1、第 3次作业 一、简答题（本大题共 60 分，共 15 小题，每小题 4 分） 1. 滚动轴承预紧的目的是什么？ 2. 分析自行车中轴的受力情况，它是什么轴？ 3. 钢材常用的热处理方法有哪些？ 4. 轴常用哪些材料？提高轴疲劳强度的措施有哪些？ 5. 铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？ 6. 棘轮机构在传动中有何特点？一般用于什么场合？ 7. 分析图示机构，判断是否存在的复合铰链、虚约束、局部自由度，并计算机构自由度。 P_235BD78F8CB209B3E2846B453799601D 8. 滚动轴承的基 本元件有哪些？各起什么作用？ 9. 若普通 V带传动的结构尺寸、型号及带根数一定时，
2、其所能传递的功率是否完全确定？ 10. 摩擦共分哪几类？非液体摩擦滑动轴承处于什么摩擦状态？ 11. 计算齿根弯曲强度时危险截面如何确定？ 12. 分析图示机构，判断是否存在的复合铰链、虚约束、局部自由度，并计算机构自由度。 P_04C2B223E346DA740E11002DBC9F46ED 13. 何谓平面连杆机构的压力角和传动角？压力角的大小对平面连杆机构的工作有何影响？ 14. 引入当量动载荷的意义是什么？ 15. 为什么齿面接触疲劳强度以节点作为其计算点？ 二、分析计算题（本大题共 40分，共 5 小题，每小题 8 分） 1. 根据图中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型，请说明理由。
3、 P_A65432D21836E9EEBEFC742CC416E827 2. 设有一 A型普通平键连接。已知：轴的直径 d=50mm，键宽 b=14mm，键高h=9mm，键的公称长度 L=90mm，键的许用切应力 =90MPa ，其许用挤压应力 p=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？ 3. V带传动所传递的功率 P=7.5kW，带速 v=10m/s，现测得初拉力 F0=1125N，试求有效拉力 F、紧边拉力 F1和松边拉力 F2。 4. 如图所示，轴的支承为一对型号相同的圆锥滚子轴承，正装。已知：FR1=4000N， FR2=5500N， Fa=2500N，试求当量动载荷
4、Pr1和 Pr2各为多少？注：该轴承的有关参数如下： e=0.34， Y=1.5， S=FR/2Y；当 FA/FRe 时： X=1， Y=0；当FA/FR e时： X=0.4， Y=1.5。 P_95CA06E52E35073B1EF69D600750B2D3 5. 在图示轮 系中，已知各轮的齿数为 z1=20， z2=30， z3=80， z4=25， z5=50，试求传动比 i15。 P_45C3A732B77EBEA0376D8D9387CF7801 答案： 一、简答题（ 60 分，共 15 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： 滚动轴承预紧的目的在于提高轴的旋转精度和刚度。 解题方案
5、： 评分标准： 2. 参考答案： 是转轴，它既承受弯矩也承受扭矩。 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 钢材常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火、调质、化学处理等。 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 常用的材料主要有碳钢、合金钢，也可采用球墨铸铁制作成型轴，但可靠性较钢材差。提高轴疲劳强度的原则是改善受力状况，减小应力集中。零件截面发生突变的地方，都会造成应力集中，因此对阶梯轴来说，首先要使各级阶梯变化较均匀，避免截面尺寸的剧变；其次在截面变化处采用圆角过度，圆角半径不能过小；由于轴所受到的载荷多为疲劳交变载荷，因此减小应力集中也可以有效改善轴的受力状况。键槽端部与轴肩的距离
6、不宜过小，以免损伤轴肩处的过渡圆角和增加重叠应力集中源的数量。应尽量避免在轴上受载 较大的轴段切制螺纹。此外还应注意提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，对重要的轴可采用滚压、喷丸等表面强化处理；采用表面高频淬火或渗碳、氰化、氮化等化学热处理。合金钢对应力集中比较敏感，使用时尤需加以注意。 解题方案： 轴的常用材料的基本知识。 评分标准： 5. 参考答案： 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，以最短杆的邻边为机架。 解题方案： 评分标准： 6. 参考答案： 棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是有噪音冲击，轮齿易磨损，高速时尤其严重，常用于低速轻载 的间歇传动。常用在自动生
7、产线的转位机构、步进机构、计数装置和深度复杂的轻工机械中。 解题方案： 棘轮机构的特点及应用场合。 评分标准： 7. 参考答案： F=3n-2PL-PH=3*4-2*5-1=1；有 1处局部自由度，有 1处虚约束，无复合铰链。 解题方案： 1）先找出机构中所有构件数； 2）找出机构中存在的虚约束和局部自由度； 3）找出高副数和低副数； 4）计算机构自由度 F。 评分标准： 8. 参考答案： 滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。内、外圈分别与轴颈和轴承座孔配合。当内、外圈相对转动时， 滚动体沿滚道滚动。保持架的作用是将滚动体均匀地分隔开，避免滚动体间直接触产生磨损。 解题方案： 考察滚动轴
8、承的结构。 评分标准： 9. 参考答案： 不能，还与带传动的工作性质及原动机，工作机的类型有关。 解题方案： 评分标准： 10. 参考答案： 摩擦共分干摩擦，边界摩擦，液体摩擦及混合摩擦四类。非液体摩擦滑动轴承处于混合摩擦状态。 解题方案： 从摩擦的分类入手。 评分标准： 11. 参考答案： 由于齿轮轮体的刚度较大，因此可将轮齿看作为悬臂梁。计算齿根弯曲强度时其危险截面可用 30 切线法确定 ，即作与轮齿对称线成 30 角并与齿根过渡圆弧相切的两条切线，通过两切点并平行于齿轮轴线的截面即为轮齿危险截面。 解题方案： 评分标准： 12. 参考答案： F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1
9、，有 1处局部自由度，有 1处虚约束，有 1处复合铰链。 解题方案： 1）先找出机构中所有构件数； 2）找出机构中存在的虚约束和局部自由度； 3）找出高副数和低副数； 4）计算机构自由度 F。 评分标准： 13. 参考答案： 作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。压力角的余角称为传动 角。在驱动力大小一定情况下，分力愈大也即压力角愈小对机构工作愈有利，压力角可反映力的有效利用程度。 解题方案： 此题考察压力角与传动角的定义以及压力的意义。 评分标准： 14. 参考答案： 如果作用在轴上的实际载荷是既有径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与试验条件相同的载荷
10、后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定的载荷，故称为当量动载荷。 解题方案： 评分标准： 15. 参考答案： 实验表明，齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，这是由于直齿轮在节点附近往往是单对齿啮合区，轮齿 受力较大。故常取节点处的接触应力为计算依据。 解题方案： 评分标准： 二、分析计算题（ 40 分，共 5 题，每小题 8 分） 1. 参考答案： 解： 1）双曲柄机构。 80+17090+100，不满足杆长之和条件。 4）双摇杆机构。 60+120100+120，满足杆长之和条件，最短杆的对边为基架。 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： P_097516716830568
11、3B4905F8B45AD6161 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： V带传动的有效拉力 F=1000P/v=10007.5/10=750N ； F1-F2=F=750N F1+F2=2F0=2250N 联立上述两式可得 F1=1500N， F2=750N。 解题方案： 由紧边拉力、松边拉力、初拉力以及有效拉力之间的关系进行求解计算。 评分标准： 4. 参考答案： P_F2F99F644A23E81F39935B2B2B8FCB07 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 解： i15=i1H*iH5=i1H*i45=(1+z3/z1)*i45=(1+80/20)*(50/25)=10。 解题方案： 评分标准：
