据媒体报道，近日，【机械设计作业集第3章答案】引发关注。本章主要围绕机械传动系统中的齿轮传动进行分析与计算，内容涵盖齿轮的基本参数、啮合条件、受力分析、强度计算及传动比的确定等。通过本章的学习，学生应掌握齿轮传动的基本原理和设计方法，能够根据实际工况进行合理的齿轮选型与计算。
以下是对本章作业题目的总结与解答，以表格形式呈现，便于查阅与理解。
| 题号 | 问题描述 | 解答要点 |
| 1 | 什么是标准直齿圆柱齿轮的基本参数？各参数的定义是什么？ | 标准直齿圆柱齿轮的基本参数包括模数（m）、齿数（z）、压力角（α）、齿顶高系数（ha）和顶隙系数（c）。模数是决定齿轮尺寸的重要参数；齿数表示轮齿的数量；压力角影响齿轮的啮合性能；齿顶高系数和顶隙系数用于确定齿顶和齿根的高度。 |
| 2 | 齿轮传动的正确啮合条件是什么？ | 齿轮传动的正确啮合条件为：两齿轮的模数相等，压力角相等。即 m1 = m2，α1 = α2。只有满足这一条件，齿轮才能正常啮合并传递动力。 |
| 3 | 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，模数 m=4mm，齿数 z1=20，z2=40，求中心距 a 和传动比 i。 | 中心距 a = (m(z1 + z2))/2 = (4×(20+40))/2 = 120 mm；传动比 i = z2/z1 = 40/20 = 2。 |
| 4 | 如何判断一对齿轮是否为标准安装？ | 标准安装是指两齿轮的分度圆相切，且中心距等于两分度圆半径之和。即 a = r1 + r2 = (mz1)/2 + (mz2)/2 = m(z1+z2)/2。若实际中心距与该值一致，则为标准安装。 |
| 5 | 齿轮传动中，作用在轮齿上的力有哪些？如何计算？ | 齿轮传动中作用在轮齿上的力有圆周力 Ft、径向力 Fr 和轴向力 Fa。其中：Ft = 2T/d，Fr = Ft·tanα，Fa = Ft·tanβ（适用于斜齿轮）。 |
| 6 | 为什么斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮更适合高速传动？ | 斜齿圆柱齿轮的齿面接触线较长，啮合过程更平稳，噪声较小，承载能力较高，因此更适合高速传动。此外，斜齿轮的重合度较大，可提高传动的连续性和稳定性。 |
| 7 | 已知一斜齿圆柱齿轮，法面模数 mn=3mm，螺旋角 β=15°，求端面模数 mt。 | 端面模数 mt = mn / cosβ = 3 / cos15° ≈ 3.106 mm。 |
| 8 | 齿轮的弯曲疲劳强度校核公式是什么？各符号代表什么意义？ | 弯曲疲劳强度校核公式为：σF ≤ [σF]，其中 σF 是轮齿根部的弯曲应力，[σF] 是轮齿的许用弯曲应力。σF = (2KTFt) / (bmnYFaYsa)，其中 K 为载荷系数，T 为转矩，Ft 为圆周力，b 为齿宽，mn 为法面模数，YFa 为齿形系数，Ysa 为应力修正系数。 |
| 9 | 齿轮的接触疲劳强度校核公式是什么？各符号代表什么意义？ | 接触疲劳强度校核公式为：σH ≤ [σH]，其中 σH 是齿面接触应力，[σH] 是齿面的许用接触应力。σH = ZE√(2KTH)/(d1b) ，其中 ZE 为弹性系数，K 为载荷系数，TH 为转矩，d1 为小齿轮分度圆直径，b 为齿宽。 |
| 10 | 举例说明齿轮传动中常见的失效形式及其预防措施。 | 常见失效形式包括：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形。预防措施包括：合理选择材料、控制表面硬度、保证润滑良好、适当调整传动比和负载、避免过载运行等。 |
通过本章的学习与练习，学生可以深入理解齿轮传动的工作原理和设计方法，为后续的机械系统设计打下坚实基础。建议在实际应用中结合具体工况进行详细计算与验证，确保传动系统的安全性和可靠性。
