复习题部分答案.doc

一、简答题部分答案：
1、简述带传动产生弹性滑动的原因和不良后果
答：原因：带在紧边和松边所受拉力不等，即存在拉力差；带有弹性，受拉变形，且在紧边和松边变形不等。
后果：弹性滑动引起摩擦磨损，发热，传动效率降低；使主动轮和从动轮圆周速度不等，即存在滑动率，使带传动传动比不准。
2 、为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象？
答：弹性滑动在带传动中是不可避免的。因为产生弹性滑动的原因是：带的弹性和带在紧边和松边所受拉力不等（拉力差），而带的弹性是固有的，又因为传动多大圆周力就有多大拉力差，拉力差随载荷变化而变化，因此拉力差也是不可避免的。所以，弹性滑动在带传动中不可避免，传动比的大小也随载荷变化。
3、 为什么普通车床的第一级传动采用带传动，而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动？
答：带传动适用于中心距较大传动，且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点，能保护其他传动件，适合普通机床的第一级传动要求；又带传动存在弹性滑动，传动比不准，不适合传动比要求严格的传动，而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度，不能采用带传动。
4、面点蚀首先发生在什么部位？为什么？防止点蚀可采取哪些措施？
答：齿面点蚀首先发生在节线附近齿根一侧。因为轮齿节点处啮合时，相对滑动速度方向改变，不易形成油膜，润滑效果不好。而且轮齿在节线附近啮合时，一般为单齿对啮合，齿面接触应力大。
防止点蚀的措施有：提高齿面硬度；增大中心距或齿轮直径；改直齿轮为斜齿轮；采用角度变位齿轮传动；降低表面粗糙度；提高润滑油的粘度等。
5、 为提高轴的刚度，欲把轴的材料由45钢改为合金钢40Cr是否合适？为什么？
答：不合适。因为就材料而言，影响零件刚度的性能参数是其弹性模量，而在常温下合金钢与碳素钢的弹性模量值一般差不多，故用合金钢代替碳素钢并不能提高其刚度。
6、在进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？
答：1有足够的强度和刚度；
2有合理的结构，保证轴上零件装拆方便，并使零件的定位准确可靠；
3 有良好的加工工艺性，减少制造成本；
4 尽量减小应力集中，有足够的疲劳强度；
二、轴的结构分析：
1、存在问题：
1）轴右端的带轮不能通过套筒用端盖轴向定位，转动零件与固定零件不能接触。
2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙，并有密封措施。
3）齿轮两侧都是轴环，无法安装到位。
4）齿轮上的键槽没打通，且深度不够。这样的结构，键槽无法加工，也无法装配。
5）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。
6）因轴肩过高，两个轴承拆卸困难。
7）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。
改正如下图：

2、主要结构错误分析如下：
1．轴左端的轮毂轴向定位不可靠，采用圆锥面轴向定位就不能再采用轴肩定位；
2．左侧轴承端盖与轴之间没有间隙，严重磨损；
3．左侧轴承端盖与轴之间应有密封措施；
4．左侧轴承端盖处箱体没有凸台，加工面与非加工面没有分开；
5．两个轴承反装不能将轴上的轴向力传到机座，且支承刚度低，应该为正装；
6．左侧轴承装配路线过长，装配困难；
7．左侧轴承处轴肩过高，拆卸困难；
8．右侧轴承处套筒外径过大，轴承拆卸困难；
9．右侧轴承端盖处也应加调整垫片，只一侧有调整垫片不能调整轴系的轴向位置。
改正后的结构如图

3、主要结构错误分析如下：
1．两侧的轴承端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙和轴系的轴向位置；
2．轴的两端轴颈过长，与端盖接触严重磨损，浪费材料和加工时间、轴承装拆麻烦；
3．齿轮没有轴向定位，未将齿轮上的轴向力传到机座，应将轴承改为正装；
4．两轴承的内、外圈没有轴向固定，极易分离；
5．两轴承的内圈高度低于套筒，轴承拆卸困难；
6．两个齿轮不能共用一个键，而且键过长，三个套不能装配；
7．两个齿轮间用套筒定位，不能固定齿轮与轴的相对位置，应改为轴环；
8．两齿轮的轮毂长度与轴头箱等，也使齿轮轴向定位不可靠；
改正后的结构如图

4、（选学）
改正后的轴系结构见图

5、试指出图示轴系中的错误结构，并编号说明错误的原因。

6、标出图示轴系结构设计不合理之处，并说明原因。

7、标出图示轴系结构设计不合理之处，并说明原因。

三、计算题：
1．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
解：
有效圆周力：
紧边拉力：
松边拉力：
2．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。
解：因为
所以有效圆周力：
由得
3、一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z1= 25，z2= 75，m = 3 mm，= 1，小齿轮的转速 n=970 r/min。主从动轮的1 = 690 MPa，2 = 600 MPa，载荷系数K = 1.6， 节点区域系数ZH = 2.5，材料弹性系数ZE = 189.8，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传递的功率。
提示：接触疲劳强度校核公式为

解：由已知条件：
u = z2 / z1 = 75/25 = 3
d1 = m z1 = 3×25 = 75 mm
b =φd d1 = 1×75 = 75 mm
因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：

= 1586845.5Nmm
齿轮传动所能传递的功率为：

4、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=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=1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。
解题要点：
1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q；
2．在求许用工作载荷F。
解：
根据： ，
解得： Q ≤==20814 N
依题意：
由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N
汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N
根据：
解得： MPa
5、在图示的汽缸联接中，汽缸内径D = 400mm，螺栓个数z =16，缸内压力p在0~2 N/mm之间变化，采用铜皮石棉垫片，试确定螺栓直径。
解题要点：
1）计算螺栓受力
气缸盖所受的最大压力：N
单个螺栓联接的轴向工作载荷：N
取，单个螺栓的总拉力：N
2）计算螺栓最小直径
采用6.8级六角头螺栓(GB5282-86)，屈服极限MPa，抗拉强度极限=600 MPa，查表取，螺栓材料的许用应力为：
MPa
根据强度条件，螺栓小直径：
mm
选用M16的螺栓，mm。
（注：具体解题时，会有强度等级是6.8级，安全系数S=1.4的提示。）
7、带式输送机的凸缘联轴器，用四个普通螺栓联接，D0=125mm，传递转矩T=200N·m，联轴器结合面上的摩擦系数f=0.15，试计算每个螺栓所受的载荷。
解：（1）单个螺栓的作用力（横向力）F：
由题意：
得：
（2）螺栓的轴向压紧力（预紧力）为：（取C=1.2）