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第三章 机械零件的强度
重要基本概念
1．疲劳破坏及其特点
疲劳破坏：在远低于材料抗拉强度极限的交变应力作用下工程材料发生破坏。
疲劳破坏的特点：
1）在循环变应力多次反复作用下发生；
2）没有明显的塑性变形；
3）所受应力远小于材料的静强度极限；
4）对材料组成、零件形状、尺寸、表面状态、使用条件和工作环境敏感。
2．疲劳破坏与静强度破坏的区别，强度计算的区别 ？
静强度破坏是由于工作应力超过了静强度极限，具体说，当工作应力超过材料的屈服极限就发生塑性变形，当超过强度极限就发生断裂。而疲劳破坏时，其工作应力远小于材料的抗拉强度极限，其破坏是由于变应力对材料损伤的累积所致。交变应力每作用一次，都对材料形成一定的损伤，损伤的结果是形成小裂纹。这种损伤随着应力作用次数的增加而线性累积，小裂纹不断扩展，当静强度不够时发生断裂。 静强度计算的极限应力值是定值。而疲劳强度计算的极限应力是变化的，随着循环特性和寿命大小的改变而改变。
3．影响机械零件疲劳强度的因素
影响机械零件疲劳强度的因素主要有三个：应力集中、绝对尺寸和表面状态。
应力集中越大，零件的疲劳强度越低。材料的强度极限越高，对应力集中越敏感。
零件的绝对尺寸越大，其疲劳强度越低。因为绝对尺寸越大，所隐含的缺陷就越多。
零件的表面状态直接影响疲劳裂纹的产生，对零件的疲劳强度非常重要。表面越粗糙，疲劳强度越低。表面强化处理可以大大提高其疲劳强度。
需要注意：这三个因素只影响应力幅，不影响平均应力，因此不影响静强度。
4．线性疲劳损伤累积的主要内容
材料在承受超过疲劳极限的交变应力时，应力每循环作用一次都对材料产生一定量的损伤，并且各个应力的疲劳损伤是独立进行的，这些损伤可以线性地累积起来，当损伤累积到临界值时，零件发生疲劳破坏。
5.材料的疲劳特性曲线描述了在一定的应力特性下，疲劳极限与应力循环次数的σ－N关系曲线，也可以用在某一给定循环次数时，疲劳极限的应力幅值与平均应力的σ a－σ m 关系曲线（又称等寿命曲线）来描述。

3-1．在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____B____。
A．屈服点 B．疲劳极限
C．强度极限 D．弹性极限
3-2． 45 钢的对称疲劳极限σ−1 =270MPa，疲劳曲线方程的幂指数 m= 9，应力循环基数 N0 =5×106次，当实际应力循环次数 N =104次时，有限寿命疲劳极限为________MPa。
A．539 B．135
C．175 D．417
3-3．零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之_______。
A．增高 B．不变
C．降低 D．提高或不变
3-4．当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度_______。
A．较高 B．较低
C．相同 D．相同或较低
3-5．在静应力作用下，塑性材料的极限应力为_________。
A． σB B．σS C．σ0 D． σ−1
3-6．塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为__________。
A． σB B．σS C．σ0 D． σ−1
3-7．对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是_________。
A．最大应力 B．最小应力
C．平均应力 D．应力幅
3-8．零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度__________。
A．提高 B．不变
C．降低 D．高低不能确定
3-10．影响机械零件疲劳强度的因素有：__________、__________、__________。
3-11． 根据是否随时间变化， 将载荷分为_________和________两类。 同理， 应力也分为_________和________两大类。
3-12． 变载荷一定产生_________应力。 变应力既可能由 载荷产生， 也可能由_________载荷产生。但是静应力一定是由 载荷产生的。
3-13．应力幅与平均应力之和等于_________，应力幅与平均应力之差等于_________，最小应力与最大应力之比称为_________。
3-14．r = -1的变应力称为________变应力，r = 0 的变应力称为________变应力，当 r = 1 时称为________应力，当 r = 其它值时称为________变应力。
3－10应力集中 绝对尺寸 表面状态
3－11载荷 变载荷 静应力 变应力
3－12 变 静 静
3－13最大应力 最小应力 应力循环特性
3－14称循环 脉动循环 静 非对称循环

第五章 螺纹联接与螺旋传动
重要基本概念
1．常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？哪些是标准螺纹？
常用的有：三角螺纹，管螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹又称普通螺纹，和管螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。
2．何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？
螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力） 。拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。
3．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？
螺纹联接有 4 种基本类型。
螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。
螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间） ，又不需要经常拆卸的场合。
双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。
紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。
4．紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大 30%，为什么？
考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的 30%。
5．提高螺纹联接强度的措施有哪些？
1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力） ；5）采用合理的制造工艺。
6．为什么螺母的螺纹圈数不宜大于 10 圈（使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度）？
因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的 1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。
7．联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？
因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。
8、螺栓强度计算P80－92

习题
5－1．三角形螺纹的牙型角α=___________，适用于___________。而梯形螺纹的牙型角α_________，适用于____________。
5-2．螺旋副的自锁条件是_____________。
5-3．螺纹联接防松的实质是_____________。
5-4．受轴向工作载荷F 的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力 Q等于___________和___________之和。
5-5．承受横向工作载荷的普通螺栓联接，螺栓受___________应力和___________应力作用，能发生的失效形式是__________。
5-6．承受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接，靠螺栓受__________和__________来传递载荷，能发生的失效形式是__________和__________。
5-7．若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的___________和___________。
5-8．在螺栓联接中，当螺栓轴线与被联接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加__________应力，而避免其发生的常用措施是采用__________和__________作支承面。
5-9．螺纹联接的防松，按其防松原理分为__________防松、__________防松和__________防松。
填空题答案
5-1 60° 联接 30° 传动
5-2 螺旋升角小于当量摩擦角
5-3 防止螺纹副相对转动
5-4 剩余预紧力 工作拉力 10
5-5 拉 扭剪 断裂（拉断或拉扭断）
5-6 剪切 挤压 （螺杆被）剪断 （工作面被）压溃
5-7 线数 升角
5-8 弯曲 凸台 沉头座
5-9 摩擦 机械 破坏螺纹副关系
5-10．当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，往往采用_________。
A．螺栓联接 B．螺钉联接
C．双头螺栓联接 D．紧定螺钉联接
5-11．当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆卸时，往往采用_________。
A．螺栓联接 B．螺钉联接
C．双头螺栓联接 D．紧定螺钉联接
5-12．某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度 CL 与被联接件的刚度相等，联接的预紧力为 QP。现在对联接施加轴向载荷，当外载荷 F达到与预紧力 QP的大小相等，________。
A. 被联接件发生分离，联接失效
B. 被联接件即将发生分离，联接不可靠
C. 联接可靠，但不能继续加载
D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，载荷 F 还可以继续增加到接近预紧力 QP的两倍
5-13.某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在 0 ~ 2 MPa 之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类为________。
A．非对称循环变应力 B．脉动循环变应力
C．对称循环变应力 D．非稳定循环变应力
5-14．在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了________。
A．使工作面均匀接触 B．使接触面大些，提高防松能力
C．安装和拆卸时方便 D．使螺栓不受附加载荷作用
5-15．受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力 QP = 8000 N，工作载荷：Fmin = 0，Fmax= 4000 N，螺栓和被联接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，剩余预紧力为________。
A．2000 N B．4000 N
C．6000 N D．8000 N
5-16．对于受轴向载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺栓疲劳强度的措施为________。
A．增加螺栓刚度，减小被联接件的刚度 B．减小螺栓刚度，增加被联接件的刚度
C．同时增加螺栓和被联接件的刚度 D．同时减小螺栓和被联接件的刚度
5-17．在同一螺栓组联接中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了________。
A．外形美观 B．安装方便
C．受力均匀 D．降低成本
5-18．螺旋传动中的螺母多采用青铜材料，这主要是为了提高________的能力
A．抗断裂 B．抗塑性变形
C．抗点蚀 D．耐磨损
5-19如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力 [σ] =80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为 P Q′ =1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。

5-20 如图1 所示螺栓联接，4 个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷 R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数 m =1，接合面间的摩擦系数为 f = 0.15，可靠性系数 Kf = 1.2，螺栓的许用应力为 [σ] =240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。

第六章 键和花键联接
一、键联接的分类、结构型式及应用
平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。
半圆键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便，常用与锥形轴端的联接。
楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键的上表面与键槽底面均有1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩，常用在对中性要求不高的场合。
二、失效形式
平键的尺寸主要是键的截面尺寸b×h及键长L。b×h根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。
对于普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，但一般只作联接的挤压强度校核。
对于导向平键联接和滑键联接，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。

6-1.普通平键联接与楔键联接相比，最重要的优点是__________。
A．键槽加工方便 B．对中性好
C．应力集中小 D．可承受轴向力
6-2．平键联接的工作面是键的__________。
A．两个侧面 B．上下两面
C．两个端面 D．侧面和上下面
6-3.通常用来制造键的材料是__________。
A．低碳钢 B．中碳钢
C．高碳钢 D．合金钢
6-4.一般普通平键联接的主要失效形式是__________。
A．剪断 B．磨损
C．胶合 D．压溃
6-5．一般导向键联接的主要失效形式是__________。
A．剪断 B．磨损
C．胶合 D．压溃
6-6．楔键联接的工作面是键的__________。
A．两个侧面 B．上下两面
C．两个端面 D．侧面和上下面
6-7．设计普通平键联接时，根据__________来选择键的长度尺寸。
A．传递的转矩 B．传递的功率
C．轴的直径 D．轮毂长度
6-8．设计普通平键联接时，根据__________来选择键的截面尺寸_
A．传递的力矩 B．传递的功率
C．轴的直径 D．轮毂长度
6-9．用圆盘铣刀加工轴上键槽的优点是__________。
A．装配方便 B．对中性好
C．应力集中小 D．键的轴向固定好
6-10．当采用一个平键不能满足强度要求时，可采用两个错开__________布置。
A．90° B．120°
C．150° D．180°
6-11．楔键联接的主要缺点是__________。
A．轴和轴上零件对中性差 B．键安装时易损坏
C．装入后在轮鼓中产生初应力 D．键的斜面加工困难
二、填空题
6-12．普通平键用于________联接，其工作面是________面，工作时靠________传递转矩，主要失效形式是________。
6-13．楔键的工作面是________，主要失效形式是________。
6-14．平键的剖面尺寸通常是根据________选择；长度尺寸主要是根据________选择。
6-15．导向平键和滑键用于_________联接，主要失效形式是________，这种联接的强度条件是_________。
6-16．同一联接处使用两个平键，应错开_________布置；采用两个楔键或两组切向键时，要错开_________；采用两个半圆键，则应_________。
2．填空题
6-12 静 两侧 侧面受挤压和剪切 工作面被压溃
6-13 上下面 压溃
6-14 轴的直径 轮毂长度
6-15 动 磨损 耐磨性条件p ≤[p]
6-16 180° 120° 布置在一条直线上
第八章 带传动
重要基本概念
1．失效形式和设计准则
失效形式：打滑、疲劳破坏。
设计准则：保证带传动不打滑，使带具有足够的疲劳寿命。
2．带传动的参数选择 P154-155
(1) 带轮的基准直径选择原则
(2) 带速的选择原则，；
(3) 传动比的选择原则.；
(4) 中心距的选择.原则
3．V 带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置
带传动不适合低速传动。在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中，应将带传动布置在高速级。若放在低速级，因为传递的圆周力大，会使带的根数很多，结构大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。
另外，V带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载能力。
4．带传动的张紧的目的，采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求
张紧的目的：调整初拉力。
采用张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。因为放在松边张紧力小；靠近大轮对小轮包角影响较小；从里向外是避免双向弯曲，不改变带中应力的循环特性。

8-1．带传动的失效形式有_________和_________。
8-2． 带传动所能传递的最大有效圆周力决定于_________、 _________、 _________和_________四个因素。
8-3．传动带中的的工作应力包括_________应力、_________应力和_________应力。
8-4．单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与_________、_________和_________有关。
8-5．在设计V带传动时，V带的型号根据__________和__________选取。
8-6．限制小带轮的最小直径是为了保证带中__________不致过大。
8-7．V带传动中，限制带的根数 Z≤Zmax，是为了保证_________。
8-8．V带传动中，带绕过主动轮时发生_________的弹性滑动。
8-9．带传动常见的张紧装置有_________、_________和_________等几种。
8-10．V带两工作面的夹角θ 为_________，V带轮的槽形角ϕ 应_________于θ 角。
8-1 打滑 疲劳破坏
8-2 初拉力 小轮包角 摩擦系数 带速
8-3 拉应力 离心应力 弯曲应力
8-4 带型号 小轮直径 小轮转速
8-5 传递功率 小轮转速
8-6 弯曲应力
8-7 每根V 带受力均匀（避免受力不均）
8-8 带滞后于带轮
8-9 定期张紧装置 自动张紧装置 张紧轮
8-10 40° 小于

8－12．已知：V带传动所传递的功率 P = 7.5 kW，带速 v=10m/s，现测得初拉力 F0 = 1125N，试求紧边拉力 F1 和松边拉力 F2

8-13．已知：V带传递的实际功率 P = 7 kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力 Fe 和紧边拉力 F1。

第九章 链传动
重要基本概念
1．链传动的主要工作特点
(1) 平均传动比准确，没有弹性滑动；
(2) 可以在环境恶劣的条件下工作（突出优点）；
(3) 中心距大，传递动力远，结构较小，没有初拉力压轴力小；
(4) 瞬时传动比不准，工作中有冲击和噪声；
(5) 只限于平行轴之间的传动，不宜正反转工作。
2．链轮的齿形
对链轮齿形的要求：保证链条顺利啮入和啮出；受力均匀；不易脱链；便于加工。
3．确定小链轮齿数 z1时应考虑的因素
(1) 考虑动载荷的大小，小链轮齿数越少，链传动的多边形效应和动载荷越大；
(2) 考虑大链轮齿数z2，为防止大链轮过早脱链应使：z2 ≤150；
(3) 考虑链速，当链速高时，小链轮齿数z1应尽量取的多些；
(4) 传动所占空间大小，尽量使结构紧凑。
4．滚子链条的主要参数尺寸
主要尺寸参数：节距、链长、排数。节距是最重要的参数。
5．链传动的润滑方式选择
如果链传动的润滑条件不能满足，其传动能力降低 70~80%。根据链速和链号选择润滑方式。包括：人工定期润滑、滴油润滑、油浴或飞溅润滑、压力喷油润滑。润滑油应加在链条的松边，使之顺利进入需要润滑的工作表面。
二、填空题
9-1．链轮转速越________，链条节距越________，链传动中的动载荷越大。
9-2．当链节数为_________数时，必须采用过渡链节联接，此时会产生附加________。
9-3．滚子链的最主要参数是链的_________，为提高链传动的均匀性，应选用齿数________的链轮。
9-4，为减小链传动的动载荷，小链轮齿数应选的_________些，为防止链传动过早脱链，小链轮齿数应选的_________些。
9-5．选用链条节距的原则是：在满足传递_________的前提下，尽量选用_________的节距。
9-6．在链传动布置时，对于中心距较小，传动比较大的传动，应使________边在上，________边在下，这主要是为了防止_________。而对于中心距较大，传动比较小的传动，应使紧边在________，松边在________，这主要是为了防止_________。
9-7．在设计链传动时，对于高速、重载的传动，应选用________节距的________排链；对于低速速、重载的传动，应选用________节距的________排链。
9-8．链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力________，其原因是链传动不需要_________。
9-9．链传动张紧的目的是________。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在________边，靠近________轮，从________向________张紧。
2．填空题
9-1 高 大
9-2 奇 弯曲应力
9-3 节距 较多
9-4 多 少
9-5 功率 较小
9-26 紧 松 链条不能顺利啮出而咬死 上 下 松边垂度过大相互摩擦
9－7 小 多 大 单
9-8 较小 初拉力
9-9 调整松边链条的悬垂量 松 小 外 里
第十章 齿轮传动

10－1 、二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？
答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。
10-2 一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？
答：一对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力 [σ] H ，其中较小者容易出现齿面点蚀。通常，小齿轮的硬度较大，极限应力σlim 较大，按无限寿命设计，小齿轮的许用接触应力 [σ] H 1 较大，不易出现齿面点蚀。
判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的，其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。

10-3 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2 mm，z1=22，z2 =95，αn = 20 °，a =120，齿轮1为右旋；低速级：mn= 3 mm，z3 =25，z4=79， °αn = 20，a =160。主动轮转速n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 4 kW，不计摩擦损失，试：
(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向；
(2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向；
(3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力；
(4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。
解题注意要点：
(1) 一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。
(2) 为使3轮轴向力与2轮反向，3轮左旋、4轮右旋。
(3) 为求齿轮3的分力，先求螺旋角T3和β3。
解：
(1) 各轮的转向和2轮的螺向如例7-8图2所示。
(2) 3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。
(3) 齿轮2、3 所受的各个分力如图所示。
(4) 求齿轮3所受分力：

10-4．一般开式齿轮传动的主要失效形式是_________和_________；闭式齿轮传动的主要失效形式是_________和_________；又闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是_________；闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是_________。
10-5．对于闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为_________，一般是按_________强度进行设计，按_________强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是_________；
10-6．对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是_________，但通常只按_________强度计算。这时影响齿轮强度的主要几何参数是_________。
10-7．在齿轮传动中，齿面疲劳点蚀是由于_________的反复作用而产生的，点蚀通常首先出现在_________。
10-8．齿轮设计中，对闭式软齿面传动，当直径 d1 一定，一般 z1 选得_________些；对闭式硬齿面传动，则取_________的齿数 z1，以使_________增大，提高轮齿的弯曲疲劳强度；对开式齿轮传动，一般 z1 选得_________些。
10-9．设计圆柱齿轮传动时，当齿轮_________布置时，其齿宽系数φd可选得大些。
10-10．对软齿面（硬度≤350 HBS）齿轮传动，当两齿轮均采用 45 钢时，一般采用的热处理方式为：小齿轮_________，大齿轮_________。
10-11．减小齿轮内部动载荷的措施有_________、_________、_________。
10-12．斜齿圆柱齿轮的齿形系数 YFa与齿轮的参数_________、_________ 和________有关；而与_________无关。
10-13．影响齿轮齿面接触应力σH的主要几何参数是________和________；而影响其极限接触应力σHlim的主要因素是_________和_________。
10-14．一对减速齿轮传动，若保持两轮分度圆的直径不变，减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将_________。
10-15．一对齿轮传动，若两轮的材料、热处理方式及许用应力均相同，只是齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度_________；两齿轮的接触疲劳强度_________。
10-16．一对直齿圆柱齿轮，齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足，可采用下列措施：_________，_________，_________来提高弯曲疲劳强度。
10-17．在材料、热处理及几何参数均相同的直齿圆柱、斜齿圆柱和直齿圆锥三种齿轮传动中，承载能力最高的是_________传动，承载能力最低的是_________传动。
10-18．齿轮传动的润滑方式主要根据齿轮的_________选择。闭式齿轮传动采用油浴润滑时的油量根据_________确定。
填空答案
10-4 齿面磨损 轮齿折断 齿面点蚀 轮齿折断 齿面点蚀 轮齿折断
10-5 齿面点蚀 接触疲劳 弯曲疲劳 直径（或中心距）
10-6 齿面磨损 弯曲疲劳 模数
10-7 接触应力 节线附近齿根一侧
10-8 大 较少 模数 较少
10-9 对称
10-10 调质处理 正火处理
10-11 提高齿轮制造精度 降低工作速度 沿齿廓修形
10-12 齿数 螺旋角 变位系数
10-13 分度圆直径 d 齿宽 b 齿轮材料种类 齿面硬度（热处理方式）
10-14 不变
10-15 高 相等
10-16 直径不变，增大模数减少齿数 提高齿面硬度 采用正变位
10-17 斜齿圆柱齿轮 直齿圆锥齿轮
10-18 齿轮的圆周速度 传递功率

第十一章 蜗杆传动
1、与其他传动相比，蜗杆传动有以下特点。
① 传动比大。一般动力传动中，i=10～80；在分度机构或手动机构中，i可达300，若主要是传递运动，i可达1000。
② 工作平稳。由于蜗杆齿为连续不断的螺旋齿，故传动平稳，噪音小。
③ 可以实现自帧。在蜗杆传动中，蜗杆犹如螺杆，蜗杆传动作用力关系也和螺旋传动一样，故蜗杆导程角小于蜗杆副的当量摩擦角时，蜗杆传动就具有自锁性。
④ 效率较低。由于蜗杆与蜗轮齿面间相对滑动速度很大，摩擦与磨损严重，故蜗杆传动效率低。一般为h=0.7～0.9，自锁时h<0.5。因此，在连续工作的闭式传动中，应具有良好的润滑和散热条件。
⑤ 蜗轮材料较贵。为了减磨和抗胶合，蜗轮材料常选用青铜合金制造，成本较高。
⑥ 不能实现互换。由于蜗轮是用与其匹配的蜗杆滚刀加工的，因此，仅模数和压力角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换的。
2、传动比 i

3、正确啮合的条件
蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即　 　　ma1= mt2 = m
　　　　　 αa1=αt2=20°
β＝γ 且蜗轮蜗杆螺旋线方向相同，
4、中心距

5、蜗轮磨损、胶合、蜗杆刚度不足是主要的失效形式。
1）对于开式蜗轮传动，或传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数z2大于 90时，通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计。
2）对于闭式蜗轮传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度，还必须作热平衡计算，以免发生胶合失效。

11－1设计蜗杆传动时，确定蜗杆的头数 z1 和蜗轮的齿数 z2 应考虑哪些因素？
答：要考虑：传动比要求；传动效率要求；避免加工蜗轮时产生根切；蜗杆的刚度，蜗轮的齿根弯曲强度要求；蜗杆传动的反向自锁性要求等；
11-2 为什么铸铝青铜和灰铸铁蜗轮的许用接触应力与齿向滑动速度有关， 而铸锡青铜蜗轮的许用接触应力与滑动速度无关？
答：铸铝青铜和灰铸铁蜗轮的主要失效形式是齿面胶合，而胶合的发生与滑动速度有关，所以其许用接触应力与齿向滑动速度有关。铸锡青铜蜗轮的主要失效形式是齿面点蚀，其发生是由接触应力所致，故许用接触应力与滑动速度无关。
11-3 试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。

[解] 各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图

第十二章 滑动轴承

重要基本概念
1．动压油膜形成过程
随着轴颈转速的提高，轴颈中心的位置和油膜厚度的变化如图.

从n=0，到n→∞，轴颈中心的运动轨迹为一半圆。利用此原理可以测量轴承的偏心距e，从而计算出最小油膜厚度hmin。
2．动压油膜形成条件
(1) 相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙；
(2) 两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出；
(3) 润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。
3．非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进行这些计算
失效形式：磨损、胶合
设计准则：维护边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。
验算内容：

因为在液体动压润滑滑动轴承的启动和停车过程中，也是处于非液体摩擦状态，也会发生磨损，也需要进行上述三个条件的验算。
5．液体动压润滑轴承的工作能力准则
(1) 保证油膜厚度条件：hmin≥[h]；
(2) 保障温升条件：Δt ≤ [Δt]=10~30 C ° 。

12-1．机械零件的磨损过程分三个阶段：__________阶段、__________阶段和剧烈磨损阶段。
12-2．滑动轴承使用轴瓦的目的是_________，降低成本，_________。
12-3．影响润滑油粘度的主要因素有_________和_________。
12-4．两摩擦面之间的典型摩擦状态有_________状态、_________状态、_________状态和_________状态。非液体摩擦轴承一般工作在_________状态和_________状态，液体动压润滑轴承工作在_________状态，滑动轴承不允许出现_________状态。
12-5．非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是_________和_________。防止滑动轴承发生胶合的根本问题在于_________。
12-6．对非液体摩擦轴承工作能力的验算项目为_________，_________，_________。
12-7．设计非液体摩擦滑动轴承时，验算p≤[p]是为了防止_________；验算pv≤[pv]是防止_________。
12-8． 滑动轴承的相对间隙是________与________之比， 偏心率ε是________与________之比。
12-9．在滑动轴承中，润滑油的端泄量与轴承的__________、__________及油压有关。
12-10．选择滑动轴承所用的润滑油时，对液体摩擦轴承主要考虑润滑油的_________；对非液体摩擦轴承主要考虑润滑油的________