1、一、填空 1、 受预紧力和轴向工作载荷的螺栓，其总拉力为 （工作载荷） 与 （预紧力） 之和 。 2、 普通平键的工作面是 （键的两个侧面） ，工作时靠 （键与键槽间的挤压） 传递转矩 。 3、 根据齿形不同，花键分为 （矩形花键），（渐开线花键） 和 （三角形花键） 三种 。 4、 带传动的主要失效形式为 （打滑） 和 (疲劳断裂 ) 两种 。 5、 链传动中，链轮转速 （高） 链节距 （长） 链轮齿数 （少） 则动载都将愈大 。 6、 齿轮传动的主要失效形式有 （齿面点蚀）（轮齿折断）（齿面 胶合 ）（ 齿面磨粒磨损 ）（ 齿面塑形流动） 。 7、 滚动轴承常见的失效形式有 （疲劳点蚀）（
2、塑形变形）（磨损） 三种 。 8、 一般情况下，轴主要由 （轴颈）（轴肩）（轴环） 三部分构成 。 9、 低于第一临界转速下工作的轴称作 （刚性轴） ，超过第一临界转速工作的轴称作 （挠性轴） 。 10 滑动轴承的轴瓦上开的油孔用于 （供应润滑油） 开的油沟用于 （输送和分布润滑油） 。 11 基本额定寿命为 （ 106转 /分 ） ，可靠度为 （ 90% ） 时滚动轴承所能承受的恒定载荷为基本额定动载荷。 12 链传动的 （平均） 速比是不变的，而 （瞬时） 速比是变化的 。 13 一对相啮合的大小齿轮的齿面接触应力是 （相） 等的，而其接触强度是 （不） 等的 。 14 装在一根轴上两端的
3、两个滚动轴承均轴向固定，适用于温升较 （底） 轴较 （短） 的情况下 。 15 直齿轮的齿形系数 YFa 只与 （齿数） 和 （变位系数） 有关 。 二、问答题 1、拧紧螺纹联结为什么要考虑防松？防松方法分为哪几种？ 答： 螺纹联接一般有自锁能力，但是当在冲击、振动或变载荷作用，或者温度变化大时，螺纹联接有可能松动，甚至松开。所以在设计螺纹联接时，必须考虑防松。常用的防松方法分为三种：利用摩擦防松、直接锁住防松和破坏螺纹副防松。 2、带传动中，主动轮圆周速度、带速、从动轮圆周速度是否相等？为什么？ 答： 在带传动中，主动轮圆周速度、带速、从动轮圆周速度各不相同。这是因为带存在弹性滑动。 3、试
4、述齿轮传动计算动载荷中的系数 KA、 KV、 Ka、 K、各是什么系数？它们分别考虑什么因素影响 答： KA 是工况系数，主要考虑动力机和工作运转性 能、联轴器的缓冲性能等外部因素的影响； KV 是动载系数，主要考虑齿轮副因存在制造和装配误差，以及弹性变形而产生的动载荷； Ka 是齿间载荷分配系数，主要考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀对计算载荷的影响； K 是齿向载荷分布系数，主要考虑是轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象的影响。 4、皮带传动中心距取的过大与过小各有什么不利影响？ 答： 在带传动中，如果中心距过大，将会因为载荷的变化引起皮带的颤动；如果中心距过小，会加速带的磨损，而且在传
5、动比较大时会使小带轮包角过小。 5、轴的主要作用是什么？ 答： 轴的主要作用 是支承旋转的机械零件，并传递运动和动力。 6、滚动轴承一般由哪几部分零件构成？各起什么作用？ 答： 滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。内圈一般和轴配合，外圈一般和轴承孔配合，外圈和内圈之间发生相对运动；滚动体起支承和承载作用；保持架将滚动体均匀隔开，避免滚动体直接接触而产生剧烈磨损。 7、 获得流体动压润滑的必要条件是什么？ 答： 获得流体动压润滑必须满足以下条件：润滑油具有一定的粘度；相互运动表面有较大的相对滑动速度；相对滑动表面之间必须形成收敛形间隙；要有足够的供油量。 三 、分析及计算题 1、
6、 如图所示为一传动系统，已知动力从锥齿轮 1 输入，转向如图所示。 试判断： （ 1）、蜗杆 3 的齿向及蜗轮 4 的转动方向； （ 2）、锥齿轮 1、 2 啮合处及蜗轮 4 蜗杆 3 啮合处各个力的方向。 解：（ 1）根据锥齿轮 1 的转向可以判断锥齿轮 2 的转向如图所示。而锥齿轮 2 和蜗杆 3 安装在同一根轴上，所以蜗杆 3 的转向与齿轮 2 的转向相同。锥齿轮 2 所受的轴向力方向为由小端指向大端，如图 Fa2 所示，为平衡该轴的轴向力，应使蜗杆所受的轴向力方向与 Fa2 相反，因此得到蜗杆所受轴向的方向 Fa3，如图所示。根据蜗杆的转向和轴向力的方向，采用左手定律，可以判断蜗杆的齿
7、向为左旋。涡轮 4 所受圆周力与蜗杆所受轴向力为作用力与反作用力，可以知道 Ft4 的方向如图所示，因此可以判断蜗杆 4 为沿顺时针方向旋转。 （ 2）在锥齿轮 1、 2 啮合处，锥齿轮 1 和 2 的轴向力 Fa1、 Fa2 的方向以及径向力 Fr1、 Fr2的方向如图所示；锥齿轮 1 所受的圆周力 Ft1 垂直纸面向里，锥齿轮 2 所受的圆周力 Ft2 垂直纸面向外。在蜗轮、蜗杆 3、 4 啮合处，蜗杆所受的轴向力 Fa3、径向力 Fr3，以及蜗轮所受的径向力 Fr4、切向力 Ft4 如图所示；蜗 杆 3 所受的切向力 Ft3 方向垂直纸面向外，蜗轮所受的轴向力 Fa4 的方向垂直纸面向里
8、。 2.已知一托架边板用四个螺栓与相邻机架联接（假设螺栓靠剪切传力），托架受一与边板螺栓组对称轴线相平行，大小为 3500N 的载荷作用，如图所示。试问：每个螺栓所受的力是多少？方向如何？ 解：将力 F = 3500 N 向螺栓组中心平移，则可以转化为主失 F = 3500 N 和主矩 M = 2625000 Nmm。 考虑主失作用下，各个螺栓的受力大小相同，方向向下： (N) 考虑主矩作用下，各个螺栓所受的力： (N) 各力的方向如图所示。 螺栓 1 的合力 (N) 螺栓 2 的合力 (N) 螺栓 3 的合力 (N) 螺栓 4 的合力 (N) 3、如图所示，齿轮轴由两个角接触球轴承支承，轴承
9、承受径向载荷： Fr1=900N,Fr2=2100N, 内部轴向力 S = 0 . 7 F r , 轴向载荷 F a = 9 0 0 N 。 求：（ 1）轴承 1、 2 上所受的轴向力 Fa1、 F a2, 并标出内部轴向力 S1、 S2 的方向； （ 2）求轴承 1、 2 上的当量动载荷 P 1、 P 2（已知 P = f p ( X Fr + Y f a , f p = 1 . 5 ) 参考答案： （ 1）轴 承 1 和 2 背靠背安装。径向力作用下，在角接触球轴承中产生附加轴向力。方向如图所示 附加轴向力的大小为： （ N） （ N） 因为 所以轴承 2 被压紧，轴承 1 被防松。所以
10、（ N） （ N） 确定因数 X 和 Y： 查表的 X1 = 1， Y1 = 0 查表的 X2 = 0.41， Y2 = 0.85 计算当量载荷： （ N） （ N） 4.（本题 10 分） 4.（本题 10 分）一个由 40Cr 制成的零件，已知求此零件的疲劳安全系数和静强度安全系数。 解 :计算平均应力和应力幅： (MPa) (MPa) 零件的疲劳安全系数： 静强度安全系数： 5、（本题 10 分）指出图中齿轮轴系上的错误，并简要说明理由。 （ 1） 轴颈的长度应略短于轮毂的长度，以使定位可靠。 （ 2） 两键应在同一条母线上，以便一次加工成型。 （ 3） 端盖不应与轴接触，否则产生摩擦；
11、端盖与轴之间加装密封环，防止润滑油外漏。 （ 4） 该处应加装密封垫，防止润滑油泄露。 （ 5） 箱体孔的边缘应低于轴承外圈的厚度，以便轴承外圈的拆卸。 （ 6） 轴承右边定位轴肩的高度过高，应低于轴承内圈的厚度，以便轴承内圈的拆卸 （ 7） 轴颈的长度应略短于轮毂的长度，以使定位可靠；齿轮右侧无定位 （ 8） 轴承左侧无定位。 6、如图 1 所示为斜齿轮 -蜗杆传动装置。动力由齿轮 1 输入，蜗杆 3 为右旋蜗杆。试问： （ 1）、为使蜗轮 4 按图中方向转动，确定斜齿轮 1 的转动方向； （ 2）、为使蜗杆所在的轴上所受轴向力能互相抵消一部分，确定斜齿轮 1 和斜齿轮 2 的轮齿旋向； （
12、 3）、在图上画出齿轮 1 和蜗轮 4 所受的各分力（ Ft, Fr, Fa）方向（垂直纸面向外的力画、向内的力画）。 解 : 1. （ 1）根据蜗轮 4 的转向可以判断其圆周力 Ft4 的方向如 图所示。而蜗杆 3 的轴向力与蜗轮 4 的圆周力大小相等，方向相反；并且蜗杆 3 为右旋；运用右手规则，可以判断出蜗杆的转动方向如图所示。从而可以判断斜齿轮 1 的旋转方向如图所示。 （ 2）为使轴向力相互抵消一部分，应使斜齿轮 2 的轴向力方向与蜗杆 3 的轴向力方向相 反。则 Fa2 的方向应如图所示。而斜齿轮 1 的轴向力方向与斜齿轮 2 的轴向力方向相反， 从而得到斜齿轮 1 的轴向力方向如
13、图所示。根据斜齿轮 1 的转动方向和轴向力方向运用左 右手规则判断，发现满足左手规则，因此可以确定斜齿轮 1 的旋向为左旋。 （ 3）斜齿轮 1 和蜗 轮 4 所受各力方向如图所示。 7、 一轴两端各由一个角接触轴承支承，受力情况如图 2 所示，载荷系数， 试求两个轴承的当量动载荷 P。 （已知 :轴承内部轴向力 S=Fr/2Y， Y=1.6， ）。 解：（ 1）轴承 1和 2 面对面安装。在悬臂端轴受径向力 Fr = 1200 N，轴向力 Fa = 400N 作用。在径向力作用下，在角接触球轴承中产生径向支反力。设左边轴承为 1，右边轴承为 2 计算各个轴承所承受的径向力： 联立以上两式，可
14、得： N，方向向上； N，方向向下 计算派生轴向力： （ N） （ N） 因为 ，所以轴承 2 被压紧，轴承 1 被防松。所以 （ N） （ N） 确定因数 X 和 Y： 查表的 X1 = 1， Y1 = 0 查表的 X2 = 0.4， Y2 = 1.6 计算当量载荷： （ N） （ N） 8、 如图所示的夹紧联接 ,柄部承受载荷 P=600N,柄长 L=350mm,轴直径 db=60, 螺栓个数 z=2,接合面摩擦系数 f=0.15,螺栓的许用应力 = 240 MPa，试确定螺栓直径。 设螺栓的工作拉力为 F，则有下列关系： 则有： （ N） 根据螺栓的强度条件： 可以得到螺栓的计算直径 dc (mm) 9、 如图 4 所示为普通螺栓组联接，载荷 R=4000N 作用在水平轴 x 上的 A 点，已知 L=400mm, l=200mm，试分析求解每个螺栓所受的工作载荷。 解：把载荷 R 向螺栓组中心 0 简化。则得到主矢 R和主矩 M = RL
