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一、简答题

1． —闭式齿轮传动中，一对配对齿轮材料均为45号钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，其强度计算准则是什么？为什么？

【答案】强度计算准则：按齿面接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核。因为齿轮经过调质处理和正火处理只能达到软齿面的效果，所以应按闭式软齿面齿轮传动进行设计计算。

2． 滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？

【答案】对于一般转速的轴承（），如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。

对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的过热也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速。 对于低速轴承（），可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。

3． 简述带传动的特点，并定性地说明在V 带传动设计时，小带轮直径、带传动的中心距、带的初拉力对带传动工作能力的影响。

【答案】带传动的优点：运行平稳，噪声小；能缓和冲击和振动；适用于中心距较大的传动；过载打滑，可以保护传动系统中的其它零件。

带传动的缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低，传动比不准确；带的寿命较短。

小带轮的直径越小，带的弯曲应力越大；反之，可以增加带的寿命，但带传动的尺寸较大。 带传动的中心距过小，带的包角越小，影响带的传动能力；带传动的中心距过大，又会引起带的跳动。

带的初拉力不足，会出现打滑；初拉力过大，将增大轴与轴承上的压力，降低带的寿命。

4． 哪些表面处理方法可以提高轴的抗疲劳强度？（举出四种）

【答案】渗碳、氰化、表面高频淬火等各种热处理以及滚压加工及喷丸等表面强化处理，对提高轴的抗疲劳强度均有显著效果。

5． 圆柱螺旋弹簧受变应力时，常数和

【答案】（1）常数，各代表什么意义？请各举一实例。 ：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。

第 2 页，共 49 页 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，常数。拉紧房门的弹簧初拉力一定时，常数。当门开得大小不同时，则应力变化大小不同。

图

二、分析计算题

6． 如图1所示为蜗杆-斜齿圆柱齿轮-直齿锥齿轮三级传动，已知：蜗杆为主动，蜗轮轮齿旋向如图所示，欲使I 、n 轴上的轴向力同时为最小，试在图中标出：

（1）各轮转向；

（2）斜齿轮3、4的轮齿旋向；

（3）各轮轴向力的方向。

图1

【答案】（1）各轮的转向如图2所示。首先，已知锥齿轮的轴向力是从小端指向大端，因此，锥齿轮5的轴向力方向水平向右。为使III 轴上的轴向力最小，斜齿轮4的轴向力方向应水平向左，从而斜齿轮3的轴向力方向水平向右。同理，为使II 轴上的轴向力最小，蜗轮2的轴向力方向应水平向左，从而蜗杆1的圆周力方向水平向右。又蜗杆主动，故蜗杆的转向如图2所示。

再根据蜗轮2的旋向，可知蜗杆1的旋向也是右旋，根据主动轮的右手法则，可知蜗杆1的轴向力方向垂直纸面向里，则蜗轮2的圆周力方向垂直纸面向外，故蜗轮2的转向如图2所示。斜齿轮3

的转向

相同，根据啮合关系，可得斜齿轮4的转向

同理可得锥齿轮的转向

（2）斜齿轮3、4的轮齿旋向如图2所示。由（1）的分析可知，斜齿轮3的轴向力方向水平

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向右，转向如n 3，满足主动轮的右手法则，故斜齿轮3的轮齿旋向为右旋，则斜齿轮4的轮齿旋向为左旋。

（3）由以上分析，可得各轮轴向力方向如图2所示。

图2

7． 图所示轴承中，采用一对角接触球轴承（轴承的附加轴向力的计算式为载荷分别为荷载与径向荷载之比作用在轴上的轴向外加载荷时，

试计算： 型轴承. ），轴承的径向当轴承的轴向（1）两个轴承的轴向荷载（2

）两个轴承的当量动载荷

图

【答案】（1）根据轴承的附加轴向力公式

因为

（2）因为由于故取可知，两轴承的附加轴向力分别是：

所以取

第 4 页，共 49 页 所以轴承1、2都处于“放松”状态。可知两轴承轴向载荷：

于是，两个轴承所受的当量动载荷分别为：