常用机构与零件设计习题集.docx
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常用机构与零件设计习题集
常用机构与零件设计-习题集（学习情景三常用机械传动结
学习情景三:
常用机械传动结构与设计
任务一带传动的结构与设计
1、如图所示的V带在轮槽中的三种安装情况，哪种正确,
（1）
（2）（3）答案:
（1）
2、单项选择题（选一正确答案，并将其符号填入题中空白处）
（1）标准V带型号的选定取决于C。
A（带的线速度B（带的有效拉力C（带传递的功率和小轮转速
（2）设计V带传动，限制带轮最小直径是为了限制C。
A（小轮包角αB（带的长度C（带的弯曲应力
（3）V带传动的实际中心距a一般与设计时初定中心距a0不一致，这主要是由于A。
A（要满足标准带长B（存在安装误差C（使用前要张紧（4）带传动中，若产生打滑现象，是A。
A（沿小轮先发生B（沿大轮先发生C（沿两轮同时发生（5）带轮的结构形式取决于B。
A（带轮材料B（带轮直径C（传递功率（6）采用张紧轮张紧V带传动时通常应安装在C。
A（紧边内侧靠近小轮B（松边内侧靠近小轮C（松边内侧靠近大轮。
3、简答题
（1）带传动的带速V为什么规定在5~25m/s范围内,
答:
因P=FV/1000KW，故当P确定，V过小时，F过大使带的根数过多，故V不宜小于5m/s。
而V过大时，由于离心力过大，带与轮间正压力减小，摩擦力严重下降，容易使得F?
F产生打滑，且此时抖动严重，故V不宜大于25m/s。
fmax
（2）带传动为什么要限制最大中心距、最大传动比、最小带轮直径,
答:
中心距过大，将引起严重抖动。
在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。
带轮直径过小弯曲应力则过大。
故应对三个参数加以限制。
4、单根V带（三角带）传动的初拉力F0=354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角α1=150?
，带与带轮上的摩擦系数为
;（忽略带的离心拉力的影响）
（2）Vf=0.485。
试求:
（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2
带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0。
5、一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。
求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少,
6、测得一普通V带传动的数据如下:
n1=1460r/min，中心距a=400mm，小带轮直径d1=140mm，大带轮直径d2=400mm，B型带共3根，传动水平布置，张紧力按标准规定，采用电动机传动，一班制工作，工作平稳，试求允许传递的最大功率。
7、设计用电动机驱动破碎机的普通V带传动。
已知电动机额定功率P=5.5kw，转速
n1=960r/mim，带传动传动比i=2，两班制工作，要求轴间中心距a,600mm。
任务二齿轮传动的结构与设计2-1、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮以标准中心距啮合传动，其中心距a=175mm,模数m=5mm,
**h=1,α=20?
c=0.25，传动比i=2.5，试求:
（1）这对齿轮的齿数
（2）计算小齿轮的分a12
度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径。
答案:
）这对齿轮的齿数（1
由中心距公式和传动比公式可得:
1,amzz,（，）,1751,12,zz，5（，）,1752,12,2,,z2,,i,,2.5z122,,2.5,z1,,z1,
解得z=20,z=5012
（2）计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径;d,mz,5，20,100mm11
*d,mz，2hm,100，2，1，5,110mmaa11
**d,mz,2m（h，c）,100,2，5，（1，0.25）,87.5mmfa1
2-2、设一对渐开线标准直齿轮传动中，若传动比i=3，中心距a=180mm，模数
*z=30,z=90m=3mm,ha=1,c*=0.25，α=20?
求:
（1）小齿轮的分度圆、顶圆、基圆、根圆12
直径;
（2）小齿轮顶圆上的压力角和曲率半径;（3）若传递功率P=15kw,小齿轮转速1n=2000r/min，求转矩T和T;（4）求在（3）的条件下，此对齿轮传动的圆周力和径向力。
112
答案:
（1）小齿轮的分度圆、顶圆、基圆、根圆直径;
d,mz,30，3,90mm1
*d,mz，2hm,90，2，1，3,96mmaa1
d,dcos,90cos20:
84.57mm,b11
**d,mz,2m（h，c）,90,2，3，（1，0.25）,82.5mmfa1
（2）小齿轮顶圆上的压力角和曲率半径。
r84.57dbb11,cos,,,a96rdaa11
,28.24:
a
229684.57,,,,22,,,,,rr,,,,aab22,,,,
22.7
（3）若传递功率P=15kw,小齿轮转速n=2000r/min，求转矩T和T;1112
P15661T,9.55，10，,9.55，10，,71625N.mm1n20001
T,Ti,71625，3,214875N.mm21
（4）求在（3）的条件下，此对齿轮传动的圆周力和径向力。
2T2，716251F,,,1591.7Ntd901
oF,Ftan,,1591.7tan20,579.3Nrt
2-3、技术革新需要传动比i=3的一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，现有三个压力角相等的渐
开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数分别为z=20，z=z=60,齿顶圆直径分别为d=44mm、123a1*d=124mm、d=139.5mm,正常齿制，外啮合，h=1,c*=0.25。
试通过计算说明哪两个齿轮可a2a3a
啮合?
为什么,啮合后中心距等于多少,
答案:
（1）计算每个齿轮的模数
1齿轮d,mz，2m,20m，2m,44得m,2mma11111112齿轮d,mz，2m,60m，2m,124得m,2mma2222222
3齿轮d,mz，2m,60m，2m,139.5得m,2.25mma3333333
（2）由于1和2两个齿轮模数相等，所以此两齿轮可采用
11中心距a,m（z，z）,，2，（20，60）,80mm1222
2-4、设一对渐开线标准直齿轮传动中，若小齿轮的齿顶圆直径d=81mm,齿数z=25，大齿a11**轮的齿数z=100，h=1,α=20?
c=0.25求:
（1）这对齿轮的模数和传动比;
（2）小齿轮的2a
分度圆、基圆、根圆直径;（3）若传递功率P=3kw,小齿轮转速n=1440r/min，求小齿轮的11转矩;（4）求作用在小齿轮上的圆周力。
答案:
（1）这对齿轮的模数和传动比;
d,m（z，2h）,m（25，2）,81得=3mmma11a
z1002i,,,412z251
（2）小齿轮的分度圆、基圆、根圆直径;
d,mz,25，3,751d,dcos,75cos20:
70.5,b1
**d,mz,2m（h，c）,75,2，3，（1，0.25）,67.5faPT,9.55，10，（3）若传递功率p=3kw,小齿轮转速n=1440r/min，求小齿轮的转矩1161n1
13,9.55，10，61440
19895.8（N.mm）
（4）求作用在小齿轮上的圆周力
2T1:
F,1td1
219895.8，2530.56（）5.310（）,,N,，N75
任务三蜗杆传动的结构与设计
3-1、有一阿基米德蜗杆传动，已知:
传动比i=18，蜗杆头数Z=2，直径系数q=8，1分度圆直径d=80mm。
试求:
1
（1）模数m、蜗杆分度圆柱导程角γ、蜗轮齿数Z2及分度圆柱螺旋角β;
（2）蜗轮的分度圆直径d和蜗杆传动中心距a。
2
3-2、图示蜗杆传动，已知:
蜗杆,主动，其转向如图所示，螺旋线方向为右旋。
试决定:
（1）蜗轮2的螺旋线方向及转向n2;
（2）蜗杆、蜗轮受到的各力（Ft、Fr、Fa）的方向。
答案:
3-3、图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动螺旋线方向为左旋，转矩T1=25000N?
mm，模数m=4mm，压力角α=20?
，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，传动效率η=0.75。
试确定:
（1）蜗轮2的转向及螺旋线方向;
（2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）。
答案:
3-4、在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。
若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。
试决定:
（1）?
、?
轴的回转方向（并在图中标示）;
（2）若要使?
、?
轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向;
（3）?
、?
轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。
答案:
3-5、图示为由斜齿圆柱齿轮与蜗杆传动组成的两级传动，小齿轮1由电机驱动。
已知:
蜗轮4的螺旋线方向为右旋，转向n?
如图示。
要求:
（1）确定?
、?
轴的转动方向（直接绘于图上）;
（2）若要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力Fa2、Fa3互相抵消一部分，确定齿轮1、2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向;
（3）蜗杆、蜗轮分度圆直径分别为d3、d4，传递的扭矩为T3、T4（N（mm），压力角为α，求蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大小（用公式表示，忽略齿面间的摩擦力）;（4）在图中用箭头画出?
轴上齿轮2与蜗杆3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。
答案:
1（n?
，n?
见图所示。
2（齿轮1为左旋，齿轮2为右旋;蜗杆3为右旋。
3（蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大小根据蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系可得:
4（?
轴上齿轮2与蜗杆3受力见题解图所示。
任务四螺纹连接的结构与设计
4-1、常用螺纹按牙型分为哪几种,各有何特点,各适用于什么场合,连接螺纹用什么牙型,传动螺纹主要用哪些牙型,为什么,
答:
根据牙型，螺纹可以分为三角形、矩形、梯形、锯齿形等。
选用时要根据螺纹连接的工作要求，主要从螺纹连接的效率和自锁条件两个方面考虑，结合各种螺纹的牙形特点。
例如三角形螺纹，由于它的牙形角α较大，当量摩擦角ρ也较大
分析螺纹的效率和自锁条件可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。
同理可知矩形、梯形和锯齿形螺纹等当量摩擦角较小，效率较高，自锁条件较差，因此用于传动。
4-2、从自锁和效率的角度比较不同线数螺纹的特点，为什么多线螺纹主要用于传动,螺纹线数一般控制在什么范围内,为什么,
答:
当螺纹副的当量摩擦系数一定时，螺纹线数越多，螺纹升角越大，效率越高，越不易自锁，故多线螺纹主要用于传动。
但是螺纹线数过多时加工困难，所以螺纹线数n=1,4。
任务五齿轮系组成与传动比计算
5-1、图示轮系中，设z=1，z=40，z=20，z=20，z=70，z=18,求i并根据z的转动方12345616，1
向依次标出其它齿轮的转动方向。
答案:
1
z2z5zzz
i,z3246zzz16z6z413540201872，，,,120707，，
5-2、图示定轴轮系中，重物上升。
（1）判断手柄的转向，并依次标出其他齿轮的转向。
（2）
,,设求i。
z,30,z,60,z,10,z,15,z,1,z,50,z,20,z,45,1512233445
答案:
zzzz60，15，50，452345i,,,337.515,,,zzzz30，10，1，201234
5-3、某外圆磨床的进给机构如图所示，已知各齿轮的齿数为:
z=28,z=56,z=38,z=57,手轮1234与齿轮一固连，横向丝杠与齿轮4固连，其丝杠螺距为3mm，求:
（1）传动比i。
（必须标注14方向）
（2）当手轮转动0.01转时，砂轮架的横向进给量是
答案:
（1）计算传动比
（2）当手轮转动0.01转时，砂轮架的横向进给量s
n1当n=0.01时，n=14i14
3，0.013n,,0.01mm所以s=43
,z,185-4、图示的轮系中，已知各齿轮的齿数z,20，z,40，，，，z,15z,6031223z,18，，蜗杆头数为1（左旋）。
齿.轮1为主动轮，转向如图所示。
（1）在图z,4046
中依次标注各轮的转向;
（2）求出齿轮1至蜗轮6的传动比i。
16
答案:
nzzzz40，60，18，4023461i,,,,32016,,nzzzz20，15，18，161235
5-5、图示轮系中，设z=20,z=30,z=1,z=40,z=20,z=50,求i，并根据z的转动方向依12345616，1
次标出其它齿轮的转动方向。
答案:
nzzz1246i,,16nzzz6135
zz11zz66手柄手柄zz22手柄手柄
zz33
zz55zz4430，40，50,20，1，20
150
5-6、在图示微动进给机构中，已知z=z=16,z=48,丝杠螺距h=4mm,求手轮回转一周套123筒移动的距离S。
ZZ23i,1，H1ZZ12
48,1，,416答案:
n11由i,,4得手轮转一圈时，丝杠转，所以套筒移动距离为:
H1n4H
1S,4，,1mm4
,5-7、图示轮系中，设，求i，15，z,20,z,30,z,20,z3,70,z,20,z,18,z,35122345
并根据z的转动方向依次标出其它齿轮的转动方向。
1
答案:
zzzz30，70，18，352345i,,,9.215,,zzzz20，20，20，181234
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