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一、简答题

1． 试说明接触最小安全系数

可以使用小于1的数值的道理。

而齿轮材料极限接触应力

是

所以，当所设计的齿轮

【答案】齿轮许用接触应力计算式为允许失效概率大于

时，可以通过使

在一定试验条件下获得的，其中条件之一就是假设齿轮的失效概率为分地发挥齿轮材料的性能。

2． 为什么计算同步带传动的几何尺寸时可应用普通V 带的计算公式？

取值小于1的方法来提高材料的许用接触应力，更加充

【答案】同步带传动可视为同步齿形带节线与带轮的节圆相切的开口传动，其传动几何尺寸的计算方法应与普通V 带传动相同。

3． —闭式齿轮传动中，一对配对齿轮材料均为45号钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，其强度计算准则是什么？为什么？

【答案】强度计算准则：按齿面接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核。因为齿轮经过调质处理和正火处理只能达到软齿面的效果，所以应按闭式软齿面齿轮传动进行设计计算。

4． 试分析齿轮传动中为何两齿轮齿面要有一定的硬度差。

【答案】因为小齿轮的轮齿啮合次数比大齿轮多，且小齿轮的齿根厚度小于大齿轮的，为了使大、小齿轮强度接近，软齿面齿轮配对中，小齿轮齿面硬度应比大齿轮的高30〜50HBS 。另外，转速较高时，小齿轮较硬的齿面将对大齿轮较软的齿面起到冷作硬化作用，从而提高大齿轮齿面的疲劳强度。 5． 导向平键和普通平键各适用于什么场合，可能出现是失效形式是什么？其尺寸宽度b 、高度h 、长度1如何确定？

【答案】导向平键用于动连接，适用于传动零件需要轴向移动的场合，可能的失效形式是工作面的磨损；普通平键用于静连接，适用于传递扭矩的场合，可能的失效形式是工作面的压溃和键的剪断。

尺寸宽度6、高度A 根据轴径从国家标准中查得，根据轮毂长度确定，通常略小于轮毂长度。

6． 在两级圆柱齿轮传动中，如其中有一级用斜齿圆柱齿轮传动，它一般被用在高速级还是低速级？为什么？

【答案】斜齿圆柱齿轮传动应用在高速级。因为斜齿轮传动中轮齿是逐渐进入啮合和脱离啮合的，传动比较平稳，适合于高速传动，同时，高速级传递转矩较小，斜齿轮产生的轴向力也较

小，有利于轴承部件其他零件的设计。

7． 受变载荷作用的紧螺栓联接，螺栓所受工作应力在件下，采用哪些措施可减小螺栓的应力幅？

之间变化，在保持剩余预紧力不变条

【答案】（1）降低螺栓刚度；（2）增大被联接件刚度；（3）同时采用以上两种措施。

8． 哪些表面处理方法可以提高轴的抗疲劳强度？（举出四种）

【答案】渗碳、氰化、表面高频淬火等各种热处理以及滚压加工及喷丸等表面强化处理，对提高轴的抗疲劳强度均有显著效果。

9． 直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及直齿锥齿轮各取什么位置的模数为标准值？

【答案】直齿圆柱齿轮由于其齿形平行于轴线，齿廓的法截面与端面共面，法向模数与端面模数相等，故取端面模数（或称法向模数）为标准值。斜齿圆柱齿轮取其法向模数为标准值。因为在加工斜齿轮时，铣刀沿螺旋线方向进刀，铣刀的齿形等于齿轮的法向齿形，端面模数大于法向模数，强度计算中应取法向模数为标准值。直齿锥齿轮取其大端模数为标准值。因为大端尺寸较大，计算和测量的相对误差较小，而且便于确定齿轮相同的外廓尺寸，所以在计算直齿锥齿轮几何参数时，以大端为标准值。

10．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。

二、分析计算题

11．已知一减速器某直齿齿轮采用单个圆头普通平键与轴连接，装齿轮处轴径d=70mm，需要传递的转矩

键的长度90mm ，宽度20mm ，高度12mm ，齿轮、键、轴的材料都为锻钢，

其许用挤压应力为ll0MPa 。

（1）按挤压应力校核键连接的强度；

（2）如果强度不足，在不改变键结构尺寸、材料的情况下，提出改进措施，并加以验证。 【答案】（1）本题为单圆头平键，键的工作长度为

键与轮毂键槽的接触高度为

此时的挤压应力为

因此，该键不满足挤压强度要求。 （2）改用双键，周向相隔此时的挤压应力为

因此，改用双键后满足挤压强度要求。

12．图示为一圆柱蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动，蜗杆由电机驱动，

输入功率

模数

蜗杆表面硬度齿轮

大齿轮

蜗杆头数蜗轮齿数蜗旋角

右旋，分度圆直径

导程角

小

蜗轮材料ZCuSnlOPl 。斜齿圆柱齿轮模数

转速

布置。双键的工作长度为

欲使小斜齿轮3的轴向力与蜗轮2的轴向力抵消

一部分，试确定：（1）蜗轮的转向及螺旋线方向。（2）两斜齿轮的转向及螺旋线方向。（3）各轮所受轴向力的方向及大小。

图1

【答案】（1）蜗轮的转向及螺旋线方向如图1所示。 （2）两斜齿轮的转向及螺旋线方向如图1所示。 （3）各轮所受的轴向力方向如图2所示。