10. 在图示的零件极限应力线图上，N为零件的工作应力点。试写出应力变化规律分别为r=C，?m=C和?min=C时对应的极限应力点字母代号和相应失效形式。（9分）
答：1）N1点为r=C的极限应力点，零件是屈服失效。（3分）
2）N2点为?m=C的极限应力点，零件是疲劳断裂失效。（3分）
3）D1点为?min=C的极限应力点，零件是屈服失效也可能是疲劳断裂。（3分） 11. 如果在轴、毂连接中使用普通平键，普通平键的截面尺寸b×h和长度尺寸L是如何选择和确定的？若使用的是标记为GB/T 1096键32×18×100平键，请写出其含义 (8分) 答: 1）普通平键的截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。(2分)
普通平键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或略小于轮毂的长度，所选定 的键长应符合标准规定的长度系列。(2分)
2）含义为：A型普通平键，其长度、宽度和高度分别为100、32和18mm 。(4分)
12．从齿轮轮齿失效情况得出了哪些承载能力计算依据？其理论基础（即原始公式名称）是什么？各自针对哪种失效形式？（6分）
答：针对齿面点蚀的失效形式，进行了齿面的接触疲劳强度计算，以Hertz接触应力计算公式为原始公式，得出轮齿不发生齿面点蚀失效的齿面接触疲劳强度计算公式（3分）
针对轮齿折断的失效形式，进行了齿根弯曲疲劳强度计算，根据悬臂梁理论，得到轮齿不发生疲劳折断的齿根弯曲疲劳强度计算公式（3分）
13．在紧螺栓连接的强度计算公式中，为何要有系数“1.3” ？（6分）
答：紧螺栓连接在装配时螺母必须拧紧，使螺栓同时受到预紧力和螺纹摩擦力矩
的作用，处于拉伸与扭转的复合应力状态；（3分） 但在计算时可按纯拉伸强度计算，考虑到扭转切应力的影响，须将拉应力增大30%（3分）。
14. 弯曲疲劳极限综合影响系数Kσ的含义是什么？它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响？它与哪些因素有关？(8分)
答: 1) 弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循
环弯曲疲劳极限σ-1e的比值，而在不对称循环时，Kσ是试件与零件的极限应力幅的比值。(3分) 2) Kσ使零件的疲劳极限小于材料试件的疲劳极限，而对静强度则无影响。(2分)
3)影响因素:a)零件几何形状的变化; b)尺寸大小; c)加工质量及强化(或写出与Kσ有关的4个系数) (3分)
15. 带传动的弹性滑动和打滑是怎样发生的？二者的主要区别是什么？(8分)
答: 1）弹性滑动是因带的弹性变形而引起的带与带轮间发生的相对微量滑动，而打滑是因工作载荷超过带的最大有效拉力，使带与带轮之间发生显著的相对滑动。 (4分)
2）弹性滑动使主、从动带轮产生速度差，即 V1>V>V2，在传动中，它总是存在的，是不可避免的，而打滑使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，甚至使带传动失效，因此，打滑是应当避免的。(4分)
??1K??a????m16. 单向穏定变应力r=c时零件的疲劳强度计算公式Sca=σ
-1的含义和分母
-1
，试分析该式分子
K??a????m的含义。(6分)
答：分子σ的含义是对称循环变应力疲劳强度极限。(2分)
分母K??a????m的含义是把σm≠0、σa≠0的工作应力，转化成在强度上具有等效影响的对称循环变应力 (4分)
17. 在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？载荷系数K由哪几部分组成？(8分) 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。(2分)
此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。(2分)因此，在进行齿轮强度计算时，要引入载荷系数K
载荷系数K由使用系数KA，动载系数Kv，齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数K?
等四部分组成。(4分)
18．润滑良好的闭式齿轮传动，通常轮齿的疲劳折断发生在什么部位？为什么？为提高齿轮的抗疲劳折断能力可采取哪些措施？（8分）
答：轮齿的疲劳折断通常发生在齿根危险截面处。因为轮齿受载后齿根处产生的弯曲应力较大，且受齿根过渡部分的形状突变及加工刀痕等引起的应力集中作用。（3分） 提高轮齿的抗疲劳折断能力的措施有：
（1）采用正变位齿轮，增大齿根弯曲强度；
（2）用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根的应力集中； （3）增大轴及支承的刚性使轮齿接触线上受载较为均匀； （4）采用合适的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；
（5）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。（5分）
19. 花键连接和平键连接相比，有那些优缺点？(8分)
答：优点：
1），因为花键在轴上与毂上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故连接受力较为均匀； 2）因槽较较浅，轴与毂的强度削弱较少；
3）齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷； 4）轴上零件与轴的对中性好； 5），导向性好； 6））可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。 缺点：齿根仍有应力集中；有时需要用专门设备加工；成本较高。 20．普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接主要失效形式分别是什么？试写出二者的设计准则
（10分）
答: 1）对于受拉普通螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。(4分)
2）对于受剪铰制孔用螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中连接的挤压强度对连接的可靠性起决定作用。(6分)
21．在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，齿面点蚀一般出现在何部位？为什么? 防止或减小点蚀的措施有哪些？（6分）
答:1)点蚀首先出现在靠近节线的齿根面上，因为该处的相对滑动速度低，形成油膜的条件差，接触应力就比较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也就较大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上（3分）
2)提高齿轮材料的硬度，可以增强齿轮抗点蚀的能力。在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀，延长齿轮的工作寿命,并且在合理的限度内，润滑油的粘度越高，上述效果也愈好。（3分）
22. 螺纹防松的根本问题是什么？螺纹连接的常用防松方法有那些？(5分) 答：螺纹防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。(2分)
螺纹连接的常用防松方法有：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。(3分)
23. 试写出平键的失效形式和相应计算公式？（6分） 答:(每个失效形式1分; 每个公式2分)
1）
对于普通平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面被压溃。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。 普通平键连接的强度条件公式为：
?p?2T?103??kld?p?
2） 对于导向平键连接和滑键连接（动连接），其主要失效形式是工作面的过度磨损。通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。
3导向平键连接和滑键连接的强度条件公式为：p?2T?10??p?
kld24. 试在图中画出V 带在减速时的工作应力分布情况示意图，并在此图上标出各应力以及
最大应力点的位置。（10分）
答：V带的应力分布情况示意图以及各应力和最大应力点的位置如图所示。
25. 在保证螺栓连接紧密性要求和静强度要求的前提下,要提高螺栓连接的疲劳强度,应如何改变螺栓和被连接件的刚度及预紧力大小?试通过受力变形图来说明(9分) 答: 1）可以同时减小Cb和增大Cm，适当增加预紧力Fo，
2）绘图，注：见下图或教材P89图5-29（C）
3）这样可以使F1不致减小太多或保持不变，从而有利于改善螺栓连接的可靠性和紧密性； 4）但预紧力不宜增加过大，必须控制在所规定的范围内，以免过分削弱螺栓的静强度。
26．试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。（8分）
（1）半圆键连接 （a） （2）传递双向转矩的切向键连接（b）
（a） (b)
答：（1）因为半圆键连接两侧面是工作面，而上下表面是非工作面，故键的上表面和轮毂的键槽底面间应留有间隙。正确的结构如题解图（a）所示。 （4分）
（2）当传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者间的夹角为120 o~130o，所以本题的两切向键的夹角值不对，此外右侧的一个切向键的一个边没有与轴剖面的半径方向对准。正确的结构如题解图（b）所示。(4分)
(a） （b）
27.提高零件疲劳强度的措施有哪些？（6分）
答：1）尽可能降低零件上应力集中的影响 ，是提高零件疲劳强度的首要措施； 2）选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺； 3）提高零件的表面质量；
4）尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。
28．对于作双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性？在作强度计算时应怎样考虑？ (6分)
答：齿面接触应力是脉动循环；齿根弯曲应力是对称循环。）
在作弯曲强度计算时，应将图中查出的应力极限值乘以0.7。而在作齿面接触强度计算时直接用图中查出的应力极限值。
29．带传动中的弹性滑动是如何发生的？打滑又是如何发生的？两者对带传动各产生什么影响？打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？（7分）