机械设计复习题(4)

15 V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是___________。 （1）带的型号 （2）带的速度 （3）主动轮转速 （4）传动比 16 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 17 下列V带传动中，___________图的张紧轮位置是最合理的。

18 同一V带和传动，若主动轮转速不变，用于减速（小带轮主动）比用于增速（大带轮主动）所能传递的功率___________。

（1）大 （2）相等 （3）小

19 下列V带传动中，上图___________的回转方向是合理的。

20 实践证明，带传动传递载荷时，带的弹性滑动发生在___________。（1）全部接触弧上 （2）带离开主、从动轮以前的那一部分接触弧上（3）带进入主、从动轮的那一部分接触弧上

21．同一V带传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所传递的功率较大的是___________。

22．带传动在工作过程中，带内所受的应力有___________ 、 ___________ 和___________，带的最大应力发生在___________ 。 二、分析与思考题

1 普通V带传动和平带传动相比，有什么优缺点？

答：V带传动和槽摩擦轮传动相似，都是利用楔形增压原理，是在同样大的张紧力（摩擦轮传动为压紧力）下长生较大的摩擦力，在一定程度上能补偿由于包角和张紧力的减小所产生的不利影响。一般说来，V带传动适用于短中心距和较大的传动比（这两个因素使包角减小）；在垂直或倾斜的传动中都能工作的很好；V带传动又没有接头，运行平稳；数根同时使用，即使损坏一根，机器不致立刻停车。V带传动的缺点是带的使用寿命较平带短，带轮价格较贵，传动效率较平带传动要低一些。

2 说明带传动中紧边拉力F1、松边拉力F2和有效拉力F、张紧力F0之间的关系。

P182，P190

3 在推导单根V带传递的额定功率和核算包角时，为什么按小带轮进行？ 4 带传动中，弹性滑动是怎样产生的？造成什么后果？

答：弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动现象。弹性滑动是带传动 中不可避免的现象，是正常工作时固有特性。弹性滑动会引起下列后果：（1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度；（2）损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高；并引起传动带磨损 5 带传动中，打滑是怎样产生的？打滑的有利有害方面各是什么？

答：打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打滑；带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的；造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态 6 弹性滑动率的物理意义是什么？如何计算弹性滑动率？ 答：从动轮的圆周速度低于主动轮，其相对降低率?称为滑动率。 ε =(v1-v2)/v1=πn1D1-πn2D2)/πn1D1 =1-n2D2/n1D1=1-D2/D1i I=n1/n2 传动比 ε ?一般为1%~2%

7 带传动工作时，带上所受应力有哪几种？如何分布？最大应力在何处？

答：有紧边应力σ1?、松边应力σ2?和张紧应力σ0?；这三种应力分别由紧边拉力F1、松边拉力F2和张紧力F0产生；离心应力σc?由离心拉力产生（沿带横截面上都相等）；弯曲应力σb?由带弯曲而产生的。（P183）

最大应力发生在紧边进入小带轮处。在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力比较小。 8 带传动的主要失效形式是什么？带传动设计的主要依据是什么？

答：带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏；带传动设计的主要依据是——在保证不打滑的条件下，具有一定疲劳强度和寿命。

9 试说明带传动设计中，如何确定下列参数：（1）带轮直径；（2）带速v；（3）小带轮包角α1；（4）张紧力F0；（5）带的根数z；（6）传动比i。

答：（1）带轮直径——根据小带轮转速和计算功率查表而来。 （2）带速v——

（3）小带轮包角α1——一般不小于?120度，个别情况可小于70度。 （4）张紧力F0——（P190） （5）带的根数z——（P190）

（6）传动比i——通常情况下不大于7，个别情况下可到10. 10 带的楔角θ与带轮的轮槽角θ是否一样？为什么？

1 1 在图示的V带塔轮传动结构示意图中，d1=d4，d2=d5，d3=d6，轴1为主动轴，若从动轴2上的阻力矩T2不变，问哪对轮组合输出功率最小？为什么？

12 有一双速电动机与V带组成的传动装置，改变电动机转速可使从动轴得到300r/min和600r/min两种转速。若从动轴输出功率不变，试问在设计带传动时应按哪种转速计算？为什么？

13. 带传动的主要失效形式有那些？带传动工作时为什么会出现弹性滑动的现象？弹性滑动可否避免？ 14.带传动中心距a和初拉力F0的大小对带传动会有什么样的影响？

第十二章 齿轮传动

一 选择题

1 在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是___. （1）带传动 （2）链传动 （3）齿轮传动 （4）摩擦轮传动

2 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 3 成本较高，不宜用于轴间距离较大的单级传动是___. （1）带传动 （2）链传动 （3）齿轮传动 4 能缓冲减振，并能起到过载安全保护作用的是___. （1）带传动 （2）链传动 （3）齿轮传动

5 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是___.

（1）齿面点蚀 （2）轮齿折断 （3）齿面磨粒磨损 （4）齿面胶合 6 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）齿面塑性变形 （4）齿面胶合 7 高速重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是___. （1）轮齿折断 （2）齿面磨粒磨损 （3）齿面塑性变形 （4）齿面胶合 8 齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在___齿轮传动中.

（1）高速轻载的闭式硬齿面 （2）低速重载的闭式软齿面 （3）润滑油粘度较高的硬齿面 9 一般参数的开式齿轮传动，其主要的失效形式是___。

（1）齿面点蚀 （2）轮齿折断 （3）齿面胶合 （4）齿面塑性变形 10 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触强度是为了避免___失效。 （1）胶合 （2）磨粒磨损 （3）齿面点蚀 （4）轮齿折断

11 设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度计算主要针对的失效形式是___。 （1）齿面塑性变形 （2）轮齿疲劳折断 （3）齿面点蚀 （4）磨损

12 磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的方法以考虑___的影响。

（1）齿面点蚀 （2）齿面塑性变形 （3）磨粒磨损 （4）齿面胶合 13 对齿轮轮齿材料的基本要求是___。

（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

14 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）小齿轮淬火，大齿轮正火 （3）小齿轮调质，大齿轮正火 （4）小齿轮正火，大齿轮调质

15 计算载荷中的使用系数KA不包含___对齿轮实际承受载荷的影响。

（1）工作机性能 （2）原动机性能 （3）载荷变动情况 (4)齿轮制造及装配误差 16 对于重要的齿轮传动，可将齿轮进行齿顶修缘，目的是___。

（1）减小齿间载荷分配不均 （2）减小齿向载荷的分布不均 （3）减小附加动载荷 17 为了降低齿轮传动中齿向载荷分布不均的程度，可以___。

（1）增大重合度 （2）进行轮齿齿顶修缘 （3）将轮齿作鼓形修整 （4）降低齿轮支承系统的刚度

18 齿轮接触疲劳强度计算中的节点区域系数ZH与___无关。

（1）变为系数 （2）分度圆压力角 （3）分度圆螺旋角 （4）齿数

19 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数YFa和应力修正系数Ysa应按___查图表。 （1）实际齿数 （2）当量齿数 （3）不发生根切的最小齿数

20 一减速齿轮传动，主动轮1用45调质钢，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系为___。 （1）ζH1<ζH2 (2) ζH1=ζH2 (3) ζH1>ζH2 21 为了有效提高齿面接触强度，可___。

（1）保持分度圆直径不变而增大模数 （2）增大分度圆直径 （3）保持分度圆直径不变而增加齿数 22 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）减小滑动系数，提高传动效率 （3）减小轮齿的切削量 （4）保证轮齿的抗弯强度

23 设计开式齿轮传动时，在保证不根切的情况下，宜取较少齿数。其目的是___。

（1）增大重合度，提高传动平稳性 （2）减小齿面发生胶合的可能性 （3）增大模数，提高轮齿的抗弯强度 （4）提高齿面接触强度

24 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

25 设计斜齿圆柱齿轮传动时,螺旋角β一般在8°～20°范围内选取, β太小斜齿轮传动的优点不明显,太大则会引起___.

(1)啮合不良 (2)制造困难 (3)轴向力太大 (4)传动平稳性下降

26 ζHlim和ζFlim值是试验齿轮在持久寿命期内按____,通过长期持续重复载荷作用或经长期持续的脉动载荷作用而获得的齿面接触疲劳极限应力和齿根弯曲疲劳极限应力.

(1)可靠度为90% (2)失效概率为1% (3)失效概率为99% (4)可靠度为10%

27 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

28 下列计算正交支持锥齿轮传动的传动比公式中,____是不正确的. (1)i=d2/d1 (2)i=z2/z1 (3)i=tgδ2=ctgδ1 (4)i=tgδ1

29. 在圆锥齿轮和圆柱齿轮的二级传动机构中，通常将圆锥齿轮安排在 。 A．高速级 B.低速级 C.都可以

30.齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在

二、分析与思考题

1 齿轮传动有那些主要类型?各种类型的特点和应用场合如何?齿轮传动与其它机械传动相比特点怎样?试举出若干现代机械中应用齿轮传动的实例.

答：按轴线相对位置和齿向分类: 平行轴齿轮传动：1）直齿圆柱齿轮传动：a)外啮合直齿圆柱齿轮传动——多用于速度较低的传动，尤其适用于变速箱的换档齿轮；b)内啮合圆柱齿轮传动——重合度大，轴间距离小，结构紧凑，效率较高；c)齿轮齿条传动—— 用于连续转动到往复移动的运动变换。

2）平行轴斜齿轮传动：a)外啮合斜齿圆柱齿轮传动——适用于速度较高、载荷较大或要求结构较紧凑的场合；b)外啮合人字齿轮传动——承载能力较高，轴向力能够抵消，多用于重载传动 相交轴齿轮传动：a)直齿锥齿轮传动——适用于速度较低（<5m/s），载荷小而稳定的运转；b)曲齿锥齿轮传动——用于速度较高及载荷较大的传动。

交错轴齿轮传动：a)交错轴斜齿轮传动——适用于载荷小，速度较低的传动；b)蜗杆传动——结构紧凑、传动平稳，噪声和振动小；传动效率较低，易发热。

按使用要求分类：特点：1)效率高——在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功

率传动有很大的经济意义； 2）结构紧凑——比带、链传动所需的空间尺寸小；3)工作可靠、寿命长——设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要；4)传动比稳定——传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合

2 齿轮传动常见的失效形式有那些?各种失效形式常在何种情况下发生?试对工程实际中所见到的齿轮失效的形式和原因进行分析.

答：失效形式：轮齿折断和齿面损伤。轮齿折断一种是由多次反复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断。另一种是因为短时过载或冲击载荷而产生的过载折断。这两种折断均起始于轮齿受拉应力一侧；点蚀由于吃面接触应力是交变的，应力经多次反复后，在节线附近靠近齿根部分的表面上，会产生若干小裂纹，封闭在裂纹中的润滑油，在压力作用下，产生楔挤作用而使裂纹扩大，最后导致表面小片状剥落而形成麻点。这种疲劳磨损现象，在齿轮传动中称为点蚀。

3 齿轮传动的设计计算准则是根据什么来确定的?目前常用的计算方法有那些,它们分别针对何种失效形式?针对其余失效形式的计算方法怎样?在工程设计实践中,对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软尺面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么?

4 齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上.试对这一现象加以解释. 5 试阐述建立直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算公式时所采用的力学模型. 6 试比较直齿和斜齿圆柱齿轮强度计算的不同点.

7 在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知:Ⅰ轴为输入轴,输入功率P1=10KW,转速n1=1450r/min,转向如图所示,Ⅲ轴为输出轴;高速级齿轮参数为:模数mn1=3mm,齿数z1=21,z2=52,螺旋角β1=12°7′43″,齿轮1的轮齿为右旋;低速级齿轮参数为:模数mn3=5mm,齿数z3=27,z4=54;齿轮啮合效率η1=0.98,滚动轴承效率η2=0.99.试解答:

(1)确定齿轮2、3和4的轮齿旋向,要求使Ⅱ轴上2和3齿轮的轴向力相互抵消一部分以减轻轴承所受的载荷.

(2)欲使Ⅱ轴上齿轮2和齿轮3的轴向力完全抵消,求齿轮3的螺旋角β3应为多少. (3)在图中标出各轴转向,并求出各轴所受转矩的大小.

(3) 标出各齿轮在啮合点处所受切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向,并求出各力的大小.

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