【正文】 4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。要求：1） 選擇兩端的軸承和外伸端的聯(lián)軸器；2） 完成軸的全部結(jié)構(gòu)設(shè)計；3） 根據(jù)彎扭合成校核軸的強度；4） 精確校核軸的危險截面是否安全。這對那些瞬時載荷很大或應力循環(huán)不對稱較為嚴重時的軸是很必要的。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別是：在機器運轉(zhuǎn)時，聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸不能分離，只有在機器停車并將聯(lián)接器拆開后，兩軸才能分離。【解】8小時20分時轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)為此壽命剛好為，且軸承在基本額定載荷下試驗，所以其失效率應為10%，應約有個軸承已失效。這些失效形式都是可以避免的。某不完全液體潤滑徑向液體滑動軸承，已知：軸頸直徑 mm，軸承寬度 mm，軸頸轉(zhuǎn)速 r/min，軸瓦材料為ZCuAl10Fe3，試問它可以承受的最大徑向載荷是多少？【解】軸瓦的材料為ZCuAl10Fe3，查其許用應力，許用1）軸承的平均壓力應滿足式（121），據(jù)此可得2）軸承的應滿足式122，據(jù)此可得綜合考慮（1）和（2），可知最大徑向載荷為。限制p的目的是保證潤滑油不被過大的壓力擠出，間接保證軸瓦不致過度磨損。3）蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置和方向如圖所示設(shè)計一起重設(shè)備用的蝸桿傳動，載荷有中等沖擊，蝸桿軸由電動機驅(qū)動，傳遞的額定功率，間歇工作，平均約為每日2 h，要求工作壽命為10年（每年按300工作日計）。2）蝸桿傳動的正確嚙合條件是：蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，蝸桿中圓柱上螺旋線的導程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角，且螺旋線方向相同。蝸 桿 傳 動簡述蝸桿傳動的特點和應用場合？【答】蝸桿傳動的主要特點有：（1）傳動比大，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊湊；（2）沖擊載荷小、傳動平穩(wěn)，噪聲低；（3）當蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動具有自鎖性；（4）摩擦損失較大，效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅為0。設(shè)計小型航空發(fā)動機中的一對斜齒圓柱齒輪傳動。試分析圖示斜齒圓柱齒輪所受的力（用受力圖表示出各力的作用位置和方向）。有效圓周力按水平傳動，取壓軸力系數(shù)，則壓軸力齒 輪 傳 動齒輪傳動常見的失效形式有哪些？簡要說明閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動的設(shè)計準則。同時也證實原估計鏈工作在額定功率曲線頂點的左側(cè)是正確的。c）兩輪軸線布置在同一鉛垂面內(nèi)下垂量增大，下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)減少，降低了傳動能力，應采?。?）調(diào)整中心距（2）加張緊輪（3）兩輪偏置等措施。簡述滾子鏈傳動的主要失效形式和原因。4）確定V帶的中心距和基準長度⑴ 確定小帶輪基準直徑 根據(jù)式820，初定中心距，⑵ 計算帶的基準長度 按式822由表82選帶的基準長度⑶ 計算實際中心距 由式823 mm由式824，中心距的變化范圍為5）驗算小帶輪上的包角包角合適。V帶傳動的，帶與帶輪的當量摩擦系數(shù)，包角，預緊力。鍵的標記：鍵鍵的工作長度為，鍵與輪轂鍵槽接觸高度為，根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，查教材表61，取許用擠壓應力，則其擠壓強度滿足強度要求。試選擇兩處鍵的類型及尺寸，并校核其強度。采用兩個楔鍵時，相隔布置。由于楔緊后使軸和輪轂產(chǎn)生偏心，故多用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的場合。若結(jié)合面的摩擦系數(shù)，螺栓預緊力控制在屈服極限的70%，求此連接所能傳遞的最大橫向載荷。簡要說明平墊圈、斜墊圈和球面墊圈的用途？【答】墊圈的主要作用是增加被聯(lián)接件的支承面積或避免擰緊螺母時擦傷被聯(lián)接件的表面。2）螺釘聯(lián)接：螺釘直接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中。所以在設(shè)計螺紋連接時，必須考慮防松問題。鋸齒型螺紋：牙型為不等腰梯形，工作面的牙側(cè)角3度，非工作面牙側(cè)角30度。流體靜力潤滑是靠液壓泵（或其它壓力流體源），將加壓后的流體送入兩摩擦表面之間，利用流體靜壓力來平衡外載荷。它在重載、高速、高溫條件下，可改善邊界潤滑性能。式中，為兩滑動粗糙表面間的最小公稱油膜厚度，、分別為兩表面輪廓的均方根偏差。在不可避免地要產(chǎn)生較大的應力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減荷槽來降低應力集中的作用；2）選用疲勞強度大的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強度的熱處理方法及強化工藝；3）提高零件的表面質(zhì)量；4）盡可能地減小或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對于延長零件的疲勞壽命有著比提高材料性能更為顯著的作用。前者是指由公式直接算出所需的零件尺寸，后者是指對初步選定的零件尺寸進行校核計算；（2）經(jīng)驗設(shè)計：根據(jù)從某類零件已有的設(shè)計與使用實踐中歸納出的經(jīng)驗關(guān)系式，或根據(jù)設(shè)計者本人的工作經(jīng)驗用類比的辦法所進行的設(shè)計；（3）模型實驗設(shè)計：對于一些尺寸巨大而且結(jié)構(gòu)又很復雜的重要零件件，尤其是一些重型整體機械零件，為了提高設(shè)計質(zhì)量，可采用模型實驗設(shè)計的方法。機械零件的主要失效形式有1）整體斷裂；2）過大的殘余變形（塑性變形）；3）零件的表面破壞，主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞；4）破壞正常工作條件引起的失效：有些零件只有在一定的工作條件下才能正常工作，如果破壞了這些必要的條件，則將發(fā)生不同類型的失效，如帶傳動的打滑，高速轉(zhuǎn)子由于共振而引起斷裂，滑動軸承由于過熱而引起的膠合等?！敬稹吭诟鞣N機器中經(jīng)常能用到的零件稱為通用零件。如螺釘、齒輪、彈簧、鏈輪等。什么是機械零件的設(shè)計準則？機械零件的主要設(shè)計準則有哪些？【答】機械零件的設(shè)計準則是指機械零件設(shè)計計算時應遵循的原則。計算機輔助設(shè)計、可靠性設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、并行設(shè)計屬于現(xiàn)代設(shè)計方法。已知某材料的MPa，循環(huán)基數(shù)取，m=9，試求循環(huán)次數(shù)N分別為7000，25000，620000次時的有限壽命彎曲疲勞極限。膜厚比時，為邊界摩擦（潤滑）狀態(tài)；當時，為混合摩擦（潤滑）狀態(tài)；當時為流體摩擦（潤滑）狀態(tài)。潤滑油和潤滑脂的主要質(zhì)量指標有哪幾項？【答】潤滑油的主要質(zhì)量指標有：粘度、潤滑性（油性）、極壓性、閃點、凝點和氧化穩(wěn)定性。螺紋連接和螺旋傳動簡要分析普通螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的特點，并說明哪些螺紋適合用于連接，哪些螺紋適合用于傳動？哪些螺紋已經(jīng)標準化？【答】普通螺紋：牙型為等邊三角形，牙型角60度，內(nèi)外螺紋旋合后留有徑向間隙，外螺紋牙根允許有較大的圓角，以減小應力集中。外螺紋牙根有較大的圓角，以減小應力集中，內(nèi)外螺紋旋合后，大徑無間隙便于對中，兼有矩形螺紋傳動效率高和梯形螺紋牙型螺紋牙根強度高的特點。螺紋連接防松的根本問題在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。適用于被聯(lián)接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場合。常用的是平墊圈。題 5 圖【解】參考書給出的答案有問題：螺栓數(shù)目為2，接合面數(shù)為1，取防滑系數(shù)為。平鍵連接有哪些失效形式？普通平鍵的截面尺寸和長度如何確定？【答】平鍵連接的主要失效形式是較弱零件（通常為輪轂）的工作面被壓潰（靜連接）或磨損（動連接，特別是在載荷作用下移動時），除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。若夾角過小，則對軸的局部削弱過大。已知：軸的材料為45鋼，傳遞的轉(zhuǎn)矩為 ，齒輪用鍛鋼制造，半聯(lián)軸器用灰鑄鐵制成，工作時有輕微沖擊。帶 傳 動影響帶傳動工作能力的因素有哪些？【答】由公式（87）影響帶傳動工作能力的因素有：（1） 預緊力：預緊力越大，工作能力越強，但應適度，以避免過大拉應力；（2） 包角：包角越大越好，一般不小于120度；摩擦系數(shù)：摩擦系數(shù)越大越好。試問：1） 該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少；2） 若，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少；3） ，彈性滑動忽略不計，求從動輪的輸出功率。6）計算帶的根數(shù)⑴ 計算單根V帶的額定計算功率由和，查表84a得 kW查表84b得 kW查表85得，查表82得，根據(jù)式826取4根?！敬稹繚L子鏈傳動的主要失效形式和原因如下：1）鏈的疲勞破壞：鏈在工作時，周而復始地由松邊到緊邊不斷運動著，因而它的各個元件都是在變應力作用下工作，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會出現(xiàn)疲勞斷裂，或者套筒、滾子表面將會出現(xiàn)疲勞點蝕（多邊形效應引起的沖擊疲勞）。選擇并驗算一輸送裝置用的傳動鏈。由教材表91查得鏈節(jié)距?！敬稹魁X輪傳