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一、简答题

1． 简述齿轮传动，带传动，链传动的优缺点。

【答案】（1）齿轮传动的优点：传动功率和速度的范围广，传动比稳定，效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑。缺点：制造安装精度高，价格较贵，不适于传动距离过大的场合。

（2）带传动的优点：结构简单；传动平稳，噪声小；价格低廉；能缓和冲击振动；适用于中心距较大的传动；过载时会产生打滑，可以保护传动系统中的其它零件。

缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低甚至失效，传动比不准确；打滑会加剧带的磨损，寿命较短。

（3）链传动的主要优点是：和齿轮传动比较，它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力，结构轻巧，制造与安装精度要求较低，成本也低；与带传动比较，传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高可达0.95〜0.97, 在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；可在高温或润滑油环境中工作，也可用于多灰尘的环境；

缺点：由于多边形效应，链的瞬时速度、瞬时传动比不稳定；工作时有一定的冲击和噪声；不宜用在载荷变化大，高速和急速反向的传动中；只能实现平行轴间的同向传动。

2． 普通螺纹分为粗牙和细牙螺纹，请问细牙螺纹有什么特点？用于何处？

【答案】（1）细牙螺纹螺距小、螺纹升角小、自琐性好，强度高，但不耐磨损、易滑脱。 （2）用于粗牙对强度影响较大的零件（如轴和管状件）、受冲击振动和变载荷的联接、薄壁零件的联接、微调机构等等。

3． 在液体润滑滑动轴承设计中，为什么需要进行热平衡计算？

【答案】液体润滑滑动轴承工作时，其功耗主要是摩擦产生的热量，它会使润滑油的温度升高，黏度降低，造成轴承的承载能力下降，加速磨损，甚至发生胶合失效。因此，在液体润滑滑动轴承的设计中，一定要严格控制轴承的温升，进行热平衡的计算。

4． 试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的哪些参数不变？哪些起了变化？变大还是变小？

【答案】切削变位齿轮与切削标准齿轮采用的是同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它们的模数、压力角和齿距分别与刀具相同。从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同，故参数和不变。

变位齿轮的分度圆直径不变，但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆増大了，其齿顶高变大但齿根高变小，且齿厚增大而齿槽宽减小，但齿顶部分的齿厚减薄。故参数^

变小。

5． 双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？

【答案】

分别计算两个单向稳定变应力的安全系数

其强度条件为：

然后计算零件的计算安全系数变大，

而参数

二、分析计算题

6． 图所示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架。已知：载荷

底板高度

试设计此螺栓组联接。

立柱的屈服极限

其作用线与垂直线的夹角

托架的抗拉强度极限

图

【答案】（1）螺栓组结构设计

本螺栓组的结构采用如图所示的结构，螺栓数

（2）螺栓受力分析

①在工作载荷P 的作用下，螺栓组联接承受以下各力和翻转力矩的作用： 轴向力

横向力

翻转力矩

②在轴向力的作用下，各螺栓所受的工作拉力为

③在翻转力矩m 的作用下，上面两螺栓受到加载作用，而下面两螺栓受到减载作用，故上面的螺栓受力较大，所受载荷可按下式确定，即

对称布置。

根据以上分析可见，上面两螺栓所受的轴向工作拉力为

④在横向力的作用下，底板联接接合面可能产生滑移，根据底板接合面不滑移条件，并考虑轴向力FV 对预紧力的影响，则各螺栓所需要的预紧力为

对于钢或铸铁零件查得联接接合面间的摩擦系数则

取可靠性系数则各螺栓所需要的预紧力为

⑤确定螺栓所受的总拉力

（3）确定螺栓直径

选择螺栓强度等级为4.6级，可得许用应力取螺栓联接的安全系数则得所需的螺栓危险剖面的直径为

按选用的螺栓（螺纹小径）。

得

（4）校核螺栓组联接的工作能力 ①联接接合面一端的挤压应力不得超过许用值，以防止接合面下端压碎，即

式中接合面有效面积为

接合面的有效抗弯截面模量为：

代入得

由机械设计手册知

由于

则

查得螺栓的相对刚度 则螺栓材料的

故该联接接合面下端不至于压碎。 ②联接接合面上端应保持一定的残余预紧力，以防止托架受力时，接合面产生间隙，即