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一、简答题

1． 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。

2． 滚子链传动的主要失效形式有哪些？链传动中的内部附加动载荷产生的因素哪些？

【答案】滚子链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条的磨损、链的销轴和套筒的胶合、多次冲击破断、链条的静强度破坏。

链传动中的内部附加动载荷产生的因素有：（1）链条速度和从动轮角速度的周期变化；（2）链条在垂直方向的加速度引起链在垂直方向的动载荷，使链产生横向振动；（3）链节与链轮啮合的瞬间，链节与链齿以一定的相对速度啮合，它们之间产生动载荷；（4）链条张紧不好产生松弛时，在启动、制动、反转、突然超载或卸载时，会产生较大的惯性冲击载荷。

3． 试分析比较滚动轴承、液体润滑滑动轴承、非液体润滑滑动轴承的特点及应用（提示：从摩擦系数的大小、工作转速的高低、是否可用于频繁启动的场合、承受冲击载荷的能力、回转精度等当面进行论述）。

【答案】比较如表所示。

表

4． 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。

5． 什么情况下可以采用光轴，什么情况必须用阶梯轴？分析其优缺点，进行比较。

【答案】只有一些特殊情况才用光轴，扭轴受力（力矩、扭矩）均匀一致，可以把配合不同的零件（基轴制）装在轴上以达到不同的要求（如活塞销），这种轴加工方便，但用得较少。

阶梯轴的轴上零件安装定位方便，当轴的各部分所受弯矩、扭矩不同时，阶梯轴可以按强度要求确定各部分直径，因而阶梯轴可以节省材料、减轻质量。一般情况下以用阶梯轴为宜。

二、分析计算题

6． 以滑轮为例，绘简图说明，当提升重量不变时，固定心轴和转动心轴哪一种具有更长的使用寿命？

【答案】固定心轴和转动心轴的结构简图如图所示。

由于固定心轴在工作过程中固定不动，因此只受弯曲静应力，考虑到工作过程中有装载和卸载，

此弯曲静应力可看作脉动循环应力

周期，

所以此弯曲应力为对称循环变应力

更长的使用寿命。 转动心轴每转一周，轴上各点所受的应力也变化一个而一般情况下，因此，固定心轴具有

图

7．

已知单级斜齿圆柱齿轮传动的

轮材料为调质。试校核此闭式传动的强度。 双向转动，电动机驱动，

载荷平稳小齿轮材料为

【答案】设齿轮的使用寿命为10年。

（1）许用应力

由机械设计手册可查得，小齿轮40Cr 调质硬度为调质硬度为217〜269HBS ，取

取

根据公式可得

查得接触疲劳寿命系数由公式可得

校核接触强度

由表查得，弹性系数

小齿轮的转矩为

调质，大齿取230HBS 大齿轮45SiMn 。 查

得查得弯曲疲劳寿命系数 查表得，载荷系数