答:
在螺纹连接中,约有1/3的载荷集中在第一圈上,第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。
因此采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母,并不能进步螺纹连接的强度。
采用悬置螺母,环槽螺母,内斜螺母以及钢丝螺套,可以使各圈螺纹牙上的载荷分布趋于均匀。
第六章键的连接
答:
两平键相隔180°布置,对轴的削弱均匀,并且两键的挤压力对轴平衡,对轴不产生附加弯矩,受力状态好。
两楔键相隔90~120°布置。
假设夹角过小,那么对轴的部分削弱过大;假设夹角过大,那么两个楔键的总承载才能下降。
当夹角为180°时,两个楔键的承载才能大体上只相当于一个楔键的承载才能。
因此,两个楔键间的夹角既不能过大,也不能过小。
半圆键在轴上的键槽较深,对轴的削弱较大,不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。
故可将两个半圆键布置在轴的同一母线上。
通常半圆键只用于传递载荷不大的场合,一般不采用两个半圆键。
答:
轴上的键槽是在铣床上用端铣刀或盘铣刀加工的。
轮毂上的键槽是在插床上用插刀加工的,也可以由拉刀加工,也可以在线切割机上用电火花方法加工。
第八章带传动
答:
假设大带轮上的负载为恒功率负载,那么转速高时带轮上的有效拉力小,转速低时有效拉力大。
因此,应当按转速为500r/min来设计带传动。
假设大带轮上的负载为恒转矩负载,那么转速高时输出功率大,转速低时输出功率小。
因此,应当按转速为1000r/min来设计带传动。
答:
因为单根普通V带的根本额定功率P0是在i=1〔主、从动带轮都是小带轮〕的条件下实验得到的。
当i>1时,大带轮上带的弯曲应力小,对带的损伤减少,在一样的使用寿命情况下,允许带传递更大一些的功率,因此引入额定功率增量△P0。
答:
在带传动中,带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的,是带在轮上的部分滑动,弹性滑动是带传动所固有的,是不可防止的。
弹性滑动使带传动的传动比增大。
当带传动的负载过大,超过带与轮间的最大摩擦力时,将发生打滑,打滑时带在轮上全面滑动,打滑是带传动的一种失效形式,是可以防止的。
打滑首先发生在小带轮上,因为小带轮上带的包角小,带与轮间所能产生的最大摩擦力较小。
答:
小带轮的基准直径过小,将使V带在小带轮上的弯曲应力过大,使带的使用寿命下降。
小带轮的基准直径过小,也使得带传递的功率过小,带的传动才能没有得到充分利用,是一种不合理的设计。
带速v过小,带所能传递的功率也过小〔因为P=Fv〕,带的传动才能没有得到充分利用;带速v过大,离心力使得带的传动才能下降过大,带传动在不利条件下工作,应当防止。
答:
带传动的中心距a过小,会减小小带轮的包角,使得带所能传递的功率下降。
中心距a过小也使得带的长度过小,在同样的使用寿命条件下,单根带所能传递的功率下降。
中心距小的好处是带传动的构造尺寸紧凑。
带传动中心距a过大的优缺点那么相反,且中心距过大使得带传动时松边抖动过大,传动不平稳。
初拉力F0过小,带的传动才能过小,带的传动才能没有得到充分利用。
初拉力F0大,那么带的传动才能大,但是,初拉力过大将使的带的寿命显著下降,也是不适宜的。
带的根数z过少〔例如z=1〕,这有可能是由于将带的型号选得过大而造成的,这使得带传动的构造尺寸偏大而不适宜。
假如带传动传递的功率确实很小,只需要一根小型号的带就可以了,这时使用z=1完全适宜。
带的根数z过多,将会造成带轮过宽,而且各根带的受力不均匀〔带长偏向造成〕,每根带的才能得不到充分利用,应当改换带的型号重新进展设计。
答:
输送机的F不变,v进步30%左右,那么输出功率增大30%左右。
三种方案都可以使输送带的速度v进步,但V带传动的工作才能却是不同的。
〔1〕dd2减小,V带传动的工作才能没有进步〔P0,KL,Ka,ΔP0根本不变〕,传递功率增大30%将使小带轮打滑。
故该方案不合理。
〔2〕dd1增大,V带传动的工作才能进步〔P0增大30%左右,KL,Ka,ΔP0根本不变〕,故该方案合理。
〔3〕D增大不会改变V带传动的工作才能。
故该方案不合理。
答:
应全部更换。
因为带工作一段时间后带长会增大,新、旧带的长度相差很大,这样会加剧载荷在各带上分配不均现象,影响传动才能。
第九章链传动
答:
国家标准中没有规定详细的链轮齿形,仅规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数,实际齿槽形状位于最小与最大齿槽形状之间,都是适宜的滚子链齿形。
答:
小链轮的齿数z1过小,运动不均匀性和动载荷增大,在转速和功率给定的情况下,z1过小使得链条上的有效圆周力增大,加速了链条和小链轮的磨损。
小链轮齿数z1过大将使的大链轮齿数z2过大,既增大了链传动的构造尺寸和重量,又造成链条在大链轮上易于跳齿和脱链,降低了链条的使用寿命。
答:
链的节距越大,那么链条的承载才能就越大,动载荷也越大,周期性速度波动的幅值也越大。
在高速、重载工况下,应选择小节距多排链。
答:
链传动的中心距一般取为a0=(30~50)p(p为链节距)。
中心距过小,单位时间内链条的绕转次数增多,链条的磨损和疲劳加剧,链的使用寿命下降。
中心距过小那么链条在小链轮上的包角变小,链轮齿上的载荷增大。
中心距过大,那么链条松边的垂度过大,链条上下抖动加剧,且链传动的构造尺寸过大。
第十章齿轮
答:
减小齿根处的应力集中;增大轴和轴承处的支承刚度;采用适宜的热处理方法,使齿面具有足够硬度,而齿芯具有足够的韧性;对齿根外表进展喷丸、滚压等强化处理。
答:
在节线附近通常为单对齿啮合,齿面的接触应力大;在节线附近齿面相对滑动速度小,不易形成承载油膜,光滑条件差,因此易出现点蚀。
在开式齿轮传动中,由于齿面磨损较快,在点蚀发生之前,表层材料已被磨去,因此,很少在开式齿轮传动中发现点蚀。
答:
闭式齿轮传动的主要失效形式为轮齿折断、点蚀和胶合。
设计准那么为保证齿面接触疲劳强度和保证齿根弯曲疲劳强度。
采用适宜的光滑方式和采用抗胶合才能强的光滑油来考虑胶合的影响。
开式齿轮传动的主要失效形式为齿面磨损和轮齿折断,设计准那么为保证齿根弯曲疲劳强度。
采用适当增大齿轮的模数来考虑齿面磨损对轮齿抗弯才能的影响。
答:
轴、轴承以及支座的支承刚度缺乏,以及制造、装配误差等都会导致载荷沿轮齿接触线分布不均,另一方面轴承相对于齿轮不对称布置,也会加大载荷在接触线上分布不均的程度。
改良措施有:
增大轴、轴承以及支座的刚度;对称布置轴承;尽量防止将齿轮悬臂布置;适当限制齿轮的宽度;进步齿轮的制造和安装精度等。
答:
在任何情况下,大、小齿轮的接触应力都相等。
假设大、小齿轮的材料和热处理情况一样,许用接触应力不一定相等,这与两齿轮的接触疲劳寿命系数KHN是否相等有关,假如KHN1=KHN2,那么两者的许用接触应力相等,反之那么不相等。
答:
〔1〕将齿轮2轮齿的两个工作面分别称为A面和B面。
齿轮1为主动轮,假设齿轮1推动A面使齿轮2转动,那么齿轮2靠B面推动齿轮3转动。
因此,轮齿的弯曲应力为对称循环,r=-1,齿面接触应力总是脉动循环,r=0。
〔2〕在齿轮2上,轮齿的A面和B面接触应力具有一样的循环次数
齿轮2转动一圈,轮齿的A面受力一次,B面受力一次,弯曲应力为一次对称循环。
因此,弯曲应力的循环次数
第十一章涡轮蜗杆
答:
在机械系统中,原动机的转速通常比拟高,因此,齿轮传动和蜗杆传动通常用于减速传动,故常以蜗杆为主动件。
在蜗杆传动中,蜗杆头数少时通常反行程具有自锁性,这时蜗轮不能作为主动件;当蜗杆头数多时,效率进步,反行程传动不自锁,蜗轮可以作为主动件,但这种增速传动与齿轮传动相比,齿面相对滑动速度大,对材料要求高,易发生磨损和胶合破坏,因此很少应用。
答:
因为蜗杆传动效率低、发热量大,易发生胶合失效,因此应特别重视发热问题。
通过计算单位时间的发热量和单位时间的散热量,可以求得热平衡温度值,要求热平衡温度值在允许的范围内。
假如热平衡温度过高,就应当加强散热才能。
常用的散热措施有:
在箱体上设计散热片以增大散热面积,在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通,在箱内加装循环冷却管路来降低光滑油的温度。
答:
假如蜗杆刚度缺乏,受力后产生过大的弹性变形,将会影响轮齿间的正确啮合。
因此需要对蜗杆进展刚度校核,
第十二章滑动轴承
答:
滑动轴承分成轴承座和轴瓦,一方面是为了节省轴承材料,另一方面是当滑动轴承磨损后,可调整或更换轴瓦,而不必更换轴承座。
轴瓦上敷一层轴承衬主要是为了节省贵重金属,并使轴承具有良好的摩擦顺应性和抗胶合才能。
答:
油孔和油槽应开在轴承的非承载区,轴向油槽在轴承宽度方向上不能开通,以免漏油。
剖分式轴承的油槽通常开在轴瓦的剖分面处,当载荷方向变动范围超过180°时,应采用环形油槽,且布置在轴承宽度中部。
答:
磨粒磨损、疲劳磨损、胶合、刮伤、腐蚀
答:
对滑动轴承材料的性能有以下几方面的要求:
1〕良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性;2〕良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性;3〕足够的强度和抗腐蚀才能;4〕良好的导热性、工艺性和经济性等。
答:
滑动轴承速度高时,油的温升高,为了降低油的温升,设计时相对间隙ψ应获得大一些;速度低时那么获得小一些,这也有利于进步承载才能。
滑动轴承的承载才能F与相对间隙ψ的平方成反比。
因此载荷大时,相对间隙ψ应获得小一些;载荷小时那么获得大一些,这也有利于降低油温。
答:
液体动力光滑轴承在起动时仍处于不完全光滑状态,因此,仍对轴瓦材料有要求,仍应进展压力p,速度v和压力与速度的乘积pv的验算。
答:
液体光滑轴承与不完全液体光滑轴承的区别在于前者有一套连续供油系统,保证轴承间隙中充满光滑油,液体光滑轴承用于重要轴承。
不完全液体光滑轴承没有连续供油的系统,不能保证连续供油,不完全光滑轴承用于一般轴承。
答:
形成动压油膜的必要条件是:
①相对滑动的两外表间必须形成收敛的楔形间隙;
②被油膜分开的两外表必须有足够的相对滑动速度,且使光滑油从大口进小口出
③光滑油必须有一定的粘度,供油要充分。
答:
液体动力光滑径向滑动轴承的承载才能可通过公式〔12-21〕和〔12-24〕分析。
〔1〕转速n进步,那么承载才能F进步。
〔2〕宽径比B/d减小,那么承载才能F降低。
〔3〕光滑油的粘度η进步,那么承载才能F进步。
〔4〕外表粗糙度值减小,那么允许的最小油膜厚度减小,偏心率x增大。
因此,承载才能进步。
答:
〔1〕当最小油膜厚度hmin的计算值小于许用油膜厚度[h]时,说明轴承的承载才能不够。
可考虑采用以下方法进展改良,如增大d,B,B/d,η,或减小ψ等。
〔2〕可考虑改选材料,增大B等来进步承载才能。
〔3〕当入口温度ti的计算值偏低时,说明轴承的温升过高,承载量过大。
可考虑增大d,B等来进步承载才能。
答:
液体光滑轴承的光滑油除了起光滑作用外,还起到带走摩擦面间热量的作用;
不完全光滑轴承的光滑油主要起光滑作用。
第十三章滚动轴承
答:
两支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小且支承跨度不大的短轴;
一支点双向固定,另一支点游动的支承方式用于支承跨度较大或工作温度变化较大的轴;
两支点游动的支承方式用于人字齿轮传动的游动齿轮轴。
答:
为了进步轴承的旋转精度、进步轴承装置的刚度、减少轴的振动,常采用具有预紧构造的轴承装置。
答:
小锥齿轮轴通常采用悬臂支承方式,将轴和轴承支承在套杯里,这种构造可以通过两组调整垫片方便地调整小锥齿轮的轴向位置以及轴承游隙的大小。
第十五章轴
答:
改变强度条件用于仅〔主要〕承受扭矩的传动轴的计算,也用于转轴构造设计时的初步估算轴径。
弯扭合成强度条件用于转轴的强度校核计算。
疲劳强度条件用于校核计算变应力情况下轴的平安程度。
静强度条件用于校核计算轴对塑性变形的抵抗才能。
答:
按弯扭合成强度校核轴时,危险截面应选在弯曲应力和改变切应力大的截面,考虑的因素主要是轴上的弯矩、扭矩和轴径。
按疲劳强度校核轴时,危险截面应选在弯曲应力和改变切应力较大且应力集中系数大的截面,考虑的因素除了轴上的弯矩、扭矩和轴径外,还应考虑综合影响系数的影响。