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一、计算分析题

1． 某钢材的对称循环弯曲疲劳极限指数m=9, 试求循环次数N 分别为

【答案】由题意： （1）

时，

由于

（2）

时，

（3）因

故应取

2． 如图（a ）所示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动装置。动力由轴I 输入，轴III 输出。轴III 的转向如图箭头所示，试分析：

（1）在图中画出各轮的转向；

（2）为使中间轴II 所受的轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3和4的螺旋方向； （3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。

所以取

屈服极限

次时相应的寿命系数

取循环基数和疲劳极限

寿命

图

【答案】（1）各轮的转向如图（b ）中箭头所示。 （2）中间轴II 上的锥齿轮所受轴向力消一部分，必须使斜齿轮3所受轴向力3为左旋，与之啮合的斜齿轮4为右旋。

（3）如图（b ）所示。

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指向大端，即竖直向下。为使中间轴II 的轴向力抵

竖直向上，齿轮3为主动轮，符合左手定则，故斜齿轮

径向力由啮合点沿着径线方向指向转动中心，轮2为从动轮，

与啮合点处的圆周速度方向相反。

与啮合点的圆周速度

方向相同。轮3为主动轮，

3．

已知一外啮合渐开线标准斜齿圆柱齿轮的参数为

：

螺旋角

试求：

（1）两轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径； （2）两轮的标准中心距【答案】（1）分度圆直径：

（2）标准中心距：

最小工作应力为易知：

则

因此可得：

5．

已知圆柱螺旋压缩弹簧的最小工作载荷

要求：

（1）计算弹簧的刚度； （2）画出弹簧的特性曲线；

（3）用计算法和图解法求弹簧受力由0变为【答案】（1）弹簧刚度（2）弹簧特性曲线如图所示。

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齿顶圆直径：

齿根圆直径：

4． 已知一零件的最大工作应力为

【答案】该应力点M 的坐标是平均应力：应力幅：

设0M 与横坐标的夹角是

’则在极限应力简图

中，该应力点M 与原点0的连线OM 与横坐标的夹角为多大？

最大工作载荷

弹簧工作行程

时，弹簧的压缩量。

（3）载荷由0增至时，弹簧的压缩量

图

6． 已知45号钢经调制后的机械性能为：强度极限=300MPa，材料的等效系数

屈服极限疲劳极限

图1

（1）材料的极限应力线如图1所示，试求材料的脉动循环疲劳极限（2）疲劳强度综合影响系数（3）某零件所受的最大应力和

的位置。

得脉动循环疲劳极限：

（2）将材料极限应力的纵坐标值，即零件的疲劳极限应力线AGC , 如图2所示。

除以综合影响系数

向下平移后即得

【答案】（1）由

试作出零件的极限应力线图；

循环特性系数

试求：工作应力点M 的坐标

图2

（3）由

得

可得平均应力和应力幅分别为：

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