【正文】 (5)確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑。21180。已知電動(dòng)機(jī)功率P=3kw，轉(zhuǎn)速n=960rmin，蝸桿傳動(dòng)比i=21，工作載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每天工作8h,要求使用壽命為5年。此外，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)還必須作熱平衡計(jì)算，以保證油溫不超過(guò)許用值。 蝸桿傳動(dòng)的效率為何比齒輪傳動(dòng)的效率低得多？ 答：蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)的效率低得多，是由于蝸桿傳動(dòng)中嚙合處的相對(duì)滑動(dòng)速度較大，摩擦大，發(fā)熱量大，嚙合效率低。對(duì)每個(gè)模數(shù)的蝸桿分度圓直徑作了限制，規(guī)定了1~4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，則蝸桿直徑系數(shù)也就對(duì)應(yīng)地有1~4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值。這是因?yàn)槲仐U傳動(dòng)嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，發(fā)熱嚴(yán)重，潤(rùn)滑油易變稀。第四篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課后答案(118章全)正式完全版第11章 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)及使用條件是什么？答：蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大。輸出功焦耳；依題意本題摩擦損耗就是蝸輪蝸桿嚙合損耗，因此嚙合時(shí)的傳動(dòng)效率則輸入功應(yīng)為焦耳。根據(jù)表124，（2）選擇蝸桿頭數(shù)。解 ：從例 121已知的數(shù)據(jù)有：，中心距，因此可以求得有關(guān)的幾何尺寸如下：蝸輪的分度圓直徑：蝸輪和蝸桿的齒頂高：蝸輪和蝸桿的齒根高：蝸桿齒頂圓直徑：蝸輪喉圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：徑向間隙：122解 ：（1）從圖示看，這是一個(gè)左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指，大拇指，可以得到從主視圖上看，蝸輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（1）許用應(yīng)力查教材表 111齒輪40Cr表面淬火硬度：52～56HRC取54HRC。圖 題118解圖119解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級(jí)斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。（2）用成型法切制斜齒輪時(shí)用當(dāng)量齒數(shù) 選盤形銑刀刀號(hào)。114解 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是磨損，目前的設(shè)計(jì)方法是按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并將許用應(yīng)力降低以彌補(bǔ)磨損對(duì)齒輪的影響。這時(shí)可使軸與聯(lián)軸器孔之間采用過(guò)盈配合，以便承擔(dān)一部分轉(zhuǎn)矩，但其缺點(diǎn)是裝拆不便。（2）驗(yàn)證其自鎖性 螺紋升角當(dāng)量摩擦角，所以滿足自鎖條件。1012解（1）在力時(shí)每個(gè)作用下，托架不應(yīng)滑移，設(shè)可靠性系數(shù)，接合面數(shù)，此螺栓所需的預(yù)緊力（2）在翻轉(zhuǎn)力矩 勢(shì)，上作用下，此時(shí)結(jié)合面不應(yīng)出現(xiàn)縫隙。擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：其中 ； 為螺栓桿直徑。當(dāng) 時(shí)，螺紋副的效率所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動(dòng)時(shí)，其效率必小于 50%。主動(dòng)輪直徑越小，帶速越低。舊V帶因長(zhǎng)度大而受力較小或不受力，新V帶因長(zhǎng)度較小受力大，也會(huì)很快失效。A．同帶傳動(dòng)一樣；B．提高鏈傳動(dòng)工作能力； C．避免松邊垂度過(guò)大；D．增大小鏈輪包角。A．帶的彈性滑動(dòng)加?。籅．小帶輪包角減?。?C．帶的工作噪聲增大；D．帶傳動(dòng)效率降低。A．不發(fā)生彈性滑動(dòng)；B．不發(fā)生打滑；C．不發(fā)生疲勞破壞；D．既不打滑，又不疲勞破壞。用（C）提高帶傳動(dòng)傳遞的功率是不合適的。帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，是因?yàn)椋˙）。1鏈傳動(dòng)張緊的目的是 調(diào)整松邊鏈條的懸垂量。在設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，V帶的型號(hào)根據(jù) 傳遞功率 和 小輪轉(zhuǎn)速 選取。519解： 這個(gè)輪系由幾個(gè)部分組成，齒輪 5′、組成周轉(zhuǎn)輪系，齒輪3′、5組成定軸輪系。齒輪2組成定軸輪系。其中齒輪 6和構(gòu)件，齒輪5為行星輪，組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪6為中心輪是行星架。其中齒輪 2′齒輪2′為行星輪，為行星架。55解： 這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，構(gòu)件則有：∵，∴∴傳動(dòng)比為10，構(gòu)件 與 的轉(zhuǎn)向相同。一對(duì)直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的大端模數(shù)和壓力角分別相等，即、。因此，它們的模數(shù)、壓力角、齒距均分別與刀具相同，從而變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓直徑和基圓直徑也相同。此時(shí)有關(guān)系：正常齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪短齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪、代入上式、代入上式圖 題47解圖48證明 如圖所示，、兩點(diǎn)為卡腳與漸開(kāi)線齒廓的切點(diǎn)，則線段 的法線?！?≤ 120176?！?≤120 176。 170176。x′ y′130176。 230176。 100176。 20176。0≤ ≤0≤ ≤當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在≤ ≤ 過(guò)程中，從動(dòng)件遠(yuǎn)休。 330176。 210176。 90176?！?≤120 176。32解圖 題32解圖如圖 ，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。因此每個(gè)桿件應(yīng)放大的比例尺為：，故每個(gè)桿件的實(shí)際長(zhǎng)度是：，題 213證明 : 見(jiàn)圖 。圖中畫(huà)出了一個(gè)位置。（3）定另一機(jī)架位置： 分線，（4）。在得到具體各桿數(shù)據(jù)之后，代入公式（2 — 3）和（23）′求最小傳動(dòng) 角，能滿足即可。由圖量得： 解得 ：由已知和上步求解可知：，和。（極限情況取等號(hào)）；（極限情況取等號(hào)）。故圖 b中機(jī)構(gòu)的自由度為：所以構(gòu)件之間能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖 題11解圖 題12解圖 題13解圖 題14解圖 15 解 16 解 17 解 18 解 19 解 110 解 111 解 112 解113解 該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件 3的角速比為：114解 該正切機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件 3的速度為：，方向垂直向上。不滿足桿長(zhǎng)條件，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。在位置 時(shí)，從線段 取等號(hào)）； 在位置 時(shí)，因?yàn)閷?dǎo)桿能通過(guò)兩次與機(jī)架共線的位置。作圖步驟如下（見(jiàn)圖 ）：（1）求，（2）作（3）以（4）作 在圖上量取 度，為底作直角三角形；并確定比例尺。的外接圓，則圓周上任一點(diǎn)都可能成為曲柄中心。和機(jī)架長(zhǎng)度。的另一連架桿的幾個(gè)位（3）另作以 點(diǎn)為中心，置，并作出不同 半徑的許多同心圓弧。上任取一點(diǎn)，下面求證 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢，分為兩部分，其中。33解 ：從動(dòng)件在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度以及加速度方程分別為：（1）推程：0176。15176。135176。255176。）：圖 313 題33解圖 34 解 ：圖 314 題34圖根據(jù) 33題解作圖如圖315所示。根據(jù)教材(36式 可得：≤ ≤≤ ≤ ≤ ≤過(guò)程中，從動(dòng)件按等減速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降到起當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在≤ ≤≤ ≤≤ ≤過(guò)程中，從動(dòng)件近休。 50176。 y′ 180176。 260176。 320176。 360176。）120 135 150 165 180 195 210 225 角位移（176。0 15 30 45 60 75 90 105 位移0（mm） 10 總轉(zhuǎn)角（176。圖 題48圖 題48解圖 49解 模數(shù)相等、壓力角相等的兩個(gè)齒輪，分度圓齒厚 的齒輪分度圓直徑相等。因此、變大，變小。53解：秒針到分針的傳遞路線為： 6→5→4→3，齒輪3上帶著分針，齒輪6上帶著秒針，因此有：。取其中一組作分 析，齒輪 3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件1為行星架。其中齒輪 7和由齒輪3引出的桿件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒 輪7為中心輪，齒輪6為行星輪，齒輪3引出的桿件為行星架 輪。513解： 這是一個(gè)混合輪系。此時(shí)是平面定軸輪系，故有：516解： 由幾何關(guān)系有：又因?yàn)橄鄧Ш系凝X輪模數(shù)要相等，因此有上式可以得到： 故行星輪的齒數(shù)：圖 517解： 欲采用圖示的大傳動(dòng)比行星齒輪，則應(yīng)有下面關(guān)系成立：（1）（2）（3）又因?yàn)辇X輪 1與齒輪3共軸線，設(shè)齒輪2的模數(shù)為 有：，齒輪2′、3的模數(shù)為，則（4）聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）式可得（5）當(dāng)可能取到1。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，撥盤的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成槽輪的間用于轉(zhuǎn)速不高的輕工槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平穩(wěn)，但有柔性沖歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械中擊不完全齒從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間需專用設(shè)備加工，有用于具有特殊要求的輪機(jī)構(gòu)的比例可在較大范圍內(nèi)變化較大沖擊專用機(jī)械中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、定位精度凸輪式間只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓，可用于載荷較大的場(chǎng)高，動(dòng)荷小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)就能獲得預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。V帶傳動(dòng)中，帶繞過(guò)主動(dòng)輪時(shí)發(fā)生 帶滯后于帶輪 的彈性滑動(dòng)。A．帶的緊邊拉力；B．帶的松邊拉力；C．帶的預(yù)緊力；D．帶和帶輪接觸面間的摩擦力。A．在小輪上先開(kāi)始；B．在大輪上先開(kāi)始；C．在兩輪上同時(shí)開(kāi)始；D不定在哪輪先開(kāi)始。帶傳動(dòng)采用張緊裝置的目的是（D）。1與齒輪傳動(dòng)相比，帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是（A）。1V帶輪是采用實(shí)心式、輪輻式或腹板式，主要取決于（C）。2鏈傳動(dòng)不適合用于高速傳動(dòng)的主要原因是（B）。因此需要經(jīng)常調(diào)整中心距，以調(diào)整帶的初拉力。解：根據(jù)：得到： P=FevFe=P7000==700 N v10聯(lián)立： 236。104解（1）升角當(dāng)量摩擦角工作臺(tái)穩(wěn)定上升時(shí)的效率：（2）穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上的力矩（3）螺桿的轉(zhuǎn)速螺桿的功率（4）因 速下降，該梯形螺旋副不具有自鎖性，欲使工作臺(tái)在載荷 作用下等需制動(dòng)裝置。1010解（1）每個(gè)螺栓所允許的預(yù)緊力查教材表 91得 45鋼的屈服極限，查教材表 10107得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，碳素鋼取安全系數(shù)由許用應(yīng)力查教材表 101得 的小徑由公式得預(yù)緊力（2）每個(gè)螺栓所能承擔(dān)的橫向力由題圖可知，取可靠性系數(shù)橫向力（4）螺栓所需承擔(dān)的橫向力（5）螺栓的個(gè)數(shù)取偶數(shù)。1014解 選用梯形螺紋。（4）校核螺桿強(qiáng)度取，則所需扭矩則危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度對(duì)于 45 鋼正火，其許用應(yīng)力，故合適。解 1）由公式可知：輪齒的工作應(yīng)力不變，則則，若，該齒輪傳動(dòng)能傳遞的功率112解 由公式可知，由抗疲勞點(diǎn)蝕允許的最大扭矩有關(guān)系：設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為、當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩和功率可提高 69%。（1）許用彎曲應(yīng)力查教材表 111，大小齒輪材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。117解 見(jiàn)題117解圖。查教材圖 117： ；查教材圖 1110： ；查教材表 114 取，故：（2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，其校核公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù) 查教材表113得 齒寬中心距齒數(shù)比則：滿足接觸強(qiáng)度。查教材圖 1110： ；查教材表 114 取，故：（2）校核彎曲強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù) 查教材表113得分度圓錐角小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù) 查教材圖 119得、分度圓直徑錐距齒寬系數(shù)平均模數(shù)則：滿足彎曲強(qiáng)度。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針。符合表 124給出的使用滑動(dòng)速度（說(shuō)明：此題答案不唯一，只要是按基本設(shè)計(jì)步驟，滿足設(shè)計(jì)條件的答案，均算正確。由教材表 133 得 = kW，由教材表 134 得： △ =，由教材表 132 得：取 z =5 由此可見(jiàn)，選用截面小的 A 型帶較截面大的 B 型帶，單根帶的承載能力減小，所需帶的根數(shù)增多。用于傳動(dòng)比大，要求結(jié)構(gòu)緊湊的傳動(dòng)，傳遞功率一般小于50kW。 何謂蝸桿傳動(dòng)的中間平面？中間平面上的參數(shù)在蝸桿傳動(dòng)中有何重要意義？ 答：蝸桿傳動(dòng)的中間平面是通過(guò)蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面。相對(duì)滑動(dòng)速度較大，溫升高，潤(rùn)滑油變稀、油膜不易形成，散熱不好時(shí)極易發(fā)生膠合失效形式。所以，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算是為了使產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出去，不發(fā)生膠合失效。蝸輪多數(shù)用青銅制造，視滑動(dòng)速度大小選不同含錫量的銅合金。蝸輪選用鋁鐵青銅： ZCuAl10Fe3。選蝸桿頭數(shù)z1=2，蝸輪齒數(shù)z2=iz1=21180。480246。247。42= 中心距：a=(q+z2)m=(10+42)180。=180。96060180。m2=2取室溫t0=20dC，散熱系數(shù)Ks=15W/(mC),則dt1==1000(1h)P1KsA17180。1000180。1180。KFN=46180。取K=，則230。2H248。20180。180。v1=pd1n260180。斜齒輪3的軸向力Fa3向左，蝸輪上的軸向力向右。iH2—波發(fā)生器與柔輪的傳動(dòng)比。= 轉(zhuǎn)速nI=960r/min 轉(zhuǎn)矩TI=180。60180。解：手輪轉(zhuǎn)速n=1000z2100080=180。57180。解：這個(gè)差速器是由圓錐齒輪2162。=z5，試求傳動(dòng)比i15。=n5=nH（式②）H對(duì)于行星輪系： i13=z3=4，即 z1n1nH=4（式③）n3nH聯(lián)立①、②、③式，得i1H=n1=9 nH因nH=n5，故i15=i1H=9。（2）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速（或速度）的變化。（3）分配總傳動(dòng)比。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從哪幾個(gè)方面考慮？ 答：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾方面考慮：（1）軸的毛坯種類；（2）軸上作用力的大小及其分布情況；(3)軸上零件的位置、配合性質(zhì)以及連接固定的方法；（4）軸承的類型、尺寸和位置；（5）軸的加工方法、裝配方法以及其它特殊要求。 軸上零件的軸向固定有哪些方法？各有何特點(diǎn)？答：常見(jiàn)的軸向固定方法有軸肩、軸環(huán)定位，螺母定位，套筒定位及軸端圈定位等。所以低速軸的直徑要比高速軸的直徑大得多。（4）改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。圖中a、c取為5～20mm,軸承端面到減速箱內(nèi)壁距離取為5～10mm。（3）擬出軸的結(jié)構(gòu)。40=160mm小齒輪3的直徑d3=mz3=4180。45+180。/l=(362180。)/160=II截面彎矩為：MVI=FVAl1=180。)=mmIIII截面MeII=MII2+(aT) 22=872392+(180。已知軸的直徑d=90mm，輪轂寬B=110mm，軸傳遞的扭矩T=1800Nm，載荷平穩(wěn)，軸、鍵的材料均為鋼，齒輪材料為鍛鋼。14180。（2）圓錐子軸承。有一個(gè)套圈（內(nèi)、外圈）可以分離，所以不能承受軸向載荷。C是指軸承在L10（單位為106r）時(shí)軸承能承受的最大載荷值；Cο是指在靜載荷下極低速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸