第 01 章 机械设计总论
题 1—1 已知转轴危险剖面的直径 d = 40 mm，承受弯矩 ，扭矩 ，弯曲应力为对称循环，扭转切应力为脉动循环。轴材料为40Cr钢调质， ， 水过滤芯
,设 ， K N = 1。试计算转轴在弯矩和扭矩共同作用时的计算安全系数S ca 。 解题分析： 转轴同时受弯矩和扭矩，则该轴受双向稳定循环变应力（弯应力 σ b 和扭切应力 τ ）作用，其计算安全系数 。 转轴
解答： 1.计算转轴危险剖面工作应力参数：平均应力和应力幅
弯矩应力：
因弯曲应力为对称循环，所以
扭转切应力：
因扭转切应力为脉动循环，故
2．求计算安全系数S ca
轴只受弯应力时：
轴只受切应力时：
零件承受双向应力时的计算安全系数
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题 2-1 有闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，传递的扭矩 ，按其接触疲劳强度计算，小齿轮分度圆直径 。已知：载荷系数 K =1.8 ，齿宽系数 ，两轮许用弯曲应力 ， ，现有三种方案：
(a)
(b)
(c)
请选择一最佳方案，并简要说明原因。
解题分析 ：因为三 种方案里，小齿轮直径都是 60mm ，接触疲劳强度是满足的 , 所以只要从弯曲疲劳强度方面来考虑。
解答 ：根据：
因为三对齿轮中的小齿轮直径都相等，令：
第（ 1 ）组：
第（ 2 ）组：
第（ 3 ）组：
第（ 1 ）组两个齿轮的 弯曲疲劳强度都不够，不能采用。 第（ 2 ）组和第（ 3 ）组 齿轮的弯曲疲劳强度都是足够的，但 第（ 2 ）组方案较好。当分度圆直径一定时，对于闭式软齿面齿轮传动， 在满足弯曲强度条件下，一般选较大的 。因为：（ 1 ）增大齿数能增大重合度 , 改善传动的平稳性并降低噪声。（ 2 ）齿数增加则模数相应减小，可节约材料和降低切齿成本。（ 3 ）可减少磨料磨损和提高抗胶合能力。
综上所述， 最佳方案是（ b）组。
第 03 章 蜗杆传动设计
题 3-1 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 n 2 ；
(2) 蜗杆、蜗轮受到的各力（ F t 、 F r 、 F a ）的方向。
解题分析 ：
1. 蜗轮的螺旋线方向: 根据 蜗杆传动正确啮合条件 γ = β ， 与右旋蜗杆啮合的 蜗轮螺旋线方向应为右旋。
2. 蜗轮的转向 n 2 : 根据螺旋副的运动规律确定。
热镀锌线槽3. 蜗杆受力方向: 因蜗杆为主动件，圆周力 F t 1 与 其转向相反；径向力 mide008F r 1 指向轮心 O 1 ；蜗杆螺旋线方向为右旋，其轴向力 F a 1 可 用右手定则判定，即右手握蜗杆，四指沿 n 1 方向弯曲，大拇指的指向则为轴向力 F a 1 的方向。
蜗轮所受各力方向 : 可根据蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系，即：
F t 1 = - F a 2 ； F a 1 = - F t 2 ； F r 1 = - F r2 确定。
解答 ：
1. 蜗轮的螺旋线方向及转向 n 2 ，见 题解 3-1 图所示。
2 ． 蜗杆所受各力 F t1 、 F r1 、 F a 1 ， 蜗轮所受各力 铝空气电池F t 2 、 F r 2 、 F a 2 的方向，如题解 3-1图所示。
第 04 章 带传动设计
题 4-1 带传动的带速 v 为什么规定在 5～25 m/s范围内？
答： 因为 P = F e v /1000 kW，故当功率 P 确定， v 过小时，则力 F e 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，带传动能传递的极限有效拉力 F e li m 减小，容易使得 F e ≥ F e li m 产生打滑，且此时抖动严重，故 v 不宜大于 25m/s。
题 4-2 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 n 1 =960 r/mim ，带传动传动比 博物馆展柜制作i =2 ，两班制工作，要求轴间中心距 a ＜ 600 mm 。
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