四、计算题
1. 解：该轮系为由圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆蜗轮组成的定轴轮系。 （1）i16 （2）n6??z?z?z?z?zn160?20?20?35?135?23456??108n6z1?z2??z3??z4?z5?z6?2?25?25?30?28n1900??8.33r/mini16108，转向如图所示。
2. 解：该轮系为由圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮和齿轮齿条组成的定轴轮系 （1）i15 （2）n5??z?z?z?zn140?120?40?80?2345??32 n5z1?z2??z3??z4?60?80?60?2n1240??7.5r/min， i1532 （3）齿条6的移动速度v6等于齿轮5?分度圆线速度，所以
?n5?
v6??d5?n5?60??mz5?n5?60???5?65?7.560?127.6mm/s
齿条6的运动方向如图所示。
3. 解：该轮系为一个平行轴定轴轮系。 （1）i15?n1z2?z3?z5?z6z3?z6??n5z1?z2?z4?z5z1?z4
（2）齿轮3和齿轮6的齿数可以从中心距相等的关系中求得。由于齿轮1，2，3的模数相等，
中心距间的关系为
11m?z1?z2??m?z3?z2? 22从而得到z3?z1?2z2?20?2?20?60
同理可得z6?z4?2z5?20?2?20?60
（3）所以，n5
?n1?z1?z420?20?1440??160r/minz3?z660?60，转向如图所示。
4. 解：该轮系为行星轮系。 （1）i1H （2）nHH?1?i14?1???1?1z2?z430?65?1??7.5
z1?z320?15
?n1150??20r/mini1H7.5 行星架H的转向与齿轮1的转向相同。
5. 解：该轮系为差动轮系。 （1）i13 （2）n1H?z?zn1?nH25?60??23????5，则有
n3?nHz1?z2?15?20?nH?5?nH?n1?，所以， nH?n1?5n36
（3）设齿轮1转速为正，则齿轮3转速为负，则有
nH?n1?5n3200?5???50?50?????8.33r/min 666 行星架H的转向与齿轮1的转向相反，而与齿轮3的转向相同。
6. 解：该轮系为一行星轮系。 （1）由同心条件得
11m?z1?z2??m?z3?z2?? 则有 22 z3?z1?z2??z2?60?20?15?65
z2?z315?653H?1?? （2）i1H?1?i13?1?z1?z2?60?2016
齿轮1与行星架H的转向相同。
7. 解：该轮系为一差动轮系。
（1）根据同心条件，轮1和轮2的中心距应等于轮3和轮2的中心距，对于标准齿轮，相啮
合的齿轮模数相等，故
r3?r2?r1?r2，r3?r1?2r2，则有 11 mz3?mz1?mz2，z3?z1?2z2?40?2?20?80
22 （2）当nH?0时，即行星架H固定，该轮系成为定轴轮系，
znn80120i13?1??3????2,n3?1????60r/minn3z140i132
齿轮3的转向与齿轮1的转向相反。
8. 解：该轮系为一混合轮系。
（1）该轮系的齿轮1，2，2/，3和行星架H组成行星轮系，其传动比为
i1H?1???1?2z2?z320?209?1??
z1?z2?25?2525 （2）由齿轮4和行星架H组成定轴轮系，其传动比为
iH4? （3）i14nHz201??4???? n4zH1005
?n19?1?9?i1H?iH4???????n425?5?125 齿轮1与齿轮4的转向相反。
9. 解：该轮系为一混合轮系。
（1）由齿轮1，2，3和行星架H组成行星轮系，其传动比为
i1H?1???1?2z2?z320?209?1??
z1?z2?25?2525 （2）由齿轮4和行星架H组成定轴轮系，其传动比为
iH4? （3）i14nHz201??4???? n4zH1005
?n19?1?9?i1H?iH4???????n425?5?125 齿轮1与齿轮4的转向相反。
10. 解：该轮系为一混合轮系。
（1）由齿轮3/、4、4/组成定轴轮系，其传动比为
i3?4??n3?n3z100???4?????5 n4?nHz3?20 得n3Hi13???5nH
（2）由齿轮1，2，2/，3和行星架H组成差动轮系，其传动比为
n1?nHz?z48?60??24????4 得
n3?n4z1?z2?24?30n1?nH?4?nH?n3?
（3）联立求解
n1?5nH?4n3?25nH，所以
ni1H?1?25
nH 齿轮1与卷扬机的转向相同。
11. 解：该轮系为一混合轮系
（1）齿轮1，2组成定轴轮系，其传动比为
i12?n1z260n900???30，n2?1??30r/minn2z12i1230n7?nHz?z??35n3?nHz4?z6， 得
，方向如图所示。
（2）齿轮2，3，4，5，6组成单一周转轮系，其中蜗轮2兼作转臂，其传动比为
Hi63? （3）联立求解
因为齿轮3，4，5，6均为标准安装的标准齿轮，且各齿轮的模数相同，根据同心条件， 则有，a34
?a56，所以 1?z5?z6??1?z3?z4?，则 22z3?z4?z5?z6?20?40?40?100，又齿轮3固定，n3?0，所以
?z3?z5??20?100???n6??1?n?1???30?67.5r/min ?2?z?z40?40??46?? 齿轮6的转向与蜗轮2转向相同。 12. 解：
nA?n6z?z??35
nC?n6z2?z4n7z924????4， 得 （2）i79?n9z732333n7?n6?n9??nB??600??450r/min
4441250?45034?64?? （3）， 得
nC?45032?367650?7200?26.47r/min nC?17 （1）iAC6? 轴C方向与轴A一致。 第八章 机械设计概述
一、判断题（正确 T，错误 F）
1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。强度准则是零件设计中最基本的准则。 （ ）
2. 变应力只能由变载荷产生。 （ ） 3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。（ ） 4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。 （ ） 5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。
（ ）
二、单项选择题 1. 循环特性r。 ??1时的应力是（ ）
A 对称循环变应力 B脉动循环变应力 C 非对称循环变应力 D 静应力 2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。
A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 轧制 3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径d1?2d2，弹性模量E1?2E2，则其接触应力值为（ ）。
A ?1?8?2 B ?1?4?2 C ?1?2?2 D ?1??2
A 小 B 大 C 相等 D 不一定
4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。 三、填空题
1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。 2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。 3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。 4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。
5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。 四、简答题
1. 试述机械零件的功能失效的含义，并举出两个例子。
2. 简述机械零件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？
3. 试述机械零件的强度的含义，写出其一般表达式，并解释式中各变量的含义。 4. 稳定变应力的五个基本参量指什么？若某零件所有最大应力
?max?300MPa，最小应力
?min??120MPa，试求其他三个参量。
参考答案
一、判断题（正确 T，错误 F） 1. T 2. F 3. F 4. F 5. T 二、单项选择题 1. A 2. A 3.D 4. B 三、填空题 1. 强度准则
2. 整体断裂 塑性变形 磨损 过大的弹性变形 功能失效 3. 屈服极限 强度极限 4. 静 变
5. 有效应力集中系数 绝对尺寸系数 表面状态系数 四、简答题
1. 功能失效：机械零件不能完成规定功能的失效称为功能失效。如摩擦带传动中的打滑，螺栓联接的松动。 2. 机械零件的主要失效形式有：整体断裂，塑性变形，磨损，过大的弹性变形，功能失效；主要计算准则有：强度准则，刚度准则，耐磨性准则，振动稳定性准则。