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一、简答题

1． 在选择联轴器与离合器时，载荷系数与哪些因素有关？

【答案】载荷系数与动力机特性和工作机特性及其载荷状况等引起的附加转矩以及起动频率引起的附加转矩有关。对于具有非金属弹性元件的联轴器，还应考虑温度影响下非金属材料强度降低的因素。

2． 简述滑动轴承的特点及使用场合。

【答案】（1）滑动轴承的特点

：

小；结构简单，径向尺寸较小。 承载能力大；运转平稳，抗冲击和抗震性能好，噪声

（2）滑动轴承的使用场合：高速、重载，旋转精度高和有冲击载荷的场合。

3． 轴的结构设计应满足的基本要求是什么? 转轴多制成阶梯形，其优点是什么?

【答案】（1）轴的结构设计应满足的基本要求：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置

；轴上的零件应便于装拆和调整；

等。

（2）转轴多制成阶梯形，其优点是：易于轴上零件的安装装配，非定位轴肩使轴上零件在安装过程中尽量减少不必要的配合面；定位轴肩可起到轴上零件的轴向定位和固定的作用；减小轴的重量。

4． 什么是有初拉力的圆柱螺旋弹簧？有初拉力和无初拉力的圆柱螺旋拉伸弹黉的特性曲线在载荷变形图上有什么不同？初拉力如何形成？有初拉力的弹簧有什么优点？

【答案】

有初拉力的弹簧在自由状态下就受有初拉力

外载荷小于的作用，其特性曲线见图（a ）。当（两弹簧时，有初拉力的弹簧不伸长，只是各圈之间的并紧力减小。对比图（b ）无初拉力轴应具有良好的制造工艺性：便于加工、尽量减小应力集中的弹簧特性曲线可知，在变形X 相同时，有初拉力的弹簧可承受较大的载荷，即

尺寸紧凑，质量较轻。 其他条件都相同）。初拉力是卷制弹簧时，使各弹簧圈并紧而产生的。有初拉力的弹簧优点是：

图

5． 花键连接的应用特点是什么？按其形状的不同可分为哪三种？各用于什么场合？

【答案】花键连接可认为是平键连接在数目上的发展，但与平键连接相比，花键连接受力较为均匀，承载能力大，定心性和导向性较好。同时由于齿槽浅，齿根处应力集中小，对轴的削弱小。

按其形状的不同，可分为：

（1）矩形花键应用最为广泛，可用于轻载或重载的各种动、静连接。

（2）渐开线花键用于传递大转矩并且轴径也大的场合。

（3）三角形花键主要用于轴与薄壁零件的连接。

二、分析计算题

6． 一机器底座用10个螺栓与地基联接，如图所示。已知：螺栓之间的相对距离为

的工作载荷为试设计此螺栓组联接的螺栓直径。

所受

图

【答案】取整个螺栓组的螺栓为同一直径，每个螺栓所加的预紧力也相同。

（1）螺栓组的受力分析

由于螺栓组只受一翻转力矩M ，则由图看出，左边的两个螺栓1、10受力最大，其工作载荷为

（2）求螺栓的预紧力

取

螺栓总拉力

螺栓的预紧力

式

中

所以螺栓的预紧力

（3）螺栓的静强度计算

选择螺栓材料为强度等级为4.6

的

得螺栓材料的许用应力

径为

经查机械设计手册，取螺栓的公称直径为 钢，

可查得其材料屈服极限

取安全系数

根据式（10-20）求得螺栓危险剖面直 相对刚度系数，因为无垫片，

取则

有 因为工作载荷M 无变化，故残余预紧力

7． 一个8级精度的铸铁直齿圆柱齿轮与一根钢轴用键构成静连接。安装齿轮处的轴径为齿轮轮毂长连接传递的转矩为载荷平稳，试选择此键连接。

【答案】8级精度的齿轮要求一定的定心性，因此选用平键连接。由于是静连接，选用圆头普通平键（A 型）。键的材料为45钢。 由手册可查得当

选键长

查表取连接的许用挤压应力

此连接所能传递的转矩为

可见连接的挤压强度不够。考虑到相差有限，适当增加键长或改用方头键就能满足要求。为了不改动齿轮轮毂长度和轴的径向尺寸，并考虑到圆头键在槽中固定较牢固，决定仅用圆头平键，但改取键长

时，键的剖面尺寸为

（载荷稳定，故取大值）。 又参考轮毂长度，

A 型键的工作长度