機(jī)械設(shè)計(jì)?？荚囶}及答案

問：常見的齒輪傳動失效有哪些形式?答：齒輪的常見失效為：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、塑性變形等.問:在不轉(zhuǎn)變材料和尺寸的狀況下,如何提高輪齒的抗折斷力量？答:可實(shí)行如下措施：1〕減小齒根應(yīng)力集中；2)增大軸及支承剛度；3〕承受適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ㄌ岣啐X芯的韌性;4)對齒根表層進(jìn)展強(qiáng)化處理。3。問：為什么齒面點(diǎn)蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上？時(shí)只有一對齒嚙合,輪齒受力也最大,因此，點(diǎn)蝕也就首先消滅在靠近節(jié)線的齒根面上。答:開式齒輪傳動,由于齒面磨損較快，很少消滅點(diǎn)蝕。問：如何提高齒面抗點(diǎn)蝕的力量?答:可實(shí)行如下措施:1)提高齒面硬度和降低外表粗糙度;2〕在許用范圍內(nèi)承受大的變位系數(shù)和,以增大綜合曲率半徑;3〕承受粘度高的潤滑油；4)減小動載荷.6。問:什么狀況下工作的齒輪易消滅膠合破壞？如何提高齒面抗膠合力量？5〕使大小齒輪保持硬度差;6〕提高齒面硬度降低外表粗糙度。7.問：閉式齒輪傳動與開式齒輪傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有何不同？,磨損尚無完善的計(jì)算方法，故目前只進(jìn)展彎曲疲乏強(qiáng)度計(jì)算，用適當(dāng)增大模數(shù)的方法考慮磨損的影響.8。問:硬齒面與軟齒面如何劃分?其熱處理方式有何不同?硬齒面：HB>350。軟齒面熱處理一般為調(diào)質(zhì)或正火，而硬齒面則是正火或調(diào)質(zhì)后切齒,再經(jīng)外表硬化處理.K？,,會使法向載荷增大。,K計(jì)入其影響10。問：齒面接觸疲乏強(qiáng)度計(jì)算公式是如何建立的？為什么選擇節(jié)點(diǎn)作為齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算點(diǎn)？齒面接觸疲乏強(qiáng)度公式是依據(jù)兩圓柱體接觸的赫茲公式建立的；因齒面接觸疲乏首先發(fā)生在節(jié)點(diǎn)四周的齒根局部，所以應(yīng)掌握節(jié)點(diǎn)處接觸應(yīng)力。問：一對圓柱齒輪傳動，大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理狀況一樣，則其許用接觸,其許用應(yīng)力不肯定相等。由于許用應(yīng)力還與壽命系數(shù)有關(guān)，大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)不等，故許用應(yīng)力不肯定相等.問：配對齒輪的齒面有較大的硬度差時(shí)，對較軟齒面會產(chǎn)生什么影響？當(dāng)小齒輪與大齒輪有較大的硬度差,,從而提高其疲乏極限。13。問：在直齒輪和斜齒輪傳動中，為什么常將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些?答：其目的是防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合寬度減小而增大輪齒的工作載荷。14.問：齒輪傳動的常用潤滑方式有哪些？潤滑方式的選擇主要取決于什么因素？答:齒輪的常用潤滑方式有:人工定期加油、浸油潤滑和噴油潤滑。潤滑方式的選擇主要取決于齒輪圓周速度的大小。答：齒形系數(shù)與模數(shù)無關(guān)，齒形系數(shù)的大小取決于齒數(shù)。16。問：為什么設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，齒寬系數(shù)既不能太大,又不能太小？答：齒寬系數(shù)過大將導(dǎo)致載荷沿齒寬方向分布不均勻性嚴(yán)峻；相反假設(shè)齒寬系數(shù)過小,輪齒承載力量減小,將使分度圓直徑增大。。問：選擇齒輪傳動第Ⅱ公差組精度等級時(shí),除了考慮傳動用途和工作條件以外,主要依據(jù)是什么？答：圓周速度。:選擇齒輪毛坯的成型方法時(shí)〔鑄造，鍛造，軋制圓鋼等〕，除了考慮材料等因素外，主要依據(jù)是什么？答：齒輪的幾何尺寸和批量大小.Zε考慮了重合度對單位齒寬載荷的影響，它與哪些因素有關(guān)？答:它與斜齒傳動的端面重合度和縱向重合度有關(guān)。20.問：有一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，齒輪1和齒輪2的齒數(shù)分別為Z1和Z2，且Z1<Z2。假設(shè)兩齒輪的許用接觸應(yīng)力一樣，問兩 答:兩齒輪接觸強(qiáng)度相等。因齒輪1和齒輪2的接觸應(yīng)力相等，許用接觸應(yīng)力一樣,所以兩齒輪的接觸強(qiáng)度相等。21。問：設(shè)計(jì)齒輪傳動時(shí)，假設(shè)大小齒輪的疲乏極限值一樣，這時(shí)它們的許用應(yīng)力是否一樣？為什么？次數(shù)都到達(dá)或超過無限循環(huán)的次數(shù)時(shí)，大小齒輪的許用應(yīng)力一樣;否則，大小齒輪的許用應(yīng)力不一樣。β太小或太大會怎樣，應(yīng)怎樣取值？:螺旋角太小，沒發(fā)揮斜齒圓柱齒輪傳動與直齒圓住齒輪傳動相對優(yōu)越性,β越大,齒輪傳動的,β值選取要適當(dāng).β8°～25°范圍內(nèi)選取。l、一般開式齒輪傳動的主要失效形式是＿C＿。A、齒面膠合 B、齒面疲乏點(diǎn)蝕 C、齒面磨損或輪齒疲乏折斷 齒塑性變形2、高速重載齒輪傳動,當(dāng)潤滑不良時(shí)，最可能消滅的失效形式是＿A＿.A、齒面膠合 B、齒面疲乏點(diǎn)蝕 C、齒面磨損 疲乏折斷3、45號鋼齒輪，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后其硬度值約為＿B＿.A、HRC＝45~50 B、HBS=220~270 C、HBS=160~180 D、HBS=320～35056～62HRC的合金鋼齒輪的加工工藝過程為＿C＿。A、齒壞加工、淬火、磨齒、滾齒 B、齒壞加工、淬火、滾齒、磨齒C、齒壞加工、滾齒、滲碳淬火、磨齒 壞加工、滾齒、磨齒、淬火5、齒輪承受滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是＿D＿。A、45號鋼 B、ZG340~640 C、20Cr 、20CrMnTi6、齒輪傳動中齒面的非擴(kuò)展性點(diǎn)蝕一般消滅在＿A＿。A、跑合階段 B、穩(wěn)定性磨損階段 C、猛烈磨損階段D、齒面磨料磨損階段7、對于開式齒輪傳動，在工程設(shè)計(jì)中，一般＿D＿.A、按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪尺寸，再校核彎曲強(qiáng)度 曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪尺寸，再校核接觸強(qiáng)度C、只需按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) D、只需按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪，z1=18,a2=72,則這對齒輪的彎曲應(yīng)力＿A＿。A、F1〉F2 B、F1<F2 C、F1=F2 D、F1≤F29、一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪要正確嚙合時(shí)，它們的＿B＿必需相等.A、直徑 B、模數(shù) C、齒寬 D、齒數(shù)10、在設(shè)計(jì)閉式硬齒面?zhèn)鲃又?，?dāng)直徑肯定時(shí)，應(yīng)取較少的齒數(shù)，使模數(shù)增大以＿B＿。A、提高齒面接觸強(qiáng)度 B、提高輪齒的抗彎曲疲乏強(qiáng)度 加工切削量，提高生產(chǎn)率D、提高抗塑性變形力量11、在直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)中，假設(shè)中心距保持不變,而把模數(shù)增大,則可以＿B＿.A、提高齒面接觸強(qiáng)度 B、提高輪齒的彎曲強(qiáng)度 曲與接觸強(qiáng)度均可提高D、彎曲與接觸強(qiáng)度均不變12、輪齒的彎曲強(qiáng)度,當(dāng)＿D＿，則齒根彎曲強(qiáng)度增大.A、模數(shù)不變,增多齒數(shù) B、模數(shù)不變,增大中心距 模數(shù)不變,增大直徑D、齒數(shù)不變，增大模數(shù)13、輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中齒形系數(shù)與＿C＿無關(guān)。A、齒數(shù) B、變位系數(shù) C、模數(shù) D、斜齒輪的螺旋角14、齒輪傳動在以下幾種工況中＿C＿的齒寬系數(shù)可取大些。A、懸臂布置 B、不對稱布置 C、對稱布置 式減速器布置15、直齒錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以＿C＿為計(jì)算依據(jù)的。A、大端當(dāng)量直齒錐齒輪 B、齒寬中點(diǎn)處的直齒圓柱齒輪C、齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪 D、小端當(dāng)量直齒錐齒輪齒輪傳動時(shí),如大小齒輪的材料不同，則σH1=σH2；[σH1］≠[σH2］;σF1≠σF2;［σF1]≠[σF2］。直齒圓柱齒輪作接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)，其載荷由一對輪齒擔(dān)當(dāng)。d1m,對輪齒的彎曲強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度及傳動平穩(wěn)性的影響分別為彎曲強(qiáng)度降低，接觸強(qiáng)度不變,。在圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)中，在中心距a及其他條件不變時(shí),增大模數(shù)m,其齒面接觸應(yīng)力 彎曲應(yīng)力減小，重合度減小。HBS〈350時(shí)，通常首先消滅點(diǎn)蝕破壞，應(yīng)首先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì)，但當(dāng)齒面時(shí)，則易消滅齒根彎曲折斷破壞，應(yīng)首先按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì).YF的大小與齒輪參數(shù)中的模數(shù)無關(guān)，主要取決于齒數(shù)。YF按當(dāng)量齒數(shù)選取。設(shè)計(jì)一對圓柱齒輪時(shí),通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪寬一些，其主要緣由是以防齒輪軸向錯(cuò)位時(shí)，導(dǎo)致嚙合齒寬減小。40Cr鋼，外表淬火HRC=55，［σH1]=1200N/mm，2倍.兩對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，模數(shù)、齒數(shù)、齒寬分別: ,TA／TB=1.30~50HBS.高速級。齒面接觸d1。齒根彎曲疲乏強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的主要參數(shù)是模數(shù)。一對齒輪嚙合時(shí),其大、小齒輪的接觸應(yīng)力是相等的;而其許用接觸應(yīng)力是不相等的 輪與大齒輪的彎曲應(yīng)力一般也是不相等的。設(shè)計(jì)閉式硬齒面齒輪傳動時(shí)，當(dāng)分度圓直徑d1m齒根彎曲疲乏強(qiáng)度強(qiáng)度。一對圓柱齒輪傳動，當(dāng)其他條件不變時(shí),僅將齒輪傳動所受的載荷增大為原載荷的4倍，其齒面接觸應(yīng)力將增為原應(yīng)力的2倍.18、一對齒輪齒根彎曲應(yīng)力的關(guān)系是σ1=σ2YFa1YSa1/〔YFa2YSa2)。19．滲碳淬火硬齒面齒輪一般需經(jīng)過磨削加工。 20．齒輪傳動中輪齒的齒面點(diǎn)蝕，通常首先發(fā)生在節(jié)線四周靠近齒根處.五、綜合應(yīng)用： 12相連接.

100MP0a0

FR

，maxa100mmFmax

?,推斷布置形式是否合理并按剪切強(qiáng)度確定所需螺栓剪切面的最小直徑d ?解：1〕將FR

平移至螺栓組中心，附加扭矩T2.7105NmmR在F作用下每個(gè)螺栓所受剪力為F R

900FRF

300NF Z 3在T作用下兩側(cè)螺栓所受剪力為 F

2.7105

1350N右側(cè)螺栓受力最大,F F

T 2a 21001650N，布置形式不合理。max F2〕受剪切面最小直徑 4F

T416500d mx

0 1402。圖示一鑄鐵吊架用兩只一般螺栓固定在梁上。吊架承受的載σ］=100MPa0。4解：1〕單個(gè)螺栓受工作拉力F

F QZ 2

50000N2〕F10.4F0.45000020230NF2所需螺栓最小直徑

F15.2F

F202305000070000N4700002d1 2

310分〕如下圖的螺栓組聯(lián)接〔聯(lián)軸器〕。4個(gè)一般螺栓均勻的分布在

D200mm的圓周上，傳遞的轉(zhuǎn)矩T8105Nmm

160MPa

f0.15Ks

1.2，確定安裝時(shí)所需預(yù)緊力及所需的螺栓的最小直徑d ?1解:1〕每個(gè)螺栓所受的的預(yù)緊力KT 1.28105F s 16000N0 2Df 22000.152)所需的螺栓的最小直徑5.2F 5.2160000d1 0

3.14160

f=0。12K

1.2z=4，螺栓材料許100N/mm2 1用應(yīng)力 算所需螺栓直徑d=?〔10分〕1解：1〕每個(gè)螺栓所受的的預(yù)緊力FKs

R1.23600090000N0 zif 410.122〕所需的螺栓的最小直徑5.2F 5.2900000d1 0

3.14100

12.2mm〔0分〕6〔dm〕。2

1.2，螺栓材料許用應(yīng)力

100N/mm2

1 sR=？1〕預(yù)緊力的最大值3.1413.8352100F 1 0 41.3

41.3

11558N2〕所能傳遞橫向載荷的最大值FR 0F

zf1155820.122312NK 1.2sQ〔0分〕4個(gè)螺釘固定于鑄鐵箱體上,Q

80N/mm2,0.4倍，求螺栓所需最小直徑.,

FF 4

4

2.6kN每個(gè)螺栓總拉力F2所需螺栓直徑

FF141.3F

1.4F1.42.63.64kN41.33.641032d1 3.1480 mm28.682分〕氣缸蓋聯(lián)接構(gòu)造如下圖，氣缸內(nèi)徑28的螺栓,，許用拉應(yīng)力=120MPa,1.5倍，求氣缸所能承受的最大壓強(qiáng).解：1)每個(gè)螺栓總拉力3.1415.2942120F 1 2 41.3

41.3

16949N每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷F2

FF1

2.5FFF2169496780N2.5 2.53〕最大壓力 p4FZ 46780 1.66mpD2 3.142502 a4.蝸桿傳動如下圖，蝸桿主動，轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。推斷蝸輪轉(zhuǎn)向及輪齒螺旋線方向。答：蝸輪為左旋，轉(zhuǎn)向如圖示。5手動絞車承受圓柱蝸桿傳動.假設(shè)要使重物上升，在圖中畫出蝸桿的轉(zhuǎn)向。1〔8分〕一對蝸桿傳動.T＝25N.mm=4mm，壓力角1＝20,z

＝2d=40mmz＝54，蝸桿傳動的嚙合效率＝0.75;求蝸輪上的分力大小，在圖中畫1 1 2出蝸輪所受的三個(gè)分力方向及轉(zhuǎn)動方向〔tan0.36〕解:1〕扭矩

TT

54z 2250.75z

506.25N.m2 1 z 212〕d mz 454216mm2 2F F

2T 2251031

1250Na2 t1 d 401Ft2

2T 2d2

2506.25103216

4687.5NFr2

F tan4687.5tan20 1706.1Nt2力的方向如圖：軸向力垂直紙面對里，圓周力向下，徑向力向左，轉(zhuǎn)動方向如圖順時(shí)針轉(zhuǎn)動pr1 r2 向向右f。,〔3分pr1 r2 F Fd1

4500NFd2

，ⅡFa2

F Fd1

4500N F Fa1

1000N3〕當(dāng)量動載荷F 1000

X=1 Y=0 F

4500

X=0.4 Y=2Fa140000.25e 1 1Fr1

a244001.02e 2 2Fr2FPfXF

6000N PfXF

YF

16140NeFa/Fr≤eeFa/Fr≤eFa/Fr〉eFd0。3X=1，Y=0X=0.4，Y=2Fr/2Y解：1〕派生軸向力Fd1F2Y 22r14000 1000N〔向右) Fd2F2Y 224400r2 1100N〔向左〕2〕軸承所受的軸向力

1a1

2 p 2

21a22.〔107307ACF=900N，F(xiàn)

5，試判定危急軸承。

A r1 r2e

〉e

Fa/Fr≤e

Fd0。7Fr解：1)派生軸向力F 0.7Fd1

0.71000700N〔向右Fd2

0.7Fr2

0.721001470N〔向左〕2〕軸承所受的軸向力F Fd2 A

14709002370Fd1

,Ⅰ軸承壓緊.F F Fa1 d2

2370NF Fa2 d2

2〕當(dāng)量動載荷F 2370Fa11000