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一、简答题

1． 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

2． 什么是材料的疲劳极限（又称无限寿命疲劳极限）？如何表示？

【答案】用一组材料相同的标准试件进行疲劳实验，当试件受无限次循环应力作用下而不发生疲劳破坏时的最大应力称作材料的疲劳极限，用表示

3． 简述螺纹连接控制预紧力的方法和防松的方法。

为应力循环特征。

【答案】（1）控制预紧力的方法：使用测力矩扳手或定力矩扳手，装配时测量螺栓的伸长，规定开始拧紧后的扳动角度或圈数；对于大型连接，还可利用液力来拉伸螺栓，或加热使螺栓伸长到所需要的变形量，再把螺母拧到与被连接件相贴合。

防松方法：利用附加摩擦力防松，包括对顶螺母防松、弹簧垫圈防松、金属锁紧螺母防松、尼龙圈锁紧螺母防松；采用专门防松元件防松，包括开口销与槽形螺母防松、圆螺母用带翅垫片防松、止动垫圈防松；破坏螺纹副防松，包括点焊、点冲、粘接。

4． 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。

5． 机械零件主要的失效形式有哪些？针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则？

【答案】（1）机械零件的主要失效形式有：整体断裂、表面破坏、过大的弹性变形和塑性变

形、功能失效。

（2）相应的设计计算准则是：强度准则，刚度准则，寿命准则，热平衡准则、振动稳定性准则。

6． 何谓润滑油的粘度？粘度相同的两种润滑油是否可以互相替代？有什么前提条件？

【答案】粘度的大小表示液体的稀稠程度，即表示液体流动时其内摩擦阻力的大小，粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流动性就越差。

在同样的测试温度下的两种油的粘度相同时，才可以互相替代。

二、分析计算题

7． 如图1所示为由电动机驱动的普通蜗杆传动。已知：模数蜗轮输出转矩

搅油损耗的效率（2）计算诸力的大小；

（3）计算该传动的啮合效率及总效率；

（4）该传动装置5年功率损耗的费用（工业用电每度暂按0.5元计算）。 提示：当量摩擦角

试求：

蜗杆材料为45钢，表面淬火，硬度为50HRC ，

蜗轮材料为铸铜ZCuSnlOPbl ，金属模铸造，传动润滑良好，每日双班制工作，一对轴承的效率

（1）在图上标出蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸力的方向；

图1

【答案】（1）蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸力的方向均示于图2中。（2）蜗杆传动的啮合效率及总效率。 蜗杆直径系数为

蜗杆导程角为

传动的啮合效率为

蜗杆传动的总效率为

（3）蜗杆和蜗轮啮合点上的各力。 由已知条件可求得

因

系蜗轮轴输出转矩，因此，蜗轮转矩T 2和蜗杆转矩T 1分别为

啮合点上各作用力的大小为

（4

）该蜗杆传动的功率损耗

该蜗杆传动的输出功率为

该蜗杆传动的输入功率为

该蜗杆传动的功率损耗为

（5）该蜗杆5年中消耗于功率损耗上的费用。 按题中给出的条件，每度电以0.5元计算，则

从上述仅消耗于功率损耗上的电费看，5年要耗损1万余元，可见提高蜗杆传动效率的重要性。

图2