【正文】 速器相比有何特點(diǎn)？答：諧波齒輪減速器與擺線針輪減速器相比有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝方便，傳動(dòng)效率高，但使用壽命相對不如擺線針輪減速器。 ，已知減速器的輸入功率P1=,轉(zhuǎn)速n1=960r/min，各齒輪齒數(shù)z1=22，z2=77，z3=18，z4=81，齒輪傳動(dòng)效率η齒=，每對滾動(dòng)軸承的效率η滾=。求：（1）減速器的總傳動(dòng)比iIIII；（2）各軸的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。解：（1）總傳動(dòng)比iIIII=(1)180。2z2z477180。81== z1z322180。18(2)軸I的功率PI=P1η滾=180。= 轉(zhuǎn)速nI=960r/min 轉(zhuǎn)矩TI=180。103P1=m n1軸II：PII=PIη齒η滾= nII=n1z122=960180。=m nIITII=180。103軸III：PIII=PIIη齒η滾= nIII=nIIz3=180。103PIII=m nIII ，已知各齒輪齒數(shù)（括號內(nèi)為齒數(shù)），3162。為單頭右旋蝸桿，求傳動(dòng)比i15。解：i15=z2z3z4z525180。30180。60180。30==90 20180。25180。1180。30z1z2z3162。z4162。 ，已知齒輪2的齒數(shù)z1=16，z2=80，齒輪3的齒數(shù)z3=13，模數(shù)m=,與齒輪3嚙合的齒條被固定在床身上。試求當(dāng)溜板箱移動(dòng)速度為1m/min時(shí)的手輪轉(zhuǎn)速。解：手輪轉(zhuǎn)速n=1000z2100080=180。187。49r/min 180。180。1316 ，已知各齒輪齒數(shù)z1=20，z2=30，z6=33，z7=57，z3=z4=z5=28，蝸桿8的頭數(shù)z8=2，蝸輪9的齒數(shù)z9=30。試計(jì)算i19，并說明雙向離合器的作用。 解：i19=z2z4z7z930180。28180。57180。30=187。z1z3z6z820180。28180。33180。2雙向離合器向上或向下閉合可改變傳動(dòng)系統(tǒng)的末端件的轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。 ，已知z1=48，z2=42，z2162。=18，z3=21，n1=100r/min，n3=80r/min，求nH。解：這個(gè)差速器是由圓錐齒輪2162。、行星架H以及機(jī)架4所組成的差動(dòng)輪系，H的幾何軸線互相重合，因此由式（）得Hi13=zzn1nH100nH21180。4249==32==n3nH80nHz2162。z118180。4848式中齒數(shù)比i前的“”號是由轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)用畫箭頭的方法確定的。解上式得nH=880187。，表明H的轉(zhuǎn)向與輪1的轉(zhuǎn)向相同。 ，已知z1=22，z3=88，z3162。=z5，試求傳動(dòng)比i15。解：齒輪3及行星架H構(gòu)成行星齒輪系；齒輪3162。、5構(gòu)成定軸齒輪系。有nH=n5； n3=n3162。（式①）對于定軸輪系： i339。5=z5=1，n3162。與n5的方向相反，即 z339。n3162。=n5=nH（式②）H對于行星輪系： 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。第13章 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì) 簡述機(jī)械傳動(dòng)裝置的功用。答：(1)把原動(dòng)機(jī)輸出的速度降低或增速。（2)實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)。（3）把原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩變?yōu)楣ぷ鳈C(jī)所需的轉(zhuǎn)矩或力。（4）把原動(dòng)機(jī)輸出的等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳈C(jī)的轉(zhuǎn)速或其它類型的運(yùn)動(dòng)。（5）實(shí)現(xiàn)由一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)相同或不同速度的工作機(jī)。 選擇傳動(dòng)類型時(shí)應(yīng)考慮哪些主要因素？答：根據(jù)各種運(yùn)動(dòng)方案，選擇常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)主要因素：（1）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的變換。（2）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速（或速度）的變化。（3）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。（4）獲得較大的機(jī)械效益。 常用機(jī)械傳動(dòng)裝置有哪些主要性能？ 答：（1）功率和轉(zhuǎn)矩；（2）圓周速度和轉(zhuǎn)速；（3）傳動(dòng)比；（4）功率損耗和傳動(dòng)效率；（5）外廓尺寸和重量。 機(jī)械傳動(dòng)的總體布置方案包括哪些內(nèi)容？答：總體布置方案包括合理地確定傳動(dòng)類型；多級傳動(dòng)中各種類型傳動(dòng)順序的合理安排及各級傳動(dòng)比的分配。 簡述機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和一般步驟。答：（1）確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。（2）選擇機(jī)械傳動(dòng)類型和擬定總體布置方案。（3）分配總傳動(dòng)比。（4）計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)裝置的性能參數(shù)。性能參數(shù)的計(jì)算，主要包括動(dòng)力計(jì)算和效率計(jì)算等。（5）確定傳動(dòng)裝置的主要幾何尺寸。（6）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。（7）繪制裝置的裝配圖。第14章 軸和軸轂連接 軸按功用與所受載荷的不同分為哪三種？常見的軸大多屬于哪一種？答：軸按功用與所受載荷不同可分為心軸、傳動(dòng)軸和轉(zhuǎn)軸三類。常見的軸大多數(shù)屬于轉(zhuǎn)軸。 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。 制造軸的常用材料有幾種？若軸的剛度不夠，是否可采用高強(qiáng)度合金鋼提高軸的剛度？為什么？答：制造軸的常用材料有碳素鋼和合金鋼。若軸的剛度不夠，不可采用高強(qiáng)度合金鋼提高軸的剛度。因?yàn)楹辖痄撆c碳素剛的彈性模量相差不多。 軸上零件的周向固定有哪些方法？采用鍵固定時(shí)應(yīng)注意什么？答：軸上零件的周向固定有鍵、花鍵和銷聯(lián)結(jié)以及過盈聯(lián)結(jié)和成型聯(lián)結(jié)等。采用鍵固定時(shí)應(yīng)注意加工工藝與裝配兩個(gè)方面的問題。加工工藝必須保證鍵槽有一定的對稱度。對于鍵的工作表面，在裝配時(shí)必須按精度標(biāo)準(zhǔn)要求選定一定的配合；對于鍵的非工作表面，必須留有一定的間隙。 軸上零件的軸向固定有哪些方法？各有何特點(diǎn)？答：常見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。軸肩、軸環(huán)定位的特點(diǎn)是簡單可靠，能承受較大的軸向力，應(yīng)用廣泛。螺母和止動(dòng)電圈定位的特點(diǎn)是固定可靠，可承受大的軸向力，常用于固定軸端零件。套筒定位的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，用于軸向零件軸向間距L不大時(shí)，可減少軸的階梯數(shù)。套筒與軸的配合較松，故不宜用于高速。軸端擋圈定位用于軸端零件的固定，可承受較大的軸向力。 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸的直徑大得多？答：根據(jù)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式d179。C3Pn可知，轉(zhuǎn)速越低，所要求的軸的直徑就應(yīng)越大；轉(zhuǎn)速越高，所要求的軸的最小直徑就越小。所以低速軸的直徑要比高速軸的直徑大得多。 在軸的彎扭合成強(qiáng)度校核中，a表示什么？為什么要引人a？ 答：在軸的彎扭合成強(qiáng)度校核中，a表示修正系數(shù)。a是考慮到由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σ和由扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力tT循環(huán)特性不同引入的應(yīng)力校正系數(shù)。 常用提高軸的強(qiáng)度和剛度的措施有哪些？答：為了提高軸的強(qiáng)度，可選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚硪约氨砻嫣幚怼Ｍ瑫r(shí)還應(yīng)從改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)、采用合理的軸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等措施來提高軸的強(qiáng)度和剛度。具體地說可從下面幾方面來考慮：（1）采用階梯軸的結(jié)構(gòu)，使軸的形狀接近等于強(qiáng)度條件，以充分利用材料的承載能力。（2）盡量避免各軸段剖面突然變化，以降低局部的應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度。（3）改變軸上零件的布置，有時(shí)可以減小軸上的載荷。（4）改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。 試述平鍵連接和楔鍵連接的工作特點(diǎn)和應(yīng)用場合。答：平鍵的兩個(gè)側(cè)面是工作面，工作是靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵連接結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便，對中性好，應(yīng)用最廣，但它不能承受軸向力，故對軸上零件不能起到軸向固定作用。楔鍵的上下兩面為工作面，工作是靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩的，同時(shí)還能承受單方向的軸向載荷。楔鍵連接僅適用于傳動(dòng)精度不高、低速、載荷平穩(wěn)且對中要求較低的場合。 。已知：z1=z3=20，z2=z4=40，m=4mm，高速級齒寬b12=45mm，低速級齒寬b34=60mm,軸I傳遞的功率P=4kW,轉(zhuǎn)速n1=960r/min,不計(jì)摩擦損失。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。試設(shè)計(jì)軸II，初步估算軸的直徑，畫出軸的結(jié)構(gòu)圖、彎矩圖及扭矩圖，并按彎扭合成強(qiáng)度校核此軸。答：（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選用45鋼，=600MPa。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算直徑。=107～118mm。n2=n3=n1z1z2=(960180。20)/40=480r/mind179。CPn2=(107~118)4/480mm=~考慮到鍵槽會(huì)削弱軸的強(qiáng)度取d=30mm。（3）擬出軸的結(jié)構(gòu)。根據(jù)軸在危險(xiǎn)截面的直徑，并考慮已給定的齒輪寬度，以及軸的結(jié)構(gòu)、工藝等有關(guān)因素。圖中安裝滾動(dòng)軸承的直徑定為25mm；采用深溝球軸承型號為6205，寬度B=15mm，安裝高度為3mm。此外，兩 輪間距離取為10mm，并根據(jù)減速箱體的結(jié)構(gòu)，定出兩輪到滾動(dòng)軸承邊緣的距離為15mm。（4）按彎扭合成強(qiáng)度，校核軸徑。① 。軸的轉(zhuǎn)速n2=n1z1z2=(960180。20)/40=480r/min 大齒輪2的直徑d2=mz2=4180。40=160mm小齒輪3的直徑d3=mz3=4180。20=80mm軸的轉(zhuǎn)矩T=180。10180。4/480=mm大齒輪2的圓周力Ft2=2T/d2=(2180。)/160= 徑向力Fr2=Ft2tana==362N 小齒輪3的圓周力Ft3=2T/d3= 徑向力Fr3=Ft3tan20=② 作水平面內(nèi)的彎矩圖。支點(diǎn)反力為：6FHA=(Ft2(l2+l3)+Ft3l3)/l=180。(+)+180。(Ft2l1+Ft3(l1+l2))/l=(180。45+180。)/160==, l3=)II截面處彎矩為：MHI=FHAl1=180。45=mm IIII截面處彎矩為：MHII=FHBl3=180。=mm ③ 作垂直面的彎矩圖：。支點(diǎn)反力為：(其中l(wèi)1=450mm，F(xiàn)VA=233。235。Fr2(l2+l3)Fr3l3249。/l=(362180。180。)/160= FVB=233。235。Fr2l1Fr3(l1+l2)249。/l=(362180。180。)/160=II截面彎矩為：MVI=FVAl1=180。45=1017NmmIIII截面彎矩為：MVII=FVBl3=180。=mm ④ 作合成彎矩圖M=MV2+。MI=MHI2+MVI2=mmMII=MHII+MVII=87239Nmm⑤ 。22T=180。106P2/n2=mm⑥ 求當(dāng)量彎矩。取a=。II截面MeI=MI2+(aT) 22=+(180。)=mmIIII截面MeII=MII2+(aT) 22=872392+(180。)=99452Nmm⑦ 確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度。因?yàn)閙eIImeI，且軸上還有鍵槽，故IIII可能為危險(xiǎn)截面，故對截面IIII進(jìn)行校核；IIIIII、IVIV截面直徑為25mm，雖然較小且有應(yīng)力集中，但因其不受扭矩作用且彎矩不大，故不對其校核。IIII截面seII=MeII/W=99452/(180。d3)=99452/(180。303)MPa=查表得[s1b]=55MPa，滿足se163。[s1b]的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。 設(shè)計(jì)一齒輪與軸和鍵連接。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。答：由題意可知齒輪與軸的鍵連接，要求有一定的定心，故選擇普通平鍵，圓頭（A型）。由表①，當(dāng)d=90mm時(shí)，鍵的剖面尺寸b=25mm, h=14mm。由輪轂寬B=110mm，選鍵長L=100mm。因載荷平穩(wěn)且軸、鍵的材料為鋼，齒輪材料為鍛鋼，=125~150MPa,鍵的工作長度為l=Lb=10025=75mm。鍵連接工作面上的擠壓應(yīng)力sp，即sp=4T/(dhl)=(4180。180。106)/(90180。14180。75)=233。235。sjy249。由以上計(jì)算可知選擇的鍵連接的擠壓強(qiáng)度是足夠的，故可用。第15章 軸承 滾動(dòng)軸承的主要類型有哪些？各有什么特點(diǎn)？ 答：（1）深溝球軸承。主要承受徑向載荷，也能承受一定的雙向軸向載荷、可用于較高轉(zhuǎn)速。（2）圓錐子軸承。內(nèi)、外圓可分離，除能承受徑向載荷外，還能承受較大的單向軸向載荷。（3）推力球軸承。套圈可分離，承受單向軸向載荷。極限轉(zhuǎn)速低。（4）角接觸球軸承?？捎糜诔惺軓较蚝洼^大軸向載荷，a大則可承受軸向力越大。（5）圓柱滾子軸承。有一個(gè)套圈（內(nèi)、外圈）可以分離，所以不能承受軸向載荷。由于是線接觸，所以能承受較大徑向載荷。（6）調(diào)心球軸承。雙排球，外圈內(nèi)球面、球心在軸線上，偏位角大，可自動(dòng)調(diào)位。主要承受徑向載荷，能承受較小的軸向載荷。 繪制下列滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)簡圖，并在圖上表示出軸承的受力主向：630N307306ACJ，303051306。答：。，分別針對何種失效形式？答：（1）基本額定動(dòng)載荷C與基本額定靜載荷Cο在概念上區(qū)別在于“動(dòng)”與“靜”二字的區(qū)別。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)的軸承。（2）C下的失效形式為點(diǎn)蝕破壞；Cο下為永久塑性變形。 何謂滾動(dòng)軸承的基本額定壽命？何謂當(dāng)量動(dòng)載荷？如何計(jì)算？答：基本額定壽命是指一批同型號的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，90%的軸承未發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)教，或在恒定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的總工作小時(shí)數(shù)，分別用LL10h表示。當(dāng)量動(dòng)載荷是軸承在當(dāng)量動(dòng)載荷P作用下的壽命與在實(shí)際工作載荷（徑向和軸向載荷）條件下的壽命相等。其計(jì)算方式為P=fP(XFr+YFa)？計(jì)算準(zhǔn)則是什么？ 答：對于一般轉(zhuǎn)速的軸承（10Y/min對于高速軸承，除疲勞點(diǎn)蝕外其工作表面的過熱也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)校驗(yàn)其極限轉(zhuǎn)速。對于低速軸承（n 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算中載荷系數(shù)FP及溫度系數(shù)Ft有何意義？靜載荷計(jì)算時(shí)要考慮這兩個(gè)系數(shù)嗎？答：因滾動(dòng)軸承工作時(shí)，各個(gè)元件上的載荷及應(yīng)力都是變化的，當(dāng)量動(dòng)載荷只是一個(gè)理論值。實(shí)際上，軸承上的載荷，由于機(jī)器的慣性、零件精度高低等其他影響因素，往往Fr和Fa和實(shí)際是有差別的，而這種差別很難從理論上精確求出，為了計(jì)及這些影響，故引進(jìn)載荷系數(shù)fP。一般軸承只能在低于120C的工作條件下使用，當(dāng)軸承工作溫度t120C時(shí)，軸承元oo件材料組織變化，硬度降低等因素對軸承承