机械设计习题(答案)

简答题

1 一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？

答：一对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力][H σ，其中较小者容易出现齿面点蚀。通常，小齿轮的硬度较大，极限应力lim σ较大，按无限寿命设计，小齿轮的许用接触应力][H σ 1 较大，不易出现齿面点蚀。

判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的111][F Sa Fa Y Y σ和2

22][F Sa Fa Y

Y σ，其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。

2 为什么蜗杆传动只计算蜗轮轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？

答：因为蜗杆材料的强度和硬度一般大于蜗轮材料的，故蜗杆传动的失效主要发生在蜗轮的轮齿上。所以强度计算一般也就只计算蜗轮的了。

3 为增加蜗杆减速器输出轴的转速，决定用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆，问原来的蜗轮是否可以继续使用？为什么？

答：不可以。蜗轮蜗杆正确啮合的条件中有γ 1 = β2，依题意，如用原来的蜗轮，当蜗杆头

数z 1由1变为2，模数m 和分度圆直径d 1不能变，据

d m

z 11

=tg γ可知，tg γ增大为原来的2

倍，即导程角γ1增大了，与蜗轮的螺旋角β不再相等。因此，不再符合蜗轮蜗杆的正确啮合条件。

4．确定小带轮直径考虑哪些因素？

(1) 最小带轮直径，满足d d1≥d dmin ，使弯曲应力不至于过大； (2) 带速，满足 5 ≤ v ≤ 25 m/s ； (3) 带轮直径取标准值； (4) 使小带轮包角≥︒120； (5) 传动所占空间大小。

5．确定小链轮齿数z 1时应考虑的因素?

(1) 考虑动载荷的大小，小链轮齿数越少，链传动的多边形效应和动载荷越大； (2) 考虑大链轮齿数z 2，为防止大链轮过早脱链应使：z 2 ≤150； (3) 考虑链速，当链速高时，小链轮齿数z 1应尽量取的多些；

(4) 考虑链长为偶数，为了磨损均匀，链轮齿数应取奇数，并与链长互为质数； (5) 传动所占空间大小，尽量使结构紧凑。

6．直轴按承受载荷的性质分为哪三类？分别承受何种力矩？

传动轴：在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。

心轴：在工作中只承受弯矩，不承受转矩。心轴又分为固定心轴和转动心轴。

转轴：在工作中既承受弯矩，又承受转矩。

7．试述动压油膜形成条件。

(1) 相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙；

(2) 两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出；

(3) 润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。

8．滚动轴承的失效形式是什么？

滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。

9．滚动轴承的基本额定寿命如何定义？

基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h（单位为小时）。

10．联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？

联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。

11．联轴器所联两轴的偏移形式有哪些？如果联轴器不能补偿偏移会发生什么情况？

偏移形式有：径向偏移、轴向偏移、角偏移和综合偏移。

如果被联接两轴之间的相对偏移得不到补偿，将会在轴、轴承及其它传动零件间引起附加载荷，使工作情况恶化。

12．常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？

常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。

13．何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？

螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力）。

14．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？

螺纹联接有4中基本类型。螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），又不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。

15．普通平键的公称长度L与工作长度l之间有什么关系？

圆头平键工作长度l = L-b；方头平键的工作长度l = L；单圆头平键l = L -b/2。

16. 弹簧的主要功能是什么？

1减振和缓冲 2控制运动 3储存或释放能力 4测量力和力矩。

单项选择题

1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为____c____。

A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合

2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是____b____。

A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合

3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为___d_____。

A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合

4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在____d____。

A．靠近齿顶处 B．靠近齿根处

C．节线附近的齿顶一侧 D．节线附近的齿根一侧

5．保持直齿圆柱齿轮传动的中心距不变，增大模数m，则___a_____。

A．轮齿的弯曲疲劳强度提高 B．齿面的接触强度提高

C．弯曲与接触强度均可提高 D．弯曲与接触强度均不变

6．设计一对闭式软齿面齿轮传动。在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触疲劳强度最有效的方法是___b_____。

A．增大模数，相应减少齿数 B．提高主、从动轮的齿面硬度