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机械设计名词解释.doc

上传人:快乐****生活 文档编号:4850538 上传时间:2024-10-15 格式:DOC 页数:28 大小:80.67KB 下载积分:10 金币
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机械设计名词解释: 1.机械零件的失效与破坏: 答:零件失去设计所要求的效能(功能) 2.名义载荷与计算载荷: 答: 1)名义载荷:根据原动机额定功率(或阻力、阻力矩)计算出来的作用于机械零件上的载荷,一般用F表示力,用T表示力矩。 2)计算载荷:考虑机械零件在工作时有冲击、振动和由于各种因素引起的栽荷分布不均匀等,将名义载荷修正后用于零件计算的栽荷,以Fc,Tc表示。 计算载荷与名义载荷的关系为:Fc = KFTc = KT式中,K为载荷系数,一般取K≥1。 3.工作应力与工作能力: 答:1)工作应力:构件工作时,由载荷引起的应力 2)工作能力:零件不发生失效时的安全工作限度 4.可靠性和可靠度: 答:1)可靠性:指零件在规定条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力 2)可靠度:可靠性的概率度量 5.极限应力与许用应力: 答:1)极限应力:材料能力承受的最大应力叫做材料的极限应力 2)许用应力:用极限应力除以大于1的安全系数作为构件工作应力的最高限度 6.油的黏性与油性: 答:1)黏性:流体在运动状态下抵抗剪切变形速率能力的性质,称为粘滞性或简称黏性 2)油性(润滑性):润滑性是指润滑油中极性分子与金属表面吸附形成一层边界油膜,以减少摩擦和磨损的性能。 7.摩擦和磨损: 答:1)摩擦:当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时,在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力,这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦” 2)磨损:运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移 8.物理吸附膜与化学吸附膜: 答:1)物理吸附膜:润滑剂中脂肪酸的极性分子牢固地吸附在金属表面上形成物理吸附膜 2)化学吸附膜:润滑剂中分子受化学键力作用而贴附在金属表面上所形成的吸附膜则称为化学吸附膜 9.接触表面处的挤压强度与接触强度: 答:1)挤压强度:是在挤压应力作用下抵抗破坏的能力称为挤压强度 2)接触强度:是在接触应力作用下抵抗破坏(变形和断裂)的能力称为接触强度,包括接触静强度和接触疲劳强度 10.有限寿命设计与无限寿命设计: 答:1)有限寿命设计:以机器指定寿命为依据进行的设计 2)无限寿命设计:以机器使用寿命无限长为依据所进行的设计 11.设计机器时应满足哪些基本要求?设计零件时应满足哪些基本要求? 答:1)使用功能要求;经济性要求;劳动保护和环境保护要求;寿命与可靠性的要求;其他专用要求 2)避免在预定寿命期内失效的要求;结构工艺性要求;经济性要求;质量小的要求;可靠性要求 12.简述机械零件的主要失效形式有哪些,主要计算准则有哪些。 答:1)整体断裂;过大的残余变形;零件的表面破坏;破坏正常工作条件引起的失效 2)强度准则;刚度准则;寿命准则;振动稳定性准则;可靠性准则 13.机械零件上的哪些位置易产生应力集中? 答:零件几何尺寸突变(如:沟槽、孔、圆角、轴肩、键槽等)及配合零件边缘处易产生应力集中 14.机械零件的胶合失效是如何产生的? 答:是由齿面间未能有效地形成润滑油膜,导致齿面金属直接接触,并在随后的相对滑动中,相对粘连的金属沿着相对滑动方向相互撕扯而出现一条条划痕 15.试举例说明承受静载荷作用的零件能否在其危险截面处产生变应力作用。 答:在静载荷作用下的机械零件,不仅可以产生(静)应力,也可能产生(变)应力 16.润滑油及润滑脂的主要性能指标有哪些? 答:1)润滑油:粘度;润滑性(油性);极压性;闪点;凝点;氧化稳定性 2)润滑脂:锥(针)入度(或稠度);滴点 17.润滑油加入添加剂的主要作用是什么?常用的添加剂有哪些? 答:1)主要作用:提高润滑剂的油性、极压性等,使其在极端条件下具有更有效地工作能力;推迟润滑剂的老化变质,延长其正常使用寿命;改善润滑剂的物理性能,如降低凝点、消除泡沫、提高粘度、改进其粘-温特性等 2)常用的添加剂:油性添加剂、极压添加剂、分散净化剂、消泡添加剂、抗氧化剂添加剂、降凝剂、增粘剂 18.齿面接触疲劳强度计算是针对哪种失效形式?其基本理论依据是什么? 答:针对齿面点蚀。基本依据为弹性力学中的赫兹线接触应力计算公式。 19.齿轮传动的主要失效形式有哪些?开式、闭式齿轮传动的失效形式有什么不同?设计准则通常是按哪些失效形式制定的? 答:1)轮齿折断;齿面磨损;齿面点蚀;齿面胶合;塑性变形 2)闭式传动:闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲疲劳折断。 开式传动:开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。 3)在闭式齿轮传动中,通常以保证齿面接触疲劳强度为主,对于齿面硬度很高、齿芯强度又低的齿轮或材质较脆的齿轮,通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。 在开式(半开式)齿轮传动,仅保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则 20.齿根弯曲疲劳裂纹先发生在危险截面的哪一边?为什么?为提高轮齿抗弯曲疲劳折断的能力,可采取哪些措施? 答:疲劳裂纹首先发生在危险截面受拉一侧,因为交变的齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限应力。 措施:首先应对轮齿进行抗弯疲劳强度计算,使齿轮必须具有足够的模数;其次采用增大齿根过渡圆半径、降低表面粗糙度、进行齿面强化处理(如喷丸)、减轻加工中的损伤等工艺措施,提高轮齿抗疲劳折断的能力;再次应尽可能消除载荷分布不均匀的象,有效避免轮齿的局部折断。 21.齿轮为什么会产生齿面点蚀与剥落?点蚀首先发生在什么部位?为什么?防止点蚀有哪些措施。 答:1)轮齿工作时齿面受脉动循环变化的接触应力,在接触应力的反复作用下,当最大接触应力超过材料的许用接触应力时,齿面就出现疲劳裂纹,并由于有油润滑进入裂纹,将产生很高的油压,促使裂纹扩展,最终形成点蚀 2)点蚀首先出现在节线附近的齿根表面上。其原因为:a)节线附近常为单齿对啮合区,轮齿受力与接触应力最大;b)节线处齿廓相对滑动速度低,润滑不良,不易形成油膜,摩擦力较大;c)润滑油挤入裂纹,是裂纹扩张 3)措施:a)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;b)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;c)采用黏度较高的润滑油 22.齿轮在什么情况下发生胶合?采取哪些措施可以提高齿面抗胶合能力? 答:1)是由齿面间未能有效地形成润滑油膜,导致齿面金属直接接触,并在随后的相对滑动中,相对粘连的金属沿着相对滑动方向相互撕扯而出现一条条划痕 2)措施:a)采用角度变位齿轮或对齿轮进行修形,以减小啮入始点和啮出终点处的滑动系数;b)提高齿面硬度和降低齿面粗糙度值;c)减小模数、降低齿高,以减小齿面的滑动速度;d)采用抗胶合能力高的齿轮材料,添加极压润滑油等 23.为什么开式齿轮齿面严重磨损,而一般不会出现齿面点蚀?对开式齿轮传动,如何减轻齿面磨损? 答:1)因为在开式齿轮传动中,磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快,在点蚀形成之前,齿面的材料已经被磨掉,故而一般不会出现点蚀现象。 2)采用闭式齿轮传动;提高齿面硬度;降低齿面粗糙度值;注意保持润滑油清洁等 24.为什么一对软齿面齿轮的材料与热处理硬度不应完全相同?这时大、小齿轮的硬度差值多少才合适?硬齿面是否也要求硬度差? 答:1)软齿面齿轮的主要实效形式为点蚀,由于小齿轮轮齿参与啮合的次数多,为保证大、小齿轮有相近的接触疲劳寿命,小齿轮的材料、热处理工艺应比大齿轮好; 2)小齿轮齿面硬度应比大齿轮高30~50HBS; 3)硬齿面齿轮的主要失效形式不是点蚀,所以不需要硬度差 25.齿轮材料的选用原则是什么?常用材料和热处理方法有哪些? 答:1)选用原则:a)齿轮材料必须满足工作条件的要求;b)应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺;c)正火碳钢,不论毛胚的制作方法如何,只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮,不能承受大的冲击载荷;d)调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮;e)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮;f)飞行器中的齿轮传动,要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的高强度合金钢;g)金属制的软齿面齿轮,配对两齿轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS或更多; 2)常用材料:钢;铸铁;非金属材料 3)热处理方法:软齿面:调质,正火;改善机械性能,增大强度和韧性 硬齿面:表面淬火,渗碳浮火,表而氢化;接触强度高、耐磨性可抗冲击 配对齿轮均用软齿面时小齿轮受载以数多故材料应选灯些,热处理硬度稍高于大齿轮(约30^40HBS) 26.进行齿轮承载能力计算时,为什么不直接用名义工作载荷,而要用计算载荷? 答:根据齿轮传动的额定功率和转速,可以得到齿轮传递的名义扭矩和轮齿上的名义法向载荷fn,但在实际传动中,由于受多种因素的影响,会使轮齿上的名义法向载荷增大,在轮齿强度计算中,应修正名义载荷,以得到用于齿轮强度计算的计算载荷 27.载荷系数k有哪几部分组成?各考虑什么因素的影响? 答:使用系数KA——影响因素:原动机和工作机的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态 动载系数Kv——影响因素:齿轮的制造精度、圆周速度 齿间载荷分配系数Kα——影响因素:齿轮制造误差、接触部位的差别 齿向载荷分布系数Kβ——影响因素:轴产生弯曲变形和轴上的齿轮偏移;轴和齿轮的扭转变形;轴承、支座的变形以及制造、装配的误差 28.齿轮设计中,为何引用动载系数k?试述减小动载荷的方法。 答:1)齿轮传动不可避免地会有制造及装配的误差,轮齿受载后还要产生弹性变形。这些误差及变形实际上将使啮合轮齿的法孑pb1与pb2不相等,因而轮齿就不能正确的啮合传动,瞬时传动比就不是定值,从动齿轮在运转中就会产生角加速度,于是引起了动载荷或冲击 2)减小动载荷的方法:提高制造精度,减小齿轮直径以降低圆周速度,均可减小动载荷 29.影响齿轮啮合时载荷分布不均匀的因素有哪些?采取什么措施可使载荷分布均匀? 答:1)轴产生弯曲变形和轴上的齿轮偏移;轴和齿轮的扭转变形;轴承、支座的变形以及制造、装配的误差 2)措施:可以采取增大轴,轴承及支座的刚度,对称地配置轴承,以及适当的限制轮齿的宽度等措施,同时尽可能避免齿轮作悬臂布置。也可把一个齿轮的轮齿做成鼓形。 30.直齿圆柱齿轮进行弯曲,疲劳强度计算时,其危险截面是如何决定的? 答:齿根弯曲应力的危险截面,可用30°切线法确定,作与轮齿对称线成30°角,并与齿根过渡曲线相切的两条直线,切点分别为A、B,连线AB表示的就是齿根处的危险截面。 31.齿形系数YFa与模数有关吗?有哪些因素影响YFa的大小? 答:齿形系数YFa表示载荷作用于齿顶时,由于轮齿形状的不同对其弯曲强度影响的系数。标准齿轮传动与齿数z有关。因为它只与齿廓的状况有关,而与齿的大小无关,所以与模数m无关。 32.试述齿宽系数ψd的定义,选择ψd是应考虑哪些因素? 答:1)定义:齿宽系数分为根据大齿轮齿宽b =ψd*d1计算得出和齿轮宽度与分度圆直径的比值 2)选择因素:当载荷一定时,ψd选大值,可使d↓(或a↓),降低齿轮圆周速度,而且能在一定程度上减轻整个传动装置的质量,但使b↑,轴向尺寸增大,因而增加了载荷齿宽分布的不均匀性,故ψd不能选得太大;若ψd过小,则d↑(或a↑),增加了整个传动装置的质量,故ψd不能选择太小。因此,在设计时,可把软齿面齿轮的ψd值选得比硬齿面齿轮的值大一些。 一般齿轮制造、安装精度高,轴的刚度大,齿轮对称于轴承布置时,齿宽b与ψd可以取大些;反之,b与ψd应选小些。 33.试说明齿形系数YFa的物理意义。如果两个齿轮的齿数和变位系数相同,而模数不同,试问齿形系数YFa是否有变化。 答:齿形系数是指轮齿的几何形状对于抗弯能力的影响,只与齿数和变位系数有关,与模数无关,齿数多,变位系数大齿形系数则小。 34.一对钢制标准直齿圆柱齿轮,z1=19,z2=88。试问:哪个齿轮所受的接触应力大?哪个齿轮所受的弯曲应力大? 答:一对标准钢制直齿圆柱齿轮传动的齿轮接触应力相同;小齿轮的弯曲应力大,因此为了保证等强度,小齿轮通常选用较好的材料 35.一对钢制(45钢调质,硬度为280 HBW)标准齿轮和一对钢铁齿轮(HT300淬火,硬度为230 HBW),两对齿轮的尺寸、参数及传递载荷相同。试问,哪对齿轮所受的接触应力大,哪对齿轮的接触疲劳强度高,为什么? 答:两种材料的齿轮,接触应力相同。因为齿轮参数、载荷相同,齿面曲率相同。 45#的齿轮接触疲劳强度比铸铁的高,与材料强度有关。 36.为什么设计齿轮时,所选齿宽系数∅d既不能太大,又不能太小? 答:齿宽系数过大,将导致载荷沿齿宽方向分布不均匀性严重,相反若齿宽系数过小,齿轮承载能力减少,将使分度圆直径增大。 37.在设计闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动时,若σHP与∅d不变,主要应增大齿轮的什么几何参数,才能提高齿轮的接触强度?并简述其理由。 答:中心距; 39.一对渐开线圆柱直齿轮,若中心距、传动比和其他条件不变,仅改变齿轮的齿数。试问:对接触强度和弯曲强度各有何影响? 答:中心距不变,齿数增多,模数变小,接触强度及弯曲强度均降低 40.一对齿轮传动,如何判断其大、小齿轮中哪个齿面不易出现疲劳点蚀?哪个轮齿不易出现弯曲疲劳折断?理由如何? 答:一对齿轮传动,一般都是小齿轮容易出现齿面疲劳点蚀,小齿轮容易出现弯曲疲劳折断;大齿轮不容易出现齿面疲劳点蚀,大齿轮不容易出现弯曲疲劳折断。 理由:大齿轮分度圆直径大(基圆直径大)渐开线齿廓曲率小、齿廓较为平直,接触强度比小齿轮高。大齿轮在工作时,相同时间,比小齿轮循环次数少、应变次数少,不易发生轮齿疲劳折断。 1.试说明齿轮传动中,基节误差引起内部附加动载荷的机理。如何减小内部附加动载荷? 答:一对理想的渐开线齿廓的齿轮,只有基圆节距相等(pb1 = pb2)时,才能正确啮合,瞬时传动比才恒定,但由于制造误差及轮齿的弹性变形等原因,基圆齿距不可能完全相同相等,既产生基节误差。 措施:1)提高制造精度以减小基节误差与齿形误差;2)对齿轮进行适当的修行(也称为修缘),以减小轮齿的啮入、啮出冲击;3)增大轴和轴承的刚度,以减小系统的变形 2.一对圆柱齿轮的实际齿宽为什么做成不相等?哪个齿轮的齿宽大?在强度计算公式中的齿宽b应以哪个齿轮的齿宽代人?为什么?锥齿轮的齿宽是否也是这样? 答:1)大小齿轮宽度相同,装配时,大小齿轮难免有轴向“错位”,接触线就比实际齿宽小了; 2)当小齿轮齿宽做得比大齿轮齿宽宽一些,就可以保证接触线等于大齿轮齿宽,不会减少接触线长度; 3)而小齿轮直径小,增大齿宽,增大的尺寸、体积、重量最小(比大齿轮增加齿宽的情况),最为有利 4)应该带入大齿轮齿宽,因为大齿轮齿宽是实际接触宽度 5)不是,锥齿轮的齿宽啮合时齿宽相同 3.符合什么条件才将齿轮与轴做成一体?这时在选择材料与热处理时应注意什么问题? 答:1)对于圆柱齿轮,e<2mt(mt为端面模数),对于锥齿轮,e<1.6m 2)调质处理 4.什么叫齿廓修形?正确的齿廓修形对载荷系数中哪个系数有较明显的影响? 答:1)定义:齿廓修形是根据相互啮合两齿轮的加工及实际啮合情况,利用机械加工方法,改变齿顶渐开线形状,使轮齿实际进入啮合点与理论啮合点尽可能接近,消除由于轮齿提前进入啮合所引起的啮入冲击。这种对轮齿齿廓的修正方法叫做齿廓修形 2)齿廓修形主要影响动载系数Kv。 5.一对直齿圆柱齿轮传动中,大、小轮抗弯曲疲劳强度相等的条件是什么? 答:满足两个齿轮的齿根厚度相等的条件弯曲强度相等 6.一对直齿圆柱齿轮传动中,大、小齿轮抗接触疲劳强度相等的条件是什么? 答:一对直齿轮传动在两个齿轮齿廓的曲率(曲率半径)相等的条件下接触强度相等. 7.有两对齿轮,模数m及中心距a不同,其余参数都相同。试问:它们的接触疲劳强度是否相同?如果模数不同,而对应的节圆直径相同,又将怎样? 答:1)当一对齿轮的材料、传动比及齿宽系数一定时,由齿面接触强度所决定的承载能力仅与中心距a或齿轮分度圆直径有关,则接触疲劳强度不相同 2)分度圆直径d1、d2分别相等的两对齿轮,不论其模数是否相等,均具有相同的由接触强度所决定的承载能力,模数m不能作为衡量齿轮接触强度的依据.则接触疲劳强度相同 8.一对齿轮传动中,大、小齿轮的接触应力是否相等?如大、小齿轮的材料及热处理情况相同,它们的许用接触应力是否相等?如许用应力相等,则大、小齿轮的接触疲劳强度是否相等? 答:1)一对圆柱齿轮传动,小齿轮和大齿轮在啮合处的接触应力相等; 2)大、小齿轮的材料及热处理情况均相同,则其接触疲劳许用应力相等; 3)如果接触疲劳许用应力相等,则大、小齿轮的接触疲劳强度不相等。 9.在两级圆柱齿轮传动中,如其中一级为斜齿圆柱齿轮传动,另一级为直齿锥齿轮传动。试问:斜齿圆柱齿轮传动应布置在高速级还是低速级?为什么? 答:斜齿圆柱齿传动应置于高速级。斜齿轮比直齿锥齿轮啮合平稳,作为高速级噪音低;高速级相对扭矩小,用斜齿轮时,轴向力小。 10.在圆柱-锥齿轮减速器中,一般应将锥齿轮布置在高速级还是低速级?为什么? 答:锥齿轮应置于高速级。锥齿轮比圆柱齿轮啮合平稳,作为高速级噪音低;高速级相对扭矩小,用锥齿轮时,轴向力小;另外,锥齿轮结构特点,决定了其支撑是“悬臂梁”结构,作为高速级,扭矩小、径向力小,对悬臂梁不利支撑影响小。 11.为什么在传动的轮齿之间要保持一定的侧隙?侧隙选得过大或过小时,对齿轮传动有何影响? 答:1)齿轮啮合传动时,为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜,避免因轮齿摩檫发热膨胀而卡死,齿廓之间必须留有间隙。 2)齿侧间隙太小,齿轮传动不灵活,会加剧齿面磨损,甚至会因为齿轮热膨胀或受力变形而卡齿:齿侧间隙过大,则会造成齿轮换向空程大,易于产生冲击振动。 12.在什么情况下要将齿轮与轴做成一体?为什么齿轮与轴往往分开制造? 答:1)对于圆柱齿轮,e<2mt(mt为端面模数),对于锥齿轮,e<1.6m 2)将齿轮和轴分开制造时,根据齿轮的大小,可以做成多种形式 13.现设计出一标准直齿圆柱齿轮(正常齿),其参数为m=3.8mm,z1=12,α=23° 试问:(1)是否合理,为什么?(2)若不合理,请提出改正意见? 答:为了便于生产和减少齿轮加工刀具的套数,我国对标准直齿圆柱齿轮的模数及压力角均有定制规定: 1)模数第一选择可选3或4,第二选择可选3.5或3.75,模数3.8不可选。 2)我国的标准直齿圆柱齿轮的压力角一律为20度 14.在齿轮设计中,选择齿数时应考虑哪些因素? 答:1)对于闭式软齿面齿轮传动,齿数的选择:在满足弯曲强度条件下,z尽可能选多些有利。 2)对于闭式硬齿面齿轮传动,齿数的选择:保证足够的接触疲劳强度的前提下,齿数不宜过多,一般z1≥17。 3)开式齿轮传动的尺寸主要取决于轮齿的弯曲疲劳强度,故z也不宜过多,对标准直齿轮,z1≥17,以避免根切。 15.为什么锥齿轮的轴向力Fa的方向恒指向该轮的大端? 答:锥齿轮平面图形为梯形,梯形有长边和短边,短边就是小端,长边就是大端,轴向力的方向,从小端指向大端,同与其啮合齿轮的径向力相反。 16.在闭式软齿面圆柱齿轮传动中,在保证弯曲强度的前提下,齿数z1选多些有利,试简述其理由。 答:1)z↑,则重合度εα↑,使传动平稳,降低齿轮传动的振动与噪声; 2)εα↑,则重合度系数Zε↓而使σH↓,可提高齿轮的接触强度; 3)z↑,则m↓,可减轻齿轮的质量和减小金属切削量,节省工时和费用; 4)z↑还能降低齿高,减小滑动系数,减少磨损,提高传动效率和抗胶合能力。一般取z1=20~40 17.蜗杆传动具有哪些特点?它为什么要进行热平衡计算?当热平衡计算不合要求时,怎么办? 答:1)蜗杆传动具有以下特点:a)传动比大、结构紧凑;b)传动准确、平稳、无噪声;c)具有自锁性,即只能蜗杆带动蜗轮,而蜗轮不能带动蜗杆传动; 2)蜗杆传动时由于滑动速度(vs=v1cosγ)大,发热量大,效率低,为防止胶合,对连续工作的闭式蜗杆传动应进行热平衡计算 18.试阐述将蜗杆传动的直径d1定为标准值的实际意义。 答:加工蜗轮时用的是蜗轮滚刀,其齿形参数和直径尺寸等要求与该配对啮合的蜗杆的参数完全一致,因此,只要有一种尺寸的蜗杆,就需要有一把对应的蜗轮滚刀 19.采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材? 答:使用其他合金材料代替 20.蜗杆传动与齿轮传动相比有何特点?常用于什么场合? 答:1)特点:传动比大,结构紧凑;传动平稳,噪声低;当γ≤φv时,具有自锁性;齿面滑动速度大,效率低。 2)场合:适用于大传动比的运动传递,而在动力传输中的应用受到限制。 21.采用变位蜗杆传动的目的是什么?变位蜗杆传动中哪些尺寸发生了变化? 答:1)目的:配凑中心距;提高承载能力;改变传动比;提高效率 2)变位方式:改变中心距不改变蜗轮齿数则传动比不变;中心距不变改变蜗轮齿数则中心距改变 22.影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些?为什么传递大功率时很少用普通圆柱蜗杆传动? 答:1)因素:啮合摩擦损耗;轴承摩擦损耗;溅油损耗; 2)传递大功率时很少用普通圆柱蜗杆传动是因为其效率较低。 23.蜗杆传动中为何常用蜗杆为主动件?蜗轮能否作主动件?为什么? 答:1)为了实现大传动比的传动 2)不能;容易产生自锁 24.为什么要引入蜗杆直径系数q?如何选用?它对蜗杆传动的强度、刚度及尺寸有何影响? 答:1)引入直径系数是为了减少蜗杆的种类、提高标准化的程度、降低成本、减少刀具 2)模数、导程角不变的前提下,直径系数越大强度越好。 25.导程角γ的大小对效率有何影响? 答:增大导程角,可提高效率。但当γ>28°时效率提高很少。导程角小于等于当量摩擦角时,蜗杆传动具有自锁性,但效率很低,效率小于50%。 26.蜗杆传动的正确啮合条件是什么?自锁条件是什么? 答:1)正确啮合条件:a)蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数;b)蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角;c)蜗杆中圆柱上螺旋线的导程角等于蜗轮分度圆上的螺旋角,且螺旋线方向相同。 2)自锁条件:蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角时 27.蜗杆减速器在什么条件下蜗杆应下置?在什么条件下蜗杆应上置? 答:1)当蜗杆圆周速度为v<10ms时,蜗杆减速器蜗杆下置 2)当蜗杆的圆周速度高的时候,蜗杆减速器蜗杆上置 28.选择蜗杆的头数Z1和蜗轮的齿数Z2应考虑哪些因素? 答:1)Z1要考虑的因素主要有:效率、自锁、传递功率 2)Z2按传动比计算得出,一般取Z2=28~80,Z2<28易产生根切,影响传动平稳。若Z2过大,会导致与之啮合的蜗杆长度增加,刚度变差 29.蜗杆的强度计算与齿轮传动的强度计算有何异同? 答:蜗轮通常仿效齿轮传动的方法进行条件性计算,由于蜗杆传动的失效形式多发生在涡轮上,所以只需要进行蜗轮轮齿的强度计算。而对蜗杆必要时应进行刚度校核,实践证明:一般情况下,蜗轮轮齿很少发生弯曲疲劳折断,只有当Z2>80~100或开式传动时,才对蜗轮进行弯曲疲劳强度计算。因此,对闭式蜗杆传动,仅按蜗轮齿面接触强度进行设计,而无需校核蜗轮轮齿的弯曲强度 30.为了提高蜗杆减速器输出轴的转速,而采用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆,问:原来的蜗轮是否可以继续使用?为什么? 答:不可以。蜗轮蜗杆正确啮合的条件中有γ1=β2,依题意如果用原来的蜗轮头数Z由1变为2,模数m和分度圆d1能不变,根据d1=Z1tanγm可知,tanγ增大为原来的2倍,即导程γ1也增大了,于是蜗轮的螺旋角β不再相等。因此不符合蜗轮蜗杆的正确啮合条件。 31.蜗杆在进行承载能力计算时,为什么只考虑蜗轮?而蜗杆的强度如何考虑?在什么情况下,需要进行蜗杆的刚度计算? 答:1)由于蜗杆传动的失效多发生在蜗轮上,所以只需要进行蜗轮轮齿的强度计算,而对蜗杆必要时应进行刚度校核 2)因为蜗杆轴的跨距一般较大,若蜗杆受力后产生过大的挠度变形,会造成轮齿接触偏载想象,影响蜗轮蜗杆的正确啮合。 32.带传动的工作原理是什么?它有哪些优缺点? 答:1)工作原理:主动轮旋转时,通过皮带和带轮间的磨擦力,驱动从动轮转动,并传递一定的动力。  2)优点: a)由于带的弹性良好,具有缓冲和吸振作用,因此传动平稳,噪音小; b)过载时,带在带轮上打滑,可防止损坏其他零件; c)带传动成本低廉。 缺点:带在工作时,会产弹性滑动。不能保证固定不变的传动比,且效率较低。此外,带传动的轮廓尺寸也较大。带传动常用于中小功率传动,通常带速为5-25m/s,传动比不超过7。 33.当与其他传动一起使用时,带传动一般应放在高速级还是低速级?为什么? 答:应该放在高速级。带传动缓冲好、传动功率大但传动扭矩小 34.与平带传动相比,V带传动有何优缺点? 答:1)优点:V带在轮槽中工作,不会发生横向移动;V带靠两侧面接触,能提供更大的有效摩擦力;V带标准化程度高、传动比大、结构紧凑; 2)缺点:带长标准化,不能随意更改;传动中心距较小。 35.在相同的条件下,为什么V带比平带的传动能力大? 答:V带在拉力作用下两个接触面与带轮之间始终保持紧密贴合,平带不能保证整个面与带轮接触而且因存在跳动减少了接触面积所以同等理论接触面积情况下,V带比平带传动能力大 36.普通V带有哪几种型号?窄V带有哪几种型号? 答:1)普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号 2)窄V带的截型分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种 37.普通V带截面角为40°,为什么将其带轮的槽形角制成34°、36°和38 °三种类型在什么情况下用较小的槽形角? 答:V带绕在带轮上时,由于变曲变形,外侧受拉,内侧受压,这样将使其楔角变小。为了使胶带仍能紧贴轮槽两侧,一般将带轮的轮槽楔角做得比V带小。V带楔角为40°,而带轮一般做成34°、36°、38° 38.带的紧边拉力和松边拉力之间有什么关系?其大小取决于哪些因素? 答:传动带的紧边与松边拉力之差与马达输出的力矩和主动轮半径有关,拉力差等于输出力矩除以主动轮半径,传动带的两边的拉力的绝对值大小都与人为调整主动轮和从动轮之间的距离有关,有可能还安装了张紧轮,张紧轮应该安装在松边。 39.什么是带的弹性滑动和打滑?引起带弹性滑动和打滑的原因是什么?带的弹性滑动和打滑对带传动性能有什么影响?带的弹性滑动和打滑的本质有何不同? 答:1)弹性滑动:由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动; 打滑:是指由于传递载荷的需要,当带传动所需有效圆周力超过带与带轮面间摩擦力的极限时,带与带轮面在整个接触弧段发生显著的相对滑动。 2)原因:a)弹性滑动:带传动中,由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动。 b)打滑:由于过载而引起的带与带轮间的明显滑动。 3)影响:弹性滑动:降低传动效率;从动轮的圆周速度低于主动轮,造成传动比误差;引起带的磨损等。 打滑:导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效 4)打滑是一种失效形式;弹性滑动是固有属性 40.计入弹性滑动的影响时,如何计算带传动的传动比? 答:从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1的降低程度,可用滑动率ε来表示:ε=v1-v2v1×100% 带传动的滑动率一般为1%~2%,一般中可以忽略不计。计入弹性滑动影响时,带传动传动比的计算公式i=n1n2=d2d1=11-ε 1.什么是带传动的滑动率?滑动率如何计算? 答:从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1的降低程度,可用滑动率ε来表示:ε=v1-v2v1×100% 带传动的滑动率一般为1%~2%,一般中可以忽略不计。 2.带传动在什么情况下才发生打滑?打滑一般发生在大轮上还是小轮上?为什么?刚开始打滑前,紧边拉力与松边拉力之间的关系是什么? 答:1)什么时候发生:当带传动所需有效圆周力超过带与带轮面间摩擦力的极限时 2)小轮。因为小轮的包角要比大轮小,接触面积多大轮少,所以较易发生打滑 3)关系:可以用柔韧体摩擦的欧拉公式表示,即F1=F2efα(α:包角;f:摩擦系数) 3.影响带传动工作能力的因素有哪些? 答:1)传动比:传动比过大,接触角减小,传动能力损失大(滑动损失) 2)摩擦力:摩擦接触面越大,传动能力越好(双皮带比单皮带好) 3)张紧力:合适的张紧力可达到最佳的传动能力(过紧时皮带发热,损耗 大,甚至损坏轴承,过松时滑动损失大) 4.带传动工作时,带内应力如何变化?最大应力发生在什么位置?由哪些应力组成?研究带内应力变化的目的是什么? 答:1)变化:0<r<1 2)最大应力发生在带的紧边绕上小带轮处。 3)组成:有紧边拉应力、离心拉应力、离心拉应力组成。 4)目的:带传动的最大有效拉力与摩擦因数、包角、出拉力有关。增大摩擦因数、包角、出拉力,可以提高带轮的工作能力,但初拉力过大或带轮表面粗糙,将导致带的磨损加剧,工作寿命缩短。 5.带传动的主要失效形式有哪些?单根V带所能传递的功率是根据什么准则确定的? 答:1)主要的失效形式:打滑、疲劳破坏 2)单根V带的基本额定功率是在规定的试验条件下得到的。实际工作条件下带传动的传动比、V带长度和带轮包角与试验条件不同,因此,需要对单根V带的基本额定功率予以修正,从而得到单根V带的额定功率。 6.V带传动的设计计算方法和步骤如何?通常已知哪些数据?需求出哪些结果? 答:1)已知条件和设计内容:设计V带传动时的已知条件包括:带传动的工作条件;传动位置与总体尺寸限制;所需传递的额定功率P;小带轮转速n1,大带轮转速n2或传动比i 2)设计步骤和方法:a)确定计算功率;b)选择V带的带型;c)确定带轮的基准直径dd并验算带速v;d)确定中心距a,并选择V带的基准长度Ld e)验算小带轮上的包角α1;f)确定带的根数z;g)确定带的初拉力F0;h)计算带传动的压轴力Fp 7.在设计带传动时,为什么要限制带的速度Vmin和Vmax以及带轮的最小基准直径 dmin? 答:1)带速:带速过高,则带中的离心应力增大,使得单根V带所能传递的功率降低,带的寿命降低,带速过低,则单根V带所能传递的功率过小,带的根数增多,带传动的能力没有得到发挥 2)直径:当带传动的功率和转速一定时,减小主动带轮的直径,则带速将减小,单根V带所能传递的功率减小,从而导致V带根数的增加,这样不仅增大了带轮的宽度,而且也增大了载荷在V带之间分配的不均匀性,另外,减小带轮直径,则带的弯曲应力增大。为避免弯曲应力过大,小带轮的基准直径就不能过小 8.在设计带传动时,为什么要限制两轴中心距的最大值amax和最小值amin? 答:中心距过大,则会加剧带的波动,降低带传动的平稳性,同时增大带传动的整体尺寸,中心距小,则有相反的利弊。 9.在设计带传动时,为什么要限制小带轮上的包角α1? 答:通常小带轮上的包角α1小于大带轮上的包角α2,小带轮上的临界摩擦力小于大带轮上的临界摩擦力。因此,打滑通常发生在小带轮上。为了提高带传动的工作能力,所以要限制小带轮上的包角α1 10.带轮常用哪些材料制造?选择材料时应考虑哪些因素?在制造带轮时有哪些要求? 答:1)材料:HT150、HT200 2)因素:转速较高时可以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 3)制造要求:以能够达到使用要求的前提下上尽量减少原材料、工艺可行、成本最低的选择原则。 11.带传动为什么要张紧?常用的张紧方法有哪几种?在什么情况下使用张紧轮?张紧轮应装在什么地方? 答:1)V带传动运转一段时间以后,会因为带的塑性变形和磨损而松弛,为了保证带传动正常工作,应定期检查带的松弛程度,采取相应的补救措施。 2)常用:定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的张紧装置 3)情况:当中心距不能调节时,可采用张紧轮将带张紧 4)位置:a)一般应放在松边的内侧,使带只受单向弯曲;b)张紧轮还应尽量靠近大带轮,以免减少带在小带轮上的包角;c)张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同,且直径小于小带轮的直径 12.带的弹性滑动率与哪些因素有关? 答:带的截面积A、带的弹性模量E。 13.与带传动相比较,链传动有哪些优缺点? 答:与摩擦型带传动相比,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;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;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;同时,链传动能在高温和潮湿的环境中工作 14.链传动的主要失效形式是什么?设计准则是什么? 答:1)失效形式: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 2)当功率一定是,小链轮转速较小时考虑链板疲劳强度;小链轮转速较大时考虑滚子、套筒冲击疲劳强度;小链轮转速很大时考虑销轴、套筒胶合限定 15.为什么小链轮的齿数不能选择得过少,而大链轮的齿数又不能选择得过多? 答:小链轮的齿数过少,会增加运动的不均匀性和动载荷;大链轮的齿数过大不仅增大了传动的总体尺寸,而且还容易发生跳链和脱链,从另一方面限制了链条的使用寿命 16.在一般的情况下,链传动的瞬时传动比为什么不等于常数?在什么情况下它才等于常数? 答:1)链传动的瞬时传动比i=ω1ω2=R2cosγR1cosβ(γ、β)分别为每一链节与主从动链轮啮合过程中链节较链在主从动轮上的相位,传动中γ、β随时间变化,故i也随时间变化,不能得到恒定值 2)只有当两链轮的齿数Z相等,紧边的长度又恰为链节距的整数倍时,i才恒定。 17.引起链传动速度不均匀的原因是什么?其主要影响因素有哪些? 答:1)产生的原因有:传动时链的速度将随链轮传动而不断变化,主动轮转过一齿,链的速度由小变大,由大变小一次节距越大,链齿轮数越少,速度不均匀性越严重。 2)因素:链轮的节距越大,齿数越少,链的速度的变化就越大。 18.链传动为什么会发生脱链现象? 答:因铰链销轴磨损导致链节矩过度伸长,造成脱链现象 19.低速链传动(v<0.6ms)的主要失效形式是什么?设计准则是什么? 答:1)主要失效形式:链条的静力破坏 2)设计准则:按静强度进行计算 20.链速一定时,链轮齿数的大小与链节距的大小对链传动动载荷的大小有什么影响 答:链轮的转速越高,节距越大,齿数越少,传动的动载荷越大 21.为避免采用过渡链节,链节数常取奇数还是偶数?相应的链轮齿数宜取奇数还是偶数?为什么? 答:一般链条节数为偶数以避免使用过渡接头,过渡链节在传动过程中要承受弯矩作用,对传动不利。为使磨损均匀,提高寿命,链轮齿数最好与链节数互质,若不能保证互质,也应使其公因数尽可能小 22.在设计链传动时,为什么要限制两轴中心距的最大值amax和最小值amin? 答:中心距过小,单位时间内链条的绕转次数增多,链条曲伸次数和应力循环次数增多,因而加剧了链的磨损和疲劳;中心距太大,松边垂度过大,传动时造成松边颤动 23.与滚子链相比,齿形链有哪些优缺点?在什么情况下,宜选用齿形链? 答:1)跟滚子链条比较齿形链条传动精度更高 2)齿形链条比滚子链条的速度更高,一般的滚子链条传动最高速度没法跟齿形链条比 3)齿形链条几乎没有声音,滚子链条噪音大 4)齿形链条采用多层链条片做成,寿命更长,更加具有耐用的优点 5)齿形链条的宽度能够非标定做,多宽根据承载的重量来设计定做 24.链传动为什么要张紧?常用的张紧方法有哪些? 答:1)链传动张紧的目的
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