机械设计自测习题中国矿业大学.docx

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机械设计自测习题中国矿业大学

1机械设计总论

1.1当其它条件相同时，零件剖面的绝对尺寸愈大，其疲劳极限也愈大。

（）

1.2材料损伤积累假说认为：

载荷作用的顺序，应力频率的高低，对疲劳强度都有明显的影响。

（）

1.3机械零件不能正常工作称为失效（），这也意味着零件已破坏。

（）

1.4跑合磨损使机器寿命缩短，应设法防止。

（）

1.5选用相同材料作摩擦配偶表面，不容易发生粘着磨损。

（）

1.6润滑油的粘度与压力无关。

（）

1.7流体粘度随着压力升高而降低（），随着温度升高而升高（）。

1.8零件上受力大小和方向都不变的载荷作用，则一定要按静强度计算（）；若受力载荷大小不变方向改变，则一定要按疲劳强度计算（）。

1.9零件的表面硬度越高，其接触强度越差（），耐磨性越好（）。

1.10边界润滑状态，金属表面上附物理吸附膜和化学吸附膜，由此生成的润滑性能一般称之为______。

（

极压性；②油性；

氧化稳定性）

1.11对于受循环应变力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是______。

（

最大应力；②平均应力；

应力幅）

1.12合金钢较碳钢有较高的______敏感性。

（

对热处理的；②对应力集中；

对塑性变形的；④对弹性变形的）

1.13圆柱与圆柱间的接触应力

与所受载荷

的关系是_______。

（

∝

；②

∝

；

∝

）

1.14零件受载荷所产生的应力中，对体积应力，载荷与应力成_______关系。

（

线性；②非线性；）

1.15机械零件载荷计算时的载荷系数是______的数值。

（

大于1；②小于1；

大于零；④小于零）

1.16零件疲劳强度计算中引入寿命系数KN，它是一个______的数值，当应力循环次数大于循环基数时，KN将______（

小于零；②大于等于1；

小于等于1；④等于零；⑤等于1）

1.17疲劳磨损是由于接触应力反复作用引起金属微粒脱落的现象，一般也叫_____。

（

胶合；②磨料磨损；

点蚀；④腐蚀）

1.18若零件许用应力[

]=

说明

所代表的意义。

1.19磨损过程大致分成_____阶段、______阶段和_______阶段。

1.20机械零件设计时，计算所用的载荷，称之为______，一般用______乘上名义载荷来计算。

1.21在疲劳曲线图上标出疲劳极限、循环基数和坐标轴代号。

1.22在极限应力曲线图上标出坐标轴代号，在图上空白尺寸线上填上合适的习惯用的代号。

1.23试在图上标出边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦的区间。

题：

1.21题：

1.22题：

1.23

1.24边界膜是由_______、_______和_______三种润滑膜组成。

1.25在高副接触的承载中，可实现流体动力润滑：

这是由于流体在高压下粘度增大并且时接触几何形状发生弹性变形所至。

称这种润滑为________。

2螺纹联接与螺旋传动

2.1螺纹的公称尺寸为中径。

（）

2.2机器中常看到的吊环螺钉，其螺纹联接类型是属于螺栓联接。

（）

2.3在螺栓联接中，加上弹性垫片或者弹簧可以提高螺栓的疲劳强度。

（）

2.4当承受冲击或振动载荷时，用弹簧垫圈作螺纹联接的防松，效果较差。

（）

2.5用螺纹联接传递较大载荷时，例如联轴器与轴的联接，常用紧定螺钉联接。

（）

2.6在选择联接用螺纹的头数时，很少选用单头。

（）

2.7只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险截面上的应力状态为。

（

简单拉伸；②纯剪切；

拉弯组合；④拉扭组合；⑤弯扭组合）

2.8为了提高受轴向变载荷螺栓的疲劳强度，应。

（①增加联接件刚度；②降低联接件刚度；③增加螺栓刚度）

2.9当计算受轴向载荷

的紧螺栓联接的受力时，螺栓所受总拉力

，其中

为。

（①最大工作载荷；②残余予紧力；

预紧力）

2.10对顶螺母和弹簧垫圈是。

（①用机械方法的防松装置；②靠轴向压紧摩擦的防松装置；

靠径向压紧摩擦的防松装置）

2.11常用的联接螺纹牙型都是三角形，主要是由于三角形螺纹的。

（①强度好，寿命长；②效率高；

当量摩擦系数大，自锁性能好）

2.12与公称直径、牙型角、螺纹头数相同的粗牙螺纹相比较，细牙螺纹能比粗牙螺纹。

（①自锁性好，强度高；②自锁性差，强度低；

自锁性好，强度低；④自锁性差，强度高）

2.13紧联接螺栓的强度的计算公式为

，其中1.3是考虑。

（①提高安全可靠性；②螺纹所受拉力的影响；

保证联接的紧密性；④螺纹所受扭矩的影响）

2.14在受变载荷的螺栓联接中，若保持预紧力不变，则减小螺栓的刚度，会使螺栓的总拉力变动范围。

（①增大；②减小；

不变）

2.15当进行螺栓组的结构设计时，一般各个联接螺栓材料、直径和长度应。

（①相同；②不同；③视具体情况决定）

2.16受倾覆力矩作用的螺栓组联接，每个螺栓所受的工作载荷。

（①相等；②与到倾覆轴的距离成正比；③与到倾覆轴的距离成反比；④无规律）

2.17在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式

中，

为。

（①工作载荷；②预紧力；③残余预紧力；④预紧力+工作载荷；⑤工作载荷+残余预紧力）

2.18当进行螺栓联接的结构设计时，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了。

（①不致损伤螺栓头和螺母；②增大接触面积，不易松脱；③防止产生附加载荷）

2.19受旋转力矩的配合螺栓组，每个螺栓所受的载荷是。

（①相等的；②与螺栓到几何中心距离成正比；③与螺栓到几何中心距离成反比；④以上答案都不对）

2.20与切制螺纹相比，轧制螺纹的疲劳强度。

（①高；②低；③与切制的相同）

2.21在扳紧螺母时，螺母与被联接件接触面之间的摩擦阻力矩为。

（①

;②

;③

;④

）

2.22悬置螺母的主要作用是。

（①作为联接的防松装置;②减小螺栓系统的刚度;③使螺母中各圈螺纹受力较均匀;④防止螺栓受弯曲载荷）

2.23螺纹联接防松的根本问题在于。

（①增加螺纹联接的刚度；②增加螺纹联接的轴向力；③增加螺纹联接的横向力；④防止螺纹副的相对转动）

2.24某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度cb，与被联接件的刚度cm相等，联接的预紧力为

。

现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷F达到与预紧力

的大小相等时。

（①被联接件发生分离，联接失效；②被联接件即将发生分离，联接不可靠；③联接可靠，但不能再继续加载；④联接可靠，只要螺栓强度足够，外载荷F还可以继续增加到接近预紧力

的两倍）

2.25某气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在0～2MPa之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类型为。

（①非对称循环变应力；②脉动循环变应力；③对称循环变应力；④非稳定循环变应力）

2.26当一个承受变载荷的螺栓联接，其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时，应首先考虑采用来提高其疲劳强度。

（①增加螺栓直径；②提高螺栓材料的屈服极限；③改用双螺母；④柔性螺栓）

2.27最适宜做滑动螺旋传动的螺母和螺杆的材料是

。

（①螺母：

45钢，螺杆：

ZG40；②螺母：

45钢，螺杆，45钢；③螺母：

40Cr，螺杆，Q275；④螺母：

Q235，螺杆：

HT200，⑤螺母：

ZCuSn10Pb1，螺杆：

45钢）

2.28说明图示两种螺母，哪种合理?

为什么？

2.29说明螺栓为什么中心制有孔?

2.30三角形螺纹的牙型角

为600，摩擦系数f=1.0时，该螺纹副的当量摩擦系数ρv=。

2.31常见螺栓的螺纹是左旋还是右旋？

有左旋或者右旋对联接性能有何影响？

2.32三种常用螺纹联接的基本类型是：

、和。

2.33螺纹的螺旋升角愈小或当量摩擦角愈大，螺纹的自锁性能愈、效率愈。

2.34螺纹联接拧紧力矩，是克服之间的阻力矩和之间阻力矩。

2.35如图所示，受横向载荷的两平板，若用螺栓联接，试分别绘出普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的结构简图。

题：

2.35

2.36螺纹防松装置按原理可分为_______、_______、________。

2.37当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用联接；当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用联接。

2.38受横向力或者扭矩载荷的螺栓组，当采用普通螺栓时，联接的失效形式可能有：

①螺栓的剪断②螺栓或孔壁的压溃③螺栓的疲劳断裂④联接面间滑移。

（试删去不正确的）

2.39当螺栓的预紧力为20kN，刚度与被联接件刚度的关系为cb=cm/3，联接所受工作载荷在40kN至10kN之间交替变化时，试计算相应作用在螺栓上的拉力变化幅值。

（答案：

3.75）

2.40已知某螺栓联接的预紧力为15000N，测得螺栓伸长δb=0.1mm，被联接件缩短δm=0.05mm。

求在变动工作载荷F=0～900N作用下，螺栓及被联接件所受载荷的最大值与最小值。

（答案：

15300及15000与15000及14400）

2.41一普通螺栓联接，设螺栓刚度为cb，被联接件刚度为cm，如果cb=cm，预紧力F0=1000N，轴向外载荷F=1100N。

试求螺栓中的总拉力和被联接件中的残余予紧力。

（答案：

1550和450）

2.42图示的盖板用两个螺钉固定在壳体上，盖板上吊环受拉力为10KN，若螺钉残余预紧力为工作拉力的0.6倍，螺栓刚度与被联接件刚度之比为0.25。

试①确定螺钉在工作中所受的总拉力；②确定螺钉的预紧力（答案：

8、7）

题：

2.42

2.43图示的两根120*120mm2的木梁用12个M20螺栓（d1=17.29mm）通过两块120*6mm2的钢盖联接在一起，梁所受到的拉力R=60KN，板间摩擦系数f=0.1，若螺栓的许用应力[

]=150N/mm2，试校核螺栓强度。

（要考虑摩擦力的可靠系数，即摩擦力加大20﹪）（答案：

332，不满足强度）

2.44图为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图。

①当工作载荷为2000KN时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力；②若被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？

（答案：

4732及2723；6309）

4000

题：

2.44

2.45图示为一汽缸盖螺栓联接的受力变形图。

试问螺栓再承受F=+2000～+1000的工作载荷，螺栓总拉力Q应如何变化？

请在图上示意画出。

并明确回答螺栓所受的最大拉力和最小拉力的数值及应力循环特性系数。

（答案：

4732，4366，+0.92）

题：

2.45

2.46某螺栓联接验算时强度不够，试问在工作载荷、残余预紧力均不变的情况下，采取哪些措施来提高螺栓联接的疲劳强度？

请用载荷—变形图予以说明。

2.47为什么螺旋千斤顶举起重物，重物不会自行落下?

2.48某螺旋传动采用双线纹，其螺距为10mm，为使螺母轴向位移达到100mm，问螺母要对螺杆转几圈?

2.49螺纹升角的大小对自锁和效率有何影响?

2.50与矩形螺纹相比三角螺纹的自锁性能，效率，适用于。

2.51传动用螺纹牙剖面形状有、和。

其中最常用的为。

3轴毂联接

3.1平键是靠键的上下两面与键槽间的摩擦力来传递载荷的。

（）

3.2楔键是靠键的侧面来工作的。

（）

3.3切向键主要优点是对中性好，因此在重型机械和大型设备中广为应用。

（）

3.4与楔键联接比较，平键联接主要优点是：

装拆方便、对中性好，所以应用较为广泛。

（）

3.5平键联接在机器制造中应用广泛，主要是因为结构简单且可以承受一定的轴向力。

（）

3.6半圆键是靠键侧面与键槽间的挤压和键的剪切来传递载荷的。

（）

3.7花键侧面定心时，定心精度高，但是各花键齿受载不均匀。

（）

3.8平键的名义尺寸、和已标准化了；其中二者根据在标准中选定。

3.9一个键强度不够时，可采用两个键联接。

这时，二键间隔角度：

若是平键则为度；若是切向键则为度。

若采用两个平键强度还不够时，应采用键。

3.10轴中部且需移动的变速齿轮与轴的联接可采用：

普通平键、花键，滑键、楔键、

切向键、导向键等。

（试删去不正确的）

3.11与平键相比，花键联接的主要优点是：

承载能力强，对中性好，导向性好，联接质量高，制造容易，成本较低。

（试删去不正确的）

3.12右图的键槽比左图合理，这是因为右图。

（①轴的对中性较好；②键槽加工较方便；③键的受剪面较大；④轮毂装配到轴上较方便）

3.13矩形花键有几种定心方式?

各有何特点?

各用于何处?

3.14矩形花键侧面定心时，定心精度高，但是各花键齿受载不均匀。

（）

3.15试分别画出①平键②楔键③切向键三种联接横剖面示意图。

3.16一凸缘联轴器用圆头平键与轴相联接。

键的尺寸为b*h*L=12*8*80mm，轴的直径d=40mm，若键联接的许用挤压应力[

]=100N/mm2，试求该联接所能传递的扭矩。

（答案：

544）

4带传动

a）

4.1V带有Z、Y、A、B，C、D、E七种型号，其中剖面尺寸Z型最大，E型最小。

（）

4.2当带传动在正常载荷下工作不打滑时，其主动轮的圆周速度一定等于从动轮的圆周速度。

（）

4.3带传动中由于存在滑动，因此实际传动比小于理论传动比。

（）

4.4带传动张紧的目的主要是提高带的寿命。

（）

4.5带传动中，对于水平或接近水平的传动，常把松边放在下边。

（）

4.6带传动中的弹性滑动，致使胶带发生磨损，承载能力下降．这是带传动主要失效形式。

（）

4.7带传动所能传递的最大有效圆周力随着初拉力增加而增加，因此初拉力越大越好。

4.8在V带传动中，适当地提高初拉力，加大包角，可以避免发生弹性滑动。

（）

4.9带传动中，从动轮上发生弹性滑动时，则。

（①带的速度小于带轮的圆周速度；②带的速度大于带轮的圆周速度；③带的速度等于带轮的圆周速度）

4.10在带、链，齿轮组成的多级减速传动中，带传动应放在。

（①高速级；②低速级；③高速级或低速级均可）。

4.11带传动中，若空转且不计摩擦损耗时，小带轮包角应全部是。

（①静止角；②滑动角）

4.12带传动的主要失效形式有：

带的磨损、带的胶合、带的断裂、带的点蚀、带在带轮上打滑．（试删去不正确的）

4.13在带传动中，若发生打滑现象，则在。

（①大带轮上先发生；②小带轮上先发生；③大小带轮上同时发生）

4.14带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的。

（①绕进段；②退离段；③全部包围弧段）

4.15带传动正常工作时，小带轮上的滑动角小带轮的包角．（①大于；②小于；③小于或等于；④大于或等于）

4.16带传动的设计准则是。

（①保证带具有一定寿命：

②保证带不被拉断；③保证传动不打滑条件下，带具有足够的疲劳强度和寿命；④保证不打滑；⑤保证带轮不发生磨损和点蚀）

4.17带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了。

（①提高传动寿命；②减小对轴的压力；③减小结构尺寸；④提高摩擦力保证有一定承载能力）

4.18图示V带与轮槽相对位置中正确的结构是。

4.19V带传动中，带截面楔角为400，带轮的轮槽角应。

（①大于；②小于；③等于）

4.20V带转动的张紧轮应压在_______。

（①带的内侧使带只受单向弯曲；②带的外侧使包角增大；③小带轮上；④大带轮上）

4.21带传动中带轮最常用的材料是。

（①Q235；②45钢；③HTl50；④ZGS0；⑤塑料）

4.22目前在工业中，V带传动较平型带应用广泛主要因为V带传动。

（①结构简单；②带轮容易制造；③可远距离传动；④结构紧凑；⑤可传递较大功率；

传动效率高，寿命长）

4.23带传动中，若空载且不计摩擦损耗时，主动轮的圆周速度从动轮的圆周速度。

（①小于；②大于；③等于）

4.24带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为。

（①带的材料不符合虎克定律；②带磨损；③带在带轮上打滑；④带在带轮上的弹性滑动）

4.25V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是。

（①带的型号；②带的速度；③主动轮转速；④传动比）

4.26用提高带传动的传递功率是不合适的。

（①适当增大预紧力F0；②增加带轮表面粗糙度；③增大小带轮基准直径dd1）

4.27实践证明，带传动传递载荷时，带的弹性滑动发生在。

（①全部接触弧上；②带离开主、从动轮以前的那一部分动弧上；③带进入主、从动轮的那一部分静弧上）

4.28一定型号的三角带传动，若小带轮直径dd1保持一定，而增大其传动比i，则带绕在大带轮上的弯曲应力σb2应。

（①增大；②减小；③不变）

4.29E型V带绕在直径dd1=500mm的小带轮上，若带的抗弯弹性模量E＝200N／mm2，带的最外层到中性线的距离ha＝8.3mm，则带内最大的弯曲（拉）应力是N／mm2。

（①3.3；②4.1；③6.6；④8.7）

4.30某V带传动，当带速增大到原带速的2倍，带内的离心应力即随之增大到。

（①1倍；②2倍；③3倍；④4倍）

4.31V带传动设计时，带的根数为什么不能取得过多?

过多有什么不好?

4.32带传动设计中，为什么要限制带速度不能过大，也不能过小?

4.33普通三角胶带有帘布结构和线绳结构二种。

帘布结构的主要优点是________；线绳结构的主要优点是_________。

4.34说明公式

中各参数的意义。

4.35画出小带轮为主动轮的带传动应力分布情况图，在图中标出带的最大应力发生处，并给出最大应力计算公式。

4.36带在工作中存在的应力有、和，其中变化的应力有、。

最大应力发生在位置。

4.37带传动所传递的最大有效圆周力可用公式

计算。

式中：

表示、

表示轮的，

表示。

4.38带的弹性滑动是由于而引起的，它是逼免的。

4.39带传动中，紧边拉力

和松边拉力

比值，在空载时为；在正常传动时应在。

4.40带传动的主要失效形式是______和_______。

4.41V带传动刚开始打滑时，紧边拉力

与松边拉力

的关系式为，其中参数含义是。

4.42带传动设计准则是：

在保证传动_______的条件下，带具有一定的_________。

4.43V带传递功率为10kW，带速v=10m/s．若知紧边拉力与松边拉力满足F1=2F2，求：

（1）紧边拉力及有效圆周力；

（2）安装时的初拉力?

（答案：

2000，1000；1500）

4.44V带传动，主动主动轮D1=250mm，转速n1=1200／min、包角

带与带轮间当量摩擦系数为fv=0.333．在即将打滑时测得功率为15.7kW，求此时紧边拉力F1和有效拉力Fe。

（答案：

1582，1000）

4.45V带传递功率为10kW，带速v=10m/s，包角

带与带轮间当量摩擦系数为fv=0.2。

（1）求有效拉力Fe；

（2）若测得松边拉力F2=1800N，问此时是否发生打滑？

（答案：

1KN；1.566，未发生打滑）

4.46如图：

a为减速带传动，b为增速带传动。

设D1=D4，D2=D3，中心距为A，胶带材料，尺寸及张紧力均相同，轮1、3分别为主动轮，转速均为n。

试分析：

①哪个装置传递的圆周力？

②哪个装置传递的功率大？

③哪个装置胶带的寿命长？

234

题：

4.46

4.47在图示由带和塔轮组成的变速带传动中，试分析说明哪对带轮传动时传递的功率最小？

（图中D1=D6，D2=D5，D3=D4，假定输出轴Ⅱ的阻力矩不变）

题：

4.47

4.48由双速电机与V带传动组成的传动装置，从动轴有两种转速400r/min和800r/min。

①若电机输出功率不变，带传动应按哪种转速设计？

为什么？

②若电机输出功率随载荷增大而增加，输出转速不变，问在哪种转速时承受载荷大？

5链传动

5.1链节距愈大，链速愈不均匀。

（）

5.2链传动对轴的压力较带传动对轴的压力大。

（）

5.3链传动的平均传动比等于链轮节圆直径的反比。

（）

5.4套筒滚子链设计时，链轮齿数最好取偶数，链条节数最好取为奇数。

（）

5.5链传动的传动比可按下式计算，i＝Z2／Z1，而链轮齿数Z1和Z2是定值，所以链传动瞬时传动比可维持常数。

（）

5.6套筒滚子链，节距越大承载能力越高（），工作也越平稳（）。

5.7链传动只有在传动比情况下，才有可能保持瞬时传动比恒定．（①i<1；②i=1；③i>1）

5.8为实现平稳和噪声小的传动可选用的链条是。

（①套筒滚于链；②齿形链；③圆环链；④上三种都可以）

5.9计算链轮节圆直径的公式是。

（①d=z／sin（1800/p）；②d=p／sin（1800/z）；③d=sin（1800/z）／p；④d=sin（1800/p）／z；此处。

z-齿数，p-节距）

5.10制造链传动链轮的材料常用。

（①铜合金；②铸铁；③淬火回火的中炭钢；④不做处理的低炭钢）

5.11自行车的从动链轮齿数和直径为18和73mm，主动轮的为48和194mm，其平均传动比为。

（①48／18；②18／48；③73／194；④194／73）

5.12在套筒滚子链设计中，在满足承载能力要求的前题下，节距选得越好，小链轮齿数选得越好。

（①越大；②越小）

5.13在设计套筒滚子链时，限制链速不要过大的主要目的是为了。

（①提高传动能力；②限制动载荷和噪音；③缩小结构尺寸；④改善润滑）

5.14相比而言，传动时具有工作平稳、噪声小、允许链速较高、承受冲击载荷能力较好和轮齿受力较均匀的优点。

（①套筒链；②滚子链；③齿形链）

5.15链传动中，链条的平均速度v=。

（①

②

③

④

）

5.16在链传动设计中，一般链轮最多齿数限制为zrnax=120，是为了。

（①减小链传动的不均匀性；②限制传动比；③链节磨损后减少跳齿和脱链；④保证链轮轮齿的强度）

5.17在链传动中，限制链轮最少齿数的目的之一是为了。

（①减少传动的运动不均匀性和动载荷；②防止链节磨损后脱链；③使小链轮轮齿受力均匀；④防止润滑不良时轮齿加速磨损）

5.18Fe为链条的有效拉力，作用在轴的载荷Q可近似地取为。

（①Fe②1.2Fe③1.5Fe④2Fe）

5.19链条在小链轮上的包角过小的缺点是。

（①链条易从链轮上滑落；②链条易被拉断，承载能力低；③同时啮合的齿数少，链条和轮齿的磨损快；④传动的运动不均匀，冲击作用大）

5.20链条的基本参数是。

（①销轴直径；②销轴长度；③链板厚度；④节距）

5.21为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮的齿数z1一定时，应该限制。

（①小链轮的转速n1；②传递的功率P；③传递的圆周力Fe）

5.22以下各项链传动参数或尺寸：

a.链节距如；b.中心距；c.链轮齿数；d.链节数；e.作用在轴上的压力；f.链速。

在设计套筒滚子链的过程中，确定上述参数的顺序是。

5.23链轮齿形应满足的基本要求是。

5.24对于链速v<0.6m／s的低速链传动，因其主要失效形式是链条的，故应按强度条件进行计算。

5.25简述当链速一定时，链轮齿数z的多少和链节距p的大小对链传动的动载荷有何影响?

5.26图示传动链链轮的齿数为z，链节为p，链轮节直径为D。

链节磨损后，链节增至p+Δp，节圆直径增至D+ΔD，试导出链节磨损后链轮节圆直径增量ΔD的计算公式：

。

5.27已知一链传动，链号为16A（节距p=25.4mm），小链轮齿数z1=19，转速n1=960r／min。

试计算链条的平均速度v、瞬时最大