问答题
1. 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↑
2) 轴、轴承及机体的刚度↑(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(5)采用软齿面——通过跑合使载荷均匀(6) 硬齿面齿轮——将齿端修薄、或做成鼓形齿 7) 齿轮要布置在远离转矩输入端的位置。 2. 试述齿轮传动的设计准则
答:齿轮的设计准则: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。由工程实践得知:闭式软齿面齿轮传动:常因齿面点蚀而失效,故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。闭式硬齿面:其齿面接触承载能力较高,故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计,然后校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动:其主要失效形式是齿面磨损,而且在轮齿磨薄后往往会发生轮齿折断。故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。 高速重载齿轮传动:可能出现齿面胶合,故需校核齿面胶合强度。 3. 按照轴所受载荷类型的不同,轴分为那几种类型?并分别举例说明。 (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——转轴,既起支撑又起传运动和转矩作用,如减速器的输出轴。
4.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,而在当量静载荷作用下,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。
5、齿轮传动中为何两轮齿面要有一定的硬度差?
答:齿轮传动中,小齿轮齿面硬度比大齿轮大一些。这是由于: 1、小齿轮的齿根厚度小于大齿轮;
2、软硬齿面配对啮合时因冷作硬化的作用,可提高齿面的接触疲劳强度; 3、小齿轮的应力循环次数比的大齿轮多; 4、可以提高啮合性能。6、轮齿的失效形式有哪些?闭式和开式传动的失效形式有哪些不同? 答:轮齿的主要失效形式有: 轮齿折断、 齿面损坏 轮齿折断有疲劳折断和过载折断。
齿面损坏主要有疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形。
一般情况下,若设计正确、润滑良好时: 闭式软齿面主要失效形式是疲劳点蚀。闭式硬齿面主要失效形式是弯曲疲劳折断。 闭式高速重载主要失效是点蚀和胶合。 开式传动主要失效形式是磨损。
7、要提高轮齿的抗折断能力和齿面抗点蚀能力有哪些可能的措施? 答:提高轮齿的抗折断能力的措施有:
1.增大齿根过渡圆角半径,消除加工刀痕,可降低齿根应力集中; 2.增大轴和支承的刚度,可减小齿面局部受载;
3.采取合适的热处理方法使轮芯部具有足够韧性;4.在齿根部进行喷丸、滚压等表面强度处理,降低齿轮表面粗糙度; 齿轮采用正变位等。 提高齿面抗点蚀能力的措施有:
提高齿面硬度;降低表面粗糙度;增大润滑油粘度;提高加工、安装精度以减小动载荷;在许可范围内采取较大变位系数的正传动,可增大齿轮传动的综合曲率半径。
8提高螺纹连接强度的措施:降低影响螺栓疲劳强度的应力幅;改善螺纹牙上载荷分布不均的现象;减小应力集中的影响;采用合理的制造工艺方法。
填空题及选择填空题
1.当动压润滑条件不具备且边界膜遭破坏时就会出现流体摩擦、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。
2. 一公称直径为d=16mm的螺纹副,螺纹头数n=2,螺距p=4mm, 螺 纹中径d2=D2=14mm,牙侧角β=15o,螺纹副材料的当量摩擦系数 f′=0.08~0.10, 经计算该螺纹副 a 自锁性要求。 a.满足 b.不满足 3. 导向平键连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。
4. 作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40o,相应的V带轮 轮槽的两侧面夹角则小于40o 。
5. 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α1、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,带在带轮上发生打滑现象;而且在传动比大于1的情况下,打 滑总是先从小带轮上开始的,其原因是带在小带轮上的包角小于 大带轮上的包角。
6. 齿轮传动的五种主要失效形式中,最严重、必须避免的失效形式 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;轮齿的塑性变形常发生在 齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。
7. 下列齿轮参数中,对齿形系数YF没有影响的是模数。
8. 按国家标准GB/292-93规定,型号7212 C/DB轴承的类型为 角接触球轴承,宽度类型为 窄系列,精度等级为 P0公称接触角α = 15 o
9. 对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是 疲劳点蚀 , 对于不转动、低速或摆动的轴承,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 是其主要失效形式。 10. 滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成, 其失效形式主要是 胶合和磨损 ,主要发生在 轴瓦 上。
11.所用螺母的性能等级应不低于与其相配螺栓的性能等级;
12.适合制作螺纹连接件的材料品种很多,常用材料有低碳钢(Q215、10钢)和中碳钢(Q235,35钢,45钢)。
13.对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹连接件,可采用低合金钢、合金钢,如15Cr,40Cr,30CrMnSi等。
14.普通垫圈的材料,推荐用Q235、15钢、35钢,弹簧垫圈用65Mn制造,并经热处理和表面处理。
15.塑性变形属于轮齿永久变形一大类的失效形式,,塑性变形一般发生在硬度低得齿轮上;但在重载作用下硬度高的齿轮上也会出现。
16.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。这种附加载荷取决于原动机和从动机械的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态等。
17.计算轮齿强度时,为了计及齿面上载荷沿接触线分布不均的现象通常以系数KB来表征齿面上载荷分布不均的程度对轮齿强度的影响。
18.为了改善载荷沿接触线分布不均的程度,可采用增大轴、轴承及支座的刚度,对称的配置轴,以及适当地限制轮齿的宽度等措施,也可以把一个齿轮的轮齿做成鼓形。 19.我国对一般用途的齿轮规定的标准压力角a=20°,航空齿轮还规定a=25°的标准压力角。 20.链传动是一种桡性传动,它由链条和链轮组成,通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。
21.滚子链的结构由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成,内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈配合,滚子与套筒之间。套筒与销轴之间为间隙配合。
22.小链轮齿数Z1少,可减小外廓尺寸,但齿数过少,会增加运动的不均匀性和动载荷。 23.当中心距小、传动比大时,应选用小节距的多排链;中心距大、传动比小时,应选用大节距的单排链。 24、螺纹连接的基本类型:螺栓连接、双头螺栓连接(用于结构上不能采用螺栓连接的场合)、螺钉连接(用于受力不大,或不需要经常拆装的场合)、紧定螺钉连接(可用于调整零件的位置)。采用普通螺栓时,靠连接预紧后在结合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T;采用铰制孔螺栓时,在转矩T的作用下,各螺栓受到剪切和挤压的作用,各螺栓所受的横向工作剪力和该螺栓轴线到螺栓组对称中心O 的连线相垂直。
25、绝大多数螺纹连接在装配时都必须拧紧,使连接在承受工作载荷之前,预先受到力的作用。这个预加作用力就是预紧力。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性。以防止受载后被连接件出现缝隙或发生相对滑动。
26、防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。防松的方法,按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。
27、键连接的主要类型有:平键连接、半圆键连接、楔键连接、和切向键连接。
28、普通平键按构造分,有圆头(A型)、平头(B型)、半圆头(C型)
29、键的截面尺寸b x h按轴的直径d由标准中选定。键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或略短于轮毂的长度。
30、花键连接是由外花键和内花键组成。按齿形不同分为矩形花键和渐开线花键两类。 31、花键连接的优点:(1)连接受力较均匀,(2)齿根处应力集中较小,轴与毂的强度削弱较少,(3)可承受较大的载荷,(4)轴上零件与轴的对中性好,(5)导向性较好,(6)可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。
32、花键连接适用于精度要求较高,载荷大或经常滑移的连接。矩形花键的定心方式为小径定心,即外花键和内花键的小径为配合面
33、无键连接:凡是轴与毂的连接不用键或花键的连接。 34、型面连接:轴与毂孔相配合而构成的连接。
35、胀紧连接:是在毂孔与轴之间装入胀紧连接套,可装一个或几个,在轴向力作用下,同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。
36、机械传动:带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动。
37、带传动的类型:按工作原理分为摩擦型带传动和齿合型带传动。摩擦型带传动按传送带的横截面形状的不同,又分为平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动。
38、带传动的弹性滑动:由于带的弹性形变而引起的带和带轮间的微量滑动。弹性滑动总是存在的,是无法避免的。
40、当带传动所传递的功率突然增大而超过设计功率时的打滑可以起到过载保护的作用。 41、带传动的设计准则:在保证不打滑的条件下,带传动具有一定的疲劳强度和寿命。 42、单根普通V带所能传递的最大功率P0称为基本额定功率。它是在规定的实验条件下得到的。
43、滚动轴承可以概括地分为向心力轴承、推力轴承和向心推力轴承。 44、滚动轴承的正常失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏。
45、滚动轴承的基本额定寿命:按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数或工作小时数作为轴承的寿命。
46、滚动轴承轴向紧固的方法很多,内圈紧固的常用方法有:(1)用弹性挡圈嵌在轴的沟槽内,主要用于轴向力不大及转速不高时;(2)用螺钉固定的轴端挡圈紧固,可用于在高转速下承受大的轴向力;(3)用圆螺母和止动垫圈紧固,主要用于轴承转速高、承受较大的轴向力的情况;(4)用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母紧固,用于光轴上的、轴向力和转速都不大的、内圈为圆锥孔的轴承。