机械设计我的总结.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作1 、试分析齿轮轮齿的主要失效形式及产生的原因。开式闭式齿轮传动设计的准则有何不同？答：失效形式主要有四种：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合。一，轮齿折断：因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，因此，轮齿折断一般发生在齿根部分。 若轮齿单侧工作时，根部弯曲应力一侧为拉伸，另一侧为压缩，轮齿脱离啮合后，弯曲应力为零。因此，在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折断称为疲劳折断。 轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆

2、性材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。 二，齿面磨损：齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。 磨损后齿廓失去正确形状（图342），使运转中产生冲击和噪声。磨粒性磨损在开式传动中是难以避免的。采用闭式传动，提高齿面光洁度和保持良好的润滑可以防止或减轻这种磨损。 三，齿面点蚀：轮齿工作时，其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值，即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。 实践表

3、明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处（图343）。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力也越强。 软齿面（HBS350）的闭式齿轮传动常因齿面点蚀而失效。在开式传动中，由于齿面磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉，所以一般看不到点蚀现象。 可以通过对齿面接触疲劳强度的计算，以便采取措施以避免齿面的点蚀；也可以通过提高齿面硬度和光洁度，提高润滑油粘度并加入添加剂、减小动载荷等措施提高齿面接触强度。 四、 齿面胶合：在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘联。当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹（图344），这种

4、现象称为胶合。 在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。 提高齿面硬度和光洁度能增强抗胶合能力。低速传动采用粘度较大的润滑油；高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑油，对于抗胶合也很有效。、五、普通闭式传动的主要失效形式为：轮齿的疲劳折断和点蚀。普通开式传动的主要失效形式为：轮齿的疲劳折断和磨粒磨损。设计准则：为防止轮齿的疲劳折断，需计算齿根弯曲疲劳强度;为防止齿面点蚀，需计算齿面接触疲劳强度。对普通齿轮传动其设计准则为：1）闭式软齿面：按齿面接触疲劳强度进行设计计算（确定齿轮的参数和尺寸），然后校核齿根游弯曲疲劳强度；硬齿面：按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算（确定齿轮的参数和

5、尺寸）,然后校核齿面接触疲劳强度。2）开式：只计算齿根弯曲疲劳强度，适当加大模数（预留磨损量）。此外对高速重载传动，还应按齿面抗胶合能力进行计算。2、选择齿轮材料的原则是什么？常用哪些材料及热处理方法？软硬齿面的区分依据是什么？答：1）对齿轮材料性能的要求：齿面硬，芯部韧。基本原则：齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；应考虑齿轮的尺寸大小，毛坯成型的方法及热处理和制造工艺；钢制软齿面齿轮，小轮的齿面硬度应比大齿轮高20-50HBS.硬齿面齿轮传动，两轮的齿面硬度可大致相同，或小轮硬度略高。2）软齿面：调质，正火:改善机械性能，增大强度和韧性。硬齿面：表面淬火，表面氮

6、化：接触强度提高、耐磨性好，可抗冲击。配对齿轮均采用软齿面时：小齿轮爱载次数多，故材料应选好些，热处理硬度略高于大齿轮（约30-40HBS）.3)软齿面（硬度350HBS）的热处理方法有整体淬火、表面淬火、渗碳淬火和氮化等。3、 从齿轮轮齿失效情况得出了哪些承载能力计算依据？其理论基础（原始公式）是什么？各自针对哪种失效形式？答：1）齿面接触疲劳强度计算，以Herts接触应力公式为基础。主要针对齿面点蚀；2）齿根弯曲疲劳强度计算，计算依据是材料力学弯曲疲劳强度计算工式。主要针对轮齿折断。4、 齿轮强度计算时为什么要引入载荷系数K?它由哪几部分组成？其中各部分含义是什么？各与哪些因素有关？答：由

7、于齿轮传动工作情况不同，原动机和工作机的特性各不同，加上齿轮受制造、安装误差和弹性变形等因素影响，另外在啮合的齿对间载荷分配也不均故引入载荷系数。使用系数KA：是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动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。动载系数KV：是考虑齿轮自身啮合传动时所产生的的动载荷影响的系数。与制造及装配误差，圆周速度等有关。齿间载荷分配系数K ：是考虑齿间载荷分布的不均匀所产生影响的系数。与齿距误差，弹性变形等有关。齿向载荷分布系数K：是考虑齿面上载荷沿接触线分布不均所产生影响的系数。与齿轮相对轴承的位置，轴、轴承、支座的变形以及制造

8、、装配误差等有关。5、 分析比较直、斜圆柱齿轮及锥齿轮传动的受力情况（力的三要素）答：圆柱直齿轮主要是径向力和周向力。圆柱斜齿轮主要是径向力、周向力及轴向力。锥齿轮主要是径向力和轴向力。这些都是分解以后的力。最初的力就是一对齿轮接触面上法向方向的力。6、 影响齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的因素有哪些？主要原因是什么？怎样影响的？答： 接触疲劳强度：材料性能、节点啮合处齿廓曲率、重合度和泊松比u、齿宽系数。主要因素是小轮直径d1，d1增大，接触疲劳强度增大。弯曲疲劳强度：轮齿形状。主要原因是模数m,m增大，弯曲疲劳强度增大。齿形系数的物理意，与哪些因素有关，为什么与模数无关。同一齿数的

9、直斜锥是否相同？答：表示载荷作用于齿顶时，同于轮齿形状不同对其弯曲强度的影响。只与齿廓形状有关(齿数，压力角，变位系数)，三者增加时，齿根厚度增大，YFa减小。与模数无关。模数的变化只引起齿廓尺寸大小的变化，并不改变齿廓的形状，齿形系数没有变化。7、8、 齿轮设计中Z、d、螺旋角 如何选择？设计闭式软齿面时为什么在满足弯曲强度下Z1尽可能取多点好？答：1)、Z：2) 、齿宽系数d：d=b/d1,一定载荷下,增大齿宽可减小齿轮直径和传动中心距,从而降低圆周速度.但齿宽越大,载荷分布愈不均匀,提高了对轴系支承刚度的要求,因此须合理选择d.为便于装配和调整,根据d1和齿宽求出bd2后,将小齿轮宽度加

10、大5-10mm,即b1=b2+(5-10)mm.大小齿轮为硬齿面d取小值,否则取大值.3)螺旋角 选大些时，可增大重合度，从而提高了传动的平稳性和承载能力。但 过大时，导致轴向力剧增。故一般选 =8度 20度 。如 角过小，不能显示斜齿轮传动的优越性。从减小齿轮的振动和噪音角度来考虑，目前有采用大螺旋角齿轮的趋势。 4)闭式软齿面传动尺寸主要取决于轮齿接触疲劳强度,而弯曲疲劳强度往往比较富裕,故宜选多些.(闭式硬齿面尺寸有可能要取决于弯曲疲劳强度,故不宜过多;开式主要取决于弯曲疲劳强度,不宜过多)9、 对于作双向传动的齿轮来说,它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各有什么特征?在作强度计算怎样考虑?

11、答:对于双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力是脉动循环应力；齿根弯曲应力属于对称循环应力。需要说明的是：对于任何齿轮传动，接触应力都是脉动循环应力。一、 齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效一般发生在轮齿上，通常有轮齿折断和齿面损伤两种形式。后者又分为齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形等。1、轮齿折断：一般发生在齿根部位，因为齿根是应力集中源而且应力最大。轮齿折断可分为：(1)疲劳折断：轮齿受力后齿根部受弯曲应力的反复作用，当齿根过渡圆角处的交变应力超过了材料的疲劳极限时，其拉伸侧将产生疲劳裂纹。裂纹不断扩展，最终造成轮齿的弯曲疲劳折断。(2)过载折断：若齿轮严重过载或受冲击载荷作用，或经严重磨损后

12、齿厚过分减薄时，导致齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然折断。选用合适的材料和热处理方法，使齿根芯部有足够的韧性；采用正变位齿轮，增大齿根圆角半径，对齿根处进行喷丸、辊压等强化处理工艺，均可提高轮齿的抗折断能力。2、齿面点蚀：轮齿受力后，齿面接触处将产生循环变化的接触应力，在接触应力反复作用下，轮齿表层或次表层出现不规则的细线状疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果，使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑，称为齿面疲劳点蚀。一般多出现在节线附近的齿根表面上，然后再向其它部位扩展，这是因为在节线处同时啮合齿对数少，接触应力大，且在节点处齿廓相对滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大。提高齿面硬度和润滑油的粘度，采

13、用正角度变位传动等，可减缓或防止点蚀产生。3、齿面磨损：当齿面间落入砂粒、铁屑、非金属物等磨料性物质时，会发生磨料磨损。齿面磨损后，齿廓形状破坏，引起冲击、振动和噪声，且由于齿厚减薄而可能发生轮齿折断。磨料磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。改善密封和润滑条件、在油中加入减摩添加剂、保持油的清洁、提高齿面硬度等，均能提高抗磨料磨损能力。4、齿面胶合：互相啮合的轮齿齿面，在一定的温度或压力作用下，发生粘着，随着齿面的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起严重的粘着磨损现象称为胶合。热胶合：在重载高速齿轮传动中，由于啮合处产生很大的摩擦热，导致局部温度过高，使齿面油膜破裂，产生两接触齿面金属融焊而粘着，

14、这种胶合称为热胶合。热胶合是高速重载齿轮传动的主要失效形式。冷胶合：在重载低速齿轮传动中，由于局部齿面啮合处压力很高，且速度低，不易形成油膜，使接触表面膜被刺破而粘着，这种胶合称为冷胶合。减小模数、降低齿高、采用角度变位齿轮以减小滑动系数，提高齿面硬度，采用抗胶合能力强的润滑油(极压油)等，均可减缓或防止齿面胶合。二、 齿轮传动的设计：1、闭式软齿面：失效形式：主要是疲劳点蚀，其次是轮齿折断；设计约束：按接触疲劳强度计算，校核弯曲疲劳强度。2、闭式硬齿面：失效形式：主要是轮齿折断，其次是齿面疲劳点蚀。设计约束：按弯曲疲劳强度计算，校核接触疲劳强度。3、开式齿轮：失效形式：齿面磨损和轮齿折断，设

15、计约束：因磨损尚无成熟的计算方法，只能近似地认为其约束条件是轮齿弯曲疲劳强度条件，并通过适当增大模数的方法来考虑磨损的影响。4、短期过载的齿轮传动，其主要失效形式是过载折断或塑性变形，其设计约束条件为静强度条件。三、 计算载荷：，1、使用系数KA：是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动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。2、动载系数KV：是考虑齿轮自身啮合传动时所产生的的动载荷影响的系数。与制造及装配误差，圆周速度等有关。3、齿间载荷分配系数K ：是考虑齿间载荷分布的不均匀所产生影响的系数。与齿距误差，弹性变形等有关。4、齿向载荷分布系数K：

16、是考虑齿面上载荷沿接触线分布不均所产生影响的系数。与齿轮相对轴承的位置，轴、轴承、支座的变形以及制造、装配误差等有关。四、 齿面接触疲劳强度条件：一对渐开线圆柱齿轮在节点啮合时，其齿面接触状况可近似认为与两圆柱体的接触状况相当，故其齿面的接触应力可近似地用赫芝公式进行计算。直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度的校核式：引入齿宽系数，得接触疲劳强度的设计式：注意：1)一对相啮合的齿轮，其接触应力是相等的，即：；许用接触应力一般不等，即：，上两式中的取小值代入.2)影响齿轮接触强度的几何参数主要有：d(或a)、b、u和a，影响最大的是d；3)提高齿面接触疲劳强度的主要措施有：A、加大齿轮直径d或中心距a；

17、B、适当增大齿宽b(或齿宽系数)；C、采用正变位齿轮；D、提高齿轮精度等级；E、改善齿轮材料和热处理方式，以提高。五、 轮齿弯曲强度条件：1、力学模型：将轮齿视为悬臂梁，确定危险截面和载荷作用点。危险截面：用30切线法确定。作与轮齿对称中线成30角并与齿根过渡圆角相切的切线，通过两切点作平行于轴线的截面即为危险截面。载荷作用点：啮合过程中，载荷作用点是不断变化的。为简化计算，一般可将齿顶作为载荷作用点。2、齿根弯曲应力：直齿圆柱齿轮的齿根弯曲疲劳强度的校核式为：齿根弯曲疲劳强度的设计式为：。为齿形系数：与模数m无关，只与齿形的有关参数(、和)有关，对于标准齿轮，齿形系数主要与齿数和变位系数有关

18、，齿数越大，渐开线越平，齿根宽度越大，越小；变位系数越大，齿根宽度越大，越小。为应力修正系数，用来考虑齿根应力集中和危险截面上的压应力和剪应力的影响，主要与z和x有关.Ys为重合度系数，用来考虑将力的作用点由齿顶转移到单对齿啮合区的上界点的影响，一般，大时，取小值；反之，取大值。注意：1)一对相啮合的齿轮，其齿根弯曲应力是不相等的，即：(，)；2)一对相啮合的齿轮，其许用弯曲应力也是不相等的，即：；3)大、小齿轮的可能不一样，计算时应选大值代入(大值者其疲劳强度差)；4)影响弯曲强度的几何参数主要有：z、m、b和，其中影响最大的是m；5)提高齿根弯曲疲劳强度的主要措施有：A、在d、b一定的情况

19、下，m对的影响比z大，故m增大(z相应减小)，减小；B、适当增大齿宽b(或齿宽系数)；C、采用较大变位系数，增大，减小，减小；D、提高齿轮精度等级；E、改善齿轮材料和热处理方式，以提高。六、 许用应力:根据试验齿轮的接触疲劳极限和弯曲疲劳极限确定的，许用接触疲劳应力许用弯曲疲劳应力：sHlim、sFlim分别为试验齿轮的接触疲劳极限和弯曲疲劳极限(MPa)；ZN、YN分别为接触强度和弯曲强度计算的寿命系数,ZN、YN按各自的循环次数N分别查取.YST为试验齿轮的应力修正系数，YST2.0；SHmin、SFmin分别为接触强度和弯曲强度计算的最小安全系数。七、 斜齿圆柱齿轮传动，因其接触线倾斜，

20、同时啮合的齿数多，重合度大，故传动平稳，噪声小，承载能力高，常在速度较高的传动系统中使用。1、受力：Ft=2000T1/d1，an为法面分度圆压力角；at为端面分度圆压力角；b为分度圆螺旋角；2、各力的方向：圆周力 ：主动轮上的与转向相反，从动轮上的与转向相同；径向力 ：分别指向各自轮心；轴向力 ：主动轮的轴向力用“左右手法则”来判断：当主动轮右旋时，用右手四指的弯曲方向表示主动轮的转动方向，大拇指所指的方向即为轴向力的方向；主动轮左旋时，用左手来判断，方法同上。主、从动轮上各对应力大小相等、方向相反。八、 齿轮传动的设计方法：1)齿数z：闭式软齿面：大，一方面有利于传动的平稳性和减少噪声，另

21、一方面，z加大，m减小，可减少金属切削量，节省制造费用；m减小，还能降低齿高，减少滑动系数，减小磨损，提高抗胶合能力。所以在保持分度圆直径d不变和满足弯曲强度的条件下，齿数z应选得多些，一般可取20-40。闭式硬齿面、开式齿轮和铸铁齿轮传动，其齿根弯曲强度往往是薄弱环节，应取较少齿数和较大的模数，以提高轮齿的弯曲强度。一般取。对于承受变载荷的齿轮传动及开式齿轮传动，为了保证齿面磨损均匀，宜使大、小齿轮的齿数互为质数，至少不要成整数倍。2)齿宽系数齿宽系数大，有利于提高承载能力，但却增加了载荷沿齿宽分布的不均匀性，设计时，必须合理选择。一般，圆柱齿轮的齿宽系数可参考表3-6选用。其中，闭式传动，

22、支承刚性好，可取大值；开式传动，齿轮一般悬臂布置，轴的刚性差，应取小值。3)模数m:模数圆整为标准值。对于传递动力用的圆柱齿轮传动，其模数应大于1.5mm； 蜗杆1 蜗杆传动有哪些主要类型?特点？场合？答：圆柱（阿基米德蜗杆传动制造简单，承载能力较低。弧齿圆柱蜗杆传动，承载能力和效率均较其他圆柱蜗杆传动为高）。、环面（承载力高）、锥蜗杆（重合度大、传动比范围大、承载和效率高）传动。2 与齿轮传动相比，蜗杆有什么优点？什么情况用蜗杆？为何传动功率大时不用蜗杆？答：优点：单级传动比大，传动平稳，振动和噪声小。结构紧凑，有自锁性。缺点：传动效率低，发热量大，蜗轮材料成本高。蜗杆传动常用于两轴交错、传

23、动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合。蜗杆传动效率低，功率损失大，蜗轮齿面易胶合失效。 3 蜗杆传动的失效形式与齿轮有什么不同？答：齿轮的失效形式：1齿轮折断2齿面摩损 3 齿面点蚀 4 齿面胶合 5 塑性变形 还可能出现过热、侵蚀、电蚀和由于不同原因产生的多种腐蚀与裂纹。蜗杆传动的失效形式1 疲劳点蚀 2 胶合磨损 3 轮齿折断（一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。一般地蜗轮的强度较弱，所以失效总是在蜗轮上发生，在闭式传动中，容易发生磨损、胶合或点蚀。在开式传动中，蜗轮轮齿的主要失效形式是磨损）蜗轮和蜗杆间的相对滑动较大比齿轮传动更容易产生胶合和磨粒

24、磨损，而蜗轮轮齿的材料通常比蜗杆材料软的多，发生胶合时蜗轮表面的金属会粘到蜗杆螺旋面上。蜗轮轮齿的磨损比齿轮传动严重得多。4 影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角的大小对效率有何影响？答：闭式蜗杆传动的效率由三部分组成，蜗杆总效率为=123, 1=tantan(+v),-普通圆柱蜗杆分度圆上的导程角；v-当量摩擦角, 其值可根据滑动速度Vs选取。2-油的搅动和飞溅损耗时的效率；3-轴承效率。蜗杆主动时，效率=tantan(+v)，效率随蜗杆螺旋线导程角的增大而增大，但通常30.(减小当量摩擦角v也可提高效率，在由齿轮传动和蜗杆传动组成的多级传动中，若转速不太高，通常将蜗杆传动放在高速级，以

25、提高相对相对滑动速度Vs，进而降低量摩擦角v，提高效率。实践证明，当采用钢制蜗杆与青铜涡轮配合时，涡轮机构具有优良的减摩性和摩擦相容性，也有利于提高效率。)5、 阿基米德蜗杆传动为何以中间平面的轴向模数和压力角为标准值？其正确啮合条件是什么？答：1）蜗杆的轴向模数mal等于蜗轮的端面模数mt2；2 ）蜗杆的轴向压力角a1 等于蜗轮的端面压力角t2 ；3）蜗杆分度圆导程角 等于蜗轮分度圆螺旋角 且螺旋线方向相同。 6、 在安装蜗杆传动时，如何进行调整以达到正确的啮合位置？答：7、 什么叫直径系数？它与哪些因素有关？为什么要规定分度圆直径为标准值？答：1)蜗杆分度圆直径和模数的比值称为蜗杆直径系数

26、q，q=d1/m，2）蜗杆的模数和分度圆直径都是标准值，但直径系数是个导出值。当模数一定时，直径系数越大，分度圆直径就越大，蜗杆的刚度和强度就相应提高。3）为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。由于相同的模数，可以有许多不同的蜗杆直径，这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。显然，这样很不经济。为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，就对每一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q。8、蜗杆传动有哪些失效形式？它对材料选择有何影响？蜗杆、蜗轮的材料如何选择？答：1)与齿轮类似，有：过度磨损大于齿面胶

27、合大于点蚀。（由于蜗杆传动类似于螺旋传动，啮合效率较低、相对滑动速度较大，磨损和胶合最易发生，点蚀也会出现。尤其当润滑不良，散热不好时出现的可能性更大。）失效常发生在蜗轮上。开式传动中主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，要按齿根弯曲疲劳强度进行设计。闭式传动中主要失效形式是齿面胶合或点蚀面。要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。此外，闭式蜗杆传动，由于散热较为困难，还应作热平衡核算。常用的蜗轮材料为铸造锡青铜(ZCuSnl0P1，ZCuSn5Pb5zn5)、铸造铝铁青铜(ZcuAl10Fe3)及灰铸铁(HTl50、HT200)等。锡青铜耐磨性最好，但价格较高，用于滑动速度v

28、3ms的重要传动；铝铁青铜的耐磨性较锡青铜差一些，但价格便宜，一般用于滑动速度vs4ms的传动；如果滑动速度不高(vs2ms)，对效率要求也不高时，可采用灰铸铁。为了防止变形，常对蜗轮进行时效处理。2、3）由于蜗杆传动啮合摩擦较大，且由于蜗轮滚刀的轮齿尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同，被加工出来的蜗轮齿形难以和蜗杆齿精确共轭，必须跑合才能逐渐理想；所以蜗轮不仅要求具有足够的强度，更重要的是要具有良好的跑合性能、耐磨性能和抗胶合性能。蜗轮传动常采用青铜或铸铁作蜗轮的齿圈，与淬硬并磨制的钢制蜗杆相匹配。蜗杆材料一般用碳钢式合金钢。9、 蜗轮材料为锡青铜、铸铁式无锡青铜时其承载能力分别取决于什么？为什么

29、？答：当采用锡青铜时，由于材料的减摩性和抗胶合性好，主要失效形式是点蚀，H与应力循环次数有关。当蜗轮材料为铸铁式无锡青铜时，蜗轮齿面的承载能力取决于抗胶合能力，由于目前无法对其定量计算，因而采用限制齿面接触应力H来防止胶合，H根据抗胶合条件来选取，与蜗轮副 的材料组合及滑动速度vs有关而于应力循环次数N2无关。10、 连续工作的闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？如热平衡不能满足要求时，应采取什么措施？答：1)由于蜗杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起箱体内润滑油温度升高、润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。2)增加散热面积合理设计箱

30、体结构，铸出或焊接上散热片。提高散热系数在蜗杆轴上加装风扇；在箱体油池内装设蛇形冷却水管；采用循环油冷却。带传动1、 带传动的主要类型有哪些？各有什么特点？答：摩擦型：平带传动：结构简单，效率较高，常用于传动中心距较大的场合；V带传动：在与平带传动同样的条件下，产生的摩擦力比平带传动大的多；多楔带传动：兼有平带与V带的优点，柔性好，摩擦力大，主要用于传递较大功率、机构要求紧凑的场合；圆带传动：传递功率较小，一般用于轻、小型机械，如缝纫机等。啮合型：略。2、 影响摩擦型带传动工作能力的因素有哪些？答：3、 在条件相同时V带为什么比平带的承载能力大？答：V带传动中带的截面形状为等腰梯形。工作时带的

31、两侧面是工作面，与带轮的环槽侧面接触，属于楔面摩擦传动。在相同的带张紧程度下，V带传动的摩擦力要比平带传动约大70%，因而其承载能力因而比平带传动高。4、5、 带传动的打滑经常在什么情况下发生？打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？刚开始打滑时紧边拉力、松边拉力有什么关系 ？答：1）当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈得相对滑动（一般发生在较小得主动轮上），从动轮转速急速下降，甚至停转，带传动失效，这种现象称为打滑。打滑对其它机件有过载保护作用，但应尽快采取措施克服，以免带摩损发热使带损坏。 2)多发生在小带轮上（主动）。3）6、 什么叫弹性滑动？弹性滑动是什么

32、原因造成的？能否避免？对传动有何影响？答：1）由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为弹性滑动。2）带在工作时会产生弹性变形，由于两边拉力不等，因而弹性变形量也不等。带从绕上主动轮到离开的过程中，所受拉力不断下降，使带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的向后滑动；带从绕上从动轮到离开的过程中，带所受的拉力不断加大，使带向前伸长，从而带在带轮接触面上出现局部微量的向前滑动。3）在带传动中，由于摩擦力使带的两边发生不同程度的拉伸变形，摩擦力是这类传动所必须的，所以弹性滑动也是不可避免的。4）弹性滑动将引起下列后果：从动轮的圆周速度低于主动轮；降低传动效率；引起带的磨损；发热使带温度升高。

33、7、 带传动工作时，带中会产生哪些应力？其应力分布如何？它对带传动有何影响？带中最大应力发生在何处？写出最大应力的数学表达式。答：1. 紧边拉应力1和松边拉应力2。1=F1/A，2=F2/A。2. 当带沿带轮轮缘作圆周运动时，带上每一质点都受离心力作用，离心力所引起的带的拉力总和为，此力作用于整个传动带，因此，它产生的离心拉应力在带的所有横剖面上都是相等的。c=Fc/A=qV2/A可见离心应力c与q及V2成正比。故设计高速带传动时，应采用薄而轻质的传动带；设计一般带传动时，带速不宜过高。3、当带绕过主、从动轮时,发生弯曲变形将产生弯曲应力b ，b=EY/dd E-带材料的弹性模量；Y-由带中性

34、层至最外层的距离；dd为带轮的基准直径,两个带轮直径不同时，带在小带轮上的弯曲应力较大。为了避免弯曲应力过大，对v带轮的最小直径加以限制。最大应力发生在紧边进入小带轮处：.8、 带传动的失效形式有哪些？设计准则是什么？答：(1)打滑：当传递的圆周力F超过了带与带轮之间摩擦力的总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。(2)疲劳破坏：带在变应力的长期作用下，因疲劳而发生裂纹、脱层、松散，直至断裂。带传动的设计准则是：既要保证带在工作时不打滑，又要使带具有足够的疲劳强度和寿命，且带速不能过高或过低。根据设计准则，带传动应满足下列两个约束条件。不打滑条件：疲劳强度条件：由以上两式可得同时满足两个约束条

35、件的传动功率为9、为什么带传动通常用在高速级，但在设计时又要对它的线速度加以限制？答：由P=FV。增加V,在圆周力F不变下，可提高带的传递功率P，即有利于提高带传动的承载能力；在P不变下，可减小圆周力F，有利于减少V带的根数式采用较小型号的V带，进而减小带传动的尺寸结构。带速过高离心应力增大，减小了带与带轮的接触应力，易打滑，从而降低了传动的工作能力。同时使带在单位时间内绕过轮的次数增加，应力变化更频繁降低了疲劳寿命。因而要限制。10、在设计V带传动时，为什么应对V带轮的最小基准直径dmin加以限制？答：带轮愈小，传动尺寸结构越紧凑，但带的弯曲应力愈大，带容易疲劳断裂。为避免产生过大的弯曲应力

36、，对各种型号的V带都规定了最小带轮基准直径ddmin 。11、带传动设计步骤及各个因素对传动影响：1、确定设计功率Pc=KAP。KA为工况系数P为所需传递功率。2、初选带的型号根据带传动的设计功率Pc及小带轮转速n1按图选。3、确定带轮基准直径dd2、dd1。根据国标先选小带轮基准直径dd1=dmin，并取标准直径。若传动比要求较精确时，大带轮基准直径dd2由下式确定：dd2=idd1(1-)=n1/n2dd1(1-)粗略计算时，可忽略滑动率 的影响，则有dd2=idd1=n1/n2dd1. 基准直径dd：当其它条件不变时，带轮基准直径越小，带传动越紧凑，但带内的弯曲应力越大，导致带的疲劳强度

37、下降，传动效率下降。4、验算带速v:带速过高离心应力增大，减小了带与带轮的接触应力，从而降低了传动的工作能力。同时使带在单位时间内绕过轮的次数增加，应力变化更频繁降低了疲劳寿命。P一定时，带速过低，反需有效拉F增大，要求带的概数增多。故验算带速：在1020m/s传动效能可得到充分利用。若过高或过低，可调整。5、中心距a、带长L和包角a 中心距a：中心距a的大小，直接关系到传动尺寸和带在单位时间内的绕转次数。中心距a大，则传动尺寸大，但在单位时间内的绕转次数减少，可增加带的疲劳寿命，同时使包角1增大，提高传动能力。一般可按下式初选中心距a0： (mm) 3)带长Ld：带的长度越短，在一定带速下单

38、位时间内带的应力变化次数越多，会加速带的疲劳损坏。太长易引起带的颤振。4）包角1：小带轮包角1按下式计算：为使带有一定工作能力一般要求1=120度。如果1小于此值可适当加大中心距a;若中心距不可调，可加张紧轮。1也与i有关，dd2、dd1相差越大i越大，则1越小。通常为了在中心距不过大下保证包角不过小，所用传动比不宜过大。i=7 6、确定带的根数 z ： z应根据计算值圆整，且不宜过多，否则各根带受力不均，一般z10。当z过大时，应改选带轮基准直径或改选带型，重新设计。7、确定初拉力F0：初拉力F0小，带传动的传动能力小，易出现打滑。F0过大，则带的寿命低，对轴及轴承的压力大。一般认为，既能发

39、挥带的传动能力，又能保证带的寿命的单根V带的初拉力应为：略。8、计算压轴力FQ：为了设计轴和轴承，需计算V带对轴的压力FQ。FQ可近似地按带的两边的初拉力的合力计算 . 链传动1、 与带传动、齿轮传动相比，链传动有哪些特点？链传动适用于哪些场合？答：优点：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高(封闭式链传动传动效率 =0.950.98)；链条不需要像带那样张得很紧，所以压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。缺点：瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向的

40、传动中应用。链传动的使用范围是：传动功率一般为100kW以下，效率在0.920.96之间，传动比i不超过7，传动速度一般小于15m/s。它广泛应用于石油、化工、农业、采矿、起重、运输、纺织等各种机械和动力传动中。2、 滚子链由哪些结构组成？结构有什么特点？各元件的连接和相对运动关系如何？节距、排数对承载能力有何影响？答：1）由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。2）销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配合联接。而销轴3与套筒4、滚子5与套筒4之间则为间隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦。套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板一般做成8字形

41、，以使各截面接近等强度，并可减轻重量和运动时的惯性。3）滚子链是标准件主要参数是节距p，它是指链条上相邻两销轴中心间的距离。P越大，链的承载能力超强，但各元件的尺寸也增大，重量增大，也影响链传动的运动不均匀性(也称多边形效应)，冲击和振动加大。分单、双、多排。链的排数愈多，承载能力愈高，但链的制造与安装精度要求也愈高，且愈难使各排链受力均匀，将大大降低多排链的使用寿命，故排数不宜超过4排。当传动功率较大时，可采用两根或两根以上的双排链或三排链。滚子链分A、B两个系列。表中的链号数乘以25.4/16即为节距值，表中的链号与相应的国际标准一致。滚子链的标记方法为：链号-排数链节数，标准编号。链条除

42、了接头和链节外，各链节都是不可分离的。链的长度用链节数表示，为了形成链节首尾相接的环形链条，要用接头加以连接。当链节数为偶数时采用连接链节，其形状与链节相同，接头处用钢丝锁销或弹簧卡片等止锁件将销轴与连接链板固定。3、 链节数为什么常取偶数？答：当链节数为奇数时，则必须加一个过渡链节。过渡链节的链板在工作时受有附加弯矩，故应尽量避免采用奇数链节。为了使链条连成环形时，正好是外链板与内链板相连接，所以链节数最好为偶数。3、 滚子链运动不均匀性的原因是？能否避免(不能)？影响运动不均匀性的因素有哪些？怎样减少？答：1）、链传动的平均速度与平均传动比：链条进入链轮后形成折线，因此链传动的运动情况和绕

43、在正多边形轮子上的带传动很相似，边长相当于链节距p，边数相当于链轮齿数z。链轮每转一周，链移动的距离为zp，设z1、z2为两链轮的齿数，p为节距（mm）n1、n2为两链轮的转速（r/min），则链条的平均速度v（m/s）为v=z1pn1/601000=z2pn2/60*1000。链传动的平均传动比为：i=n1/n2=z2/z12）链传动的运动不均匀性：设主动轮以等角速度1转动，则其分度圆周速度为v1=R11 。当链节进入主动轮时，其销轴总是随着链轮的转动而不断改变其位置。当位于角的瞬时，链水平运动的瞬时速度v等于销轴圆周速度的水平分量。即链速v=cosR11角的变化范围在1/2 之间，1=36

44、0。/z1。当=0时，链速最大，vmax=R11；当=1/2时，链速最小，vmin=R11cos(1/2) 。因此，即使主动链轮匀速转动时，链速v也是变化的。每转过一个链节距就周期变化一次。同理，链条垂直运动的瞬时速度v=R11sin也作周期性变化，从而使链条上下抖动。从动链轮由于链速v常数和角的不断变化，因而它的角速度2=v/R2cos也是变化的。链传动比的瞬时传动比i为i=1/2=R2cos/R1cos 显然，瞬时传动比不能得到恒定值。因此链传动工作不稳定。随着角和角的不断变化，链传动的瞬时传动比也是不断变化的。当主动链轮以等角速度回转时，从动链轮的角速度将周期性地变化。只有在z2=z1，

45、且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，恒为1。链轮齿数z越少，链条节距p越大，链传动的运动不均匀性越严重。4、 链传动的动载荷：链传动在工作过程中，链条和从动链轮都是作周期性的变速运动，造成了和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起了动载荷。具体来讲，链传动中的动载荷主要由以下因素产生。1、链速的周期性变化产生的加速度当销轴位于=/2时，加速度达到最大值由上式可知，当链的质量相同时，链轮转速越高，节距越大，齿数越少则链的动载荷越大。2、链的垂直方向分速度周期性变化会导致链传动的横向振动，它也是链传动动载荷中很重要的一部分。3、当链条的铰链啮入链轮齿间

46、时，由于链条铰链作直线运动而链轮轮齿作圆周运动，两者之间的相对速度造成啮合冲击和动载荷。由以上分析的几种主要原因，造成链传动不平稳现象、冲击和动载荷，这是链传动的固有特性，称为链传动的多边形效应。由于链传动的动载荷效应，链传动不宜用于高速。5、 滚子链的主要失效形式：1、铰链磨损2、链的疲劳破坏3、多次冲击破断4、胶合5、过载拉断6、链轮轮齿的磨损或塑性变形6、 链传动的设计链：1）传动设计根据链速不同分为一般与低速两种情况：通常，一般(0.6m/s)的链传动按功率曲线设计计算，低速(0.6m/s)链传动按静强度设计计算。2）一、链轮齿数的多少对传动平稳性和使用寿命有很大影响。小链轮齿数的选择

47、应适中。若小链轮齿数z1过少，运动速度的不均匀性和动载荷都会很大；链节在进入和退出啮合时，相对转角增大，磨损增加，冲击和功率损耗也增大。但小链轮齿数也不宜过多。如选得太大，大链轮齿数z2则将更大，除了增大传动尺寸和重量外，也会因链条节距的伸长而发生脱链，导致降低使用寿命。二、链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性(也称多边形效应)，产生冲击、振动和噪声。为了既保证链传动有足够的承载能力，又减小冲击、振动和噪声，设计时应尽量选用较小的链节距。在高速重载时，宜用小节距多排链；低速重载时，宜用大节距排数较少的链。三、中心距的大小对传动有很大影响。中心距小时，链

48、节数少，链速一定时，单位时间内每一链节的应力变化次数和屈伸次数增多，因此，链的疲劳和磨损增加。中心距大时，链节数增多，吸振能力高，使用寿命长。但中心距太大时，又会发生链的颤抖现象(尤其在松边上)，使运动的平稳性降低。四、由于链传动是啮合传动，勿需很大的张紧力，故作用在轴上的压力也较小，可取 FQ=(1.21.3)F，F为链传动的工作拉力。轴的设计一、 轴的功能和分类：轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，并传递运动和动力。1、根据轴的受载情况的不同轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。(1)心轴：通常指只承受弯矩而不承受转矩的轴。如自行车前、后轮轴，汽车轮轴。(2)转轴：既受弯矩又受转矩的轴。转轴在各种机器中最为常见。(3)传动轴：只受转矩不受弯矩或受很小弯矩的轴。车床上的光轴、连接汽车发动机输出轴和后桥的轴，均是传动轴。2、根据轴线形状的不同轴又可分为曲轴、直轴和钢丝软轴。二、轴的一般设计步骤是什么？有什么特点？答：选择轴的材料，结构设计，强度校核计算，画出轴的零