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一、简答题

1． 试述带传动和链传动张紧轮布置的不同，这样布置的理由是什么？

【答案】带传动的张紧轮一般应布置在松边的内侧尽量靠近大带轮处，使带只受单向弯曲，以免过分影响带在小带轮上的包角。链传动的张紧轮一般应布置在松边上靠近主动链轮的地方，以增加链条和链轮的啮合角。

2． 为什么说轴承预紧能增加支承的刚度和提高旋转精度？

【答案】预紧后能消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性变形，这样就可提高轴承的刚度和旋转精度。

3． 在进行轴的疲劳强度安全系数计算时，危险截面如何确定？在同一截面处有几种应力集中时，应如何处理？

【答案】危险截面通常指当量弯矩较大、截面积较小、应力集中较严重的截面，即实际应力较大的截面。

在同一截面处有几种应力集中时，在计算安全系数时，弯曲、扭转有效应力集中系数取其中应力集中最严重的一个加以考虑。

4． 对于长期受大载荷而且外圈不转并径向载荷方向一定的滚动轴承而言，外圈与轴承座孔的配合选择应该是为外圈相对于轴承座能作极缓慢转动的过渡配合，这是为什么？

【答案】因为轴承长期受径向载荷，如果外圈相对轴承座孔不转的话，则始终是半圈受载，且处于径向作用力作用线最下位置处外圈上的点所受的压应力最大，寿命最短。外圈与轴承座孔的配合若是外圈相对于轴承座能作极缓慢转动的过渡配合，则外圈上的各个点的位置是不断变化的，因此所受的力也不断变化。外圈上的各个点均匀受力，延长轴承的寿命。

5． 机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？

【答案】机械设计过程通常可分为以下几个阶段：

（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。 （4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。

二、分析计算题

6． 已知一转轴所受最大工作应力

应力幅和循环特性【答案】平均应力

应力幅

循环特性

应力变化图见图。

并画出应力变化图。

最小应力

试求该轴的平均应力

图

7． 如图所示的某二级齿轮减速器，已知减速器的输入功率

每级齿轮传动效率

速器的总传动比

及各轴的功率、转速及转矩。

转速

每对滚动轴承的效率

各轮齿数

求减

图

【答案】

8． 设计一由电动机驱动的一般机器使用的闭式单级圆柱齿轮传动。已知主动轮的输入功率为12kW ，小齿轮的转速为1460r/min，齿数比为4, 对称布置，工作平稳，预计工作寿命为15年（设每年工作300天），两班制，工作状态平稳。

【答案】（1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 ①用直齿圆柱齿轮传动。

②由于该齿轮传动用于一般机械传动，故选用7级精度。

③材料选择。由设计手册选择小齿轮材料为40Cr （调质），齿面硬度为270HBS ，大齿轮材料为45钢（调质）齿面硬度为230HBS , 二者的材料的硬度差为40HBS 。

④由于为软齿面传动，故选小齿轮的齿数⑤胺齿面接触疲劳强度设计按式进行计算，即

确定公式内的各个计算参数数值 a. 试选载荷系数

b. 计算小齿轮传递的转矩

c. 由设计手册查得齿宽系数

大齿轮的接触疲强度

则大齿轮的齿数为

d. 由设计手册查得材料的弹性影响系数极限

e. 由设计手册按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限f. 计算两齿轮的应力循环次数

g. 由设计手册查得接触疲劳寿命系数h. 按照接触疲劳强度许用应力计算 取失效概率为

安全系数为

由公式得