机械设计复习题.docx

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机械设计复习题

复习题

一、填空题

1.机器的基本组成要素是__机械零件__。

2.机器的基本组成部分是原动机部分、传动部分、执行部分。

3.机器由于某种故障而不能完成其预定的功能称为失效。

4.当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的50％。

5．若一零件的应力循环特性，σa=70N/mm2,此时σm为70，σmax为140，σmin为70。

6．螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能力好。

7．普通外圆柱螺纹联接的公称直径指的是螺纹的大径，计算螺纹的危险

截面时使用的是螺纹的小径。

}

8.三角形螺纹的牙型角α＝60°，适用于连接，而梯形螺纹的牙型角

α＝30°，适用于传动。

9.普通平键联接的工作面是键的_键的两侧面_；楔键联接的工作面是键的键的上、下两面。

10.平键联接的主要失效形式有：

工作面压溃（静联接），工作面磨损（动联接），个别情况下会出现键的剪断。

11.带传动在工作过程中，带内所受的应力有松紧边上拉力产生的拉应力、离心拉应力和弯曲应力，最大应力发生在带绕进小带轮处。

12.带传动的主要失效形式为　打滑　和　疲劳破坏　。

13.带传动的设计准则是在保证带传动部打滑的情况下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。

14.选取V带型号，主要取决于带传递的功率和小带轮转速。

15.V带传动中，主动带轮的圆周速度总高于从动轮带的圆周速度，这种现象产生的原因是。

16．链传动水平布置时，最好紧边在上，松边在下。

}

17.链传动的瞬时传动比不断变化的原因是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形。

18.在链传动中，链轮的转速越高，节距越大，则传动的动载荷越大。

19．有一链传动，小链轮主动，转速n1=800r/min，齿数z1=25，z2=50。

现假设大链轮转速降低到n2=352r/min，链条长度不变，若从动轮齿数z2不变，则变化后的主动轮齿数

应为22。

20.对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿疲劳折断

21.齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按齿面接触强度设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。

22.闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS≤350时，通常首先出现点蚀破坏，故应按齿面接触疲劳强度进行设计；但当齿面硬度HBS＞350时，则易出现轮齿折断破坏，按齿根弯曲疲劳强度进行设计。

23．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大于大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取大齿轮齿宽b2。

24.斜齿圆柱齿轮的当量齿数Ｚｖ＝　Z/cos3　。

25.直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝　；标准模数和压力角在齿轮的　。

26．蜗杆传动，蜗杆头数越多，效率越高。

—

27.代号为6306的滚动轴承为深沟球轴承，其内径为30mm。

28．6312表示轴承内径为60，类型为深沟球轴承。

29.若角接触球轴承的当量动负荷P为基本额定动负荷C的1/2，则滚动轴承的基本额定寿命为转。

30.安装滚动轴承时，其内圈与轴径一般是采用基孔制配合关系，以保证两者之间没有相对的转动。

31．轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为心轴，主要受转矩的轴为传动轴。

32.为保证轴上零件紧靠定位端面，轴间圆角半径r必须小于相配零件的倒角C或者圆角半径R。

（填≤或≥或＜或＞）

二、单项选择题

1.循环特性r=－1的变应力是A应力。

A．对称循环变   B.脉动循环变 C．非对称循环变  D．静

2.某截面形状一定的零件，当其尺寸减小时，其疲劳极限值将随之A。

A.增高　　B.降低　C.不变　　D.不确定

3．大多数通用零件及专用零件的失效都是由____B_____引起的。

A.低周疲劳B.高周疲劳C.应变疲劳D.塑性变形

4．通常，一部机器主要是由（A）三部分构成的。

A.原动部分，传动部分，执行部分B.原动部分，传动部分，控制部分

C.辅助系统，传动部分，控制部分D.原动部分，控制部分，执行部分

5．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（D）。

A．粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹C．梯形螺纹D.锯齿形螺纹

6.零件的工作安全系数为（A）

A．零件的极限应力比许用应力B．零件的工作应力比许用应力

】

C．零件的极限应力比零件的工作应力D．零件的工作应力比零件的极限应力

7.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用（B）。

A．螺栓联接B．双头螺柱联接

C．螺钉联接D．紧定螺钉联接

8.采用螺纹联接时，当被连接件很厚不经常拆卸时，宜采用B。

A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉链接

9.被联接件受横向外力作用时，如采用普通螺栓联接，则螺栓可能的失效形式为A。

A．剪切或挤压破坏　B．拉断　　C．扭转破坏　　D．拉、扭断裂

10.承受预紧力

的紧螺栓连接在受工作拉力F时，残余预紧力

，其螺栓所受的总拉力F0为（B）.

A、F0=F+

B、F0=F+

C、F0=

+

D、F0=

+

11、带传动中，其最大应力发生在（D）。

A、松边与大带轮的切点B、紧边与大带轮的切点

C、松边与小带轮的切点D、紧边与小带轮的切点

12．普通平键是靠键的B来传递扭矩。

A.上表面B.两侧面　　C.下表面D.不受力

13.平键连接的工作面是（B）。

A、上下两面B、左右两侧面

C、左右两侧面及下面D、左右两侧面及上下面

14．键的截面尺寸b×h主要是根据（D）来选择。

A.传递扭矩的大小B.传递功率的大小

、

C.轮毂的长度D.轴的直径

15.在V带传动中，小轮包角一般应大于（C）。

A.90°B.100°C.120°°

16．带传动中，小带轮包角一般不宜小于C。

A.90°B.100°C.120°°

17．带传动的弹性滑动现象是由于（A）而引起的。

A．带的弹性变形B．带与带轮的摩擦系数过小

C．初拉力达不到规定值D．带型选择不当

18．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于C。

A．包角α太小B.初拉力F0太小

…

C．紧边与松边拉力不等D.传动过载

19、如下图所示带传动的布置方式，小带轮为主动轮，大带轮为从动轮，最小轮为张紧轮，a、b、c、d中哪一种是合理的（B）

A、（a）B、（b）C、（c）D、（d）

20、套筒滚子链中，滚子的作用是（C）。

A、缓冲吸震B、提高链的承载能力

C、减轻套筒与轮齿之间的摩擦与磨损D、提高传动效率

21.在链传动中，若大链轮的齿数过大，则__A。

》

A．链条磨损后，易脱链和跳链B．链条的磨损快

C．链传动的动载荷与冲击作用大D．链传动的噪音大

22．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节

后D。

A．制造困难B.要使用较长的销轴

C．不便于装配D.链板要产生附加的弯曲应力

23.当两轴距离较远时，且要求平均传动比准确时，宜采用（A）。

A．链轮传动B．一对齿轮传动

C．轮系传动D．带传动

24．一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的B必须相等。

]

A.直径　　B.模数　　C.齿宽　　D.齿数

25.齿轮传动中，目前磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的方法以考虑（B）的影响。

A.齿面点蚀B.齿面塑性变形

C.齿面磨损D.齿面胶合

26．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效

形式为B。

A．轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀

C．齿面胶合D.齿面塑性变形

27．一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是（C）。

A.齿面点蚀B.齿面磨粒磨损C.轮齿折断D.齿面胶合

）

28.一对标准圆柱齿轮传动，已知齿数z1=30，z2=75，它们的齿形系数的关系是__B_________。

A．YFa1YFa2；

C．YFa1=YFa2；D．条件不足，无法判断。

29、提高齿轮表面疲劳强度的有效方法是（A）。

A、加大齿轮分度圆直径B、分度圆不变，加大齿轮模数

C、减少齿轮宽度D、分度圆不变，增加齿数

30．设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在8°～20°范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起（B）。

A.大的切向力B.大的轴向力C.小的切向力D.小的轴向力

31．齿轮传动中将轮齿加工成鼓形齿的目的是为了_____B______。

A．减小动载系数B．减小齿向载荷分布系数

-

C．减小齿间载荷分配系统D．减小使用系数

32.以下各传动中，需要进行热平衡计算的是（C）。

A.直齿圆柱齿轮传动　　B.圆锥齿轮传动

C.蜗杆传动　D.链传动

33.蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是（B）。

A.i=d2/d1B.i=Z2/Z1C.i=n2/n1D.i=d1/d2

34.蜗杆传动的总效率,主要取决于（B）效率。

A.轴承摩擦损耗B.啮合摩擦损耗

（

C.加装风扇损耗D.搅油损耗

35.在润滑良好条件下，为提高蜗杆传动啮合效率，可采用的方法为（D）。

A．减小齿面滑动速度υsB.减少蜗杆头数Z1

C．增大蜗杆直径系数q1D.增加蜗杆头数Z

36.对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是（B）。

A、防止润滑油受热后外溢，造成环境污染

B、防止润滑油温过高使润滑条件恶化

C、防止涡轮材料在高温下机械性能下降

D、防止蜗杆涡轮发生热变形后正确啮合收到破坏

37、带、齿轮与链组成传动系统，其传动方案设计顺序应当是（A）。

"

A、带→齿轮→链传动→输出B、链→齿轮→带传动→输出

C、齿轮→带→链传动→输出D、链→带→齿轮传动→输出

38.下列滚动轴承中,角接触球轴承是（A）；其内径尺寸为100mm。

A.7020ACB.N2218

C.6210D.32307/P5

39.在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（A）。

A．N208B.6208C.3208D.5208

40．在各种基本类型的向心滚动轴承中B不能承受轴向载荷。

A.调心球轴承B.圆柱滚子轴承

C.调心滚子轴承D.深沟球轴承

@

41.滚动轴承的基本额定动载荷是指该轴承_____D_____。

A．使用寿命为106转时所能承受的最大载荷；

B．使用寿命为106小时时所能承受的最大载荷；

C．平均寿命为106转时所能承受的最大载荷；

D．基本额定寿命为106转时所能承受的最大载荷。

42.下列零件的失效形式中，（C）不属于强度问题。

A．螺栓断裂B．齿轮的齿面发生疲劳点蚀

C．蜗杆轴产生过大的弯曲变形D．滚动轴承套圈的滚道上被压出深的凹坑

、

43.联轴器和离合器的根本区别是（C）。

A.联轴器只能用来联结两根轴，离合器还可用来联结轴上的其它回转零件；

B.联轴器只能用来传递转矩；离合器除传递转矩外，还可用作安全、定向或启动装置；

C.要把联轴器联结的两轴分离，需要使机器停车进行拆卸；离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离

D.联轴器可以采用弹性元件来缓冲吸振；离合器则没有这种特性

44.多盘摩擦离合器的内摩擦盘做成蝶形这是为了C。

A．减轻盘的磨损B．提高盘的刚性

C．使离合器分离迅速D．增大当量摩擦系数

45.降低转轴表面粗糙度值,并对必要部位进行表面强化处理，主要是为了提高转轴的__C__。

A．刚度B．承载能力C．疲劳强度D．振动稳定性

46．下列轴上定位方式哪种属于周向定位C。

A．轴肩B.弹性挡圈C.键联接D.轴承端盖

三、判断题（正确的打√，错误的打×）

1.综合影响系数Kσ只对应力幅有影响，而对平均应力无影响。

（T）

2.螺纹的中径是螺纹的公称直径。

（F）

3.三角形螺纹的牙形角比矩形螺纹的牙形角大，故三角形螺纹主要用于螺纹联接，而矩形螺纹主要用于螺旋传动。

（T）

4.为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母联接方式。

（F）

5.受横向载荷的紧螺栓联接主要是靠被联接件接合面之间的摩擦来承受横向载荷的。

（T）

#

6、在气缸盖与气缸体的螺栓组紧连接中，若气缸内气体气压在0～20MPa之间循环变化，则螺栓中发生的拉应力为非对称循环应力。

（T）

7.在选用普通平键时，是通过强度计算来确定键的截面尺寸b和h的。

（F）

8.由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一母线上。

（F）

9.定位销的直径可根据结构确定，其数目不限。

（F）

10.螺纹的升角越大，其传动效率越高，自锁性也越好。

（F）

11.楔键的工作面是两个侧面。

（F）

12、楔键在安装时要楔紧，故定心性能好。

（T）

13.带传动中，打滑现象是不可避免的。

（T）

14.带传动中的弹性滑动不可避免的原因是瞬时传动比不恒定。

（F）

15.V带传动的承载能力与V带在大带轮上的包角有关。

（F）

。

16.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。

（T）

17.在链传动中，限制链轮最小齿数的目的之一是为了减小传动的运动不均匀性和动载荷。

（T）

18.滚子链通常设计成链节数为偶数，这是因为磨损均匀。

（T）

19.渐开线直齿圆柱齿轮上的分度圆与节圆相等。

（F）

20.在圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的。

（T）

21.动载系数KV是考虑主、从动齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷对齿轮载荷的影响系数。

为了减小内部附加动载荷，可采用修缘齿。

（T）

22、一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=60，其齿形系数是

＜

。

（F）

23、一对齿轮啮合传动，其齿面接触应力

=

。

（T）

24、一对齿轮圆柱若接触强度不够时，应增大模数；而齿根弯曲强度不够时，则要加大分度圆直径。

（F）

25.斜齿圆柱齿轮啮合的径向力计算公式为：

Fr=Ft×tanαt/cosβ。

（T）

~

26.右旋蜗杆主动时，使半握拳的右手四指与蜗杆转向一致，则拇指的指向即为蜗杆轴向力的方向。

（T）

27.蜗杆传动的正确啮合条件之一是蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角大小相等，方向相反。

（F）

28.当载荷较大时，可选用滚子轴承，对轻、中载荷应选用球轴承。

（T）

29、滚动轴承的类型代号由数字加字母表示。

（F）

30、向心推力轴承在仅受径向载荷而不受轴向载荷情况下也会产生附加轴向力。

（T）

31.通常对于跨距L>350mm，且工作温度变化较大的轴，可将滚动轴承支承设计为一端固定，另一端能轴向游动的结构。

（T）

32.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。

（T）

33、当转速较高、所传递的转矩不大、需频繁启动，且两轴较难对中时，宜选用弹性套柱销联轴器。

（T）

34.按扭转强度条件计算得出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。

（T）

35、只传递转矩的轴是转轴。

（F）

、

36.利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。

（T）

37.为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。

（F）

38.轴的设计的主要问题为强度，刚度和振动稳定性。

此外还应考虑轴的结构设计问题。

（T）

39.按许用切（扭剪）应力计算,因为只考虑了转矩未考虑弯矩，所以这种方法只适用于传动轴不适用于转轴。

（F）

四、简答题

1、机械零件主要的失效形式有哪些针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则

失效：

1.整体断裂2.过大的残余变形3.零件的表面破坏4.破坏正常工作条件引起的失效

设计准则：

1.强度准则2.刚度准则3.寿命准则4.振动稳定性准则5.可靠性准则

2.螺纹联接的常用防松方法有那些每种常用防松方法试举出一个防松装置或例子。

第一种是摩擦防松。

采用弹性垫圈、双螺母、自锁螺母和尼龙嵌件锁紧螺母等

第二种方式是机械防松。

采用开口销、串连钢丝和止动垫圈等。

-

第三种方式是铆冲防松。

在拧紧后采用冲点、焊接、粘接等方法，

第四种方式是结构防松。

即唐氏螺纹紧固件

3．简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种

 螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。

4.螺纹联接主要有哪几种基本类型试简述其特点及使用场合。

（1） 螺栓联接 双头螺柱联接  螺钉联接  紧定螺钉联接 

（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。

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。

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。

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。

|

5.右图所示为某零件与机架通过螺栓

联接的示意图，试分析该联接在载荷

F作用下可能发生的失效形式。

如图，该联接可能发生的失效形式有：

①左端受力最大的螺栓被拉断； 

②在载荷F产生的力矩作用下，接合面左端 

可能分离，零件或机架的右接合面处可能被压坏； 

③在载荷F作用下，零件相对机架产生滑移。

%

6.试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。

答：

张紧力F0 越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而 降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。

7、受变载荷作用的紧螺栓连接，螺栓所受工作应力在0～F之间变化，在保持剩余预紧力不变条件下，采用哪些措施可减小螺栓的应力幅

（1）降低螺栓刚度

（2）增大被联接件刚度（3）同时采用以上两种措施

8.图示一V带传动，小带轮为主动轮，转向为顺时针。

A、C和B、D分别是V带绕入点和绕出点。

:

试问：

（1）在哪个点上带速大于带轮圆周速度

（2）在哪个点上带速等于带轮圆周速度

（3）在哪个点上带速小于带轮圆周速度

 1）D点上带速大于带轮圆周速度  

 2）A、C点上带速等于带轮圆周速度 

3）B点上带速小于带轮圆周速度 

9、带传动中，带所受总的应力由哪几项应力构成通常哪项应力影响最大

带传动工作时，带中应力由三部分组成：

紧边和松边拉力产生的拉应力，离心拉应力及弯曲应力。

最大应力发生在紧边刚绕上主动小袋轮的那个截面上。

对带的疲劳强度影响最大的是弯曲应力。

10.简述齿间载荷分配系数Ｋα和齿向载荷分布系数Ｋβ分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响。

"

系数Ｋα考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；

系数Ｋβ考虑的是载荷在同 时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。

11.齿轮传动的主要失效形式

齿轮折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形

12.齿面点蚀一般发生在何部位防止或减小点蚀的措施有哪些

1）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

13、齿面点蚀一般发生在何部位为什么并简述点蚀产生的机理

\

14.齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论分别针对哪些失效若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么

齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。

齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。

15.蜗杆传动常用降温措施有哪些

1、合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片

2、在蜗杆轴上装置风扇，进行人工通风

3、在箱体油池内装设蛇形冷却水管

4、采用压力喷油循环润滑

16.根据相应序号回答问题：

（6分）

^

①试说明下列各轴承的内径有多大

②哪个轴承公差等级最高

③哪个允许的极限转速最高

④哪个承受径向载荷能力最高

⑤哪个不能承受径向载荷

⑥哪个承受轴向径向联合载荷的能力最高

630651306N306/P6303066306/P530206

17．什么是滚动轴承的寿命什么是基本额定寿命

滚动轴承的寿命滚动轴承的基本额定动载荷和当量动载荷。

^

基本额定寿命是指一批相同的轴承在同样条件下工作，其中10％的轴承产生疲劳点蚀时

转过的总转数，或在一定转速下总的工作小时数。

18.什么叫做滚动轴承的基本额定寿命及基本额定动载荷

基本额定寿命是指一批相同的轴承在同样条件下工作，其中10％的轴承产生疲劳点蚀时

转过的总转数，或在一定转速下总的工作小时数。

基本额定动载荷，是指使轴承的基本额定寿命恰好为100万转时，轴承所能承受的载荷，用字母C表示。

这个基本额定动载荷，对向心轴承，指的是纯径向载荷，

19.联轴器和离合器的功用是什么二者的区别是什么

联轴器和离合器的作用都是用来连接轴与轴达到传递运动与扭矩。

也可作为安全装置，作过载保护。

不同点是联轴器在机器运转中一般不能分离，只有在停机后才能断开；离合器在机器运转中可随时接合或脱开连接。

20.根据受载轴可分为哪几类，各受什么载荷

心轴：

只承受弯矩，不传递扭矩； 传动轴：

只传递扭矩，不承受弯矩； 转轴：

既承受弯矩，又传递扭矩

】

21.轴的结构设计中要考虑那些因素

轴的设计从受力分析的角度要考虑的因素是载荷压力、弯矩和扭矩。

从材料的角度要考虑的因素是材料的力学性能和化学成分要与工况相吻合。

从配合的角度要考虑的因素是公差配合和表面光洁度。

从设计指标的角度要考虑的因素是轴的强度、刚度和稳定性；轴的寿命；轴的工艺性；轴的经济性等指标。

五、计算题

1、某零件在不稳定变应力情况下，应力性质为对称循环，已知循环基数为N0，对称循环疲劳极限为σ-1，材料常数为m，如果此零件在σ1下工作n1次，在σ2下工作n2次，且σ1、σ2均大于σ-1。

试按线性疲劳累积损伤理论（Miner法则）求出它在σ3下可工作的应力循环次数n3=

2.图示两根梁用8个级普通螺栓（屈服强度

）与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=，控制预紧力，试确定所用螺栓的最小计算直径。

取防滑系数Ks=，安全系