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一、简答题

1． 齿轮传动有哪些设计理论? 各针对的是哪些失效形式？

【答案】（1）按齿根弯曲疲劳强度设计，针对齿根疲劳折断失效形式；

（2）按齿面接触疲劳强度设计，针对齿面点蚀的失效形式；

（3）抗胶合能力设计，针对齿面胶合的失效形式；

（4）轮齿静强度设计，针对短时过载引起的失效形式。

2． 紧螺栓连接所受轴向变载荷在间变化，当预紧力一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，

间变化，当预紧力一定时，螺栓刚度降低或被对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？ 【答案】紧螺栓连接所受轴向变载荷在

连接件的刚度增加，应力幅会减小，残余预紧力也会减小，即螺栓连接的疲劳强度增加，连接的紧密性降低；反之，螺栓连接的疲劳强度降低，连接的紧密性增加。

3． 在设计滚动轴承组合部件时，轴上的零部件通常需要设计调整，试回答都需要做哪些调整? 通常采用的调整方法有几种? 如图所示的轴承组合部件1和2处的零件都是起何作用的

?

图

【答案】在设计滚动轴承组合部件时，需要做轴承游隙及轴上零件位置的调整。

常用的调整方法有：（1）零件的轴向定位：轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖、圆螺母等；（2）零件的周向定位：键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。

图所示的轴承组合部件1是轴承端盖与套杯间的调整垫片，作用是调整轴承游隙；部件2是套杯和机座间的调整垫片，作用是调整轴系的轴向位置。

4． 何为互换性? 互换性在机械制造业中的作用是什么？

【答案】（1）互换性指在机械和仪器制造工业中，零、部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的性能要求。

（2）互换性在机械制造业中的作用：从使用方面看，当零件损坏以后，可以用同样规格的零件换上，快速简单；从制造方面看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。装配时，不需辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提尚效率。

5． 摩擦式离合器的接合面数目有何要求？为什么？

【答案】摩擦式离合器的接合面数目一般不超过12〜15片。因为摩擦片材料常用淬火钢片或压制石棉片，摩擦片数目多，可以増大所传递的转矩，但片数过多，将使各层间压力分布不均匀，所以一般不超过12〜15片。

6． 在V 带传动设计中，为什么小带轮的包角不能过小，并给出几种增大小带轮包角的措施？

【答案】因为带的包角过小，容易导致带传动发生打滑失效。当其它条件不变时，可以通过减小传动比、加大中心距、增大小带轮的基准直径以及使用张紧轮张紧装置等手段来增大小带轮的包角。

二、分析计算题

7． 某静止构件受弯曲应力屈服极限扭转剪应力材料为35号钢（拉伸强度极限试校核其静强度（静应力下的许用安全系数见表）。

表静应力下的许用安全系数

【答案】（1）求材料的许用应力由于按表得

许用应力

（2）求计算应力

因为该构件为塑性材料，故按第三强度理论得

由强度条件知

故该构件静强度足够，较为安全。

8． 如图所示是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用四个蟪栓与立柱相联接，支架所承受的最大载荷为20kN ，试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？如用铰制孔用螺栓联接，并已知螺栓的许用切应力为28MPa , 螺栓的直径应为多大？

图

【答案】（1）采用铰制孔用螺栓联接为宜。因为如用普通螺栓联接，为了防止边板下滑，就需在拧紧螺栓时施加相当大的预紧力，以保证结合面间具有足够大的摩擦阻力，这样就要增大联接的结构尺寸；同时，孔与螺栓杆间有间隙，为要保证导轨的平直，在装配时需要调整。

（2）力分析。确定螺栓所承受的最大剪力。

①由图可知，载荷作用于总体结构的对称平面内，因此每一边板所承受的载

荷

②应用力的平移定理，将力P 向接合面中心0简化，由图可知，螺栓组接合面受向下的滑移载荷

：同时作用有绕中心0旋转的扭矩

因扭矩T ③因滑移载荷P 的作用，每个螺栓所承受的垂直剪切载荷

的作用，每个螺栓所承受的剪切载荷为F 。由公式可知，

故

方向如图所示。

④根据力的合成原理，

作用于每个螺栓的总剪切载荷为螺栓2、3为受剪力最大的螺栓，

（3）确定螺栓直径。由公式得

其中即