浙江工业大学机械设计习题卡答案

...wd......wd......wd...机械设计习题卡第一章绪论(1)组成机械的基本单元是什么?机械零件是组成机械的基本制造单元。(2)何谓零件何谓部件?零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为“部件〞。(3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明，本课程的研究对象是什么?通用零件：各种机械中经常用到的一般参数的零件，如螺钉，齿轮等专用零件：在特定类型的机器中才能用到的零件，如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨等本课程的研究对象：普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件(4)什么叫在普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件试从你所学专业的机械设备中，对联接零件，传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。普通工作条件无严格定义，通常指常温、常压、低速等。一般参数也无严格定义。国家标准?一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差?(GB/T1804-2000)中基本尺寸定义为0.5-4000mm，可以认为一般参数的零件的尺寸在0.5-4000mm之间。连接零件：键、螺栓传动零件：带、齿轮轴系零件：滚动轴承、滑动轴承其他零件：弹簧、机座(5)为什么说本课程起着根基课与专业课之间的承前启后的作用(6)在了解本课程的性质、内容和任务以后，总结本课程的特点和你所采取的学习方法。第二章机械设计总论(1)对机器提出的主要要求包括什么使用功能要求；经济性要求；劳动保护和环境保护要求；寿命与可靠性要求；其他专用要求等。(2)机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析以下机械零件应满足的基本要求是什么：电动机轴，普通减速器中的齿轮轴，起重机吊钩，精细机床主轴．汽门弹簧。农业机械中的拉曳链，联合收割机中的V带。防止在预定寿命期内失效；构造工艺性要求；经济性要求；质量小要求；可靠性要求。(3)设计机械的经济性要求包括哪些方面?a.零件本身的生产成本；b.尽可能采用标准化的零、部件以取代特殊加工的零、部件。(4)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模式不同，其可靠度如何计算在规定的使用时间(寿命)内和预定的环境条件下，机械能正常地完成其功能的概率。机械零件的可靠度通过概率统计的方法计算。(5)机械设计的一般程序怎样?方案阶段；方案设计阶段；技术设计阶段；技术文件的编制。

(6)机械零件的失效形式有哪些针对这些失效形式相应建设的设计准那么是什么?主要失效形式：整体断裂；过大的剩余变形；零件的外表破坏；破坏正常工作条件引起的失效。断裂断裂强度准那么过大的剩余变形刚度准那么零件外表破坏寿命准那么破坏正常工作条件引起的失效振动稳定性准那么[与零件的工作条件相关，这只是一个例子](7)机械零件设计的一般步骤有哪些1.根据零件的使用要求，选择零件的类型和构造。2.根据机器的工作要求，计算在零件上的载荷。3.分析零件的可能失效形式，确定相应的设计准那么。4.根据零件的工作要求及对零件的特殊要求，选择适当的材料。5.根据设计准那么，确定零件的基本尺寸。6.根据工艺性及标准化等原那么进展零件的构造设计。7.进展校核计算。8.画出零件的工作图，并写出设计说明书。(8)机械零件的常用材料有哪些这些材料各有何特点，适用在何种场合?金属材料：较好的力学性能、价格廉价、容易获得。高分子材料：原料丰富、密度小，在适当的温度范围内有很好的弹性，耐腐蚀性好等，缺点：容易老化，阻燃性差，耐热性不好等。陶瓷材料：硬度极高、耐磨、耐腐蚀性、熔点高、刚度大以及密度比钢铁低；缺点：断裂韧度低、价格昂贵、加工工艺性差等。复合材料：较高的强度和弹性模量，而质量又特别小；缺点：价格贵，耐热性、导电性较差等。(9)铸铁和钢的区别是什么?普通碳钢与优质碳钢的区别是什么?铸铁和钢的区别是含碳量不同，钢是含碳量为0.03%～2%；含碳量2%～4.3%的铁碳合金为铸铁。普通碳素构造钢又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他剩余元素含量的限制较宽。普通碳钢分为三类：甲类钢〔A类钢〕是保证力学性能的钢。乙类钢〔B类钢〕是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢〕是既保证力学性能又保证化学成分的钢，常用于制造较重要的构造件。优质碳素构造钢和普通碳素构造钢相比，硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同，这类钢大致又分为三类：①小于0.25%C为低碳钢。②0.25～0.60%C为中碳钢。③大于0.6%C为高碳钢。(10)什么叫做合金钢，与碳钢相比有何优缺点合金钢除含有普通碳钢的铁、碳外，根据性能需求还添加有其它合金元素，比方常见的铬、镍、钼、锰、硅等，以提高其机械性能，通常价格较普通碳钢高。(11)选择机械零件材料时，通常考虑的机械性能、物理化学性能和工艺性能有哪些机械性能强度，硬度，耐磨性，冲击韧性，塑性物理化学性能密度，导热性，导电性，导磁性，耐热性，耐酸性，耐腐蚀性性等工艺性能易熔性，液态流动性，可塑性，可焊性，可加工性，可热处理性等(12)为节约原材料，尤其是节约贵重材料而选用廉价材料，可采取哪些具体措施?举例说明1.对材料进展热处理和外表处理，如为提高齿轮外表硬度，常对齿轮零件进展调质处理。2.采用型材，如型钢焊接而成的机架。3.采用组合构造，如蜗轮采用齿圈式组合构造(由青铜齿圈与铸铁轮芯组成)。(13)选用机械零件材料时，应考虑的基本要求有哪些?1.使用性能要求2.工艺性能要求3.经济性(14)机械零件在进展构造没计时，主要应从哪些方面去考虑和改善它的构造工艺性?零件的构造工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等几个生产环节加以综合考虑，工艺性是和机器生产批量大小及具体生产条件相关。(15)机械设计中，为什么要实行零件和部件的标准化、系列化与通用化?你能举出一些标准化、系列化与通用化的零部件吗1.能以最先进的方法在专门化工厂中对那些用途最广泛的零件进展大量、集中的制造，以提高质量，降低成本；2.统一了材料和零件的性能指标，使其能够进展比较，并提高了零件性能的可靠性。3.采用了标准化构造及零、部件，可以简化设计工作、缩短设计周期，提高设计质量。另外，也同时简化了机器的维修工作。例如对同一构造、同一内径的滚动轴承，制造出不同外径及宽度的产品。(16)我国现行的标准化有哪些?GB、JB、YB、QB、ISO和Γ0CT、DIN、JIS、BS各代表什么标准?我国目前实行四级标准体制：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。GB:中国国家强制性标准JB:中国机械行业〔含机械、电工、仪器仪表等〕强制性行业标准YB:中国黑色冶金行业标准QB：中国轻工行业标准ISO：国际标准化组织标准Γ0CT：前苏联国家标准DIN：德国工业标准JIS：日本工业标准BS：英国国家标准(17)目前常用的现代机械设计新方法有哪几种?计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、并行设计、参数化设计等第三章机械零件的强度(1)零件的名义载荷与计算载荷，两者之间的区别及其关系如何名义载荷：根据额定功率，按力学公式计算出的载荷。计算载荷：考虑载荷的时间不均匀性、分布的不均匀性以及其它影响因素对名义载荷进展修正得到的载荷，即载荷系数K×名义载荷。(2)何谓机械零件的强度?它可以分成哪两类?各举两个实例。材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。强度是衡量零件本身承载能力〔即抵抗失效能力〕的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。机械零件的强度分为静应力强度和变应力强度两个范畴。静应力强度：机械零件在整个工作寿命期内应力变化次数少于103，如松螺栓连接、键连接等的强度计算。变应力强度：轴向变载荷的紧螺栓连接的强度计算、齿轮的弯曲疲劳强度强度计算等。(3)强度条件的一般形式有哪些并说明式中各符号代表的意义。根据许用应力建设的计算准那么，通过判断不安全截面的最大许用应力是否小于或等于许用应力：根据安全系数建设的计算准那么，通过判断不安全截面上实际的安全系数是否大于或等于许用安全系数：(4)机械设计中常用的强度理论有哪几个?各适用于何种场合静强度理论：静应力脆性断裂的强度理论：最大拉应力理论和最大伸长线应变理论屈服的强度理论：最大切应力理论和形状改变比能理论疲劳强度理论：变应力下的疲劳强度理论低应力下的脆断(断裂强度理论)：低应力脆断(工作应力远小于许用应力)接触强度理论：齿轮接触疲劳强度计算、滚动轴承寿命计算。(5)对零件的工作应力应如何进展分类承受拉伸载荷的零件就一定产生拉伸应力吗如果不是，试举例说明。只要设定一个分类标准，就可以对任何集合进展分类，因此，不存在“对零件的工作应力如何进展分类〞的问题。承受拉伸载荷的零件不一定产生拉应力。比方零件在做拉伸实验时，当零件到达屈服极限时，当载荷继续增加，零件中的拉应力并不增长(或增长不明显)，此时增加的拉伸载荷在零件并未产生拉伸应力。(6)稳定循环交应力的主要参数有哪些，它们的相互关系怎样?五个参数：、、、、，其中只有两个是独立的。(7)变载荷下一定产生变应力，那么静载荷下也一定产生静应力吗?举例说明之。不一定产，如旋转的轴上作用一集中力，而轴外表上任意一点的应力那么是变应力。(8)以下零件均受静载荷作用(见图)，试判断零件上A点的应力性质(拉、压、弯、扭或接触应力)，是静应力还是变应力?应力变化的规律(即应力变化循环特性系数r的大小或范围)及应力变化图(即σ-τ图)是怎样的静应力，扭转剪切应力，。对称循环变应力，拉、压应力，。不对称循环变应力，拉、压应力，滚动体与套圈间的接触应力为脉动循环变应力，(9)什么是材料的疲劳曲线试用图线描述碳钢材料的疲劳曲线形状，说明应力循环次数N与疲劳极限的关系。有色金属及高硬度合金钢的疲劳曲线又是怎样?金属材料的疲劳曲线(曲线)是取同一值、不同值时做试验得到的，它表示在给定应力比的条件下，应力循环次数与疲劳极限的关系曲线。曲线AB使材料试件发生破坏的最大应力基本不变，或者说下降很小，此阶段是静应力强度的状况。曲线BC段，随着循环次数的增加，使材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降，这一阶段的疲劳破坏伴随着材料的塑性变形，此阶段称为低周疲劳。曲线CD段代表有限寿命阶段，在此范围内，试件经过一定次数的交变应力作用后总会发生疲劳破坏。CD段的曲线方程为。D点以后的线段代表了试件无限寿命阶段，即作用在试件上的变应力的最大应力小于D点的应力，那么应力无论变化多少次，材料都不会发生破坏。有色金属和高硬度合金钢属于塑性材料，其疲劳曲线应与碳钢类似，其上的具体数值应该有所不同。(10)影响零件疲劳强度的因素有哪些，如何影响零件疲劳强度的综合影响系数和如何定义，计算公式怎样?影响零件疲劳强度的主要因素有：材料的性能、应力循环特征、应力循环次数，应力集中、绝对尺寸和零件外表质量等。零件疲劳强度的综合影响系数的定义为，即材料对称循环弯曲疲劳极限与零件对称循环弯曲疲劳极限的比值。其计算公式为，式中：零件的有效应力集中系数；零件的尺寸系数；零件的外表质量系数；零件的强化系数。(11)某旋转轴受径向力F＝10kN作用如图，跨距L＝2m，直径d＝50mm，轴的角速度为ω．求中间剖面上A点的应力随时间变化的表达式，并求A点的、、和轴的抗弯截面系数作用在剖面A处的弯矩轴在不变弯矩下旋转，其外表A点的应力为对称循环，所以有：A点应力随时间变化规律：计算出的应力太大，此题原始数据有问题(12)试件的对称循环疲劳极限=240，屈服极限＝360，平均应力折合成应力幅的等效系数＝0．2，试按比例画出该试件的极限应力简化线图，并在图上量出该试件在受到应力为：＝200，r＝1／3时，按r=c;=c;=c三种情况下的极限应力值。根据公式得，点坐标是，即；点坐标是，即；点坐标是，即。由得，D’与G’点位置不对，此题原始数据有问题?假设以题目中给出的数据(如上图所示)，时，时，时，(13)一铬镍合金钢制成的零件，在不安全剖面上的最大工作应力为＝280，最小工作应力为＝-80，该剖面处的有效应力集小系数＝1.32，尺寸系数＝0.85、外表状态系数＝0.90，该合金钢的机械性能为：＝900，＝800，＝440及＝800，试：=1\*GB2⑴按比例绘制零件的极限应力简化线图；零件弯曲疲劳强度综合影响系数A点坐标是，即；D点坐标是，即；C点坐标是，即。=2\*GB3②按r＝C情况，求对应的极限应力幅，极限平均应力和极限应力;所以工作点M处应力坐标即是从图中可测量出，，，=3\*GB3③按r＝C情况，计算此零件在该不安全剖面上的安全系数。按教材中的公式计算：(说明：教材中所有公式都是通过直线方程推导出来的，没有必要强迫自己记住那些复杂的公式。理解了等寿命简化曲线图的意义，在图上直接标出有关数值更方便一些。)此时，或第四章摩擦、磨损及润滑概述(1)何谓摩擦、磨损和润滑，它们之间的相互关系如何?互相接触的两个物体在外力的作用发生相对滑动或有相对滑动的趋势时，在两物体的接触外表就会产生抵抗滑动的阻力，这种现象称为“摩擦〞。物体在摩擦过程中必然有能量损耗和摩擦外表物质的丧失或迁移，这种现象称为“磨损〞。改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力减缓磨损的技术措施称为“润滑〞。(2)摩擦对哪些机械零件的工作性能、寿命是不利的?哪些机械零件是靠摩擦来工作的?试举例说明。摩擦对大多数零件的工作性能、寿命是不利的，如链传动、齿轮传动等。带传动、汽车及拖拉机的制动器等靠摩擦来工作。(3)按摩擦副的运动状态或按摩擦副外表的润滑情况，摩擦可分为哪几种?干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦(4)机械零件的典型磨损过程分为哪几个阶段(试以磨损量与工作时间的关系曲线说明之)?作为机械设计各应如何对待?(5)磨损可分为哪几种类型你能各举一、二例来说明吗粘附磨损：齿轮胶合磨粒磨损：开式齿轮疲劳磨损：齿轮的点蚀冲蚀磨损：涡轮机的叶片腐蚀磨损：泵、阀等过流部件管道内壁面微动磨损：铆钉的工作面磨损(6)减少磨损的一般方法有哪些?1〕合理选择配对使用摩擦副的材料；2〕确定零件外表合理的粗糙度和硬度值；3〕使用润滑剂，实现液体润滑或混合润滑；4〕以滚动接触代替滑动接触；5〕通过零件外表强化、外表涂层提高其耐磨性。(7)润滑的目的和功用是什么?1.降低摩擦，减小磨损2.保护零件不被锈蚀3.散热降温(8)按照润滑剂的物理状态和按照润滑将二个摩擦外表而隔开的情况，润滑可分成哪几种类型，各有何特点油润滑脂润滑第五章螺纹连接和螺旋传动一、选择与填空题1．A_B_C__2．_C_A___A_C说明：自锁：。两者数值越接近，自锁性能越差；数值相差越大，自锁性能越好。螺纹传动效率：。增大，增大；增大，减小。牙型角与当量摩擦系数间的关系是：。当增大，增大，增大。__B__。4．_90_％_螺纹根部_5．_C_6．D7.C8.B9.A10.A11.B12.A二、分析与思考题1．[见P60页表5-1。联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。]2．[螺纹联接在冲击、振动或变载作用下，或当温度变化较大时，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，或由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松驰等，会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致联接松动，甚至松开。防松例子见P68表5-3]3．[P70。普通螺栓联接：对受拉螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹局部发生断裂，因而其设计准那么是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；对于受剪螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准那么是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。铰制孔用螺栓用抗剪切来承受外载荷，螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触外表受挤压；在联接接合面处，螺栓杆那么受剪切。因此，应分别按挤压及剪切强度条件来计算。]4．紧螺栓靠预紧力产生的摩擦力来抵抗横向载荷，在抵抗横向载荷过程中，外载荷可能发生变化，但预紧力不会发生变化，因此螺栓上的应力为静应力。[P85降低螺栓疲劳强度的应力幅。非对称循环变应力]5．[P83。根据螺母的性能等级不应低于与之相配螺栓的性能等级这一要求，螺母可选用9级。小数点前的数字代表材料的抗拉强度极限的1/100()，小数点后的数字代表材料的屈服极限〔或〕与抗拉强度极限〔〕之比值的10倍〔〕。]6．[P84。不控制预紧力的普通螺栓联接，其安全系数大小与螺栓直径有关，其安全系数S随螺纹直径增大而减小，因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载，故采用加大安全系数的方法来弥补可能产生的过载。]7．[P85-86。紧螺栓所受工作拉力在0～F间变化，那么螺栓所受总拉力将在之间变动。在保持预紧力不变的情况下，减小螺栓刚度或增大被联接件刚度都可以减小总拉力的变动范围，从而提高了螺栓联接的疲劳强度。但在此种情况下引起剩余预紧力减小，从而降低了联接的严密性。]8．[P86。为了减小螺栓的刚度，可适当增加螺栓的长度，或采用腰状杆螺栓和空心螺栓。为了增大被联接件的刚度，可以不用垫片或采用刚度较大的垫片。对于需要保持严密性的联接，从增大被联接件的刚度来看，可以采用刚度较大的金属垫片或密封环较好。]9．[P86。实验证明，约有1/3的载荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此，采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高联接的强度。为了改善螺纹牙上的载荷分布，常采用悬置螺母，减小螺栓旋合段本来受力较大的几圈螺纹牙的受力面或采用钢丝螺套。]10．[伸出一只手，竖起大拇指，另外四指握拳，指尖指向旋转的方向，而拇指要指向螺旋的前进方向。如果与伸出的左手可以相符，称为左旋，与右手相符那么称为右旋。另一个方法是，在旋转体生长或运动的一端，从垂直轴向看，顺时针旋转的为左旋；反之，逆时针旋转的为右旋。砂轮主轴螺纹的旋向：紧固砂轮或砂轮卡盘的砂轮主轴端部螺纹的旋向必须与砂轮工作时旋转方向相反[这样可以保证在螺母在旋转的过程中所产生的轴向力是将螺母旋紧]。砂轮机轴转动一般为右旋，所以两端固定砂轮用的螺纹为左旋。]11．[自锁：。两者数值越接近，自锁性能越差；数值相差越大，自锁性能越好。螺纹传动效率：。增大，增大；增大，减小。牙型角与当量摩擦系数间的关系是：。当增大，增大，三角螺纹牙型角大〔一般为60°〕，矩形螺纹〔=0°〕和梯形螺纹牙型角较小。]12．[P92。滑动螺旋的主要失效形式是螺纹磨损。其基本尺寸是根据耐磨性条件确定的。]13．[P91。滑动螺旋构造简单，便于制造，易于自锁，但其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低，磨损快，传动精度低等。滚动螺旋摩擦阻力小，传动效率高，但构造复杂。]14．[P70。螺栓的其他局部是根据等强度条件及使用经历规定的，通常都不需要进展强度计算。]15.16.螺栓应进展耐磨性计算和强度计算，同时还要进展自锁验算与稳定性校核。对于螺母的螺纹牙要进展剪切强度校核，对其凸缘要进展挤压和弯曲强度的校核。17.螺旋传动中，设计螺纹直径一般按抗拉、扭强度来进展初步设计。实际上，螺纹副的磨损是比较主要的失效形式。帮要进展螺母〔比螺杆的材料要弱〕螺纹的压强校核。限制p≤[p]主要是利用此耐磨条件性计算未考虑磨损的影响。三、计算题：1．解：⑴找出承受最大工作剪力的螺栓。 4个螺栓在园周上均匀分布，故承受工作剪力相等，设为F。那么有，，⑵求出螺栓性能参数 螺栓的性能等级为8.8，所以，， 查P84表5-10，取，，所以⑶校核螺栓的挤压强度[说明,不能取12mm，因为铰制孔用螺栓螺纹局部比光孔略小。也不能取20mm，见P76图5-18]因为，所以螺栓的挤压强度合格⑷校核螺栓的剪切强度因为，所以螺栓的剪切强度合格。综上所述，该螺栓组合用。2．解：将力F平移到各结合面中心，得扭转力矩设各方案中在力F作用产生的剪切力为，扭转力矩M作用下产生的剪切力为。对方案1很显然，第3个螺栓受力最大，最大力对方案2很显然，1、3两个螺栓所受力相等，均为最大值，其最大值对方案3综上所述，方案3较好。3．解：⑴A将力P向结合面形心简化得到集中载荷P及转矩。B在集中载荷P的作用下，各螺栓承受的横向载荷C在转矩T的作用下，各螺栓承受的横向载荷，D找出螺栓组中承受最大工作剪力的螺栓，如以下列图：很显然，螺栓2承受的工作剪切力比较大，最大工作剪力E按剪切强度确定螺纹小径，F按挤压强度确定螺纹小径，综上所述，取光孔直径为13mm，螺纹为M12。⑵假设改用普通螺栓，螺栓2受力最大，此时是依靠结合面间产生的摩擦力来抵抗外载荷F，即，如果选用普通螺栓，其小径必须大于31.52mm。4．解：⑴求螺栓预紧力，⑵螺栓承受的拉应力，综合以上两式得

解

四、构造设计与分析题解：1、普通螺栓联接〔图a〕主要错误有：螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；普通螺栓联接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被联接件孔与螺栓杆间无间隙；被联接件外表没加工，就做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，防止拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力；一般联接，不应采用扁螺母；弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对；螺栓长度不标准，应取标准长l=60mm；螺栓中螺纹局部长度短了，就取长30mm。改正后的构造见图解a)螺钉联接〔图b〕主要错误有：采用螺钉联接时，被联接件之一就有大于螺栓大径的光孔，而另一被联接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被联接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下面被联接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且细纹画法不对，小径不应为细实线；假设上边被联接件是铸件，那么缺少沉头座孔，外表也没有加工。改正后的构造见图解b)双头螺柱联接〔图c〕主要错误有：双头螺柱的光杆局部不能拧进被联接件的螺纹孔内；锥孔角度就为120o，而且应从螺纹孔的小径〔粗实线〕处画锥孔角的两边；假设上边被联接件是铸件，那么缺少沉头座孔，外表也没加工；弹簧垫圈厚度尺寸不对。改正后的构造见图解c)。紧定螺钉联接〔图d〕主要错误有：轮毂上没有做出M6的螺纹孔；轴上未加工螺纹孔，螺钉拧不进去，即使有螺纹孔，螺钉能拧入，也需局部剖视才能表达清楚。改正后的构造见图解d)。一、填空题1．键连接的主要类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。2．普通平键按构造分，有圆头〔A型〕、平头〔B型〕及单圆头〔C型〕三种。3．平键连接的工作面是两侧面，依靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键连接的工作面是键的上、下面，依靠键的楔紧作用来传递转矩。4．普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，导向平键连接的主要失效形式是工作面的过渡磨损。5．在设计中进展键的选择时，键的截面尺寸根据轴的直径而定，而键的长度那么根据轮毂的长度而定。二、单项选择题1．键连接的主要用途是使轴和轮毂之间C。A．沿轴向固定并传递轴向力B．沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便2．设计键连接时键的截面尺寸通常根据D按标准选择。A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径3．在载荷性质一样时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力小，这是为了A。A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度4．设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进展必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是：C。A．b→a→c→dB．b→c→a→dC．a→c→b→dD．c→d→b→a5．平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，那么应D。A．把键长L增大到1.5倍B．把键宽b增大到1.5倍C．把键高h增大到1.5倍D．安装一对平键6．普通平键连接的承载能力一般取决于D。A．轮毂的挤压强度B．键工作外表的挤压强度C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度7．C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×65，那么键的工作长度为A。A．58mmB．61mmC．65mmD．51mm8．下面是几种普通平键连接的剖视面，其中B在构造上正确。9．楔键连接的主要缺点是DA.键的斜面加工困难B.键安装时易损坏C.键楔紧后在轮毂中产生初应力D.轴和轴上零件对中性差10．半圆键和切向键的应用场合是B。A．前者多用来传递较大扭矩，后者多用来传递较小扭矩B．前者多用来传递较小扭矩，后者多用来传递较大扭矩C．各种大小扭矩均可传递11．常用来制造键的材料是B。A．低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.合金钢12.轴的键槽通常是由D加工而得到的。A.插削B.拉削C.钻及铰D.铣削13.楔键和B，两者的接触面都具有1:100的斜度。A.轴上键槽的底面B.轮毂上键槽的底面C.键槽的侧面14.半圆键和切向键的应用场合是B。A.前者多用来传递较大转矩，后者多用来传递较小转矩B.前者多用来传递较小转矩，后者多用来传递较大转矩C.两者都用来传递较小转矩D.两者都用来传递较大转矩15.花键连接与平键连接(采用多键时)相比较，C的观点是错误的。A.承载能力比较大B.旋转零件在轴上有良好的对中性和沿轴移动的导向性C.对轴的削弱比较严重D.可采用研磨加工来提高连接质量和加工精度16.花键连接的强度，主要取决于C强度。A.齿根弯曲B.齿根剪力C.齿侧挤压D.齿侧接触17.应用较广的花键齿形是C。A.矩形与三角形B.渐开线与三角形C.矩形与渐开线D.矩形、渐开线与三角形三、简答题1．根据用途不同，平键分为哪几种类型其中哪些用于静连接，哪些用于动连接根据用途不同，平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。其中普通平键和薄型平键用于静连接，导向平键和滑键用于动连接。2．薄型平键连接与普通平键连接相比，在使用场合、构造尺寸和承载能力上有何区别薄型平键与普通平键的主要区别是键的高度约为普通平键的60%-70%，也分为圆头、平头和单圆头三种形式，但传递转换的能力较低，常用于薄壁构造、空心轴和一些径向尺寸受限制的场合。3.普通平键的强度条件怎样(用公式表示)如何在进展普通平键连接强度计算时，强度条件不能满足，可采用哪些措施普通平键连接的强度条件为：：传递的转矩；：键与轮毂的接触高度；：键的工作长度；：轴的直径。可采用的措施有：a.增大键和轮毂的长度，但键不宜过长，否那么，载荷沿键长分布不均；b.用两个键相隔1800布置；c.改用花键;d.更换键、轴或毂的材料。4．为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔的位置；采用两个楔键时，相隔；而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上两个平键沿周向相隔布置，对轴的削弱均匀，并且两键对轴的挤压力平衡，对轴不产生附件弯矩，受力状态较好。两个楔键相隔布置，假设夹角过小，那么对轴的局部削弱过大，假设夹角过大，那么两个楔键的总承载能力下降，假设夹角为，两个楔键承载能力相当于一个楔键的承载能力。两个半圆键布置轴的同一母线上。半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上，只能放在同一母线上。5.平键和楔键在构造和使用性能上有何区别为什么平键应用较广平键的工作面是两侧面，楔键的上、下面为工作面；楔键的上外表和与它相配合的轮毂键槽底面均有1:100的斜度，而平键无斜度。楔键连接的缺点是键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜，因此楔键主要毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。平键连接具有构造简单、装拆方便、对中性好优点，因此应用较广。6.半圆键与普通平键连接相比，有什么优缺点它适用在什么场合半圆键也是靠侧面来传递转矩，它工艺性好、装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接。缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用轻载连接中。7．为什么在轴的零件图上，轴的键槽深度可以用表示，也可以用标注而在轮毂的工作图上，键槽深度必须用来标注(——轴的直径)轴上键槽深度(或)或毂上键槽深度不受槽宽的影响，测量精度及稳定性较好，故采用这种标注方法。8．什么叫无键连接它有何优缺点凡轴与毂的连接不用键或花键时，统称为无键连接。无键连接主要有型面连接和胀紧连接。型面连接：轴和毂孔通过非圆截面构成连接。型面连接装拆方便，能保证良好的对中性；连接面上没有键槽及尖角，减少了应力集中，故可传递较大的转矩。加工工艺比较复杂。胀紧连接：在轴和毂孔之间装入胀紧连接套而构成的一种静连接。胀紧连接定心性好，装拆方便，引起的应力集中小，承载能力高，并有安全保护作用。由于要在轴和毂孔间安装胀紧套，应用时会受到构造尺寸的限制。9.销有哪几种各用在何种场合销根据用途可分为定位销、连接销和安全销三种。定位销用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。连接销可传递不大的载荷；安全装置中过载剪断元件称为安全销。四、计算分析题1.图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键连接。：轴传递的转矩T＝1000N·m，齿轮材料为锻钢，假设，许用安全系数。凸缘联轴器的材料为HT250，工作时有轻微冲击，连接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核其连接强度。联轴器处的键：根据构造要求，选用A型普通平键。由轴径，选取，根据轮毂宽度，选取键长。校核：根据表6-2知，轻微冲击下，HT250的许用挤压应力，所以，故联轴器处键合用。齿轮连接处的键：根据构造要求，选用A型普通平键。由轴径，选取，根据轮毂宽度，选取键长。校核：根据表6-2知，轻微冲击下，钢的许用挤压应力，所以，故齿轮处键合用。2.图示牙嵌离合器在左右两半分别用键与轴Ⅰ、Ⅱ相联接，在空载下，通过操纵可使右半离合器沿导向键在轴Ⅱ上作轴向移动。该轴传递的转矩T＝1000N·m，轴径，右半离合器的轮毂长L＝130mm，工作中有轻微冲击，离合器及轴均为钢制。试选择右半离合器的导向平键的尺寸，并校核该联接的强度。根据构造要求，选择A型导向平键。根据轴径，轮毂长度，行程长及导向平键的标准长度系列，查表6-1知，。校核：导向平键连接构造属于动连接，通常只需要进展耐磨性计算，校核其外表压力即可。式中，转矩，接触高度，轴径，键的工作长度。所以。对于动连接，钢的许用压力，所以，故该键合用。第十章1.某三级减速传动系统，由齿轮传动、链传动和带传动组成，试问该如何选择其先后次序为什么答：次序应选择为带传动、齿轮传动和链传动。带传动平稳性好，能缓冲吸振，具有过载保护能力〔过载即打滑〕，但承载能力较小。所以宜布置在高速级。链传动承载力比较大，但因存在多边形效应，其瞬时传动比不稳定，工作中振动、冲击、噪声较大，所以宜布置在低速级。2.二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级为什么假设为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级通常哪一级传动比大为什么答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因是：=1\*GB2⑴斜齿轮传开工作平稳，在与直齿轮精度等级一样时允许更高的圆周速度，更适于高速。=2\*GB2⑵将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，那么斜齿轮传动也不会平稳。=3\*GB2⑶斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级，且锥齿轮的传动比选择比较小。其主要原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。3.齿轮传动常见的失效形式有哪些简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计准那么。答：齿轮传动常见的失效形式有以下几种：〔1〕轮齿折断；〔2〕齿面点蚀；〔3〕齿面磨损；〔4〕齿面胶合；〔5〕塑性变形。闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主；闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主；开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准那么，并将模数适当放大。4.对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为E。A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合E.塑性变形5.一般开式齿轮传动的主要失效形式是B。A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合E.塑性变形6.高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为D。A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合E.塑性变形7.对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般D。A.按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B.按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C.只需按接触强度设计，并适当放大模数D.只需按弯曲强度设计，并适当放大模数8.对于闭式齿轮传动中，在工程设计中，一般A。A.按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B.按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C.只需按接触强度设计D.只需按弯曲强度设计9.闭式齿轮传动，如果齿面很硬，而齿芯强度又比较低的齿轮或材质较脆的齿轮，一般B。A.按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B.按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C.只需按接触强度设计D.只需按弯曲强度设计=10\*GB1⒑软齿面齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大30～50HBS答：金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中，小齿轮齿根强度较弱，且小齿轮的应力循环次数较多，当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大30~50HBS。=11\*GB1⒒45钢齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，其加工工艺过程为A。A.齿坯加工→滚齿→调质→外表淬火→磨齿B.齿坯加工→滚齿→磨齿→调质→外表淬火C.齿坯加工→滚齿→磨齿→调质→外表淬火D.齿坯加工→滚齿→调质→氮化→磨齿=12\*GB1⒓45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为B。A.45～50HRCB.217～255HBSC.160～180HBSD.320～350HBS=13\*GB1⒔齿面硬度为58～62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为C。A.齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿B.齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿C.齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿D.齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火=14\*GB1⒕齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，那么齿轮材料只可能是D。A.45钢B.ZG340-640C.40CrD.20CrMnTi=15\*GB1⒖一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用C的齿轮代替。A．40Cr调质 B．适当增大模数mC．45钢调质后齿面高频淬火 D．铸钢ZG310-570=16\*GB1⒗对于要求不高的齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，假设大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为C。A．小齿轮淬火，大齿轮调质 B．小齿轮淬火，大齿轮正火C．小齿轮调质，大齿轮正火 D．小齿轮正火，大齿轮调质=17\*GB1⒘计算齿轮强度时引入载荷系数K由哪几局部组成影响各组成局部取值的因素有哪些答：载荷系数：K=KA—工作情况系数KV—动载荷系数Kα—齿间载荷分配系数Kβ—齿向载荷分布系数=1\*GB2⑴工作情况系数KA考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响.它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关=2\*GB2⑵动载荷系数KV考虑齿轮制造误差和装配误差及弹性变形等内部因素引起的附加动载荷的影响主要影响因素：=1\*GB3①齿轮的制造精度Pb1≠Pb2=2\*GB3②圆周速度V=3\*GB2⑶齿间载荷分配系数Kα考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。影响因素：啮合刚度，基圆齿距误差〔Pb〕，修缘量，跑合程度等。=4\*GB2⑷齿向载荷分布系数Kβ考虑轴的弯曲、扭转变形、轴承、支座弹性变形及制造和装配误差而引起的沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响。影响因素：=1\*GB3①支承情况：对称布置，好；非对称布置↓；悬臂布置，差。=2\*GB3②齿轮宽度bb↑Kβ↑。=3\*GB3③齿面硬度，硬度越高，越易偏载，齿面较软时有变形退让。=4\*GB3④制造、安装精度——精度越高，Kβ越小。=18\*GB1⒙简要分析说明齿轮齿顶修缘和做成鼓形齿的目的。答：齿轮齿顶修缘是为了减小齿轮传动过程中由于各种原因引起的动载荷。做成鼓形是为了改善载荷沿接触线分布不均的程度，降低齿向载荷分布系数。=19\*GB1⒚斜齿圆柱齿轮的动载荷系数K和一样尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是B的。A.相等B.较小C.较大D.可能大、也可能小=20\*GB1⒛以下B的措施，可以降低齿轮传动的齿向载荷分布系数Kβ。A.降低齿面粗糙度B.提高轴系刚度C.增加齿轮宽度D.增大端面重合度21.两对直齿圆柱齿轮减速传动转向如图，传递功率为7.5kw，模数均为2，压力角为20度，齿数分别为Z1=17,Z2=35,Z3=19,Z4=41，试标出圆周力和径向力方向，并计算分力大小。1123422.一对标准直齿圆柱齿轮，假设Z1=18，Z2=72，那么这对齿轮的弯曲应力A。A.σF1＞σF2B.σF1＜σF2C.σF1=σF2D.σF1≤σ23.设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Z1，的原那么是D。A.Zl越多越好B.Zl越少越好C.Z1≥17，不产生根切即可D.在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利24.在设计闭式硬齿面齿轮传动中，直径一定时应取较少的齿数，使模数增大以B。A.提高齿面接触强度B.提高轮齿的抗弯曲疲劳强度C.减少加工切削量，提高生产率D.提高抗塑性变形能力25.轮齿的弯曲强度，当D，那么齿根弯曲强度增大。A.模数不变，增多齿数时B.模数不变，增大中心距时C.模数不变，增大直径时D.齿数不变，增大模数时26.其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力B。A．不变 B．增为原应力的2倍C．增为原应力的4倍 D．增为原应力的16倍27.为了提高齿轮传动的接触强度，可采取B的方法。A.采用闭式传动B.增大传动中心距C.减少齿数D.增大模数28.圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，那么可以C。A.提高齿轮的弯曲强度B.提高齿面的接触强度C.改善齿轮传动的平稳性D.减少齿轮的塑性变形29.轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与C无关。A.齿数z1B.变位系数xC.模数mD.斜齿轮的螺旋角β30.标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数YFa只取决于B。A.模数mB.齿数ZC.分度圆直径dD.齿宽系数Φd31.一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50mm、齿宽b1=55mm，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm，那么齿宽系数Φd=C。A.1.1B.5/932.设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使D。A.HBS1=HBS2B.HBS1≤HBS2C.HBS1＞HBS2D.HBS1=HBS2+〔30～50〕33.一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，那么它们的接触应力A。A．=B.＜C．＞D．≤34.减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮2选用45钢正火，齿面接触应力C。A.＞B.＜C.=D.≤35.一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在D。A.靠近齿顶处B.靠近齿根处C.靠近节线的齿顶局部D.靠近节线的齿根局部36.一对减速齿轮传动中，假设保持分度圆直径d1不变，而减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将C。A．明显增大 B．明显减小C．基本保持不变 D．略有增加37.在下面的各种方法中，A不能提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度。A．直径d不变而增大模数B．改善材料C．增大齿宽bD．增大齿数以增大d38．设计一对闭式软齿面齿轮传动。在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触疲劳强度最有效的方法是B。A．增大模数，相应减少齿数 B．提高主、从动轮的齿面硬度C．提高加工精度 D．增大齿根圆角半径39．一对齿轮传动的接触强度已够，而弯曲强度缺乏，首先应考虑的改进措施是B。A．增大中心距 B．使中心距不变，增大模数C．使中心距不变，增加齿数 D．模数不变，增加齿数40.齿轮设计时，当随着选择齿数的增多而使直径增大时，假设其他条件一样，那么齿轮的弯曲承载能力D。A．成线性地减小。 B．成线性地增加C．不成线性，但有所减小 D．不成线性，但有所增加41.假设保持传动比i和齿数和不变，而增大模数m，那么齿轮的A。A.弯曲强度提高，接触强度提高B.弯曲强度不变，接触强度提高C.弯曲强度与接触强度均不变D.弯曲强度提高，接触强度不变42．计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳应力时，假设齿形系数、应力修正系数和许用应力均不一样，那么应以C为计算依据。A．较小者 B．较大者C．较小者 C．较大者43．在以下几种工况中，A齿轮传动的齿宽系数φd可以取大些。A．对称布置B．不对称布置C．悬臂布置 D．同轴式减速器布置44．在以下措施中，B可以降低齿轮传动的齿向载荷分布系数A．降低齿面粗糙度 B．提高轴系刚度C．增加齿轮宽度 D．增大端面重合度45.齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大5～10mm答：将小齿轮的齿宽在圆整值的根基上人为地加宽5~10mm，以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷，同时因小齿轮工作的循环次数较多，也可以适当提高小轮的接触强度和弯曲强度。46.图中：a〕为标准直齿圆柱齿轮传动；b〕为标准内齿轮传动；c〕为标准直齿圆柱齿轮齿条传动。：各齿轮和齿条的材料、热处理方法、许用应力均一样；各传动中小齿轮b〕b〕c〕答：47.标准直齿圆柱齿轮传动，假设传动比i，、转矩T1、齿宽b均保持不变，试问在以下条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化?(1)模数m不变，齿数Z1增加；(2)齿数z1不变，模数m增大；(3)齿数zl增加一倍，模数m减小一半。48.有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，方案一其参数为：m=4mm、z1=20、z2=60,经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进展了两种方案设计。方案二为：m=2mm、z1=40、z2=120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为：m=2mm、z1=30、z2=90。假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，问：=1\*GB2⑴改进后的方案二、方案三是否可用为什么=2\*GB2⑵应采用哪个方案更合理为什么答：=1\*GB2⑴分析：直径d1决定齿面接触疲劳强度，模数m决定齿根弯曲疲劳强度=2\*GB2⑵方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点：=1\*GB3①重合度ε↑，传动平稳；=2\*GB3②齿高h↓，滑动系数↓，磨损↓、切削量↓；=3\*GB3③da↓，齿坯小，齿轮重量↓。49.齿轮传动的精度指标分别用三种公差组来表示。其中：第Ⅰ公差组，决定齿轮传递运动的准确程度；第Ⅱ公差组，决定齿轮运转的平稳程度；第Ⅲ公差组，决定齿轮载荷分布的均匀程度。根据用途决定优先满足的主要使用功能，然后再兼顾其他要求。50.图示单级标准直齿圆柱齿轮减速器，因工作需要，拟参加一介轮3来增大输入轴和输出轴间的中心距。假设z1=z3=20，z2=4z1=80，模数为m，各齿轮材料和热处理均一样，长期工作，1轮主动，单向回转。试分析：加介轮后，承载能力与原传动相比有无变化齿面接触强度和齿根弯曲疲劳强度如何变化答：加介轮后，承载能力与原传动相比有变化。因为：虽然小齿轮上的载荷没变，但是1轮和3轮的综合曲率半径变小了，接触应力变大了，接触强度降低。又：3轮的齿根弯曲应力为对称循环，许用应力为1轮的0.7倍，弯曲强度降低。51.如以下列图的齿轮传动，齿轮A、B和C的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮A为240HBS，齿轮B为260HBS，齿轮C为220HBS，试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σF]。假定：齿轮B为“惰轮〞〔中间轮〕，齿轮A为主动轮，设KFN=KHN=1；齿轮B为主动，齿轮A和C均为从动，设KFN=KHN=1。AABC解：齿面接触疲劳许用应力的计算式为：齿根弯曲疲劳许用应力的计算式为：取SH=1SF=1.4〔1.25~1.5之间均可〕查图10-24〔c〕，知在脉动循环交变应力作用下，B齿轮的弯曲疲劳强度极限σlim为：σlim=σFE=350Mpa〔注意超出范围那么采用外插法取值，为近似值，且设应力校正系数YST=1〕而受对称循环交变载荷作用时的应力极限值为脉动循环交变应力的70%——见P210倒数第6行〕查图10-25〔d〕，知B齿轮的接触疲劳强度极限σHlim为：σHlim=620Mpa〔1〕、〔2〕两种情况下，B齿轮上的每个齿在一转的过程中，导致轮齿齿根弯曲的力的方向是不一样的，而导致齿面接触疲劳与B齿轮是否为主动轮无关。那么B齿轮在〔1〕、〔2〕两种情况下的许用接触应力[σH]均为：下面讨论两种情况下齿轮B的许用弯曲应力[σF]〔1〕齿轮B为惰轮的情况下，齿轮B所受力状态如图示：那么齿轮上任一点在一转的过程中，受力方向将反转一次，于是轮齿受力为对称循环交变载荷σFlim=350×70%=245〔Mpa〕许用弯曲应力为：〔2〕齿轮B为主动轮时，齿轮B所受力状态如以以下列图所示：可见，在齿轮一转的过程中，轮齿的受力方向没有发生变化，只是受力时有时无，因此是受脉动循环交变载荷的作用。从P204图10-20〔c〕查得的值即为在脉动循环交变应力作用下的弯曲疲劳强度极限σlim。σlim=σFE=350(Mpa)〔设应力校正系数YST=1〕那么许用弯曲应力为：52.要提高轮齿的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些可能的措施53.如以下列图的二级斜齿圆柱齿轮减速器，：电动机功率P=3kW，转速n=970r/min；高速级mn1=2mm，z1=25，z2=53，；低速级mn2=3mm，z3=22，z4=50。试求：〔1〕为使轴II上的轴承所承受的轴向力较小，在图上确定齿轮3、4的螺旋线方向；〔2〕绘出齿轮3、4在啮合点处所受各力的方向；〔3〕β2取多大值才能使轴II上所受轴向力相互抵消〔1〕齿轮3、4的螺旋线的方向如题图解所示：〔2〕齿轮3、4在啮合点所受各分力Ft3、Ft4、Fr3、Fr4、Fa3、Fa4的方向如图示：〔3〕假设要求轴II上齿轮2、3的轴向力能相互抵消，那么必须满足下式：Fa2=Fa3，即由轴II的力矩平衡，得，那么得即当时，轴II上所受的轴向力相互抵消。54．某输送带由电机通过三级减速传动系统来驱动，减速装置有：二级斜齿圆柱齿轮传动、滚子链传动、V带传动。试分析如题7-67图所示传动布置方案的不合理之处，简单说明错误原因，画出正确的传动方案布置图。1〕V带传动比较适合高速传动，而不适合低速传动，应布置在高速级；2〕链传动不适合高速传动，而适合低速传动，应布置在低速级；3〕齿轮减速器的输入和输出端设计不合理，应在齿轮远离轴承的一侧输入、输出。4〕减速器中斜齿轮的旋向选择不合理，中间轴的两个齿轮的旋向应该一样，使其所受轴向力方向相反。5〕链传动的松紧边布置不合理。应紧边在上，松边在下。55．锥齿轮接触疲劳强度按当量圆柱齿轮公式计算，当量齿轮的齿数、模数是锥齿轮的B。A．实际齿数，大端模数 B．当量齿数，平均模数C．当量齿数，大端模数 D．实际齿数，平均模数56．锥齿轮的弯曲疲劳强度计算是按D上齿形一样的当量圆柱齿轮进展的。A．大端分度圆锥B．大端背锥C．齿宽中点处分度圆锥 D．齿宽中点处背锥57.图示一圆锥——圆柱齿轮减速器，功率由I轴输出，不计摩擦损失。直齿锥齿轮Z。试求Ⅱ轴上轴承所受轴向力为零时斜齿轮的螺旋角β，并作出齿轮各啮合点处作用力的方向解：由题意当F轴向力为零。tan令Fsin58.在进展齿轮的构造设计中，当圆柱齿轮的键槽底部到齿根圆的距离e满足e<2m时；当锥齿轮满足e<1.6m时，均应将齿轮和轴做成齿轮轴。59.齿轮传动的润滑方式主要根据齿轮的圆周速度选择。60.设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，，寿命，小齿轮相对其轴的支承为不对称布置。[解](1)选择齿轮类型、精度等级、材料①选用直齿圆柱齿轮传动。②铣床为一般机器，速度不高，应选用7级精度〔GB10095-88〕。③材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr〔调质〕，硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚〔调质〕，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。〔2〕按齿面接触强度设计1〕确定公式中的各计算值①试选载荷系数②计算小齿轮传递的力矩③小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取④由表10-6查得材料的弹性影响系数⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。⑥齿数比⑦计算应力循环次数⑧由图10-19取接触疲劳寿命系数⑨计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数2〕计算①计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值②计算圆周速度③计算尺宽④计算尺宽与齿高之比⑤计算载荷系数根据，7级精度，查图10-8得动载荷系数直齿轮，由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得由，，查图10-13得故载荷系数⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径⑦计算模数取⑧几何尺寸计算分度圆直径：中心距：确定尺宽：圆整后取。〔3〕按齿根弯曲疲劳强度校核①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。②由图10-18取弯曲疲劳寿命。③计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数④计算载荷系数⑤查取齿形系数及应力校正系数由表10-5查得⑥校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进展校核所以满足弯曲强度，所选参数适宜。51.要提高轮齿的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些可能的措施另外的解答：提高齿根弯曲疲劳强度的主要措施有：A、在d、b一定的情况下，m对σF的影响比z大，故m增大(z相应减小)，σF减小；B、适当增大齿宽b(或齿宽系数φd)；C、采用较大变位系数，x增大，YFa减小，σF减小；D、提高齿轮精度等级；E、改善齿轮材料和热处理方式，以提高许用应力。提高齿面抗点蚀能力的措施有：A、加大齿轮直径d或中心距a；

B、适当增大齿宽b(或齿宽系数φd)；

C、采用正变位齿轮；

D、提高齿轮精度等级；

E、改善齿轮材料和热处理方式，以提高许用应力。第十一章第十一章〔答案〕11－1填空题1.B2.C3.B4.D5.A6.A7.A8.B9.A10.D11－2填空题1.为齿面胶合、疲劳点蚀、轮齿折断、磨损、蜗轮齿上、齿面胶合、齿面间相对滑动速度大、良好的磨合、耐磨性能。2.齿条、齿轮、轴面、端面3.右、轴面、端面4.油温不断升高而使润滑油稀释；胶合；单位时间内产生的热量；散发的热量；加散热片，蜗杆轴端加装风扇、传动箱内装循环冷却管路。5.；右旋6.限制蜗轮滚刀的数目，便于滚刀的标准化、z1/m、m7.低、好、1~48.啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗9.相对滑动；减摩、耐磨；碳素钢或合金钢，青铜或铸铁；蜗轮11－3分析计算题1．解：(1)电机转向箭头向上。(2)蜗杆受各力方向如图。(3)N·mmNNN2．解：蜗轮左旋，顺时针转动。3.解：〔1〕上升：所以圈蜗杆转向箭头向下〔从手柄端看为逆时针方向〕。〔2〕所以故该机构自锁〔3〕又所以第十二章〔答案〕12－1选择题1.B2.A3.C4.A5.C6.C7.D8.D9.C10.C，B，B12－2填空题1．径向轴承、止推轴承、不完全液体润滑轴承、液体润滑轴承、液体动压轴承、液体静压轴承2．磨损与胶合、边界润滑油膜不遭到破坏、；；。3．耐磨4．干摩擦、液体摩擦、不完全液体摩擦5．温度、压力6．摩擦、传动效率、非承载区7.吸附8.粘度；油性〔润滑性〕9.增大、提高、增大10.a.存在收敛性油楔b.一定粘度的足够供油c.由大端指向小端的相对运动速度，d.适当外载F12－3判断题1．(√)2．(√)3．(√)4．(√)5．(√)6．(√)7．(×)8．(×)12－4分析计算题1．解：非液体润滑状态下：①当时，求许用载荷：按许用压强，求：因为按许用，求：≤N〔〕所以应为。②当时，求许用载荷：按求：＝按求：()所以也应为23875N。由①、②可知，在两种转速下均能正常工作时，许用载荷应为23875N。2．解：由机械设计手册查得轴承材料ZQSn6-6-3的许用最大值：[p]=5MPa，[v]=3m/s，[pv]=12MPa·m/s。按数据，并取B/d=1，得MPam/spv=0.7224.71=3.40MPa·m/s由计算可知，选用ZQSn6-6-3材料不能满足要求，而[p]、满足。现考虑如下两个方案进展计算：(1)不改材料，减少轴颈直径以减小速度v，取d为允许的最小值48mm，那么m/s＞[v]=3m/s仍不能满足要求，此方案不可用，所以必须改选轴承材料。(2)改选材料，在铜合金轴瓦上浇铸轴承合金ZCuPbSb15-15-3，查得[p]=5MPa，[v]=6m/s，[pv]=5MPa·m/s，经试算，取d=50mm，B=42mm。MPa＜[p]m/s＜[v]pv=1.243.93=4.87MPa·m/s＜[pv]结论：可用铜合金轴瓦浇铸ZCuPbSb15-15-3轴承合金。轴颈直径d=50mm，轴承宽度B=42mm。3.解：1)求轴承相对间隙2)计算轴颈圆周速度3)确定承载系数根据，偏心率，查表可得：4)根据第十三章第十三章选择题1.(2)2.(1)3.(1)4.(3)5.(3)6.(4)7.(1)8.(4)9.(2)10.D11.D12.A13.A14.A15.A,B填空题内圈外圈滚动体保持架相对滑动速度滚动体接触角越大滚子球精度点蚀接触应力(1)N316/P651316(2)51316N316/P6(3)6306/P551316(4)6306/P5(5)30306 7.轴向，径向，轴向负荷和径向负荷8.基孔，基轴9.轴承所受载荷的大小、方向及性质，转速的上下，调心性能要求，装拆方便及经济性要求，向心、推力。10.疲劳点蚀，可靠度90%，塑性变形，静强度。判断题。1-5√√×××问答题圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承滚针轴承基本额定动载荷：使轴承的基本额定寿命恰好为106r(转)时，轴承所能承受的载荷值。基本额定静载荷：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力到达—定值的载荷，作为轴承静强度的界限。基本额定寿命10：按一组轴承中10％的轴承发生点蚀破坏，而90％的轴承不发生点蚀破坏前的转数(以106转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命。当量动载荷：为一假想载荷，在该假想载荷作用下，滚动轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相当。当量静载荷：为一假想载荷，在该假想载荷作用下，滚动轴承的永久接触变形量与实际载荷作用下的永久接触变形量相当。滚动轴承的内、外圈和滚动体，—般用轴承铬钢制造。热处理：淬火＋低温回火，硬度一般不低于60HRC；∵相对运动外表易发生磨损，要提高其外表硬度，以增强耐磨性。保持架常用低碳钢、铜合金、铝合金或塑料制成；∵易成形，减摩。高速运转时离心力大，推力球轴承的钢球与保持架磨损、发热严重，寿命降低，故不宜采用。当工作转速高时，通常采用深沟球轴承或角接触球轴承为宜。角接触球轴承(6000型)和圆锥滚子轴承(7000型)承受径向载荷时，要产生派生轴向力，派生轴向力迫使轴承内、外圈有别离的趋势，为保证轴承能正常工作，故通常成对使用。面对面安装：两轴承外圈窄端面相对安装。实际跨距l较轴承之间的距离短些，轴系的刚度较高，轴承的间隙调整和装配较易。常用。背靠背安装：两轴承外圈宽端面相对安装。实际跨距l较轴承之间的距离长些，轴系的刚度较低，轴承的间隙调整困难。常用于要求轴的外伸局部挠曲变形小时。调心轴承(10000型和20000型)能自动调心，允许内圈对外圈轴线偏斜量大，可以调整轴线的误差，但假设不成对使用，那么不可能实现其功能。6．在安装时要调整轴承游隙的滚动轴承类型：10000，20000，30000，50000，60000，70000。调整轴承游隙的常用方法：①加厚或减薄端盖与箱体间调整垫片②用调节螺钉调整③用圆螺母调整7．两支点各单向固定：工作温升较小，支承跨距不大的轴。一支点双向固定，另一支点游动：工作温升较高,支承跨距较长(L>350mm)的轴。两支点游动：要求左右游动的轴(如人字齿轮的主动轴)。8．滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质有何不同?常选用什么配合?其配合的松紧程度与圆柱公差标准中一样配合有何不同?滚动轴承的回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质：过盈配合(js5,js6,k5,k6,m5,m6,r5,r6,M7,N7)。不回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质：不回转套圈与轴或机座装配应比回转套圈与轴或机座装配有较松的配合(H6,H7,J7,J6,K7,K6,M7,M6,h6,g6)。其配合的松紧程度与圆柱公差标准中一样配合不同：滚动轴承是标准件，轴承内孔与轴的配合采用基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基推；轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。与内圈相配合的轴的公差带以及与外圈相配合的外壳孔的公差带，均按圆柱公差与配合的国家标准选取。由于dm的公差带在零线之下，而圆柱公差标准中基淮孔的公差带在零线之上，所以轴承内圈与轴的配合比圆柱公差标准中规定的基孔制同类配合要紧得多。对轴承内孔与轴的配合而言．圆柱公差标准中的许多过渡配合实际成为过盈配合，而有的间隙配合实际变为过渡配合。轴承外圈与外壳孔的配合与圆柱公差标准中规定的基轴制同类配合相比较，配合性质的类别基本一致，但由于轴承外径的公差值较小，因而配合也较紧。9.1〕轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。2〕轴承的转速：在一般转速下，转速的上下对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。3〕轴承的调心性能；4〕轴承的安装和拆卸。10.静载荷是指轴承套圈相对转速为零或相对转速极度低时，作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在静载荷下产生过大的接触应力和永久变形，需进展静载荷计算。11.润滑对于滚动轴承具有重要意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阴力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。轴承常用的润滑方式有两种：油润滑和脂润滑。此外，也有使用固体润滑剂润滑的。四、分析计算题1、解：一对轴承中当量动载荷大的那个轴承不安全。①求支反力Fr1、Fr2Fr2＝F-Fr1=6000-4000=2000N②计算轴承的轴向载荷Fd1、Fd2先计算内部轴向力：Fd=Fr/2YFd1=Fr1/2Y＝4000/2×2.1＝952NFd2=Fr2/2Y=200/2×2.1＝476N∵Fd1+Fa=952+1000=1952N>Fd2＝476N轴承2压紧，轴承1放松。∴Fa1＝Fd1=952NFa2＝Fd1+Fa＝1952N③计算当量动载荷Fa1/Fr1＝952/4000＝0.239<e=0.29，得：X=1，Y=0P1=fp(XFr1+YFa1)=1.2×4000＝4800NFa2/Fr2＝1952/2000＝0.976>e＝0.29，得：X=0.4，Y=2.1P2=fp(XFr2+YFa2)=1.2×(0.4×2000＋2.1×1952)＝5879N∵P2>P1∴轴承2不安全。合用。2、解：1)．计算轴承的轴向载荷Fd1、Fd2由表13-7，70000C型轴承的内部轴向力为Fd=eFr，由表13-5得e=0.38~0.56，初定e=0.45(轴承1)，e=0.40(轴承2)Fd1=eFr1=0.45×1000＝450NFd2=eFr2=0.40×2060＝824N∵Fd2+Fae=824+1200=2024N>Fd1＝470N轴承1压紧，轴承2放松。∴Fa1＝Fd2+Fae=2024NFa2＝Fd2＝824N2)．计算当量动载荷由手册查得7307C轴承：基本额定动载荷C=35.1kN，基本额定静载荷Co=27.5kN。由表13-5Fa1/Co=2024/27500=0.0736得：e=0.45(与初选一样)。Fa1/Fr1＝2024/1000＝2.024>e=0.45，由表13-5查得：X=0.44，Y=1.25由表13-6，取载荷系数fp=1.5P1=fp(XFr1+YFa1)=1.5(0.44×1000＋1.25×2024)＝4455NFa2/Co=824/27500=0.03得：e=0.40(与初选一样)Fa2/Fr2＝824/2060＝0.40＝e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(XFr2+YFa2)=1.5×2060＝3090N3)．核验轴承寿命∵P1>P2∴应以轴承1的当量动载荷P1为计算依据。由此可知，7307C轴承