第6章：三、作业与练习

1、图所示螺栓连接中采用2个M20的螺栓，其许用拉应力为[?]=160MPa，被联接件结合面的摩擦系数?=0.2，若考虑摩擦传力的可靠系数kf=1.2，试计算该连接允许传递的静载荷FQ。

FQ/2 FQ FQ/2 题1图

2、题2图所示，凸缘联轴器由HT200制成，用8个受拉螺栓联接，螺栓中心圆直径D＝220mm，联轴器传递的转矩T＝5000N.m，摩擦系数?=0.15，可靠性系数kf=1.2，试确定螺栓直径。

题2图

3、题3图所示两根钢梁，由两块钢盖板用8

个M16的受拉螺栓联接，作用在梁上的横向外力FR=1800N，钢梁与盖板接合面之间的摩擦系数μs＝0.15，为使联接可靠，取摩擦力大于外载的20%，螺栓的许用应力[?]＝160MPa，问此联接方案是否可行？

FR FR FR FR 题3图

4、题4图所示的气缸盖连接中，已知：气缸中的压力在0到1.5MPa间变化，气缸内径D=250mm，螺栓分布圆直径D0=346mm，凸缘与垫片厚度之和为50mm。为保证气密性要求，螺栓间距不得大于120mm。试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。

F FQ

D D0 题4图

5、题5图所示有一支架用一组螺栓与机座联接如图示，所受外载为F=10000N，??45?。结合面的摩擦系数为0.15，摩擦传α 力可靠系数Kf?1.2，螺栓的许用应力????400MPa。试求螺栓的计算直径。

题5图

第7章 三、作业与练习

1、题1图所示为在直径d=80mm的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L=1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。

L

题1图

2

F 第11章 带传动 三、作业与练习

1、已知某单根普通V带能传递的最大功率P＝4.7kW,主动轮直径D1=100mm，主动轮转速n1＝1800r/min,小带轮包角?＝ 135，带与带轮间的当量摩擦系数?v?0.25。

0

求带的紧边拉力F1、松边拉力及有效拉力F（忽略离心拉力）。

2、V带传动传递的功率P?7.5kW，带的速度v?10m/s，紧边拉力是松边拉力的5倍，即F1?5F2。求紧边拉力F1及有效拉力F。

3、题3图所示为电动绳索牵引机的传动系统简图。试设计电动机（Y系列三相异步电动机）与齿轮传动之间的V带传动。已知：电动机功率P=5.5kW，带传动的传动比i＝3，电动机转速n1?1440r/min，单班制工作，载荷平稳。 计算项目 计算内容 题3图 计算结果 3

第7章 齿轮传动（书12）

三、作业与练习

6、题6图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：1齿轮2的齿数z2=51，法向模数mn=3，高速级齿轮的螺旋角β1=15°10′28?齿轮3的齿数z3=17，法向模数mn=5，? 轴转向如图。问：

（1）、低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （2）、在图上标出斜齿轮2、3的受力方向。（所有分力）

（2）、低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使Ⅱ轴上的轴向力相互抵消？

（ 斜齿轮轴向力公式：Fa=Fttgβ ）

7、题7图所示，一对直齿圆锥齿轮传动，已知：m=3mm，z1=24，z2=48，b=25mm，小锥齿轮传递功率P1=2KW，n1=160r/min。试求：齿轮啮合点处作用力的大小和方向（各用三个分力表示）。

III2III3题6图

4

题7图 8、直齿圆柱齿轮传动的强度计算中，若齿面接触疲劳强度不足，应如何调整参数？若轮齿弯曲疲劳强度不足，应如何调整参数？若两种强度都不足，应采取哪些措施？

9、有一非标准单级斜齿圆柱齿轮减速器，电机驱动，可靠性要求一般。已知：mn=5mm，

z1=23， z2=92，β =10°4′19?，b=93mm ，小齿轮为45钢调质250HB，大齿轮为ZG45，正火200HB，精度选8级，n1=520r/min，载荷有不大的冲击，单向传动，一班制工作，要求使用寿命为15年，试确定该齿轮传动能传递的最大功率。

10、设计某专用机床主轴箱中的一对直齿圆柱齿轮传动。已知：功率P=6KW小齿轮转速n1=1350r/min，大齿轮转速n2=450r/min，齿轮相对于轴承为非对称安装：每天两班制，寿命6年。

4

第8章 蜗杆传动（书13）

17、题17图所示的ZA型蜗杆传动装置中，蜗轮为主动件，蜗杆输出功率Ｐ＝0.1KW，蜗轮转速ｎ２=50r/min，蜗杆头数z1=2，蜗轮齿数z2=47，模数m=1.6mm，蜗杆分度圆直径d2=20mm，当量摩擦系数μV=0.07．要求计算： (1)、蜗杆导程角，当量摩擦角，此蜗杆传动能否自锁？ (2)、蜗杆转向（标在图上）．

(3)、蜗轮受力的大小，方向（标在图上）． (4)、传动效率，蜗轮输入功率．

18、题18图所示，为一提升机构的传动示意图，重物G悬挂在钢丝绳上，钢丝绳绕在直径D=200mm的卷筒上，卷筒与蜗轮联接为一体，转动手柄可以提升重物G，G=20KN，斜齿圆柱齿轮的齿数z1=20，z2=60，mn=3，蜗杆头数z3=1，蜗轮齿数z4=60，蜗轮分度圆直径d4=240mm，蜗杆传动压力角α=20°，不变位，系统总效率η＝0.35，蜗杆传动的效率η1＝0.4。求：

（1）、匀速提升重物时，加在手柄上的圆周力至少需多大？手柄转向如何？ （2）、若蜗杆传动的当量摩擦系数μV＝0.118，蜗杆直径系数q＝12.5，试判断蜗杆传动能否自锁。为什么？

（3）、若要求轴Ⅱ上的轴向力较小，斜齿圆柱齿轮２的螺旋线的旋向如何取？

（4）、在图上标出斜齿圆柱齿轮１、２，蜗杆3、蜗轮4上所有力的方向。

（5）、求出蜗杆3、蜗轮4上所有力的大小。 （6）、若要求轴Ⅱ上的轴向力等于零，求斜齿圆柱齿轮１、２的螺旋角的大小．

Ⅲ题17图

G 题18图 5

第9 链传动（书14）

三、作业与练习

1、已知一套筒滚子链传动，链节距p?19.05mm，主动链轮齿数z1?15，链轮转速（1）链速v（即链的平?25，中心距a?650mm。试求：

均速度）；（2）链速的波动值vmax和vmin。

2、一套筒滚子链传动，已知：链节距p?15.875mm，小链轮齿数z1?18，大链轮齿数（1）链节数；z2?60，中心距a?730mm，小链轮转速n1?730r/min，载荷平稳。试计算：

（2）链所能传动的最大功率；（3）链的工作拉力。

3、单排套筒滚子链传动传递的功率P?0.6kW，链节距p?12.70mm，主动链轮转速

n1?145r/min，主动链轮齿数z1n1?500r/min，从动链轮齿数z2?19，中心距a?700mm，传动水平布置，冲击载荷。核验

此链传动的静强度。

4、单排套筒滚子链传动，已知：主动链轮转速n1?850r/min，齿数z1?18，从动链轮齿数z2?90，链长Lp?124节，该链的破坏载荷FQ?55kW，工作情况系数取KA?1.2。求链能传递的功率P。

5、套筒滚子链传动采用三排链，链节距p?15.875mm，主动链轮齿数z1?21，转速

n1?960r/min，工作情况系数取KA?1.4，传动比i?3，中心距a?40p，求链能传递的总

功率P。

6、一滚子链传动装置，已知：主动链齿数Z1＝23，传动比i＝3.75，链节距p＝12.7mm，主动链轮转速n1=1400r/min。试求：

(1)、链的平均速度v； (2)、瞬时速度波动值； (3)、两链轮的节圆直径。

7、设计一带式运输机的滚子链传动。已知传递功率p?7.5kW，主动链轮转速

n1?960r/min，轴径d?38mm，从动链轮转速n2?330r/min。电动机驱动，载荷平稳，一班制工作。按规定条件润滑，水平布置。

第10章 轴（书16）

三、作业与练习

1、已知一传动轴，传递功率37kW，转速n?900r/min，如果轴上的扭切应力不许超过40MPa，试求该轴的直径。

2、已知一单级直齿圆柱齿轮减速器，用电动机直接拖动，电动机功率P?22kW，转速

n1?1470r/min，齿轮模数m?4mm，齿数z1?18,z2?82。若支承间的跨距l?180mm（齿轮

6

位于跨距中央），效率η＝0.97，轴的材料用45钢调质，试计算输出轴危险截面的直径。

6、题6图所示为一混砂机传动机构，其V型带传动水平布置，压轴力Q＝3000N，减速器输入轴所传的转矩T＝510N.m，其上

12小齿轮分度圆直径d1?132.992mm，

34?1`?12010'38\，b1?120mm,轴的材料为

45号钢，其支承跨距如图所示。试按弯扭合成强度计算轴的直径（初选7300C型滚动轴承）。画出轴的工作图，并按安全系

题6图 n 数校核轴的疲劳强度。

第11章 滑动轴承（书17）

三、作业与练习题

1、设计一液体摩擦径向滑动轴承，工作情况稳定，采用剖分式轴承。已知轴承载荷

Fr=32500N,轴径直径d=152mm,轴的转速n=1000r/min。 2、有一混合摩擦向心滑动轴承，轴径直径d =60mm，轴承宽度B =60 mm，轴瓦材料为

ZCuAl10Fe3，试求：

（1）当载荷F =36000N 时，转速n =150r/min时，校核轴承是否满足非液体润滑轴承的使用条件；

（2）当载荷F=36000N 时，轴的允许转速n ； （3）当轴的转速n =900 r/min 时的允许载荷F ； （4）轴的允许最大转速nmax。

第12章 滚动轴承（书18）

三、计算题

1、一轴上装有一对6313型深沟球轴承支承，轴承所受负荷Fr1=5500N,Fa1=3000N，

Fr2=6500N,Fa2=0,其转速n=1250r/min,运转时有轻微冲击，预期寿命Lh≥5000h.。试分析该轴承是否合适？

2、题2图所示是为某轴由一对30307型轴承支承，轴承所受的径向负荷Fr1=7000N，Fr2=4000N,轴上作用的轴向负荷FA=1000N。试求各轴承的附加轴向力Fs及轴向负荷Fa。（Fs=Fr/(2Y),Y=1.9）

7

FAFFr1r1 FA

F 2r2Fr题2图

3、试计算题3图所示轴承（两端单向固定）的径向负荷Fr、轴向负荷Fa及当量动负荷

P。图示两种情况下，左、右两轴承哪个寿命低？（图中（a）、（b）分别对应题中（1）、（2））。已知：轴上负荷FR=3200N，FA=600N，fd =1.2。

（1）一对7205AC型角接触球轴承（正安装）； （2）一对7205AC型角接触球轴承（反安装）；

FR FRFFRR FA FA FAFA 2L L L 2L ab 题3图 4、题4图所示某轴选用两个6205型号的深沟球轴承。已知轴承受的径向负荷Fr1=3000N，Fr2=4000N，轴上零件的轴向载荷FA=1500N，轴的转速n=100r/min，由手册查的此轴承的Cr=10800N，C0r=6950N，且已知冲击载荷系数f d=1.2,温度系数f t=1,且

试求：

（1） 图（a）示一端双向固定、一端游动的固定方式时，轴承的寿命为多少？ （2） 图（a）示两端单向固定的固定方式时，轴承的寿命又为多少？

5、指出以下滚动轴承代号的含义：6216，30202，7206AC。

6、试比较：6210，6310轴承的内径d，外径D，宽度B，基本额定动载荷Cr，基本额定静载荷C0r，并说明直径代号的含义。

7、一30208轴承的基本额定动载荷Cr =63000N

a) 当量动载荷P=6200N，工作转速n=730r/min，试计算轴承寿命Lh？ b) 当P=6200N，若要求Lh≥10000h，允许的最高转速n是多少？

c) 工作转速n=730r/min，要求Lh≥10000h，允许的最大当量动载荷P是多少？

8、一对7210AC轴承，分别承受径向力Fr1=8000N，Fr2=5200N，轴上作用力FA如图示，试求下列情况下，各轴承的附加轴向力Fs及轴向力Fa。 1、FA=2200N; 2、FA=900N;

FA FA3、FA=1120N。

Fr1Fr1 题 8 图 Fr2 Fr28 第14章 综合训练

1、今有如下三种传动方案，排列顺序为： （1）、电动机 开式圆柱齿轮 单级圆柱齿轮减速器 带传动 工作机； （2）、电动机 带传动 开式圆柱齿轮 单级圆柱齿轮减速器 工作机； （3）、电动机 带传动 单级圆柱齿轮减速器 开式圆柱齿轮 工作机。 试指出： （1）三个传动方案中 方案最合理，理由是 。 （2）三个传动方案中 方案最不合理，理由是 。 2、由齿轮传动、V带传动、链传动组成的三级传动装置，宜将带传动布置在 级，圆柱齿轮传动布置在 级，链传动布置在 级。

3、题3图所示三种啮合传动，主动轮的回转方向n1已知，试在图上标出各个力的方向。 4、题4图中蜗杆主动，要求蜗轮与小锥齿轮3所受的轴向力方向相反，则蜗杆应为 旋，Z1 z2 21n11 n1 z1 z2 21 n111z1 1（）（b） 2z2 （（a）） 题3图

（c）） （z2 z3 z1 z4 题4图 蜗轮应为 旋。并将蜗杆的转动方向及蜗轮、锥齿轮的轴向力Fa2 、Fa3画于图上。

5、在题5 图中，试求：

（1）齿轮2的螺旋线方向为 旋； （2）为使II轴上的轴承所受轴向力最小，蜗杆应为 旋，蜗轮应为 旋；z1

（3）在图上标出蜗轮所受三个分力的方向。

6、题6图所示为斜齿轮－蜗杆传动装置。已知：输入轴功率P?3kW；转速n1?960r/min；齿轮1、2的参数为：z1?21，z2?62；法向模数mn?2.5mm；分度圆螺旋角

n1 1z4 z1 3O3 ??8050'59\。蜗杆传动参数为：蜗杆3头数z3?2，蜗轮4

z2

题5图 9 z3 的齿数z4?40；模数m?6mm；蜗杆直径系数q?10，当量摩擦角?v?20。试求：（1）计算作用于大斜齿轮上三个分力的大小；

（2）记入蜗杆传动的啮合效率（忽略齿轮传动的啮合效率及轴承效率），求蜗轮轴上的输出转矩。

n1 1z1 z3 1342z2 n44 o4 题6图 题7图

7、题7图所示减速器，高速级为标准斜

齿圆柱齿轮：z1?23,z2?69，mn?4mm，cos??0.92,?n?200；低速级为标准直齿锥齿轮传动：z3?39,z4?54,m?5mm，dm3?150mm，??200,sin?3?0.585，并已知：传递的转矩T1?200N.m，转速n11500r/min。忽略摩擦损失。试求：

（1）轴Π、Ш的转矩TII,TIII和转速nII,nIII的大小和方向，并标于图上； （2）计算d2、中心距a 与d3；

（3）若正确选择轴Π上齿轮2的β 旋向及大小，可以使齿轮2和齿轮3的轴向力部分抵消，请在图上标出齿轮1和齿轮2的螺旋线方向；

（4）计算Ft2、Fa2、Ft3、Fa3，并在图上标出Fa2、Fa3方向；

（5）试从该减速器的传动方案选择、传动件的布置、传动比等方面分析有哪些不合理之处？如何改进？并简单说明理由。

8、题8图所示为一卷扬机的传动装置。已知：电机功率p?3kW；减速器输入转速n1?960r/min；卷筒直径D?200mm；齿轮模数m?4mm；齿数z1?z3?22,z2?z4?110；齿轮宽n1 z1 度b1?b3?75mm，b2?b4?70mm；齿轮材料为45号钢（调质），其许用接触应力值为：

??H1????H3??550MPa，??H2????H4??500MPa；载荷系数K＝1.5。试求：

（1）卷扬机能够提升的最大重量W（忽略摩擦损失）；

（2）校核齿轮3、4的接触强度。强度验算公式为：

z2 z3 a z4 z4 W 题8图 10

D ?H?ZHZEZ?2KT1u?1.?[?]H2ubd1

并忽略重合度系数的影响，且

ZH?2.5，ZE?189.8MPa。

9、指出题9图所示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。 说明： （1）轴承部件采用两端固定支承，轴承采用油脂润滑；

（2）同类错误按一处计；

（3）指出六处错误即可，将错误处圈出并引处编号，且在图下做简单说明； 题9图

10、题10 图所示为下置式蜗杆减速器中蜗轮与轴及轴承的组合结构。蜗轮用油润滑，轴承用脂润滑。试改正图中的错误。 蜗轮 联轴器

题10图

11、题11 图所示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试改正图中的错误。 题11图

11

12、指出题12图所示蜗轮、轴、轴承组合结构的错误，并加以改正（蜗轮采用油润滑，轴承用脂润滑）。

题12图

13、题13图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试改正图中的错误。

题13图

14、题14图所示为蜗杆轴轴承组合结构图，试将错误结构和不合理处加以改正（蜗杆和轴承皆为油润滑）。

题14图

12

13