机械设计答案(1)

1.传动带的分类，带传动的设计准则、运动分析、应力分析、弹性滑动现象。分类：按工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带传动，按传动带的横截面积形状不同，分为平带传动，圆带传动，V带传动，多楔带传动；啮合型带传动也称为同步带传动。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。运动分析：在安装带传动时，传动带即以一定的预紧力F0紧套在两个带轮上。由于预紧力F0的作用。带和带轮的接触面上就产生了正压力。带传动不工作时传动带两边的拉力相等，都等于F0（如下列左图所示）。F1＋F2＝2F0紧边拉力F1松边拉力F2有效拉力Fe，总摩擦力Ff即等于带所传递的有效拉力，即有：Fe＝Ff＝F1－F2F1＝F0+Fe/2F2＝F0-Fe/2P=Fev/1000最小初拉力（F0）min临界摩擦力Ffc或临界有效拉力Fec,Fec=Ffc=2（F0）minfafaee1111应力分析：,/1000000AP弹性滑动现象：带传动在工作时，带受到拉力后要产生弹性变形。在小带轮上，带拉力从F1降低到F2，带的弹性变量减少，因此带相对小带轮向后退缩，使带速度比小带轮速度v1小;在大带轮上，带拉力F2上升为F1，带的弹性变量增加，因此带相对大带轮向前伸长，使带速度比大带轮速度v2大。这种由于带的弹性变形面引起的带与带轮间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动。总有紧松边，所以总有滑动而无法避免。2.螺纹连接的防松方法、螺栓联接计算防松答：一、摩擦防松：1对顶螺母2弹簧垫圈3自锁螺母二、机械防松：1开口销与六角开槽螺母2止动垫圈3串联钢丝三、破坏螺旋副运动关系防松：1铆合2冲点3涂胶粘剂螺栓联接计算1受横向载荷的螺栓组连接横向总载荷F，每个螺栓的横向工作剪力为F,z螺栓数目，i接合面数，f接合面摩擦系数，KS防滑系数，各螺栓所需的预紧力均为F0，则平衡条件是fziF0KSF得F0KSF/fzi2受转矩的螺栓组连接3受轴向载荷的螺栓组连接4受倾覆力矩的螺栓且连接5松螺栓连接强度计算6紧螺栓连接强度计算3.键的分类、传力原理、工作面、主要失效形式、选择。键的分类传力原理工作面主要失效形式键的选择平键联接（用途：普通，薄型，导向，滑键工作时，靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩键的两侧面工作面过度磨损键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格的强度要求来选定。键的主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽b×键高h表示）与长度L。键的截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。切向键的工作面是一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面半圆键联接工作时靠其侧面来传递转矩键的侧面工作面被压溃楔键联接（普通，钩头工作时靠键的锲紧作用来传递转矩键的上下两面工作面被压溃切向键联接靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩两个平行的窄面工作面被压溃4.齿轮的失效形式。（1）轮齿折断，（2）工作齿面磨损（3）工作齿面点蚀（4）工作齿面胶合（5）塑性变形5.带轮、齿轮、链轮的结构形式带轮由轮缘、轮辐（腹板）、和轮毂组成，齿轮由齿圈、轮辐、和轮毂等，链轮由轮齿、轮缘、轮辐（腹板）、和轮毂组成6.轴的分类。按承受载荷的不同，轴可分转轴——工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。如减速器中的轴。心轴——工作时仅承受弯矩而不承受扭矩的轴。按工作时轴是否转动，心轴又可分为：转动心轴——工作时轴承受弯矩，且轴转动。如火车轮轴。固定心轴——工作时轴承受弯矩，且轴固定。如自行车轴。传动轴——工作时仅承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴。如汽车变速箱至后桥的传动轴。按轴线形状的不同,轴可分为：曲轴——各轴段轴线不在同一直线上，通过连杆可以将旋转运动变为往复直线运动，或作相反的运动变换，主要用于内燃机中直轴——各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为：光轴——形状简单，应力集中少，易加工，但轴上零件不易装配和定位。常用于心轴和传动轴。阶梯轴——特点与光轴相反，常用于转轴。此外，钢丝软轴—由多组钢丝分层卷绕而成，具有良好挠性，可将回转运动灵活传到不开敞的空间位置。7.滚动轴承型号、内径、选择、计算。型号：滚动轴承若按用于承受外载荷方向的不同来分，可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承；若按轴承的结构类型来分，可有十余个大类：类型代号3包括圆锥滚子轴承和大锥角滚子轴承类型代号4圆锥滚子轴承类型代号6---深沟球轴承类型代号2圆柱滚子轴承类型代号3角接触球轴承类型代号5调心球轴承类型代号6调心滚子轴承7滚针轴承8推力球轴承9推力滚子轴承内径：后面两位数的5倍为内径，单位为mm.(五个特例外，00-10，01-12，02-15，03-17)选择：首选轴承的类型1）、考虑轴承的承受载荷情况方向：受径向力时，用向心轴承；受轴向力时，用推力轴承；径向力和周向力联合作用时，用向心推力轴承；大小：纯轴向载荷，用推力轴承，受到较大载荷时，可用滚子轴承，或尺寸系列较大的轴承；受到较小载荷时，可用球轴承，或尺寸系列较小的轴承2）、考虑对轴承尺寸的限制当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承；3）、考虑轴承的转速:a球轴承比滚子轴承能适应更高的转速;b轻系列的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速(内径同时，在高速，应选外径小的轴承，若外径过小不能达承载能力要求，可并装同一个轴承)；c青铜保持架允许更高转速；d各类推力轴承的极限转速很低，转速高，轴向载荷不很大，用角接触球轴承承受纯轴向力。4）、考虑对轴承的调心性要求调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求（即：轴心线与轴承座孔心线可适当偏转），而圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承满足调心要求的能力几乎为零。5）、轴承的安装与拆卸：便于安装计算：寿命计算8.联轴器分类、传力原理、选择分类：根据对各种相对位移有无补偿能力(即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能),联轴器可分为刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能力)两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。挠性联轴器：无弹性：十字滑块~，滑块~，十字轴式万向~，齿式~，滚子链~，有弹性：传力原理凸缘联轴器：这种联轴器有两种主要的结构型式：1靠铰制孔用螺栓来实现两轴对中2螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩十字滑块联轴器：十字滑块联轴器由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3，和一个两面带有凸牙的中间盘2所组成。凹凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移滑块联轴器：十字轴式万向联轴器：齿式联轴器：齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套筒1所组成。两个内套筒1分别用键与两轴联接，两个外套简3用螺栓5联成一体，依靠内外齿相啮合以传递转矩。滚子链联轴器：利用一条公用的双排链条2同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半联轴器1与4的联接弹性套柱销联轴器：通过蛹状的弹性套传递转矩弹性柱销联轴器：工作时转矩通过主动轴上的键，半联轴器、弹性柱销、另一半联轴器及键而传到从动轴上去的。选择：1)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。大功率，齿式；消冲击、扭振，轮胎式；2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。高速，平衡精度高例如膜片；3)两轴相对位移的大小和方向。安装难对中，相对位移大，挠性；如径向位移大，滑块；角位移大或相交两轴连接，万向；4)联轴器的可靠性和工作环境。5）联轴器的制造、安装、维护和成本。9.流体动压油膜形成条件。答：1相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙。2被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度，运动方向为使油从大口流进,小口流出。3润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。10、闭式齿轮的设计步骤。1），选定齿轮类型，精度等级、材料及齿数2），按齿面接触强度设计3），按齿根弯曲强度设计4），几何尺寸计算5），结构设计11、带传动和链传动的特点及应用。带传动特点及应用：带传动具有传动平稳、噪声低、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减振和过载保护作用，并且维修方便。与链传动和齿轮传动相比，带传动的强度较低以及疲劳寿命较短。带传动的应用十分广泛链传动的特点及应用：与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，传动效率高，径向压轴力小，能在高温及低速情况下工作；与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动：链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。按用途不同，链可分为：传动链、输送链和起重链，在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链有滚子链和齿形链等类型，其中滚子链使用最广，齿形链使用较少12.蜗杆传动特点、应用、分类、失效形式、材料特点：1)能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比i=5～80；在分度机构或手动机构的传动中，传动比可达300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。2)在蜗杆传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。3)当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动便具有自锁性。4)蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。因此摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0.4左右。应用：蜗杆传动通常用于减速装置，但也有个别机器用作增速装置。分类：根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。失效形式：蜗杆传动的失效形式也有点蚀(齿面接触疲劳破坏)、齿根折断、曲面胶合及过度磨损等材料：蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用15Cr或20Cr，并经渗碳淬火；也可用40、45号钢或40Cr并经淬火。这样可以提高表面硬度，增加耐磨性。通常要求蜗杆淬火后的硬度为40～55HRC，经氮化处理后的硬度为55～62HRC。一般不太重要的低速中载的蜗杆，可采用40或45号钢，并经调质处理，其硬度为220～300HBS。常用的蜗轮材料为铸造锡青铜(ZCuSnlOPl，ZCuSn5Pb5Zn5)、铸造铝铁青铜(ZCuAl10Fe3)及灰铸铁(HTl5O、HT2OO)等。13、斜齿圆柱齿轮旋向、转向、受力分析14、轴系结构设计、改错。