机械设计基础-(-第3次-)

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？5.6.7.8.9.铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？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？ 零件的失效可能由哪些因素引起？举例说明急回特性在生产中有什么意义？ 螺纹连接的防松方法有哪几种？要求每一种举一例。a？10. 在轴的弯扭合成强度校核中，为什么要引入折算

2、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，Fa2）的方向；2 ）在图上画出蜗轮 隹的转向和螺旋线的方向；3 ）计已知：轴的直径

3、 d=50mm键宽b=14mm键高2. 设有一 A型普通平键连接。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8。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.图示螺栓联接中，采用两个 M12（内径di=10.106mm的

4、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？1U1答案:、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、非完全液体润滑轴承和无润滑轴 承。解题方案：评分标准：4.参考

5、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、耐磨性、稳定性 和温度的影响等几个方面的问

6、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。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

7、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，并沿轮面滑动，使带的速度落

8、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，塑性变形是其主要失效形式，故

9、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. 参考答案：解:二 1

10、=22/'' ,=5 0 丿 50=1导程角；ai'c（iux（zi1 忙、口 5）=3. iQ“2=5 50=12 5111111中心距 k（i十必 ”?=45+125）/2=85111111Pa解题方案:评分标准:2.参考答案：解：£匸5Os 145A9f2=4.5? l=L-b=90 14=76代入下式即可求得=2000n（f/f）=<rp71=100 灯 0 忙 6 蛀丄勺 2000=855Nn2000PJZ?0=r72=90 性 or 計 7：000=：394Nmi该键连接所能传递的最大转矩是855NJH解题方案： 评分标准:3.参考答案:2n

11、解：由心叫+ 3,有" coL巴匸7)2C0S0代入已知参数，得.0K"J 叫 7)5 73 + 81)二&m 2/72 250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：压I 口 = "1 +必,而0 =牛，故£ = “72认则吐J上邑=士山，抵gTCr 筲4 =汩1 =二"2 L 1十才区足一对标s亘齿圆柱齿轮传动左标淮安装条件下,6< = d,=<>I '1+f2i=Ci14*故：町=山岂齿轮的模数是“f时.两轮的血数二】，R是:t/i 2atA 2 m 丄 .2 *- r _附 (1-小"'/?7 (l+f)nr解题方案