機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)要點(diǎn)及重點(diǎn)習(xí)題

1、一 緒 論【答】機(jī)械系統(tǒng)總是由一些機(jī)構(gòu)組成，每個(gè)機(jī)構(gòu)又是由許多零件組成。所以，機(jī)器的基本組成要素就是機(jī)械零件。2、什么是通用零件？什么是專用零件？試各舉三個(gè)實(shí)例?！敬稹吭诟鞣N機(jī)器中經(jīng)常能用到的零件稱為通用零件。如螺釘、齒輪、彈簧、鏈輪等。1、機(jī)器的基本組成要素是什么？在特定類型的機(jī)器中才能用到的零件稱為專用零件。如汽輪機(jī)的葉片、內(nèi)燃機(jī)的活塞、曲軸等。3、在機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何把握零件與機(jī)器的關(guān)系？【答】在相互連接方面，機(jī)器與零件有著相互制約的關(guān)系；在相對(duì)運(yùn)動(dòng)方面，機(jī)器中各個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)需要滿足整個(gè)機(jī)器運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求；在機(jī)器的性能方面，機(jī)器的整體性能依賴于各個(gè)零件的性能，而每個(gè)零件的設(shè)計(jì)或選擇

2、又 二 機(jī)械設(shè)計(jì)總論1、機(jī)器由哪三個(gè)基本組成部分組成？傳動(dòng)裝置的作用是什么？【答】機(jī)器的三個(gè)基本組成部分是：原動(dòng)機(jī)部分、執(zhí)行部分和傳動(dòng)部分。傳動(dòng)裝置的作用：介于機(jī)器的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行部分之間，改變?cè)瓌?dòng)機(jī)提供的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，以滿足執(zhí)行部分的要求。2、什么叫機(jī)械零件的失效？機(jī)械零件的主要失效形式有哪些？【答】機(jī)械零件由于某種原因喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的性能稱為失效。機(jī)械零件的主要失效形式有1）整體斷裂；2）過(guò)大的殘余變形（塑性變形）；3）零件的表面破壞，主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞；4）破壞正常工作條件引起的失效：有些零件只有在一定的工作條件下才能正常工作，如果破壞了這些必要的條件，則將發(fā)生不同

3、類型的失效，如帶傳動(dòng)的打滑，高速轉(zhuǎn)子由于共振而引起斷裂，滑動(dòng)軸承由于過(guò)熱而引起的膠合等。3、什么是機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？機(jī)械零件的主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有哪些？【答】機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是指機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)遵循的原則。機(jī)械零件的主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有：強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則、可靠性準(zhǔn)則4、繪出浴盆曲線并簡(jiǎn)述其含義？【答】浴盆曲線是失效率曲線的形象化稱呼，表示了零件或部件的失效率與時(shí)間的關(guān)系，一般用實(shí)驗(yàn)方法求得。浴盆曲線分為三段：第段代表早期失效階段，失效率由開(kāi)始時(shí)很高的數(shù)值急劇地下降到某一穩(wěn)定的數(shù)值；第段代表正常使用階段，失效率數(shù)值緩慢增長(zhǎng)；第段代表?yè)p壞階段，失效率數(shù)值由穩(wěn)定的數(shù)值逐漸急劇

4、上升。5、設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求？【答】機(jī)械零件的基本設(shè)計(jì)要求有：避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求；結(jié)構(gòu)工藝性要求；經(jīng)濟(jì)性要求；質(zhì)量小要求；可靠性要求。6、簡(jiǎn)述機(jī)械零件的一般設(shè)計(jì)步驟？【答】機(jī)械零件的一般設(shè)計(jì)步驟是：（1）選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)；（2）計(jì)算作用載荷；（3）選擇材料；（4）確定基本尺寸；（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（6）校核計(jì)算；（7）繪圖和編寫(xiě)技術(shù)文件。7、機(jī)械零件的常規(guī)設(shè)計(jì)方法有哪些？計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)屬于常規(guī)設(shè)計(jì)方法嗎？【答】機(jī)械零件的常規(guī)設(shè)計(jì)方法有：（1）理論設(shè)計(jì)：根據(jù)長(zhǎng)期總結(jié)出來(lái)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)稱為理論設(shè)計(jì)。理論設(shè)計(jì)中常采用的處理方法

5、有設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩種。前者是指由公式直接算出所需的零件尺寸，后者是指對(duì)初步選定的零件尺寸進(jìn)行校核計(jì)算；（2）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)從某類零件已有的設(shè)計(jì)與使用實(shí)踐中歸納出的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，或根據(jù)設(shè)計(jì)者本人的工作經(jīng)驗(yàn)用類比的辦法所進(jìn)行的設(shè)計(jì)；（3）模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：對(duì)于一些尺寸巨大而且結(jié)構(gòu)又很復(fù)雜的重要零件件，尤其是一些重型整體機(jī)械零件，為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，可采用模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)屬于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。8、簡(jiǎn)述機(jī)械零件金屬材料的一般選用原則？【答】機(jī)械零件金屬材料的在選用時(shí)主要考慮下列因素：1、 載荷、應(yīng)力及其分布狀況,零件的工作情況；2、 零件的尺寸及質(zhì)量；3、 零

6、件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及材料的加工可能性；4、 材料的經(jīng)濟(jì)性；5、 材料的供應(yīng)狀況。9、什么是機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化？實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化有何重要意義？【答】零件的標(biāo)準(zhǔn)化就是對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗(yàn)方法、制圖要求等制定出各種各樣大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化的意義主要表現(xiàn)為：1）能以最先進(jìn)的方法在專門化工廠中對(duì)那些用途最廣的零件進(jìn)行大量、集中的制造，以提高質(zhì)量、降低成本；2）統(tǒng)一了材料和零件的性能指標(biāo)，使其能夠進(jìn)行比較，提高了零件性能的可靠性；3）采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及零、部件，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)也簡(jiǎn)化了機(jī)器的維修工作。三 機(jī)械零件的強(qiáng)度1、影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？

7、在設(shè)計(jì)中可以采用哪些措施提高機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度？【答】影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有零件幾何形狀、尺寸大小、加工質(zhì)量及強(qiáng)化因素。零件設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用如下的措施來(lái)提高機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度：1）盡可能降低零件上應(yīng)力集中的影響是提高零件疲勞強(qiáng)度的首要措施。應(yīng)盡量減少零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的突變或使其變化盡可能地平滑和均勻。在不可避免地要產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減荷槽來(lái)降低應(yīng)力集中的作用；2）選用疲勞強(qiáng)度大的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法及強(qiáng)化工藝；3）提高零件的表面質(zhì)量；4）盡可能地減小或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對(duì)于延長(zhǎng)零件的疲勞壽命有著比提高材料性能更為顯著的作用。

8、2、已知某材料的MPa，循環(huán)基數(shù)取，m=9，試求循環(huán)次數(shù)N分別為7000，25000，620000次時(shí)的有限壽命彎曲疲勞極限。【解】由公式 得N1 = 7000時(shí)N2 = 25000時(shí)N3 = 620000時(shí)3、已知一材料的力學(xué)性能MPa，MPa，試按比例繪制該材料的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖。【解】由公式3-6 得簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖上各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為按比例繪制的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖如圖所示。4、如在題3中取零件的，零件危險(xiǎn)截面上的平均應(yīng)力，應(yīng)力幅，1） 按比例繪制該零件的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖，并在圖上標(biāo)出工作點(diǎn)M；2） 分別按和在零件的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖上標(biāo)出極限應(yīng)力點(diǎn)S1和S2；3） 分別按和求出該截面的計(jì)算安

9、全系數(shù)?！窘狻?）繪制零件的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖零件極限應(yīng)力線圖上各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：工作點(diǎn)M坐標(biāo)為2）標(biāo)出極限應(yīng)力點(diǎn)S1和S2和時(shí)在零件的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖上的極限應(yīng)力點(diǎn)S1和S2如圖所示。3）按和求該截面的計(jì)算安全系數(shù)顯然，兩種情況可能的失效形式均為疲勞失效。故安全系數(shù)分別為：時(shí)時(shí)摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述1、如何用膜厚比衡量?jī)苫瑒?dòng)表面間的摩擦狀態(tài)？【答】膜厚比（）用來(lái)大致估計(jì)兩滑動(dòng)表面所處的摩擦（潤(rùn)滑）狀態(tài)。式中，為兩滑動(dòng)粗糙表面間的最小公稱油膜厚度，、分別為兩表面輪廓的均方根偏差。膜厚比時(shí)，為邊界摩擦（潤(rùn)滑）狀態(tài)；當(dāng)時(shí)，為混合摩擦（潤(rùn)滑）狀態(tài)；當(dāng)時(shí)為流體摩擦（潤(rùn)滑）狀態(tài)。2、機(jī)件磨損的過(guò)程大致可分為

10、幾個(gè)階段？每個(gè)階段的特征如何？ 【答】試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械零件的一般磨損過(guò)程大致分為三個(gè)階段，即磨合階段、穩(wěn)定磨損階段及劇烈磨損階段。1） 磨合階段：新的摩擦副表面較粗糙，在一定載荷的作用下，摩擦表面逐漸被磨平，實(shí)際接觸面積逐漸增大，磨損速度開(kāi)始很快，然后減慢；2） 穩(wěn)定磨損階段：經(jīng)過(guò)磨合，摩擦表面加工硬化，微觀幾何形狀改變，從而建立了彈性接觸的條件，磨損速度緩慢，處于穩(wěn)定狀態(tài)；3） 劇烈磨損階段：經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定磨損后，因零件表面遭到破化，濕摩擦條件發(fā)生加大的變化（如溫度的急劇升高，金屬組織的變化等），磨損速度急劇增加，這時(shí)機(jī)械效率下降，精度降低，出現(xiàn)異常的噪聲及振動(dòng)，最后導(dǎo)致零件失效。3、

11、何謂油性與極壓性？【答】油性（潤(rùn)滑性）是指潤(rùn)滑油中極性分子濕潤(rùn)或吸附于摩擦表面形成邊界油膜的性能，是影響邊界油膜性能好壞的重要指標(biāo)。油性越好，吸附能力越強(qiáng)。對(duì)于那些低速、重載或潤(rùn)滑不充分的場(chǎng)合，潤(rùn)滑性具有特別重要的意義。極壓性是潤(rùn)滑油中加入含硫、氯、磷的有機(jī)極性化合物后，油中極性分子在金屬表面生成抗磨、耐高壓的化學(xué)反應(yīng)邊界膜的性能。它在重載、高速、高溫條件下，可改善邊界潤(rùn)滑性能。4、潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？【答】潤(rùn)滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)有：粘度、潤(rùn)滑性（油性）、極壓性、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)和氧化穩(wěn)定性。潤(rùn)滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)有：錐（針）入度（或稠度）和滴點(diǎn)。5、什么是粘度？粘度的常用單位有哪些？

12、【答】粘度是指潤(rùn)滑油抵抗剪切變形的能力，標(biāo)志著油液內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦阻力的大小，可定性地定義為它的流動(dòng)阻力。粘度越大，內(nèi)摩擦阻力越大，流動(dòng)性越差。粘度是潤(rùn)滑油最重要的性能指標(biāo)，也是選用潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。粘度的常用單位有（國(guó)際單位制），(P泊，cP厘泊)，St(斯)，cSt（厘斯），（恩氏度），（賽氏通用秒），（雷氏秒）等。6、流體動(dòng)力潤(rùn)滑和流體靜力潤(rùn)滑的油膜形成原理在本質(zhì)上有何不同？【答】流體動(dòng)力潤(rùn)滑是借助于相對(duì)速度而產(chǎn)生的粘性流體膜將兩摩擦表面完全隔開(kāi)，由流體膜產(chǎn)生的壓力來(lái)平衡外載荷，具有一定粘性的流體流入楔形收斂間隙產(chǎn)生壓力效應(yīng)而形成。流體靜力潤(rùn)滑是靠液壓泵（或其它壓力流體源），

13、將加壓后的流體送入兩摩擦表面之間，利用流體靜壓力來(lái)平衡外載荷。 四 螺紋連接和螺旋傳動(dòng)1、簡(jiǎn)要分析普通螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的特點(diǎn)，并說(shuō)明哪些螺紋適合用于連接，哪些螺紋適合用于傳動(dòng)？哪些螺紋已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化？【答】普通螺紋：牙型為等邊三角形，牙型角60度，內(nèi)外螺紋旋合后留有徑向間隙，外螺紋牙根允許有較大的圓角，以減小應(yīng)力集中。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗牙和細(xì)牙，細(xì)牙螺紋升角小，自鎖性好，抗剪切強(qiáng)度高，但因牙細(xì)不耐磨，容易滑扣。應(yīng)用：一般連接多用粗牙螺紋。細(xì)牙螺紋常用于細(xì)小零件，薄壁管件或受沖擊振動(dòng)和變載荷的連接中，也可作為微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺紋用。矩形螺紋：牙型為正方形，牙型角，傳動(dòng)效

14、率較其它螺紋高，但牙根強(qiáng)度弱，螺旋副磨損后，間隙難以修復(fù)和補(bǔ)償，傳動(dòng)精度降低。梯形螺紋：牙型為等腰梯形，牙型角為30度，內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)，工藝較好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好。主要用于傳動(dòng)螺紋。鋸齒型螺紋：牙型為不等腰梯形，工作面的牙側(cè)角3度，非工作面牙側(cè)角30度。外螺紋牙根有較大的圓角，以減小應(yīng)力集中，內(nèi)外螺紋旋合后，大徑無(wú)間隙便于對(duì)中，兼有矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形螺紋牙型螺紋牙根強(qiáng)度高的特點(diǎn)。用于單向受力的傳動(dòng)螺紋。普通螺紋適合用于連接，矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋適合用于傳動(dòng)。普通螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。2、將承受軸向變載荷連接螺栓的光桿部分做的細(xì)些有什么好處？【答】

15、可以減小螺栓的剛度，從而提高螺栓連接的強(qiáng)度。3、螺紋連接為何要防松？常見(jiàn)的防松方法有哪些？【答】連接用螺紋緊固件一般都能滿足自鎖條件，并且擰緊后，螺母、螺栓頭部等承壓面處的摩擦也都有防松作用，因此在承受靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)，螺紋連接一般都不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)、變載荷及溫度變化較大的情況下，連接有可能松動(dòng)，甚至松開(kāi)，造成連接失效，引起機(jī)器損壞，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的人身事故等。所以在設(shè)計(jì)螺紋連接時(shí)，必須考慮防松問(wèn)題。螺紋連接防松的根本問(wèn)題在于防止螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體的防松裝置或方法很多，按工作原理可分為摩擦防松、機(jī)械防松和其它方法，如端面沖點(diǎn)法防松、粘合法防松，防松效果良好，但僅適用于很少

16、拆開(kāi)或不拆的連接。4、簡(jiǎn)要說(shuō)明螺紋連接的主要類型和特點(diǎn)?！敬稹柯菁y聯(lián)接的主要類型有螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接和緊定螺釘聯(lián)接四種。主要特點(diǎn)是：）螺栓聯(lián)接：有普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接兩種。普通螺栓聯(lián)接被聯(lián)接件的通孔與螺栓桿之間有間隙，所以孔的加工精度可以低些，不需在被聯(lián)接件上切制螺紋，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，所以應(yīng)用最廣。鉸制孔螺栓聯(lián)接螺栓桿與孔之間沒(méi)有間隙，能確定被聯(lián)接件的相對(duì)位置，并能承受橫向載荷。2）螺釘聯(lián)接：螺釘直接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中。適用于被聯(lián)接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場(chǎng)合。由于不用螺母，所以易于實(shí)現(xiàn)外觀平整、結(jié)構(gòu)緊湊；但要在被聯(lián)接件上切制螺紋，因而其結(jié)構(gòu)比螺栓聯(lián)接

17、復(fù)雜一些。 不適用于經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。如經(jīng)常拆裝，會(huì)使螺紋孔磨損，導(dǎo)致被聯(lián)接件過(guò)早失效。3）雙頭螺柱聯(lián)接：使用兩端均有螺紋的螺柱，一端旋入并緊定在較厚被聯(lián)接件的螺紋孔中，另一端穿過(guò)較薄被聯(lián)接件的通孔，加上墊片，旋上螺母并擰緊，即成為雙頭螺柱聯(lián)接。這種聯(lián)接在結(jié)構(gòu)上較前兩種復(fù)雜，但兼有前兩者的特點(diǎn)，即便于拆裝，又可用于有較厚被聯(lián)接件或要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。）緊定螺釘聯(lián)接：將緊定螺釘擰入一零件的螺紋孔中，其末端頂住另一零件的表面，或頂入相應(yīng)的凹坑中，以固定兩個(gè)零件的相對(duì)位置，并可傳遞不大的力或扭矩,多用于固定軸上零件的相對(duì)位置。5、簡(jiǎn)要說(shuō)明平墊圈、斜墊圈和球面墊圈的用途？【答】墊圈的主要作用是增加被聯(lián)接

18、件的支承面積或避免擰緊螺母時(shí)擦傷被聯(lián)接件的表面。常用的是平墊圈。當(dāng)被聯(lián)接件表面有斜度時(shí)，應(yīng)使用斜墊圈，特殊情況下可使用球面墊圈。6、在鑄、鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時(shí)，為何應(yīng)制成凸臺(tái)或沉頭座？【答】1）降低表面粗造度，保證連接的緊密性；2）避免螺栓承受偏心載荷；3）減少加工面，降低加工成本。7、如圖所示的底板螺栓組連接受外力的作用，外力作用在包含軸并垂直于底板結(jié)合面的平面內(nèi)。試分析底板螺栓組的受力情況，判斷哪個(gè)螺栓受力最大？保證連接安全工作的必要條件有哪些？【解】將等效轉(zhuǎn)化到底板面上，可知底板受到軸向力，橫向力和傾覆力矩。（1） 底板最左側(cè)螺栓受力最大，為防止螺栓拉斷，應(yīng)驗(yàn)算該螺栓的拉伸強(qiáng)度，

19、要求拉應(yīng)力；（2） 為防止底板右側(cè)壓碎，應(yīng)驗(yàn)算底板右側(cè)邊緣的最大擠壓應(yīng)力，要求最大擠壓應(yīng)力；（3） 為防止底板左側(cè)出現(xiàn)間隙，應(yīng)驗(yàn)算底板左側(cè)邊緣的最小擠壓應(yīng)力，要求最小擠壓應(yīng)力；（4） 為防止底板向右滑移，應(yīng)驗(yàn)算底板在橫向力作用下是否會(huì)滑動(dòng)，要求摩擦力。8、如圖所示，兩塊金屬板用兩個(gè)M12的普通螺栓連接。若結(jié)合面的摩擦系數(shù)，螺栓預(yù)緊力控制在屈服極限的70%，螺栓用性能等級(jí)為4.8的中碳鋼制造，求此連接所能傳遞的最大橫向載荷。題 8 圖【解】參考書(shū)給出的答案有問(wèn)題：螺栓數(shù)目為2，接合面數(shù)為1，取防滑系數(shù)為，性能等級(jí)為4.8的碳鋼。螺栓所需預(yù)緊力為因此，所能傳遞的最大載荷為 N正確解法：1、 M12

20、的螺紋內(nèi)徑為；2、 確定螺栓的預(yù)緊力性能等級(jí)為4.8的碳鋼，由題意，預(yù)緊力為3、 由公式 ，因此，該連接能傳遞的最大橫向載荷為9、受軸向載荷的緊螺栓連接，被連接鋼板間采用橡膠墊片。已知螺栓預(yù)緊力 N，當(dāng)受軸向工作載荷 N時(shí)，求螺栓所受的總拉力及被連接件之間的殘余預(yù)緊力。【解】采用橡膠墊片密封，取螺栓的相對(duì)剛度由教材公式（5-18），螺栓總拉力 N由教材公式（5.15），殘余預(yù)緊力為 N鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷連接1、分析比較平鍵和楔鍵的工作特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合?！敬稹科芥I連接的工作面是兩側(cè)面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，工作時(shí)，靠鍵與鍵槽的互壓傳遞轉(zhuǎn)矩，但不能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向定位，所以也不能承受軸

21、向力。具有制造簡(jiǎn)單、裝拆方便、定心性較好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。楔鍵連接的工作面是上下面，其上表面和輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度，裝配時(shí)需打緊，靠楔緊后上下面產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定和承受單向軸向力。由于楔緊后使軸和輪轂產(chǎn)生偏心，故多用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的場(chǎng)合。2、平鍵連接有哪些失效形式？普通平鍵的截面尺寸和長(zhǎng)度如何確定？【答】平鍵連接的主要失效形式是較弱零件（通常為輪轂）的工作面被壓潰（靜連接）或磨損（動(dòng)連接，特別是在載荷作用下移動(dòng)時(shí)），除非有嚴(yán)重過(guò)載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。鍵的截面尺寸應(yīng)根據(jù)軸徑d從鍵的標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的長(zhǎng)度L可參照輪轂長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取，

22、L值應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)度。3、為什么采用兩個(gè)平鍵時(shí)，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，則應(yīng)沿周向相隔90°120°，而采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，卻布置在軸的同一母線上？【答】?jī)蓚€(gè)平鍵連接，一般沿周向相隔布置，對(duì)軸的削弱均勻，并且兩鍵的擠壓力對(duì)軸平衡，對(duì)軸不產(chǎn)生附加彎矩，受力狀態(tài)好。采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，相隔布置。若夾角過(guò)小，則對(duì)軸的局部削弱過(guò)大。若夾角過(guò)大，則兩個(gè)楔鍵的總承載能力下降。當(dāng)夾角為時(shí)，兩個(gè)楔鍵的承載能力大體上只相當(dāng)于一個(gè)楔鍵盤(pán)的承載能力。采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，在軸的同一母線上布置。半圓鍵對(duì)軸的削弱較大，兩個(gè)半圓鍵不能放在同一橫截面上。只能放在同一母線上。4

23、、如圖所示的凸緣半聯(lián)軸器及圓柱齒輪，分別用鍵與減速器的低速軸相連接。試選擇兩處鍵的類型及尺寸，并校核其強(qiáng)度。已知：軸的材料為45鋼，傳遞的轉(zhuǎn)矩為 N.m，齒輪用鍛鋼制造，半聯(lián)軸器用灰鑄鐵制成，工作時(shí)有輕微沖擊?！窘狻浚?）確定聯(lián)軸器段的鍵根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選A型平鍵。由軸徑，查手冊(cè)得鍵的截面尺寸為，取鍵的公稱長(zhǎng)度。鍵的標(biāo)記：鍵鍵的工作長(zhǎng)度為，鍵與輪轂鍵槽接觸高度為，根據(jù)聯(lián)軸器材料鑄鐵，載荷有輕微沖擊，查教材表6-1，取許用擠壓應(yīng)力，則其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。（注：該鍵也可以選擇長(zhǎng)度mm。）（2）確定齒輪段的鍵根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選A型平鍵。由軸徑，查手冊(cè)得鍵的截面尺寸為，取鍵的公稱長(zhǎng)度。鍵的標(biāo)記：鍵鍵的

24、工作長(zhǎng)度為，鍵與輪轂鍵槽接觸高度為，根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，查教材表6-1，取許用擠壓應(yīng)力，則其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。五 帶 傳 動(dòng)1、影響帶傳動(dòng)工作能力的因素有哪些？【答】由公式（8-7）影響帶傳動(dòng)工作能力的因素有：（1） 預(yù)緊力：預(yù)緊力越大，工作能力越強(qiáng)，但應(yīng)適度，以避免過(guò)大拉應(yīng)力；（2） 包角：包角越大越好，一般不小于120度；（3） 摩擦系數(shù)：摩擦系數(shù)越大越好。2、帶傳動(dòng)的帶速為什么不宜太高也不宜太低？【答】由公式（8-10）可知，為避免過(guò)大的離心應(yīng)力，帶速不宜太高；1） 由公式（8-3）和（8-4）可知，緊邊拉力因此，為避免緊邊過(guò)大的拉應(yīng)力，帶速不宜太低。3、帶傳動(dòng)中的彈性

25、滑動(dòng)和打滑是怎樣產(chǎn)生的？對(duì)帶傳動(dòng)有何影響？【答】帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)是由于帶松邊和緊邊拉力不同，導(dǎo)致帶的彈性變形并引起帶與帶輪之間發(fā)生相對(duì)微小滑動(dòng)產(chǎn)生的，是帶傳動(dòng)固有的物理現(xiàn)象。帶傳動(dòng)中由于工作載荷超過(guò)臨界值并進(jìn)一步增大時(shí)，帶與帶輪間將產(chǎn)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇降低，甚至使傳動(dòng)失效，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。4、帶傳動(dòng)的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？【答】帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和疲勞破壞。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。5、V帶傳動(dòng)的，帶與帶輪的當(dāng)量摩擦系數(shù)，包角，預(yù)緊力。試問(wèn)：1） 該傳動(dòng)所能傳遞的最大有效拉力

26、為多少；2） 若，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少；3） 若傳動(dòng)效率為0.95，彈性滑動(dòng)忽略不計(jì)，求從動(dòng)輪的輸出功率。【解】(1) (2) 傳遞的最大扭矩.mm(3) 輸出功率6、V帶傳動(dòng)傳遞的功率 kW，帶速，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即 ，試求緊邊拉力、有效拉力和預(yù)緊力?！窘狻坑?，得由，又，得由，得7、有一帶式輸送裝置，其異步電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率，轉(zhuǎn)速，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速，允許誤差為，運(yùn)輸裝置工作時(shí)有輕微沖擊，兩班制工作，試設(shè)計(jì)此帶傳動(dòng)?！窘狻?）確定計(jì)算功率 由表8-7查得，計(jì)算功率為 kW2）選取V帶型號(hào) 根據(jù)，由圖8-11選用B型帶。3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶

27、速 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑 由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 驗(yàn)算帶速 按式8-13 由于 ，故帶速合適。 確定大帶輪基準(zhǔn)直徑傳動(dòng)比 ，根據(jù)式8-15a，有根據(jù)表8-8，圓整為 。 驗(yàn)算帶速誤差 由式8-14，從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速帶速誤差 ，滿足要求。4）確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)式8-20，初定中心距， 計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 按式8-22由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 計(jì)算實(shí)際中心距 由式8-23 mm由式8-24，中心距的變化范圍為5）驗(yàn)算小帶輪上的包角包角合適。6）計(jì)算帶的根數(shù) 計(jì)算單根V帶的額定計(jì)算功率由和，查表8-4a得 kW查表8-4b得 kW查表8-5得，查表8-2

28、得，根據(jù)式8-26取4根。7）計(jì)算單根V帶的最小初拉力由表8-3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 kg/m N8）計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 N9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（略）六 鏈 傳 動(dòng)1、與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？【答】與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很，所以作用于軸上的徑向壓力較??；在同樣的條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫和低溫的情況下工作。2、何謂鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)？如何減輕多邊形效應(yīng)的影響？【答】鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)中由于鏈條圍繞在鏈輪上形成了正多邊形，造成了運(yùn)動(dòng)的不均勻性，稱為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)

29、。這是鏈傳動(dòng)固有的特性。減輕鏈傳動(dòng)多邊形效應(yīng)的主要措施有：1） 減小鏈條節(jié)距；2） 增加鏈輪齒數(shù);3） 降低鏈速。3、簡(jiǎn)述滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式和原因?！敬稹繚L子鏈傳動(dòng)的主要失效形式和原因如下：1）鏈的疲勞破壞：鏈在工作時(shí)，周而復(fù)始地由松邊到緊邊不斷運(yùn)動(dòng)著，因而它的各個(gè)元件都是在變應(yīng)力作用下工作，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂，或者套筒、滾子表面將會(huì)出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕（多邊形效應(yīng)引起的沖擊疲勞）。2）鏈條鉸鏈的磨損：鏈條在工作過(guò)程中，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力，傳動(dòng)時(shí)彼此又產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)致鉸鏈磨損,使鏈條總長(zhǎng)伸長(zhǎng),從而使鏈的松邊垂度變化,增大動(dòng)載荷,發(fā)生振動(dòng),引起跳齒,加大噪

30、聲以及其它破壞,如銷軸因磨損削弱而斷裂等。3）鏈條鉸鏈的膠合：當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速高達(dá)一定數(shù)值時(shí)，鏈節(jié)嚙入時(shí)受到的沖擊能量增大，銷軸和套筒間潤(rùn)滑油被破壞，使兩者的工作表面在很高的溫度和壓力下直接接觸，從而導(dǎo)致膠合。因此，膠合在一定程度上限制了鏈的傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速。4）鏈條靜力拉斷：低速（m/s）的鏈條過(guò)載，并超過(guò)了鏈條靜力強(qiáng)度的情況下，鏈條就會(huì)被拉斷。a4、在如圖所示鏈傳動(dòng)中，小鏈輪為主動(dòng)輪，中心距。問(wèn)在圖a、b所示布置中應(yīng)按哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)才合理？?jī)奢嗇S線布置在同一鉛垂面內(nèi)（圖c）有什么缺點(diǎn)？應(yīng)采取什么措施？a）b）c）題 4 圖【答】a）和b）按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)合理。c）兩輪軸線布置在同一鉛垂面內(nèi)下垂量增大

31、，下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)減少，降低了傳動(dòng)能力，應(yīng)采?。?）調(diào)整中心距（2）加張緊輪（3）兩輪偏置等措施。5、選擇并驗(yàn)算一輸送裝置用的傳動(dòng)鏈。已知鏈傳動(dòng)傳遞的功率，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，工作情況系數(shù)，中心距（可以調(diào)節(jié)）?！窘狻浚?）選擇鏈輪齒數(shù)。假定鏈速，由教材表9-8取主動(dòng)鏈輪齒數(shù)，則從動(dòng)鏈輪齒數(shù)。（2）確定鏈節(jié)距p。計(jì)算功率由教材圖9-13按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)鏈工作在額定功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)。查教材表9-10得初選中心距則取，根據(jù)教材表9-10得選取單排鏈，由教材表9-11得，所需傳遞的功率為根據(jù)和，由教材圖9-13選鏈號(hào)為10A的單排鏈。同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)是正確的。由教

32、材表9-1查得鏈節(jié)距。（3）確定鏈長(zhǎng)L及中心距。中心距減小量實(shí)際中心距取，接近，符合題目要求。（4）驗(yàn)算鏈速。與原假設(shè)相符。根據(jù)教材圖9-14采用油浴或飛濺潤(rùn)滑。（5）壓軸力計(jì)算。有效圓周力按水平傳動(dòng)，取壓軸力系數(shù)，則壓軸力七 齒 輪 傳 動(dòng)1、齒輪傳動(dòng)常見(jiàn)的失效形式有哪些？簡(jiǎn)要說(shuō)明閉式硬齒面、閉式軟齒面和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則?！敬稹魁X輪傳動(dòng)常見(jiàn)的失效形式有以下幾種：（1）輪齒折斷；（2）齒面點(diǎn)蝕；（3）齒面磨損；（4）齒面膠合；（5）塑性變形。閉式硬齒面的設(shè)計(jì)以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主；閉式軟齒面的設(shè)計(jì)通常以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主；開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)目前僅以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)

33、則。2、簡(jiǎn)要分析說(shuō)明齒輪輪齒修緣和做成鼓形齒的目的?！敬稹魁X輪輪齒修緣是為了減小齒輪傳動(dòng)過(guò)程中由于各種原因引起的動(dòng)載荷。做成鼓形是為了改善載荷沿接觸線分布不均的程度。3、軟齒面齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，為何小齒輪的齒面硬度應(yīng)比大齒輪的齒面硬度大3050 HBS？【答】金屬制的軟齒面齒輪配對(duì)的兩輪齒中，小齒輪齒根強(qiáng)度較弱，且小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多，當(dāng)大小齒輪有較大硬度差時(shí)，較硬的小齒輪會(huì)對(duì)較軟的大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度。所以要求小齒輪齒面硬度比大齒輪大3050HBS。4、試分析圖示斜齒圓柱齒輪所受的力（用受力圖表示出各力的作用位置和方向）。Fr1Fr2Fr3Fr4Ft1F

34、t3Ft4Fa2Fa1Fa3Fa4Ft2【解】題 5 圖5、設(shè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，問(wèn)：1） 低速級(jí)斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反；2） 低速級(jí)螺旋角應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個(gè)軸向力互相抵消。【解】（1）由于中間軸上兩齒輪分別為主動(dòng)和從動(dòng)輪，且旋轉(zhuǎn)方向相同，因此為使軸向力方向相反，必須使齒輪3的螺旋方向與齒輪2的相同。齒輪2為左旋，故齒輪3必須左旋，齒輪4右旋。（2）使中間軸上輪2和輪3的軸向力互相完全抵消，需要滿足。因齒輪2和齒輪3傳遞的轉(zhuǎn)矩相同 ，且整理后可得因此 6、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，為何小齒輪的齒寬應(yīng)比大齒輪的齒寬大510 mm？

35、【答】將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為地加寬510mm，以防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的工作載荷。7、對(duì)于做雙向傳動(dòng)的齒輪來(lái)說(shuō)，它的齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力各屬于什么循環(huán)特性？在做強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)怎樣考慮？【答】齒面接觸應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)，齒根彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)。在作彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)將圖中查出的極限應(yīng)力值乘以0.7。8、設(shè)計(jì)小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的一對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知，壽命，小齒輪作懸臂布置，使用系數(shù)。【解】1）選擇齒輪的材料和精度等級(jí)根據(jù)教材表10-1選大小齒輪材料均為20CrMnTi滲碳淬火。小齒輪齒面硬度取62HRC,大齒輪齒面硬度取38HRC，芯部300H

36、BS。選精度等級(jí)為6級(jí)。2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩初選載荷系數(shù)：確定齒寬系數(shù)：小齒輪作懸臂布置，據(jù)教材表10-7選取初選螺旋角：計(jì)算斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)：確定齒形系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)：查教材表10-5得 確定斜齒輪端面重合度：查教材圖10-26得 確定彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力：循環(huán)次數(shù)由教材圖10-18查得 取安全系數(shù) 由教材圖10-20（d）得 按對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力為由彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪的模數(shù)：因，將齒輪1的參數(shù)代入設(shè)計(jì)公式中得取標(biāo)準(zhǔn)值。驗(yàn)算載荷系數(shù)：小齒輪的分度圓直徑 齒輪的圓周速度 由教材圖10-8查得：假設(shè)，由教材圖10-3查得齒寬 齒寬與齒高比 由教材表10-4查得，由教

37、材圖10-13查得彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)修正模數(shù)：因此取標(biāo)準(zhǔn)值合適。確定螺旋角：中心距 圓整中心距 后，螺旋角斜齒輪的相關(guān)參數(shù)對(duì)齒寬圓整：3）齒面接觸強(qiáng)度校核確定接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 確定接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力：查教材圖10-21（e）得 查教材圖10-19中曲線2得 取安全系數(shù) 確定彈性影響系數(shù)：據(jù)教材表10-6查得確定區(qū)域載荷系數(shù)：據(jù)教材圖10-30查得校核接觸強(qiáng)度滿足接觸強(qiáng)度要求，以上所選參數(shù)合適。八 蝸 桿 傳 動(dòng)1、簡(jiǎn)述蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合？【答】蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有：（1）傳動(dòng)比大，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊湊；（2）沖擊載荷小、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；（3）當(dāng)蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳

38、動(dòng)具有自鎖性；（4）摩擦損失較大，效率低；當(dāng)傳動(dòng)具有自鎖性時(shí)，效率僅為0。4左右；（5）由于摩擦與磨損嚴(yán)重，常需耗用有色金屬制造蝸輪（或輪圈），以便與鋼制蝸桿配對(duì)組成減摩性良好的滑動(dòng)摩擦副。蝸桿傳動(dòng)通常用于空間兩軸線交錯(cuò)，要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大的減速裝置，也有少數(shù)機(jī)器用作增速裝置。2、蝸桿直徑系數(shù)的含義是什么？為什么要引入蝸桿直徑系數(shù)？【答】蝸桿直徑系數(shù)是蝸桿分度圓直徑和模數(shù)的比值。引入蝸桿直徑系數(shù)是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化。3、為什么蝸輪的端面模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值？蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么？【答】1）在中間平面上，普通圓柱蝸桿傳動(dòng)就相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合傳動(dòng)。所以在設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)

39、，均取中間平面上的參數(shù)（如模數(shù)、壓力角等）和尺寸（如齒頂圓、分度圓等）為基準(zhǔn)，并沿用齒輪傳動(dòng)的計(jì)算關(guān)系。對(duì)于蝸輪來(lái)說(shuō)，端面模數(shù)等于中間平面上的模數(shù)。2）蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是：蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，蝸桿中圓柱上螺旋線的導(dǎo)程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角，且螺旋線方向相同。即；4、蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是什么？相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？【答】蝸桿傳動(dòng)的失效形式主要有齒面點(diǎn)蝕、齒根折斷、齒面膠合及過(guò)度磨損等。在開(kāi)式傳動(dòng)中多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷，因此應(yīng)以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為開(kāi)式傳動(dòng)的主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在閉式傳動(dòng)中，蝸桿副多因齒面膠合或點(diǎn)蝕而失效。因此，通

40、常是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。對(duì)于閉式傳動(dòng)，由于散熱較為困難，還應(yīng)作熱平衡核算。5、試分析畫(huà)出圖5所示蝸桿傳動(dòng)中各軸的回轉(zhuǎn)方向、蝸輪輪齒的螺旋方向及蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置和方向。【解】1）各軸的回轉(zhuǎn)方向如圖所示；2）蝸輪輪齒的螺旋方向：由于兩個(gè)蝸桿均為右旋，因此兩個(gè)蝸輪也必為右旋。3）蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置和方向如圖所示九 滑 動(dòng) 軸 承1、滑動(dòng)軸承的失效形式有哪些？【答】滑動(dòng)軸承的失效形式有：磨粒磨損、刮傷、咬合（膠合）、疲勞剝落和腐蝕，還可能出現(xiàn)氣蝕、流體侵蝕、電侵蝕和微動(dòng)磨損等損傷。2、滑動(dòng)軸承材料應(yīng)具備哪些性能？是否存在著能同時(shí)滿足這些性能的

41、材料？【答】滑動(dòng)軸承材料性能應(yīng)具有以下性能：（1）良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性。（2）良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性。（3）足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力。（4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。不存在一種軸承材料能夠同時(shí)滿足以上這些性能。3、非液體潤(rùn)滑軸承的設(shè)計(jì)依據(jù)是什么？限制和的目的是什么？【答】非液體潤(rùn)滑軸承常以維持邊界油膜不遭破壞作為設(shè)計(jì)的最低要求。限制p的目的是保證潤(rùn)滑油不被過(guò)大的壓力擠出，間接保證軸瓦不致過(guò)度磨損。軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗成正比，限制的目的就是限制軸承的溫升，防止吸附在金屬表面的油膜發(fā)生破裂。4、液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件是什么？簡(jiǎn)述向心滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓油膜的過(guò)程

42、？【答】形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑（即形成動(dòng)壓油膜）的必要條件是：1）相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；2）被油膜分開(kāi)的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度（亦即滑動(dòng)表面帶油時(shí)要有足夠的油層最大速度），其運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M(jìn)，從小口流出；3）潤(rùn)滑油必須有一定的粘度，供油要充分。向心滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓油膜的基本過(guò)程為：1）軸頸靜止時(shí)，軸頸處于軸承孔的最低位置，并與軸瓦接觸，兩表面間自然形成一收斂的楔形空間；2）軸頸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度極低，帶入軸承間隙中的油量較少，這時(shí)軸瓦對(duì)軸頸摩擦力的方向與軸頸表面圓周速度方向相反，迫使軸頸在摩擦力的作用下沿孔壁爬升；3）隨著轉(zhuǎn)速的增大，軸頸表面的圓周速度增大，帶

43、入楔形空間的油量也逐漸增多。這時(shí)楔形油膜產(chǎn)生了一定的動(dòng)壓力，將軸頸浮起。當(dāng)軸頸達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸便穩(wěn)定在一定的偏心位置上。這時(shí)，軸承處于流體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)，油膜產(chǎn)生的動(dòng)壓力與外載荷相平衡。由于軸承內(nèi)的摩擦阻力僅為液體的內(nèi)阻力，故摩擦系數(shù)達(dá)到最小值。5、某不完全液體潤(rùn)滑徑向液體滑動(dòng)軸承，已知：軸頸直徑 mm，軸承寬度 mm，軸頸轉(zhuǎn)速 r/min，軸瓦材料為ZCuAl10Fe3，試問(wèn)它可以承受的最大徑向載荷是多少？【解】軸瓦的材料為ZCuAl10Fe3，查其許用應(yīng)力，許用1）軸承的平均壓力應(yīng)滿足式（12-1），據(jù)此可得2）軸承的應(yīng)滿足式12-2，據(jù)此可得綜合考慮（1）和（2），可知最大徑向載荷為。

44、6、某對(duì)開(kāi)式徑向滑動(dòng)軸承，已知徑向載荷 N，軸頸直徑 mm，軸承寬度 mm，軸頸轉(zhuǎn)速 r/min。選用L-AN32全損耗系統(tǒng)用油，設(shè)平均溫度 ，軸承的相對(duì)間隙 ，軸頸、軸瓦表面粗造度分別為，試校驗(yàn)此軸承能否實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑。【解】按查L(zhǎng)-AN32的運(yùn)動(dòng)粘度，查得，換算出L-AN32 時(shí)的動(dòng)力粘度：軸徑轉(zhuǎn)速承受最大載荷時(shí)，考慮到表面幾何形狀誤差和軸徑撓曲變形。選安全系數(shù)為，據(jù)式12-9和12-10得：所以由及，查教材表12-8得有限寬軸承的承載量系數(shù)由于所以，可以實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑。十 滾 動(dòng) 軸 承1、滾動(dòng)軸承的主要失效形式是什么？【答】滾動(dòng)軸承的正常失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的點(diǎn)蝕破壞。對(duì)

45、于慢慢擺動(dòng)及轉(zhuǎn)速極低的軸承，主要失效形式是滾動(dòng)軸承接觸面上由于接觸應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生的永久性過(guò)大的凹坑。除點(diǎn)蝕和永久性變形外，還可能發(fā)生其它多種形式的失效，如：潤(rùn)滑油不足使軸承燒傷，潤(rùn)滑油不清潔使軸承接觸部位磨損，裝配不當(dāng)使軸承卡死、內(nèi)圈漲破、擠碎內(nèi)外圈和保持架等。這些失效形式都是可以避免的。2、什么是滾動(dòng)軸承的基本額定壽命？什么是滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷？【答】一組軸承中，10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以106為單位）或工作小時(shí)數(shù)稱為滾動(dòng)軸承的基本額定壽命，以L10表示。滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷就是使軸承的基本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，用字母

46、C 表示。3、何時(shí)需要進(jìn)行滾動(dòng)軸承的靜載荷計(jì)算？【答】對(duì)于在工作載荷下基本上不旋轉(zhuǎn)的軸承（例如起重機(jī)吊鉤上用的推力軸承），或者慢慢地?cái)[動(dòng)以及轉(zhuǎn)速極低的軸承，需要進(jìn)行滾動(dòng)軸承的靜載荷計(jì)算。4、試說(shuō)明下面各軸承的類型和內(nèi)徑，并說(shuō)明哪個(gè)軸承的公差等級(jí)最高？哪個(gè)允許的極限轉(zhuǎn)速最高？哪個(gè)承受徑向載荷的能力最大？哪個(gè)不能承受徑向載荷？N307/P4 6207/P2 30207 51307/P6【答】各軸承的內(nèi)徑均為35 mm；6207/P2為深溝球軸承，公差等級(jí)最高；允許的極限轉(zhuǎn)速最高；N307/P4為圓柱滾子軸承，承受徑向載荷能力最高；30207為圓錐滾子軸承；51307/P6為雙列推力球軸承，不能承受

47、徑向載荷。5、欲對(duì)一批同型號(hào)滾動(dòng)軸承做壽命試驗(yàn)。若同時(shí)投入50個(gè)軸承進(jìn)行試驗(yàn)，按其基本額定動(dòng)載荷值加載，試驗(yàn)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為 r/min。若預(yù)計(jì)該批軸承為正品，則試驗(yàn)進(jìn)行8小時(shí)20分時(shí)，應(yīng)約有幾個(gè)軸承已失效。【解】8小時(shí)20分時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)為此壽命剛好為，且軸承在基本額定載荷下試驗(yàn)，所以其失效率應(yīng)為10%，應(yīng)約有個(gè)軸承已失效。6、某深溝球軸承需在徑向載荷 N作用下，以 r/min的轉(zhuǎn)速工作3800 h。試求此軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷。【解】根據(jù)式13-3有 kN7、如圖所示，根據(jù)工作條件，決定在軸的兩端選用兩個(gè)70000AC角接觸球軸承。工作中有中等沖擊，轉(zhuǎn)速 r/min，軸頸mm已知兩軸承的徑向載荷分別為 N， N，外加軸向載荷為 N，作用方向指向軸承1，試確定其工作壽命?！窘狻?）確定軸承型號(hào)根據(jù)題目要求，可以選用的軸承型號(hào)為7xx07AC，在此選用7207AC軸承，其基本參數(shù)為：基本額定動(dòng)載荷 kN基