河南理工大学机械设计期末考试试卷

（本题20分）一、填空题（每小题2分）

1、若带传动的紧边拉力为F 1，松边拉力为F 2，则带传动的初拉力

0=

。

2、为了让齿面磨损均匀，相啮合两齿轮的齿数Z 1和Z 2一般应互为

。 3、齿轮愈宽，传动的承载能力愈高。但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布 。 4、滚动轴承基本额定寿命是指一组轴承中有 的轴承不发生点蚀破坏的轴承寿命。 5、既承受弯矩又承受扭矩的轴称为 。 6、带传动中带的最大应力发生在 。

7、链轮的转速越高，节距越大， 越少，则传动的动载荷越大。 8、齿面点蚀首先出现在靠近 的齿根面上。 9、在蜗杆传动中，引入直径系数m

d q 1=的原因是为了限制 的数目以及便于滚

刀的标准化。

10、角接触球轴承一般在承受 时使用。

（本题30分）二、简答题（每小题5分）

1、带传动中，产生弹性滑动的原因是什么？它对带传动有什么影响？

2、叙述形成流体动力润滑的必要条件。

3、画出简图，论述链传动的多边形效应。

4、有两对标准直齿轮传动，它们的材料和齿宽相同，有关参数分别为：Z 1=40，Z 2=80，m 12=2mm ，Z 3=20，Z 4=40，m 34=4mm.

(1) 试比较它们的接触强度和弯曲强度的大小。

（2）当它们都满足接触强度和弯曲强度时，应选用哪一对齿轮传动，为什么？

5、仅受预紧力F 0的紧螺栓联接，其危险剖面的强度条件为][3.14

2

1σσ

π≤=

d ca

F ，式中，1.3是怎

样引出的？

6、带传动的设计准则是什么？

（本题50分）三、计算题

1、已知螺栓的预紧力010000F N =，螺栓联接的受力—变形关系如图所示。图中，

30b θ= ，60m θ=

。当螺栓所承受的轴向外载荷10000F N =时，试确定螺栓所承受的

总的轴向拉力2F 。（10分）

2、已知一转轴在直径20d m m =处受到的不变扭矩31510T N mm =??，弯矩3710M N mm =??。轴的材料为45号钢调质，MPa b 60][,1=-σ。问：该轴能否满足强度要求？提示：圆形截面的抗弯截面系数3/32W d π=。（10分）

3、如图所示的二级圆柱齿轮减速器，功率由Ⅰ轴输入，不计摩擦损失，已知高速级斜齿圆柱齿轮的

117Z =，250Z =，3n m m m I =，15βI =

。低速级齿轮的320Z =，459Z =，4n m m m = 。 （1）画出各齿轮所承受的三个相互垂直的分力。

（2）为使Ⅱ轴上轴承所承受的轴向外力为零，低速级斜齿轮的螺旋角β 应为多少？提示：，

d T F t /2=，βtg F F t a =。（15分）

4、如图所示，轴由两个反装的角接触球轴承（70000AC 型）支承，所受的外载荷F 作用于两支承中点，且与轴心线夹角45

，F =。求两轴承的当量动载荷1P 和2P 。提示：（1）轴承由径向力r F 产生的内部派生轴向力0.7d r F F =。（2）判断系数0.68e =。当/a r F F e ≤时，1X =，0Y =；当/a r F F e >时，0.41X =，0.87Y =。（15分）

（本题20分）一、填空题（每小题2分）

1、若带传动的紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则有效拉力F0= 。

2、为了让齿面磨损均匀，相啮合两齿轮的齿数Z1和Z2一般应互为。

3、由于制造误差致使啮合轮齿的法节P b1与P b2不相等，从而在齿轮啮合传动中引起。

4、滚动轴承基本额定寿命是指一组轴承中有的轴承发生点蚀破坏的轴承寿命。

5、只承受弯矩不承受扭矩的轴称为。

6、带传动中带的最大应力发生在。

7、链轮的转速越高，节距越大，越少，则传动的动载荷越大。

8、齿面点蚀首先出现在靠近的齿根面上。

9、齿轮齿面弯曲应力计算公式中的齿形系数Y Fa只与有关，而与模数（即轮齿大小）无关。

10、圆锥滚子轴承一般在承受较大的时使用。

（本题30分）二、简答题（每小题5分）

1、带传动中，产生弹性滑动和打滑的原因是什么？它们是否都可以避免？

2、叙述形成流体动力润滑的必要条件。

3、画出简图，论述链传动的多边形效应。

4、有两对标准直齿轮传动，它们的材料和齿宽相同，有关参数分别为：Z1=40，Z2=80，m12=2mm，Z3=20，Z4=40，m34=4mm.

(1) 试比较它们的接触强度和弯曲强度的大小。

（2）当它们都满足接触强度和弯曲强度时，应选用哪一对齿轮传动，为什么？

5、仅受预紧力F0的紧螺栓联接，其危险剖面的强度条件为

]

[

3.1

4

2

1

σ

σ

π

≤

=

d

ca

F

，式中，1.3是怎样引出的？

6、齿轮传动的失效形式有哪些？

（本题50分）三、计算题

1、1、已知螺栓的预紧力

10000

F N

=，螺栓联接的受力—变形关系如图一所示。图中，

30

b

θ= ，60

m

θ= 。若要求被联接件的残余预紧力

1

2500

F N

=时，试求螺栓所能承受的轴向工作载荷F为多少？（满分10分）

2、 有一双向工作的减速器，其中间某轴在危险剖面处所承受的扭矩300T N m =?，弯矩

400M N m =?。轴的材料为45号钢调质，2

1,[]60/b N mm σ-=。为了使该轴满足强度要求，试

问：在危险剖面处，该轴的最小直径是多少？提示：圆形截面的抗弯截面模数3/32W d π=（满分10分）

3、如图二所示的二级圆锥—圆柱齿轮减速器，功率由轴Ⅰ轴输入，不计摩擦损失，已知直齿锥齿轮

的120Z =，250Z =，50m m m =，齿宽40b m m =；斜齿圆柱齿轮的323Z =，492Z =，6n m m m =。 （1）画出各齿轮所承受的三个相互垂直的分力。

（2）为使Ⅱ轴上两轴承的轴向外力相互抵消，斜齿轮的螺旋角β应为多少？

提示：（1）对直齿锥齿轮 2/m t F T d =，121cos r a t F F F tg αδ==，121sin a r t F F F tg αδ==

（2）对于斜齿轮 2/t F T d = ，/cos r t n F F tg αβ=， t F F tg αβ=。

（3）本题特别提示： 112/21.8tgZ Z δ?

==， /0.297R b R ψ==（满分15分）

4、如图三所示，轴由两个反装的圆锥滚子轴承（30000型）支承，所受的外载荷F 作用于C 点，且与轴心线夹45?，2000F N =。求两轴承的当量动载荷。 提示：（1）判断系数0.4e =，当/a r F F e ≤时，1X =，0Y =；当/a r F F e >时，0.4X =， 1.6Y =。

（2）圆锥滚子轴承的内部派生轴向力/2d r F F Y =。 （3）载荷系数 1.3p f =。