2024年2月23日发(作者：鲁凌霜)

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第一章 平面机构的自由度和速度分析

题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

B

3

C

4

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2

A

1

C

4

B

3

2

A

1

b) 摆动导杆机构

题解1－1 图

a) 曲柄摇块机构

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题1—3 计算题1－3图a）与 图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

题1－3图a） 题1－3图b）

题1—4 计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。

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题1—5图 题解1—5图

题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。

第二章

题2-1在图示铰链四杆机构中，已知

lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD为机架。试问：

C

（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，

B

求l

AB的最大值；

（2）若此机构为双曲柄机构，求lAB最小值；

A

D

题2-1图

（3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。

题2-2 如图所示的曲柄滑块机构：

（1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作

行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；

（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g

min；

（3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。

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连杆机构

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题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置， 并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。

l1

l1

φl2

1

φ1

l2

题2-3图

题解2-3图

γ

α

题2-4 设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。（用图解法求解，解答：

题解2－4图

题2-5 设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度d = 450 mm，行程速比系数K=1.40。(比例尺l13mm/mm)

题2-6 如图所示，若要求四杆机构的两连架杆对应位置分别是:

145,150,290,280,3135,3110，试用解析法设计此四杆机构。

90°

45°

50°

题2-6

图

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l= 4 mm/mm）

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题2-7 如图所示，已知滑块和摇杆的对应位置分别是S1=40mm，φ1=60°，S2=30mm，φ2=90°，S3=20mm，φ3=120°。试用解析法确定机构各构件的长度和偏心距e。

第三章 凸轮机构

题3-1 欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构,要求在凸轮转角为00～900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。试求：

（1）选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因；

（2）用反转法画出当凸轮转角φ=00～900时凸轮的工作廓线（画图的分度要求小于150）；

（3）在图上标注出φ1=450时凸轮机构的压力角α。

(a)

题解3-1图

题3-1图

(b)

题3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（l0.001m/mm），已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，其圆心为C，试用图解法求：

（1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角φ0及推杆的角位移ψ0；

（2）推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角Φ；

（3）凸轮从初始位置回转900时，推杆的角位移ψ90。

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题3-2图

题解3-2图

题3-3 对于直动尖端从动件盘形凸轮机构,已知凸轮推程运动角Φ = π/2, 行程h= 50 mm,求 当凸轮转动角速度ω=10 rad/s时,等加速等减速和正弦加速度这两种常用的基本运动规律的最大速度vmax、最大加速度amax以及所对应的凸轮转角。

题3-4 根据图示已知条件作出从动件与凸轮在B点接触时的压力角和从动件的位移sB或B。

a）

b）

题3-4图

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题3-5 试用解析法求一对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓。已知该凸轮以等角速度逆时针方向转动：Φ = 180°，ΦS = 90°，Φ′= 90°；从动件的行程h25mm，基圆半径从动件在推程段按余弦加速度运动规律上升，在回程段按等速运动规律返回。试以凸轮转动中心为坐标原点求解凸轮轮廓的坐标值(按凸轮转角的100间隔计算) ，并绘出凸轮轮廓（r050mm；l0.002m/mm）。

题3-5图 题解3-5图

题3-6 图示的凸轮为偏心圆盘（l0.001m/mm）。圆心为O，半径R

=30 mm，偏心距L= 10 mm,r= 10 mm,偏距e = 10 mm。试求（均在图上标出）：

OA r

（1）推杆的行程h和凸轮的基圆半径r0；

（2）推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ,和

近休止角ΦS,；

（3）最大压力角max的数值及发生的位置；

（4）从B点接触到C点接触凸轮所转过的角度φ0和

推杆的位移s；

题3-6图

（5）C点接触时凸轮机构的压力角C。

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第四章 齿轮传动

0题4-1 已知一对齿数相等，20，模数m5mm的渐开线直齿圆柱齿轮。为了提高其重合度而又不希望增加齿数，故增加主、从动轮的顶圆，使其刚好通过彼此的极限啮合点。若要求重合度1.621，试求：

（1）两轮齿数；

（2）齿廓曲线在分度圆上的曲率半径；

（3）两轮的齿顶圆直径及齿厚，并检查齿顶齿厚是否变尖（inv2000.014904）；

（4）中心距为am(Z1Z2)/2时,其径向间隙c?（齿轮用标准正常齿刀具切削）。

题4-2 已知一对变位直齿圆柱齿轮传动，Z115，Z227，m6mm，200，（1）用作图法求实际啮合线AB的长度；

（2）求重合度。

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h*a1，c*0.25，x10.75，x20，要求无侧隙啮合和具有标准顶隙，试：

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020 题4-3 有三个标准齿轮,压力角，其模数和齿数分别为m1

= 2 mm,Z1

= 20; m2

= 2 mm，Z2

= 50;m3

= 5 mm,Z3

= 20.问这三个齿轮的齿形有何不同?可以用同一把成形铣刀加工吗? 可以用同一把滚刀加工吗?

**0200han1cn0.2515n 题4-4 有一标准斜齿圆柱齿轮机构,已知mn=5mm, ,,, Z1

=20,Z2

= 45,,b = 50 mm.试求两斜齿轮的分度圆直径d;齿顶圆直径da;齿根圆直径df;法面齿距pn;端面't齿距p;当量齿数Z;端面啮合角;中心距a及重合度r。

tv0h*120 题4-5 有一标准直齿圆柱齿轮机构,已知Z1=20,Z2=40,m=4mm, ,a。为提高齿轮机构传动的平稳性,要求在传动比i、模数m和中心距a都不变的前提下,把标准直齿圆柱齿轮机构改换成标准斜齿圆柱齿轮机构。试设计这对齿轮的齿数Z1、Z2和螺旋角。( Z1应小于20)。

*ha1,c*0.25 题4-6 已知一对等顶隙直齿锥齿轮的齿数Z1

= 20,Z2

= 40, α= 20,m = 5 mm,根角θf; 顶锥角δa10,及两轴交角Σ= 900。求两轮的分度圆锥角δ1

和δ2

; 分度圆半径r1和r2; 锥距R; 齿顶角θa;齿和δa2; 齿顶圆半径ra1和ra2; 齿根圆半径rf1和rf2及当量齿数Zv1和Zv2。

第五章 轮系

题5-1 图示轮系中，已知1轮

1

转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，

n1

3

2

5

7

题5-1 图

66

8

8

10

Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，

Z7=1（左旋蜗杆），Z8=40，Z9

=20 。

若n1

=1000 r/min ，齿轮9的模数

9

m

=3 mm，试求齿条10的速度v10 及

其移动方向（可在图中用箭头标出）。

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题5-2 图示轮系中，已知蜗杆1为双头左旋蜗杆，转向如图示，蜗轮2的齿数为

1 n1

Z2= 50 ；蜗杆2′为单头右旋蜗杆，

蜗轮3的齿数为Z3=40；其余各轮齿

数为；Z3′=30，Z4 = 20 ，Z4′

= 26 ，

Z5

=18，Z5′=28，Z6=16，Z7=18。要求：

(1) 分别确定蜗轮2、蜗轮3的

轮齿螺旋线方向及转向n2、n3

；

(2) 计算传动比i17 ，并确定齿

轮7的转向n7。

题5-3 已知轮1转速n1

=140 r/min，Z1=40，

3

4

7

3′

题5 - 2 图

2

2′

5

4′

6

Z2

=20。求：

（1）轮3齿数 Z3

；

（2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速

2

H

1

题5－3 图

nH的大小及方向；

（3）当nH

= 0 时齿轮3的转速n3 。

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题5-4 图示为锥齿轮组成的周转轮系。已知：Z1 =Z2=17， Z2′= 30，Z3= 45 ，若1轮转速n1 =200 r/min 。

（1）确定系杆的转速nH 的大小和转向；

（2）试问能否用 教材式（5-2）求解该周转轮系中行星轮2的转速n2 ？为什么？

1

2′

H

2

题5-4图

3

1

2′

H

2

23

题解5-4 图

Z2= 19 Z2′=18

题5-5 图示万能刀具磨床工作

台的进给装置中，运动经手柄输入，

由丝杠输出，已知单头丝扛螺距L=

5 mm，试计算手柄转动一周时工作

台的进给量S。

Z1=19

Z3=20

题5-5 图

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题5-6 图示轮系中，已知各轮齿数为：Z1= 20，Z2= 34，Z3

= 18，Z4= 36，Z5= 78，

Z6 =

Z7 = 26。试求：传动比i1H

。

题5－6图

题5-7 图示轮系中,已知各轮齿数为：Z1=Z2′=25，Z2=Z3=Z5=20, Z4=100。

试求：传动比i15 。

2 4 2′

行星轮系

2 4 2′

1

3

1

3

题5-7 图

题解5-7 图

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题解5－6图

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题5-8 图示轮系中。已知各轮齿数为：Z1

= Z2

=

Z2′=24，Z3

= 72，Z4

= 89，Z5 = 95，Z6

= 24，Z7

= 30，试求：A轴与B轴之间的传动比iAB 。

A

A

6 7

题解5-8图

4

5 3

H

2

1

B

5 3

差动轮系

H

2

1

B

4

6 7

题5-8 图

题5-9 在图示轮系中，已知各轮齿数为：Z1=Z2'=20，Z2 =Z3=40，Z4=100，Z5=Z6=Z 7 = 30，求:传动比i17 。

题5－9图

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第八章 回转件的平衡

题8-1 如图所示，有一盘形回转体，存在四个偏心

质量，设所有不平衡质量近似分布在垂直于轴线的同一平

面内，且已知m1

=50 kg、m2

=70 kg、m3

= 80 kg、m4

=100

kg，r1=r4=100 mm、r2=200 mm、r3=150 mm，各偏心质量

题8－1图

m1

m4

r4

r1

m2

r3

m3

r2

的方位如图所示。试问应在什么位置上加上多大平衡质量

（设平衡质量mc的质心到回转轴的距离rc=150mm）？

题8-2 图示的回转体中，具有4个不平衡质量m1= 20 kg、

m2=25 kg、m3r=30 kg、m4= 35 kg，它们的质心到回转轴的距离分别为r1= 30 mm、r2= 30 mm、3= 25 mm、r4= 20 mm，依次夹lmmrrmm90°角，且各不平衡质量所在平面间距离l1=l2=3；现拟在平面Ⅰ和Ⅱ中添加平衡质量c和c，它们的质心至回转轴的距离分别为c=c= 80 mm 。试求：c、c的大小、方位。

Ⅱ

m2

r2

m3

r1

m

r4

r3

1Ⅰ

m4

题8-2图

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第十章 联接

题10—1图

题10－1 一螺旋拉紧装置如题10—1图所示，若按图上

箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A和B向中央移动，

从而将两零件拉紧。试问该装置中螺杆A和B上的螺纹旋

向是右旋还是左旋？

题10－2 为什么在重要的受拉螺栓连接中不宜采用直径小于M12～M16的螺栓？

题10－3 一牵曳钩用2个M10的普通螺栓固定于机体上，如题10—3图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235钢、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。

题10—3图

题10—4 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如题10—4图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235钢、性能等级5.6级。 试求：

（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax ；

（2）递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2）。

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题10-5 两种夹紧螺栓联接如题10—6图所示，图（a）用一个螺栓连接，图（b）用两个螺栓连接。已知：载荷

FR=2000N，轴的直径d=60mm， 载荷FR到轴中心距离L=200mm，螺栓中心线至轴的中心距离l=50mm 。轴与毂配合面之间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf

=1.2，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=100MPa。试确定图（a）和图（b）连接螺栓的直径。

题10—5图

题10-6 试找出题10—6图中螺纹连接结构中的错误，并就图改正。已知被连接件材料均为Q235，连接件均为标准件。

a)普通螺栓连接

b)螺钉连接

接 d)紧定螺钉连接

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c)双头螺柱连

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题10—6图

第十一章 齿轮传动

题11-1在图示的直齿圆柱齿轮传动中,齿轮1为主动齿轮,齿轮2为中间齿轮,齿轮3为从动齿轮。已知齿轮3所受的扭矩T398Nm,其转速n3=180r/min,Z3=45,Z2=25,Z1=22,m=4mm。假设齿轮啮合效率及轴承效率均为1,试求:

（1） 啮合传动时,作用在各齿轮上的圆周力Ft和径向力Fr

,并将各力及齿轮转向标于图上；

（2）说明中间齿轮2在啮合时的应力性质和强度计算时应注意的问题；

（3）若把齿轮2作为主动齿轮,则在啮合传动时其应力性质有何变化,其强度计算与前面有何不同?

题11-1图 题解11-1图

题11-2 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1的旋向已给出。

（1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角的旋向,并画出各轮轴向力

、径向力及圆周力的方向。

200n（2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z=19,Z=85,m=5mm,,a=265mm, 轮1的传动功率P=6.25kW,n=275 r/min。试求轮1上所受各力的大小。

12n1答案参见我的新浪博客：/s/blog_

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题11－2图 题解11－2图

题11-3 图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向力及圆周力的方向。

题11－3图

020020n 题11-4 在题11-3图所示的减速器中,已知在高速级传动中，Z1= 19,

Z2= 38,

m

= 3 mm,dm2

=99 mm, ;在低速级传动中，Z3

= 19,Z4

= 76,mn

= 5 mm,。若T1100Nm,n1

= 800 r/min,齿轮与轴承效率取1,Ⅲ轴转向如图所示。

（1）试计算各轴的转矩与转速,并标出Ⅰ、Ⅱ轴的转向；

（2）当斜齿圆柱齿轮Z3的螺旋角3为多少时,方能使大锥齿轮和小斜齿轮的轴向力完全抵消;若要求斜齿圆柱齿轮传动的中心距达到圆整值时,3的精确值应是多少?

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题11-5 有闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，传递的扭矩T1120Nm，按其接触疲劳强度计算，小齿轮分度圆直径d160mm。已知：载荷系数K=1.8，齿宽系数d1，两轮许用弯曲应力FP1315MPa，FP2300MPa，现有三种方案：

(a)

(b)

(c)

Z140,Z280,m1.5mm,YFa1YSa14.07,YFa2YSa23.98

Z130,Z260,m2mm,YFa1YSa14.15,YFa2YSa24.03

Z120,Z240,m3mm,YFa1YSa14.37,YFa2YSa24.07

请选择一最佳方案，并简要说明原因。

题11-6设计一直齿圆柱齿轮传动，原来所用材料的许用接触应力为HP1800MPa，HP2700MPa，求得中心距a100mm，现改为HP1700MPa，HP2500MPa的材料，若齿宽和其'a它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的。

题11-7图示为变速箱的齿轮传动,其尺寸如下。若各齿轮的制造精度、齿面粗糙度及材料、热处理硬度均相同,都按无限寿命计算,主动轴传递的扭矩T1在各对齿轮啮合时为一定值。试分析哪一个齿轮的弯曲应力最大。

齿轮对Ⅰ:

Z1=18，Z2=72，m=2 mm，b=36 mm

齿轮对Ⅱ:

Z3=72，Z4=18，m=2 mm，b=36 mm

齿轮对Ⅲ:

Z5=45，Z6=45，m=2 mm，b=36 mm

题11－7图

题11-8 设计一台由电动机驱动的单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动,已知: 传动比i=5,齿轮按7级精度加工,单向回转,单班制工作,要求使用10年,主动轮传递的功率P1

= 20 kW,n1

= 1470

r/min,齿轮相对于轴承为对称布置,载荷有中等冲击,设备可靠度要求较高。（建议两轮材料都选45号钢）

第十二章 蜗杆传动

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题12-1 有一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比i = 18，蜗杆头数Z1 = 2，直径系数q = 8，分度圆直径d1 = 80

mm 。试求：

(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d2 和蜗杆传动中心距ɑ 。

2

题12-2 图示蜗杆传动，已知：蜗杆１

主动，其转向如题5-2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、

1

题12-2 图

n1

Fa）的方向。

题12-3 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 =4 mm ，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）。

n1

n1

O1

n

O2 O2

n2

O2

Fr2

Fa1

Ft1

Fr1

O1

O2 O2

n2

Fr2

F F

Fr1 n1

题解12-3图

题12-3图

题12-4 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nⅢ如图示。要求：

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(1) 确定Ⅰ、Ⅱ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Fa

2

、Fa 3 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Ft 3

、Fr 3 、Fa

3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Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3所受各力Ft

、Fr 、Fa的方向。

Ⅲ

nⅢ

4

Ⅲ

Ⅲ

1

2

nⅠ

Ⅱ

Ⅰ

3

题12-4图

Fa2

Ⅲ

1

Ft2

题解2

Ft3

Fa3

Fr3

3

12-4Ⅱ

nⅡ

nⅢ

4

Ⅰ

题12-5 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) Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（并在图中标示）；

(2) 若要使Ⅱ、Ⅲ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) Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（Ft 、Fr 、Fa在图中画出）。

Ⅱ

2

n6（nⅣ）

3

题12-5图

1

Ⅰ

Ⅲ

6

4

5

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第 22 页 共 28 页

题12-6 已知一闭式单级普通蜗杆传动，蜗杆的转速n1

= 1440 r/min，传动比i = 24，Z1

= 2，m

= 10 mm ，q =8 ，蜗杆材料为45号钢表面淬火，齿面硬度为50HRC，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造。若工作条件为单向运转，载荷平稳，使用寿命为24000 h 。试求：蜗杆能够传递的最大功率P1 。

第十三章 带传动和链传动

题13-1 简答题

（1）带传动的带速v为什么规定在5～25 m/s范围内？

（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？

（3）影响链传动动载荷的主要参数是什么？设计中应如何选择？

i（4）链传动的传动比写成n1z2d2n2z1d1是否正确？为什么？

题13-2 单根V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f=0.485。试求：

（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2；（忽略带的离心拉力的影响）

（2）V带传动能传递的最大有效拉力Fe及最大功率P0 。

题13-3 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=10 kW。求：带速V、有效拉力Fe、大带轮实际转速n2 。

题 13-4 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：该V带传动允许传递的最大功率。

题 13-5 设计一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=5.5 kw，转速n1=960 r/mim，带传动传动比i=2，两班制工作，要求轴间中心距a＜600 mm。

题 13-6 某带传动装置主动轴扭矩为T1，两轮直径d1、d2各为100mm与150mm，运转中发生了严重打滑现象，后带轮直径改为d1=150mm，d2=225mm，带长相应增加，传动正常，试问其原因何在？

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第 23 页 共 28 页

题13-7 一链号为16A的滚子链传动，主动轮齿数z1=17，链轮转速n1=730r/min，中心距a=600mm。求平均链速v，瞬时链速的最大值vmax和最小值vmin。

题13-8 某单排滚子链传动，已知主动轮转速n1=800r/min，齿数z1=19，z2=90，中心距a≈900mm，该链的极限拉伸载荷Q=55600N。若工作情况系数KA=1.2，求该传动能传递的功率。

第十四章 轴

题14－1 简述轴的结构设计应满足的基本要求。指出图中结构设计的错误，在错误处标出序号，并按序号一一说明理由。

题14－1图

题14－2 根据图示卷筒轴的三种设计方案填写下表（表中轴的类型为按承载情况分）：

方案

a

b

c

轴的类型

轴上应力

应力循环特性

题14－2图

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第 24 页 共 28 页

题14－3 设计图示单级斜齿圆柱齿轮减速器低速轴的结构。已知齿轮相对于支承为对称布置，齿轮宽度b2＝100 mm，轴承为7308AC，两支承间的跨度L＝200mm，外伸端装有一个半联轴器，孔的直径在25～35mm之间，轴与孔的配合长度为L′＝60mm。

，

60

200

150

题14-3 图

题14－4 有一带式输送机的双级斜齿圆柱齿轮减速器（如图a所示），功率由带轮输入。已知带传动为水平布置，V带对轴的作用力为FQ＝2300 N（与 Fr1在同一平面，且方向与Fr1 相同）。主动轮1的分度圆直径d1＝120

mm，Ft1＝5000

N，Fr1＝1800

N,Fɑ1=760 N。计算输入轴的支反力，画出轴的受力图，弯矩图、转矩图、当量弯矩图。

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第十五章 滑动轴承

题15-1 简答题

1．对滑动轴承的轴瓦材料有哪些具体要求？如何选用?

2．题15-1(2)图所示四种摩擦副中，哪些不能形成油膜压力？为什么？

题15-2 一非液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d = 200 mm，轴承宽度B = 200 mm，轴承材料为ZCuAl10Fe3。试求：当轴转速n = 120 r/min时，轴承允许的最大径向载荷。

题15-3 一起重机卷筒轴用非液体摩擦径向滑动轴承支承。已知径向工作载荷F=100kN，轴承直径d=90 mm，转速n=90 r/min。设计此滑动轴承。

第十六章 滚动轴承

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题16－1 根椐国家标准规范，说明下列轴承代号的含义及其主要特性（直接填入下表中）

内径d

尺寸系列

类型

公差等级

内部结构

30209

N2314

7320AC 6306／p5

题16－2 某传动装置，轴上装有一对6309轴承，两轴承上的径向负荷分别为：FR1＝ 5600 N，FR2＝ 2500 N，Fa= 1800 N，轴的转速为n＝ 1450 r/min，预期寿命为Lh′＝2500h，工作温度不超过100℃，但有中等冲击。试校核轴承的工作能力。若工作能力不满足要求，如何改进？

题16－3 在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对70000AC角接触球轴承。已知FR1＝3500N，FR2＝1800N。斜齿圆柱齿轮的轴向力Fa＝1000N，载荷有轻微冲击。试分别按题16-3图中两种装配方案，计算两轴承的当量动负荷。

Fa

Fa

-

2

题

16-图

1

2

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第 27 页 共 28 页

FR1 FR2

Fa

题16-3图

FR1

Fa

FR2

(a)

(b)

题16－4 蜗轮轴上安装有一对

30207轴承，轴承上的载荷分别为

FR1

Fa

FR2

FR1

＝ 5000 N，FR2＝ 2800 N，轴

向载荷Fa＝1000 N，工作温度低于

125℃，载荷平稳，n＝720 r/min。

试计算两轴承的寿命。

题16-4 图

题16－5 下图为双级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图，齿轮用油润滑，轴承采用脂润滑。试分析轴系结构的错误，在有错误处标明序号，说明错误原因并提出改进方法。

第十七章 连轴器、离合器和制动器

题17-1 填空题

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第 28 页 共 28 页

1） 联轴器和离合器是用来 连接两轴，并传递运动和扭矩的轴系 部件；制动器是

用来 降低机械速度或廹使机械停止运转 的装置。

2）用联轴器连接的两轴 只有在运动停止后经过拆卸才能彼此 分开；而用离合器

连接的两轴在机器工作时 可随时接合或分离 。

3）挠性联轴器按其组成中是否具有弹性元件，可分为 无弹性元件的挠性（刚性可

移式） 联轴器和有弹性元件的挠性（弹性） 联轴器两大类 。

4）两轴线易对中、无相对位移的轴宜选 刚性 联轴器；两轴线不易对中、有相对

位移的长轴宜选 挠性 联轴器；起动频繁、正反转多变、使用寿命要求长的大功率重

型机械宜选 齿轮 联轴器；起动频繁、经常正反转、受较大冲击载荷的高速轴宜选 有弹

性元件的挠性（弹性）联轴器 。

5）牙嵌离合器只能在 两轴不回转 或 两轴的转速差很小 时进行接合 。

6）摩擦离合器靠 工作面的摩擦力 来传递扭矩，两轴可在 任何速度 时实现接合或

分离。

题17-2 试选择一电动机输出轴用联轴器，已知：电机功率P = 11 kW，转速n=1 460

r/min，轴径d = 42 mm，载荷有中等冲击。确定联轴器的轴孔与键槽结构型式、代号及

尺寸，写出联轴器的标记。

题17-3 某离心水泵与电动机之间选用弹性柱销联轴器连接，电机功率P = 22 kW，转

速n=970 r/min，两轴轴径均为d=55mm，试选择联轴器的型号并绘制出其装配简图。

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2024年2月23日发(作者：鲁凌霜)

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第一章 平面机构的自由度和速度分析

题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

B

3

C

4

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2

A

1

C

4

B

3

2

A

1

b) 摆动导杆机构

题解1－1 图

a) 曲柄摇块机构

第 2 页 共 28 页

题1—3 计算题1－3图a）与 图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

题1－3图a） 题1－3图b）

题1—4 计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。

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第 3 页 共 28 页

题1—5图 题解1—5图

题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。

第二章

题2-1在图示铰链四杆机构中，已知

lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD为机架。试问：

C

（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，

B

求l

AB的最大值；

（2）若此机构为双曲柄机构，求lAB最小值；

A

D

题2-1图

（3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。

题2-2 如图所示的曲柄滑块机构：

（1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作

行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；

（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g

min；

（3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。

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连杆机构

第 4 页 共 28 页

题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置， 并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。

l1

l1

φl2

1

φ1

l2

题2-3图

题解2-3图

γ

α

题2-4 设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。（用图解法求解，解答：

题解2－4图

题2-5 设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度d = 450 mm，行程速比系数K=1.40。(比例尺l13mm/mm)

题2-6 如图所示，若要求四杆机构的两连架杆对应位置分别是:

145,150,290,280,3135,3110，试用解析法设计此四杆机构。

90°

45°

50°

题2-6

图

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l= 4 mm/mm）

第 5 页 共 28 页

题2-7 如图所示，已知滑块和摇杆的对应位置分别是S1=40mm，φ1=60°，S2=30mm，φ2=90°，S3=20mm，φ3=120°。试用解析法确定机构各构件的长度和偏心距e。

第三章 凸轮机构

题3-1 欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构,要求在凸轮转角为00～900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。试求：

（1）选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因；

（2）用反转法画出当凸轮转角φ=00～900时凸轮的工作廓线（画图的分度要求小于150）；

（3）在图上标注出φ1=450时凸轮机构的压力角α。

(a)

题解3-1图

题3-1图

(b)

题3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（l0.001m/mm），已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，其圆心为C，试用图解法求：

（1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角φ0及推杆的角位移ψ0；

（2）推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角Φ；

（3）凸轮从初始位置回转900时，推杆的角位移ψ90。

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题3-2图

题解3-2图

题3-3 对于直动尖端从动件盘形凸轮机构,已知凸轮推程运动角Φ = π/2, 行程h= 50 mm,求 当凸轮转动角速度ω=10 rad/s时,等加速等减速和正弦加速度这两种常用的基本运动规律的最大速度vmax、最大加速度amax以及所对应的凸轮转角。

题3-4 根据图示已知条件作出从动件与凸轮在B点接触时的压力角和从动件的位移sB或B。

a）

b）

题3-4图

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题3-5 试用解析法求一对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓。已知该凸轮以等角速度逆时针方向转动：Φ = 180°，ΦS = 90°，Φ′= 90°；从动件的行程h25mm，基圆半径从动件在推程段按余弦加速度运动规律上升，在回程段按等速运动规律返回。试以凸轮转动中心为坐标原点求解凸轮轮廓的坐标值(按凸轮转角的100间隔计算) ，并绘出凸轮轮廓（r050mm；l0.002m/mm）。

题3-5图 题解3-5图

题3-6 图示的凸轮为偏心圆盘（l0.001m/mm）。圆心为O，半径R

=30 mm，偏心距L= 10 mm,r= 10 mm,偏距e = 10 mm。试求（均在图上标出）：

OA r

（1）推杆的行程h和凸轮的基圆半径r0；

（2）推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ,和

近休止角ΦS,；

（3）最大压力角max的数值及发生的位置；

（4）从B点接触到C点接触凸轮所转过的角度φ0和

推杆的位移s；

题3-6图

（5）C点接触时凸轮机构的压力角C。

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第四章 齿轮传动

0题4-1 已知一对齿数相等，20，模数m5mm的渐开线直齿圆柱齿轮。为了提高其重合度而又不希望增加齿数，故增加主、从动轮的顶圆，使其刚好通过彼此的极限啮合点。若要求重合度1.621，试求：

（1）两轮齿数；

（2）齿廓曲线在分度圆上的曲率半径；

（3）两轮的齿顶圆直径及齿厚，并检查齿顶齿厚是否变尖（inv2000.014904）；

（4）中心距为am(Z1Z2)/2时,其径向间隙c?（齿轮用标准正常齿刀具切削）。

题4-2 已知一对变位直齿圆柱齿轮传动，Z115，Z227，m6mm，200，（1）用作图法求实际啮合线AB的长度；

（2）求重合度。

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h*a1，c*0.25，x10.75，x20，要求无侧隙啮合和具有标准顶隙，试：

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020 题4-3 有三个标准齿轮,压力角，其模数和齿数分别为m1

= 2 mm,Z1

= 20; m2

= 2 mm，Z2

= 50;m3

= 5 mm,Z3

= 20.问这三个齿轮的齿形有何不同?可以用同一把成形铣刀加工吗? 可以用同一把滚刀加工吗?

**0200han1cn0.2515n 题4-4 有一标准斜齿圆柱齿轮机构,已知mn=5mm, ,,, Z1

=20,Z2

= 45,,b = 50 mm.试求两斜齿轮的分度圆直径d;齿顶圆直径da;齿根圆直径df;法面齿距pn;端面't齿距p;当量齿数Z;端面啮合角;中心距a及重合度r。

tv0h*120 题4-5 有一标准直齿圆柱齿轮机构,已知Z1=20,Z2=40,m=4mm, ,a。为提高齿轮机构传动的平稳性,要求在传动比i、模数m和中心距a都不变的前提下,把标准直齿圆柱齿轮机构改换成标准斜齿圆柱齿轮机构。试设计这对齿轮的齿数Z1、Z2和螺旋角。( Z1应小于20)。

*ha1,c*0.25 题4-6 已知一对等顶隙直齿锥齿轮的齿数Z1

= 20,Z2

= 40, α= 20,m = 5 mm,根角θf; 顶锥角δa10,及两轴交角Σ= 900。求两轮的分度圆锥角δ1

和δ2

; 分度圆半径r1和r2; 锥距R; 齿顶角θa;齿和δa2; 齿顶圆半径ra1和ra2; 齿根圆半径rf1和rf2及当量齿数Zv1和Zv2。

第五章 轮系

题5-1 图示轮系中，已知1轮

1

转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，

n1

3

2

5

7

题5-1 图

66

8

8

10

Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，

Z7=1（左旋蜗杆），Z8=40，Z9

=20 。

若n1

=1000 r/min ，齿轮9的模数

9

m

=3 mm，试求齿条10的速度v10 及

其移动方向（可在图中用箭头标出）。

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题5-2 图示轮系中，已知蜗杆1为双头左旋蜗杆，转向如图示，蜗轮2的齿数为

1 n1

Z2= 50 ；蜗杆2′为单头右旋蜗杆，

蜗轮3的齿数为Z3=40；其余各轮齿

数为；Z3′=30，Z4 = 20 ，Z4′

= 26 ，

Z5

=18，Z5′=28，Z6=16，Z7=18。要求：

(1) 分别确定蜗轮2、蜗轮3的

轮齿螺旋线方向及转向n2、n3

；

(2) 计算传动比i17 ，并确定齿

轮7的转向n7。

题5-3 已知轮1转速n1

=140 r/min，Z1=40，

3

4

7

3′

题5 - 2 图

2

2′

5

4′

6

Z2

=20。求：

（1）轮3齿数 Z3

；

（2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速

2

H

1

题5－3 图

nH的大小及方向；

（3）当nH

= 0 时齿轮3的转速n3 。

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第 11 页 共 28 页

题5-4 图示为锥齿轮组成的周转轮系。已知：Z1 =Z2=17， Z2′= 30，Z3= 45 ，若1轮转速n1 =200 r/min 。

（1）确定系杆的转速nH 的大小和转向；

（2）试问能否用 教材式（5-2）求解该周转轮系中行星轮2的转速n2 ？为什么？

1

2′

H

2

题5-4图

3

1

2′

H

2

23

题解5-4 图

Z2= 19 Z2′=18

题5-5 图示万能刀具磨床工作

台的进给装置中，运动经手柄输入，

由丝杠输出，已知单头丝扛螺距L=

5 mm，试计算手柄转动一周时工作

台的进给量S。

Z1=19

Z3=20

题5-5 图

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第 12 页 共 28 页

题5-6 图示轮系中，已知各轮齿数为：Z1= 20，Z2= 34，Z3

= 18，Z4= 36，Z5= 78，

Z6 =

Z7 = 26。试求：传动比i1H

。

题5－6图

题5-7 图示轮系中,已知各轮齿数为：Z1=Z2′=25，Z2=Z3=Z5=20, Z4=100。

试求：传动比i15 。

2 4 2′

行星轮系

2 4 2′

1

3

1

3

题5-7 图

题解5-7 图

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题解5－6图

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题5-8 图示轮系中。已知各轮齿数为：Z1

= Z2

=

Z2′=24，Z3

= 72，Z4

= 89，Z5 = 95，Z6

= 24，Z7

= 30，试求：A轴与B轴之间的传动比iAB 。

A

A

6 7

题解5-8图

4

5 3

H

2

1

B

5 3

差动轮系

H

2

1

B

4

6 7

题5-8 图

题5-9 在图示轮系中，已知各轮齿数为：Z1=Z2'=20，Z2 =Z3=40，Z4=100，Z5=Z6=Z 7 = 30，求:传动比i17 。

题5－9图

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第 14 页 共 28 页

第八章 回转件的平衡

题8-1 如图所示，有一盘形回转体，存在四个偏心

质量，设所有不平衡质量近似分布在垂直于轴线的同一平

面内，且已知m1

=50 kg、m2

=70 kg、m3

= 80 kg、m4

=100

kg，r1=r4=100 mm、r2=200 mm、r3=150 mm，各偏心质量

题8－1图

m1

m4

r4

r1

m2

r3

m3

r2

的方位如图所示。试问应在什么位置上加上多大平衡质量

（设平衡质量mc的质心到回转轴的距离rc=150mm）？

题8-2 图示的回转体中，具有4个不平衡质量m1= 20 kg、

m2=25 kg、m3r=30 kg、m4= 35 kg，它们的质心到回转轴的距离分别为r1= 30 mm、r2= 30 mm、3= 25 mm、r4= 20 mm，依次夹lmmrrmm90°角，且各不平衡质量所在平面间距离l1=l2=3；现拟在平面Ⅰ和Ⅱ中添加平衡质量c和c，它们的质心至回转轴的距离分别为c=c= 80 mm 。试求：c、c的大小、方位。

Ⅱ

m2

r2

m3

r1

m

r4

r3

1Ⅰ

m4

题8-2图

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第十章 联接

题10—1图

题10－1 一螺旋拉紧装置如题10—1图所示，若按图上

箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A和B向中央移动，

从而将两零件拉紧。试问该装置中螺杆A和B上的螺纹旋

向是右旋还是左旋？

题10－2 为什么在重要的受拉螺栓连接中不宜采用直径小于M12～M16的螺栓？

题10－3 一牵曳钩用2个M10的普通螺栓固定于机体上，如题10—3图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235钢、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。

题10—3图

题10—4 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如题10—4图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235钢、性能等级5.6级。 试求：

（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax ；

（2）递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2）。

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题10-5 两种夹紧螺栓联接如题10—6图所示，图（a）用一个螺栓连接，图（b）用两个螺栓连接。已知：载荷

FR=2000N，轴的直径d=60mm， 载荷FR到轴中心距离L=200mm，螺栓中心线至轴的中心距离l=50mm 。轴与毂配合面之间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf

=1.2，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=100MPa。试确定图（a）和图（b）连接螺栓的直径。

题10—5图

题10-6 试找出题10—6图中螺纹连接结构中的错误，并就图改正。已知被连接件材料均为Q235，连接件均为标准件。

a)普通螺栓连接

b)螺钉连接

接 d)紧定螺钉连接

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c)双头螺柱连

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题10—6图

第十一章 齿轮传动

题11-1在图示的直齿圆柱齿轮传动中,齿轮1为主动齿轮,齿轮2为中间齿轮,齿轮3为从动齿轮。已知齿轮3所受的扭矩T398Nm,其转速n3=180r/min,Z3=45,Z2=25,Z1=22,m=4mm。假设齿轮啮合效率及轴承效率均为1,试求:

（1） 啮合传动时,作用在各齿轮上的圆周力Ft和径向力Fr

,并将各力及齿轮转向标于图上；

（2）说明中间齿轮2在啮合时的应力性质和强度计算时应注意的问题；

（3）若把齿轮2作为主动齿轮,则在啮合传动时其应力性质有何变化,其强度计算与前面有何不同?

题11-1图 题解11-1图

题11-2 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1的旋向已给出。

（1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角的旋向,并画出各轮轴向力

、径向力及圆周力的方向。

200n（2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z=19,Z=85,m=5mm,,a=265mm, 轮1的传动功率P=6.25kW,n=275 r/min。试求轮1上所受各力的大小。

12n1答案参见我的新浪博客：/s/blog_

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题11－2图 题解11－2图

题11-3 图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向力及圆周力的方向。

题11－3图

020020n 题11-4 在题11-3图所示的减速器中,已知在高速级传动中，Z1= 19,

Z2= 38,

m

= 3 mm,dm2

=99 mm, ;在低速级传动中，Z3

= 19,Z4

= 76,mn

= 5 mm,。若T1100Nm,n1

= 800 r/min,齿轮与轴承效率取1,Ⅲ轴转向如图所示。

（1）试计算各轴的转矩与转速,并标出Ⅰ、Ⅱ轴的转向；

（2）当斜齿圆柱齿轮Z3的螺旋角3为多少时,方能使大锥齿轮和小斜齿轮的轴向力完全抵消;若要求斜齿圆柱齿轮传动的中心距达到圆整值时,3的精确值应是多少?

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题11-5 有闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，传递的扭矩T1120Nm，按其接触疲劳强度计算，小齿轮分度圆直径d160mm。已知：载荷系数K=1.8，齿宽系数d1，两轮许用弯曲应力FP1315MPa，FP2300MPa，现有三种方案：

(a)

(b)

(c)

Z140,Z280,m1.5mm,YFa1YSa14.07,YFa2YSa23.98

Z130,Z260,m2mm,YFa1YSa14.15,YFa2YSa24.03

Z120,Z240,m3mm,YFa1YSa14.37,YFa2YSa24.07

请选择一最佳方案，并简要说明原因。

题11-6设计一直齿圆柱齿轮传动，原来所用材料的许用接触应力为HP1800MPa，HP2700MPa，求得中心距a100mm，现改为HP1700MPa，HP2500MPa的材料，若齿宽和其'a它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的。

题11-7图示为变速箱的齿轮传动,其尺寸如下。若各齿轮的制造精度、齿面粗糙度及材料、热处理硬度均相同,都按无限寿命计算,主动轴传递的扭矩T1在各对齿轮啮合时为一定值。试分析哪一个齿轮的弯曲应力最大。

齿轮对Ⅰ:

Z1=18，Z2=72，m=2 mm，b=36 mm

齿轮对Ⅱ:

Z3=72，Z4=18，m=2 mm，b=36 mm

齿轮对Ⅲ:

Z5=45，Z6=45，m=2 mm，b=36 mm

题11－7图

题11-8 设计一台由电动机驱动的单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动,已知: 传动比i=5,齿轮按7级精度加工,单向回转,单班制工作,要求使用10年,主动轮传递的功率P1

= 20 kW,n1

= 1470

r/min,齿轮相对于轴承为对称布置,载荷有中等冲击,设备可靠度要求较高。（建议两轮材料都选45号钢）

第十二章 蜗杆传动

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题12-1 有一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比i = 18，蜗杆头数Z1 = 2，直径系数q = 8，分度圆直径d1 = 80

mm 。试求：

(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d2 和蜗杆传动中心距ɑ 。

2

题12-2 图示蜗杆传动，已知：蜗杆１

主动，其转向如题5-2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、

1

题12-2 图

n1

Fa）的方向。

题12-3 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 =4 mm ，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）。

n1

n1

O1

n

O2 O2

n2

O2

Fr2

Fa1

Ft1

Fr1

O1

O2 O2

n2

Fr2

F F

Fr1 n1

题解12-3图

题12-3图

题12-4 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nⅢ如图示。要求：

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第 21 页 共 28 页

(1) 确定Ⅰ、Ⅱ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Fa

2

、Fa 3 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Ft 3

、Fr 3 、Fa

3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Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3所受各力Ft

、Fr 、Fa的方向。

Ⅲ

nⅢ

4

Ⅲ

Ⅲ

1

2

nⅠ

Ⅱ

Ⅰ

3

题12-4图

Fa2

Ⅲ

1

Ft2

题解2

Ft3

Fa3

Fr3

3

12-4Ⅱ

nⅡ

nⅢ

4

Ⅰ

题12-5 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) Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（并在图中标示）；

(2) 若要使Ⅱ、Ⅲ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) Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（Ft 、Fr 、Fa在图中画出）。

Ⅱ

2

n6（nⅣ）

3

题12-5图

1

Ⅰ

Ⅲ

6

4

5

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题12-6 已知一闭式单级普通蜗杆传动，蜗杆的转速n1

= 1440 r/min，传动比i = 24，Z1

= 2，m

= 10 mm ，q =8 ，蜗杆材料为45号钢表面淬火，齿面硬度为50HRC，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造。若工作条件为单向运转，载荷平稳，使用寿命为24000 h 。试求：蜗杆能够传递的最大功率P1 。

第十三章 带传动和链传动

题13-1 简答题

（1）带传动的带速v为什么规定在5～25 m/s范围内？

（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？

（3）影响链传动动载荷的主要参数是什么？设计中应如何选择？

i（4）链传动的传动比写成n1z2d2n2z1d1是否正确？为什么？

题13-2 单根V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f=0.485。试求：

（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2；（忽略带的离心拉力的影响）

（2）V带传动能传递的最大有效拉力Fe及最大功率P0 。

题13-3 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=10 kW。求：带速V、有效拉力Fe、大带轮实际转速n2 。

题 13-4 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：该V带传动允许传递的最大功率。

题 13-5 设计一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=5.5 kw，转速n1=960 r/mim，带传动传动比i=2，两班制工作，要求轴间中心距a＜600 mm。

题 13-6 某带传动装置主动轴扭矩为T1，两轮直径d1、d2各为100mm与150mm，运转中发生了严重打滑现象，后带轮直径改为d1=150mm，d2=225mm，带长相应增加，传动正常，试问其原因何在？

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题13-7 一链号为16A的滚子链传动，主动轮齿数z1=17，链轮转速n1=730r/min，中心距a=600mm。求平均链速v，瞬时链速的最大值vmax和最小值vmin。

题13-8 某单排滚子链传动，已知主动轮转速n1=800r/min，齿数z1=19，z2=90，中心距a≈900mm，该链的极限拉伸载荷Q=55600N。若工作情况系数KA=1.2，求该传动能传递的功率。

第十四章 轴

题14－1 简述轴的结构设计应满足的基本要求。指出图中结构设计的错误，在错误处标出序号，并按序号一一说明理由。

题14－1图

题14－2 根据图示卷筒轴的三种设计方案填写下表（表中轴的类型为按承载情况分）：

方案

a

b

c

轴的类型

轴上应力

应力循环特性

题14－2图

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题14－3 设计图示单级斜齿圆柱齿轮减速器低速轴的结构。已知齿轮相对于支承为对称布置，齿轮宽度b2＝100 mm，轴承为7308AC，两支承间的跨度L＝200mm，外伸端装有一个半联轴器，孔的直径在25～35mm之间，轴与孔的配合长度为L′＝60mm。

，

60

200

150

题14-3 图

题14－4 有一带式输送机的双级斜齿圆柱齿轮减速器（如图a所示），功率由带轮输入。已知带传动为水平布置，V带对轴的作用力为FQ＝2300 N（与 Fr1在同一平面，且方向与Fr1 相同）。主动轮1的分度圆直径d1＝120

mm，Ft1＝5000

N，Fr1＝1800

N,Fɑ1=760 N。计算输入轴的支反力，画出轴的受力图，弯矩图、转矩图、当量弯矩图。

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第十五章 滑动轴承

题15-1 简答题

1．对滑动轴承的轴瓦材料有哪些具体要求？如何选用?

2．题15-1(2)图所示四种摩擦副中，哪些不能形成油膜压力？为什么？

题15-2 一非液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d = 200 mm，轴承宽度B = 200 mm，轴承材料为ZCuAl10Fe3。试求：当轴转速n = 120 r/min时，轴承允许的最大径向载荷。

题15-3 一起重机卷筒轴用非液体摩擦径向滑动轴承支承。已知径向工作载荷F=100kN，轴承直径d=90 mm，转速n=90 r/min。设计此滑动轴承。

第十六章 滚动轴承

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题16－1 根椐国家标准规范，说明下列轴承代号的含义及其主要特性（直接填入下表中）

内径d

尺寸系列

类型

公差等级

内部结构

30209

N2314

7320AC 6306／p5

题16－2 某传动装置，轴上装有一对6309轴承，两轴承上的径向负荷分别为：FR1＝ 5600 N，FR2＝ 2500 N，Fa= 1800 N，轴的转速为n＝ 1450 r/min，预期寿命为Lh′＝2500h，工作温度不超过100℃，但有中等冲击。试校核轴承的工作能力。若工作能力不满足要求，如何改进？

题16－3 在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对70000AC角接触球轴承。已知FR1＝3500N，FR2＝1800N。斜齿圆柱齿轮的轴向力Fa＝1000N，载荷有轻微冲击。试分别按题16-3图中两种装配方案，计算两轴承的当量动负荷。

Fa

Fa

-

2

题

16-图

1

2

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FR1 FR2

Fa

题16-3图

FR1

Fa

FR2

(a)

(b)

题16－4 蜗轮轴上安装有一对

30207轴承，轴承上的载荷分别为

FR1

Fa

FR2

FR1

＝ 5000 N，FR2＝ 2800 N，轴

向载荷Fa＝1000 N，工作温度低于

125℃，载荷平稳，n＝720 r/min。

试计算两轴承的寿命。

题16-4 图

题16－5 下图为双级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图，齿轮用油润滑，轴承采用脂润滑。试分析轴系结构的错误，在有错误处标明序号，说明错误原因并提出改进方法。

第十七章 连轴器、离合器和制动器

题17-1 填空题

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1） 联轴器和离合器是用来 连接两轴，并传递运动和扭矩的轴系 部件；制动器是

用来 降低机械速度或廹使机械停止运转 的装置。

2）用联轴器连接的两轴 只有在运动停止后经过拆卸才能彼此 分开；而用离合器

连接的两轴在机器工作时 可随时接合或分离 。

3）挠性联轴器按其组成中是否具有弹性元件，可分为 无弹性元件的挠性（刚性可

移式） 联轴器和有弹性元件的挠性（弹性） 联轴器两大类 。

4）两轴线易对中、无相对位移的轴宜选 刚性 联轴器；两轴线不易对中、有相对

位移的长轴宜选 挠性 联轴器；起动频繁、正反转多变、使用寿命要求长的大功率重

型机械宜选 齿轮 联轴器；起动频繁、经常正反转、受较大冲击载荷的高速轴宜选 有弹

性元件的挠性（弹性）联轴器 。

5）牙嵌离合器只能在 两轴不回转 或 两轴的转速差很小 时进行接合 。

6）摩擦离合器靠 工作面的摩擦力 来传递扭矩，两轴可在 任何速度 时实现接合或

分离。

题17-2 试选择一电动机输出轴用联轴器，已知：电机功率P = 11 kW，转速n=1 460

r/min，轴径d = 42 mm，载荷有中等冲击。确定联轴器的轴孔与键槽结构型式、代号及

尺寸，写出联轴器的标记。

题17-3 某离心水泵与电动机之间选用弹性柱销联轴器连接，电机功率P = 22 kW，转

速n=970 r/min，两轴轴径均为d=55mm，试选择联轴器的型号并绘制出其装配简图。

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