第 3 次作业一、简答题（本大题共 60 分，共 15 小题，每小题 4 分）1. 冷卷后的弹簧，为了消除卷绕时产生的内应力，应进行那种热处理？2. 轴按受力方式分哪几类？请做出解释。3. 轴设计的基本要求是什么？4. 机构急回特性用什么表示？急回特性与极位夹角有什么关系？5. 轴上零件的常用轴向定位和固定方法有哪些？6. 机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？7. 螺纹连接的主要类型以及各自的使用场合？8. 在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？9. 滚动轴承代号“6215”的含义是什么？10. 带传动中，打滑是怎样产生的？打滑的有利及有害后果各是什么？11. 疲劳断裂具有哪些特征？12. 分析图示机构，判断是否存在的复合铰链、虚约束、局部自由度，并计算机构自由度。13. 常见的齿轮失效形式有哪些？失效的原因是什么？14. 有一滚子链的标号是 16A－2×100　GB/T1243－1997，试说明它的含义什么？15. 为什么齿面接触疲劳强度以节点作为其计算点？二、分析计算题（本大题共 40 分，共 5 小题，每小题 8 分）1. 试求图中机构的最小传动角和最大压力角。已知lAB=30mm，lBC=120mm，e=25mm。 2. 设有一 A 型普通平键连接。已知：轴的直径 d=50mm，键宽 b=14mm，键高 h=9mm，键的公称长度 L=90mm，键的许用切应力[τ]=90MPa，其许用挤压应力[σp]=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？3. 一普通 V 带传动传递功率为 P=7.5kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即 F1=2F2，试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。4. 图示轮系中，已知 z1=z2=z3'=z4=20，又知齿轮 1、3、3'与 5 同轴线，试求传动比 。（需标出各轮转向）5. 在图示轮系中，已知各轮的齿数为z1=20，z2=30，z3=80，z4=25，z5=50，试求传动比 i15。 答案：一、简答题（60 分，共 15 题，每小题 4 分）1. 参考答案：进行低温回火以消除在卷绕时产生的内应力。解题方案：评分标准：2. 参考答案：受弯矩作用的轴称为心轴；受扭矩作用的轴称为传动轴；受弯矩和扭矩联合作用的轴称为转轴。解题方案：评分标准：3. 参考答案：一般的轴都需要具有足够的强度，合理的结构形式和尺寸和良好的工艺性能。解题方案： 评分标准：4. 参考答案：机构急回特性用行程速比系数 K 表示。曲柄摇杆机构中行程速比系数 K 的大小取决于极位夹角，K 值越大，机构的急回运动性质越显著。解题方案：评分标准：5. 参考答案：轴肩或轴环、套筒、圆螺母、轴端档圈解题方案：评分标准：6. 参考答案：运动时克服，固定夹紧时利用。解题方案：评分标准：7. 参考答案：1）螺栓连接。适用于被连接件不太厚和两边都有足够装配空间的场合。 2）双头螺柱连接。适用于被连接件之一太厚，不便制成通孔。或材料比较软且需常拆装的场合。 3）螺钉连接。适用于被连接零件之一太厚而又不需要常拆装的场合。 4）紧定螺钉连接。利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面或顶入该零件的凹坑中以固定两零件的相互位置，并可传递不大的载荷。解题方案：评分标准：8. 参考答案：向径、高度无变化时从动杆才能得到运动的停歇。解题方案：评分标准：9. 参考答案：深沟球轴承 6、宽度系列代号 0（省略）、直径系列代号 2、内径 75mm。解题方案：评分标准：10. 参考答案：若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。在传动突然超载时，打滑可以起到过载保护作用，避免其它零件发生损坏。经常出现打滑将使带的磨损加剧、传动效率降低，以致使传动失效。解题方案：评分标准：11. 参考答案：通常疲劳断裂具有以下特征：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至比屈服极限低；2）不论是脆性材料还是塑性材料，其疲劳断口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂断口形状；3）经过一定的循环次数后才发生疲劳断裂。疲劳断裂是损伤的积累，它的初期现象是在零件表面或表层形成微裂纹，这种微裂纹随着应力循环次数的增加而逐渐扩展，直至余下的未裂开的截面积不足以承受外荷载时，零件就突然断裂。解题方案：从应力、疲劳断口、发生疲劳断裂的次数三方面作答。评分标准：12. 参考答案：F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1，无局部自由度，有 1 处虚约束，有 1 处复合铰链。解题方案：1）先找出机构中所有构件数；2）找出机构中存在的虚约束和局部自由度；3）找出高副数和低副数；4）计算机构自由度 F。评分标准：13. 参考答案：齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿折断是因为轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产生应力集中。齿面 点蚀是因为齿轮工作时，在循环变化的接触应力、齿面摩擦力及润滑剂的反复作用下，轮齿表面出现疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，导致齿面金属剥落形成麻点状凹坑。齿面磨损是由于粗糙齿面的摩擦或有砂粒、金属屑等磨料落入齿面之间，都会引齿面磨损。磨损引起齿廓变形和齿厚减薄，产生振动和噪声，甚至因轮齿变得过薄而断裂。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。齿面胶合是因为在高速重载齿轮传动时，因齿面间压力大、相对滑动速度大，在啮合处摩擦发热大，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面胶合而失效。齿面塑性变形是因为，用较软齿面材料制造的齿轮，在承受重载的传动中，由于摩擦力的作用，齿面表层材料沿摩擦力的方向发生塑性变形。 解题方案：评分标准：14. 参考答案：标号 16A－2×100　GB/T1243－1997 表示：按标准制造的 A 系列、节距为25.4mm、双排、100 节的滚子链。解题方案：评分标准：15. 参考答案：实验表明，齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，这是由于直齿轮在节点附近往往是单对齿啮合区，轮齿受力较大。故常取节点处的接触应力为计算依据。解题方案：评分标准：二、分析计算题（40 分，共 5 题，每小题 8 分）1. 参考答案： 解题方案：评分标准：2. 参考答案：解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案： 评分标准：4. 参考答案：解题方案：评分标准：5. 参考答案：解：i15=i1H*iH5=i1H*i45=(1+z3/z1)*i45=(1+80/20)*(50/25)=10。解题方案：评分标准：