小，并标出其方向。
解：（1）I轴： T1?9.55?106
P10?9.55?106??95500N?mmn11000z2z3z??T1?3z1z2z1
II轴：由于中间齿轮是过桥齿轮，所以T2=0 III轴：
T3?T1?i12?i23?T1??95500?126?429750N?mm28以上每项2分，共6分
（2）中间轴II上齿轮的受力分析
?a12?200?
mn(z1?z2)4?(28?70)???12?11.478?，（1分）
2cos?122cos?12
同理a23 mn(z2?z3)4?(70?126)?400????23?11.478?，（1分）
2cos?232cos?23
a）齿轮2的受力：
圆周力：
Ft12?Ft32?Ft1?轴向力：
2T1d1?2T1mnz1cos?12?2?95500?1671.252N，（2分）4?28cos11.478?Fa12?Fa32?Ft1tan?12?1671.252?tan11.478??339.352N，（2分）
径向力：
Fr12?Fr32?Ft1tan?n1671.252?tan20???620.7N，（2分）cos?12cos11.478?
b）上述6个力的方向如下图所示：（1分/方向，共6分）
13.已知：V带传动的功率P=10KW，小带轮的转速n1=1000r/min, , 平均传动比i=2, 滑动
率ε=0.01小带轮的基准直径dd1= 50mm， 试求: 1）小、大带轮的线速度v1和v2 2）大带轮的基准直径dd2
3）当中心距a=280mm时，求小带轮的包角α1（10分） 解：
1)v1??dd1n160?1000?3.1416?50?1000?2.618m/s60?1000v2?(1??)v1?(1?0.01)?2.618?2.592m/s2)dd2?dd1(1??)i?50(1?0.01)?2?99mm3)?1?180??(dd2?dd1)57.3?57.3??180??(99?50)?169.973?a280V1 (2分) ；V2 (2分) ；Dd2 (2分) ；α1 (4分)
14.图示三种普通螺栓连接，其中单个螺栓所能承受的总拉力F2最大为4000N，接合面间的
摩擦系数f=0.3，防滑系数Ks=1.2，每组螺栓数目为2个。若已知工作拉力F与残余预紧力F1的关系为F1=1.5F，设三种螺栓连接的预紧力相同。分别计算三种连接方式所能
Cm?0.7C?Cb承受的最大外载荷。（已知m,Cb、Cm分别为螺栓和被连接件的刚度，（B）
中的螺栓组承受转矩，螺栓间距200mm）(14分)
解 (C)图 : F2=F1+F=2.5F (2分) F=4000/2.5=1600N (1分) ∑FΣ=2F=3200N (1分) F0?F1?CmF?1.5F?0.7F?3520N (1分)
Cm?Cb (A)图：fF0zi?KsF? (2分)
FΣ=fF0zi/Ks = 0.3×3520 ×2×1/1.2=1760N (2分) (B)图： ∑fF0zir/Ks≥T (3分) T≤∑fF0zir/Ks
T=2×0.3×3520×100/1.2=176000N·mm (2分) 补充：当不要求“三种螺栓连接的预紧力相同”时，求解如下： (A)图：fF0zi?KsF? (2分)
FΣ=fF0zi/Ks = 0.3×4000 ×2×1/1.2=2000N (2分) (B)图： ∑fF0zir/Ks≥T (3分) T≤∑fF0zir/Ks
T=2×0.3×4000×100/1.2=200000N·mm (2分) (C)图: F2=F1+F=2.5F (2分)
F=4000/2.5=1600N (2分) ∑FΣ=2F=3200N (1分)
15. 如图所示齿轮传动系统中，z1、z2为圆锥直齿轮，z3、z4为斜齿圆柱齿轮。已知n1=100r/min
（其转向见下图），z1=30，z2=60，P1=2kW，Fa2?2472N，斜齿圆柱齿轮z3=20，
mnII?4mm。若不计各种损耗，并使中间轴II上的轴向力为零。试：
1）在图上标出各轴的转向；
2）确定z3、z4的旋向，并计算相应的斜齿圆柱齿轮螺旋角β
3）画出各齿轮的各分力方向。 (16分)
II的大小；
解：1）各轴转向如解图所示。 (2分)
2）为使中间轴II上的轴向力为零，则z 3为右旋斜齿轮，z 4为左旋斜齿轮。(2分)
TI?9.55?106P21?9.55?106??1.91?105N?m(1分) n1100z260?1.91?105??3.82?105N?m(1分) z130TIII?TII?TI?i12?TI?由已知条件得：
Fa3?Ft3?tan?II? (2分) 2TIII2TIIItan?II?tan?II?Fa2mn3z3d3cos?II 7 2 242?3.8?2510所以有： 2TIIIsin?II?si?nII?mnIIz34?20sin?II?2472?4?20故?3?0.259，52?3.82?10?14.9970。 (2分)
3）各分力的方向如图所示。 (6分)
16.已知某材料的力学性能为：??1＝350MPa，m＝9，N0＝5×106，现对用此材料制成的试件
进行对称循环疲劳试验，依次加载对称循环变应力：?1＝550MPa，循环次数n1＝5×10；
4?2＝450 MPa，循环次数n2＝2×105。试：
1）计算该试件在此条件下的安全系数；
2）如再以?3=400 MPa作用于该试件，求：发生疲劳破坏时，?3的循环次数n3(12分)
1n14959ni?im=9解：1） σca=9=348.75MPa ?5?10?550?2?10?450?6N0i?15?10?? (2分)
Sca=
??1350??1.004 （2分） ?ca348.752）由疲劳曲线方程：?mN???1N0?C
??? 得： N???1?N0
??? 所以：
9???1?64350???N1??N??5?10?8.6?10 （2分） ??0???550???1?9???1?65350 N2???N0?450?5?10?5.2?10 （2分）
??2?9???1?66350 N3???N0?400?5?10?1.5?10 （2分）
??3?mmmm???? 根据Miner法则：
nn1n2??3?1 N1N2N3n35?1042?105???1 得：
8.6?1045.2?1051.5?106 解得： n3?5.1?104 （2分） 17．示直齿圆锥齿轮传动系统，已知： Z2=60， Z1= Z3=30，m=4mm,?R=0.3，主动轮I转速n1=100r/min,功率P1=2KW,不计摩擦，试求: 1）各轴所受扭矩（20分）