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一、简答题

1． 解释轴设计中下列公式的意义及用途（包括各符号意义）。

（1）

（2）

（3）

【答案】（1）式用于按扭转刚度计算轴直径；

（2）式用于按扭转强度计算轴直径；

（3）式用于按弯扭合成强度条件计算轴直径。

A ，按许用扭转角、式中符号：轴直径，功率，轴转速；许用扭应力决定的系数；

对称循环弯曲许用应力；当量弯矩，弯矩，扭矩；根据扭转切应力性质而定的应力校正系数。

2． 固定式联轴器与可移式联轴器有什么区别？各适用于什么场合？

【答案】固定式联轴器与可移式联轴器均属于刚性联轴器。固定式联轴器没有位移补偿能力，因此主要适用于两轴轴线能精确对中且载荷平稳的场合。可移式联轴器可以利用联轴器零件间的相对运动或间隙来补偿两轴轴线的相对位移，因此主要适用于两轴有相对位移和偏斜的场合。

3． 简述齿轮传动，带传动，链传动的优缺点。

【答案】（1）齿轮传动的优点：传动功率和速度的范围广，传动比稳定，效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑。缺点：制造安装精度高，价格较贵，不适于传动距离过大的场合。

（2）带传动的优点：结构简单；传动平稳，噪声小；价格低廉；能缓和冲击振动；适用于中心距较大的传动；过载时会产生打滑，可以保护传动系统中的其它零件。

缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低甚至失效，传动比不准确；打滑会加剧带的磨损，寿命较短。

（3）链传动的主要优点是：和齿轮传动比较，它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力，结构轻巧，制造与安装精度要求较低，成本也低；与带传动比较，传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高可达0.95〜0.97, 在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；可在高温或润滑油环境中工作，也可用于多灰尘的环境；

缺点：由于多边形效应，链的瞬时速度、瞬时传动比不稳定；工作时有一定的冲击和噪声；不宜用在载荷变化大，高速和急速反向的传动中；只能实现平行轴间的同向传动。

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4． 试说明角接触轴承内部轴向力产生的原因及其方向的判断方法。

【答案】由于接触角的存在，使得轴承在承受径向载荷时会产生一个内部轴向力其方向由外圈的宽边指向窄边。

5． 牙嵌式离合器的牙型有几种？各用于什么场合？

【答案】牙嵌式离合器的牙型有矩形、三角形、梯形和锯齿形。矩形齿接合、分离困难，牙的强度低，磨损后无法补偿，仅用于静止状态的手动接合；三角形齿接合、分离容易，但齿的强度弱，多用于传递小转矩；梯形齿牙根强度高，接合容易，且能自动补偿牙的磨损和间隙，因此应用较广；锯齿形牙根强度高，可传递较大转矩，但只能单向工作，反转时由于有较大的轴向分力，会迫使离合器自动分离。

6． 润滑剂的主要作用是什么？常用的润滑剂有哪几种？

【答案】润滑剂的主要作用是减少摩擦和磨损，降低工作表面的温度，并有防锈、减震和密封等功用。常用的润滑剂有润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂四种。

二、分析计算题

7． 绘图说明机械零件的一般磨损过程，并说明跑合的意义。

【答案】机械零件的一般磨损过程如图所示。

如图所示，I 为跑合磨损区，II 为稳定磨损区，III 为剧烈磨损区。

跑合磨损区，发生在摩擦副工作初期，使零件表面的实际接触面积增大，有利于改善摩擦表面的工作状态，使之趋于稳定，延缓进入剧烈磨损阶段的时间，有利于延长零件的使用寿命。

图

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8． —卷扬机传动系统如图1所示，已知被提升重物的质量齿轮传动

由轴II 至卷筒的传递效率斜齿圆柱齿轮传动

试求：

卷筒直径直齿锥

电动机转速

图1

（1）重物上升的速度卷筒的转矩T 和匀速提升重物时的卷筒的功率P ;

（2）提升重物时，II 轴上锥齿轮2所受的力的大小和方向；

（3）若要求II 轴的两轮轴向力相互抵消，齿轮3螺旋线方向应如何取？角应等于多少？

【答案】（1）总传动比

卷筒转速

重物上升时的速度为

卷筒转矩为

匀速提升重物时，卷筒功率为

提升重物时，圆锥齿轮2所受各力方向见图2所示。

图2

轴II 转矩

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