齿轮设计基础
第9章 齿轮传动设计
提示：
本章以渐开线直齿圆柱齿轮传动为主线，阐述圆柱齿轮传动的运动设计和承载能力设计。运动设计主要包括啮合原理及啮合特点、基本参数和几何尺寸计算等内容；承载能力设计主要包括设计计算准则、齿轮失效、力分析和强度计算等内容。在此基础上，简明介绍直齿锥齿轮传动设计及齿轮润滑设计。
基本要求:
(1)了解齿轮传动的特点、应用及类型；
(2)理解齿廓啮合基本定律,掌握渐开线齿廓的形成及其性质，并能在后续相关内容中运用；熟练掌握渐开线圆柱齿轮的基本参数、标准齿轮的几何尺寸计算，能够正确计算；掌握范成法切齿原理、标准齿轮和变位齿轮切制特点以及变位齿轮的尺寸变化。
(3)深入理解直齿轮传动运动设计应满足的六个条件及重合度、不根切最少齿数、无侧隙啮合方程等内容，并正确运用重合度等公式进行计算；掌握圆柱齿轮传动的几何尺寸计算及中心距变动系数、齿顶高变动系数等概念；了解标准齿轮传动、高度变位齿轮传动及角度变位齿轮传动的特点。
(4)理解斜圆柱齿轮齿廓曲面的形成、基本参数与螺旋角的关系、当量齿轮及当量齿数的概念；理解平行轴斜齿轮传动运动设计的条件，并正确运用其几何尺寸公式进行计算；了解交错轴斜齿轮传动的特点。
(5)了解齿轮精度选择的方法，五种失效形式的特点、生成机理及预防或减轻损伤的措施；掌握齿轮材料选择要求、常用钢铁材料选用及其热处理特点。
(6)熟练掌握齿轮传动的受力分析，特别是平行轴斜齿轮轴向力的大小和方向的确定，直齿锥齿轮传动轴向力与径向力的关系；理解几个载荷修正系数的意义及其影响因素，减小其影响的方法；
(7)熟练掌握直齿圆柱传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度的计算基本理论依据，推导公式的思路，公式中各个参数和系数的意义，掌握其确定方法；参考示范例题，掌握齿轮传动设计的步骤，正确地进行直齿轮传动的强度设计计算；了解平行轴斜齿轮传动和直齿锥齿轮传动的当量齿轮的意义，掌握平行轴斜齿轮传动和直齿锥齿轮传动强度计算特点。
(8)掌握齿轮四种结构形式的特点和选择，并能画出齿轮零件的工作图；掌握齿轮传动润滑油种类、粘度及润滑方式的选择。
本章目录：
9.1 概述
9.1.1 优缺点及分类
9.1.2 传动的基本要求9.7 齿轮传动设计中几项工作概要
9.7.1 齿轮的精度选择
9.7.2 齿轮传动的失效形式
9.7.3 设计准则
9.7.4 齿轮材料及热处理
9.2齿轮齿廓设计
9.2.1 齿廓啮合基本定律
9.2.2 渐开线轮廓
9.2.3 渐开线轮廓的啮合特性9.8 圆柱齿轮传动的计算载荷和受力分析
9.8.1轮齿的受力分析
9.8.2 计算载荷和载荷系数
9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮
9.3.1 齿轮各部分的名称和符号
9.3.2 基本参数
9.3.3 标准齿轮的几何尺寸
9.3.4 内齿轮和齿条9.9 圆柱齿轮传动的强度计算
9.9.1 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
9.9.2 齿轮传动的许用应力和设计参数选择
9.9.3 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
9.4 齿轮的切削加工和变位齿轮
9.4.1 齿轮的切削加工原理
9.4.2 变位齿轮9.10 直齿锥齿轮传动设计
9.10.1 直齿锥齿轮齿廓曲面的形成及当量齿轮
9.10.2 直齿锥齿轮传动的运动设计
9.10.3 直齿锥齿轮传动的强度计算
9.5 渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动设计
9.5.1 设计应满足的条件
9.5.2 齿轮机构啮合传动的几何尺寸
9.5.3 齿轮传动的类型
9.11 齿轮的结构设计9.6 斜齿圆柱齿轮传动的运动设计
9.6.1 渐开线斜齿圆柱齿轮
9.6.2平行轴斜齿圆柱齿轮传动的运动设计
9.6.3 交错轴斜齿轮传动简介9.12 齿轮传动的润滑设计
9.12.1 润滑油的种类及选择
9.12.2 润滑方式的选择
小结
本章学习指南
9.1 概述
9.1.1 优缺点及分类
齿轮传动机构的特点：
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。
齿轮传动主要优点：传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比准确。
齿轮机构主要缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。
齿轮传动机构的分类：
齿轮传动机构的分类
平行轴齿轮传动机构①
按轴的相对位置
相交轴齿轮传动机构、交错轴齿轮传动机构②
按齿线相对齿轮体母线相对位
直齿、斜齿、人字齿、曲线齿
置
按齿廓曲线 渐开线齿、摆线齿、圆弧齿
按齿轮传动机构的工作条件 闭式传动、开式传动、半开式传动③
按齿面硬度 软齿面（≤350HB）、硬齿面（>350HB）
说明：
①平行轴齿轮传动机构又称为平面齿轮传动机构.
②相交轴齿轮传动机构和交错轴齿轮传动机构统称为空间齿轮传动机构.
③闭式传动的齿轮封闭在箱体内，润滑良好；开式传动的齿轮是完全外露的，不能保证良好润滑；半开
式传动的齿轮浸在油池内，装有防护罩，不封闭。
相交轴齿轮传动
直齿锥齿轮传动斜齿锥齿轮传动曲线齿锥齿轮传动交错轴齿轮传动
交错轴斜齿轮传动准双曲面齿轮传动
平行轴齿轮传动
直齿轮传动平行轴斜齿轮传动人字齿轮传动
齿轮齿条传动
内齿轮传
动
曲线齿锥齿轮传动
齿轮传动机构的特点及分类
直 齿
斜 齿
平行轴齿轮传动机构
（圆柱齿轮传动机构）
曲 齿
人字齿
齿轮齿条
内齿轮
相交轴齿轮传动机构
（圆锥齿轮传动机构）
直 齿
斜 齿
曲线齿
交错轴齿轮传
动机构 斜 齿
蜗杆蜗轮
准双曲面
齿轮
9.1.2 传动的基本要求：
在齿轮传动机构的研究、设计和生产中，一般要满足以下两个基本要求：
1.传动平稳--在传动中保持瞬时传动比不变，冲击、振动及噪音尽量小。
2.承载能力大--在尺寸小、重量轻的前提下，要求轮齿的强度高、耐磨性好及寿命长
9.2齿轮齿廓设计
9.2.1 齿廓啮合基本定律
图示为一对作平面啮合的齿轮，两轮的齿廓曲线分别为G1和G2。设轮1绕轴O1以角速度ω1转动， 轮2绕轴O2以角速度ω2转动，图中点K为两齿廓的接触点，过点K作两齿廓的公法线nn，公法线nn与连心线O1O2交于点C。由三心定理可知，点C是两轮的相对速度瞬心，故有：
，由此可得：
在齿轮啮合原理中，将点C称为啮合节点，简称节点。i12称为传动比。
由以上分析可知：一对齿廓在任一位置啮合时，过接触点作齿廓公法线，必通过节点C，它们的传动比与连心线O1O2被节点C所分成两个线段成反比。这一规律称为齿廓啮合基本定律。
作固定传动比传动齿廓必须满足的条件
通常齿轮传动要求两轮作定传动比传动，则由式
(9.1)
可得节点C为固定点。由此得到两轮作定传动比传动时，其齿廓必须满足的条件：无论两齿廓在何处接触，过接触点作两齿廓的公法线必须通过固定节点C。节点C在两轮运动平面上的轨迹是两个圆，称为齿轮的节圆。因为两轮在节点C处的相对速度等于零，所以一对齿轮的啮合传动可以视为其节圆的纯滚动。
设两轮节圆半径分别为r1'和r2'，则
(9.2)
共轭齿廓:
凡是满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。理论上可以作为共轭齿廓的曲线有很多种，但是考虑到设计、制造、测量、安装及使用等问题，目前常用的齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧等。因渐开线齿廓能较全面地满足上述要求，因此现代的齿轮绝大多数都是采用渐开线齿廓。
9.2.2 渐开线齿廓
渐开线的形成
如图示，当直线n-n沿圆周作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。
这个圆称为基圆,其半径用r b表示；
直线n-n称为渐开线的发生线，θk(=∠AOK)称为渐开线AK段的展角.
渐开线的性质
由渐开线的形成可知，渐开线具有下列性质：
(1)发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，即弦KB=弧AB。
(2)渐开线上任一点的法线必与基圆相切。
(3)发生线与基圆的切点B为渐开线上点K的曲率中心，而线段BK是相应的曲率半径。
由图可知：
渐开线上各点的曲率半径是不同的，离基圆愈远的点其曲率半径愈大；反之，则曲率半径愈小；渐开线在基圆上起始点A处的曲率半径为零。
⑷ 渐开线的形状决定于基圆的大小。
如图示，基圆愈大，渐开线愈平直；当基圆半径趋于无穷大时，渐开线将成为一条垂直于NK的直线。后面介绍的齿条的齿廓就是这种直线齿廓。
⑸ 基圆内无渐开线。
渐开线齿廓的压力角
如图所示，点K为渐开线上任意一点，其曲率半径用r k表示。若用此渐开线为齿轮的齿廓，当齿轮绕点O 转动时，齿廓上点K速度的方向应垂直于直线OK，即沿直线KV。我们把法线BK与点K速度方向线KV之间所夹的锐角称为渐开线齿廓在该点的压力角， 用αk表示,其大小等于∠KOB。
由△KOB可得：
上式表明：渐开线上各点的压力角是不同的，离基圆愈远（曲率半径r k愈大），其压力角愈大；渐开线起始点A的压力角为零。
由图可知：
渐开线上各点的曲率半径是不同的，离基圆愈远的点其曲率半径愈大；反之，则曲率半径愈小；渐开线在基圆上起始点A处的曲率半径为零。
渐开线函数
由图可得：
即:
上式表明：展角θk是压力角αk的函数，称为渐开线函数。
工程上用invαk表示θk，即有
工程中已将不同压力角的渐开线函数计算出来制成表格以备查用，详见表2。
渐开线方程
如图示，若以渐开线起始点A的矢径OA为极轴，则渐开线上任意一点K的位置可用极坐标描述。联立(a)、(b)两式，可得渐开线的极坐标参数方程式为：
(9.3)
1.啮合线是一条定直线
图示为一对渐开线齿廓g1、g2在任意位置啮合，啮合接触点为点K。过点K作这对齿廓的公法线N1N2，根据渐开线的性质可知，公法线N1N2必同时与两基圆相切，即公法线N1N2为两基圆的一条内公切线。由于两基圆的大小和位置均固定不变，其内公切线只有一条。因此，不论两齿廓在任何位置啮合，它们的接触点一定在这条内公切线上（如图中的点K＇）。这条内公切线是接触点K的轨迹，称为啮合线，亦即一对渐开线齿廓的啮合线是一条定直线。
2.能满足定传动比要求
如上所述，无论两齿廓在任何位置啮合，接触点的公法线是一条定直线，而且该直线与连心线O1O2的交点C是固定点。因此，一对渐开线齿廓能实现定传动比传动。因图中△O1N1C和△O2N2C相似，则传动比为：
( 9.4)
3.啮合角恒定不变
两齿廓在任意位置啮合时，接触点的公法线与节圆公切线之间所夹的锐角称为啮合角。因为两渐开线齿廓接触点的公法线始终是定直线，所以其啮合角始终不变，而且在数值上恒等于节圆压力角，用α'表示。
在齿轮传动中，两齿廓间正压力的方向是沿其接触点的公法线，该方向随啮合角的改变而变化。渐开线齿廓啮合的啮合角不变，故齿廓间正压力的方向也始终不变，这对于齿轮传动的平稳性是十分有利的。
4.中心距具有可分性
由上式可知：一对渐开线齿廓啮合的传动比决定于其基圆的大小，而齿轮一经设计加工好后，它们的基圆也就固定不变，因此当两轮的实际中心距略有偏差时，仍能保持原传动比，此特点称为渐开线齿廓啮合的可分性。这一特点对渐开线齿轮的制造、安装都是十分有利的。
9.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮机构
齿轮各部分的名称和符号
图示为直齿外齿轮的一部分。齿轮上每个凸起的部分称为齿，相邻两齿之间的空间称为齿槽。齿轮各部分的名称及符号规定如下：
（1） 齿顶圆 过齿轮各齿顶所作的圆，其直径和半径分别用d a和r a表示。
（2） 齿根圆 过齿轮各齿槽底部的圆，其直径和半径分别用d f和r f表示。
（3） 分度圆 齿顶圆和齿根圆之间的圆，是计算齿轮几何尺寸的基准圆其直径和半径分别用d和r 表示。
（4） 基圆 形成渐开线的圆，其直径和半径分别用d b和r b表示。
（5） 齿顶高、齿根高及齿全高 齿顶高为分度圆与齿顶圆之间的径向距离，用h a表示；齿根高为分度圆与齿根圆之间的径向距离，用h f表示；齿全高为齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用h表
示，显然h=h a+h f。
（6） 齿厚、齿槽宽及齿距 在半径为r k的圆周上，一个轮齿两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿厚，用s k表示；在此圆周上，一个齿槽两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用e k表示；此圆
周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距，用p k表示，显然p k=s k+e k。分度圆上的
齿厚、齿槽宽及齿距依次用s、e及p表示，p=s+e。基圆上的齿距又称为基节，用p b表示。
标准齿轮：基本参数取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，分度圆齿厚等于齿槽宽的直齿圆柱齿轮称为标准齿轮，不能同时具备上述特征的直齿轮都是非标准齿轮。
标准齿轮及其几何尺寸计算公式
由齿轮各部分名称的定义可以得到标准齿轮的几何尺寸计算公式，如（外齿轮）： 分度圆直径 d=mz
基圆直径 d b=dcosα
齿顶圆直径
齿根圆直径
标准齿轮的几何尺寸计算公式详见附表
渐开线标准直齿圆柱齿轮机构
基本参数
（1） 齿数z在齿轮整个圆周上轮齿的总数。
（2） 模数m 分度圆的周长=πd=zp，则有：
由于π是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，人为地将比值p/π取为一些简单的有理数，并称该比值为模数，用m表示，单位是mm。我国已制定了模数的国家标准，因此，分度圆直径d = mz，分度圆齿距p = πm。
模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数。齿数相同的齿轮，模数愈大，其尺寸也愈大如上图所示。
模数的国家标准
（3） 分度圆压力角α
齿轮轮齿齿廓在齿轮各圆上具有不同的压力角，我国规定分度圆压力角α的标准值一般为20°。此外，在某些场合也采用α=14.5°、15°、22.5°及25°等的齿轮。
至此，我们可以给分度圆下一个完整的定义：分度圆就是齿轮上具有标准摸数和标准压力角的圆。 4） 顶高系数h a*和顶隙系数c*
齿轮齿顶高和齿根高的计算式分别是：
其中h a*和c*分别称为齿顶高系数和顶隙系数。
GB1356-88规定了h a*和c*的标准值：
1）正常齿制 当m≥1mm时，h a*=1，c*=0.25；当m＜1mm时，h a*=1，c*=0.35
2）短齿制 h a*=0.8，c*=0.3
标准齿轮的几何尺寸
标准齿轮: 基本参数取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，分度圆齿厚等于齿槽宽的直齿圆柱齿轮称为标准齿轮，不能同时具备上述特征的直齿轮都是非标准齿轮。标准齿轮的几何尺寸公式见下表。
内齿轮和齿条
内齿轮
图为一直齿内齿轮的一部分，它与外齿轮的不同点是：
（1） 内齿轮的齿廓是内凹的，其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽宽和齿厚。
（2） 内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆。
（3） 为了使内齿轮与外齿轮组成的内啮合齿轮传动能正确啮合，内齿轮的齿顶圆必须大于基圆。
齿轮基础题库和答案
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D 中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 C 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 A 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45 钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。 A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 D 。 A. 45 钢 B. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D 。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设 计 8一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 9 对于齿面硬度≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为 C 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 10 一减速齿轮传动，小齿轮1 选用45 钢调质；大齿轮选用45 钢正火，它们的齿面接触应力 C 。 A. σH1＞σH2 B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 11 对于硬度≤350HBS 的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 1
机械设计基础习题及答案10带、链传动
习题与参考答案 一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 D 。 A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命 C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。 A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 D 。 A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V 带型号，主要取决于 A 。 A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。 A. 传动比 B. 带的线速度 C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 D 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。 A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 D 。 A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 C 。 A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。
机械设计基础考试题库及答案
《机械设计基础》考试题库 一、填空题 1.机械是（机器）和（机构）的总称。 2.机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为 （自 由度）。 3.平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L-P H）。 4.已知一对啮合齿轮的转速分别为 n i、區，直径为D2，齿数为 z 1 > z 2，则其传动比 i= （n 1 /n 2 ）= （D 2 / D 1 ）= （z 2 / z°。 5.在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 6.在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 7.平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 8.平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 9.凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 10.带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 11.带传动工作时的最大应力岀现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为： b max= b 1 + b b1 + b c。 12.渐开线的形状取决于（基）圆。 13.一对齿轮的正确啮合条件为：（mi= m2）与（：? 1 = :- 2）。 14.一对齿轮连续传动的条件为：（重合度；■ 1 ）。 15.齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、 （塑性变形）和（轮齿折断）。 16.蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 17.常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 18.轴承6308,其代号表示的意义为（6:深沟球轴承、3 :直径代号，08:内径为①40 ）。 19.润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 20.轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 21.在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角）形螺纹自锁性最好。 22.轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 23.轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 24.平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 25.按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副）。 26.轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 27.螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹）两类。 28.轮系可分为（定轴轮系）与（周转轮系）两类。 29.构件是机械的（运动）单元；零件是机械的（制造）单丿元。 判断题 1.一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。x 2.一个高副可约束构件的两个自由度。X 3.在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。X 4.销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。V 5.两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。V 6.局部自由度是与机构运动无关的自由度。V 7.虚约束是在机构中存在的多余约束，计算机构自由度时应除去。V 8.在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。X 9.压力角越大对传动越有利。x 10.在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。X 11.减速传动的传动比i v 1oX 12.在V带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。X 13.带传动一般用于传动的高速级。X 14.带传动的小轮包角越大，承载能力越大。V 15.选择带轮直径时，直径越小越好。X 16.渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。X 17.基圆直径越大渐开线越平直°V 18.在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 X 19.只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。V 20.螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。V 21.受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险°X 22.仅传递扭矩的轴是转轴。V 23.用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。X 24.用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。V 三、简答题: 1.机器与机构的主要区别是什么？ 2.构件与零件的主要区别是什么？ 3.蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 4.如何判断四杆机构是否有急回性质？极位夹角9与急回性质有何关系？ 5.何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？ 6.一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么？ 7.一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么？ 8.齿轮为什么会发生根切现象？ 9.何谓定轴轮系，何谓周转轮系？ 10.为什么大多数螺纹联接必须防松？防松措施有哪些？ 11.机器有哪些特征？机构与机器的区别何在？ 五、单项选择题: 1.（ B）是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。 A.机器；E .零件；C .构件；D .机构。 2.两个构件之间以线或点接触形成的运动副，称为（_B）。 A.低副；E .高副；C .移动副；D .转动副。 3.一端为固定铰支座，另一端为活动铰支座的梁，称为（—。 A.双支梁；E .外伸梁；C .悬臂梁。 4.一端为固定端，另一端为自由的梁，称为（_ 。 A.双支梁；E .外伸梁；C .悬臂梁。 5.一般飞轮应布置在转速（B。的轴上。 A.较低；E .较高；C .适中。 6.在下列平面四杆机构中，有急回性质的机构是（ _C）。 A.双曲柄机构；B .对心曲柄滑块机构；C .摆动导杆机构； D.转动导杆机构。 7.带传动是借助带和带轮间的（B。来传递动力和运动的。 A.啮合；B .磨擦；C .粘接。 8.曲柄摇杆机构的死点发牛在（C。位置。 A .主动杆与摇杆共线； B .主动杆与机架共线； C .从动杆与连杆共线； D .从动杆与机架共线。 9.在带传动中（减速传动），带的应力最大值发生在带（C）。 A .进入大带轮处； B .离开大带轮处； C .进入小带轮处； D .离开小带轮处。 10.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（D）。 A.两齿轮的模数和齿距分别相等； B .两齿轮的齿侧间隙为零; C.两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等； D .两齿轮的模数和压力 角分别相等。 D .蜗杆圆周速度提高。
《机械设计基础》试题库_齿轮机构
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？
齿轮设计基础知识题库
齿轮设计题库 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. 20CrMnTi B. 40Cr C. Q235 D. 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<
机械设计基础试题A卷教学教材
机械设计基础试题A 卷
2013年陕西省普通高等教育专升本招生专业课考试试题试题名称：机械设计基础（A卷）第 1 页，共 6 页 一、单项选择题（含15个小题，每小题2分，共30分） 1．下列连杆机构中，机构无急回运动特性。 A、曲柄摇杆 B、偏置曲柄滑块 C、摆动导杆 D、对心曲柄滑块 2．在凸轮机构从动件常用运动规律中，具有刚性冲击的是运动规律。 A．等速 B．等加速等减速 C．简谐 D．等加速等减速和简谐3．下列间歇运动机构中，机构的转角在工作中可调。 A．棘轮 B．槽轮 C．凸轮式间歇D．不完全齿齿轮 4．带传动的设计准则是在预期的寿命内保证带不发生。 A．打滑 B．打滑和疲劳断裂 C．弹性滑动 D．弹性滑动和疲劳断5．链传动设计中，对于高速重载传动，既要传动平稳，又要满足承载能力要求，则宜选择。 A．小节距单排链 B．小节距多排链 C．大节距单排链 D．大节距多排链 6．可实现两相交轴之间传动的齿轮机构是机构。 A．圆柱直齿轮 B．圆柱斜齿轮 C．锥齿轮 D．蜗杆蜗轮 7．下列对渐开线齿廓啮合特性的描述中，错误的是。 A．渐开线齿廓能实现定比传动，使传动平稳、准确
B．渐开线齿廓间的正压力方向在传动中保持不变，也使传动平稳 C．由于制造与安装误差、轴承磨损等引起中心距变化时，渐开线齿轮的瞬时传动比仍保持不变，因而具有可分性 D．渐开线齿廓间为纯滚动，因而摩擦磨损小 8．与直齿轮传动相比，斜齿轮传动的四个特点中，不完全正确的是。 A．轮齿逐渐进入啮合，逐渐退出啮合，传动平稳，噪声小 B．重合度大，不仅使传动平稳，且承载能力高 C．结构紧凑，尺寸小，通过改变螺旋角可配凑中心距 D．工作时会产生轴向力，对传动有利 9．在闭式齿轮传动设计中，计算齿根弯曲疲劳强度是为了避免失效。 A．轮齿折断 B．齿面点蚀 C．齿面磨损 D．齿面胶合 10．数控机床之所以采用滚动螺旋传动，是因为它比滑动螺旋。 A．自锁性好 B．制造容易，成本低 C．效率高、精度高、寿命长 D．结构简单 11．在机床、汽车等机器的齿轮变速箱中，滑移齿轮与轴之间应采用联接。 A．普通平键和半圆键 B．楔键和切向键 C．导向平键、滑键或花键D．花键 12．在滑动轴承中，最理想的工作状态（即摩擦最小）是处在状态。 A．干摩擦 B．边界摩擦 C．混合摩擦 D．液体摩擦 13．装有斜齿轮（或蜗杆、蜗轮、锥齿轮、螺杆等）的轴，若两支点的轴承完全相同，则不宜选择轴承。 A．深沟球 B．角接触球 C．圆锥滚子 D．圆柱滚子轴承（一套圈无挡边）
机械设计基础齿轮传动设计例题
例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。 解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数 1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。 2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表5-6，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度220~250HBS ，σHLim1=595MPa ， σFE1=230MPa ；大齿轮选用 45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS ， σ HLim2=520MPa ，σFE2=200MPa 。 3）初选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62，与要求的传动比3.57的误差小于3%。 对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计 设计公式5-48 1d ≥1）查表5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数K=1.2。 2）小齿轮传递的转矩 11 2.7 9550955073.671 350 P N m n T =?= ?= ? 3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd =1。
4）查表5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。 5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数Z ε=0.9。 6）计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S σσ??=?? ①应力循环次数 小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108 ②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1=1，Z N2=1，两齿轮均为软齿面故ZW=1，ZX=1。 ③一般传动，取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力 11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===??2222 5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===?? 取小值[σ H2]代入计算。 7）计算 1 81.56mm d 8）计算主要尺寸 ①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2，取标准值m=4mm 。 ②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm
机械设计基础—考试题库及答案
机械设计基础 单选 锥齿轮传动用于传递两相交轴之间的运动和动力。 收藏 错误 正确 回答错误!正确答案： A 直齿圆柱齿轮减速器，当载荷平稳、转速较高时，应选用＿＿＿＿＿轴承收藏 A. 深沟球 B. 角接触球 C. 推力球 回答错误!正确答案： A 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为 收藏 A. 带在带轮上打滑 B. 带的材料不符合胡克定律 C. 带容易变形和磨损 D. 带的弹性滑动 回答错误!正确答案： D 常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是 收藏 A. 直齿圆锥齿轮 B. 蜗轮蜗杆 C. 直齿圆柱齿轮 D. 斜齿圆锥齿轮 回答错误!正确答案： B 不属于非接触式密封。
收藏 A. 曲路密封 B. 间隙密封 C. 毛毡圈密封 D. 挡油环密封 回答错误!正确答案： C 下列4种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的是。 收藏 A. 弹性柱销联轴器 B. 齿式联轴器 C. 万向联轴器 D. 凸缘联轴器 回答错误!正确答案： A 不均匀系数δ对机械速度的影响是＿＿＿＿＿。 收藏 A. δ与机械速度的波动无关 B. δ越小，机械速度的波动越小 C. δ越小，机械速度的波动越大 回答错误!正确答案： B 需要进行静平衡的回转件，不论有几个不平衡质量，都必须加上＿＿＿＿＿校正质量才能平衡。 收藏 A. 2个 B. 有几个不平衡质量，就要加几个校正质量 C. 1个 回答错误!正确答案： C
在平面机构中，每增加一个高副将引入 收藏 A. 2个约束 B. 3个约束 C. 1个约束 D. 0个约束 回答错误!正确答案： C 在链传动中，链速的不均匀性主要取决于 收藏 A. 主动链轮齿数 B. 链的节距 C. 从动链轮齿数 D. 链的长度 回答错误!正确答案： B 对于圆柱螺旋压缩弹簧，在轴向载荷F2 的作用下，弹簧丝将产生＿＿＿＿＿的变形。 收藏 A. .剪切与扭转组合变形 B. 压缩与扭转组合变形 C. 侧向弯曲 回答错误!正确答案： A 生产实践中，一般电动机与减速器的高速级的连接常选用＿＿＿＿＿类型的联轴器。 收藏 A. 弹性套柱销联轴器 B. 十字滑块联轴器 C. 凸缘联轴器 回答错误!正确答案： A
《机械设计基础》试题库_V带传动(完整资料)
【最新整理，下载后即可编辑】 第13章带传动和链传动 习题与参考答案 一、判断题： 1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。 A．正确 B. 错误 2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。 A．正确 B. 错误 3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。 A．正确 B. 错误 4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。 A．正确 B. 错误 5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。 A．正确 B. 错误 6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。 A．正确 B. 错误 7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正
比。 A．正确 B. 错误 8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。 A．正确 B. 错误 9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。 A．正确 B. 错误 10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。 A．正确 B. 错误 11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。 A．正确 B. 错误 12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。 A．正确 B. 错误 13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。。 A．正确 B. 错误 二、选择题： 1．选取V带型号，主要取决于（）。 A.带传动的功率和小带轮转速 B.带的线速度 C.带的紧边拉力
2．设计带传动时，考虑工作情况系数K 的目的是（）。 A A.传动带受到交变应力的作用 B.多根带同时工作时的受力不均 C.工作负荷的波动 3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。 A.小于40° B.等于40° C.大于40° 4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。 A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动 5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。 A.小带轮松边由外向内 B.小带轮松边由内向外 C.大带轮松边由内向外 6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。 A.带进入小带轮处 B.带离开小带轮处 C.带进入大带轮处
齿轮系及其设计试题
第11章 齿轮系及其设计 I.填空题 1 平面定轴轮系传动比的大小等于 ；从动轮的回转方向可用 方法来确定。 2 所谓定轴轮系是指______，而周转轮系是指_______ 3 在周转轮系中，轴线固定的齿轮称为_____；兼有自转和公转的齿轮称为_____；而这种齿轮的动轴线所在的构件称为_____。 II.判断题 1 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ ） 2 周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ ） 3 行星轮系中若系杆为原动件可驱动中心轮，则反之不论什么情况，以中心轮为原动件时也一定可驱动系杆。（ ） III.选择题 1 下面给出图示轮系的三个传动比计算式，为正确的。 （A ）H H H i ωωωω--= 2112 （B ）H H H i ωωωω--= 3113 (C )H H H i ωωωω--= 3223 IV.计算题 1 在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n 11440= r /min ,转动方向如图示，
其余各轮齿数为：z 240?=，z 220'=，z 330=，z 318'=，z 454?=，试： （1）说明轮系属于何种类型；（2）计算齿轮4的转速n 4；（3）在图中标出齿轮4的转动方向。 2 在图示轮系中，所有齿轮均为标准齿轮，又知齿数z 130=，z 468?=。试问： （1）z 2? ?=，z 3=? （2）该轮系属于何种轮系？ V.问答题 1 在图示轮系中，根据齿轮1的转动方向，在图上标出蜗轮4的转动方向。
VI.计算题 1 在图示的轮系中，已知各轮齿数为zz z z z 1235620=====，已知齿轮1、4、5、7为 同轴线，试求该轮系的传动比i 17。 2 在图示万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输入，由丝杆传给工 作台。已知丝杆螺距P=50mm ，且单头。z z 1219==，z 318=，z 420=，试计算手柄 转一周时工作台的进给量s 。
齿轮机构和设计[全部习题参考答案解析]
第5章 齿轮机构及其设计 5.1 已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮123, 1941m mm z ===，z ，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径，基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。 解： ()1212121219357,413123133,1.253 3.753.7530.75,0.55712390572363, 12323129572 3.7549.5,1232 3.75115.557cos2053.563,123cos20a f a a f f b b d mm d mm h mm h mm c mm a mm d mm d mm d mm d mm d mm d =?==?==?==?====?+==+?==+?==?==?==??==??=－－－115.58339.425mm p ==mm π 5.2 已知一正常齿标准直齿圆柱齿轮20,540m mm z α=?==，，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。 解：分度圆上：0.554010020 sin 100sin 2034.20r mm r mm αρα=??====?= 基圆上： 100c o s 2093.9700 b b b r r c o s m m ααρ=?=??==? = 齿顶圆上：1 1005105cos (/ )26.5 sin 105sin26.546.85a a b a a a a r mm r r r mm αρα-=+=====?= 5.4 在某项技术革新中，需要采用一对齿轮传动，其中心距144a mm =，传动比2i =。现在 库房中存有四种现成的齿轮，已知它们都是国产的正常齿渐开线标准齿轮，压力角都是20°，这四种齿轮的齿数z 和齿顶圆直径a d 分别为： 1a12a23a34a424,=104mm;47,196mm; 48,250mm; 48,200mm. z d z d z d z d ======= 试分析能否从这四种齿轮中选出符合要求的一对齿轮来。 解：根据传动比要求，显然齿轮2不合适。又
0920机械设计基础,作业答案
填空题 1. 由两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接称为。 2. 根据两构件接触情况，可将运动副分为______和______。两构件之间以点线接触所组成的运动副，称为________副。面接触形成的运动副称为________。 3. 一个平面高副产生______个约束，而保留______个自由度。 4. 在平面机构中，若引入一个低副将引入_____个约束。 5. 按凸轮的形状分，凸轮机构可分为_________，_________和_________。 6. 以凸轮轮廓的最小向径rb为半径所作的圆称为___________。 7. 凸轮机构的压力角越小，机构的传力特性越_______ 。 8. 凸轮机构中__________运动规律有刚性冲击。 9. 根据各齿轮轴线是否平行可以把齿轮系分为__________和空间齿轮系。 10. 齿轮系包括_____________ 、_____________ 和_____________ 。 11. 周转轮系又可分为差动轮系和。行星轮系和差动轮系都是____________齿轮系。 12. 差动轮系自由度为______，行星轮系的自由度为______。 13. 滚动轴承的派生轴向力是由轴承外圈的______指向______边。 14. 滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合采用________________。滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用________。 15. 滑动轴承按其所承载方向的不同，可分为___________、止推滑动轴承和径向止推滑动轴承。 16. 根据受载情况不同，可将轴分为心轴、__________和转轴。______轴在工作中同时受弯矩和扭矩。工作中只受弯矩的轴叫做_____轴。_______轴在工作中只受扭矩。 17. 机器的速度波动可分为周期性速度波动和____________。 18. 机器中安装飞轮的作用是____________________。 19. 静平衡的条件为________________________________________。
机械设计基础试题库及答案详解
《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ = 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀
《机械设计基础》课后习题答案
模块八 一、填空 1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。 2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。 3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率 P0 主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。 4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。 5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。 6、 V带传动中，限制带的根数 Z 、选择 1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。 A.带的紧边拉力； B.带的松边拉力； C.带的预紧力； D.带和带轮接触面间的摩擦力。 2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为 V带（C）。 A.强度高； B.尺寸小；C?有楔形增压作用；D.没有接头。 3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（ D）。 A.带的材料不符合虎克定律； B.带容易变形和磨损； C?带在带轮上打滑；D.带的弹性滑动。 4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（ B）。 A.带的初拉力不够； B.带的紧边和松边拉力不等； C?带绕过带轮时有离心力；D.带和带轮间摩擦力不够。 5、带传动发生打滑总是（ A）。 A.在小轮上先开始； B.在大轮上先开始； C.在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。6带传动中，v i为主动轮的圆周速度，V2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度 . 《机械设计基础》考试题库 一、 填空题 1. 机械是 （机器）和（机构） 的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为 （自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为： （ F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n1 、n2，直径为 D1 、D2，齿数 为 z1、 z 2，则其传动比 i= （n1/n 2 ） = （ D2/D 1 ）= （z2 / z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为 a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。 若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为 （双摇杆机构） 。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就 （越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为 （连架杆），其中作整周转动的杆称为 （曲柄），作往复摆动的杆称为 （摇杆），而不与机架相连的杆称为 （连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指 （从动件与连杆共线的） 位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是① （最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和） ②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ =1.25 是指（工作） 与（回程）时间之比为 （1.25 ），平均速比为 （ 1： 1.25 ）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由 （凸轮）、（从动件）和（机架） 三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有 （拉力产生的应力） 、（离心拉应力）和（弯曲应力） 。 14. 带传动工作时的最大应力出现在 （紧边开始进入小带轮）处，其值为： σ max=σ1＋ σb1＋σ c 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为 （ Y 、Z 、A 、 B 、C 、D 、 E ）七种，其中断面尺寸最小的是 （ Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足 （接触公法连心线交于一定点） 。 17. 渐开线的形状取决于 （基） 圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为： （ m = m = 2 ）。 1 2）与（1 19. 一对齿轮连续传动的条件为： （重合度1 ）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有 （齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑性变形）和（轮齿折断） 。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条 件为： （ 1 = 2）、（1 = 2 ）与 m m （ β1=- β2）。 22. 蜗杆传动是由 （蜗杆、蜗轮）和（机架） 组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平 面）。 24. 常用的轴系支承方式有 （向心） 支承和（推力） 支承。 25. 轴承 6308，其代号表示的意义为 （ 6：深沟球轴承、 3：直径代号， 08：内径为 Φ40）。 26. 润滑剂有 （润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂） 三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器 （套筒联轴器） 、（凸缘联轴器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为 （ 60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为 （右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹 （大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中 （矩形） 形螺纹传动效率最高， （三角）形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在 （原动机） 与（工作机） 之间，以降低传速或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有 （展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为 （滚动轴承）与（滑动轴承） 两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有 （双固式）、（双游式）与（固游式） 三种。 37. 轮系可分为 （平面轮系）与（空间轮系） 两类。 38. 平面连杆机构基本形式有 （曲柄摇杆机构） 、（双曲柄机构） . ****职业技术学院教案 （2）渐开线上任意一点的法线必切于基圆。 （3）渐开线上各点压力角不等，离圆心越远处的压力角越大。基圆上压力角为零。渐开线上任意点K处的压力角是力的作用方向（法线方向）与运动速度方向（垂直向径方向）的夹角αK（图10-1），由几何关系可推出 K b 1 K cos r r - = α（10-1）式中r b—基圆半径，r K—K点向径 （4）.渐开线的形状取决于基圆半径的大小。基圆半径越大，渐开线越趋平直（图10-2）。 （5）.基圆以内无渐开线。 图10-1 渐开线的形成及压力角10-2 渐开线形状与基圆大小的关系 10.2.3 渐开线齿廓的啮合特性 两相互啮合的齿廓E1和E2在K点接触（如图10-3），过K点作两齿廓的公法线nn，它与连心线O1O2的交点C称为节点。以O1、O2为圆心，以O1C（r1'）、O2C（r2'）为半径所作的圆称为节圆，因两齿轮的节圆在C点处作相对纯滚动，由此可推得 ' 1 ' 2 1 2 2 1 r r C O C O i= = = ω ω （10-2）一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心线被齿廓接触点的公法线所分割的两线段长度成反比，这个定律称为齿廓啮合基本定律。由此推论，欲使两齿轮瞬时传动比恒定不变，过接触点所作的公法线都必须与连心线交于一定点。 10.2.3 渐开线齿廓的啮合特性 1. 渐开线齿廓能保证定传动比传动 一对齿轮传动，其渐开线齿廓在任意点K接触（图10-3），可证明其瞬时传动比恒定。过K点作两齿廓的公法线nn，它与连心线O1O2交于C点。由渐开线特性推知齿廓上各点法 线切于基圆，齿廓公法线必为两基圆的内公切线N1N2，N1N2与连心线O1O2交于定点C。 2. 中心距的可分性 由△N1O1C∽△N2O2C，可推得 1b 2 b 1 2 2 1 r r C O C O i= = = ω ω （10-3）渐开线齿轮制成后，基圆半径是定值。渐开线齿轮啮合时，即使两轮中心距稍有改变，过接触点 齿廓公法线仍与两轮连心线交于一定点，瞬时传动比保持恒定，这种性质称为渐开线齿轮传动的可分离性，这为其加工和安装带来方便。 图10-3 齿廓啮合基本定律图10-4 渐开线齿廓啮合 3. 齿廓间的正压力方向不变 齿轮无论在哪点接触，过接触点做公法线，公法线总是两圆的内公切线n1n2。 1．分度圆、模数和压力角（图10-5） 齿轮上作为齿轮尺寸基准的圆称为分度圆，分度圆以d表示。相邻两齿同侧齿廓间的分度圆弧长称为齿距，以p表示，p=πd/z，z为齿数。齿距p与π的比值p/π称为模数，以m表示。模数是齿轮的基本参数，有国家标准，见表4-1。由此可知： 齿距p= mπ （4-4）分度圆直径d= m z （4-5）渐开线齿廓上与分度圆交点处的压力角α称为分度圆压力角，简称压力角，国家规定标准压力角 齿轮基础题库和答案 习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D 中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 C 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 A 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45 钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。 A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 D 。 A. 45 钢 B. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D 。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计 8一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 9 对于齿面硬度≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为 C 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 10 一减速齿轮传动，小齿轮1 选用45 钢调质；大齿轮选用45 钢正火，它们的齿面接触应力 C 。 A. σH1＞σH2 B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 11 对于硬度≤350HBS 的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 1机械设计基础考试题库与答案
高职《机械设计基础》齿轮传动教案
齿轮基础题库和答案教学内容