发布时间 : 星期四 文章2012机械设计思考题答案更新完毕开始阅读7625a6f10242a8956bece414
?包角α↑→最大有效拉力Fec ↑
?摩擦系数 f↑→最大有效拉力Fec ↑
当已知带传递的载荷时,可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0。 切记:欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析!
/欧拉公式表示了带的最大传动能力,在临界打滑的情况下,紧边和松边拉力之
F1?qv2比为?efv?。从公式可见:增大摩擦系数、增大包角、尽量使传动在靠2F2?qv近最佳速度下工作都可以提高带的传动能力,此外还可以采用新型带传动、采用高强度带材料等。
8. 带传动时,带中所受的应力有那几种?带中所受最大应力应在何处?p148-149
答:拉应力、弯曲应力、离心拉应力;带中可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。
9. 带传动的主要失效形式是什么?设计准则是什麽? (课件) 答:带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。
带传动的设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。 10. 带轮主要用哪些材料制造?带轮的结构形式有哪些?根据什麽来选带轮的结构形式?(课件)
答:通常采用铸铁,常用材料的牌号为HT150和HT200。
转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成,小功率时可用铸铝或塑料 V带轮的典型结构有:实心式、 腹板式、 孔板式和 轮辐式。 带轮的结构设计,主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。
链传动
1. 链传动基本组成部分?与带传动和链传动相比链传动有那些特点?p165 答:由链条和链轮组成; 与摩擦型的带传动相比:
a. 链传动无弹性滑动和整体打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;
b. 又因链条不需要像带那样张得很紧,所以作用于轴上的径向压力较小; c. 链条采用金属材料制造,在同样的使用条件下,链传动的整体尺寸较小,结构较为紧凑;
d. 同时,链传动能在高温和潮湿的环境中工作。
2. 滚子链的结构由哪些元件组成?链节数最好是奇数还是偶数?p166 答:由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成;最好是偶数。 3. 滚子链标记为:16A-2X138 GB1234.1-83的含义是什么?p167 答:A系列、节距25.4mm、双排、138节的滚子链。
4. 为什么在一般情况下,链传动的瞬时传动比不是常数?p173
i?答:链传动瞬时传动比为:
?1R2cos???2R1cos?其中γ
与β均在周期内不断变化,因
此由公式可知,链传动的瞬时传动比是变化的,故并非常数。链传动的传动比变化与链条绕在链轮的多边形特征有关。
/链传动链传动的不均匀性的特征,是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边 形这一特点所造成的,也称为链传动的多边形效应。 5. 链传动的主要失效形式由哪些?p175
答:链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、链条铰链的胶合、链条的静力破坏。 齿轮传动
1. 齿轮传动的主要特点是什么?缺点是什麽?p186
答:效率高,结构紧凑,工作可靠、寿命长,传动比稳定; 缺点是齿轮传动的制造及安装精度要求高,价格较贵,且不宜用与传动距离过大的场合。
2. 齿轮传动有那些失效形式?各是什麽原因造成的?p186-188、课件 答:
轮齿折断:因为在齿根过渡部分的载面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用,当轮齿重复受载后,齿根处就会产生疲劳裂纹,并逐步扩展,致使轮齿疲劳折断;
齿面磨损:当啮合齿面间落入磨料性物质(如砂粒、铁屑等)时,齿面即被逐渐磨损而致报废。这是开式齿轮传动的主要失效形式之一;
齿面点蚀:齿面材料在变化着的接触应力作用下,由于疲劳而产生的麻点状损伤现象;
齿面胶合:对于高速重载的齿轮传动,齿面间的压力大,瞬时温度高,润滑效果差,当瞬时温度过高时,相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象,由于此时两齿面又在作相对滑动,相粘接的部位即被撕破,于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕。
塑性变形:由于在过大的压力作用下,轮齿表面材料处于屈服状态,在齿面切向力作用下产生的材料塑性流动。
3. 一般齿轮传动的设计准则是什么?课件 对一般工况下的齿轮传动,其设计准则是:
保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀。
对高速重载齿轮传动,除以上两设计准则外,还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计。
4. 闭式齿轮传动和开式齿轮传动的设计准则是什麽?说明原因。P189、课件 答: 闭式软齿面齿轮传动,以保证齿面接触疲劳强度为主。
闭式硬齿面或开式齿轮传动,以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
原因:在闭式齿轮传动中,通常以保证齿面接触疲劳强度为主;开式齿轮传动,按理应保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则计算,但对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善,故目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 5. 齿轮强度计算为什么要用计算载荷?载荷系数有那些影响因素?其中各影响因素的主要内容是什麽?p192、课件 原因:a.在实际传动中,由于原动机及工作机性能的影响,以及轮齿的制造误差,特别是基节误差和齿形误差的影响,会使法向载荷增大;
b.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。
因此在计算齿轮传动的强度时,应按接触线单位长度上的最大载荷,即计算载荷;
载荷系数的影响因素:
K为载荷系数,其值为:K=KA Kv Kα Kβ
KA ─使用系数;Kα─齿间载荷分配系数;Kv ─动载系数;Kβ─齿向载荷分布系数
a.使用系数KA:是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响的系数; b.动载系数KV:是考虑齿轮啮合刚度变化、制造装配误差等引起的附加动载荷
影响的系数;
c.齿间载荷分配系数Kα:是考虑由于齿距误差及弹性变形等因素,使载荷在各
啮合齿间分配不均匀的影响系数;
d.齿向载荷分布系数Kβ:考虑载荷在齿面上分布不均的影响系数;
6. 齿型系数YFa的物理意义是什么?应力校正系数YSa主要考虑的是对什么的影响?p200 课件
答:YFa为齿形系数,是一个无因次量,是仅与齿形有关而与齿的大小(模数m)
无关的系数,其值可根据齿数查表获得。(与齿数有关) 主要考虑的是载荷作用于齿顶时的影响。 7. 齿宽系数Φd的定义及选择原则?p205
答:Φd=b/d1;由齿轮的强度计算公式可知,轮齿愈宽,承载能力也愈高,因而轮齿不宜过窄;但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀,故齿宽系数应取得适当。
8. 一对相啮合的大小齿轮,其齿轮的接触应力是否相等?齿根弯曲应力是否相等?p203
答:相等;相等。
9. 载荷作用在何处时齿根弯曲应力最大?而弯曲疲劳强度计算时,为什么通常假设载荷作用于齿顶。P199
答:齿根所受的最大弯矩发生在齿轮啮合点位于单对齿啮合区最高点时;
对于制造精度较低的齿轮传动,由于制造误差大,实际上多由在齿顶处啮合的齿轮分担较多的载荷,为便于计算,通常假设载荷作用于齿顶。 10. 一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为多少?p204 答:20°
11. 如何选择齿数?p205
答:闭式齿轮传动,小齿轮一般取z1=20~40;
开式(半开式)齿轮传动,小齿轮一般取17~20;
为使轮齿免于根切,对于α=20°的标准直齿圆柱齿轮,应取z1≥17; 小齿轮确定后大齿轮按齿数比u=z2/z1计算,z2和z1一般互为质数。 12. 斜齿轮传动有何特点?螺旋角β应如何确定?p214
轴向力与tanβ成正比,为了不使轴承承受过大的轴向力,斜齿圆柱齿轮传动的螺旋角β不宜选得过大,常在β=8°~20°之间选择。
13. 齿轮的主要结构类型有那些?什麽情况下加工成齿轮轴?p229 参考书 主要结构类型:
a.实心结构;b.腹板式结构;c.带加强肋的腹板式结构;d.轮辐式结构的齿轮。 对于直径很小的钢制齿轮,当为圆柱齿轮时,若齿根圆到键槽底部的距离e<2mt(mt为端面模数),当为锥齿轮时,按齿轮小端尺寸计算而得到的e<1.6mt时,
均应将齿轮和轴做成一体,即齿轮轴。 (当齿轮的齿顶圆直径小于160mm时,可以做成实心结构或腹板结构的齿轮;当齿顶圆直径小于500mm时可以做成腹板结构齿轮,其中当齿顶圆直径大于300mm时可以设加强筋板;当齿轮的齿顶圆直径更大时可以采用轮辐式结构) 14. 在齿轮加工时,常用的热处理方法有哪些?(百度知道)
普通极轻载荷齿轮可以不热处理;一般轻载荷的齿轮用正火或调质齿轮.较重要齿轮用表面淬火或整体淬火就可以。重要齿轮是要用调质+表面淬火、渗碳淬火;轻载精密齿轮碳氮共渗或软氮化。
15. 齿面磨损产生的的原因、后果及减轻或防止磨损的主要方法
答:齿轮在传动时,相啮合的齿面间有相对滑动,因此就要发生摩擦和磨损,增加动力消耗,降低传动效率,主要方法为在轮齿啮合面间加注润滑剂。
第四篇 滑动轴承
1. 在不完全液体润滑滑动轴承设计中,限制pv值的主要目的是什么?p286 答:轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗fpv成正比,限制pv值就是限制轴承的温升。
2. 滑动轴承本身具有哪些独特的优点?(参考书) a. 滑动轴承因面接触而承载能力大;
b. 轴承工作面上的油膜有减振、抗冲击和消除噪声的作用,处于液体润滑状态的活动轴承,摩擦系数非常小,磨损很轻,寿命很长; c. 可以达到很高的回转精度,制造成本比滚动轴承低;
d. 轴承的径向尺寸小,可制成剖分结构,便于长轴的中间支撑。
所以在不便于采用滚动轴承的高速、高精度、重载、结构上要求剖分的场合,普遍采用滑动轴承。 3. 滑动轴承分类p275
答:按承受载荷方向:径向轴承,止推轴承;
按滑动表面间润滑状态:液体润滑轴承,不完全液体润滑轴承,自润滑轴承; 按液体润滑承载机理:液体动力润滑轴承,液体静压润滑轴承。
滚动轴承
1. 滚动轴承主要由哪些零件组成?p307 答:内圈,外圈,滚动体,保持架。 2. 滚动体主要由哪些形状?p307
答:球,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,非对称球面滚子,滚针等。 3. 与滑动轴承相比,滚动轴承主要由哪些特点?p275、参考书 摩擦系数小,起动阻力小,已标准化,选用润滑、维护都很方便。 /优点:
a. 在一般工作条件下,摩擦系数比滑动轴承小,比较稳定,不随轴承速度而变化。所以采用滚动轴承的机器启动力矩小,功率损耗小; b. 径向游隙比较小,运转精度高;
c. 对于同尺寸的轴径,滚动轴承宽度比滑动轴承小,可使轴向结构紧凑; d. 大部分滚动轴承能同时承受径向和轴向负荷,使轴承的组合结构简单; e. 消耗润滑剂少,便于密封,易于维护;