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一、简答题

1． 滚子链传动的主要失效形式有哪些？链传动的内部附加动载荷产生的因素有哪些？

【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。

2． 进行齿轮结构设计时，齿轮轴适用于什么情况？

【答案】设计小齿轮的结构时，

当小齿轮的齿根圆至键槽底部的尺寸小于径。对于小锥齿轮，当齿根圆至键槽底部的尺寸小于时，应制成锥齿轮轴。

3． 试述寿命系数在齿轮强度计算中的意义，其值与哪些因素有关？

【答案】在齿轮强度计算中，当设计齿轮为有限寿命时，利用寿命系数接触应力

试验值进行修正，利用寿命系数

正，使齿轮许用应力的计算更符合设计工况。寿命系数所设计齿轮的应力循环次数N 有关。其中

主要与应力循环基数

对齿轮材料的极限

试验值进行修疲劳曲线指数及

对齿轮材料的极限弯曲应力1

时，应

制成齿轮轴，以增加齿轮和轴的强度。当轴的强度足够时，齿轮轴的齿根圆直径允许小于轴的直

式中，n 为齿轮转速；a 为齿轮转一周，同一

侧齿面啮合的次数为齿轮的工作寿命。

4． 简述带传动的特点，并定性地说明在V 带传动设计时，小带轮直径、带传动的中心距、带的初拉力对带传动工作能力的影响。

【答案】带传动的优点：运行平稳，噪声小；能缓和冲击和振动；适用于中心距较大的传动；过载打滑，可以保护传动系统中的其它零件。

带传动的缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低，传动比不准确；带的寿命较短。 小带轮的直径越小，带的弯曲应力越大；反之，可以增加带的寿命，但带传动的尺寸较大。 带传动的中心距过小，带的包角越小，影响带的传动能力；带传动的中心距过大，又会引起

带的跳动。

带的初拉力不足，会出现打滑；初拉力过大，将增大轴与轴承上的压力，降低带的寿命。

5． —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。

二、分析计算题

6． 一对内啮合的标准直齿圆柱齿轮传动。己知转速

载荷系数

齿宽系数

接触力影响系数

时，其齿面接触应力

大齿轮的节圆直径

当传递的功率为

并取

为多少？（附齿面接触应力计算公式：

I

【答案】根据齿轮传动的传动可得：

又故

根据公式，则有：

由于是内啮合齿轮传动，公式中应用土号应取-。故齿面接触应力为：

7． 在带式运输机的传动装置中，电动机和减速器输入轴采用弹性套柱销联轴器联接，设电动机功率P=15kW, 转速确定联轴器的型号和尺寸。

【答案】原动机为电动机时，转矩

由设计手册查得工况系数

计算转矩

电动机外伸轴直径为d=42mm, 减速器输入轴直径为试

由机械设计手册可查得LT6型弹性套柱销联轴器的许用转矩为为

轴径有40mm 和42mm , 满足题意要求，故合用。

所选联轴器为LT6联轴器

即许用转速

8． 某零件在不稳定变应力情况下，应力性质为对称循环，在循环基数疲劳曲线方程指数m=9

。若在

次，

在

作的应力循环次数

【答案】因为

下工作

所以

可以忽略。根据疲劳曲线方程

根据Miner 方程

可得：

下工作

次，在

次，

试按线性疲劳积累假说求出它在

时，下工作

下可工

可得：

9． 如图所示，重量为P 的一台仪器安放在两个螺旋压缩弹簧支承的平台上（平台重量可忽略），除了弹簧1的中径是弹簧2的中径

注：

的一倍（即

）以外，弹簧其他参数一样。试问为了

保证这台仪器经常处于水平位置，仪器应放在何处（即离弹黉1的距离a 为多少）？

图

【答案】根据静力平衡条件可得两弹簧所受的工作载荷分别为：

因为旋绕比

其已知

所以