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. 简述蜗杆传动的组成和功能。 2. 钢材常用的热处理方法有哪些？ 3. 按承受载荷的方向不同，将滑动轴承分为哪几类？按润滑状态不同，滑动轴承可分为哪几类？ 4. 对于工作中的转轴，轴表面上一点的弯曲应力的性质是什么？轴转动中心点的弯曲应力为多少？ 5. 铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？ 6. 一对传动齿轮中两齿轮轮齿面上的接触应力是否相同？弯曲应力是否相同？ 7. 零件的失效可能由哪些因素引起？ 8. 举例说明急回特性在生产中有 什么意义？ 9. 螺纹连接的防松方法有哪几种？要求每一种举一例。 10. 在轴
2、的弯扭合成强度校核中，为什么要引入折算系数 ？ 11. 计算齿根弯曲强度时危险截面如何确定？ 12. 带传动中，弹性滑动是怎样产生的？ 13. 滚动轴承的主要失效形式有哪些？如何防止这些失效的发生？ 14. 定轴轮系和周转轮系的主要区别在哪里？何谓差动轮系和行星轮系？ 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. 图示蜗杆传动，蜗杆为主动件。已知 m=2.5mm， d1=45mm，传动比 i=50，蜗轮齿数 z2=50。要求： 1）在图上蜗杆与蜗轮啮合处画出作用力（ Ft1， Fr1， Fa1，Ft2， Fr2， F
3、a2）的方向； 2）在图上画出蜗轮 n2的转向和螺旋线的方向； 3）计算出蜗杆的导程角 、传动的中心距 a。 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. 在一个中心距为 250mm的旧箱体内，配上一对 z1=18， z2=81， mn=5mm 的斜齿圆柱齿轮，试求该对齿轮的螺旋角 。若小齿轮为左旋，则大齿轮应为左旋还是右旋？ 4. 已知一对标准直齿圆柱齿轮传动在标准安装条件下的中心距 a及传动比 i，
4、则两轮的节圆直径 d1， d2是多少？若齿轮的模数是 m，则两轮的齿数 z1、 z2是多少？ 5. 图示螺栓联接中，采用两个 M12（内径 d1=10.106mm）的普通螺栓联接，螺栓材料的强度级别为 4.6级，安全系数 S=1.2，联接结合面摩擦因数 fs=0.3，可靠性系数 Kf=1.2，试计算该联接允许 传递的载荷 R为多大？ 答案： 一、简答题（ 60 分，共 15 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮组成，用于传递空间两交错轴间的运动和动力。 解题方案： 评分标准： 2. 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：
5、 评分标准： 3. 参考答案： 按承受载荷的方向不同，滑动轴承分为径向滑动轴承、止推滑动轴承。按润滑状态不同，滑动轴承可分为液体润滑轴承、非完全液体润滑轴承和无润滑轴承。 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 对于工作中的转轴，轴表面上一点的弯曲应力为对称循环应力，轴转动中心点的弯曲应力为零。 解题方案： 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： 齿轮传动中两齿轮轮齿面上的接触应力是相同的。但弯曲应力不同，弯曲应力还与齿轮的齿数有关。 解题方案： 评分标准： 7. 参考答案： 零件的失效
6、可能由于：断裂或塑性变形；过大的弹性变形；工作表面的过度磨损或损伤；发生强烈的振动；联接的松弛；摩擦传动的打滑等。机械零件虽然有多种可能的失效形式，但归纳起来最主要的为强度、刚度、耐磨性、稳定性和温度的影响等几个方面的问题。 解题方案： 从强度、刚度、耐磨性、稳定性和温度的影响等几个方面的问题去考虑。 评分标准： 8. 参考答案： 例牛头刨床空程速度快提高生产率。 解题方案： 评分标准： 9. 参考答案： 螺纹连接防松的根本原则在于防止螺纹副的相对转动。按其工作原理，防松方法可分为摩擦 防松、机械防松和永久防松三类。如：摩擦防松：弹簧垫圈防松机械防松：槽形螺母及开口销防松永久防松：冲点法防松。
7、 解题方案： 评分标准： 10. 参考答案： 折合系数是根据转矩性质而定的系数值。在轴的弯扭合成强度校核中，大多数转轴的弯曲应力为对称循环变化的，而有时扭转切应力随所受转矩性质不同常常并非是对称循环变化的应力（如频繁地起动、停车时应力为脉动循环变化）。故引入折算系数 后，可采用同一计算式计算，又比较符合实际情况。 解题方案： 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：
8、12. 参考答案： 带绕上主动轮时，带所受拉力为 F1，带的速度和带轮表面的速度相等。而当带由 b点转到 c点的过程中，带的拉力由 F1降低到 F2，因而带的拉伸弹性变形量也随之逐渐减小，相当于带在逐渐缩短，并沿轮面滑动，使带的速度落后于主动轮的圆周速度，因此两者之间必然发生相对滑动。在从动轮上，但情况正好相反， 带和带轮具有相同的速度，但当带在转动过程中，带不是缩短而是被拉长，使带的速度高于带轮。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为弹性滑动。 解题方案： 评分标准： 13. 参考答案： 滚动轴承的主要失效形式有疲劳破坏和永久变形。此外，由于使用维护和保养不当或密封润滑不良等因素
9、，也能引起轴承早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等不正常失效。为保证轴承正常工作，应针对其主要失效形式进行计算。对一般转动的轴承，疲劳点蚀是其主要失效形式。故应进行寿命计算。对于摆动或转速极低的轴承，塑性变形是其主要失效形 式，故应进行静强度计算。 解题方案： 滚动轴承的主要失效形式有疲劳破坏和永久变形。 评分标准： 14. 参考答案： 定轴轮系的几何轴线都是固定的，而周转轮系中至少有一个齿轮的轴线是绕位置固定的另一齿轮的几何轴线转动的。差动轮系和行星轮系的区别在于自由度数目不同，差动轮系的自由度数为 2，行星轮系的自由度数为 1。 解题方案： 考察了轮系的分类。 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： 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 解题方案： 评分标准：
