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一、简答题

1． 总结四种典型螺栓组连接的受力分析情况。

【答案】（1）受横向载荷的螺栓组。对于普通螺栓连接，靠连接预紧后产生的摩擦力来抵抗横向载荷，每个螺栓所需的预紧力为

来抵抗横向载荷，各螺栓所受的横向载荷为

（2）受轴向载荷的螺栓组。所受轴向总的载荷为栓还受到残余预紧力对于铰制孔用螺栓连接，靠螺杆受剪切和挤压 每个螺栓所受的轴向工作载荷为 螺的作用，每个螺栓所受的总的载荷为

（3）受旋转力矩的螺栓组。对于普通螺栓连接，靠连接预紧后产生的摩擦力来抵抗旋转力矩，每个螺栓所需的预紧力为对于铰制孔用螺栓连接，靠螺杆受剪切和挤

。

。 压来抵抗旋转力矩，螺栓组中受最大横向载荷的螺栓的载荷为（4）受倾翻力矩的螺栓组连接。各螺栓所受的轴向工作载荷，其中最大值为

2． 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。

3． 圆柱螺旋弹簧的端部结构有何功用？

【答案】圆柱螺旋弹簧的端部结构形式很多，

压缩弹簧的端部各有

起支承作用，不参与变形；拉伸弹簧的端部有挂钩，以便安装和加载。

4． 不完全液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是什么？

【答案】不完全液体摩擦（一般工作在混合摩擦状态）滑动轴承的主要失效形式是磨损和胶合。因为在不完全液体润滑状态下，金属表面形成边界油膜，但这种油膜厚度很小，还不能将摩擦的金属表面完全隔开，金属表面的凸峰仍将直接接触，磨损依然存在，会出现润滑油升温，粘

第 2 页，共 48 页 圈与邻圈并紧，只

度下降，从而产生胶合和磨损。

5． 平行轴斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动比较有何特点？

【答案】在直齿圆柱齿轮啮合时，齿面沿齿宽方向的接触线是平行于齿轮轴线的直线，轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的，致使轮齿所承受的载荷沿齿宽突然加上、突然卸下。所以直齿轮传动的平稳性较差，容易产生冲击和噪声，不适用于高速和重载的传动中。

当一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合时，斜齿轮齿廓接触线的长度由零逐渐增加，又逐渐缩短，直至脱离接触。斜齿轮的齿廓是逐渐进入啮合、逐渐脱离啮合的。因此斜齿轮传动工作较平稳，承载能力大，适应机器速度提高、功率增大的需要。但在斜齿轮传动工作时，会产生轴向力。

二、分析计算题

6． 如图（a ）所示，蜗杆主动，蜗杆的输入扭矩为了杆分度圆直径蜗轮齿数传动的效率

（1）试确定蜗轮的转向；

（2）试确定蜗杆和蜗轮上作用力的大小与方向。

模数蜗杆头数蜗

图

【答案】（1）由图（a ）可知蜗杆为左旋蜗杆，根据左手定则判定出

杆传动向。

（2）径向力

所示。各力的大小为

由啮合点沿着径线方向指向转动中心；主动轮1的径向力与啮合点处的圆周速度方向相反，因此蜗轮上的轴向力方向相反。蜗杆和蜗轮上作用力的方向如图（b ）的方向与相反，且从动轮的的方向，对于蜗轮蜗与啮合点处的圆周速度方向相同，因此为顺时针转

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7． 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。

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