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一、简答题(每题10分，共50分)
1．V带的楔角40°，为何带轮轮槽角均小于40°？ 大、小两轮的轮槽角是否该相等？
由于普通V带两侧面间的夹角是40?，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形，楔角减小，故规定普通V带轮槽角?为32?、34?、36?、38?（按带的型号及带轮直径确定）。
2．滚子链传动产生运动不均匀的原因是什么？能否避免？影响运动不均匀的因素有哪些？
滚子链传动产生运动不均匀是多边形效应带来的，不能避免。 影响运动不均匀的因素有：节距P、齿数z、转速n(?)。 3．齿轮的设计计算中，载荷系数K由哪几个分系数组成，各系数是什么因素带来的？
K（载荷系数）由使用系数KA、动载系数Kv、齿向载荷分布系数K?和齿间载荷分配系数K?组成。
KA是考虑齿轮啮合过程中由于外部因素（载荷变动、冲击、过载等）引起的附加动载荷对齿轮承载能力影响的系数。 Kv是考虑齿轮在啮合过程中因其制造精度和运转速度而引起的内部附加动载荷影响的系数。
K?齿向载荷分布系数是考虑载荷沿齿宽方向分布不均对齿轮承载能力的影响系数。
K?是考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均的影响系数。 4．影响齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的因素有哪些？主要因素是什么？是怎样影响的？ 由公式
?H?ZEZHZ?2000KT1?u?1??3?d?d1u可知，主要影响因素
是d1。d1越大，?H越小。 由公式
?FKFt?YFa?YSa?Y?bm可知，主要影响因素模数m。模
数m越大，?F越小。
5．为什么要规定蜗杆分度圆标准值？
为了减少蜗轮滚刀的数目及便于刀具的标准化，人们对蜗杆分度圆直径d1制定了标准系列值，即对每一标准模数m规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1。
二、分析、计算题(选作两题每题25分，共50分)
1．分析下列传动方案中各轮的受力、旋向和转向。已知蜗杆为主动构件，右旋。要求传动过程中Ⅱ、Ⅲ轴上的轴向力同时为最小。
2．如图下所示的三种铰制孔螺栓连接方案，试问三种方案哪种方案最好？为什么？
由上图分析可知，方案三中受最大载荷的螺栓比其他两方案最大载荷的螺栓都小，故方案三最好。
3. 受轴向载荷的普通螺栓连接，其轴向工作载荷F=10kN，螺栓刚度c1与被连接件刚度c2之比为c1/c2=1/3。⑴若加在螺栓上的预紧力为10kN，问工作中螺栓的剩余预紧力至少是多少？⑵若工作载荷在0与10kN之间按脉动循环变化，预紧力始终维持10kN不变，问螺栓所受全部拉力的平均值和变化幅度各是多少？（一颗螺栓）
解：Kc =c1/(c1+c2)=c1/(c1+3c1)=1/4
(1) 由式（14-13）：F″=F′-(1-Kc)F=10-(1-1/4)×10=2.5KN (2) 由式（14-15）：F0=F′+KcF=10+1/4×10=12.5KN
拉力平均值： (F0+F′)/2=(10+12.5)/2=11.25KN 拉力变幅： (F0-F′)/2=⊿F/2=1.25KN
4. 某齿轮变速箱中，有两对直齿圆柱齿轮传动，双联主动齿轮 1、3 分别与从动轮 2、4 相啮合，齿数如图所示，各齿轮的材料、热处理硬度、模数均相同，主动轮输入转矩 T 1不变，忽略摩擦。试问：
1）当两对齿轮接触齿宽相同时，哪个齿轮的接触应力大？哪个齿轮的弯曲应力大？为什么？ 2）当齿轮对 1、2 的接触齿宽b
12=30mm，而两对齿轮要求弯曲
强度相等时，齿轮对 3、4 的接触齿宽b 34 应为多少？ 提示：要求用公式加以说明，忽略 YFa、YSa 、Yε和Zε的影响。
解：1) 由公式(4-15) ?H?ZEZHZ?2000KT1
?d?d13?u?1??u
由题意，各齿轮的材料、热处理硬度、模数均相同，主动轮输
入转矩 T 1不变，两对齿轮接触齿宽相同，故四个齿轮的接触应力一样大。
KFt 由公式（4-20） ?F?bmYFaYSaYε
由题意，忽略 YFa、YSa 、Yε和Zε的影响。
Ft=T1/r=2 T1/d
那么 Ft1 =2 T1/d1 Ft3 =2 T1/d3
∵ d1＜d3； 故
∴ Ft1＞Ft3、
齿轮1、2的弯曲应力大。
2）由于 d3=2d1； Ft1 =2Ft3
由题意，b 12=30mm时，要求两对齿轮弯曲强度相等， 即 ? F1 =? F3 由公式（4-20） b 34=15mm。
机械设计 随堂测验2018
