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机械设计B主观题作业
三、主观题(共19道小题)
15. 通常带传动松边在________，链传动松边在________。答：上；下
16. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是 和 。答：齿面疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断
17. 高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是 。答：齿面胶合
（2）带的松边拉力：（3）带的紧边拉力：
29. 键联接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。答：楔键
30. 齿轮在轴上的周向固定，通常是采用 联接，其截面尺寸是根据 查取标准而确定的。答：键；轴的直径
18. 一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是 ；而其许用接触应力是
的；小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是 。答：相等的；不相等的；不相等的
19. 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力σF1 σF2。答：大于
20. 直齿锥齿轮强度计算时，应以 为计算的依据。答：齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮
21. 对大批量生产、尺寸较大（D＞500 mm）、形状复杂的齿轮，设计时应选择 毛坯。答：铸造
22. 闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？
答：闭式齿轮传动主要失效形式为疲劳点蚀、折断、磨损等，须按接触强度、弯曲强度进行设计；而开式齿轮传动的主要失效形式为磨损、折断，只进行弯曲强度计算。 23. 在下列各齿轮受力图中标注各力的符号（齿轮1主动）。 (各力符号应与教材一致，如Ft1，Ft2等。) 答：
24. 图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向和轴Ⅲ的转向，试求： （1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；
（2）在图b上标出齿轮2、3所受各分力的方向。 答：
如图，齿轮2,3均为右旋。
25. 一闭式外啮合标准直齿圆柱齿轮减速传动，已知：传动比i=3，模数m=3mm。小齿轮齿数z1=20，齿宽b1=70mm，大齿轮齿宽b2=60mm，若主从动轮的许用应力[σH1]=700MPa， [σH2 ]=550MPa，载荷系数K=1.5，节点区域系数ZH=2.5，弹性系数 ，重合度系数Zε=1，若齿轮转速n1=1000r/min，试按接触疲劳强度，求该传动所能传递的最大转矩和功率。
参考公式：
答：
26. V带传动是靠带与带轮接触面间的 力工作的。V带的工作面是 面。答：摩擦力；两侧面
27. 为了使V带与带轮轮槽更好地接触，轮槽楔角应 于带截面的楔角，随着带轮直径减小，角度的差值越 。答：小；大
28. 已知V带传递的实际功率P＝7kW，带速v＝10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，不计离心力的影响，试求有效圆周力F和紧边拉力F1的值。 答：
(1）带的有效圆周力：
31. 常用螺纹的类型主要有 、 、 和 。 答：三角形螺纹；矩形螺纹；梯形螺纹和锯齿形螺纹
32. 螺纹联接防松的实质是 。答： 防止螺杆与螺母间发生相对转动（或防止螺纹副间相对转动）
33. 一牵曳钩用2个M10（dl=8.376 mm）的受拉螺栓固定于机体上，如题图所示。已知接合面间摩擦系数μs=0.15，可靠性系数kf=1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，屈服极限σs=360MPa，许用安全系数[S]=3。试计算该螺栓组联接允许的最大牵引力FRmax。
答：
二、主观题(共16道小题)
18. 在滚子链传动中，链的节距越大，________越高；但节距越大，链轮转速越高时，冲击和动载荷也越大，因此，设计时应尽可能选用小节距的链。答：承载能力 19. 链传动和带传动比较，链传动作用在轴和轴承上的压轴力_________。答：小 20. 根据轴的承载情况，工作时既受弯矩又受转矩的轴称为 轴。答： 转
21. 轴计算当量弯矩公式中，引入应力校正系数α的原因是考
虑 。 答：正应力与切应力的循环特性不同
22. 为了方便轴上零件的装拆，常将轴做成 形；为了保证轴上零件的可靠定位，轴肩的圆角半径r必须（）于相配零件的倒角C1或圆角半径R。答： 阶梯；小 23. 图示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试改正该图中的错误，并画出正确的结构图。 （选作）答：正确结构如图解所示。
24. 联轴器和离合器是用来 部件。答：连接两轴，并传递运动和扭矩的轴系。
25. 形成流体动压润滑的基本条件是什么？
答：①两工作表面构成楔形间隙；②润滑油具有一定的粘度；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其方向从大截面流进，从小截面流出。
26. 试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最大？哪个不能承受径向载荷？ 6208/P2、30208、5308/P6、N2208 答：
内径为：40mm。
公差等级最高：6208/P2；极限转速最高：6208/P2；
承受径向载荷能力最大：N2208；不能承受径向载荷：5308/P6
27. 有一滚动轴承，型号为30212, 其基本额定动载荷Cr=60400N，已知工作温度在100°C以下，运转平稳，载荷系数kd=1.0，当量动载荷P=7700N，转速n=640r/min。 (1) 该轴承类型为什么？内径为多少？ (2) 试预测轴承寿命。
答： (1) 轴承类型为圆锥滚子轴承，内径为60mm。 (2) 轴承寿命为24974.1小时。
28. 滑动轴承保证液体动压润滑的条件有_____________ 、
_____________、 。
答：①两工作表面间必须构成楔形间隙；②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流体；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。
29. 按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为__________轴承和________轴承两大类。 答：滚动摩擦；滑动摩擦（滑动轴承可分为液体润滑摩擦；非液体润滑摩擦）。 30. 角接触球轴承7210C 的基本额定动载荷Cr= 33.9kN，表示该轴承在33.9kN 的载荷下寿命为________r 时，可靠度为________。答：1000000，90%。
31. 轴系支点轴向固定结构型式中，两端单向固定结构主要用于温度 的轴。 答：不高
32. 在蜗杆传动中当需要自锁时，应使蜗杆导程角 当量摩擦角。 答：小于等于（不大于）
33. 蜗杆的标准模数是 模数，其分度圆直径 = ；蜗轮的标准模数是
模数，其分度圆直径 = 。答：轴面；mq；端面；mz2 二、主观题(共22道小题)
17. 图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，试分析：
（1）蜗轮的转向；（2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的方向。（用各分力表示）。
答：
18. 轴的材料常采用 和 。答：碳素钢、合金钢
19. 在确定联轴器类型的基础上，可根据 、 、 、 来确定联轴器的型号和结构。答：传递转矩；转速；轴的结构型式；轴的直径。
20. 用联轴器连接的两轴 分开：而用离合器连接的两轴在机器工作时 。答：只有在运动停止后经过拆卸才能彼此；可随时接合或分离。
21. 某不完全液体润滑径向滑动轴承，已知：轴径直径d=200mm，轴承宽度B=200mm，轴颈转速n=300r/min，轴瓦材料为ZCuSn10P1（查表[p]=15MPa， [v]=10m/s， [pv]=15MPa·m/s。），试问它可以承受的最大径向载荷FR是多少？
答：
22. 设某斜齿轮轴根据工作条件在轴的两端反装两个角接触球滚子轴承，如图所示。已知轴承所受径向力Fr1=2000N，径向力Fr2=4000N，轴向力Fa=800N，初选两个轴承型号为7308AC, 其基本额定动载荷和静载荷分别为C=39200N、C0=30700N，计算系数e=0.68，X=0.41，Y=0.87。齿轮转速n=520r/min, 运转平稳，kd=1.2。轴承预期寿命为15000h, 试验算该对轴承能否达到预期寿命要求。 答： 满足要求。
23. 滑动轴承中按其所能承受的载荷方向分类，主要能承受径向载荷的轴承称为_______轴承，仅能承受轴向载荷的轴承称为_______轴承。答：径向（向心），轴向（推力）。 24. 中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是_____________。答：疲劳点蚀破坏 25. 斜齿圆柱齿轮设计时，计算载荷系数K中包含的KA是 系数；Kv是 系数；Kβ是 系数。答：工作情况系数；动载系数；齿向载荷分布系数
26. 圆柱齿轮设计时，若已知小、大齿轮直径为d1，d2，则齿宽系数 = ，b愈宽，承载能力也愈 ，但使 现象严重。答：b/d1；大；载荷分布不均匀
27. 两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向n1如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向。 答：
28. 设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，小、大齿轮的参数分别为：应力修正系数YSa1=1.56, YSa2=1.76；齿形系数YFa1=2.8, YFa2=2.28；许用应力，
320MPa，
290MPa。已算得小齿轮的齿根弯曲应力
306MPa。 试问：
（1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？ （2）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？ 答：
（1）小齿轮的弯曲疲劳强度大。
（2）已知： =306MPa< =320MPa
而
结论：两齿轮的弯曲强度均满足要求。
29. 在蜗杆传动中通常 为主动件。答：蜗杆
30. 润滑密封良好的闭式蜗杆传动中轮齿承载能力的计算主要是针对 来进行的。答：蜗轮轮齿
31. 带传动限制小带轮直径不能太小，是为了 。若小带轮直径太大，则 。
答：防止弯曲应力过大；导致整体结构尺寸过大
32. 带传动的主要失效形式为 和 。答：打滑；疲劳破坏
33. 已知V带传动所传递的功率P= 7.5 kW，带速v = 10 m/s，现测得张紧力
。试求紧边拉力
和松边拉力。
答：（1）有效圆周力 F （2）紧边拉力
与松边拉力
：
34. 当采用一个平键强度不够时，可采用二个键按 布置。 答：180度对称布置
35. 螺旋副的自锁条件是 。答： 螺旋升角γ小于当量摩擦角 36. 被联接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓联接，则螺栓受 载荷作用，
可能发生的失效形式为 。答：拉伸；螺栓发生塑性变形或断裂 37. 机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的 。答：中间环节
38. 螺纹联接防松按原理可分为是 、 和 。 答：利用摩擦、直接锁住、破坏螺纹副关系 一、主观题(共5道小题)
1. 图示起重吊钩受到工作载荷Q=20kN，吊钩材料为35钢，许用拉应力[σ]=60MPa，试求吊钩尾部螺纹直径。
2. 如图2示，一钢制液压油缸，已知油缸壁厚为10mm，油压p = 1.6 N/ m m 2，D= 160mm，经初步设计，拟采用8个4.8级M16螺栓，试校核该螺栓联接设计并计算螺栓分布圆直径D0 。
答：
3. 答：
4. 图示斜齿轮轴由一对6308AC型轴承正安装支承，已知轴承的径向力Fr1=1300N，Fr2=950N，轴上外载荷FA=600 N，齿轮转速n=1000r/min，载荷系数 fd=1.2。经查取轴承基本额定动载荷C=39200N。试求：
（1）轴承的附加轴向力FS1，FS2，并画图表示方向； （2）轴承的轴向力Fa1，Fa2 （3）轴承的当量动载荷P1，P2？ （4）轴承寿命？
注：轴承参数e=0.7，X=0.41，Y=0.85。
答：
5. 设某斜齿轮轴根据工作条件在轴的两端反装两个角接触球轴承，如图所示。已知轴承所受径向力Fr1=2000N，径向力Fr2=4000N，轴向力FA=800N，初选两个轴承型号为7308AC, 其基本额定动载荷为C=39200N，计算系数e=0.68，X=0.41，Y=0.87。运转平稳，载荷系数fd=1.2。试：
（1）轴承的附加轴向力FS1，FS2，并画图表示方向； （2）轴承的轴向力Fa1，Fa2；
（3）轴承的当量动载荷P1，P2，并指出应按哪只轴承验算寿命？ （4）若轴承预期寿命为25000h, 说明轴承寿命应满足什么条件。
答：