 2P L P H3 9 2 12 1 227 24 211 —11F 3n 2P L P H3 4 2 4 221 —13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1 R4R3 3 卩34只31、3的角速度比。

1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设1 10rad/s，求构件3的速度v3。

100v3v P13 1P14P310 200 2000mm/s1- 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1 R4p2 2 B4R2IP 24R 2I 2r 2IR 4P 12I r 11 10rad /s ，求机构全部瞬心、滑块速度 g 和连杆角速度1 P 4P 3I 10 AC tan BCA 916.565mm/sR 4R2 1 _100_10_ 2.9rad P 24R22 AC 1001 — 17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮 1为半径r 20的圆盘,圆盘中心 C 与凸轮回 转中心的距离l AC 15mm , l AB 90mm ,1 10rad /s ，求 00和 1800时，从动件角速度 2的数值和方向。

1 — 16 :题1-16图所示曲柄滑块机构，已知:1AB 100mm /s , I BC 250mm/s,在三角形ABC 中, BC sin 45°AB ------------- ,sin sin BCA BCA —, 5 cos BCA AC sin ABCBC sin 45° ，AC 310.7mm V 3 V p131 R4p 22 P24 P 2〔|P12 R3I|p2 P23I15 1090 152rad / s 方向如图中所示1 R2p3 2p2P23当1800时P2R3IP12P23IV——1.43rad / s90 15方向如图中所示第二章平面连杆机构2-1试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双摇杆机构。

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 。

齿轮传动、蜗杆传动一．判断题1．齿面塑性流动在主动轮节线附近形成凹槽。

（）2．开式齿轮传动通常不会发生点蚀现象。

（）3．齿宽系数Φd是齿宽b与齿轮直径d2比值。

（）4．直齿圆锥齿轮传动以大端参数为标准值，因此在强度计算时以大端为准。

（）5．多头蜗杆主要用于传动比大，要求效率高的场合。

（）6．蜗杆直径系数q=d1/m，因和均为标准值，故q一定为整数。

（）7．齿形系数Y Fa随着模数m的增大而增大。

（）8．单头蜗杆头数少、效率低、发热多。

（）9．齿面塑性流动在从动轮节线附近形成凸脊。

（）10．在齿轮传动中，当功率P、转速n一定时，分度圆直径d越大，圆周力F t越小（）11．蜗杆传动设计时，通常只计算蜗杆的强度，而不考虑蜗轮的强度。

（）12．对每一标准模数，蜗杆的分度圆直径 d1的数目是唯一的。

（）二．填空题1．实现两交叉（或相交）轴间的传动可以采用等传动。

2．称为蜗杆的直径系数。

3．齿轮传动的失效形式有齿面损伤。

齿面损伤又有、和等。

4．齿轮齿面塑性流动在主动轮节线附近形成；在从动轮上节线形成。

5．在蜗杆传动中要进行温度计算是考虑到。

三．单项选择题1．在一个传递动力的蜗杆传动中，如果模数m已经确定，在选配蜗杆直径系数q时选取了较大的数值是由于（）。

(a)为了提高蜗杆传动的啮合效率； (b)提高蜗杆的强度和刚度；(c)考虑到蜗杆的转速高； (d)考虑到蜗轮转速低；2．为了提高齿轮传动的抗点蚀的能力，可考虑采用（）方法。

(a)降低齿面硬度(b)加大传动中心距(c)减少齿轮齿数，增大模数 (d)提高齿面硬度3．齿轮传动中，为改善偏载现象，以使载荷沿齿向分布均匀，可以要取（ ）。

(a)变齿轮的材料 (b)增大齿轮宽度(c)增大模数 (d)齿侧修形4．下列圆锥齿轮传动的传动比的计算公式中，其中（ ）是不正确的。

(a)12d d i = (b)12sin sin δδ=i (c)12Z Z i = (d)12cos cos δδ=i 5．下列求蜗杆分度圆上螺旋升角（导程角）的公式中，（ ）式是正确的。

第十二章 齿轮传动1、图示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。

试问：（1）画出轴II 和轴III 的转向。

（2）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （3）低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使轴Ⅱ上轴向力相互抵消？ （4）画出各个齿轮所受轴向力。

2、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P 1=13kW ，n 1=200r/min ，齿轮的法面模数m n =4mm ，齿数z 1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。

试求各对齿轮传动轴向力的大小？3、图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。

已知：齿轮1的螺旋线方向和轴III 的转向，齿轮2的参数m n =3mm ，z 2=57，β2 =14°；齿轮3的参数m n =5mm ，z 3=21。

试求：（1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，选择各齿轮的螺旋线方向，并在图上标出； （2）在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向；（3）如果使轴Ⅱ的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角β3应取多大值（忽略摩擦损失）？10、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。

己知：小齿轮齿数221=z ，大齿轮齿数902=z ，法向模数mm m 2n =，中心距mm a 120=，传递功率KW P 2=，小齿轮转速m in /3201r n =，小齿轮螺旋线方向右旋。

求：（1) 大齿轮螺旋角β大小和方向；1234（2) 小齿轮转矩1T ；（3) 小齿轮和大齿轮受力的大小和方向，并在图上画出。

11、有一齿轮传动如图所示，已知：281=z ，702=z ,1263=z ,模数mm m 4n =，压力角 20=α，中心距mm a 2001=，mm a 4002=，输入轴功率kW P 101=，转速m in /10001r n =，不计摩擦。

（1) 计算各轴所受的转矩；（2)分析中间齿轮的受力，在图中画出，并计算所受各力的大小。

《机械设计基础》分章复习题及答案第1章绪论1．（机械）是机器与机构的总称。

2. ( D )是专用零件。

A）螺栓B）齿轮 C）滚动轴承 D）曲轴3．构件是机器的（运动）单元体，零件是机器的（制造）单元体。

4．机构由（构件）组合而成，它们之间具有确定的 (相对运动）。

5. 机构与机器相比，不具备下面（ C ）特征。

A. 人为的各个实物组合B. 各实物之间有确定的相对运动C. 做有用功或转换机械能D. 价格较高6. 在机械中属于制造单元的是 ( C ) 。

A）. 机构 B）. 构件 C）. 零件 D）. 部件7．把各部分之间具有确定相对运动构件的组合称为（ C ）。

A. 机器B. 机械C. 机构D. 机床8. 构件是加工制造的单元，零件是运动的单元。

（×）9. 同一构件中的零件相互之间没有相对运动。

（√）10. 机构与机器的区别是：机构的主要功用在于传递运动或转换运动形式，而机器的主要功用在于为了生产目的而利用或转换机械能。

（√）11. 两个构件之间的连接称为运动副。

（×）12. 指出并说明机械的各组成部分。

答：机械的各组成部分包括：原动机：提供动力；传动装置：传递运动和动力；工作机：执行部分；控制系统：根据机械系统的不同工况对原动机、传动装置和工作机实施控制的装置。

13.机构的主要特征是什么？答：机构由构件组成，且各构件之间具有确定的相对运动。

第2章平面机构的运动简图及自由度1．运动副是使两构件直接接触而又能产生相对运动的连接，机构中各构件间运动和动力的传递都是由运动副来实现的。

2．按接触形式不同，运动副可分为高副和低副。

两构件之间以面接触所组成的运动副称为低副，两构件之间通过点或线接触所组成的运动副称为高副。

3. 对组成运动副两构件之间的相对运动所加的限制称为约束。

4. 当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为 2 个，至少为 1 个。

机械设计基础习题集及参考答案机械设计基础习题集及参考答案Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】机械设计基础习题集及参考答案⼀、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. F2. T3. T4. F⼆、单项选择题1. B2. 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。

1．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。

试分析：（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；（2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F t2、径向力F r2和斜齿轮3的圆周力F t3、径向力F r32．在图6上直接改正轴系结构的错语。

（轴端安装联轴器）图61.（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分）（2）F a2、F a3的方向………………（4分）（3）F r2、F t2、F r3、F t3的方向………………（4分）2．答案图。

①应画出垫片；②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短；③应画出键；④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；⑥画出密封件；⑦画出联轴器定位轴肩；⑧键长应改为短于轮毂长度；每改正1处错误………………（2分）（改正6处错误得满分）3.图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。

已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。

(1)在下图中标出各轮转向。

（2分）(2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。

（2分） (3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方（4分）(1)各轴转向如图所示。

(2) 3轮左旋，4轮右旋。

(3) 2、3两轮的各分力方向下图所示。

F F r2a3 F t3 4. 图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。

试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出一处,并正确说明错误内容和改正的,得1分,总分为10分）①键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确； ②轴承盖孔径应大于轴径，避免接触； ③此处不应有键联接； ④轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮； ⑤轴应有轴环，使齿轮定位； ⑥轴承应正装；⑦轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长； ⑧左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片； ⑨两轴承内侧应加封油环； ⑩箱体加工面与非加工面未分开。

第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题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．渐开线是怎样形成的？它有哪些重要性质？试根据渐开线性质来解释以下结论：(1）渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线;（2）渐开线齿廓传动时，其瞬时传动比保持不变；(3）渐开线齿条的齿廓是直线；（4）齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓；（5）一对互相啮合的标准齿轮,小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小.3．节圆和分度圆有何区别？压力角和啮合角有何区别，在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。

4．什么是渐开线齿轮传动的可分性？如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动？有什么不良影响？5．渐开线齿轮正确啮合的条件是什么？满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动？6．何谓理论啮合线段和实际啮合线段?何谓重合度?重合度等于1和小于1各会出现什么情况？重合度等于2表示什么意义？7．何谓根切想象?什么条件下会发生根切现象？根切的齿轮有什么缺点？根切与齿数有什么关系？正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少？8．何谓变位齿轮？为什么要使用变位齿轮?移距系数的正负是怎样规定的？正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小?9．试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件？与直齿轮比较，斜齿轮传动有哪些优缺点？10．斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处？当量齿数是否一定是整数？11．什么叫标准齿轮?什么叫标准安装？什么叫标准中心距？12．渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关？一对互相啮合的渐开线齿轮,若其齿数不同，齿轮渐开线形状有什么不同？若模数不同，但分度圆及压力角相同，齿廓的渐开线形状是否相同？若模数、齿数不变,而改变压力角，则齿廓渐开线的形状是否相同?13．斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系？14．有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，其中一对的有关参数为：m=5mm ， *a =1，α=20°,Z 1=24，Z 2=45；另一对的有关参数为：m=2mm ，*a =1，α=20°，Z 1=24， Z 2=45，试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大？15．若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=1。

《机械设计基础课程》习题第1章机械设计基础概论1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4 常见的零件失效形式有哪些？1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。

第2章现代设计方法简介2-1 简述三维CAD系统的特点。

2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。

2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。

2-4 优化设计的一般过程是什么？2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。

2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。

第3章平面机构的组成和运动简图3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。

3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3-4 计算自由度时需注意那些事项？3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。

若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

3-10 计算图a、b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。

并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮⼜是从动轮。

当齿轮B与主动轮A啮合时，⼯作齿⾯是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，⼯作齿⾯是另⼀侧。

对于⼀个轮齿来讲，是双齿⾯⼯作双齿⾯受载，弯曲应⼒是对称循环，接触⼒是脉动循环，取10-3 答：齿⾯接触应⼒是脉动循环，齿根弯曲应⼒是对称循环。

在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应⼒值乘以0.7. 10-4 答：⼀般齿轮材料主要选⽤锻钢（碳钢或全⾦钢）。

对于精度要求较低的齿轮，将齿轮⽑坯经正⽕或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合⾦钢主要是渗碳后淬⽕，最后进⾏滚齿等精加⼯，其精度可达7，6级甚或5级。

对于尺⼨较⼤的齿轮，可适⽤铸钢或球墨铸铁，正⽕后切齿也可达8级精度。

10-5提⾼轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增⼤齿根过渡圆⾓半径，消除加⼯⼑痕，可降低齿根应⼒集中;增⼤轴和⽀承的则度，可减⼩齿⾯局部受载；采取合适的热处理⽅法使轮世部具有⾜够的韧性；在齿根部进⾏喷丸、滚压等表⾯强度，降低齿轮表⾯粗糙度，齿轮采⽤正变位等。

提⾼齿⾯抗点蚀能⼒的措施有：提⾼齿⾯硬度；降低表⾯粗糙度；增⼤润滑油粘度；提⾼加⼯、发装精度以减⼩动载荷；在许可范围内采⽤较⼤变位系数正传动，可增⼤齿轮传动的综合曲率半径。

10-6解（1）选⽤齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，⼤⼩齿轮材料均为45号钢调质，⼩齿轮齿⾯硬度为250HBS,⼤齿轮齿⾯硬度为220HBS.选精度等级为7级。

（2）按齿⾯接触疲劳强度设计。

1、⼩齿轮传递的转矩2、初选载荷系数：初选Kt=1.83、确定齿宽系数：⼩齿轮不对称布置，据教材表10-7选⽤4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.56、齿数⽐：7、确定接触许⽤应⼒：循环次数查教材图10-19曲线I得查教材10-21（d）得8、由接触强度计算⼩齿轮的分度圆直径齿轮的使⽤系数：载荷状况以轻微冲击为依据查教材表10-2得KA=1.25齿轮的圆周速度由教材图10-8查得：Kv=1.12对于软齿⾯齿轮，假设,由教材表10-3查得齿宽齿宽与齿⾼⽐由教材表10-4查得,由教材图10-13查得：,接触强度载荷系数：10、校正直径：取标准值m=2.5mm11、齿轮的相关参数：12、确定齿宽：圆整后，取b2=50mm,b1=55mm.(3)校核齿根弯曲疲劳强度。

4-1已知一条渐开线，其基圆半径为r b =50mm ，试求：(1)渐开线在向径r K =65mm 的点K 处的曲率半径ρK 、压力角αK 及展角θK ；(2)渐开线在展角θK =10°时的压力角αK 及向径r K 。

解：(1)(2)4-2当α=20°的正常齿渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时，其齿数为多少？又若齿数大于求出的数值，则基圆和根圆哪一个大？解：当基圆与根圆重合时：当时：当z≥42时，由式(*)可知，等号左边不变右边增大，说明根圆大于基圆。

4-3一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构，已知两轮的分度圆半径分别为r 1=30mm ，r 2=54mm ，α=20°，试求：（1）当中心距a '=86mm 时，啮合角α'等于多少？两个齿轮的节圆半径r 1′和r 2′各为多少？（2）当中心距a '=87mm 时，啮合角α'和节圆半径r 1′和r 2′又各等于多少?（3）以上两种中心距下，齿轮节圆半径的比值是否相等？为什么？mmr inv r r K b K K K K K K K b K 5331.413439tan 50tan 542578793.713752.0180/34393439tan tan 3439715137.3976923.06550cos ='⨯=α=ρ'''===π⨯'-'=α-α=α=θ'==α===α mmr r K b K K K 8171.670342cos 50cos 0342174533.010='=α='=α==θ )2(cos 2**c h z m r mzr a f b --=α=fb r r =α-+=*+-=α--=αcos 1)(2)()(21cos )2(cos 2******c h z zc h c h z m mz a a a 25.01**==c h a ，45.419396.0125.12cos 1)(2**=-⨯=α-+=c h z a解：(1)(2)(3)两种中心距下，齿轮节圆半径的比值相等，因为：6132233878.23)9178.0(cos )20cos 8684(cos )cos (cos 111'''====α'=α'--- a a mm r r mm r r 2857.553878.23cos 20cos 54cos cos 7143.303878.23cos 20cos 30cos cos 2211=⨯=α'α='=⨯=α'α='25248666.24)9073.0(cos )20cos 8784(cos )cos (cos 111'====α'=α'--- a a mm r r mmr r 9286.553878.23cos 20cos 54cos cos 0714.318666.24cos 20cos 30cos cos 2211=⨯=α'α='=⨯=α'α='常数==''1212b b r r r r4-4一对正常齿渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构，已知α=20°,m =5mm ，z 1=19，z 2=42，试：(1)计算两轮的几何尺寸r 、r b 、r a 和标准中心距a 以及实际啮合线段21B B 的长度和重合度εα；(2)用长度比例尺μl =1mm/mm 画出r 、r b 、r a 、理论啮合线21N N ，在其上标出实际啮合线21B B ，并标出单齿啮合区和双齿啮合区。

机械设计基础2练习题--齿轮传动一、选择题1 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。

（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面磨损（4）齿面胶合2 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。

（1）轮齿折断（2）齿面点蚀（3）齿面胶合（4）塑性变形3 对齿轮轮齿材料的性能的基本要求是。

（1）齿面要硬、齿芯要韧（2）齿面要硬、齿芯要脆（3）齿面要软、齿芯要脆（4）齿面要软、齿芯要韧4 对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是。

（1）小齿轮淬火、大齿轮调质（2）小齿轮淬火、大齿轮正火（3）小齿轮正火、大齿轮调质（4）小齿轮调质、大齿轮正火5 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。

（1）采用闭式传动（2）加大传动的中心距（3）提高齿面硬度（4）减小齿轮齿数，增大齿轮模数6 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7 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数，则可以。

（1）提高齿轮的接触强度（2）提高轮齿的弯曲强度（3）弯曲和接触强度均不变（4）弯曲与接触强度均可提高8圆柱齿轮设计时，通常使小齿轮比大齿轮宽5—10mm，其主要原因是。

（1）为使小齿轮强度比大齿轮大些（2）为使两齿轮强度大致相等（3）为传动平稳，提高效率（4）为便于安装，保证接触线承载宽度9 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。

（1）按齿根弯曲强度设计，后校核齿面接触强度（2）按齿面接触强度设计，后校核齿根弯曲强度（3）按齿面磨损进行设计（4）按齿面胶合进行设计10 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。

（1）减轻加工损伤（2）减小齿面粗糙度值（3）表面强化处理（4）减小齿根过渡圆角半径11 对于齿面硬度大于350HBS的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为。

（1）加工齿坯——淬火——切齿——磨齿（2）加工齿坯——切齿——磨齿——淬火（3）加工齿坯——切齿——淬火——磨齿（4）加工齿坯——淬火——磨齿——切齿12 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Fa Y 和应力校正系数Sa Y 应按查图表。