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2010《机械设计》试卷B第 11 页 共 15 页
参考答案
一、 选择题
1. C 6. E
2. B 7. A
3. D 8. C
4. D 9. C
5. B 10. A
二、 填空题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
直径过小的螺栓在拧紧时因为预紧力的作用可能会被拧断 摩擦；机械；冲点 齿形；自动定心
带的弹性变形；从动轮的圆周速度低于主动轮；降低了传动效率；引起带的磨损；使带温度升高
由于链绕在链轮上形成正多边形而导致的运动不均匀性；显著 2；3、20°；右；9°27′44″ 相；不；不；不
大；小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多 双支点单向固定，单支点双向固定 8
三、 判断题
1. × 6. √
2. √ 7. √
3. √ 8. √
4. × 9. ×
5. × 10. √
四、 问答题
1. 螺栓的光杆部分做细些，可以使螺栓的刚度减小，即C1减小。设工作载荷F不变，由?F?4?0.5??FC1?[?a]，可知C1的减小，使应力副?a减小，所F，应力副?a?2?d1C1?C2以可以提高其疲劳强度工作载荷F不变的前提下，刚度小的螺栓对应的?F明显小于刚度大
的螺栓，即疲劳强度较高。
2. 若带速过低，则圆周力就很大，容易打滑。若带速太高，又会因离心力太大而降低带与带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力。此外，随着离心力的增大，离心拉应力也增大，使带的疲劳强度有所降低。所以带速要适宜，一般应在 5~25 m/s的范围内，最适宜的速度为10~20 m/s。
3. 增大齿宽；增大模数；增大分度圆直径；用斜齿代替直齿；用正变位齿轮代替标准齿轮；采用机械强度高的材料；改软齿面为硬齿面，提高齿轮材料的硬度。
4. 滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效形式，套圈和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承的一种最基本和常见的失效形式。轴承发生点蚀破坏后，在运转时通常会出现较强的振动、噪声和发热现象。
计算的条件是，定义具有90％可靠度的轴承寿命为轴承的额定寿命。
五、 计算题
1. 分析题
蜗杆主动，右旋，故用右手确定蜗杆受轴向力Fa1的方向，在左图中指入纸面。蜗杆所受圆周力Ft1与其转向相反，故在左图中指向右；
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蜗轮所受轴向力Fa2为Ft1的反作用力,在左图中指向左。蜗轮所受圆周力Ft2为Fa1的反作用力，在左图中指出纸面。
齿轮3圆周力Ft3与其转向相反，在左图中指出纸面。Fa3抵消Fa2，指向右，从而有齿轮3右旋；
齿轮4圆周力Ft4为Ft3的反作用力，在左图中指入纸面。Fa4为Fa3的反作用力，指向左。齿轮4与齿轮3旋向相反，为左旋。
所有Fr指向各自轮圆心。
Fr1 Fr1 Fa2 Ft3 Fa4 Ft4 Fa1 F
t1Ft2 Fr2 Fa1 Ft1
Fa3
2. （1）①载荷简化
将载荷R向螺栓组连接的结合面形心O简化，得一剪力FR=R和一旋转力矩T=R·L=300R。 ②确定各个螺栓所受的剪力
在剪力FR的作用下，各个螺栓所受的剪力FS1大小相同，FS1=R，与FR同向。 A. 对于方案a（左图），在旋转力矩T的作用下，由于1、3螺栓中心至形心的距离相等，所以它们所受的剪力大小FS2也相同，但方向垂直于各螺栓与形心O的连线。螺栓2未受T作用、导致附加剪力。
FS2=(T/a)/2=300R/(60×2)=2.5R
螺栓3的剪力FS1与FS2同向，所受剪力最大，即
Fsmaxa= FS1+ FS2= R +2.5R =3.5R B. 对于方案b（右图），在旋转力矩T的作用下，由于4、5、6螺栓中心至形心的距离相等，所以它们所受的剪力大小FS2也相同，但方向垂直于各螺栓与形心O的连线。
FS2=(T/a)/3=300R/(60×3)=1.67R
螺栓5的剪力FS1与FS2同向，所受剪力最大，即
Fsmaxb= FS1+ FS2= R +1.67R =2.67R （2）两种布置方案比较，Fsmaxb < Fsmaxa，因此b方案较为合理。
3. 由于齿轮2为惰轮,因此轴II不受力，所以键连接强度满足。
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4. 解：
S1 S2
受力分析如上图示
S1?S2?R13000?N?937.5N 2Y2?1.6R21500?N?468.75N 2Y2?1.6因为937.5+450>150+468.75，即S1?Fa2?Fa1?S2，所以左端轴承放松。 所以A1?S1?937.5N,
A2?S1?Fa2?Fa1?(937.5?450?150)N?1237.5N P1?X1R1?Y1A1?(0.4?3000?1.6?937.5)N?2700N P2?X2R2?Y2A2?(0.4?1500?1.6?1237.5)N?2580N
因为P1?P2,所以轴承I的寿命短些。 六、做图与改错题 1. 如图示。
2. 如图示。
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（1） 不应有密封装置；
（2） 轴端无倒角，不利于装拆； （3） 套筒过高，左轴承不便于拆卸；
（4） 轴段长度与蜗轮轮毂长度同长，套筒顶不住蜗轮，蜗轮轴向固定不可靠； （5） 键槽过长，超出轴段；
（6） 轴肩过高，右轴承不便于拆卸；
（7） 轴段直径大于滚动轴承内径，滚动轴承无法装入； （8） 无调整垫片，轴承间隙无法调整；
（9） 轴承盖（静止件）不能与转轴（转动件）接触； （10） 应增加密封装置； （11） 不应有此套筒；
（12） 联轴承无周向定位，增加键； （13） 无轴端固定装置。
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