绪 论
基本要求：了解机器和机械零件设计的基本要求和一般步骤。了解机械零件的主要失效形式和计算准则。了解变应力种类、疲劳曲线、简化极限应力曲线、稳定和非稳定变应力的强度计算。了解常用材料及选材原则和制造工艺性的概念。
1．火车轮在钢轨上运行不可能发生（ ）失效。（a.点蚀；b.胶合；c.磨损；d.压溃）
2．零件可能出现疲劳断裂时，应按（ ）准则计算；零件可能出现塑性变形时，应按（ ）准则计算。 （a.强度；b.刚度；c.振动稳定性） 3． σa、σm、σmin、σmax和r五个参数各代表什么？试判别以下各零件在载荷不变的条件下，工作应力的循环特性r（a.0；b.－1；c.＋1；d.非0，－1，＋1的值）。
单向旋转齿轮齿面上某点的接触应力为（ ）；单向旋转齿轮齿根某点的弯曲应力为（ ）；单向旋转转轴某点的弯曲应力为（ ）；单向旋转转轴上某点的扭转应力为（ ）；受轴向载荷时，螺栓的拉应力为（ ）。
4．零件的接触应力与哪些因素有关？如何提高其接触强度？
联 接
基本要求：了解螺旋副的受力分析、效率公式和自锁条件。了解有关螺纹联接的基本知识（类型、特点和防松）。掌握螺栓联接的强度计算方法。了解螺旋传动的类型、特点和应用。了解键联接的类型和特点，掌握平键联接的选择和设计计算。
1．常用螺纹有那些类型？其中那些用于联接？哪些用于传动？哪些是标准螺纹？ 2．螺纹联接有那些基本类型？各有什么特点？适用于什么场合？
3．螺纹的自锁条件是什么？联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要用防松装置？防松方法分哪几类，其各自的原理是什么？
4．配合（铰制孔）螺栓联接和普通螺栓联接在受横向载荷作用时，工作原理、受力分析和强度计算上有何不同？ 5．承受预紧力的紧螺栓联接，其强度计算公式为1.3 ，式中1.3是怎么得来的？
6．受轴向载荷的紧螺栓联接，螺栓所受最大拉力如何计算？画出单个受预紧力的紧螺栓联接的受力变形图，并根据图写出联接受工作载荷F时，螺栓总拉力Fo、预紧力F’和残余预紧力F”的关系式。
7．平键、半圆键、楔键和花键联接的工作原理有什么不同？各有什么特点？各自失效形式是什么？简述平键联接的设计计算步骤。
8．如何选择平键的截面尺寸和长度？如何进行平键联接的强度校核？ 9.一升降机构承受载荷Q为100kN，采用梯形螺纹，d＝70mm，d2＝65mm，P＝10mm，线数n=4。支承面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，它们的摩擦阻力近似为零。试计算：
题 9 题10 （1）工作台稳定上升时的效率，已知螺旋副当量摩擦系数为0.10。
（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩。
（3）若使工作台以800mm／min的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。 （4）欲使工作台在载荷Q作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力矩应为多少？
10．用两个M10(d1=8.376mm)的螺钉固定一牵曳钩，若螺钉材料为45（强度级别为6.6），取安全系数[Ss]=3，接合面摩擦系数μ＝0.15，求其容许的牵曳力。
11．一凸缘联轴器（见教材图19.3），允许传递的最大转矩T=1500N·m（静载荷），材料为HT250，联轴器用4个M16铰制孔螺栓联成一体，螺栓材料为45
题 13 钢，试选取合适的螺栓长度，并校核其强度。
2
12．一钢制液压油缸，油压P＝3N／mm，油缸内径D＝160mm，为保证气密性要求，螺柱间距L不得大于4．5d（d为螺纹大径），试计算此油缸的螺栓联接和螺栓分布圆直径D0。
13．一悬臂零件用4个普通螺栓固定在钢架上，如图所示。已知：P＝260N，结合面间摩擦系数μ＝0.15，其它参数见图。试确定所需螺栓直径（材料用Q235钢，强度级别为4.6）。 14．直径为40mm的轴端（材料45）安装一带轮（材料HT200），轮毂长为110mm，工作时轻微冲击，T=522N.M；确定
1
A型平键尺寸，校核联接强度，若强度不够，提出两种改进方案。
15．指出图中螺纹联接的结构错误并改正。
带传动
基本要求：了解带传动的工作原理、特点及应用范围。了解带传动的主要失效形式、带的弹性滑动和打滑的概念。掌握V型带传动的参数选择和设计计算。
1．带传动有何特点？为什么多级传动中第一级（高速级）多用带传动？ 2．柔性体摩擦的欧拉公式是如何导出的？根据公式，怎样提高带传动能题15 力？
3．带传动的弹性滑动是如何产生的？它与打滑有什么区别？对传动产生什么影响？它们是否可以避免？为了避免带打滑，将带轮和带接触的工作表面加工粗糙些，以增大摩擦，这样解决是否合理？为什么？
4．带传动工作时，截面上产生哪些应力？应力沿带全长是如何分布的？最大应力发生在何处？
5．带传动的失效形式是什么？设计计算准则是什么？单根V带许用功率计算如何体现了设计计算准则？ 6．带传动中包角大小对传动有何影响？如何增大包角？
7．V带与轮槽安装如图示，哪种正确？为什么？带轮常用什么材料？
0
8．带传动设计中，为什么要D1>Dmin，1>120，v 25m／s，z10（根）和i<7？ 9．带传动为什么要用张紧装置？常用的张紧装置有哪几种？
10．设计一破碎机用V带传动。已知：电动机为Y系列交流异步电机，额定功率P＝4kw，转速n1＝1450r／min，n2＝500r／min,单班制工作。
齿轮传动
题 7 基本要求：了解渐开线齿轮传动的特点及应用范围、失效形式及防止措施。掌握渐开线标准直齿轮的基本参数及选择、几何尺寸计算、受力分析、强度计算和设计方法。掌握斜齿圆柱齿轮的传动特点、几何尺寸计算和受力分析。
1．与带传动、链传动相比，齿轮传动有哪些主要优缺点？ 2．开式、闭式齿轮传动的失效形式、材料选择及设计准则有何不同？图示为一搅拌器传动系统简图，由两级圆柱齿轮减速器和开式直齿锥齿轮传动组成，各对齿轮的材料及硬度如表，试说明各对齿轮可能发生的主要失效形式，并说明每对齿轮按什么强度设计，按什么强度校核（公式不必写出）？
题2 3．齿轮材料的选择原则是什么？常用齿轮材料和热处理方法有哪些？为什
么一对软齿面的大、小齿轮在其材料选择和热处理方法上常常不同？
4．载荷系数K由几部分组成，各考虑什么因素的影响？
5．为防止轮齿失效，目前比较成熟的计算方法和计算模型是什么？设计得到的主要参数是什么？ 6．齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的理论依据各是什么？试分别解释接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算公式中的符号ZH、ZE和Ysa、YFa的意义。m＝3mm，z＝21；m＝5mm，z＝21；m＝5mm，z＝88三个标准齿轮的齿形系数有何不同，齿的形状有何不同？
7．相同中心距a＝120mm情况下，齿轮有两种参数方案如下（材料相同）：
0
（1）Z1＝19，Z2＝41，m＝4mm，α＝20，b＝40mm；（2）Z1＝38，Z2＝82，m
0
＝4mm，α＝20，b＝40mm。试问：（1）接触强度哪个方案高，为什么？（2）弯曲强度哪个方案高，为什么？（3）哪个方案运转较平稳？（4）齿坯重量哪个大？（5）用于磨床和冲床传动应选哪种方案，为什么？
8．一对标准钢制直齿圆柱齿轮传动，Z1＝19，Z2＝88，问哪个齿轮接触应力大？哪个齿轮弯曲应力大？为什么？
题10 9．根据公式说明提高轮齿的抗弯能力有哪些可能的措施？试根据公式
2
说明提高齿面的抗点蚀能力有哪些可能的措施？
10．图示圆柱齿轮传动中，若1、3两轮齿数相同，忽略摩擦损失，问：①在1轮主动或2轮主动两种情况下，2轮齿面所受接触应力的性质分别是什么？齿根弯曲应力的性质分别是什么？②如按有限寿命考虑，哪种情况下2轮的接触疲劳强度高?为什么?③如接无限寿命考虑，哪种情况下2轮的弯曲疲劳强度高？为什么？
11．齿轮齿数的选取对传动有何影响？设计时怎样选定小齿轮的齿数Z1？
12．齿宽系数d的定义是什么？其大小对设计结果有什么影响？圆柱齿轮传动设计时、常取小齿轮齿宽b1大于大齿轮齿宽b2，为什么？在强度计算时，齿宽是代入b1还是b2？
13．普通斜齿圆柱齿轮的螺旋角取值范围是多少？为什么人字齿轮的螺旋角可取较大的值？动力传动用的齿轮对其模数大小有什么要求？
14．齿轮毛坯的材料常用哪些？在什么情况下选择锻造，铸造或焊接毛坯？
15．设计搅拌机传动系统中一对闭式直齿圆柱齿轮。输入功率P1＝5kw，转速n1＝640 r/min。初选材料：小轮45调质，HBS229～286，大轮45正火，HBS169～217。初定参数：Z1＝17，Z2＝53，m＝3mm，b＝40mm，a＝105mm。试分析其强度并确定参数。
16．已知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比i＝4．6，n1＝730 r／min，P＝30kw，长期双向转动，载荷带中等冲击，要求结构紧凑。Z1＝27，大小齿轮都用40 Cr表面淬火，试计算此单级传动的强度。
17.设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反？2）低速级螺旋角β应取多大数值才能使中间轴的轴向力互相抵消？ 题 17 蜗杆传动
基本要求：掌握蜗杆传动的特点、基本参数、几何尺寸计算、受力分析、主要失效形式和设计准则。
1．蜗杆传动与齿轮传动相比有哪些特点？蜗杆传动可分为几种类型？各有何主要特点？
2．什上是蜗杆直径系数q为什么要规定d1（q）为标准值？蜗杆传动是以哪个面上的模数，齿形角为标准值？ 3．蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？为增加蜗杆减速器输出轴的转速，决定用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆，问原来的蜗轮是否可以继续使用？为什么？
4．蜗杆传动的传动比是否可用i＝n1/n2＝Z1/Z2＝d2/d1表示？
5．蜗杆传动的主要失效形式是什么？其计算准则又是什么？蜗杆传动常用什么材料？
6．蜗杆传动的d1，Z1，q，λ和η之间的关系怎样？分析Z1、d1（q)对γ、η的影响？设计时如何选择Z1？Z2的取值范围一般为多少，为什么？
7．为什么连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？ 8．判断下列各图未指示出的蜗杆、蜗轮的转向及齿的螺旋线方向（1为主动轮，2为从动轮）
链传动
基本要求：了解链传动的工作原理、类型、特点、应用范围和失效形式。掌握套筒滚子传动的参数选择和设计计算。
1．与带传动、齿轮传动相比、链传动有何特点？为什么自行车传动采用链传动？多级传动时，为什么链传动常放在低速级，带传动常放在高速级？
2．试分析链传动动载荷产生的原因及其影响因素？
3．链传动的主要失效形式有哪些？在什么条件下容易出现这些失效形式？ 4．中高速链传动与低速链传动的设计准则各是什么？何时需进行静强度校核？ 5．链传动设计中主从动链轮齿数如何选择？为什么有Zmin 和Zmax 的限制？ 6．链传动设计中如何选择链节距P ？
7．链传动与带传动在布置上有何不同？在张紧方面有何不同？图示为链传动，小链轮主
题7 动。其中图（a）、（b）所示的布置中，小链轮回转方向怎样才合理？图（c）、（d）的布置是否合理？
8．已知一单排滚子链传动，主动轮转速n1=960r/min，从动轮转速n2=320r/min，主动轮齿数z1=21，中心距a=762mm，滚子链极限拉伸载荷为31.1KN，工作情况系数KA=1。试求该链条所能传递的功率。
3
9．一双排套筒滚子链传动，已知传递功率P＝2KW，传递中心距a＝500mm,链号为10A的滚子链，主动轮转速n1
＝130r/min，主动链轮齿数z1＝17，电动机驱动，受冲击载荷，水平传动，试校核此链传动的强度。
滚动轴承
基本要求：掌握滚动轴承的主要类型、特点和选用。掌握滚动轴承的设计计算和组合结构设计时考虑的主要问题。了解滚动轴承的润滑、密封、安装和使用的有关知识。
1．滚动轴承由哪些元件组成？各元件起什么作用？它们常用什么材料制造？为什么现代机械设备上大多采用滚动轴承？
2．试画出6类（0000）、1类（1000）、N类（2000）、7类（6000）、3类（7000）和5类（8000）滚动轴承的结构示意图，并示意能承受载荷的方向；指出哪些轴承可调隙，哪些可调心？
3根据滚动轴承的代号，指出它们的名称，类型、公差等级和内径尺寸：6309（309），N210（2210）、7207C/P4（36207）、32209（7209）、51308（8308）。
4．选择滚动轴承的类型时，要考虑哪些因素？下列机械各应选择何种类型的轴承：（1）5吨吊车滑轮轴及吊钩
0
轴轴承；（2）一级斜齿圆柱齿轮减速器高速轴轴承，传递功率为5.5KW，转速3000r/min，斜齿轮螺旋角为818’34”；（3）卷扬机轴轴承；（4）蜗杆传动中的蜗杆轴支承轴承；（5）推拉门滚轮的支承轴承；（6）餐桌转盘支承轴承。
5．何谓滚动轴承的额定寿命？何谓滚动轴承的额定动载荷？
6．滚动轴承的主要失效形式有哪些？寿命计算，静载荷计算分别针对哪种失效？以下轴承根据工作要求，主要应进行哪些计算？（1）滑轮吊钩轴轴承；（2）n>1000r/min的高速磨头轴轴承；（3）n=1450r/min,P=7.5KW的减速器高速轴轴承。
7.某轴承的额定寿命计算结果为960Oh，在正常工作条件下，实际只使用了7000h之后，轴承出现了点蚀，试解释其原因。
8.什么叫滚动轴承的当量动载荷？为什么要按当量动载荷来计算滚动轴承的寿命？
9. 角接触轴承的附加轴向力是怎样产生的？它的大小和方向与哪些因素有关？角接触轴承通常为何要成对使用？
10.说明角接触轴承的当量动载荷计算中，径向系数X和轴向系数Y的意义，角接触轴承和推力轴承的当量动载荷如何计算？
11.已知某单列深沟球轴承的工作转速为n1，当量动载荷为P1时，预期寿命为8000h,求：（1）当转速n1保持不变，当量动载荷增加到P2=2P1时，其寿命应为多少小时？（2）当量动载荷P1保持不变，若转速增加到n2=2n1时，其寿命为多少小时？（3）当转速n1保持不变，欲使预期寿命增加一倍时，当量动载荷有何变化？
12. 滚动轴承组合结构形式有哪几种？各适用于什么场合？游动端轴承是否承受轴向力？ 13. 滚动轴承的组合设计要考虑哪些问题？滚动轴承内，外圈轴向固定有哪些常用的方法？
14.何谓角接触轴承的“正装”和“反装”？
15．如何选择滚动轴承的润滑方式，润滑剂及相应的密封装置？
16．一工程机械中的传动装置，根据工作条件决定采用一对角接触球轴承，并暂定轴承型号为7208AC（46208）。已知轴承载荷Fr1＝1000N，Fr2＝2060N，Ka＝880N，转速n＝5000r／min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh＝2000h，试问所选轴承型号是否恰当？
17．已知在某传动轴上安装一对深沟球轴承，轴承的径向载荷Fr＝5000N，轴向载
题 16 荷Fa=2600N，轴颈d＝65mm，转速n＝2800r／min，常温下运转，工作平稳，要求轴承寿命Lh=5000小时，可靠度90％，润滑脂润滑，试选择轴承型号。
滑动轴承
基本要求：了解滑动轴承的构造特点和轴承材料，掌握滑动轴承的条件性计算的方法，了解液体动力润滑形成的条件，了解润滑的基本知识。
1．与滚动轴承相比，滑动轴承有哪些特点？在哪些具体情况下，需要使用滑动轴承？
2．滑动轴承常见结构型式有哪些？各有何特点？剖分式（对开式）滑动轴承一般由哪些零件组成？其剖分面为什么通常设计成阶梯形？常用轴瓦的材料有哪些？应满
4
题4 足什么要求？下列材料中哪些不能作为轴瓦材料。ZChSnSb11-6,ZCuSn10P1,HT200,GCr15,ZCuAl10Fe3。
3．非液体摩擦滑动轴承有哪些失效形式？通常设计时，进行哪些条件性计算？其目的是什么？
4．形成流体动压承载油膜的必要条件是什么？图示（ ）的止推盘上的工作面的形状有利于形成流体动压润滑油膜，并保证在起动工况下能够正常工作。
7．试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑动轴承。钢绳拉力W=6kN，卷筒转速100r／min，尺寸如图，其中轴径d＝60mm。当钢绳拉力加大后，如何改进。
轴
基本要求：了解轴的常用材料和提高轴的强度、刚度的措施。掌握按许用切应力和许用弯曲应力进行轴强度计算的方法，了解安全系数校核计算的方法，掌握轴的结构设计时应考虑的主要问题。
题 7 1． 什么是心轴、传动轴和转轴？试分析自行车的前轴、后轴和中轴各属于何种轴？
2． 轴的常用材料和热处理方法有哪些？
3. 轴的弯曲或扭转刚度过低对轴系的正常工作有哪些影响？为提高
轴的刚度欲把轴的材料由45钢改为40Cr等合金钢是否合适？为什么？
4．进行轴的结构设计时，应满足哪些要求，设计过程如何，应考虑哪些问题？
5．轴上零件的轴向和周向定位、固定各有哪些典型的方式？各有何特点？
6．试分析图示起重机滑轮轴的两种方案的优劣。
7．试指出并改正图中所示轴系中的结构错误，轴承采用脂润滑。 8．对一般转轴，由弯矩所引起的弯曲应力和转矩所引起的扭剪应力应属什么循环应力？判断图示三根轴各截面上弯曲应力和扭剪应力的性质；
题 6 按许用弯曲应力计算时，α如何取值。
9. 图示为一装有斜齿圆柱齿轮，用单列向心球轴承支承的轴系。斜齿圆柱齿轮的分度圆直径d＝250mm，螺旋角0
为1615’36”，传递的扭矩T＝612500N·mm。轴的材料为45钢，调质处理，硬度为217～255 HBS。轴的尺寸如图所示，试校核轴的强度。（按许用弯曲应力计算）
10．悬臂齿轮轴系如图示，试问：①轴承支点属于哪种结构型式？为什么采用这种型式？②轴上零件的定位和固定方式？③该装置中有几处采用螺纹联接，各起什么作用？④
联轴器和离合器
基本要求：了解联轴器和离合器的结构类型、特点、使用范围和选用。
1． 联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何不同？
2． 试为电动机轴与齿轮减速器输入
题 9 轴之间选择联轴器。已
知电动机功率P＝11KW，转速n＝970 r/min，电动机轴直径d＝42 mm。
3.汽车发动机与变速器之间用离合器联接，试确定离合器的类型。
5
图 7 题10
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容