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一、简答题

1． 为什么采用两个平键时一般把两键设在相隔

【答案】

采用两个平键时把它们设在相隔时相隔

的位置上？采用两个楔键时相隔

左右？

而采用两个半圆键，则又常沿轮毂方向把两键放在轴的同一母线上？

的位置上有助于平衡轴的受力。采用两个楔键

左右是为了减少对零件对中的破坏。采用两个半圆键时沿轮毂方向把两键放在轴的同

一母线上是为了减少半圆键槽对轴强度的削弱。

2． 螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为多少？性能等级数字代号的含义是什么？

【答案】当螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为8级或8级以上。螺栓的性能等级前面一个8,

是材料公称抗拉强度极限

后面一个8, 是材料公称屈服极限

10倍，即材料公称屈服极限是

3． 动压承载油膜是如何形成的？

的1/100,

即材料公称抗拉强度极限

是

与公称抗拉强度极限

的比值（称屈强比）的

【答案】如图所示，若两板倾斜，由于润滑油的粘性及它与平板间的吸附作用，在上板运动过程中，紧贴上板的润滑油随上板一起运动，而下板表面的润滑油则静止不动。沿运动方向形成由大到小的收敛间隙。由于润滑油的体积不可压缩，各截面流过的流量必须相等，各截面的流速沿膜厚方向则不能均匀保持线性分布，在截面的右侧ab 段有压p 沿x 方向逐渐增大；在左侧bc 段，有渐减小；在截面

处

液体压力处于载荷平衡状态。

则由雷诺方程知

由雷诺方程知

说明油

说明油压p 沿x 方向逐

说明此处油压有最大值，油楔内油压均大于入口和出口油压，因而

图

动压油膜形成的条件：

（1）两摩擦表面必须有楔形间隙； （2）间隙中必须充满润滑油；

（3）两表面必须有相对的滑动速度，运动方向必须使油从大间隙流向小间隙； （4）载荷楔形间隙的几何参数、相对滑动速度、流体的粘度必须要匹配得当。

4． 蜗杆传动热平衡计算的条件是什么？当热平衡不满足要求时，可采用什么措施？

【答案】蜗杆传动热平衡计算的条件是：使蜗杆传动单位时间内产生的热量与散发的热量相等。当热平衡条件不满足时，可采取以下措施：（1）在箱壳外面增加散热片以增大散热面积；（2）在蜗杆轴上加装风扇以提高散热系数（3）在箱体内油池中装蛇形冷却水管；（4）用压力喷油循环冷却润滑。

5． 圆柱螺旋弹簧受变应力时，

【答案】（1）

常数和常数，各代表什么意义？请各举一实例。

：常

常数，意为弹簧工作时平均应力为常数，其应力变化可用图（a ）表示。

常数。拉紧房门的弹簧初拉力一定时，

常数，意为弹簧工作时的最小应力为常数，其应力变化可用图（b ）表示。

（2）当弹簧振子质量一定，振幅不同时，数。当门开得大小不同时，则应力变化大小不同。

图

6． 软齿面闭式齿轮传动中，最主要的失效形式是什么？通常首先出现在齿廓的什么位置？为什么？

【答案】软齿面闭式齿轮传动中，最主要的失效形式是齿面点蚀，一般首先出现在节线靠近齿根的部位。

主要原因是：

（1）节线靠近齿根的部位为单齿啮合区，接触应力较大；且该处齿廓相对滑动速度低，润滑不良，不易形成油膜，导致摩擦力较大；

（2）该处润滑油容易被挤入裂缝，导致裂纹扩张。

二、分析计算题

7． 己知某推力轴承，其轴径为空心，为灰铸铁，试求该轴能承受多大轴向载荷？

【答案】查表得灰铸铁的

由

轴径部分淬火，转速有

轴瓦材料

8． 设计一单级斜齿圆柱齿轮减速器中的低速轴（包括选择两端轴承及外伸端的联轴器）。已知：电动机的额定功率P=4kW，转

速

齿宽

斜齿轮螺旋角

（1）完成该轴的全部结构设计； （2）根据弯扭合成强度验算轴的强度； （3）精确校核危险截面的安全系数。

【答案】（1）根据工作条件选择轴材料并确定所需最小直径 由机械设计手册，选取轴的材料为45钢、调质处理，作用在低速轴上的功率

由机械设计手册选取A=110, 所以

取标准值

根据

选

的联轴器。

应大于

低速轴转

速法面压力角

大齿轮节圆直径

，现要求：

（2）进行轴的结构设计，见图（a ） 装联轴器处选为最小直径装齿轮处的直

径

齿轮和右轴承全部从轴的右端装入，考虑到装配方便及强度要求，装轴承处的直径

B=23mm, D=90mm, d=40mm。装齿轮处

应更大些。考虑为斜齿轮传动，故选36308型轴承，则

45mm , 因为齿宽为90mm , 为了便于轴向固定齿轮，

取

齿轮和右轴承之间用套筒进行轴向固定。齿轮左端，用轴肩进行轴向固定，

取轴肩处

左轴承从轴的左端装入，轴承大小选取与右端相同，故

齿轮和联轴器与轴用键周向固定，轴承和轴用过盈配合周向固定。最后完成轴的结构设计图见图（a ）。