机械设计基础.

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. 在轴的弯扭合成强度校核中，为什么要引入折

2、算系数a？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，Fa2）的方向；2 ）在图上画出蜗轮 隹的转向和螺旋线的方向；3 ）计 算出蜗

3、杆的导程角丫、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t =90MPa其许用挤压应力 （T 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勺旧箱体内，配上一对 Z1=18，Z2=81，m=5mm勺斜齿 圆柱齿轮，试求该对齿轮的螺旋角 B。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 , 则两轮的节圆直径di , d2是多少？若齿轮的模数是 m则两轮的齿数zi、Z2是 多少？5.图示

4、螺栓联接中，采用两个 M12（内径di=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：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

5、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

6、、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：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。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

7、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a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：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

8、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，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

9、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：、分析计算题（ 40 分，共 5 题，每小题 8 分）1. 参考答

10、案：解:二 i =二为 z=50- 50=1导程角 尸 aKtan（G lii/rfiaixtant 1*2,5/45 ）=3.18 5*50=125inin中心距 e=（i十力 2=（45十 125）/2=85inni解题方案:评分标准：2.参考答案：解：店50，bl49 A=/j/2=9/2=4.55 lL-b9Q-14=76 代入下式即可求得黒2000n(f/A-)=(rp石=10 賞 5O04.52OOO=855N 如2000 T(db /)= r乙=90 来 50 “ 严 6/2 0 00-2 394N111该键连接所能传递的最大转矩是855Rm解题方案：评分标准：3.参考答案：,有coL 山匸+乞）叫（67）2 cos/?代入已知参数，得住厂则；心丄，皿十in (i + 7)；7J心（1+1）= 8.11。 2x250若小齿轮为左旋，则大齿轮应为右旋。解题方案： 评分标准:4.参考答案：解；& a = * 必,而 i=企,故d2 -d故：11心皿严二21 l+z因足一对标淮直齿S柱齿轮传动左标淮安装条件下，故：1十M；=孙=-：-2 Ui当齿轮帆楼数是川时.两轮的齿数二“二2是:clY _ 2acA 2ia-1 = :册 （i f解题方案