机械设计计算题及答案
《机械设计计算题》试题库
29001单级齿轮减速器由电动机直接驱动，减速器输入功率P＝7.5kW，电动机转速n=1450r/min,齿轮齿数z
1
＝20，z2＝50，减速器效率?＝0.9。试求减速器输出轴的功率和转矩。
所以，
29002带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带输出功率为 2.51kW，现有
Y100L
2-4型电动机一台，电动机额定功率P
ed
=3kW，满载转速n m=1420r/min，试问此电动机
能否使用。各效率如下：?联轴器＝0.99，?齿轮＝0.97，?轴承＝0.99。
验算此电动机能否使用
P
输入
＝P输出/?总＝2.51/0.895=2.805kW
P
ed
(=3kW)>P输入（=2.805kW）
此电动机能用。
29003带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带的工作拉力F＝2300N(F中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗的影响），输送带的速度v=1.1m/s，卷筒直径D＝400mm，齿轮的齿数为z1＝17，z2＝102，z3＝24，z4＝109，试求传动装置的输出功率、总效率、总传动比和输入功率。各效率如下：?联轴器=0.99、?齿轮＝0.97、?轴承＝0.99。
1）输出功率：
2）总效率：
3）总传动比：
4）输入功率
29004一蜗杆减速器，蜗杆轴功率，传动总效率，三班制工作，如工业用电为每度0.12元，试计算五年（每年按260天计算）中用于功率损耗的费用。
功率损耗
五年中损耗能量
损耗费用元
五年中用于功率损耗的费用为74880元。
29005下图为一卷扬机传动系统简图，已知：被提升的重物W＝5000N，卷筒直径D＝300mm，卷筒转速n G=25r/min，电动机转速n E＝720r/min，试求：
1）重物W的上升速度v；
2）卷筒的转矩T；
3）匀速提升重物时卷筒的功率P；
4）电动机所需功率P E（传动总效率?＝0.886）；
5）减速器总传动比?i总。
1)
2)
3)
4)
5)
29006 带式输送机的传动系统如下图所示，已知z1＝z3＝z5＝z7＝17，z2＝z4＝z6＝z8＝34，带轮直径D1＝125mm、D2=250mm，电动机转速n1=1440r/min，各效率为?轴承＝0.99、?
0.94、?齿轮＝0.97、?链＝0.96，求：
带＝
1）电动机至卷筒之间的总效率；
2）传动系统的传动比i总（电动机至卷筒）；
3）卷筒的转速n8（即大链轮z8的转速）。
1）
2）
3）
29007 下图为一带式输送机的传动简图，由电动机经二级圆柱齿轮减速器带动带式输送机的卷筒，已知电动机转速n1=960r/min、功率P＝5.5kW，两级齿轮传动比i12=4.6、i34=5.0，卷筒直径D＝500mm，求各轴的转速、功率及输送带的速度和有效拉力。
各效率为：联轴器效率?1＝0.99，齿轮效率?2＝0.97，轴承效率?3＝0.99，卷筒效率（不包括轴承效率）?4＝0.96。
I轴：
II轴：
III轴：
IV轴：
V轴：
输出功率：
带速
带的有效拉力
29008 带式输送机的传动简图如图所示，已知输送带输出功率为2.51kW，各效率为?
＝0.9、?齿轮＝0.97、?轴承＝0.99，齿轮齿数z1=17、z2＝102、z3＝24、z4＝109。使用Y100L2联轴器
－4型电动机，电动机额定功率P ed＝3kW，满载转速n m=1420r/min，试求各轴的计算功率、转速和转矩。
总效率：
输入功率：P=P输出/?总=2.51/0.895=2.805 kW
各轴计算功率为：
各轴转速为：
各轴转矩为：
29009 下图为一带式输送机的传动简图，已知输送带输出功率为2.51kW（输出功率中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗），电动机额定功率P ed＝3kW，满载转速n
=1420r/min，减速器高速级传动比为6，低速级传动比为4.54，各效率分别为?联轴器＝0.99、?
m
＝0.97、?轴承＝0.99，试求齿轮1、3及两个联轴器的计算功率和转矩。
齿轮
1）总效率：
2）输入功率：
3）计算齿轮1、3及联轴器5、6的计算功率和转矩：
P
＝P=2.805 kW
联5
29010下图为装配车间流水线运输链传动系统图，运输链的牵引力F＝3600N，链轮节圆直径D＝250mm，转速n=40r/min。已知各效率为带传动?1＝0.95，齿轮传动?2=0.97，联轴器?3=0.99，轴承?4=0.99，电动机转速n I=720r/min，带传动的传动比i I =4，试求：
1）所需电动机功率；
2）轴II和轴III的传递功率；
3）轴II的转速。
1）总效率
总传动比
输出转矩：
输入转矩
所需电动机功率
2）
3）
29011 减速器传动比i=9，输入轴直径d1=18mm，若输出轴与输入轴同材料，减速器效率?=0.9，试估算输出轴直径d2。
按扭转强度估算直径，公式为：
，
两轴材料相同，取，则
29012已知I轴为输入轴，II轴为输出轴，两轴材料相同，，，，齿轮齿数、。求：
（1）II轴输出转矩（不计摩擦）；
（2）按扭矩估算，问强度是否满足？
（1）
（2）由公式，则
所以，，强度满足要求。
29013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，试确定平键联接的尺寸，并计算传递的最大转矩。键的许用挤压应力[?p]=110MPa。
平键（GB1096—79）mm
1.确定尺寸
轮毂长
mm，，，取键长
标记：键 GB 1096 –79
2.求所传递的最大转矩T
max
键所能传递的最大转矩为。
29014下图为一单级蜗杆减速器，蜗轮齿数，蜗轮分度圆直径，蜗杆头数，分度圆直径。试求：
1）蜗轮端面模数；
2）中心距a；
3）升角?；
4）蜗轮的回转方向；
5）在啮合处画出蜗杆的受力方向（用三个分力表示）。
1）
2）
3）
4）逆时针转动。
5）受力方向见图。
29015下图为一电梯的传动系统简图，蜗杆传动中，、，卷筒3的直径D=600mm，采用双速电动机驱动，其转速、，试求：
1)正常使用情况下的电梯速度（快速）；
2)心脏病患者使用时电梯的速度（慢速）；
3)电梯定员14人，若每人体重按650N计算，传动系统总效率?总＝0.7，求电动机所需功率P d（不计电梯自重）。
1)快速时电梯速度
2)慢速时电梯速度
3)电动机所需功率P d
电梯负荷
按快速求输出功率：
29016 4根B型V带，小带轮直径，大带轮直径，带速，中心距，基准长度，包角，单根V带所能传递的功率。
1）现将此带用于一减速器上，三班制工作（工作情况系数），要求传递功率，试验算该传动的承载能力是否足够。
2）写出此V带的标记。
注：，，，，。
（1）根
或
该传动承载能力不够，4根带只能传递功率4.4 kW，要求传递功率5.5 kW需5根带。
（2）B 1800?4 GB 11544—89
下图为一提升机构，已知重物W＝13.5kN，卷筒直径D＝600mm，开式齿轮传动4的传动比i4=5，提升重物的速度v＝0.47m/s，试求：
1）若电动机1的转速n1=960r/min，单级斜齿圆柱齿轮减速器3的传动比i3=6，V带传动2的传动比应是多少？
2）若计及各级传动的效率［带传动?1＝0.94，开式齿轮传动?2＝0.95，斜齿轮传动?3＝0.97，轴承?4＝0.99，联轴器?5错误!未定义书签。=0.99，卷筒?6（不包括轴承损失）=0.96］，电动机的功率应是多少？
1）
带传动传动比为
2）
?
电动机功率为
29017 下图为一提升机构，已知重物W＝13.5kN，卷筒直径D＝600mm，开式齿轮传动4的传动比i
=5，提升重物的速度v＝0.47m/s，试求：
4
1）若电动机1的转速n1=960r/min，单级斜齿圆柱齿轮减速器3的传动比i3=6，V带传动2的传动比应是多少？
2）若计及各级传动的效率［带传动?1＝0.94，开式齿轮传动?2＝0.95，斜齿轮传动?3＝0.97，轴承?4＝0.99，联轴器?5错误!未定义书签。=0.99，卷筒?6（不包括轴承损失）=0.96］，电动机的功率应是多少？
1）
带传动传动比为
2）
?
电动机功率为
29018 斜齿圆柱齿轮减速器中心距a=200mm，齿轮法向模数m n=4mm，齿轮齿数和z1＋z
＝98，问：
2
1）齿轮螺旋角?＝？
2）如保证齿轮不根切，最大传动比i max为多少？
（1）
（2）不根切要求当量齿数
取
最大传动比
29019 一单级斜齿圆柱齿轮减速器中，由接触疲劳强度公式计算得到斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮分度圆直径应为，已知传动比i=3.8，小齿轮齿数，要求中心距a的尾数为0，螺旋角?在10?～15?之间，i的误差为?2％，载荷平稳，速度中等，齿宽系数。
1）试选择计算该齿轮传动的各参数（a，m n，z1，z2，?）。
2）计算大、小齿轮的分度圆直径和齿宽。
1）
取
，，取
，取
取
重新调整
取，则
，
取齿轮传动的参数为：
，，，，
2）
，取
29020 下图为一提升机传动简图，已知重物，提升速度，卷筒直径，，0，带轮直径，，电动机转速。试求：
1)总传动比i
和齿轮z6的齿数。
总
2)提升机输入功率。
注：各分效率如下：V带传动，闭式圆柱齿轮传动（8级精度），联轴器，开式圆柱齿轮传动，卷筒效率，滚动轴承。
1)求总传动比i总和齿数z6
卷筒转速
总传动比
则齿数
2)求提升机输入功率
总效率
输出功率
输入功率