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一、简答题

1． 与链传动、带传动相比，齿轮传动有哪些主要优点？

【答案】与链传动、带传动相比，齿轮传动的优点有：传动功率和速度的范围广，传动比准确，效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑。

2． 滚子链传动的主要失效形式有哪些？链传动中的内部附加动载荷产生的因素哪些？

【答案】滚子链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条的磨损、链的销轴和套筒的胶合、多次冲击破断、链条的静强度破坏。

链传动中的内部附加动载荷产生的因素有：（1）链条速度和从动轮角速度的周期变化；（2）链条在垂直方向的加速度引起链在垂直方向的动载荷，使链产生横向振动；（3）链节与链轮啮合的瞬间，链节与链齿以一定的相对速度啮合，它们之间产生动载荷；（4）链条张紧不好产生松弛时，在启动、制动、反转、突然超载或卸载时，会产生较大的惯性冲击载荷。

3． 为什么带传动的中心距都设计成可调的？

【答案】因为带在工作过程中受变化的拉力，其长度会逐渐增加，使初拉力减小。因此需要经常调整中心距，以调整带的初拉力。因此便将中心距设计成可调的。

4． 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。

5． 机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？

【答案】机械设计过程通常可分为以下几个阶段：

（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。 （4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。

二、分析计算题

6． 在基圆半径

所发生的渐开线上，求半径

处的压力角

及展角

当

时

的曲率半径及其所在的向径

【答案】（1）压力角

展角

曲率半径和向径

当

时：

向径

7． 已知图所示轴两个46307型轴承支承，轴承上的径向载荷分别为荷载为

若轴的工作转速

能：内部轴向

力

额定动载

荷

额定静载

荷

轴上的轴向分界系

数

曲率半径

而载荷平稳。试确定图中轴承组的使用寿命。（463077轴承性

图

【答案】根据轴承的内部轴向力公式因为

可知轴承的轴向力为：

可知，两轴承的内部轴向力分别为：

所以轴承1处于“放松”状态，轴承2处于“压紧”状态。

对于轴承1，对于轴承2，

所以取故取

于是，两个轴承所受的当量动载荷分别为：

因为所以按轴承1计算轴承组的寿命。又为球轴承

，因此轴承组的寿命是：

8． 如图1所示的传动系统中，件1为蜗杆，2为蜗轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，已知蜗杆1为主动，且知其旋向为右旋，转向为逆时针，试确定：

（1）各轴的回转方向。

（2）要使II 轴上所受轴向力能抵消一部分，确定3、4轮的螺旋线方向。 （3）画出各轮的轴向力的方向。

图1

【答案】（1）蜗杆1主动，右旋，根据主动轮的右手法则判断，蜗杆1的轴向力垂直纸面向外，则蜗轮2的圆周力垂直纸面向里，可知蜗轮2（轴II ）的回转方向如图2所示。根据齿轮3、4的啮合关系，可得轴IV 的回转方向如图2所示。

（2）根据蜗杆1的转向，可知蜗杆1的圆周力方向水平向右，则蜗轮2的轴向力方向水平向左。为使II 轴上所受轴向力能抵消一部分，斜齿轮3的轴向力方向应水平向右。斜齿轮3的轴向力方向与转向符合主动轮的右手法则，故斜齿轮3的螺旋线方向为右旋，则斜齿轮4的螺旋线方向为左旋。

（3）蜗杆1的轴向力方向轴向力方向

垂直纸面向外，蜗轮2的轴向力方向

水平向左，斜齿轮3的

水平向右，斜齿轮4的轴向力方向

水平向左，如图2所示。