Question

机械设计简答题1

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Answer 1

1． 链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？能否避免？如何减少动载荷？
答：由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形，链条的速度产生周期性变化，链传动在工作时引起动载荷。只有在Z1=Z2，且传动的中心距恰好为节距的整数倍时，传动比才能在全部啮合过程中保持不变，避免产生动载荷。减小节距、降低链轮转速、增大小链轮齿数，可以减少动载荷。
2． 齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么？改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些？
答：Kβ的物理意义：考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。措施：(1)齿轮的制造和安装精度提高(2)轴、轴承及机体的刚度提高(3)齿轮在轴上的布置—合理选择(4)轮齿的宽度—设计时合理选择
3． 试述齿轮传动的设计准则
答：(1)软齿面闭式齿轮传动：通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。（2）硬齿面式齿轮传动：通常先按齿根弯曲强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。（3）告诉重载齿轮传动，还可能出现齿面胶合，故需校核齿面胶合强度。（4）开式齿轮传动：目前多是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。
4． 按照轴所受载荷类型的不同，轴分为哪几种类型？并分别举例说明。
答：（1）仅受弯矩M的轴—心轴，只起支撑零件作用，如自行车前轴。（2）仅受转矩T的轴—传动轴，只传递运动和转矩不起支撑作用，如汽车后轮传动轴。（3）既受弯矩又受转矩的轴--，既起支撑又起传动和转矩作用，如减速器的输出轴。

5． 给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。
答：当量静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量载荷作用下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。
6． 同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？
答：（1）在高速重载下能正常工作，寿命长；（2）精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度下降；（3）滑动轴承可以做成剖分式的—能满足特殊结构需要；（4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击；（5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小；（6）起动摩擦阻力较大。
7． 在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？
答：（1）流体必须流经收敛间隙，而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。（2）流体必须有足够的速度。（3）流体必须是粘性流体。
8． 什么是轴承的寿命？什么是轴承的额定寿命？
答：轴承的寿命是指轴承在发生点蚀前所能达到的或超过的总转数或总工作小时数。额定寿命是指一批零件在相同的运转条件下，90%的轴承在发生点蚀前所达到的或超过的总转数或总工作小时数。
9． 带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？对传动有何影响？可否避免？
答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念，打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的，而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动式不可避免的。打滑使从动件转速急剧下降，使传动失效，加剧带的磨损。弹性滑动引起滑动率。

10．对齿轮材料的基本要求是什么？尝用的齿轮材料有哪些？
答：（1）齿面应用足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等。（2）齿芯应用足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷。（3）应用良好的加工工艺性能及热处理性能，使其便于加工且便于提高其力学性能。
锻工因具有强度高、韧性好、便于制造等优点，大多数齿轮用锻钢，当齿轮直径较大不便于锻造时，可用铸钢铸造齿轮，低俗轻载的齿轮可用铸铁制齿坯，非金属材料适用于高速轻载。精度要求高的场合。
11．常用提高轴的强度和刚度的措施有哪些？
答：（1）使轴的形状接近于等强度条件，以充分利用材料的承载能力。（2）尽量避免各轴段剖面突然改变以降低拒不应力集中，提高轴的疲劳强度。（3）改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷。（4）改进轴上零件的结构可以减小轴上的载荷。
12．滚动轴承的失效形式有哪些？计算准则是什么？
答：滚动轴承的失效形式有三种：疲劳点蚀，塑性变形和磨损。计算准则：（1）对于一般转速的轴承，疲劳点蚀为主要失效形式，以疲劳强度为据进行轴承的寿命计算。（2）对于高速轴承，工作表面的过热也会引起失效，因此除需要进行寿命计算外，还应校验其极限转速。（3）对于低俗轴承，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。

13.欲设计一对标准直齿圆柱齿轮传动，现有两种方案，I方案一对齿轮的参数为：魔枢m=4mm，吃书Z1=20，Z2=40，a=20,齿宽b=80mm，II方案一对齿轮参数为：魔枢m=2mm，吃书Z1=40，Z2=80，a=20，齿宽b=80mm。试分析这两种方案对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、抗胶合能力和成本等方面的影响。
答：(1)齿面接触疲劳强度：I方案的大、小齿轮的分度圆直径和II方案的大、小齿轮的分度圆直径分别相等，两对齿轮的齿宽也相等，其他条件相同时，两种方案的齿面接触疲劳强度相等。
(2)齿根弯曲疲劳强度：两对齿轮的分度圆分别相等，但I方案的模数是II方案的2倍，其他条件相同，模数大的抗弯强度搞，所以I方案齿根弯曲疲劳强度大。
(3)抗胶合能力：相对滑动速度大的地方，愈容易发生胶合。分度圆直径相等时，模数越大，滑动速度也越大，所以I方案抗胶合能力弱。
(4)成本：减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。所以I方案制造成本高。
1. 在轴的结构设计时，轴的最小直径是按扭矩初步估算的。
2. 相同尺寸的球轴承与滚子轴承相比，前者承载能力较小，而极限转速较高。
3. 工作中只受弯矩不传递扭矩的轴叫心轴，只传递扭矩不受弯矩的叫传动轴，同时承受弯矩和扭矩的轴叫转轴。
4. 对轴上的零件的周向固定，大多数是采用键连接、过盈配合的固定方式。
5. 联轴器是把两根轴连一起，运转过程中两根轴不可分离；若分离，须在机器停止后进行。
6. 滚动轴承的基本结构由内圈、外圈、保持架、滚动体等组成。
7. V带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。
8. 带传动的全面滑动称为打滑，由于带的弹性变形和拉力差而引起的滑动称为弹性滑动。
9. 水平装置的带传动，松边放置在上部。
10. 当带在紧边进入小带轮应力达到最大值。
11. V带强力层的结构形式有线绳结构和帘布结构，线绳结构柔韧性好。
12. 普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标准号组成。
13. 传动带所能传递的最大有效圆周力Fmax与初拉力F0、带在小带轮上的包角a、带与带轮间的摩擦系数f等因素有关，它们的值越大，Fmax就越大。当传递的外载荷超过最大有效圆周力下的承载能力时，打滑；打滑先从小带轮上开始，原因是带在小带轮上的包角小于大带轮上的包角。

14. 导向平键链接的主要失效形式是工作面的磨损，设计时通过限制工作面间的压强来进行耐磨性计算；半圆键的缺点是键槽对轴强度削弱较大，所以主要适用于轴端。
15. 对于转动的滚动轴承，主要失效形式是疲劳点蚀，对于不转动、低俗或摆动的轴承，主要失效形式是局部塑性变形，对于高速轴承，发热以至胶合是主要失效形式。
16. 滚动轴承由轴颈、轴瓦、轴承座组成，失效形式主要是胶合和磨损，主要发生在轴瓦上。
17. 带传动的主要失效形式打滑和带的疲劳破坏。
18. 齿轮传动的五种失效形式中，最重要、必须避免的是轮齿折断；软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是齿面疲劳点蚀；高速重载齿轮传动易发生热胶合。
19. 当两轴线空间交错时，可采用蜗杆传动。
20. 蜗杆传动正确啮合条件是模数相等，压力角相等，螺旋角与导程角相等。
21. 蜗杆传动是由蜗杆和涡轮组成的，主动件是蜗杆，从动件是涡轮。
22. 蜗杆的轴向模数与相配涡轮的端面模数相等，并规定为标准值。
23. 在蜗杆传动中，涡轮圆周力与蜗杆的轴向力是大小相等方向相反；蜗杆的圆周力与涡轮的轴向力是大小相等方向相反的。
24. 根据加工方法不同，普通圆柱蜗杆除阿基米德蜗杆外，还有渐开线蜗杆和法向直廓蜗杆。
25. 涡轮常用的材料为青铜和铸铁。
26. 灰铸铁齿轮常用于工作平稳、速度较低、功率不大的场合。
27. 生产上对齿轮传动的基本要求是瞬时传动比为常数。
28. 链传动人工润滑时，润滑油应加在链条松边内，外链板间隙中。
29. 当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为混合摩擦。
30. 按GB/292-93规定，7212C/DB轴承的类型为角接触球轴承，宽度系列为窄系列，精度等级为90，公称接触角a=15度。
31. 渐开线上各处的压力角不等。
32. 渐开线上任一点的法线与基圆相切，渐开线上各点的曲率半径是变化的。
33. 设计凸轮机构，若量得某点压力角超过许用值，可用增大基圆方法使最大压力角减小。
34. 机构要能够动，自由度必须≥1，机构具有确定运动的条件是原动件数=自由度数。
35. 机构中的相对静止件称为机架，按给定运动规律运动的构件称为原动件。