1、1、齒輪強度計算中，有哪兩種強度計算理論？分別針對哪些失效？若齒輪傳動為閉式軟齒面傳動，其設計準則是什么？（6分）齒面的接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度的計算，齒面的接觸疲勞強度針對于齒面的 疲勞點蝕失效和齒根的彎曲疲勞強度針對于齒根的疲勞折斷。齒輪傳動為閉式軟齒面傳動，其設計準則是按齒面的接觸疲勞強度設計，校核齒根的彎 曲疲勞強度。2、 連接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？根據防松原理， 防松分哪幾類？ （ 8 分）因為在沖擊、振動、變載以和溫度變化大時，螺紋副間和支承面間的摩擦力可能在 瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件。這種情況多次重復，就會使聯接松動，導致機器 不能正常工作或發生

2、嚴重事故。因此，在設計螺紋聯接時，必須考慮防松。根據防松原 理，防松類型分為摩擦防松，機械防松，破壞螺紋副關系防松。3、聯軸器和離合器的功用是什么？二者的區別是什么？ （6分）聯軸器和離合器的功用是聯接兩軸使之一同回轉并傳遞轉矩。二者區別是：用聯軸器聯 接的兩軸在工作中不能分離，只有在停機后拆卸零件才能分離兩軸，而用離合器可以在 機器運轉過程中隨時分離或接合兩軸。4、鏈傳動產生動載荷的原因是什么？為減小動載荷應如何選取小鏈輪的齒數和鏈條節 距？ （ 6分）h號前進遠度變化也喚=±£時不穩總IN 璉上下垂直速度變化船帆=土牛硏7*0橫向掠初 共扼廡因使鏈產生動載荷.N 嘶1D

3、&合的相對穗度引起沖擊、動載荷.第 由于漣條松弛，起動.制就I,反轉，夾然超載卸載出現沖擊、動載荷口小鏈輪的齒數不宜過小和鏈條節距不宜過大。得分二、選擇題（在每題若干個選項中選出正確的選項填在橫線上。本大題共12小題，總計24分）1、 當兩個被聯接件之一太厚，不易制成通孔且需要經常拆卸時，往往采用BA 螺栓聯接B 雙頭螺柱聯接C 螺釘聯接2、 滾動軸承中，為防止軸承發生疲勞點蝕，應進行A。A.疲勞壽命計算B.靜強度計算C.極限轉速驗算3、 阿基米德蝸桿的A 參數為標準值。A.軸面 B.端面 C.法面4、 一對相嚙合的圓柱齒輪的Ziv Z2， bi>b2,其齒面接觸應力的大小為AA

4、. （T H1= c H2B. （T H1> c H2C. （T H1< H25、 V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了_B_。A 使結構緊湊B 限制彎曲應力C.限制小帶輪上的包角D .保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力A"FalYsalF1D.中小者F1F26、在齒輪抗彎強度的設計公式2KT12 dZ1BYFa2YSa2F2YFaYsaF中，應代入C. 丫FalYSa1 與 丫Fa2Ysa2 中大者F1F27、鏈傳動中，鏈節數常選偶數，是為了使鏈傳動 A 工作平穩B 避免過渡鏈節8 滑動軸承中，含油軸承是采用BA 硬木B 粉末冶金C 塑料B 。C.鏈條與鏈輪磨損

5、均勻 材料制成的。9、承受預緊力F的緊螺栓聯接在受軸向工作拉力 F時，剩余預緊力為F，其螺栓所受 的總拉力Fo為 B 。B . Fo= F 十 FC. Fo= F十 F10、 當鍵聯接強度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵D布置。A .在同一條直線上B .相隔90°C.相隔120°D .相隔180°11、 下列零件的失效中，C不屬于強度問題。A .螺栓斷裂B .齒輪的齒面上發生疲勞點蝕C.蝸桿軸產生過大的彎曲變形D .滾動軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動發生打滑總是 _AA .在小輪上先開始C.在兩輪上同時開始三、分析題得分B.在大輪上先開始D .不

6、定在哪輪先開始（本大題共3小題，總計20 分）1. 如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動，3、4是一對斜齒輪傳動。已知1為原動件，4 為輸出件，各輪轉向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3的軸向力互相抵消一部分，試確定1、2、3、4各輪的旋向；在圖上標出2和3所受各力的方向。（10分）31、2、3輪左旋，4輪右旋2、寫出一維雷諾方程的表達式，說明油膜承載的必要條件，并指出圖示四種情況，哪一種能夠形成流體動壓潤滑油膜？（ 5分）ViViViViA.B.C.D.h hoh3形成動力潤滑的必要條件：1）相對運動的兩表面間必須形成楔形間隙；2）被油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動速度，其方向應保證潤

7、滑油由大口進，從小 口出；3）潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。B能夠形成流體動壓潤滑油膜3、如圖所示為帶傳動簡圖。輪1為主動輪。試問：（1）帶傳動的主要失效形式有哪些？帶傳動工作時為什么出現彈性滑動現象？能否避免 彈性滑動？（2） 帶傳動工作時，帶處于圖中哪一點應力最大？最大應力maF?（ 5分）帶傳動的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈性滑動是由拉力差引起的，（只要傳遞圓周力，必然會產生彈性滑動）。彈性滑動是正常的工作現象，不可避免 圖中A點應力最大，得分四、計算題（本大題共2小題，總計20 分）1、某軸由一對代號為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動載荷 C = 97.8 kN。軸承

8、 受徑向力Fr1= 6000N，Fr2 =16500N。軸的轉速n =500 r/min，軸上有軸向力Fa = 3000 N， 方向如圖。軸承的其它參數見附表。動載荷系數 fd = 1,溫度系數ft= 1。試：（1）說明軸承代號的意義;（2）確定軸承的壽命。（以小時為單位）（14分）解：3:軸承類型代號，圓錐滾子軸承； 系列代號）；12:內徑系列代號，內徑為SFa/Fr< eFa/Fr> eeFr2YXYXY0.40100.41.502：尺寸系列代號（0:寬度系列代號，2:直徑 60mm；公差等級為0級。1）求內部派生軸向力S1、S2的大小方向Fr160002000 N2Y2 1.

9、5Fr 2165005500 N2Y2 1.5S2方向如圖所示S1 Fa 5000N S2, 1軸承被“壓緊” ，2軸承被“放松”2）求軸承所受的軸向力Fa1 S2 Fa 2500 NFa2 S2 5500N，3) 軸承的當量動載荷據: Fa1/ Fr1= 2500/6000 = 0.417>e = 0.40, 得: X1 = 0.4，丫1 =1.5P1 = fd (X1 Fr1 + Y1 Fa1) = 0.4X 6000 + 1.5X 2500 = 6150 N 據: Fa2/ Fr2 = 5500/16500 = 0.33 ve，得: X2 = 1，丫2 = 0P2 = fd ( X

10、2 Fr2 + 丫2 Fa2)= 16500 NP2> P1,用P2計算軸承壽命。4）計算軸承壽命106 C60n P10660 500978001650012562 h2、一牽曳鉤用2個M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于機體上，如圖所示。已知接合面 間摩擦系數f =0.15，可靠性系數Kf=1.2，螺栓材料強度級別為6.6級，屈服極限o=360MPa，安全系數S=3。試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力Rmax二？ （6分）a許用應力：360/3=120MPa預緊力為由公式d :4*!. V n 求出預緊力：F '=5083.7NfF zm Kf R最大牽引力與預緊力

11、關系公式為 最大牽引力為R=1271N得分五、改錯題（本題10分）試分析如圖所示軸系結構中的錯誤，并加以改正。（指出錯誤之處，并編上號，簡述其 錯誤原因，并改正之。）（至少改正 5處）指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因（略） 改正為：zfl一、填空題和選擇填空題（27分，每空1分）1. 當動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現流體摩擦、 邊界摩擦和干摩擦同時存在的現象，這種摩擦狀態稱為 混合摩擦。2. 一公稱直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數n=2，螺距p=4mm,螺 紋中徑d2=D2=14mm,牙側角p=15q螺紋副材料的當量摩擦系數f =0.080.10,經計算該螺紋副_a_

12、自鎖性要求。a.滿足 b.不滿足3. 導向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設計時通過限制工作面間的壓強來講行耐磨性計算：半圓鍵的缺點是鍵槽對軸強度削弱較大，所以主要適用于軸端。4. 作為標準普通V帶工作面的兩側面夾角為 忻40o,相應的V帶輪輪槽的兩側面夾角則b 。a.大于40o b.小于40o c.等于40q5. 傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與初拉力F0、帶在小帶輪上的包角a、帶與帶輪間的摩擦系數f等因素有關，它們的值越大, Fmax就越大。當傳遞的外載荷超過 最大有效圓周力下的承載能力 時，帶在帶輪上發生打滑現象；而且在傳動比大于1的情況下，打滑總是先從小帶輪上開始的，其原

13、因是 帶在小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角 （或帶在大帶輪上的包角大于小帶輪上的包角 ）。6. 齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴重、必須避免的失效形式 是輪齒折斷;軟齒面閉式齒輪傳動最主要的失效形式是齒面疲勞點 蝕；高速重載齒輪傳動易發生熱膠合;輪齒的塑性變形常發生在 齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動的傳動中。7. 下列齒輪參數中，對齒形系數 Yf沒有影響的是 _e。a.齒數 b.變位系數c.齒頂高系數 d.壓力角 e.模數8. 按國家標準GB/292-93規定，型號7212 C/DB軸承的類型為 角接觸球軸承,寬度類型為 窄系列,精度等級為_P0_，公稱接觸角a=15 O9. 對于轉動的滾

14、動軸承，其主要失效形式是疲勞點蝕,對于不轉動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是局部塑性變形,對于高速軸承，發熱以至膠合 是其主要失效形式。10. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，其失效形式主要是膠合和磨損，主要發生在軸瓦 上。二、問答題（24分,每小題4分）1. 齒向載荷分布系數 Kb的物理意義是什么？改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施有哪 些？Kb的物理意義一一考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻對輪齒應力的影響系數。（2分）措施：（答出以下7點中3點以下者1分，答出3點以上者2分）1）齒輪的制造和安裝精度T2）軸、軸承和機體的剛度T3）齒輪在軸上的布置合理選擇4）輪齒的寬度設計時合理選擇5

15、）采用軟齒面一一通過跑合使載荷均勻6）硬齒面齒輪將齒端修薄、或做成鼓形齒7）齒輪要布置在遠離轉矩輸入端的位置。2. 試述齒輪傳動的設計準則評分標準：以下4點各點1分（1）軟齒面閉式齒輪傳動： 通常先按齒面接觸疲勞強度進行設計，然后校核齒根彎 曲疲勞強度。（2）硬齒面式齒輪傳動：通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸 疲勞強度。（3）高速重載齒輪傳動，還可能出現齒面膠合，故需校核齒面膠合強度。（4）開式齒輪傳動：目前多是按齒根彎曲疲勞強度進行設計，并考慮磨損的影響將 模數適當增大（加大1015%）。3. 按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說明評分標準：以下 3點各

16、點 1分，舉例正確合計 1分。(1) 僅受彎矩M的軸心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。(2) 僅受轉矩 T 的軸傳動軸，只傳遞運動和轉矩不起支撐作用，如汽車后輪傳 動軸。(3) 既受彎矩又受轉矩的軸轉軸，既起支撐又起傳運動和轉矩作用，如減速器 的輸出軸。4給出滾動軸承的當量靜載荷 P0的定義。當量靜載荷 是一個假想載荷，其作用方向與基本額定靜負荷相同，而在當量靜載荷 作用下，軸承的受載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實際載荷作用下的 塑性變形總量相同。 ( 4 分)5同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？評分標準： 以下 6 點中， 答出 12 點 2 分，答出 34 點分 3

17、 分，答出 56 點 4 分1) 在高速重載下能正常工作，壽命長；2) 精度高；滾動軸承工作一段時間后，旋轉精度J3) 滑動軸承可以做成剖分式的 能滿足特殊結構需要。如曲軸上的軸承；4) 液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可以吸收震動，緩和沖擊。5) 滑動軸承的徑向尺寸比滾動軸承的小。6) 起動摩擦阻力較大。6在一些基本假設條件下，流體形成動壓的必要條件是什么？ 評分標準：答出 1 點 2分，答出 2點 3分，答出 3點4分1) 流體必須流經收斂間隙 , 而且間隙傾角越大則產生的油膜壓力越大。2) 流體必須有足夠的速度；3) 流體必須是粘性流體。三、分析計算題( 29分,第一小題 19分，

18、第二小題 10分)1一重物勻速升降裝置采用如圖 a所示的電機+圓柱蝸桿傳動系統，已知蝸桿傳動的模 數m =8mm ,蝸桿頭數和分度圓直徑分別為 zi=1、di=80mm，蝸輪齒數z2=50,卷筒直 徑D=250mm。重物勻速升降的速度v=40m/min ,最大載重量 W為4kN ,工況系數Ka 按1.0計，試分析、計算提升重物時的下列問題：1） 該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應轉多少轉？并在圖中標明 蝸桿的轉向、蝸輪輪齒旋向、節點位置處蝸桿和蝸輪的受力方向。（5分）2） 若蝸桿與蝸輪齒面間當量摩擦系數f' = 0.1,該機構能否自鎖？ （ 2分）3） 若重物 W=

19、4kN，傳動裝置總的傳動效率為 n =0.5，試計算出電機的輸出轉矩 Tm 應是多少？ （ 2分）4） 若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承 7209 C支撐形式，L=100mm，蝸桿 傳動效率n = 0.7,卷筒、聯軸器（連接蝸輪軸與卷筒軸）、蝸輪軸上軸承的效率合 計為n = 0.8,軸承7209 C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C = 29800N、C0 = 23800N,其內部軸向力S=0.4Fr，徑向載荷系數X和軸向載荷系數丫分別為0.44和1.36，fT=1.0，fp=1.5，試計算軸承II的壽命Lh為多少小時？ （ 10分）1）蝸桿轉：1*50/（3.14*D）=50/（

20、3.14*0.25）=63.69（轉）（1 分）蝸輪轉速：40/（ 3.14*0.25） =50.96r/mi n蝸桿轉向（1分）、蝸輪輪齒旋向（1分）、蝸輪蝸桿受力分析方向如圖所示（2 分）2）寫出公式得1分，結論正確得1分。tanz1m/ d1 1 8/80 0.1tan ' f'0.18Itan tan結論正確得0.5分。結論：該機構滿足自鎖性條件。3）寫出公式得1.5分，W 4kNT卷筒TwW D/24000 250/2500000 Nmm5 10520.5 50410 Nmm4）公式、步驟都正確得 得1分。9分（其中：軸承壽命計算公式占5分）,計算結果正確T呂常-Fp

21、,D/2- 4®aTt =- = ' J。 = &站 xlONmm 02互=& Z3 xJO1 = pSJ7 仃s Wmw 炳 50 x0.7殆玉玉士止如訕mz,E xJC二 500000邑="0 1加只心“和羽燉5斗曬SO£,=瞪？ =0.軸£ xlOJV見上已 為血 t*nd! = 3.125 xtiniOxiO3 = 1 13741理=屁 + 碼=.1253 +1.137411 xlO J = 1 .055326 xLOJ = 3325 xLO!N軸聯的徑向支反加 /g J04464?沁Da嚴卻"叭第冋 燦訕2Z2

22、 xlOC軸砂的徑向支反加=耳-用=(3.32556 -L2163J)xlO, =3.10931 xlO3J 呂、-0.41 - 0.4x121635 10J -D.敘54 只1口、對=0-4Kn =0.4x2U921 xJO1 = 0.843634 xlO'JV禺 I Fh - (D.JI0654 1 0.44643)xlO 3 -0.93297 xlD;N> - 0.843664 wlOJ fZ.-.Fmi =毘 + 眄=0.93257 xlOay為-蜀-1怪只xia5N.'.只需計聲袖駟的壽帯即可口=艾尺,+ 片"=J 44 *(1 34晉呂4 +1 36

23、 zH 93297) x：n J = 1 百4 xlU1 IVL* = =f)3 = 5313K3 6(Fj)' 亦 fFP 前 x50筋 1.5x1j64>c10j2圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對稱線上，用四個螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上，螺栓的相對剛度為0.3,螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設被連接件都不會被壓潰，試計算：1）該螺栓組連接的接合面不出現間隙所需的螺栓預緊力F'至少應大于多少？（接合面的抗彎剖面模量 W=12.71xi06mm3） （7分）2） 若受力最大螺栓處接合面間的殘余預緊力F''要保證6956N，計算該

24、螺栓所需預 緊力F '、所受的總拉力Fo。（3分）A=BOO圖G托架（閣中尺寸單桂：mm）1）（1）、螺栓組聯接受力分析：將托架受力情況分解成下圖所示的受軸向載荷Q和受傾覆力矩M的 兩種基本螺栓組連接情況分別考慮。（2分）（2）計算受力最大螺栓的工作載荷 F: （1分）Q使每個螺栓所受的軸向載荷均等，為 F1 Q 20000 5000（N）Z 4F2Ml max4126 106227.524 227.56593.41(N)傾覆力矩M使左側兩個螺栓工作拉力減小；使右側兩個螺栓工作拉力增加，其值為:i 1顯然，軸線右側兩個螺栓所受軸向工作載荷最大，均為:F F11F2 11593.41(N

25、)（3）根據接合面間不出現間隙條件確定螺栓所需的預緊力 F': （4分） 預緊力F'的大小應保證接合面在軸線右側不能出現間隙，即：°站側邊界04月1220x(600 - 2004W88000220004F220x(600-200)4"188000(Mpa)踣翳看°心輕）J£_6x 衣W _廠n X 600=(1斗7 6(理陛).'.'（0.159- 0.47） x 22.000 = 0.635 x 22000 = 13970（0結論：為保證接合面不出現間除，螺栓的預緊力護至少應大于139702) 若 F' =695

26、6N,則:(3 分)Fr=卩和+口一一空)F = 5955 + 0.7x11593.41 -15071 .43(M> 匚日+ Cq瑪=F + FH=11593.41 h-6955 =18548.41(27)四、結構題（20 分）1試說明實現軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應于各種軸向固定方法的結構圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉軸的軸端實現軸向固定與周向固定的結構圖（要求齒輪也要畫出來）。（12分）評分標準：軸向固定：五種方法每種方法各 0.5分，每畫對一種結構1分；齒輪（2.5分） 在軸端實現周向固定（普通平鍵）（1分）和軸向固定（軸肩和軸端擋板）（1分）4.5分。（*!）*

27、用軸肩龍位（2h用彈竇削定位FTI|3h用塢陽或國謂釁定位模鍛輪坯腹板式人齒輪在軸端的固定2圖d和圖e為凸緣聯軸器的兩個半聯軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的部分結構,請將未畫出的其余部分補全，成為完整的結構。（5分）3. 現有成品一級標準圓柱齒輪減速器一臺，輸入軸與小齒輪采用普通平鍵連接，軸與小齒輪輪轂配合段軸頸直徑 d=40mm，該軸段長度l=58mm，鍵槽長L=50mm,小齒輪輪 轂鍵槽深ti=3.3mm。為得到比現有減速器更大的減速比，現在需要重新設計、更換齒 輪。已知重新設計得到的齒輪模數m=3.0mm,小齒輪齒頂圓直徑 dai=69mm,齒根圓直徑dfi=55.5mm，齒寬bi=6

28、0mm，如果采用該小齒輪，試根據上述數據進行分析：該 減速器的輸入軸是否具有可以繼續使用的可能性？（3分）標準答案：該小齒輪能否做成齒輪與軸分開決定了這根輸入軸能否繼續被使用的首要條件：dfi det1255.5 4023.3 7.75 3.34.45(mm)2.5m2.5 3 7.5(mm)結論：按著這根軸設計小齒輪輪轂結構必須做成齒輪與軸為一體的軸齒輪形式，因此，如果采用該小齒輪，原輸入軸不能繼續被使用，必須重新設計輸入軸。一、選擇題：本題共10個小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的 四個選項中，只有一項是符合題目要求的。把所選項前的字母填在題后的括號 內。1 在一般工作條件下，齒面

29、硬度 HBW 350的閉式齒輪傳動，通常的主要失效形式為【B】A .輪齒疲勞折斷 B.齒面疲勞點蝕 C.齒面膠合 D.齒面塑性變形2. 帶傳動在工作時產生彈性滑動，是由于【C】A .包角a太小 B.初拉力F0太小 C.緊邊與松邊拉力不等D.傳動過載3. 在下列四種型號的滾動軸承中，只能承受徑向載荷的是【B】A. 6208B. N208C. 3208D. 52084. 下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是【D】A .粗牙普通螺紋B.細牙普通螺紋 C.梯形螺紋D.鋸齒形螺紋5. 在潤滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動的嚙合效率，可采用的方法為【C】A .減小齒面滑動速度u s B.減少蝸桿頭數Zi C.增

30、加蝸桿頭數Zi D.增大蝸桿直徑系 數q6. 在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數C是指【D】A .彈簧外徑與簧絲直徑之比值B .彈簧內徑與簧絲直徑之比值C.彈簧自由高度與簧絲直徑之比值D .彈簧中徑與簧絲直徑之比值7. 普通平鍵接聯采用兩個鍵時，一般兩鍵間的布置角度為【B】A. 90°B. 120°C.135°D.180°8. V帶在減速傳動過程中，帶的最大應力發生在【D】A . V帶離開大帶輪處 B. V帶繞上大帶輪處 C. V帶離開小帶輪處D. V帶繞上小帶輪處9. 對于普通螺栓聯接，在擰緊螺母時，螺栓所受的載荷是【D】A .拉力B.扭矩C.壓力D.拉力和扭矩10. 滾子鏈傳動中，鏈節數應盡量避免采用奇數，這主要是因為采用過渡鏈節后【D】A .制造困難B.要使用較長的銷軸C.不便于裝配D.鏈板要產生附加的彎曲應力二、填空題：本大題共10個小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。1. 軸如按受載性質區分，