机械设计期末考试复习题


机械设计总复习
一、简答题 1、开式和闭式两种齿轮传动中,哪种传动一般不会出现点蚀现象?说明原因。 答:开式齿轮传动一般不会出现点蚀,这主要是因为开式齿轮磨损速度一般大于疲劳裂纹扩展速度。也就是开式齿轮传动因为磨损严重,接触疲劳裂纹发生后,即被迅速磨去,因 而不会发生点蚀。 2、机器的基本组成要素是什么? 答:机械系统总是由一些机构组成,每个机构又是由许多零件组成。所以,机器的基本组成要素就是机械零件。 3、什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。 答:在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。 在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。 4、在机械零件设计过程中,如何把握零件与机器的关系? 答:在相互连接方面,机器与零件有着相互制约的关系; 在相对运动方面,机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求; 在机器的性能方面,机器的整体性能依赖于各个零件的性能,而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。 5、流体形成稳定动压润滑油膜的条件是什么?简述向心滑动轴承形成动压油膜的过程? 1)润滑油要具有一定的粘度;2)两摩擦表面要具有一定的相对滑动速度;3)相对滑动的表面间要形成收敛的楔形间隙;4)有充足的供油量。向心滑动轴承形成动压油膜的基本 过程为: 1)轴颈静止时,轴颈处于轴承孔的最低位置,并与轴瓦接触,两表面间自然形成一收敛的楔形空间; 2)轴颈开始转动时,速度极低,带入轴承间隙中的油量较少,这时轴瓦对轴颈摩擦力的方向与轴颈表面圆周速度方向相反,迫使轴颈在摩擦力的作用下沿孔壁爬升; 3)随着转速的增大,轴颈表面的圆周速度增大,带入楔形空间的油量也逐渐增多。这时楔形油膜产生了一定的动压力,将轴颈浮起。当轴颈达到稳定运转时,轴颈便稳定在一定的 偏心位置上。这时,轴承处于流体动力润滑状态,油膜产生的动压力与外载荷相平衡。由于轴承内的摩擦阻力仅为液体的内阻力,故摩擦系数达到最小值。 6、什么是滚动轴承的基本额定寿命?什么是滚动轴承的基本额定动载荷? 【答】一组轴承中,10%的轴承发生点蚀破坏,90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数(以 100 万转为单位)或工作小时数称为滚动轴承的基本额定寿命,以 L10 表示。 滚动轴承的基本额定动载荷就是使轴承的基本额定寿命恰好为 100 万转时,轴承所能承受的载 7、机器由哪三个基本组成部分组成?传动装置的作用是什么? 答:机器的三个基本组成部分是:原动机部分、执行部分和传动部分。 传动装置的作用:介于机器的原动机和执行部分之间,改变原动机提供的运动和动力参数,以满足执行部分的要求。 8、什么叫机械零件的失效?机械零件的主要失效形式有哪些? 答:机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。 机械零件的主要失效形式有 1)整体断裂; 2)过大的残余变形(塑性变形) ; 3)零件的表面破坏,主要是腐蚀、磨损和接触疲劳; 4)破坏正常工作条件引起的失效:有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作,如果破坏了这些必要的条件,则将发生不同类型的失效,如带传动的打滑,高速转子由于共振 而引起断裂,滑动轴承由于过热而引起的胶合等。 9、设计机械零件时应满足哪些基本要求? 【答】机械零件的基本设计要求有: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;质量小要求;可靠性要求。 10、简述机械零件金属材料的一般选用原则? 【答】机械零件金属材料的在选用时主要考虑下列因素: 1、 2、 3、 4、 5、 载荷、应力及其分布状况,零件的工作情况; 零件的尺寸及质量; 零件结构的复杂程度及材料的加工可能性; 材料的经济性; 材料的供应状况。

11、试分析张紧力 F0 的大小对带传动的影响。 答:张紧力 F0 越大,则带传动的承载能力就越大,但同时带中所受的拉应力也越大,带的磨损加剧,从而降低带的寿命;张紧力越小,虽可减小带中的拉应力,提高带的寿命,但

1

带传动的承载能力会降低,工作时易跳动和打滑。 12、下图所示为某零件与机架通过螺栓联接的示意图,试分析该联接在载荷 F 作用下可能发生的失效形式。 答:如图,该联接可能发生的失效形式有: 1)左端受力最大的螺栓被拉断; 2)在载荷 F 产生的力矩作用下,接合面左端 可能分离,零件或机架的右接合面处可能被压坏; 3)在载荷 F 作用下,零件相对机架产生滑移。 13、以磨损量为纵坐标、时间为横坐标画图表示机械零件的正常磨损过程,在图中相应位置标示正常磨损过程经历的几个磨损阶段, 简述各阶段磨损情况。 答:磨损图如右图所示。 磨合磨损阶段:是指在机器使用初期,为改善机 器零件的适应性、表面形态和摩擦相容性的磨损 过程; 稳定磨损阶段:磨损率保持不变,属于正常工作 阶段; 失效磨损阶段:磨损率急剧增加,使工作条件迅 速恶化,导致失效。 14、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处? 【答】可以减小螺栓的刚度,从而提高螺栓连接的强度。 15、简要说明平垫圈、斜垫圈和球面垫圈的用途?

磨损 量 磨 合 磨 损 稳 定 磨 损 失 效 磨 损

时 间

【答】垫圈的主要作用是增加被联接件的支承面积或避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。常用的是平垫圈。当被联接件表面有斜度时,应使用斜垫圈,特殊情况下可使用球面垫 圈。 16、在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时,为何应制成凸台或沉头座? 【答】1)降低表面粗造度,保证连接的紧密性;2)避免螺栓承受偏心载荷;3)减少加工面,降低加工成本。

17、简述齿向载荷分布系数

K ? 和齿间载荷分配系数 K ? 分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响?。

答:1)齿向载荷分布系数

K ? 考虑的是由于轴的变形和齿轮制造误差等引起载荷沿齿宽方向分布不

均匀性的影响;

2)齿间载荷分配系数

K ? 考虑的是同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的影响。

18、简述齿面点蚀的种类及其概念。 答:齿面点蚀分为初期点蚀和扩展性点蚀。初期点蚀是指工作初期由于啮合的齿面接触不良造成局 部应力过高而出现麻点,齿面经一段时间跑合后,接触应力趋于均匀,麻点不再扩展,甚至消失的现象。扩展性点蚀是指随工作时间增加,齿面点蚀面积不断扩展,麻点尺寸、 数量不断增多的现象,此时会产生强烈的振动和噪声,导致齿轮失效。 19、分析比较平键和楔键的工作特点和应用场合。 【答】平键连接的工作面是两侧面,上表面与轮毂槽底之间留有间隙,工作时,靠键与键槽的互压传递转矩,但不能实现轴上零件的轴向定位,所以也不能承受轴向力。具有制造 简单、装拆方便、定心性较好等优点,应用广泛。 楔键连接的工作面是上下面, 其上表面和轮毂键槽底面均有 1:100 的斜度, 装配时需打紧, 靠楔紧后上下面产生的摩擦力传递转矩, 并能实现轴上零件的轴向固定和承受单向轴向力。 由于楔紧后使轴和轮毂产生偏心,故多用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的场合。 20、为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔 180°的位置,采用两个楔键时,则应沿周向相隔 90°~120°,而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上? 【答】采用两个平键连接时,一般布置在沿周向相隔 180°的位置,这是因为这样安排使键对轴的削弱均匀对称,两键的挤压力对轴平衡不产生弯矩。 采用两个楔键连接时,一般布置在沿周相隔 90°~120°的位置,这是因为,若夹角小于 90°,则轴的削弱过大;若夹角大于 120°,则使两个楔键的总承载力下降。 采用两个半圆键连接时,在轴的同一母线上布置。这是因为半圆键对轴的削弱较大,两个半圆键不能放在同一横截面上,只能放在同一母线上。 21、影响带传动工作能力的因素有哪些? 【答】影响带传动工作能力的因素有: (1) 预紧力:预紧力越大,工作能力越强,但应适度,以避免过大拉应力; (2) 包角:包角越大越好,一般不小于 120 度; (3) 摩擦系数:摩擦系数越大越好。 22、带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的?对带传动有何影响? 【答】带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同,导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的,是带传动固有的物理现象。 带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时,带与带轮间将产生显著的相对滑动,这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急剧降低,甚至使传动失效,这 种情况应当避免。 23、带传动的主要失效形式和设计准则是什么? 【答】带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。 带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。 24、简述螺纹连接过程中预紧和防松的重要性。 答:预紧可夹紧被连接件,使连接接合面产生压紧力(即预紧力) ,它能防止被连接件的分离、相 对滑移或接合面开缝。适当的预紧力,可提高连接的可靠性、紧密性。 静载下,连接螺纹副中由于预紧和自锁,螺母和螺栓头部的支承面摩擦力可有效地放止连接松 脱,但在冲击、振动及变载荷作用下或当高温、温度变化较大时,连接中的预紧力和摩擦力会 逐渐减小或瞬时消失,使螺母松脱,导致连接失效。而螺纹连接一旦失效,轻者影响机器正常 运转,重则机毁人亡,因此,螺纹连接过程中不仅要有适当的预紧,还必须采取有效、合理的 防松措施。 25、与带传动相比,链传动有哪些优缺点? 【答】与属于摩擦传动的带传动相比,链传动无弹性滑动和打滑现象,因而能保证准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带那样张得很,所以作用于轴上的径向压

2

力较小;在同样的条件下,链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温和低温的情况下工作。 26、何谓链传动的多边形效应?如何减轻多边形效应的影响? 【答】链传动运动中由于链条围绕在链轮上形成了正多边形,造成了运动的不均匀性,称为链传动的多边形效应。这是链传动固有的特性。 减轻链传动多边形效应的主要措施有: 1) 减小链条节距; 2) 增加链轮齿数; 3) 降低链速。 27、简述提高螺纹联接强度的措施。 答: (1)降低影响螺栓疲劳强度的应力幅; (2)改善螺纹牙上载荷分部不均的现象; (3)减小应力集中的影响; (4)采用合理的制造工艺方法。 28、轴的结构设计中要考虑那些因素? 答: (1)轴上零件(传动件、轴承)的布置,应使轴处于最佳的受力状态。 (2)有利于轴上零件具有准确的工作位置(定位)和牢靠的固定。 (3)轴的结构应满足“结构工艺性要求” 。对轴自身而言,应便于加工;对轴上零件而言, 要便于安装、拆卸、调整。 (4)尽量减少应力集中,提高轴的疲劳强度。 29、齿轮的强度计算准则有几种?在软、硬齿面搭配的设计中,为什么大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮? 答:齿轮的强度计算准则有: (1)保证齿根弯曲疲劳强度; (2)保证齿面接触疲劳强度。 在软、硬齿面搭配的设计中,大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮是因为:对于金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为 30~50HBS 或更多,当小齿轮与大齿轮的 齿面具有较大的硬度差、且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高大齿轮齿面的疲劳极限。 30、齿轮传动常见的失效形式有哪些?简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计准则。 【答】齿轮传动常见的失效形式有以下几种: (1)轮齿折断; (2)齿面点蚀; (3)齿面磨损; (4)齿面胶合; (5)塑性变形。 闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主;闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主;开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 31、软齿面齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大 30~50 HBS? 【答】金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中,小齿轮齿根强度较弱,且小齿轮的应力循环次数较多,当大小齿轮有较大硬度差时,较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬 化的作用,可提高大齿轮的接触疲劳强度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大 30~50HBS。 32、齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大 5~10 mm? 【答】将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽 5~10mm,以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷。 33、简述蜗杆传动的特点和应用场合? 【答】蜗杆传动的主要特点有: (1)传动比大,零件数目少,结构紧凑; (2)冲击载荷小、传动平稳,噪声低; (3)当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动具有 自锁性; (4)摩擦损失较大,效率低;当传动具有自锁性时,效率仅为 0.4 左右; (5)由于摩擦与磨损严重,常需耗用有色金属制造蜗轮(或轮圈) ,以便与钢制蜗杆配对组成减摩 性良好的滑动摩擦副。 蜗杆传动通常用于空间两轴线交错,要求结构紧凑,传动比大的减速装置,也有少数机器用作增速装置。 34、蜗杆直径系数的含义是什么?为什么要引入蜗杆直径系数? 【答】蜗杆直径系数是蜗杆分度圆直径和模数的比值。 引入蜗杆直径系数是为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化。 35、蜗杆传动的主要失效形式是什么?相应的设计准则是什么? 【答】蜗杆传动的失效形式主要有齿面点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等。 在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断,因此应以保证齿根弯曲疲劳强度作为开式传动的主要设计准则。 在闭式传动中,蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。因此,通常是按齿面接触疲劳强度进行设计,而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。 对于闭式传动,由于散热较为困难,还应作热平衡核算。 36、滚动轴承的主要失效形式是什么? 【答】滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。 对于慢慢摆动及转速极低的轴承,主要失效形式是滚动轴承接触面上由于接触应力过大而产生的永久性过大的凹坑。 除点蚀和永久性变形外,还可能发生其它多种形式的失效,如:润滑油不足使轴承烧伤,润滑油不清洁使轴承接触部位磨损,装配不当使轴承卡死、内圈涨破、挤碎内外圈和 保持架等。这些失效形式都是可以避免的。 37、若轴的强度不足或刚度不足时,可分别采取哪些措施? 【答】轴的强度不足时,可采取:增大轴的直径;改变材料类型;增大过渡圆角半径;对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理;提高表面加工质量;用开卸载槽等方法降低 过盈配合处的应力集中程度;改进轴的结构形状等措施。 刚度不足时只能采取增大轴径,改变轴外形等措施。

二、填空题 1、在圆柱齿轮传动设计中,在中心距 a 及其他条件不变时,增大模数 m,其齿面接触应力不变;齿根弯曲应力减小。 2、6312 表示轴承内径为 60mm,类型为深沟球轴承。 3、角接触球轴承 7208B 较 7208C 轴向承载能力大,这是因为接触角大。 4、轴承 6308,其代号表示的意义为深沟球轴承,中系列,内径为 40mm,普通级。 5、带传动主要失效形式为 打 滑 和 带的疲劳损坏 ,其设计准则是 在保证传动不打滑的前提下使带具有足够的疲劳强度。 6、链传动水平布置时,最好 紧 边 在上,松 边 在下。 7、列举出两种刚性固定式联轴器套筒联轴器、凸缘联轴器。 8、转速与基本额定动载荷一定的球轴承,若将轴承的当量动载荷增加一倍,则轴承寿命将变为原来的 1/8。 9、由于 弹性滑动 现象,使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为 打滑 和 带的疲劳损坏。 10、按键齿齿廓曲线的不同,花键分为 矩形 花键和 渐开线 花键。 11、滚动轴承通常由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。 12、滚动轴承轴系两端单向固定支承方式常用在跨度较小、工作温度变化不大的场合。 13、常用的轴系支承方式有两端固定支承和一端固定一端游动支承。 14、非液体摩擦滑动轴承应计算平均压强、相对滑动速度和平均压强与轴颈圆周速度的乘积 pv 值。 15、润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂三类。 16、按摩擦状态滑动轴承分为非液体摩擦轴承和液体摩擦轴承两类。 17、设计联轴器时,先根据工作条件和要求选择合适的类型,然后按轴的直径、转矩和转速从标准中选择所需要的型号和尺寸。 18、按受载情况不同,轴可分为 心 轴 ;转 轴 ;传 动 轴 。 19、螺纹的公称直径是 大 径,对外螺纹它是指螺纹 牙 顶 所在圆柱的直径。 20、对一般参数的闭式齿轮传动,软齿面传动的主要失效形式为 齿面疲劳点蚀 ,硬齿面传动的主要失效形式为 轮齿折断 。 21、由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为: 部 件 22、键连接的主要类型有:平键、半圆件、楔键、切向件 23、对一般参数的闭式齿轮传动,软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀,硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。 24、在一般情况下,链传动的 平 均 传动比为常数, 瞬 时 传动比不为常数。

3

25、在疲劳曲线上,以循环基数 N0 为界分为两个区:当 N≥N0 时,为 无限寿命 区;;当 N<N0 时,为 有限寿命 区。 26、在常用的螺纹连接中,自锁性能最好的螺纹是 普通螺纹 ,其牙型角

? ? 60? 。
从标准中查取。平键连接主要失效形式是 压溃 。 。

27、普通平键连接工作时,平键的工作面是 侧面,平键的剖面尺寸 28、带传动中,若

b ? h 按轴径

? 1 为主动轮圆周速度, ?2 为从动轮圆周速度, ? 为带速,则这些速度之间存在的关系是 ?1 ? ? ? ?2

29、普通 V 型带共有 七 种型号,按传递功率大小依次排为: E 、D、C、B、A、Z 、Y ; 30、轮齿的主要失效形式有:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形 五种。 31、机器的可靠度 R 是指:在规定的使用时间(寿命)内和预定的环境条件下机器能够正常工作的概率 ; 32、 V 带传动中,V 带截面楔角

? ? 40? ,则 V 带轮的轮槽角φ

0



<

40? 。

33、在设计 V 带传动时,V 带的型号可根据 计算功率

和 小带轮转速 查选型图确定。

34、螺纹防松的根本问题在于:防止螺旋副在受载时发生相对转动 ; 35、链传动的瞬时传动比不断变化的原因是由于围绕在链轮上的链条形成了 正多边型 称之为 多边形 效应。 36、轴承中的润滑剂不仅可以 降低摩擦阻力 ,还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、 防止锈蚀 等作用。 37、对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动,为使大小齿轮接近等强度,常用的热处理方法是小齿轮 调质 38、温度和压力是影响粘度的主要因素,若温度升高,则 若压力升高,则 粘度增加(或变大) 。 减少蜗轮滚刀的数量,利于刀具标准化。 高速 级。 静力拉断 ,故应按 静 强度条件进行计算。 紧定螺钉 联接。 粘度降低(或减少) , ,大齿轮 正火 。

39、在蜗杆传动中,规定蜗杆分度圆直径的目的是

40、在带、链和齿轮组成的多级传动中,带传动宜布置在

41、对于链速 v<0.6m/s 的低速链传动,因其主要失效形式是链条的 42、当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时,应采用 43、如需在同一轴段内安装一对平键时,应将它们布置在 44、计算载荷 Fca、名义载荷 F 和载荷系数 K 的关系式 45、闭式齿轮传动的主要失效形式是 塑性变形 。 蜗轮轮齿 上。 轮齿折断 、 双头螺柱 180
0

联接;当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时,常采用

位置。 ,强度计算时应该用 、 齿面胶合 、 计算载荷 载荷。

Fca =KF 齿面点蚀

46、蜗杆传动的失效通常是发生在 47、楔键联接靠 摩擦力

传递转矩,用于对中性要求不高的联接。

48、零件表面的疲劳是受到接触应力长期作用的表面产生裂纹或微粒剥落的现象。 49、刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗 弹性变形 的能力。零件材料的弹性模量越小,其刚度就越 小 。 50、润滑油的 粘度 越大,则其内摩擦阻力就越大。 51、为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为 添加剂 。 52、对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按 1.5 个键计算。 53、螺纹的升角是指螺纹 中 54、三角形螺纹的牙型角α = 径处的升角。螺旋的自锁条件为 60 ,适用于 机械 联接 防松、 打滑 。 ,适用于 防松。 传动 。

,而梯形螺纹的牙型角α = 30 摩擦 防松和 永久

55、螺纹联接防松,按其防松原理可分为

56、带传动的传动比不宜过大,若传动比过大将使

,从而使带的有效拉力值减小。

57、链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的,所以应属于啮合传动。 58、蜗杆传动的效率包括三部分,其中起主要作用的是齿轮啮合时的摩擦损耗效率。 59、在常用的螺纹牙型中矩形螺纹传动效率最高,三角形螺纹自锁性最好。 60、螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。 61、螺纹联接预紧的目的在于增加联接的刚性、紧密型和防松能力。 62、平键联接分用途可分为普通平键、导向平键、滑键三种。 63、普通平键按其结构可分为圆头、方头和单圆头三种。 64、圆锥齿轮传动是唯一适用于相交轴的齿轮传动。 65、直齿圆锥齿轮规定大端参数取标准值。 66、蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成。 67、通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为主平面。 68、圆柱蜗杆传动按蜗杆螺旋面形状的不同分渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆。 69、带传动中带紧套在带轮上,靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 70、带传动中,带速一定时,传递功率的大小取决于有效圆周力的大小。 71、带传动的最大有效圆周力与张紧力、包角和摩擦系数有关。

4

三、选择题

1、与标准直齿圆柱齿轮的复合齿形系数 YFS 值有关的参数是 A.工作齿宽 b B.模数 m C.齿数 z D.压力角α B

C

2、齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在 A.齿根部分 B.靠近节线处的齿根部分 B

C.齿顶部分

D.靠近节线处的齿顶部分

3、普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是 A.mt1=ma2, α t1=α C.mt1=ma2, α t1=α
a2

(注:下标 t 表示端面,a 表示轴向,1 表示蜗杆、2 表示蜗轮)
a1

,γ =β

B.ma1=mt2, α D.ma1=ma2, α

=α t2,γ =β

a2

,γ =-β

a1

=α t2,γ =-β D. 磨粒磨损

4、下列磨损中,不属于磨损基本类型的是 B 。 A. 粘着磨损 B. 磨合磨损 C. 表面疲劳磨损 5、带传动发生打滑总是___A____。 A.在小轮上先开始

B.在大轮上先开始 D.不定在哪轮先开始
-1

C. 在两轮上同时开始
6、某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ 应于 N 的疲劳极限为 C MPa 。 A.428 B.430.5 7、带张紧的目的是 D 。 A.减轻带的弹性滑动 C.改变带的运动方向

= 300 MPa,若疲劳曲线指数 m = 9,应力循环基数 N0 =10 ,当该零件工作的实际应力循环次数 N =10 时,则按有限寿命计算,对 C.500.4 D.300

7

5

B.提高带的寿命 D.使带具有一定的初拉力 B 。

8、蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升,防止 A 蜗杆机械性能下降 C 传动效率下降

B 润滑油变性或齿面胶合 D 蜗轮材料退火

9、V 带传动设计中,限制小带轮的最小直径主要是为了____B___。 A.使结构紧凑 C.限制小带轮上的包角 B.限制弯曲应力 D.保证带和带轮接触面间有足够摩擦力

10、在齿轮抗弯强度的设计公式 m≥

2 KT1 Y Y ? d z12 ?? ?F Fa Sa

中,应代入_

C

__。

A.

YFa1YSa1

?? ?F1

B.

YFa 2YSa 2

?? ?F 2

C.

YFa1YSa1

?? ?F1



YFa 2YSa 2

?? ?F 2

中大者

D.

YFa1YSa1

?? ?F1



YFa 2YSa 2

?? ?F 2

中小者

11、提齿轮精度等级,改善齿轮材料和热处理方式可提高齿轮的:B A、弯曲疲劳强度;B、接触疲劳强度;C、使用寿命;D、生产成本; 12、滚子链通常设计成链节数为偶数,这是因为 C 。 A.防止脱链 B.磨损均匀 C.不需要采用受附加弯矩的过渡链节 D.便于度量 13、当两个被联接件之一太厚,不易制成通孔且需要经常拆卸时,往往采用 B 。 A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 14、直齿圆柱齿轮传动,当齿轮直径不变,而减小模数增加齿数时,则 A、提高了轮齿的弯曲强度 C、降低了轮齿的弯曲强度 C 。

B、提高了齿面的接触强度 D、降低了齿面的接触强度

15、滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与座孔的配合 C 。 A.全部采用基轴制 B.全部采用基孔制 C.前者采用基孔制,后者采用基轴制 D.前者采用基轴制,后者采用基孔制 16、在蜗杆传动设计中,除规定模数标准化外,还规定蜗杆直径 d1 取标准,其目的是( A.限制加工蜗杆的刀具数量 B.限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化 C.为了装配方便 D.为了提高加工精度 17、阿基米德蜗杆的 A. 轴面 B. 端面 A 参数为标准值。 C. 法面 A 。 B ) 。

18、一对相啮合的圆柱齿轮的 Z1<Z2 , b1>b2,其齿面接触应力的大小为 A. σ
H1



H2

B. σ

H1



H2

C. σ

H1



H2

19、为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度,可采取 A 增大螺栓刚度

C

的措施。

B 适当减小预紧力

5

C 减小螺栓刚度

D 减小被联接件刚度 C 。

20、只受预紧力作用的普通螺栓联接,螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 A 简单拉伸 B 纯剪切 C 拉扭组合

D 拉弯组合 C 。

21、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小,这主要是因为 A、链传动只用来传递较小功率 B、链速较高,在传递相同功率时圆周力小 C、链传动是啮合传动,无需大的张紧力 D、链的质量大,离心力大 22、普通平键的主要失效是 A 。 B.工作面产生胶合破坏 D.键被弯曲折断

A.工作面被压溃或键被剪断 C. 工作面产生过度磨损

23、带传动工作时,设小带轮为主动轮,则带的最大应力发生在带 A.进入大带轮处 C. 进入小带轮处 24、螺纹联接防松的根本问题在于 A、增加螺纹联接的轴向力 C、防止螺纹副的相对转动 B.离开大带轮处 D.离开小带轮处 C 。

C



B、增加螺纹联接的横向力 D、增加螺纹联接的刚度 B 。

25、齿面硬度 HB≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动中,主要失效形式为 A.齿面磨损 C.齿面胶合 B.齿面点蚀 D. 轮齿折断 D

26、带传动设计中,应验算小带轮包角不要过小,这是为了 A 提高传动寿命; C 减小结构尺寸; B 减小对轴的压力;



D 提高摩擦力保证有一定承载能力 ;D、32307/P5

27、下列滚动轴承中角接触球轴承是: C A、 6210 ; B、N2218 ;C、7020AC

28、以下各传动中,需要进行热平衡计算的是 B 。 A. 直齿圆柱齿轮传动 B. 蜗杆传动 C 。 C. 圆锥滚子轴承 A ;在从动轮上节线附近形成 C 。 C. 链传动

29、下列轴承中,必须成对使用的是 A. 深沟球轴承

B. 推力球轴承

30、齿轮齿面塑性流动在主动轮节线附近形成 A. 凹沟 B. 无变化

C. 凸棱

31、下列最适于承受横向载荷的螺纹联接是 A。 A. 铰制孔用螺栓联接 B. 普通螺栓联接 C. 螺钉联接 D.双头螺柱联接 32、链传动设计中,限制最小和最大齿数的原因是: C A、链传动的传动比不能过大;B、避免产生振动和冲击;C、避免加速链条的磨损和产生跳齿; 33、某轴系结构中,轴上所安装的齿轮为斜齿轮,频繁正反转启动,中速中载场合,选配轴承 宜采用: B A、一对深沟球轴承;B、一对角接触球轴承;C、一对调心球轴承;D、一对推力球轴承; 34、要求自锁性强的连接螺纹,牙型宜采用:A A 三角形粗牙螺纹; B、三角形细牙螺纹;C、管螺纹;D、米制锥螺纹; 35、利用键实现轴毂连接的结构中,定位精度最高的是: D A、平键 ;B、半圆键 ;C、导向平键 ;D、矩型花键 ; 36、某阶梯轴应用于中速中载场合,承受弯矩和扭矩,材料宜采用下列中的 A 。 A、40Cr ;B、HT300 ;C、QT600—3A ; ;D、ZG45 ;E、KTB350—04 ; 37、重要的连接采用测力矩扳手或定力矩扳手是为了:D A、便于操作 ;B、不至于过分拧紧导致滑牙 ;C、防松 ;D、控制预紧力 ; 38、设计平键连接时,键的宽度值应根据轴的 C 查机械设计手册初选; A、长度 ;B、截面形状 ;C、直径 ;D、材料 ;

39、链传动中,链节数常选偶数,是为了使链传动 A.工作平稳 B.避免过渡链节

B



C.链条与链轮磨损均匀 B 。

40、承受预紧力 F′的紧螺栓联接在受轴向工作拉力 F 时,剩余预紧力为 F″,其螺栓所受的总拉力 Fo 为__ A.Fo=F 十 F′ B.Fo=F 十 F″ C.Fo=F′十 F″ D 布置。

41、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 A.在同一条直线上 C.相隔 120° B.相隔 90° D.相隔 180°

6

42、下列零件的失效中, A.螺栓断裂

C

不属于强度问题。 B.齿轮的齿面上发生疲劳点蚀

C.蜗杆轴产生过大的弯曲变形 43、带传动产生弹性滑动的原因是由于 A、带不是绝对挠性体 C、带绕过带轮时产生离心力 D 。

B、带与带轮间的摩擦系数偏低 D、带的紧边与松边拉力不等 A

44、在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,轴 4 称为 A 零件 B.机构 C.构件 D.部件 45、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于 A.分度圆 46、螺纹联接的自锁条件为 B.齿顶圆 A D

C.齿根圆

D.基圆

A.螺纹升角≤当量摩擦角 B.螺纹升角>摩擦角 C.螺纹升角≥摩擦角 D.螺纹升角≥当量摩擦角 47、机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数,其表达式为 C

A.

? ? ? max ? ? min

B.

??

? max ? ? min 2

C.

??

? max ? ? min ?m

D.

??

? max ? ? min ? max ? ? min

48、蜗杆传动的总效率,主要取决于 B 时的效率。? A.轴承摩擦损耗 B.啮合摩擦损耗 C.加装风扇损耗 D.搅油损耗 49、只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为 A。 A. 心轴 B.传动轴 C. 曲轴 D.转轴 50、两个具有相同材料、齿宽及齿数的齿轮 A 和 B,A 的模数为 2mm,B 的模数为 4mm,则以下 叙述正确的是 C。 A.齿轮 A 和 B 的抗弯承载能力相同 B.齿轮 A 的抗弯承载能力比 B 大 C.齿轮 B 的抗弯承载能力比 A 大 D.抗弯承载能力与模数无关 51、只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为 B 。 A. 心轴 B.传动轴 C. 曲轴 D.转轴 52、带传动主要是依靠 A. 带的初拉力 53、普通平键是靠键的 A. 上表面 C 来传递运动和功率的。 C. 带和两轮接触面之间的摩擦力

B. 带的紧边拉力 B 来传递扭矩。 B. 两侧面

C. 下表面 B 。

54、以下传动中,能起到缓冲减振及过载安全保护作用的是 A. 链传动 B. 带传动

C. 齿轮传动 C D.平型带传动

55、在一般机械传动中,若需要采用带传动时,应优先选用 A.圆型带传动 B.同步带传动 A C.胶合和打滑 C.V 型带传动

56、带传动的主要失效形式是带的 A.疲劳拉断和打滑

B.磨损和胶合

D.磨损和疲劳点蚀

57、螺纹哪个直径常作为强度计算直径 A 。 A、小径 B、中径 C、大径

D、分度圆直径

58、下列螺纹中,主要用于联接的是 C 。 A、矩形螺纹 B、梯形螺纹 C、三角形螺纹 D、锯齿形螺纹 59、利用轮齿啮合时其齿廓互为包络线的原理加工齿轮的方法为 A 。 A、范成法 B、仿形法 C、铸造法 D、模锻法 60、对于渐开线标准齿轮而言,其是否发生根切取决于 C 。 A、模数 B、压力角 C、齿数 D、分度圆 61、闭式软齿面齿轮传动最易产生 B 失效。 A、轮齿折断 B、齿面点蚀 C、齿面胶合 D、齿面磨损. 62、开式齿轮传动最易产生的失效是 B 。 A、轮齿折断 B、齿面磨损 C、齿面点蚀 D、塑性变形 63、齿轮传动中,在短时过载或强烈冲击下,齿轮常见的失效形式是 A 。 A、轮齿折断 B、齿面磨损 C、齿面胶合 D、齿面点蚀 64、一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时,它们的 B 必须相等。 A、直径 B、模数 C、齿宽 D、齿数 65、以下哪种失效形式对齿轮传动危害最大 A 。 A、轮齿折断 B、齿面点蚀 C、齿面胶合 D、齿面磨损 66、在一定转速时,要减小链条传动的不均匀性和动载荷,应 C 。 A、增大链条节距和链轮齿数 B、增大链条节距和减少链轮齿数; C、减小链条节距,增大链轮齿数 D、减小链条节距和链轮齿数。 67、以下描述带传动正确的是 C 。 A、带传动传动平稳,适用于大功率的传动

7

B、过载时,带产生打滑现象,引起机械零件损坏 C、带传动不能保证准确的传动比,传动效率低 D、带传动比一般不大于 7,对带轮轴压力小 68、为保证轴上零件轴向定位的可靠性,零件毂孔的倒角高度 C 或圆角半径 R 应 轴肩处的圆角半径 r。 A. 大于 B. 小于 69、链传动中,小带轮包角一般不宜小于 C 。 A. 90° 四、计算题 B. 100° C. 等于 D.180° A 。

C. 120°

1、某轴系部件采用一对 7208AC 滚动轴承支承,如图 3-3 所示。己知作用于轴承上的径向载荷 Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于轴上的轴向载荷 FA=880 N,轴承内部轴向力 Fd 与 径向载荷 Fr 的关系为 Fd=0.68Fr,试求轴承轴向载荷 Fa1 和 Fa2。

[解]

7208C 轴承的α =15 ,内部轴向力 Fd1=0.4Fr1=0.4×1000=400N

0

Fd=0.4Fr, 方向如解所示向左

Fd2=0.4Fr2=0.4×2060=824N 方向如图所示向右 Fd2 十 FA=824 十 880=1704>Fd1 故轴承 1 为压紧端,轴承 2 为放松端。 Fa1=Fd2 十 FA=1704N Fa2=Fd2=824N

2、一根轴用两个角接触球轴承支承,如图所示。

L1 ? 40mm, L2 ? 200mm,轴端作用有轴向力 Fa ? 40N ,径向力 Fr ? 1640N 。试分别求出

两轴承所受的径向载荷

R1 、 R2 和轴向载荷 A1 、 A2 ,取轴承内部派生轴向力 s ? 0.68 R 。
Fr

轴承 2

轴承 1

Fa
L2

L1

解:①对轴系进行受力分析,如下图所示:

8

Fr
轴承 2 轴承 1

S2
R2 R1

Fa
L2

S1

L1

R1、R2 分别为轴承 1、轴承 2 所受的径向力,S1、S2 分别为轴承 1、2 的内部派生轴向力。 ②求轴承径向载荷 R1、R2 分别对两支点处取矩,则根据力矩平衡有

R1 ?

L1 ? L2 40 ? 200 Fr ? ?1640? 1968N L2 200 L 40 R2 ? 1 Fr ? ?1640? 328N L2 200

③求轴承内部派生轴向力

S1 ? 0.68?1968? 1338 .24N , S 2 ? 0.68? 328 ? 223.04N ④因为 S2 ? F ,轴承 2 被“压紧” ,故有: .04 ? 40 ? 263.04N ? S1 ? 1338 .24N ,所以轴承 1 被“放松” a ? 223 A1 ? S1 ? 1338 .24N , A2 ? S1 ? Fa ? 1338 .24 ? 40 ? 1298 .24N
3 、有一直齿圆锥 - 斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知:轴Ⅲ的输出功率 。各轮齿数为 z1 ? 25 , z 2 ? 60 , P输出 ? 5kW,转速 nⅢ ? 157r/min

z3 ? 22 , z 4 ? 84 。锥齿轮啮合效率 0.96,斜齿圆柱齿轮啮合效率为 0.98,滚动轴承效率为 0.99。Ⅰ轴转向如图所示。
①在图中标出各齿轮的转向; ②为使轴Ⅱ受力平衡,确定并在图中标出 3、4 两轮的螺旋方向,说明判断依据; ③计算各轴的扭矩。 解:(1)各齿轮转向如图中箭头所示 (2)由锥齿轮的受力分析可知锥齿轮 2 所受轴向力方向向下, 故为使轴Ⅱ受力平衡,则斜齿轮 3 所受轴力方向应向上,故根据左右手法则,可判断出齿轮 3 的螺旋齿旋向为右 旋, 再根据外啮合斜齿轮正确啮合条件可知齿轮 4 的旋向为左旋。 旋向在图中的标示为齿轮 3、4 上的斜线。 (3)计算各轴扭矩

z 2 60 z z 60? 84 i14 ? 2 4 ? ? 9.16 , ? ? 2.4 , z1 z3 25? 22 z1 25 z 84 i34 ? 4 ? ? 3.82 z3 22 ② r/min ; n =i14 nⅢ ? 9.16?157 ? 1438 .12 Ⅰ
① 12

i ?

nⅡ ? i34 nⅢ=3.82?157 ? 599.74 r/min
③总效率

3 ? ? ?锥齿 ??斜齿 ??轴承 ? 0.913

④ Ⅰ

P /? P 5 / 0.913 T ? 9550 Ⅰ ? 9550 输出 9550? ? 36.37 N ? m n nⅡ 1438 .12 Ⅰ TⅡ ? T ? 2.4? 0.99? 0.96 ? 82.96 N ? m Ⅰ ? i12 ??轴承 ??锥齿 ? 36.37

TⅢ ? TⅡ ? i34 ??轴承 ??斜齿 ? 82.96? 3.82? 0.99? 0.98? 307.46N ? m

9

4、如图,缸径

D ? 500 mm ,缸内蒸汽压力 p ? 1.2MPa ,螺栓分布圆直径 D0 ? 680mm 。为保证气密性要求,螺栓间距不得小于 140 mm,且不得大于

150mm。试计算所用螺栓允许的最小直径。

附:螺栓性能等级为 4.8 级(屈服强度

? s ? 320MPa)

安全系数 S=1.5,残余

预紧力取为最大工作载荷的 1.5 倍。 解:螺栓组受预紧力和工作载荷,且压力 p 为常数, 故螺栓组只需按静强度设计即可。 (1)确定螺栓数目 z 因螺栓所在圆周直径

D0 ? 680mm ,且螺栓间距不得
? 150 ? 14.2 ? z ? 15.3 ,因此取螺栓数目 z ? 15 。

小于 140 mm,不得大于 150mm, 故有

140 ?

?D0
z

(2)确定许用应力[σ ] 因所用螺栓性能等级为 4.8 级,故可知其屈服强度 (3)确定单个螺栓最大工作载荷 Fmax

? s ? 320MPa, 安全系数 S=1.5,故许用应力 [? ] ? ? s S ? 320 1.5 ? 213.3MPa 。
?D 2
p? 3.14 ? 5002 ? 1.2 ? 235500 N ,则单个螺栓的最大工作载荷为: 4

4 Fmax ? F? z ? 23550015 ? 15700 N ? :取 Fp? ? 1.5Fmax ? 1.5 ?15700? 23550 (4)确定残余预紧力 Fp N
(5)确定螺栓总拉力 F0 螺栓所受最大总拉力为:

缸径

D ? 500 mm ,故螺栓组最大工作载荷为 F? ?

F0 ? Fmax ? Fp? ? 15700? 23550? 39250 N
1.3 ? 4F0 1.3 ? 4 ? 39250 ? ? 17.457mm ? [? ] 3.14 ? 213.3
Fn ? 2000N ,转速 n ? 960 r/min ,轴承温度<100℃,

(6)确定满足静强度要求的最小螺栓直径 d1

螺栓既受扭又受拉,故

d1 ?

故所用螺栓允许的最小直径为 17.457mm。 5、如下图所示,采用深沟球轴承 6307 支承一对称布置的渐开线标准直齿圆柱齿轮,作用在齿轮上的法向力

无冲击,求轴承的使用寿命

Lh 。
轴承内径 基本额定动载荷 C

30mm

27000N

35mm

33400N

40mm

40800N

解:(1)计算当量动载荷

FP
10

由于轴承只承受径向载荷,故当量动载荷即为轴承承受的径向载荷(即轴承的支反力) ,此处两轴承的支反力相等。

已知齿轮所受法向力

Fn ? 2000N ,两轴承相对齿轮对称布置,故齿轮所受法向力 Fn 平均分配至两轴承上,即为轴承的当量动载荷。即单个轴承之当量动载荷。

Fp ?

Fn ? 1000 N 2
Lh
d ? 5 ? 7 ? 35 mm ,寿命指数 ε ? 3 ,查题后附表可得轴承基本
。已知转速

(2)计算轴承的实际寿命

由轴承型号 6307 可知轴承内径 额定动载荷

C ? 33400 N
ε

n ? 960 r / min ,因轴承温度<100℃,且无冲击,故温度系
3

数和载荷系数均取为 1。于是轴承寿命为:

106 ? C ? Lh ? 60n ? ? FP

? 106 ? 33400? ? ? .86h ? ? ? 646869 ? 60 ? 960 ? 1000 ? ?

6、下图所示为由开式链传动和闭式直齿圆柱齿轮传动组成的一带式运输机的简图,要求运输带的线速度

v ? 0.55m/s ,设已知运输带所受拉力 F ? 2000 N ,全部采

用滚动轴承,试求需要电动机输出的功率

Pd 。
2000 ? 0.55 ? 1.1kW 1000

附:查得滚动轴承和联轴器的效率为 0.99,闭式齿轮传动的效率为 0.96,开式链传动的效率为 0.91,运输带效率为 0.90。

解:运输带输出的功率为

PW ? Fv ?

? z ? 0.99 ,共 3 对; 联轴器效率 ? L ? 0.99 ;闭式齿轮传动效率 ? C ? 0.96 ; 开式链传动的效率 ? LT ? 0.91;运输带效率 ?Y ? 0.90 ;
各部分机械效率:滚动轴承效率 故该装置的总效率为

3 ? ? ?C? Z ? L? LT ?Y ? 0.96? 0.993 ? 0.99? 0.91? 0.90 ? 0.755,
需要电动机输出的功率

Pd ?

PW

?

?

1.1 ? 1.46kW 0.755

7、图示两根梁用 8 个 4.6 级(屈服强度

? s ? 240MPa )普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力 F=28kN,摩擦系数 f=0.2,控制预紧力,试确定所用螺栓的最小计

算直径,取可靠性系数

K f ? 1.2 ,安全系数 S=3。

解:此螺栓联接受预紧力,横向载荷 F 由

接合面之间的摩擦力来承担。 已知摩擦面数目 m =2,摩擦系数 f =0.2,

(1) 确定许用应力[σ ]

K f ? 1.2 , 安全系数 S=3,总载荷为静载荷 F? ? 28000 N。
螺栓数目 Z=4,可靠性系数 因所用螺栓性能等级为 4.6 级,故可知其屈服强度 应力

? s ? 240MPa ,安全系数 S=3,故许用

[? ] ? ? s S ? 240 3 ? 80MPa 。
Fp ? K f F? Zm f ? 1.2 ? 28000 ? 21000 N 4 ? 2 ? 0.2

(2)确定单个螺栓的预紧力 Fp:

(3)确定螺栓的最小计算直径 d1 因螺栓受预紧力,故螺栓的最小计算直径为:

d1 ?

1.3 ? 4 Fp

? [? ]

?

1.3 ? 4 ? 21000 ? 20 .85 mm 3.14 ? 80

故所用螺栓允许的最小直径为 20.85mm。

11

8. V 带传动传递效率

P ? 7.5kW ,带速 ν ? 10 m s ,紧边拉力是松边拉力的两倍,即 F1 ? F2 ,试求紧边拉力 F1 、有效拉力 Fe 和初拉力 F0 。

[解 ]

Fe ν 1000 1000 P 1000 ? 7.5 ? Fe ? ? ? 750 N ν 10 ?P ?

? Fe ? F1 ? F2 且F1 ? 2F2 ? F1 ? 2Fe ? 2 ? 750 ? 1500N
? F1 ? F0 ? Fe 2 Fe 750 ? F0 ? F1 ? ? 1500 ? ? 1125N 2 2

9、一机械传动装置,采用一对角接触球轴承,暂定轴承型号为 7307AC。已知轴承载荷 R1=1200 N,R2=2050 N,FA=880 N,转速 n=5000 r/min,运转中受中等冲击,预期寿命 Lh=2000 h,试问所选轴承型号是否恰当?(注:70000AC 型轴承的内部轴向力为 0.7R;对 70000AC 型轴承,e=0.68;当 A/R> e 时,X=0.41、Y=0.87;当 A/R?e 时,X=1、Y=0;fT=1;fF=1.5; 7307AC 轴承的径向额定动载荷 C=32800 N。 )

解: (1)先计算轴承 1、2 的轴向力 A1、A2: 两个 70000AC 型轴承的内部轴向力为

S1 ? 0.7 R1 ? 0.7 ?1200 ? 840N S2 ? 0.7 R2 ? 0.7 ? 2050 ? 1435N
因为

S1 ? FA ? 840 ? 880 ? 1720 N ? S 2
A2 ? S1 ? FA ? 1720N , A1 ? S1 ? 840N

所以

(2)计算轴承 1、2 的当量动载荷: 70000AC 型轴承 e=0.68,而

A1 840 ? ? 0.7 ? 0.68 R1 1200 A2 1720 ? ? 0.84 ? 0.68 R2 2050
所以 X1=0.41、Y1=0.87;X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为

P N 1 ? 0.41?1200 ? 0.87 ? 840 ? 1222.8 P2 ? 0.41? 2050 ? 0.85 ?1720 ? 2302.5
(3)计算所需的径向额定动载荷 C 因两端选择同样尺寸的轴承,而 P2>P1,故应以轴承 2 的径向当量动载荷 P2 为计算依据。

N

12

f P ? 60 n ? C 2 ? P 2 ? 6 Lh ? f T ? 10 ?

1/ 3

1.5 ? 2302 .5 ? 60 ? 5000 ? ? ? 2000 ? ? 6 1 ? 10 ?

1/ 3

? 29130 .05 N

因为 C2<C,故所选 7307AC 轴承合适。

五、综合题 1、指出图中错误并简要说明理由。

解:

①处错误有四:(1)键的方向应与齿轮处的键在一条直线上; (2)联轴器上的键槽应贯通; (3)键的上表面与键槽间应有间隙; (4)此处应有局部剖面线。 ②联轴器与轴端压板配合处应内凹,否则无法与另一关联轴器相联。 ③半联轴器不应与透盖相接触; ④应有装密封圈 ⑤透盖处应有装密封圈的槽,且密封圈槽与轴之间应有间隙。 ⑥定位套壁厚太大,轴承内圈无法拆除。 ⑦齿轮应比相配合的轴段长 1-2mm; ⑧轴肩太高,轴承无法拆除。 ⑨闷盖与箱体间应有密封圈。

2、指出下图中的结构错误(在有错处画○编号,并分析错误原因)。 解:①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。 ②轴承盖与轴之间应有间隙。 ③轴承内环和套简装不上,也拆不下来。 ④轴承安装方向不对。 ⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有 5-8mm 间距。

13

⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。 ⑦轴承内圈拆不下来。

3 试分析图所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。

解:各轴的回转方向如下图所示,蜗轮 2、4 的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图

4.图示为一标准蜗杆传动,蜗杆主动螺旋线方向为左旋。试确定:

(1)蜗轮的转向及螺旋线方向;

(2)作用在蜗杆、蜗轮上的各力的方向(在图中标出) 。

O2 O2 O1 n1

n2
14

O2 Fr2 O1

O2 n2 Fr2

O2

Fa1 Fa t2 Fr1

F Fr1 t2 Ft1 n1 Fa11

Fa 2

解:1)蜗轮的转向 n2:根据螺旋副的运动规律,确定蜗轮按逆时针方向转动如图。 2)蜗轮轮齿螺旋线方向:根据蜗杆传动正确啮合条件γ =β ,蜗轮的螺旋线方向应为左旋。 3)各力的方向如图。

5、在图示轴的结构图中存在多处错误,请指出错误点,说明出错原因,并画出正确的结构图。

解 :1.无垫片;2 无间隙、无密封 3 键太长 4 无定位轴肩 5 无轴肩

6 套筒高于内圈高度 7 轴和轮毂一样长,起不到定位作用; 8 无定位;9 无垫片 10 采用反装。 6. 试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构,并画出正确的结构图。

解:

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① 两轴承应当正装;② 端盖与轴间应有间隙并加密封圈;③ 精加工面过长,应设一非定位轴肩,以便轴承的安装;④ 键不能伸入端盖,轴的伸出部分应加长;同时应为轴上零 件设一定位轴肩; ⑤ 轴段过长,套筒抵不住齿轮;⑥ 右端轴承应有定位轴肩;⑦ 处应加调整垫片;⑧ 套筒过高,不便拆缷轴承 自行作出正确结构图! 7.结合选材辩证地论述齿轮精度等级与其使用寿命、生产周期及经济性能之 间的关系。 答题要点:

1、齿轮的精度等级一般有 3、4、5、6、7、8、9、10、11 等九级, 4~6 级精度为高精度等级,7~8 级精度为中精度等级,9~11 级精度为高精度等级;

2、齿轮精度等级与齿轮选材的关系:

飞行器、重要的机械设备如:高级轿车、数控高精度机床等机器中工作的齿轮以及高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮一般采用精度等级高的齿轮选用高强度、高耐磨性

的合金钢材料。而精度等级低的齿轮则选用中等强度、一般耐磨性材料,矿山机械中的传动齿轮一般选用铸钢或铸铁,中、小齿轮尽量选用锻钢,较大齿轮采用中碳铸钢,

大型齿轮尽量采用低碳铸钢或铸铁芯,中碳铸钢齿圈。以工程塑料为材料的齿轮能在少润滑或无润滑状态下工作,传动平稳、低噪声或无噪声,但传递功率小适合于家用及

办公机械设备以及计算机等电子设备。

3、论述要点:

(1)齿轮的精度等级高,适合高性能、特殊材料,使用寿命长,但生产周期长,制造成本较高;使用成本较低; (2)齿轮的精度等级低,适合一般性能、普通材料,则使用寿命短,但生产周期短,制造成本低,使用成本高;

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