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一、简答题

1． 请说明验算非液体摩擦滑动轴承p 值值的目的。

【答案】p 值为轴承承载面平均压强，p 值过大时将对材料表面强度构成威胁，加速轴承的磨损。限制p 值是为了保证轴承的承载面不被压坏，进而防止轴承发生过度磨损。

值为滑动轴承的摩擦功耗，用限制，值的方法可以控制轴承的温升，避免轴承温度过高，以免发生胶合失效。

2． 写出线性疲劳损伤积累理论的数学表达式（Miner 方程），并解释式中各符号的含义、方程的意义和应用场合。

【答案】（1）Miner 方程：式中各符号的含义：零件承受规律性非稳定变应力时

，

表示与各应力相对应的材料发生疲劳破坏时的极限表示与当量应力相对应的应力循环次数，

应力循环次数。

（2）方程的意义：当大于

劳破坏，Miner

方程表示了这种极限情况。 的各级应力对材料的寿命损伤率之和等于1时，材料即发生疲

（3）应用场合：非稳定变应力疲劳强度的计算。

3． 试述齿轮齿条传动与外啮合齿轮传动相比有何特点？

【答案】齿轮齿条传动啮合时，相当于齿轮的节圆与齿条的节线作纯滚动。当采用标准安装时，齿条的节线与齿轮的分度圆相切，此时当齿条远离或靠近齿轮时，由于齿条的齿廓是直线，所以啮合线位置不变，啮合角不变，节点位置不变。因此不论是否采用标准安装，齿轮与齿条啮合时齿轮的分度圆永远与节圆重合，啮合角恒等于压力角；但只有在标准安装时，齿条的分度线才与节线重合。

对于外啮合齿轮传动来说，只有采用标准安装时，齿轮的分度圆才与节圆重合，即它们的直 径相等

4． 在进行紧螺栓连接的强度计算时，为什么要将螺栓拉力增加

矩的作用而产生的扭转切应力 还受到因螺纹摩擦力【答案】因为螺纹部分不仅受到因预紧力的作用而产生的拉伸应力使螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。根据第四强

度理论，

可求出当量应力为由上可见，紧螺栓连接的强度也可按纯拉伸强度计算，但考虑螺纹摩擦力矩的影响，需将螺栓拉力增大30%。

5． 滑动轴承欲实现液体动压润滑状态，不仅要满足3个必要条件. 还要满足1个充分条件，请写出滑动轴承一维流体动压基本方程（一维雷诺方程），并回答这些充分和必要条件。

【答案】（1）一维雷诺方程：

（2）充分条件：必须是液体润滑。

（3）形成流体动压必须具备的三个必要条件：

相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；

被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度（亦即滑动表面带油时要有足够的油层最大速度），其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出；

润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。

6． 润滑剂的主要作用是什么？常用的润滑剂有哪几种？

【答案】润滑剂的主要作用是减少摩擦和磨损，降低工作表面的温度，并有防锈、减震和密封等功用。常用的润滑剂有润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂四种。

7． 常见的失效形式有哪几种？

【答案】整体断裂，过大的残余变形，零件的表面破坏，破坏正常工作条件引起的失效。

8． 试说明在机械设计中，通常有哪些方法可以实现轴毂连接？

【答案】轴毂连接是为了实现轴与轴上零件的周向固定，有的还需同时实现轴向固定。可通过以下方式实现：

（1）键连接：平键连接：不能承受轴向力，不能用于轴向固定；半圆键连接：尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接，但对轴的强度削弱较大，一般只用于轻载静连接中；楔键连接：主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合；切向键：可传递双向转矩。

（2）花键连接：可承受较大的载荷，轴与毂的对中性好，且导向性好。

（3）无键连接：型面连接：装拆方便，对中性好，可传递较大的扭矩，但不易保证配合精度；②胀紧连接：承载能力较高，并有安全保护作用，但由于轴与毂孔之间要安装胀套有时应用

受结构尺寸的限制；过盈配合连接：对中性好，承载能力大，但是轴毂配合面加工精度要求高。

（4）销连接：可传递不大的载荷。

（5）紧定螺钉连接：螺钉末端顶住轴表面或相应凹坑，以固定轴与毂的相互位置，可传递不大的力或力矩。

9． 现有一对啮合的大、小齿轮，问哪个齿轮的弯曲应力大？写出大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？

【答案】（1）由于小齿轮1的齿数小于大齿轮的齿数（2） 可知所以

（3）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，

则许用应力相同。而

则大齿轮的弯曲疲劳强度高。

10．为什么说轴承预紧能增加支承的刚度和提高旋转精度？

【答案】预紧后能消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性变形，这样就可提高轴承的刚度和旋转精度。

二、分析计算题

11．起重卷筒与大齿轮用八个普通螺栓连接在一起，如图所示。已知卷筒直径

分布图直径

接合面间摩擦系数

螺栓材料的许用拉升应力可靠性系数试设计该螺栓组的螺栓直径。

螺栓

起重钢索拉力

图

【答案】（1）计算旋转力矩

T

（2）计算螺栓所需要的预紧力

由得

所以

（3）确定螺栓直径