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一、简答题

1． 试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法。

【答案】周期性速度波动的产生：作用在机械上的等效驱动力矩与等效阻力矩并不时时相等，某一时段内其驱动功和阻抗功往往不相等，致使机器出现盈功或亏功，等效构件的角速度也随之上升和下降，产生速度波动。若在一个循环中等效驱动力矩作的功和等效阻力矩所作的功相等，机器动能增量为零，则等效构件的速度在一个运动循环的始末是相等的，将发生周期性速度波动。可采用飞轮增加转动惯量的方法加以调节。

非周期性速度波动产生的原因，主要是主轴在一个时期中驱动力所做的功不等于阻力做的功，系统功能平衡关系被破坏的缘故，其等效力矩的变化是非周期性的，导致机械运转的速度出现非周期性的波动。常用调速器来调节非周期性速度波动。

2． 何谓应力集中？对零件的静强度、疲劳强度影响是否相同？

【答案】在零件截面几何形状突然变化处（如过渡圆角、键槽、螺纹），常产生很大的局部应力。该局部应力远大于名义应力，这种现象称为应力集中。

试验研究表明，应力集中只影响变应力中的应力幅部分，对变应力中的平均应力即静应力部分并无影响。

3． 为什么蜗轮常用锡青铜或铝铁青铜材料制造？

【答案】蜗杆传动的失效形式主要有点蚀、胶合、磨损、轮齿折断等，且多发生在蜗轮上。因此，蜗轮和蜗杆的材料不仅要有足够的强度和刚度，还应具有良好的减磨、耐磨和抗胶合性能。而锡青铜和铝青铜材料的耐磨性较好，抗胶合能力强。其中锡青铜耐磨性最好，但价格较高，用于滑动速度

的重要传动，铝铁青铜的耐磨性较锡青铜差一些，但价格便宜，一般用于滑

动速度的场合。

4． 实现间歇转动的机构有哪几种？哪一种较适用于高速情况，为什么？

【答案】实现间歇转动的机构有：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等。其中由于凸轮式间歇运动机构可合理地选择转盘的运动规律以及设计凸轮的轮廓，因此能够适应高速转位的要求，较适用于高速情况。

5． 指出如图所示机构中，哪些机构在运动学上是等价的。

图

【答案】

运动等价，都属于曲柄滑块摇杆机构。

6． 旧自行车上链条容易脱落的主要原因是什么？

【答案】链条在工作过程中，由于长时间的磨损会使链条上的链节距增大，链条总长度增加，从而使链的松边垂度发生变化，链条与链轮间的配合联接变松容易产生脱落。

二、计算分析题

7． —压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16

（

螺栓的相对刚度

的预紧力

）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应

力

按紧密性要求，剩余预紧力

F 为螺

及每个螺栓连接所需

栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强

图

【答案】根据螺栓强度校核公式可得每个螺栓允许的最大总拉力：

由

和

得到容器内液体最大压强：

每个螺栓连接所需的预紧力为：

8． 已知渐开线直齿圆柱外齿轮分度圆压力角α=20°, 并已测得跨7齿和跨8齿的公法线长度W 7=60.08mm, W 8=68.94mm。试确定该齿轮的模数。

【答案】根据齿距定义得到：

得：

9． 已知如图所示轮系中各轮的齿数

向如图所示。试求轮3的转速的大小和转向。

由于模数为标准系列，故必为m=3mm，其第三位小数值是由测量或制造误差引起的。

轮1的转速为

转

图

【答案】已知轮系中：轮（1）对于定轴轮系： 由传动比：

（2）对于周转轮系： 其转化轮系的传动比：其中轮4固定，又得：解之得：

方向和轮1方向相同。

得：

组成定轴轮系；轮

和行星架2组成周转轮系。

10．如图1所示一电动吊车，由电动机蜗杆蜗轮传动—斜齿轮传动

（1）指出蜗杆、蜗轮螺旋线方向；

驱动卷筒，卷筒与

开式齿轮联为一体，起吊重物W 。已知重物上升时电动机转向如图所示。试求：

（2）为使中间轴II 上蜗轮与齿轮的轴向力能相互抵消一部分，确定两斜齿轮螺旋线方向； （3）标出蜗杆、蜗轮上各分力方向。

图1

【答案】（1）蜗杆、蜗轮的螺旋线方向均为左旋。要使重物上升，蜗轮的转向应为顺时针方