六、结构设计(10分)
图6中所示轴系结构有错误和不合理的地方，请指出并说明原因。 要求：请在图示中的结构错误处引出线并标上序号，如1、2、3、……
图6
数 据
型 号 C （N） 派生轴向力 Fd（N）Fa/Fr?e X 0.41 Y 0.87 Fa/Fr?e X 1 Y 0 e 7307AC 33400 0.7Fr 0.7
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参考答案与评分标准
一、选择题（每题2分，共20分）
1. D 2.B 3.B 4.B 5.A 6. B 7.D 8.C 9.B 10.B
二、填空题(共10分)
1. 轴的扭矩 ——————1分
2. 残余预紧力，工作拉力——————1分 3. 平均值 ——————1分 4. 大径， 小径 ——————1分
5. 40，圆锥滚子轴承 ——————1分 6. 压溃，过渡磨损 ——————1分 7. 越高，越大 ——————1分
8. 点蚀，接触疲劳，轮齿折断，弯曲疲劳 ——————1分 9. 基孔制 ——————1分
三、简答题（每小题5分，共20分）
1.答：（1）a点，?max??1??c??b1 ——————2分
（2）带传动的主要失效形式有打滑和带的疲劳破坏,设计准则为保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。——————3分 2.
?max??m??a?300MPa ———(2分)
?min??m??a?100MPa ——(2分)
?r??min?max?100/300?1/3 ————(1分)
3．(1) 螺栓联接 双头螺柱联接 螺钉联接 紧定螺钉联接 ——————(1分)
(2) 螺栓联接又有普通螺栓联接的铰制孔用螺栓联接，普通螺栓联接特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间有间隙，通孔的加工精度要求不高，结构简单。铰制孔用螺栓联接采用基孔制过渡配合，联接精度高。——————(1分)
双头螺柱联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，大部分是被联接件被联接件之一比较厚，且不易制成通孔。——————(1分)
螺钉联接是螺栓直接拧入被联接件的螺纹孔中，不用螺母，结构上简单，紧凑。(1分) 紧定螺钉联接是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相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置。——————(1分) 4.答：原因：（1）轮齿在节线附近啮合时，相对滑动速度低，润滑不良，摩擦力较大； （2）节线附近通常只有一对齿接触，轮齿受力较大，而靠近齿根面又比靠近齿 顶面受力要大；（3）润滑油进入，齿根面上的疲劳裂纹容易扩展。
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tan?tan11.31????1??2??0.92??0.92?0. ??tan(???v)tan(11.31?5.71)蜗杆的传动比i?z2/z1?40/2?20，考虑传动效率的影响，由输入功与输出功的关系得到 D'FD 2?F'i??2?222四、分析题(共26分，第1题12分，第2题8分，第3小题6分) 故 F'?FD?10?1000?148?176.2N 2D'i?2?350?20?0.61． (1) 齿轮1右旋，齿轮2左旋 ——————3分 11－25（略） 蜗轮逆时针方向旋转，左旋 ———3分 11(2) —26 解： (3) 11-2见图(3) ——————3分 ?18?36??，由公式（11-22）由表查得d1?40mm，??11，滑动速度 (4) 见图(4) ——————3分?d 1n1??40?1440vs???3.08m/s 60?1000cos?60?1000?cos11?18?36??t2 根据vF3.08m/s，由表11-18查得?v?1?36?，由公式（11-21），啮合效率 sa?F2Fr3tan?tan11?18?36???1???0.87tan(???v)tan(11?18?36???1?36?) 11—27（略） 11—28 解：
Fr2Fa3
Ft3
图(3) 图(4)
2.答：轴I只受转矩，为传动轴（2分）；
轴II既受转矩，又受弯矩，故为转轴；（2分） 轴III只受弯矩，且为转动的，故为转动心轴；（2分） 轴IV只受弯矩，且为转动的，故为转动心轴。（2分）
题解11—28图 113． —29 解： 图中的传递方案不合理。应将带传动布置在高速级，而将链传动布置在低速级，可采用以下几种常用的传动方案。
题解11—29图 五、计算题(14分)
解： ①作出派生轴向力的方向如图所示，计算出其大小；
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Fd1?0.7Fr1?0.7?1000?700N (1分)
Fd2?0.7Fr2?0.7?3000?2100N (1分)
②计算轴承1、2的轴向载荷Fa1、Fa2 (5分) 因为 Fae（1分）
?Fd1?880?700?1580N?Fd2
?2100-880=1220N
所以轴承1压紧端，轴承2为放松端，轴向载荷分别为：
Fa1= Fd2-FaeFa2= Fd2?2100N
③计算轴承1、2的当量动载荷 由表查得e?0.7，而
Fa11220F2100??1.22>e a2??0.7=e， Fr11000Fr23000?0.41，Y1?0.87；X2?1，Y2?0。
所以X1故当量动载荷为
P1?fP(X1Fr1?Y1Fa1)?1.5(0.41?1000?0.87?1220)?2207.1N
P2?fP(X2Fr2?Y2Fa2)?1.5(1?3000?0?2100)?4500N (4分)
3.计算轴承的寿命Lh
因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，而P2?P1，故应以轴承2的当量动载荷P2为计算依据。
106ftC?1061?334003? Lh?()?()?1703.7h>Lh60nP60?40004500所选7307AC轴承合适。 (2分) 六、结构设计（10分）
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1、 缺少调整垫片； 2、 右轴承装反了；
3、 轴右端有点长（不能接触端盖）； 4、 应有箱体内壁粗实线；
5、 应设一轴环对齿轮轴向定位；
6、 与齿轮配合轴颈长应比齿轮宽少1-2mm； 7、 此键没有，取消；
8、 此键应与联轴器键在一条线上； 9、 端盖与轴之间应有间隙；
10、键槽底面与键的上平面间应有间隙； 11、联轴器上键槽应是贯通的； 12、应有调整垫片；
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