机械设计作业集第6章答案河南科技大学
机械设计课后习题答案完整版.
机械设计课后习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNMPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('A)0,260(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD ，067.0453==d r，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
河南科技学院机械设计制造及其自动化专业大一2016学年工程力学第六章节测试
河南科技学院机械设计制造及其自动化专业大一2016学年工程力学第六章节测试您的姓名： [填空题] *_________________________________1. 工程实用计算中，认为切应力在构件的剪切面上分布不均匀。
[判断题] *对错(正确答案)2. 在图6-1所示榫头连接中，挤压面积是（）。
[单选题] *A.2alB. alC.2blD. blE.2ablF. ab(正确答案)3. 在图6-2所示结构中，拉杆挤压面积形状是（）。
[单选题] *A.圆B.矩形C.外方内圆(正确答案)D.圆柱面4. 无论实际挤压面为何种形状，构件的计算挤压面皆应为（）。
[单选题] *A.圆柱面B.原有形状C.平面(正确答案)D.矩平面5. 剪切破坏发生在（）上，挤压破坏发生在(C)上. [单选题] *A.受剪构件(正确答案)B.受剪构件周围物体C.受剪构件和周围物体中强度较弱者6. 剪切变形是杆件基本变形之一。
[判断题] *对(正确答案)错7. 挤压变形属于基本变形。
[判断题] *对错(正确答案)8. 挤压积面的计算面积一定是实际挤压面的面。
[判断题] *对错(正确答案)9. 剪切和挤压总是同时产生，所以剪切面和挤压面是同一个面。
[判断题] *对错(正确答案)10. 当挤压面为半圆柱面时，其计算挤压面积按该面的正投影面积计算。
[判断题] *对(正确答案)错11. 在图6-1所示榫头连接中，剪切面积是（）。
[单选题] *A.2alB. alC.2blD. bl(正确答案)E.2ablF. ab12. 受剪切构件的剪切面上，剪应力（） [单选题] *A.只计方向:不计大小心B.只计大小，不计方向(正确答案)C.既计方向，也计大小13. 钢材的许用挤压应力[σjy]通常（）其许用拉应力[σ]. [单选题] *A. 小于B. 大于(正确答案)C. 等于14. 剪切和挤压总是同时产生的。
[判断题] *对(正确答案)错15. 在图6-2所示结构中，拉杆的挤压面积是（）。
河南科技大学 机械设计答案
第八章 8-3 B 8-7 A 8-11 D 8-15 D 8-19 B 8-4 C 8-8 D 8-12 A 8-16 D 8-20 B
二、填空题 8-21 在平带或V带传动中，影响最大有效圆周力Fec的因素是 初拉力F0 、 摩擦系数μ（当量摩擦系数μV ） 和 小轮包角α1 。 8-22 V带传动在工作过程中，带内应力有：紧边、松边拉应力（σ1、σ2）、 离 心拉应力σc 、 弯曲应力（σb1、σb2 ） ，最大应力σmax= σ1+σc+σb1 ，发生在 紧边刚绕上小带轮处 。 8-23 带传动的主要失效形式为 疲劳破坏 和 打滑 ，其设计准则为 在不打滑的
1、将dd2减小到280mm；
电动机
dd2 V带传动
2、将dd1增大到200mm；
dd1
减速器
3、将鼓轮直径D增大到355mm。
解
输出功率P出=F· v 1、 dd2 , n2 , v，F不变，则 P出
v D
F 输送带
n1d d 1 不变 而 v带 60 1000 Fe带(42%)可能引起打滑或疲劳失效。
∵原运输带速度： v
n y D 60000
n y D 60000
,
F 输送带 D
现运输带速度：
v
,
∵原运输带鼓轮转速： n y 现运输带鼓轮转速： n y
n电 i12 i减
n电 2.857 i减
n电 n电 i12 i减 2 i减
∴方案1、2运输带速度提高： 1 1 v v n y n y 2 2.857 2.857 ( 1) 42.9% 1 v ny 2 2.857 同理方案3运输带速度提高： v v D D 355 250 42% v D 250
机械设计章节习题及答案
4-3 为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中________不是正确的措施。
(1) 合理选择表面粗糙度
(2) 合理选择润滑油粘度
(3) 合理选择表面硬度
(4) 合理控制相对滑动速度
4-4 当压力加大时，润滑油的粘度_______。
(1) 随之加大 (2) 随之降低 (3) 保持不变 (4) 升高或降低视润滑油性质而定
寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部
件 (4) 标准化的零件和部件
2-2 下列 8 种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动
机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____
是专用零件。
(1) 3 种
(4) 零件的工作应力比零件的极限应力
2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。
(1) 屈服点
(2) 疲劳极限
(3) 强度极限 (4) 弹性极限
二． 分析与思考题
2-1 一台完整 2-3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?
2-2 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?
2-3 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?
2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些?
2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么?
2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，
2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?
a)螺钉联接
b)双头螺柱联接
c)铰制孔用螺栓联接
河南科技大学机械原理作业答案1-8
2—1试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。
2—2试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。
2—3试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。
2—4试画出简易冲床的运动简图，并计算其自由度。
2—5图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转，而装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的，试绘出其机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
（矢量方程及必要的分析计算）：
解：
方向⊥BD⊥AB∥BC
大小?1lAB?
利用速度影像原理求得c3点,
方向B→D⊥BD B→A⊥BC∥BC
大小??
利用加速度影像原理求得c3′点,
3—9在图示曲柄摇块机构中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lDE=40mm，lBD=50mm，φ1=45°，等角速度ω1=10rad/s，求点E的速度vE和加速度aE以及构件3的角速度3和角加速度3。
3—2在图示的四杆机构中，已知lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω1=10rad/s，试用瞬心法求：
（1）当φ=165°时，点C的速度vC；
（2)当φ=165°时，构件2的BC线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小；
（3）当vC=0时，φ角之值（有两个解），并做出相应的机构位置图。
(3) 大小的表达式，在机构图上标出其方向。
（矢量方程及必要的分析计算）：
解：1．速度分析
方向∥AC⊥AB⊥CB
大小??
利用速度影像原理求得d2(d4)点,
方向⊥DE∥ED
大小??
利用速度影像原理求得f点,
机械课后习题答案第6章习题及解答
第6章习题6.1机械为什么会产生速度波动？它有何危害？答：实际上，机械原动件的运动规律是由其各构件的质量、转动惯量和作用于其上的驱动力与阻抗力等因素而决定的，因而在一般情况下，原动件的速度和加速度是随时间而变化，机械在运动过程中会出现速度波动。
这种速度波动，会导致在运动副中产生附加的动压力，并一起机械的振动，从而降低机械的寿命、效率和工作质量。
6.2周期性速度波动应如何调节？它能否调节为恒稳定运转？为什么？答：在机械中安装一个具有很大转动惯量的回转构件——飞轮来调节周期性速度波动。
飞轮能够调速，是利用了它的储能作用。
由于飞轮转动惯量不可能为无穷大，而平均转速和最大盈亏功又都是有限值，所以安装飞轮后机械运转的速度仍有周期波动，只是波动的幅度减小而已。
6.3为什么在机械中安装飞轮就可以调节周期性速度波动？通常都将飞轮安装在高速轴上是什么原因？答：由于飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化，就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；当机械出现亏功时，机械运转速度减慢，飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能量的不足，而其角速度只作小幅度的下降。
当最大盈亏功与速度不均匀系数相同时，飞轮转动惯量与其轴的转速的平方值成反比，所以为减少飞轮的转动惯量，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。
6.4非周期性速度波动应如何调节？为什么利用飞轮不能调节非周期性速度波动？答：机械运转的速度出现非周期性的波动，若长时间内驱动力矩大于阻抗力矩，机械将越转越快，甚至可能出现“飞车”现象，从而使机械遭到破坏；反之，若驱动力矩小于阻抗力矩，则机械会越转越慢，最后将停止不动。
飞轮只能延缓机械遭到破坏或停止不动，不能使驱动力矩和阻抗力矩恢复平衡关系。
对非周期性的速度波动进行调节，方法必须可以使机械重新回复稳定运转。
主要采取的方法是安装调速器。
6.5在什么条件下需要进行转动构件的静平衡？使转动构件达到静平衡的条件是什么？答：对于轴向尺寸很小的回转件(D/b>5,圆盘直径为D，其宽度为b)，其质量的分布可以近似地认为在同一回转面内。
机械设计作业答案(河科大版)
学
号
批改日期
-2-
机械设计作业集解答
3—24 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下， 零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么（用疲劳极限应力图说明）？ 答：考虑零件的几何形状变化、加 σ a 工尺寸、加工质量及强化因素的影响， 使得零件的疲劳极限要小于材料试件 零件 的疲劳极限。 在相同的应力变化规律下， 零件和 材料试件的失效形式相比不一定相同， 如图示： Ｍ１点相同， 而Ｍ２点材料静强 度失效，零件是疲劳失效，不同区域为 图中阴影面积。
d1
A
D
题 3—14 图 3—15 在上题 A 图中，d 2 =2d 1 ，小圆柱的弹性模量为 E 1 ，大圆柱的弹性模量为 E 2 ，E 为一定值， 大小圆柱的尺寸及外载荷 F 一定，则在以下四种情况中， D 的接触应力最大， A 的接触应 力最小。 A E 1 =E 2 =E/2 B E 1 =E、E 2 =E/2 C E 1 =E/2、E 2 =E D E 1 =E 2 =E
S σ Sτ
2 Sσ + Sτ2
表示
复合（双向）应力状态下
疲劳或静
强度的安全系数，而
S=
σs
2 2 σ max + 4τ max
表示
复合（双向）
应力状态下的
静 强度的安全系数。
3—21 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。 3—22 机械零件受载荷时，在 截面形状突变处 产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强 度的增大而 增大 。
3—28 某零件如图所示，材料的强度极限σ B =650Mpa，表面精车，不进行强化处理。试确定Ⅰ-Ⅰ 截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数 K σ 和剪切疲劳极限的综合影响系数 K τ Ⅰ R3 解： 附图 3-1 ， Φ48 Ⅰ 题 3—28 图 Φ40
机械设计作业答案(河科大版)
SσSτ
2 2 Sσ + Sσ
≥ [ S ] 检验。
班 姓 学
-3-
级 名 号
成
绩
任课教师 批改日期
机械设计作业集解答
四、设计计算题
3—27 某材料的对称循环弯曲疲劳极限应力σ -1 =350Mpa，疲劳极限σ S =550Mpa，强度极限 6 4 5 7 σ B =750Mpa，循环基数 N 0 =5×10 ，m=9，试求对称循环次数 N 分别为 5×10 、5×10 、5×10 次时 的极限应力。 解： ∴ ∵ ，
m
B σN =C
m
C 寿命系数 k N =
m
N / N0
D 寿命系数 k N <1.0
3—10 已知某转轴在弯-扭复合应力状态下工作，其弯曲与扭转作用下的计算安全系数分别为 S C 。 σ =6.0、S τ =18.0，则该轴的实际计算安全系数为 A 12.0 B 6.0 C 5.69 D 18.0 3—11 在载荷和几何尺寸相同的情况下,钢制零件间的接触应力 A 铸铁零件间的接触应力。 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于等于 3—12 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 A 。 A 相等 B 不相等 C 是否相等与材料和几何尺寸有关 班 级 成 绩 D 材料软的接触应力值大 3—13 两等宽的圆柱体接触，其直径 d 1 =2d 2 ， 姓 名 任课教师 弹性模量 E 1 =2E 2 ，则其接触应力为 A 。
d1
A
D
题 3—14 图 3—15 在上题 A 图中，d 2 =2d 1 ，小圆柱的弹性模量为 E 1 ，大圆柱的弹性模量为 E 2 ，E 为一定值， 大小圆柱的尺寸及外载荷 F 一定，则在以下四种情况中， D 的接触应力最大， A 的接触应 力最小。 A E 1 =E 2 =E/2 B E 1 =E、E 2 =E/2 C E 1 =E/2、E 2 =E D E 1 =E 2 =E
机械设计第六章习题答案【范本模板】
机械设计第六章习题答案6-4 图6—27所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。
试选择两处键的类型和尺寸,并校核起连接强度.已知：轴的材料为45钢，传递的转矩T = 1000 N ∙m ，齿轮用锻钢制成,半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击.解:1。
凸缘半联轴器的键的选择和校核（ 1 ）因联轴器在轴端,故选半圆头普通平键.查教材p106表6—1，由d = ∅70 ，选b ×h = 20 ×12 ，由轮毂宽度并参考键的长度取L = 110 mm .键与轮毂的接触长度k – 0.5 h = 6 mm∵键和轴的材质都是钢，而联轴器为灰铸铁，查教材p106表6—2得[ σp］= 50 ~60 MPa ，取[ σp］= 55 MPa由式6-1得σp=2 T × 103k l d = 2×1000 ×10006 ×100 ×70= 47。
62 MPa<[ σp] = 55 MPa可见连接的挤压强度足够。
键的标记：键C20×110 GB1096—79（2 ）按教材选圆头普通平键，尺寸选择同上l = L –b = 110 –20 = 90 mm∴σp= 2 T × 103k l d = 2 ×1000 ×10006 ×90 ×70= 52。
91 mm ＜［σp］= 55 MPa因而,也可以选用圆头平键。
键的标记：键20×110 GB1096-792。
齿轮的键连接选择和校核键的类型和尺寸选择试选普通平键：∵D = ∅90 mm，查表6—1得b ×h = 25 ×14因轮毂的宽度并不参考键的长度，取l = 80 mm校核键连接强度∵键、轴、齿轮均为钢∴[ σp］= 100 ∼120 MPa ，取[ σp］= 110 MPa键的工作长度l = L – b = 80 – 25 = 55 mm ，k = 0。
机械设计基础习题解答第6章
6.1 图示为自行车链轮曲柄结构，曲柄和脚蹬采用螺纹连接，试分析两个脚蹬上的螺纹的旋向是否一样？如果不一样，应如何设置？该螺纹连接采用细牙螺纹还是粗牙螺纹更有利？答：两个脚蹬上的螺纹的旋向不一样；左脚左旋；右脚右旋；该螺纹连接采用细牙螺纹更有利，属于不经常拆卸和要求连接可靠性搞的场合。
6.2 图示为煤气罐与减压阀的连接采用螺纹连接，试分析采用左旋螺纹还是右旋螺纹更有利？采用细牙螺纹还是粗牙螺纹更好？题6.1 图 自行车链轮曲柄与脚蹬连接题6.2图 煤气罐与减压阀的螺纹连接答：采用左旋螺纹更有利，防止误拆开。
采用细牙螺纹更好，对于有气密性和有压力的连接，采用细牙螺纹连接会使连接可靠性更高，连接更紧密。
6.3 图示为高速铁路钢轨与轨枕之间的压紧方式，试分析其螺栓连接的防松原理。
题6.3图高速铁路钢轨与轨枕的连接答：采用了增大正压力方式的防松方式。
弹簧圈增大了正压力，从而提高摩擦力。
6.4 图示为唐氏螺纹的结构及防松原理图。
唐氏螺纹由我国唐宗才先生发明的，是机械基础件领域的一大发明，更是螺纹领域的一场革命，它突破了传统螺纹的定义，是“双旋向、非连续、变截面”的螺纹。
双旋向指的是既有左旋螺纹又有右旋螺纹；非连续指的是螺纹线不是整圈；变截面指的是对于一条螺纹，其螺纹的截面积是从小到大，再到小。
试通过调研，分析该种螺纹的防松原理及其应用范围。
（a）防松原理（b）螺纹结构题6.4图唐氏螺纹答：唐氏螺纹同时具有左旋和右旋螺纹的特点。
它既可以和左旋螺纹配合，又可以和右旋螺纹配合。
联接时使用两种不同旋向的螺母。
工作支承面上的螺母称为紧固螺母，非支承面上的螺母称为锁紧螺母。
使用时先将紧固螺母预紧，再将锁紧螺母预紧。
在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的趋势，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的松退，导致紧固螺母无法松动。
唐氏螺纹紧固件利用螺纹自身矛盾，以松动制约松动，起到“以毒攻毒”的效果。
河南科技大学1999级机械设计考试试卷
∵Fa2/Fr2=0.263<e∴P1=fpFr2=4400N
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河南科技大学1999级机械设计期终考试试卷答案(2002.7.5)
得分
评卷人
八、（8分）按图示例①所示，指出图中轴系结构的其它错误。
2、预测当出现失效时，将是齿面疲劳点蚀还是齿根疲劳折断？为什么？
提示：
解：1.∵σH1=σH2=σH
∴[σH1]/σH>[σH2]/σH,
∴大轮2的接触强度低；
[σF1]/(YF1YSa1)=420/(2.8*1.55)=96.77>[σF2]/(YF2YSa2)=380/(2.4*1.67)=94.87
河南科技大学1999级机械设计期终考试试卷答案(2002.7.5)
适用专业：机电991-4、轴承991-2、机制991-2、机设991-2、汽车991-2、机自991-3
班级____________姓名____________成绩____________
注意：所有答案一律写在此试卷上!
得分
评卷人
一、单项选择题（20分，每题只有一个正确答案，请将正确答案的标号填在空格处）
支座，用四个受拉螺栓（普通螺栓）固定在水泥地基上，如图所示。已知：F=3500N,L=200mm,
D=220mm,若接合面摩擦系数f=0.35,螺栓许用应力[σ]=120MPa,防滑系数Ks
(或可靠性系数Kf)=1.2,螺栓相对刚度cb/(cb+cm)（或c1/(c1+c2)）=0.3.
A、弯曲B、扭转C、挤压D、拉伸E、剪切
2、在主动轮转速不变的前提下，提高V带传动所传递的功率，可采取_B、C、F的措施。
机设作业选择题填空题答案
河南科技大学机械原理及机械设计教研室 机械设计作业集选择题、填空题参考答案第一章绪论一、选择题第二章机械设计总论第三章 机械零件的强度二、填空题3—16 判断机械零件强度的两种方法是 最大应力法 及 安全系数法 ；其相应的强度条件式分别为 σ ≤[σ] 及 S ca ≥[S] 。
3—17 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生 静 应力，也可能产生 变 应力。
3—18 在变应力工况下，机械零件的强度失效是 疲劳失效 ；这种损坏的断面包括 光滑区（疲劳区）及 粗糙区（脆断区） 两部分。
3—19 钢制零件的σ-N 曲线上，当疲劳极限几乎与应力循环次数N 无关时，称为 无限寿命 循环疲劳；而当N<N 0（N 0≈N D ）时，疲劳极限随循环次数N 的增加而降低的称为有限寿命疲劳。
3—20 公式22τστσS S S S S +=表示 复合（双向）应力状态下 疲劳 强度的安全系数，而2max2max4τσσ+=s S 表示 复合（双向）应力状态下的 静(屈服) 强度的安全系数。
3—21 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。
3—22 机械零件受载荷时，在 截面形状或尺寸突变处 产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而 增大 。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述二、填空题4—11摩擦学是一门研究 摩擦、磨损及润滑 的科学。
4—12 润滑油的油性是指润滑油在金属表面的 吸附并形成润滑油膜 能力。
4—13 影响润滑油粘度η的主要因素有 温度 和 压力 。
4—14 两摩擦表面间的典型滑动摩擦状态是 干摩擦 、 边界摩擦和 液体摩擦 。
4—15 流体的粘度，即流体抵抗变形的能力，它表征流体内部 流动阻力 的大小。
4—16 压力升高，粘度 降低 ；温度升高，粘度 降低 。
4—17 机器工作的环境温度高时，应该选择闪点 高 的润滑油；机器工作的环境温度低时，应该选择凝点 低 的润滑油。
机械设计作业集 答案新版河南科技大学
10— 36 软齿面齿轮和硬齿面齿轮是如何划分的？软齿面齿轮和硬齿面齿轮在加工方法上有何区 别？为什么？ 答：根据齿面硬度划分， HB<350 ，为软齿面； HB 350，为硬齿面。硬齿面齿轮的加工比软齿面 多了齿面硬化处理和精加工两道工序，主要是因为齿面硬化处理后有变形出现，需要精加工。
10— 37 在什么工况下工作的齿轮易出现胶合破坏 齿轮齿面抗胶合的能力 ?
?胶合破坏通常出现在轮齿的什么部位
答：在高速重载工况下工作的闭式齿轮易出现胶合破坏， 提高齿轮齿面抗胶合的能力，可：
1、提高齿面硬度，降低粗糙度； 2、低速用粘度大的润滑油，高、中速及重载低速用极压润滑油；
3、采用变位齿轮，减小滑动系数； 4、减小模数，降低齿高，减小滑动系数；
5、两齿轮配对时，齿面有硬度差， HB 1- HB2=30~50。
C H1＝ H2， F1≠ F2， [ H] 1≠［H ]2， [ F]1≠［F] 2
D
H1≠ H2， F1＝ F2， [ H] 1≠［H ]2， [ F] 1≠［F]2
（ H、 F、 [ H]、 [ F]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力）
10— 9 一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同
们的齿形系数 ___ C___ 。源自AY Fa1>Y Fa2
B Y Fa1<Y Fa2
C Y Fa1=Y Fa2
班级 姓名 学号
成绩 任课教师 批改日期
-1-
机械设计作业集
10— 12 有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮 1 的模数 m1=5mm ，齿数 zl =30；齿轮 2 的模数 m2=3mm ，
齿数 z2=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积
机设习题集6-9
第六章 螺纹联接选择题6-1在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是______。
(A) 三角形螺纹 (B) 梯形螺纹 (C) 锯齿形螺纹 (D)矩形螺纹6-2在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是_______。
(A)三角形螺纹 (B)梯形螺纹 (C)锯齿形螺纹 (D)矩形螺纹6-3当两个被联接件不太厚时，宜采用______。
(A)双头螺柱联接 (B)螺栓联接 (C)螺钉联接 (D)紧定螺钉联接6-4当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用_____。
(A)螺栓联接 (B)螺钉联接 (C)双头螺柱联接 (D)紧定螺钉联接6-5当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用______。
(A)螺栓联接 (B)螺钉联接 (C)双头螺柱联接 (D)紧定螺钉联接6-6普通螺纹牙型角a 为60，当摩擦系数=0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数uv____。
(A)0.105 (B)0.115 (C)0.1115 (D)0.1046-7在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如_______。
(A)增加拧紧力 (B)增加扳手力臂 (C)使用测力矩扳手或定力矩扳手6-8螺纹联接防松的根本问题在于_______。
(A)增加螺纹联接的轴向力 (B)增加螺纹联接的横向力(C)防止螺纹副的相对转动 (D)增加螺纹联接的刚度。
6-9螺纹联接预紧的目的之一是________。
(A)增强联接的可靠性和紧密性 (B)增加被联接件的刚性(C)减小螺纹的刚性 （D ）增加螺纹的刚性6-10承受预紧力F '的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，残余锁紧力为F "，其螺栓所受的总拉力F 0为________。
(A) F 0=F+F ' (B)F 0=F+F " (C)F 0=F '+F " (D)F 0=F+m b bc c c + F6-11承受预紧力的轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F 和被联接件的刚度c m 不变时，螺栓的刚度c b 愈小，则 。
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班 级成绩姓 名任课教师学 号批改日期第六章键、花键、无键联接和销联接一、选择题6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间C 。
A 、沿轴向固定并传递轴向力B 、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C 、沿周向固定并传递周向力D 、安装与拆卸方便6—2设计键联接时，键的截面尺寸b ×h 通常根据D 按标准选择；键的长度通常根据C 按标准选择。
A 、所传递转矩的大小B 、所传递功率的大小C 、轮毂的长度D 、轴的直径6—3当键联接强度不足时可采用双键。
使用两个平键时要求两键C 布置；使用两个半圆键时要求两键 A 布置；使用两个楔键时要求两键B 布置；A 、在同一直线上B 、相隔90°～120°C 、相隔180°D 、相隔120°～130°6—4普通平键的承载能力通常取决于C 。
A 、键的剪切强度B 、键的弯曲强度C 、键联接工作表面挤压强度D 、轮毂的挤压强度6—5当轴作单向回转时，平键的工作面在D ，楔键的工作面在键的A 。
A 、上、下两面B 、上表面或下表面C 、一侧面D 、两侧面6—6能构成紧联接的两种键是C 。
A 、楔键和半圆键B 、半圆键和切向键C 、楔键和切向键6—7一般采用B 加工B 型普通平键的键槽。
A 、指状铣刀B 、盘形铣刀C 、插刀6—8平键联接能传递的最大转矩T ，现要传递的转矩为1.5T 时，则应A 。
A 、安装一对平键B 、键宽b 增大到 1.5倍C 、键长L 增大到 1.5倍6—9花键联接的主要缺点是B 。
A 、应力集中B 、成本高C 、对中性及导向性差6—10型面曲线为摆线或等距曲线的型面联接与平键联接相比较，D 不是型面联接的优点。
A 、对中性好B 、轮毂孔的应力集中小C 、装拆方便D 、切削加工方便二、填空题6—11按用途平键分为普通平键、薄型平键、导向平键、滑键；其中普通平键、薄型平键用于静联接，导向平键、滑键用于动联接。
6—12平键标记：键B20×80GB/T1096—1979中，B 表示B 型(方头)键，20×80表示键宽20mm,键长（公称长度）80mm 。
6—13普通平键联接的主要失效形式是工作面压溃，导向平键联接的主要失效形式是工作面的过度磨损。
6—14普通平键联接中，工作面是两侧面，依靠键与键槽侧面的挤压传递转矩，键的上表面和轮毂上键槽的底面之间应有间隙；楔键联接中，工作面是上下两面，依靠键的楔紧作用（摩擦力）传递转矩。
6—15普通平键联接不能承受轴向力。
6—16切向键联接中，单向传动采用一个切向键；双向传动采用两个切向键，在圆周上相隔120°～130°分布。
6—17矩形花键联接采用小径定心；渐开线花键联接采用齿形定心。
6—18花键联接中，小径定心比侧面定心精度高。
三、分析与思考题6—19薄形平键联接与普通平键联接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别？答：薄形平键与普通平键的主要区别是，高度为普通平键的60％～70％，传递转矩的能力较低，班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合。
6—20按构造分普通平键有A 、B 、C 三种型式，他们的使用特点各是什么？与之相配的轴槽是如何加工的？其工作长度和公称长度之间各有什么关系？答：A 型：轴槽由指状铣刀铣出，圆头键在键槽中固定牢固，键槽应力集中较大，圆头部两侧面不工作，工作长度与公称长度之间的关系：l=L －b 。
B 型：轴槽由盘状铣刀铣出，方头键在键槽中常用螺钉紧固，键槽应力集中较小，工作长度：l=L 。
C 型：轴槽由指状铣刀铣出，一头圆一头方用于轴端与毂类零件联接，安装方便。
工作长度：l=L －b/2。
6—21半圆键联接与普通平键联接相比，有什么优缺点？它适用于什么场合？答：轴槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，键在槽中能绕几何中心摆动以适应轮毂中键槽的斜度。
优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。
缺点：轴槽较深，对轴的强度削弱较大。
一般只用于轻载静联接中。
6—22为什么采用两个平键时，通常在轴的圆周上相隔180°位置布置；采用两个楔键时，常相隔90°～120°；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上？答：两平键相隔180°布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩，受力状态好。
两楔键相隔90°～120°布置，若夹角过小，则对轴的局部削弱过大；若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。
当夹角为180°时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。
因此，两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。
两个半圆键布置在轴的同一母线上，半圆键在轴上的键槽较深，对轴的削弱较大，不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。
6—23在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压力小，试说明原因。
答：因为动联接的失效形式为过度磨损，而磨损的速度快慢主要与压力有关。
压力的大小首先应满足静强度条件，即小于许用挤压应力，然后，为了使动联接具有一定的使用寿命，特意将许用压力值定得较低。
若动联接的相对滑动表面经过淬火处理，其耐磨性得到很大的提高，可相应地提高其许用压力值。
6—24花键联接的主要失效形式是什么？如何进行强度计算？答：静联接——工作面被压溃，按工作面上的挤压应力进行强度计算，动联接——工作面过度磨损，按工作面上的压力条件性地进行强度计算，6—25销有哪几种类型？各用于何种场合？销联接有哪些失效形式？答：定位销：用于固定零件的相互位置，是组合加工和装配时的重要辅助零件。
联接销：传递不大的载荷。
失效形式为剪断和压溃。
安全销：作安全装置中的过载剪断元件。
6—26一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同？答：联接销：根据联接的结构特点按经验或规范确定，必要时再按剪切和挤压强度条件校核计算。
定位销：通常不受或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于两个。
安全销：直径应按过载时被剪断的条件确定。
p m 3p102zhld T pzhld T pm3102班 级成绩姓 名任课教师学 号批改日期四、计算分析题6—27图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间采用键连接。
已知轴传递的转矩T=1000N ·m ，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图所示。
试选择键的类型和尺寸，并校核联接的强度。
解：1、联轴器处①键的类型和尺寸选A （或C ）型普通平键，根据轴径d=70mm ，查表6—1得键的截面尺寸为：b=20 mm ，h=12 mm, 根据轮毂的长度130mm ，取键长L=110 mm ，键的标记：键20×110GB/T1096—1979 （键C20×110GB/T1096—1979）②校核联接强度联轴器的材料为铸铁，查表6—2，取PMP a,k=0.5h=6mm ，l=L －b=90mm （或l=L －b/2=100mm ）满足强度条件2、齿轮处①键的类型和尺寸选A 型平键，根据轴径d=90mm ，查表6—1得键的截面尺寸为：b=25mm ，h=14 mm,根据轮毂的宽度90mm ，取键长L=80 mm ，键的标记：键25×80GB/T1096—1979 ②校核联接强度齿轮和轴的材料均为钢，查表6—2，取P MPa, k=0.5h=7mm ，l=L －25=55mm6—28轴与轮毂分别采用B 型普通平键联接和中系列矩形花键联接。
已知轴的直径（花键的大径）d=102mm ，轮毂宽度L=150mm ，轴和轮毂的材料均为碳钢，取许用挤压应力[p ]=100MP a ，试计算两种联接各允许传递的转矩。
解：1、B 型普通平键联接①键的尺寸B 型普通平键联接，根据轴径d=102mm ，查表6—1得键的截面尺寸为：b=28mm ，h=16 mm,根据轮毂的宽度150mm ，取键长L=125 mm ，键的标记：键B28×125GB/T1096—79 ②联接允许传递的转矩2、花键联接①键的尺寸查手册，中系列矩形花键的尺寸为：z ×d ×D ×Ｂ=10×92×102×14 , C=0.6 mm, =0.75, l=150mm ，d m =(D+d )/2=(102+92) /2=97mm , h=(D －d)/2－2C =(102－92) /2－2×0.6 =3.8mm②联接允许传递的转矩题6—27图1309070pa pσMP .kldT σ915270906101000210233pa pσMP kldT σ725790557101000210233.满足强度条件mN σkld Tp 5100102100102125810233Nm (10)2σψzhld T3pm 75207331021009715083107503机械设计作业集班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期五、结构设计与分析题6—29试指出下列途中的错误结构，并画出正确的结构图（在原图上改正）。
6—30已知图示的轴伸长度为72mm ，直径d=40mm 配合共查为H7/k6，采用A 型普通平键联接。
试确定图中各结构尺寸、尺寸公差、表面粗糙度和形位公差（一般键联接）。
(a) 轴伸(b) 毂孔题6—30图563721.60.020.026.32035.200343..0180002040..0043012.021012.3.23.26.30250040.1.6题6—29图（a ）平键联接（b ）双楔键联接（c ）传递双向转矩的切向键联接（e ）半圆键联接（f ）圆锥销定位（d ）楔键联接L。