北京科技大学机械设计期末试卷

一、判断题(每小题 1 分,共 10 分)

1、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮,两轮模数相同,压力角相同,但齿数 z1 ≠ z2 ,其分度圆半径 一定相等。 ( F ) 2、定轴轮系中惰轮不仅与传动比大小有关,还可以改变从动轮的转向。 ( F ) 3、套筒滚子链,节距越大,承载能力越高,工作也越平稳。 ( F ) 4、行星轮系的自由度为 1;差动轮系的自由度为 2。 ( T ) 5、在渐开线圆柱齿轮传动中,相啮合的大小齿轮的齿根弯曲应力是相等的。 ( F ) 6、只承受弯矩,而不承受扭矩的轴称为心轴。 ( T ) 7、滚动轴承的摩擦系数一定比滑动轴承的摩擦系数小。 ( F ) 8、滑动螺旋传动的主要缺点是磨损大,效率低。 ( T ) 9、机器中独立运动的单元体,称为零件。 ( F ) 10、在铰链四杆机构中,如存在曲柄,则曲柄一定为最短杆。 ( F )

二、选择题(每小题 1 分,共 10 分)

1、右图所示轮系属 C 轮系。 A 定轴 B 差动 2、计算蜗杆传动的传动比时,公式 C C 行星 是错误的。

3、铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和,则机构中 B 。 A 一定有曲柄存在 B 一定无曲柄存在 C 是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件 4、齿轮连续传动条件是重合度 C 。 A 小于 1 B 等于 1 C 大于 1 5、斜齿轮传动的动载荷与 5 同样的直齿轮传动的动载荷相比: B 。 A 相等 B 较小 C 较大 6、要求传动比准确,传动平稳,长时间连续工作,应选用 B 为好。 A 带传动 B 斜齿圆柱齿轮传动 C 蜗杆传动 7、在以下几种螺纹中,C 传动效率最高。 A 三角形螺纹 B 梯形螺纹 C 锯齿形螺纹 7、下列各类滚动轴承中,除主要承受径向载荷外,还能承受不大的双向轴向载荷的是 A。 A 深沟球轴承 B 角接触球轴承 C 圆柱滚子轴承 9、锥齿轮传动中,两轴线之间的交角用得最广泛的是 C。 A 60 B 75 C 90 10、在下列联接方式中 C 可以同时起将轴上零件在轴上作周向和轴向固定的作用。 A 平键 B 花键 C 过盈配合

三、分析题(每小题 10 分,共 70 分,答案做在试卷上)

1、计算图示机构的自由度。如有虚约束,多余自由度,复合铰链请指出。并指出该机构是否有确 定运动(带箭头的构件为主动件) 。

答:C 处为复合铰链,没有虚约束和多余自由度。 自由度:F=3n-2PL-PH=3×7-2×10=1 自由度数目与机构原动件数目相同,机构有确定运动。 2、请列举出两种能够实现直线往复运动的机构,并绘制相应的机构简图,指出其中的主动件和实现 往复运动的构件。 答:曲柄滑块机构:主动件——曲柄 AB,实现往复运动的构件——滑块

凸轮机构:主动件——凸轮, 实现往复运动的构件——导杆

′ = 30 , z4 = 105 ,试求 i1H 。 3、在

图示轮系中,已知 z1 = 24 , z2 = 18 , z3 = 15 , z3

4、试选择以下轴系中的滚动轴承的类型,并说明理由: 1)高速磨头,轴转速 n=12000 r/min; 2)餐桌上的回转圆盘; 答:1)可根据受力情况选择向心球轴承或角接触球轴承,转速高适宜采用球轴承,滚动体为球, 点接触。受径向载荷为主,故选用向心轴承或角接触轴承。 2)应选择推力轴承。以受轴向载荷为主,故选用推力轴承。载荷不大,且转速很低,滚动体为球 和滚子均可。 5、开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算?怎样考虑它的磨损失效? 答:主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳折断,尤其要考虑轮齿经磨损后齿厚会减薄。通 常按 轮齿弯曲疲劳强度进行设计计算,并将计算出来的模数增大 5%~15% 以考虑磨损对齿厚减 薄的影 响。在具有较大冲击载荷或短时过载的情况下,还应验算轮齿是否会发生齿面塑性变形及 轮齿静 力折断现象。 6、指出下面 V 带传动中,哪一种结构合理?为什么?

答:图 a)的结构更为合理,图 b)的张紧轮布置使带轮的包角减小,降低了带传动的传动能 力, 容易造成打滑。 7、图示为一两级斜齿圆柱齿轮减速器,轮 1 主动,已知轮 1 的转向及螺旋线方向,求: 1)使 II 轴轴承所受轴向力最小时,各齿轮的螺旋线方向。 2)齿轮 2、3 所受各分力的方向。

四、结构改错题(本题 10 分,答案做在试卷上)

一轴系结构如图所示,试指出其结构错误之处,并简要说明错误原因,不必改正。 (至少指出 5 处)

答:结构错误如下 1、4 处套筒外径过大,轴承无法拆卸; 2、7 处缺少周向定位; 3 处轴段应短于齿轮宽,避免三线共面; 5 处轴应制造阶梯,避免轴承安装困难; 6 处联轴器不应与轴承盖接触,联轴器缺少轴向定位,轴承盖开孔应大于轴径; 8 处缺少轴向固定。

一、填空题 1、一对人字齿轮传动,两轴系中的一个采用两端固定的轴向固定方式,而另一个轴系 应采用两端游动的轴向固定方式 2、普通平键联接当采用双键时,两键应在轴向相隔180(度)布置 3、链传动通常放在传动系统中的低速级 4、斜齿圆柱齿轮传动的齿轮系数与齿数、螺旋角和变位系数有关,而与模数无关 5、承受预紧力 FP 的紧螺栓联接在受工作拉力 F 时,剩余预紧力 FP' ,其螺栓所受的总 拉力 F0 = FP'  F 。 6、带传动中,带的弹性滑动是带传动的正常工作运动特性,是不可避免的。 7、两级圆柱齿轮传动中,其中一级为斜齿圆柱齿轮传动,它一般用在高速级。 8、锥齿轮的当量齿数一定比实际齿数大。 9、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称心轴,只承受扭矩的称传动

轴,承受弯矩 和扭矩的称为转轴。 二、单项选择题 1、当某转轴所受的径向力大小方向不变时,其外圆面上任一点的弯曲应力属于 C 应力 A、静应力 B、脉动循环应力 C、对称循环应力 D、循环特性r=0.5 2、带传动工作时松边带速( A )紧边带速 A、小于 B、大于 C、等于 D、可能大于、小于或等于 3、型号为6351的滚动轴承,其内径是(A) A、75mm B、8mm C、15mm D、73mm 4、锯齿形螺纹两侧的牙型角分别为3°和30°,在螺纹升角相同的条件下,其传动效率 (C) A、低于矩形螺纹,而与梯形螺纹相同 B、高于三角形螺纹,而低于梯形螺纹 C、仅低于矩形螺纹,比三角形、梯形螺纹都高 D、低于矩形螺纹,与三角形螺纹相同 5、受翻转(倾覆)力矩的螺栓组联接,螺栓的布置宜选择(A)

D、以上三个方案不不可用

三、是非题 1、齿面载荷分布(不均)系数 K  与齿轮的布置情况无关。( F ) 2、设计某普通碳钢零件时,校核后刚度不足,采用高强度合金钢时,对提高其刚度是 不起作用的。( F ) 3、在传动比不变的条件下,当V带(三角带)传动的中心距较大时,小带轮的包角就较 大,因而承载能力也较高。( T ) 4、链节距愈小,链轮齿数愈多,动载荷将愈大。( F ) 5、唇形密封圈装置采用两个油封相背放置(密封圈唇部相反方向放置),主要是为了 提高防漏油效果。( T ) 6、一端圆头一端方头的C型平键一般用于轴的伸出端。( T ) 7、为了引导润滑油分布到滑动轴承的整个工作面上,一般要在轴承的承载区开设油孔 和油沟。( F ) 8、蜗杆传动正确啮合的条件之一是蜗杆和涡轮的螺旋角大小相等、方向相同。(T) 9、滚动轴承工作时承受的当量动载荷不得大于其基本额定动载荷。( F ) 10、在公称直径和螺距相同的条件下,双线螺纹副比单线螺纹副效率高。(T) 四、简答题 1、一对传动比大于1的标准齿轮啮合时,哪个齿轮的齿面接触应力较大?哪个齿轮的 齿根弯曲应力较大?为什么? 答:从动轮齿轮的齿面接触应力较大,主动齿轮的齿根弯曲应力较大。

因为传动比i>1, z1  z2 ,啮合过程中小齿轮的啮合次数比大齿轮多,故小齿轮的齿 面硬度一般比大齿轮高30-50HBW,齿面硬度较高的容易齿根弯曲,齿面硬度较 低的容易发生点蚀。 2、滑动螺旋采用的梯形螺纹、锯齿形螺纹,各有何特点? 答:梯形螺纹:牙型为梯形,牙型角   30 ,牙根强度高,加工工艺性好,形成的螺 纹副对中性好,有较高的传动效率,主要用于传动。 锯齿形螺纹:牙型为不等边梯形,牙型角   33 ,工作强度和传动效率均高于梯

形螺 纹副,大经处无间隙,对中性好,牙侧角分别为   3 和    30

答:B最合理。 张紧轮应放于松边,便于张紧。若张紧轮在内测,应靠近大轮,以免过分影响小轮包 角;若张紧轮在外侧,应靠近小轮,增大包角。 寿命:A>B>C 4、如图所示的两种滑轮轴结构,一种轴与轮一起转动(图a),另一种轴固定,轮在 轴上转动(图b),试比较两种结构的优缺点。

答: 5、简述液体动压油膜形成的必要条件是什么?下列哪种情况可能形成液体动压润滑。

答:1)润滑油要具有一定的粘度。 2)两摩擦表面要具有一定的相对滑动速度。 3)相对滑动的表面要形成收敛的楔形间隙。 4)有足够充足的供油量。 D可能形成液体动压润滑 6、提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施?(举出三种即可) 答:1)降低表面粗糙度 2)零件经淬火、渗碳、渗氮等热处理或化学热处理

3)零件经滚压、喷丸等机械处理 4)尽可能降低零件上的应力集中 5)合理选用高强度材料和热处理及强化工艺 7、与带传动、齿轮传动相比较,链传动有哪些优缺点? 答:与带传动相比,链传动的优点:①没有弹性滑动,平均传动比较准确,传动可靠② 张紧力小,轴与轴承所受载荷较小③效率较高,可达98%④链条在机构中应用很广泛 与齿轮传动相比,链传动的优点:①可以有较大的中心距②可在高温环境中工作,也可 以用于多灰尘的环境,但寿命缩短③成本较低 链传动的缺点:①链的瞬时速度和瞬时传动比都是变化的,传动平稳性较差,工作时有 噪声,不适合高速场合②不适用于转动方向频繁改变的情况③只能用于平行轴间传动 8、开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算?怎样考虑它的磨损失效? 答:开式齿轮传动应按弯曲疲劳强度进项计算。按轮齿弯曲疲劳承载能力求出应有的模 数后,再加大10%-15%后,计算 五、分析题 1、展开式二级圆柱齿轮减速器如图所示,1齿轮主动,试确定: 1)使Ⅱ轴所受轴向力最小时,齿轮3的螺旋线应是何旋向?在图中标出齿轮2、3的 螺旋线方向 2)在图上标出齿轮2、3所受各分力方向

2、指出图示轴系中的10处结构错误(用笔圈出错误之处,并要求说明错误的原因,不 要求改正)(不得多于19处,若多于10处,按前10处计算)

②轴与轴承盖相碰 ③ ④装不进去,应阶梯 ⑤缺少调整垫片 ⑥加工过长,不变安装,应阶梯 ⑦轴与端盖直接接触 ⑧联轴器没有轴向固定 ⑨齿轮没轴向固定,缺键 ⑩轴肩过高,无套筒 ⑪轮毂键槽不对,与齿轮键不在同一角度 ⑫联轴器没轴向固定

⑬多出一个键 六、计算题 1、图示方形盖板用4个螺钉与箱体联接,吊环作用10KN的力,吊环因制造误差,中心 O 与螺栓组形心 O 偏离 4 2 mm,求受力最大的螺栓所受的工作拉力。

答:在 Fq 作用,每个螺栓所受的轴向力(工作拉力)为: F  Fq / 4  2.5 KN 当移到O’点后,螺栓组增加一倾覆力矩M作用,其大小为: M  Fq  OO  10  4 2  40 2 在倾覆力矩作用下,左上方被压紧,1螺栓杆拉力减小;右下方被放松,3螺栓杆拉力增 大,工作拉力最大。 M 40 2 1   KN 在倾覆力矩作用下,3所受的拉力为: F3  R3 120 2 3 1 螺栓3所受的工作拉力合力为: F3  F  F3  2.5   2.833 KN 3 2、一旋转轴直径的d=80mm,手径向力F=2KN,跨距L=2m。F力作用在二支点中间,试计 算a点的最大最小弯曲应力  max 、  min 、应力幅  a 、平均应力  m 和循环特性系数r,并 M 画出其变应力图。(弯曲应力  b  ) 0.1d 3

3、图示斜齿轮轴由一对7307AC型角接触球轴承正安装来支撑,已知 Fr1  2600 N , Fr 2  1900 N , FA  600 N 。试求: 1)轴承的内部轴向力 FS1 、 FS 2 ,并图示方向; 2)轴承的轴向力 Fa1 、 Fa 2 ; 3)轴承的当量动载荷 P 1、 P 2 ,并判断危险轴承。 注:轴承内部轴向力 FS  0.7 Fr1 , e  0.7 ,当 Fa / Fr  e ,X=0.41,Y=0.85;当

Fa / Fr  e ,X=1,Y=0。

4、设计如图所示齿轮减速传动时,已知输入轴转速 n1  730r / min ,轮1、2的传动比 i1  1.5 ,轮2、3的传动比 i2  2 ,每天工作8h,每年工作260天,预期寿命10年。求各齿 轮的接触应力及弯曲应力循环次数N。

一、判断题(每小题 1 分,共 10 分)

1、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮,两轮模数相同,压力角相同,但齿数 z1 ≠ z2 ,其分度圆半径 一定相等。 ( F ) 2、定轴轮系中惰轮不仅与传动比大小有关,还可以改变从动轮的转向。 ( F ) 3、套筒滚子链,节距越大,承载能力越高,工作也越平稳。 ( F ) 4、行星轮系的自由度为 1;差动轮系的自由度为 2。 ( T ) 5、在渐开线圆柱齿轮传动中,相啮合的大小齿轮的齿根弯曲应力是相等的。 ( F ) 6、只承受弯矩,而不承受扭矩的轴称为心轴。 ( T ) 7、滚动轴承的摩擦系数一定比滑动轴承的摩擦系数小。 ( F ) 8、滑动螺旋传动的主要缺点是磨损大,效率低。 ( T ) 9、机器中独立运动的单元体,称为零件。 ( F ) 10、在铰链四杆机构中,如存在曲柄,则曲柄一定为最短杆。 ( F )

二、选择题(每小题 1 分,共 10 分)

1、右图所示轮系属 C 轮系。 A 定轴 B 差动 2、计算蜗杆传动的传动比时,公式 C C 行星 是错误的。

3、铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和,则机构中 B 。 A 一定有曲柄存在 B 一定无曲柄存在 C 是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件 4、齿轮连续传动条件是重合度 C 。 A 小于 1 B 等于 1 C 大于 1 5、斜齿轮传动的动载荷与 5 同样的直齿轮传动的动载荷相比: B 。 A 相等 B 较小 C 较大 6、要求传动比准确,传动平稳,长时间连续工作,应选用 B 为好。 A 带传动 B 斜齿圆柱齿轮传动 C 蜗杆传动 7、在以下几种螺纹中,C 传动效率最高。 A 三角形螺纹 B 梯形螺纹 C 锯齿形螺纹 7、下列各类滚动轴承中,除主要承受径向载荷外,还能承受不大的双向轴向载荷的是 A。 A 深沟球轴承 B 角接触球轴承 C 圆柱滚子轴承 9、锥齿轮传动中,两轴线之间的交角用得最广泛的是 C。 A 60 B 75 C 90 10、在下列联接方式中 C 可以同时起将轴上零件在轴上作周向和轴向固定的作用。 A 平键 B 花键 C 过盈配合

三、分析题(每小题 10 分,共 70 分,答案做在试卷上)

1、计算图示机构的自由度。如有虚约束,多余自由度,复合铰链请指出。并指出该机构是否有确 定运动(带箭头的构件为主动件) 。

答:C 处为复合铰链,没有虚约束和多余自由度。 自由度:F=3n-2PL-PH=3×7-2×10=1 自由度数目与机构原动件数目相同,机构有确定运动。 2、请列举出两种能够实现直线往复运动的机构,并绘制相应的机构简图,指出其中的主动件和实现 往复运动的构件。 答:曲柄滑块机构:主动件——曲柄 AB,实现往复运动的构件——滑块

凸轮机构:主动件——凸轮, 实现往复运动的构件——导杆

′ = 30 , z4 = 105 ,试求 i1H 。 3、在

图示轮系中,已知 z1 = 24 , z2 = 18 , z3 = 15 , z3

4、试选择以下轴系中的滚动轴承的类型,并说明理由: 1)高速磨头,轴转速 n=12000 r/min; 2)餐桌上的回转圆盘; 答:1)可根据受力情况选择向心球轴承或角接触球轴承,转速高适宜采用球轴承,滚动体为球, 点接触。受径向载荷为主,故选用向心轴承或角接触轴承。 2)应选择推力轴承。以受轴向载荷为主,故选用推力轴承。载荷不大,且转速很低,滚动体为球 和滚子均可。 5、开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算?怎样考虑它的磨损失效? 答:主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳折断,尤其要考虑轮齿经磨损后齿厚会减薄。通 常按 轮齿弯曲疲劳强度进行设计计算,并将计算出来的模数增大 5%~15% 以考虑磨损对齿厚减 薄的影 响。在具有较大冲击载荷或短时过载的情况下,还应验算轮齿是否会发生齿面塑性变形及 轮齿静 力折断现象。 6、指出下面 V 带传动中,哪一种结构合理?为什么?

答:图 a)的结构更为合理,图 b)的张紧轮布置使带轮的包角减小,降低了带传动的传动能 力, 容易造成打滑。 7、图示为一两级斜齿圆柱齿轮减速器,轮 1 主动,已知轮 1 的转向及螺旋线方向,求: 1)使 II 轴轴承所受轴向力最小时,各齿轮的螺旋线方向。 2)齿轮 2、3 所受各分力的方向。

四、结构改错题(本题 10 分,答案做在试卷上)

一轴系结构如图所示,试指出其结构错误之处,并简要说明错误原因,不必改正。 (至少指出 5 处)

答:结构错误如下 1、4 处套筒外径过大,轴承无法拆卸; 2、7 处缺少周向定位; 3 处轴段应短于齿轮宽,避免三线共面; 5 处轴应制造阶梯,避免轴承安装困难; 6 处联轴器不应与轴承盖接触,联轴器缺少轴向定位,轴承盖开孔应大于轴径; 8 处缺少轴向固定。

一、填空题 1、一对人字齿轮传动,两轴系中的一个采用两端固定的轴向固定方式,而另一个轴系 应采用两端游动的轴向固定方式 2、普通平键联接当采用双键时,两键应在轴向相隔180(度)布置 3、链传动通常放在传动系统中的低速级 4、斜齿圆柱齿轮传动的齿轮系数与齿数、螺旋角和变位系数有关,而与模数无关 5、承受预紧力 FP 的紧螺栓联接在受工作拉力 F 时,剩余预紧力 FP' ,其螺栓所受的总 拉力 F0 = FP'  F 。 6、带传动中,带的弹性滑动是带传动的正常工作运动特性,是不可避免的。 7、两级圆柱齿轮传动中,其中一级为斜齿圆柱齿轮传动,它一般用在高速级。 8、锥齿轮的当量齿数一定比实际齿数大。 9、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称心轴,只承受扭矩的称传动

轴,承受弯矩 和扭矩的称为转轴。 二、单项选择题 1、当某转轴所受的径向力大小方向不变时,其外圆面上任一点的弯曲应力属于 C 应力 A、静应力 B、脉动循环应力 C、对称循环应力 D、循环特性r=0.5 2、带传动工作时松边带速( A )紧边带速 A、小于 B、大于 C、等于 D、可能大于、小于或等于 3、型号为6351的滚动轴承,其内径是(A) A、75mm B、8mm C、15mm D、73mm 4、锯齿形螺纹两侧的牙型角分别为3°和30°,在螺纹升角相同的条件下,其传动效率 (C) A、低于矩形螺纹,而与梯形螺纹相同 B、高于三角形螺纹,而低于梯形螺纹 C、仅低于矩形螺纹,比三角形、梯形螺纹都高 D、低于矩形螺纹,与三角形螺纹相同 5、受翻转(倾覆)力矩的螺栓组联接,螺栓的布置宜选择(A)

D、以上三个方案不不可用

三、是非题 1、齿面载荷分布(不均)系数 K  与齿轮的布置情况无关。( F ) 2、设计某普通碳钢零件时,校核后刚度不足,采用高强度合金钢时,对提高其刚度是 不起作用的。( F ) 3、在传动比不变的条件下,当V带(三角带)传动的中心距较大时,小带轮的包角就较 大,因而承载能力也较高。( T ) 4、链节距愈小,链轮齿数愈多,动载荷将愈大。( F ) 5、唇形密封圈装置采用两个油封相背放置(密封圈唇部相反方向放置),主要是为了 提高防漏油效果。( T ) 6、一端圆头一端方头的C型平键一般用于轴的伸出端。( T ) 7、为了引导润滑油分布到滑动轴承的整个工作面上,一般要在轴承的承载区开设油孔 和油沟。( F ) 8、蜗杆传动正确啮合的条件之一是蜗杆和涡轮的螺旋角大小相等、方向相同。(T) 9、滚动轴承工作时承受的当量动载荷不得大于其基本额定动载荷。( F ) 10、在公称直径和螺距相同的条件下,双线螺纹副比单线螺纹副效率高。(T) 四、简答题 1、一对传动比大于1的标准齿轮啮合时,哪个齿轮的齿面接触应力较大?哪个齿轮的 齿根弯曲应力较大?为什么? 答:从动轮齿轮的齿面接触应力较大,主动齿轮的齿根弯曲应力较大。

因为传动比i>1, z1  z2 ,啮合过程中小齿轮的啮合次数比大齿轮多,故小齿轮的齿 面硬度一般比大齿轮高30-50HBW,齿面硬度较高的容易齿根弯曲,齿面硬度较 低的容易发生点蚀。 2、滑动螺旋采用的梯形螺纹、锯齿形螺纹,各有何特点? 答:梯形螺纹:牙型为梯形,牙型角   30 ,牙根强度高,加工工艺性好,形成的螺 纹副对中性好,有较高的传动效率,主要用于传动。 锯齿形螺纹:牙型为不等边梯形,牙型角   33 ,工作强度和传动效率均高于梯

形螺 纹副,大经处无间隙,对中性好,牙侧角分别为   3 和    30

答:B最合理。 张紧轮应放于松边,便于张紧。若张紧轮在内测,应靠近大轮,以免过分影响小轮包 角;若张紧轮在外侧,应靠近小轮,增大包角。 寿命:A>B>C 4、如图所示的两种滑轮轴结构,一种轴与轮一起转动(图a),另一种轴固定,轮在 轴上转动(图b),试比较两种结构的优缺点。

答: 5、简述液体动压油膜形成的必要条件是什么?下列哪种情况可能形成液体动压润滑。

答:1)润滑油要具有一定的粘度。 2)两摩擦表面要具有一定的相对滑动速度。 3)相对滑动的表面要形成收敛的楔形间隙。 4)有足够充足的供油量。 D可能形成液体动压润滑 6、提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施?(举出三种即可) 答:1)降低表面粗糙度 2)零件经淬火、渗碳、渗氮等热处理或化学热处理

3)零件经滚压、喷丸等机械处理 4)尽可能降低零件上的应力集中 5)合理选用高强度材料和热处理及强化工艺 7、与带传动、齿轮传动相比较,链传动有哪些优缺点? 答:与带传动相比,链传动的优点:①没有弹性滑动,平均传动比较准确,传动可靠② 张紧力小,轴与轴承所受载荷较小③效率较高,可达98%④链条在机构中应用很广泛 与齿轮传动相比,链传动的优点:①可以有较大的中心距②可在高温环境中工作,也可 以用于多灰尘的环境,但寿命缩短③成本较低 链传动的缺点:①链的瞬时速度和瞬时传动比都是变化的,传动平稳性较差,工作时有 噪声,不适合高速场合②不适用于转动方向频繁改变的情况③只能用于平行轴间传动 8、开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算?怎样考虑它的磨损失效? 答:开式齿轮传动应按弯曲疲劳强度进项计算。按轮齿弯曲疲劳承载能力求出应有的模 数后,再加大10%-15%后,计算 五、分析题 1、展开式二级圆柱齿轮减速器如图所示,1齿轮主动,试确定: 1)使Ⅱ轴所受轴向力最小时,齿轮3的螺旋线应是何旋向?在图中标出齿轮2、3的 螺旋线方向 2)在图上标出齿轮2、3所受各分力方向

2、指出图示轴系中的10处结构错误(用笔圈出错误之处,并要求说明错误的原因,不 要求改正)(不得多于19处,若多于10处,按前10处计算)

②轴与轴承盖相碰 ③ ④装不进去,应阶梯 ⑤缺少调整垫片 ⑥加工过长,不变安装,应阶梯 ⑦轴与端盖直接接触 ⑧联轴器没有轴向固定 ⑨齿轮没轴向固定,缺键 ⑩轴肩过高,无套筒 ⑪轮毂键槽不对,与齿轮键不在同一角度 ⑫联轴器没轴向固定

⑬多出一个键 六、计算题 1、图示方形盖板用4个螺钉与箱体联接,吊环作用10KN的力,吊环因制造误差,中心 O 与螺栓组形心 O 偏离 4 2 mm,求受力最大的螺栓所受的工作拉力。

答:在 Fq 作用,每个螺栓所受的轴向力(工作拉力)为: F  Fq / 4  2.5 KN 当移到O’点后,螺栓组增加一倾覆力矩M作用,其大小为: M  Fq  OO  10  4 2  40 2 在倾覆力矩作用下,左上方被压紧,1螺栓杆拉力减小;右下方被放松,3螺栓杆拉力增 大,工作拉力最大。 M 40 2 1   KN 在倾覆力矩作用下,3所受的拉力为: F3  R3 120 2 3 1 螺栓3所受的工作拉力合力为: F3  F  F3  2.5   2.833 KN 3 2、一旋转轴直径的d=80mm,手径向力F=2KN,跨距L=2m。F力作用在二支点中间,试计 算a点的最大最小弯曲应力  max 、  min 、应力幅  a 、平均应力  m 和循环特性系数r,并 M 画出其变应力图。(弯曲应力  b  ) 0.1d 3

3、图示斜齿轮轴由一对7307AC型角接触球轴承正安装来支撑,已知 Fr1  2600 N , Fr 2  1900 N , FA  600 N 。试求: 1)轴承的内部轴向力 FS1 、 FS 2 ,并图示方向; 2)轴承的轴向力 Fa1 、 Fa 2 ; 3)轴承的当量动载荷 P 1、 P 2 ,并判断危险轴承。 注:轴承内部轴向力 FS  0.7 Fr1 , e  0.7 ,当 Fa / Fr  e ,X=0.41,Y=0.85;当

Fa / Fr  e ,X=1,Y=0。

4、设计如图所示齿轮减速传动时,已知输入轴转速 n1  730r / min ,轮1、2的传动比 i1  1.5 ,轮2、3的传动比 i2  2 ,每天工作8h,每年工作260天,预期寿命10年。求各齿 轮的接触应力及弯曲应力循环次数N。


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