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一、简答题

1． —对标准直齿轮传动，如果作用在齿轮上的圆周力不变，且材料、齿宽、模数及传动比都不变，而把中心距加大一倍，齿轮的分度圆、齿顶圆及齿根圆也相应增大，则接触应力和齿根弯曲应力如何变化？

【答案】中心距加大一倍，就必须使分度圆半径增加一倍，而模数不变就只能使齿数増加一倍，在圆周力不变的情况下，必然转矩增加一倍，

在接触应力公式中以得：中心距加大后的接触应力接近原来接触应力的曲应力的

代替

以

代替可

倍；中心距加大后的齿根弯曲应力是原来弯

倍，再考虑到齿数的增加使齿形系数和齿宽系数变小，实际弯曲应力接近原来弯曲应

力的一半。

2． 滚动轴承310, 查表知其基本额定动载荷C=48400N，试说明该值的含义。

【答案】该值的含义是：在基本额定动载荷C=48400N的作用下，轴承可以工作

而不发生

点蚀失效，其可靠度为90%。

3． —对标准渐开线直齿轮传动，两轮节点处的接触应力是否相同，两轮齿根处弯曲应力是否相同？若该对齿轮的传动比、中心距、齿宽、材料等不变，仅改变其齿数和模数，试问对齿轮的接触强度和弯曲强度各有何影响？

【答案】（1）两轮节点处的接触应力相同，两轮齿根处弯曲应力不相同。

（2）在齿轮的传动比、中心距、齿宽、材料等不变的条件下，如果模数增大，齿厚增加，齿轮的弯曲强度增大，但齿数减少，影响传动的平稳性；反之，如果模数减小，齿轮的弯曲强度降低，但齿数增加，传动的平稳性提尚。

4． 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。

5． 闭式软齿面的主要失效形式和设计准则是什么？有哪些提高承载能力的措施？

【答案】闭式软齿面齿轮的主要失效形式是齿面点蚀。 设计准则是按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核。

提高承载能力的措施有：降低齿面粗糙度，改善润滑油的性能，提高齿轮的传动精度，采用变位齿轮传动。

6． 导轨的基本要求有哪些?

【答案】导轨的基本要求包括以下8点：

（1）导向精度：指运动构件沿导轨导面运动时其运动轨迹的准确程度，影响因素主要有导轨承导面的几何精度、结构类型、导轨副的接触精度、表面粗糙度、导轨和支承件的刚度等，直线导轨一般包括垂直面和水平面内的直线度、两条导轨面间的平行度；

（2）精度保持性：在工作过程中保持原有几何精度的能力；

（3）运动灵敏度和定位精度：运动构件能实现的最小行程和停止在指定位置的能力； （4）运动轻便、平稳、低速无爬行现象；

（5）抗振性好：导轨副承受受迫振动和冲击的能力； （6）耐磨性好，温变不敏感；

（7）足够的刚度：抵抗受力变形的能力；

（8）工艺性好：在满足设计要求的前提下，应尽量做到制造和维修方便，成本低廉。

二、分析计算题

7． 有两对材料、热处理方法、加工精度等级和齿宽均对应相等的直齿圆柱齿轮，已知：第一对

齿轮

第二对齿轮

若不考虑重合度的影

和弯曲应力的比值

附参

响，试计算其相同条件下工作时，此两对齿轮接触应力的比值考公式

：并已查得

【答案】（1）从题中给出的数据，可知

按参考公式，除分度圆直径d 不同外，其他参数均相同，则有

（2）

8． 图1示一等径转轴AB ，剖面积为A ，抗弯剖面系数为W ，有斜向力F 作用于C , 试分析轴上D 和E 点所受的变应力类型，绘出

曲线，当F 变化时属于哪种应力增长规律？

【答案】将斜向力F 分解为水平分力和垂直分力

图1

根据图示，轴的双向轴向固定在A 处，7尺平分力F 使AC 段轴受拉力，拉应力为

垂直分力

使轴受弯曲，D 剖面处最大弯曲应力为

D 处所受变应力由

和

组成

由此可见，D 处为非对称循环应力，如图2（a ）, （b ）所示。当环应力，见图2（c ）。

时

为脉动循

图2

循环特性

故属于r=常数的简单加载增长规律。