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习题册下答案

机械设计基础

习题册（下）

宜宾职业技术学院

第12章轮系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

第13章带传动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

第14章链传动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

第15章螺纹联接和螺旋传动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

第16章轴毂联接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

第17章轴承．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

第18章轴．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

第19章联轴器、离合器和制动器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

第15章轮系

一、填空题

1．由一系列相互啮合齿轮组成的传动系统称为　轮系　，按轴线位置是否固定，可将其分为　定轴轮系　和　　行星轮系　两大类。

2．惰轮不会影响轮系__传动比___，而只是改变齿轮的　旋转方向　　。

３．用（-1）m来判别首、末轮转向关系时：

（-1）m为负，表示首末轮转向　相反　　，式中m是指外啮合齿轮的对数。

4．在行星轮系中，轴线位置固定的齿轮称为__中心轮__；兼有自转和公转的齿轮称为__行星轮____；支承行星轮的构件称为系杆（或行星架）。

5．汽车后桥差速器是作为行星轮系中的___差动轮系分解运动的应用。

6．组成行星轮系的基本构件有行星轮、系杆和太阳轮。

7．行星轮系根据自由度的数目不同，分为简单行星轮系和行星轮系。

其中简单行星轮系的自由度为1。

二、选择题

1．轮系可以分为__D__两种类型。

A．定轴轮系和差动轮系　　　　　B．差动轮系和行星轮系

C．定轴轮系和复合轮系　　　　　D．定轴轮系和行星轮系

2．差动轮系的自由度为____B__。

A．1B．2　　C．3D．4

3．下列四项功能中，哪几项__D_____可以通过轮系的运用得以实现。

①两轴的较远距离传动②变速传动③获得大的传动比④实现合成和分解运动

A．①②B．①②③C．②③④D．①②③④

4．轮系下列功用中,哪一功用必须依靠行星轮系实现?

___D___。

A．实现变速运动B．实现变向运动C．实现远距离传动D．实现运动的分解

三、判断题

１．定轴轮系的传动比数值上等于组成该轮系各对啮合齿轮传动比的连乘积（√）

２．轮系可以分为定轴轮系和行星轮系，其中，差动轮系属于定轴轮系。

（×）

３．在轮系中，惰轮既能改变传动比大小，也能改变转动方向。

（×）

４．在定轴轮系中，传动比的大小等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。

（√）

５．轮系传动比计算公式（-1）m中的m是指轮系中相互啮合的齿轮的对数。

（×）

四、分析计算题

1．图12.1所示轮系，已知各齿轮齿数：

z1=24,z2=28,z3=20,z4=60,z5=20,z6=20,z7=28，求轮系传动比，并判断齿轮7的转向。

解：

⑴轮系传动比i17

⑵齿轮7转向，如图所示图12.1

2．图12.2所示轮系，已知各齿轮齿数：

z1=16,z2=32,z3=20,z4=40,z5=2,z6=40。

若n1=800r/min，求蜗轮的转速n6及其转向。

解：

⑴轮系传动比i14

⑵蜗轮4转速n4

⑶蜗轮4转向，如图所示图12.2

3．图12.3所示轮系为一电动提升装置，已知各轮齿数，电机转速n=960r/min，滚轮直径D=200mm，试求重物的移动速度，并画出当提升重物时电动机的转向。

解：

⑴轮系传动比i15

⑵齿轮5转速n5

⑶重物移动速度

v=πD.n=3.14×200×1000=……图12.3

⑷电机转向如图所示

４．图12.４所示轮系中，已知：

蜗杆为单头且右旋，转速n1=2880r/min，各轮齿数为z2=80，z2‘=40，z3=60，z3’=36，z4=108，求齿轮4的转速n4。

解：

⑴轮系传动比i14

⑵蜗轮4转速n4

⑶蜗轮4转向，如图所示图12.4

5．已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1=20、Z2=18、Z3=56。

求传动比i1H。

解：

→

图12.5

6．图12.５所示轮系中，已知Z1=12，Z2=24，Z3=20，Z4=60，n1=300r/min，n4=50r/min,转向如图所示。

试求行星架转速nH及行星轮转速n3。

解：

→

→

图12.6

第16章带传动

一．填空题：

１．由于带传动在工作中存在弹性滑动现象，所以不能保证恒定的传动比。

。

　　２．根据工作原理的不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带带传动两类。

　　３．普通V带的截面形状为梯形，楔角

为40°，工作面为两侧面。

　　４．普通V带的截面由强力层　．伸张层　　．压缩层　和包布层　四部分组成。

５．普通V带中的抗拉体有帘布芯结构和绳芯结构两种，其中帘布结构抗拉强度高，应用广泛；而线绳结构抗弯强度高，适用于带轮直径较小的场合。

６．V带装在带轮上，和节宽相对应的带轮直径称为基准直径，V带在规定张紧力下，位于该直径上的周线长度称为带的基准长度。

７．V带表面的标记“B1600”中的“B”指带的型号，“1600”指带的基准长度。

８．带所能传动能力与下列因数有关：

摩擦系数、初拉力和带轮包角等。

９．小轮包角越大，其承载能力越大，因此要求V带传动小带轮包角：

120°。

10．弹性滑动的原因是带的弹性和拉力差。

它影响带传动的传动比，它是可（可或不可）避免的。

11．摩擦带传动的主要失效形式是带在带轮上打滑和带的疲劳破坏。

12．设计时，带速应在5～25m/s范围内，若带速超越此范围，应重选小带轮直径。

13．带传动的张紧方式有调整中心距和使用张紧轮两种。

14．普通V带的型号有Y、Z、A、B、C、D、E共七种，其中Y型的截面积最小，传递能力最小。

二．选择题：

１．在多级传动中，通常将带传动置于A级。

A．高速级B．中速级　　　　　C．低速级

２．V带轮常用的材料是　　C　　　。

A．碳钢B．合金钢　　　　　C．灰铸铁D．有色金属

３．带传动的打滑往往首先发生在　　A　　。

A．小带轮上B．大带轮上　　　　C．大、小带轮同时发生D．不一定

４．三角带的主要型号是根据　D　和　　　　　由选型图中选取。

A．额定功率，从动轮转速　　　B．计算功率，从动轮转速

C．额定功率，主动轮转速　　　D．计算功率，主动轮转速

５．下列关于带传动的说法中，错误的是　A　。

A．小带轮的包角总大于大带轮的包角　B．带对带轮包围弧对应的中心角称为包角

C．带轮包角越大，摩擦力越大　　D．两轮的中心距越大，小带轮的包角越大

６．V带轮槽角

应略小于带楔角

的目的是　　C　　　。

A．增加带的寿命　　　　　　B．便于安装

C．使V带侧面（工作面）更好地与轮槽接触

7．若小带轮转速n1=800r/min，直径dd1=80mm,大带轮直径dd2=200mm，则大带轮转速为　　C　。

A.4r/minB.10r/minC.320r/minD.2000r/min

８．带传动采用张紧装置的主要目的是　　C　　　　。

A．增加包角　　　B．提高寿命

C．保持初拉力，保证带传动的正常工作

９．带传动主要是依靠　　B　　来传递运动和功率的。

A．带和两轮之间的正压力B．带和两轮接触面之间的摩擦力

C．带的紧边拉力D．带的初拉力

10．与齿轮传动和链传动相比，带传动的主要优点是　A　　　。

　A．工作平稳，无噪音　　　　　　B．传动的重量轻

C．摩擦损失小，效率高　　　　　D．寿命较长

11．在一般传递动力的机械中，主要采用_____C______传动。

A．平带　　　B．同步带　　　　C．V带　　　　　D．多楔带

1２．V带传动中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应　C　　40°

A．大于B．等于C．小于

13．为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过C根。

Ａ．２Ｂ．4Ｃ．６Ｄ．12

14．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．带在轮上打滑　　　　　D．带的弹性滑动

1５．带传动工作时产生弹性滑动是因为____B_____。

A．带的预紧力不够　　　　　B．带的紧边和松动拉力不等

C．带绕过带轮时有离心力　　　　　D．带和带轮间摩擦力不够

1６．带传动打滑总是____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

17．V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了__B___。

A．使结构紧凑B．限制弯曲应力，提高带的寿命

C．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力D．限制小带轮上的包角

18．V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是___A__。

A．带的型号B．带的速度C．主动轮转速D．传动化

19．传动平稳，能缓冲吸振的传动是___A__。

A．带传动B．齿轮传动C．链传动D．蜗杆传动

20．平带传动的张紧轮应安装在___C__。

A．内侧靠近小带轮B．内侧靠近大带轮C．外侧靠近小带轮D．外侧靠近大带轮

三．判断题：

１．在传递同样功率的情况下，V带传动比平带传动的结构更为紧凑。

（√）

２．带传动带有弹性，能缓冲吸振，故传动平稳，噪声小。

（√）

３．带处于水平位置传动时，通常将松边置于上方以增加包角。

（√）

４．增大带传动中心距，能增大小带轮上的包角。

（√）

５．为了使每根带受力比较均匀，带的根数不宜过多，通常取3~6根。

（√）

６．Ｖ带的张紧轮应放在松边的内侧，并尽量靠近小带轮。

（×）

７．V带有一根损坏，应成组更换。

（√）

８．各类V带传动都是属于磨擦传动。

（）

９．普通Ｖ带有Ａ、B、C、D、E、F七种型号,其截面尺寸和传递功率不同。

（×）

10．普通V带传递功率的能力，E型最大，A型最小。

（×）

11．V带传动应设置防护罩。

（√）

12．弹性滑动会影响传动比，应尽量避免。

（×）

13．V带传动是以其内表面为工作面进行工作。

（×）

14．Ｖ带打滑后可防止薄弱零件受到损伤，起到过载保护的作用。

（√）

15．Ｖ带截面形状为三角形，其楔角为40°。

（×）

16．Ｖ带带轮越小，弯曲应力越大，带的寿命越低。

（√）

17．张紧轮应安装在带传动的松边。

（√）

18．在传递功率一定情况下，三角带的速度太大或太小，都可能产生打滑现象。

（√）

19．V带的型号，主要根据计算功率和小带轮转速选用。

（√）

20．V带传动带速过高，应重新确定小带轮直径进行设计计算。

（√）

四．分析与简答

1．带传动的弹性滑动和打滑有何区别？

它们对传动有何影响？

答：

由于带的弹性变形所引起的带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动；

当需要传递的有效力（圆周力）大于极限磨擦力时，带与带轮间将发生全面滑动，这种现象称为打滑。

打滑是因为过载引起的，因此可以避免，而弹性滑动是由于带的弹性滑动和拉力差引起的，是带传动正常工作时不可避免的现象。

2．在V带传动设计中，对带速v有何要求？

为什么？

如果带还不在要求的范围，应怎样进行调整？

答：

要求带速v在5～25m/s的范围。

因为带速过高，离力大增大，使带与带轮的摩擦力减小，容易打滑；如果带速过低，在传递功率一定时，所需的有效拉力会增大，也可能会产生打滑。

如果速度不在要求的范围，应重选小带轮直径。

3．在V带传动设计中，对带轮包角有何要求？

为什么？

如果包角过小，应怎样进行调整？

带轮包角会影带传动的传动能力，包角越大，传动能力越强，因此要求小带轮包角α≥120°。

如果包角过小，可增大带传动的中心距。

4．带传动张紧的目的是什么？

张紧轮安装在内侧各有什么利弊？

平带和V带各适合哪种张紧方式？

答：

带工作台一段时间后会因弹性变形和磨损而松驰，使带的张紧力下降，影响正常工作，为了保证带的传动能力，应重新张紧。

张紧轮安装在外侧，能增大带轮包角，但带受到反向弯曲，带的寿命要降低；安装在内侧，带轮包角会减小，但有利于提高带的寿命。

一般平带应安装在外侧靠近小带轮，而V带应安装在内侧靠近大带轮。

第１7章链传动

一、填空题：

１．链传动是一种以链条作中间挠性件的啮合传动，故其　平均　传动比准确。

２．传动链按其结构不同，有滚子链和齿形链两种，其中　齿形　链传动平稳，又称为无声链。

３．套筒滚子链链节数为奇数时，链接头需采用过渡链节，这样会引起附加弯曲应力。

４．滚子链上相邻两销轴中心的距离称为节距，其值越大，其承载能力越强。

５．在链传动中，为了避免采用过渡链节，链节数一般选偶数；同时为了使链条和链轮齿磨损均匀，链轮齿数一般选与链节数互为质数的奇　数。

６．滚子链是由套筒、滚子、销、内链板和外链板所组成。

二、选择题：

１．能在高温、低速、多尘、油污等恶劣条件工作时，应采用传动的传动是　B　。

A．带传动　B．齿轮传动　　　　　C．链传动D．蜗杆传动

２．链节距越大，引起的冲击、振动也越大。

因此高速重载时，常选用　A　链传动。

A．小节距，多排B．小节距，单排　　　C．大节距，多排D．大节距，单排

３．滚子链链条的主要参数是　D　　。

A．销轴的直径B．销轴的长度　　　　C．链板的厚度D．链节距

４．某滚子链的标记为“08Ａ－1×86GB12431－83”其中86表示　B。

A．链条的长度为８６mm　　　　　B．链节数为８６节

C．链板长度为８６mm　　　　　D．链条的节距为８６mm

５．在滚子链中尽量避免使用过渡链节的主要原因是　D　　。

A．过渡链节制造困难　　　B．装配较困难

C．要使用较长的销轴D．弯链板要受到附加弯矩

６．齿形链与滚子链相比，优点是　A　　。

A．运转平稳，噪声小B．重量轻　　　　　C．成本低　　　　　　D．过载保护　　　　

７．链传动采用多排链传动时，排数一般不得多于４排，其原因是　C　　。

A．安装困难　　　　B．套筒或滚子会产生疲劳点蚀

C．多排受力不均匀　　　　D．链板会产生疲劳断裂

８．与带传动相比较，链传动的主要特点之一是C。

A．缓冲减振　B．过载保护C．无打滑　　　　D．承载能力小

三、判断题：

１．与带传动相比，链传动有准确的平均传动比准确，传动功率大。

（√）

２．链传动能保证准确的平均传动比，因此它特别适用于要求传动平稳的场合。

（×）

３．链传动的平均传动比和瞬时传动比不变。

（×）

４．链传动通常布置在高速级。

（×）

５．链传动水平布置时，松边应位于下方，否则松边容易与紧边相碰。

（√）

６．套筒滚子链的48Ａ－3×100GB12431－83，表示链传动中心距为100mm。

（×）

第18章螺纹连接与螺旋传动

一、填空题

１．螺纹联接的主要类型有：

螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接和

紧定螺钉联接。

２．螺纹按照用途的不同，一般分为__轴联___和____传动___两大类。

３．螺纹联接的防松方式有：

　摩擦防松、机械防松和永久防松三种。

４．受拉螺栓的主要失效形式断裂，因此，设计的准则是：

应保证螺栓有足够的　抗拉强度　　。

５．紧联接螺栓的强度仍按纯拉伸计算，但考虑摩擦力矩的影响，需将拉力增大30%。

６．为避免螺栓承受偏心载荷，被联接件上应设置　凸台　、　沉头座　或采用斜垫圈。

７．螺栓预紧的目的是为了增强连接的可靠性、紧密性和刚性，提高防松能力。

８．在工程实际中，常用测力矩扭力扳手或定力矩扭力扳手来控制拧紧力矩。

９．传动螺纹按牙型分为：

　梯形　螺纹、　　锯齿形　螺纹和矩形螺纹，其中

　梯形　螺纹应用最为广泛。

10．在三角螺纹中，各种紧固联接广泛采用的是　普通　螺纹，其牙型角α＝　60°。

11、标记M16×2，表示公称直径为16mm，螺距为2mm的普通细牙螺纹。

二．选择题

1．适用于被联接件之一较厚,而不宜制成通孔,且需经常装拆的场合的是　　B　　。

A．螺栓联接　B．双头螺柱联接C．螺钉联接D．紧钉螺钉联接

2．属于摩擦防松的是　A　。

A．双螺母防松　B．焊接防松C．止动垫片防松D．胶接防松

3．适用于被联接件之一较厚,而不宜制成通孔,但不需经常装拆的场合的是　　C　。

A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接D．紧钉螺钉联接

4．被联接件厚度不大，被联接件加工成光孔的螺纹联接应采用　A　。

A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接D．紧钉螺钉联接

5．普通螺纹的牙型为　　A　　。

A．三角形B．梯形C．矩形D．锯齿形

6．螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触处需要加工，是为了　　C　。

A．不致损伤螺栓头和螺母B．增大接触面积，不易松脱

C．防止产生附加偏心载荷D．便于装配

7．设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了D。

A．美观B．受力最小C．联接方便D．受力均匀

8．单向受力的螺旋传动机构广泛采用D。

A．三角螺纹　B．梯形螺纹　　C．矩形螺纹D．锯齿形螺纹

９．C防松常用于装配后不再拆卸的场合。

A．机械　　　B．摩擦　　　　C．永久防松　　　　　D．均不正确　

10．应用最为广泛的联接螺纹和传动螺纹分别是　　B　　。

A．普通螺纹矩形螺纹B．普通螺纹梯形螺纹

C．管螺纹锯齿形螺纹D．管螺纹梯形螺纹

11．在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式，螺栓所受拉力FQ为　　B　　。

A．工作载荷　　　B．工作载荷+残余预紧力C．工作载荷+预紧力D．预紧力

12．三线螺纹，螺距p=1.5mm，则螺纹导程S=　　D　　mm。

A、1.5　　　　　B、2　　　　　C、3　　　D．4.5

三．判断题

1．普通螺纹的公称直径是指螺纹中径的基本尺寸。

（×）

2．焊接防松属于摩擦防松。

（×　）

3．对同一螺栓组,通常采用相同的螺栓材料、直径和长度，以便安装和拆卸。

（√　）

4．螺栓联接通常用于被联接件之一较厚且不经常装拆的场合。

（×）

5．设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的简单几何形状，使接合面受力较均匀。

（√　）

6．螺钉联接通常用于被联接件之一较厚且经常装拆的场合。

（×）

7．常用的防松方法有摩擦防松、锁住防松和不可拆卸防松。

（×）

8．为增强联接的紧密度，联接螺纹大多数采用多线三角螺纹。

（　×　）

9．两个相互配合的螺纹，其旋向相同。

（√　）

10．螺栓的预紧力越大越好。

（　×　）

11．分布在同一圆周上的螺栓联接数目应取偶数，以便分度与划线．（√　）

12．螺栓连接的结构特点是被连接件上有孔，螺栓穿过通孔，螺栓与孔之间没有间隙。

（√　）

13．双头螺柱连接用于只要有一个连接件太厚，不易穿过，并需要经常拆装时。

（√　）

14．螺钉连接适用于有一个较厚的被连接件，且不经常拆卸的连接。

（　√　）

15．紧定螺钉连接用钉的前端抵住或顶入另一个零件，起固定两零件相对位置的作用。

（√）

16．矩被联接件上设置凸台是为了保证螺栓轴线与支承面面垂直，避免产生偏心载荷。

（√）

17．平垫圈的作用是为了防松。

（　×　）

18．弹簧垫圈防松是属于机械防松。

（　×　）

19．对重要的联接,必须控制预紧力。

（√　）

20．为了符合操作习惯，车床横向进给丝杠螺纹采用的是左旋螺纹。

（√）

四、简答题

1．螺纹连接的基本形式有哪些？

各适合用于何种场合？

答：

螺纹联接的基本形式有：

螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。

螺栓联接广泛用于通孔联接；双头螺柱联接用于其中一个被联接件太厚不宜做成通孔，且需经常拆卸的场合；螺钉联接用于其中一个被联接件太厚不宜做成通孔，且不需经常拆卸的场合；紧定螺钉联接主要用于较小的场合

2．为什么螺纹连接通常要采取防松措施，常用的防松方法和装置有哪些？

答：

螺纹联接在冲击、振动或变载荷作用下，螺栓联接有可能逐渐松脱，引起连接失效，从而影响机器的正常运转，甚至导致严重的事故。

为了保证螺纹连接的安全可靠，防止松脱，应采取有效的防松措施。

常用的防松方法和装置有：

摩擦防松：

如对顶螺母、弹簧垫圈等；

机械防松：

如开口销、止动垫片、止动垫圈等；

永久防松：

如焊接防松、冲点防松和粘接防松等

五、设计与计算

１．图15-1所示为起重用滑轮，用螺栓联接于支架上。

设起吊重物F=50kN，试确定螺栓直径。

解：

查表15-2，Q235：

屈服极限σs=205～235MPa

取σs=220MPa

查表15-3，松连接：

安全系数s=1.2～1.7，取s=1.5

材料许用应力[σ]=σs/s=220/1.5=147MPa

２．图15-2所示用四个M10的普通螺栓联接，螺栓材料为35钢，横向载荷为FR=30KN，不控制预紧力，试校核螺栓的强度。

解：

⑴螺栓只受预紧力F′

可靠性系数C=1.1～1.5，取C=1.2

摩擦系数f=0.10-0.16，取f=0.12

⑵许用应力[σ]

查表18-3，35钢：

σs=315Mpa

查表18-4，不控制预紧力,螺栓直径M10,查得s=4～3,取s=3图15-2

许用应力[σ]=σs/s=315/3=105Mpa

⑶校核强度

因此螺栓强度不够

３．图15-3所示气缸与气缸盖的螺栓组联接，若螺栓数目z=8,规格为M10，材料许用应力[σ]=90Mpa，蒸气压强p=1.5Mpa，气缸内径D=200mm，试校核螺栓组的强度。

解：

⑴螺栓所受拉力

F0=F+F′

由于螺栓联接有密封要求，故F′=（1.5-1.8）F，取

F′=1.5F，所以F0=2.5F=2.5×4=10KN

⑵校核螺栓强度

故螺栓强度不够

第19章轴毂连接

一、填空题

1．轴毂连接主要用于实现轴和轴上零件的__周向固定，以传递__运动和___转矩_。

2．轴毂连接的形式很多主要有__键联接、__花键联接销联接等。

3．键连接的类型有__平键____、__半圆键　__、__楔键__和切向键等。

4．普通平键按端部形状不同分为_