滚子链传动的主要失效形式
机械设计滚子链传动的设计计算
链传动的设计计算准则
对于中、高速链传动，按链的疲劳强度进行计 算；
对于低速链（v<0.6m/s）传动，按链的静强 度进行计算。
2 滚子链传动的额定功率
⑴极限功率曲线
功率曲线：各种不同的失效形式从不同的角度限制了链传动 的承载能力
极限功率 Plim/kW
由滚子、套筒冲击 疲劳强度限定
由链板疲劳强度限定
功率曲线
⑵额定功率曲线 实验条件下滚子链的额定功率曲线
实验条件： 单列、水平布置、载荷平稳、 Z1=25、Lp=120、h=15000h
推荐润滑、磨损相对伸长≤3%
但链传动的实际工作条件不一定与实验条件一致， 所以应对额定功率值乘上修正系数： Kz（小链轮齿数系数）、Kp（多排链系数）、KA（工作 情况系数）
4 滚子链传动的设计步骤和方法
⑴选取链轮齿数z1、z2
①小链轮齿数的选取
过小：多边形效应、铰链磨损、有效拉力 过大：尺寸和质量大、发生跳齿和掉链现象
p d sin180 z
小链轮的齿数应适当取较大值，以增加传动的 平稳性和工作寿命。
一般链轮的齿数在17～114之间。
②大链轮的齿数z2
⑴调整中心距 ⑵中心距不能调节时，可采用张紧轮 ⑶中心距不可调时，可采用压板、托板调整 ⑷链节磨损变长后，取掉几节链节
常见张紧装置：
弹簧自 动张紧
吊重自 动张紧
偏心定 期张紧
螺旋定期张紧
压板和托 板张紧
3 链传动的润滑
润滑的目的：减轻磨损，缓和冲击 ⑴链传动润滑方式
人工定期润滑
压力喷油润滑
（2）两链轮中心连线最好是水平的，若因工作需要不能 处于水平状态，则应使两链轮中心连线与水平线夹角尽 量小于45°，应避免垂直传动布置。
滚子链传动的主要失效形式
滚子链传动的主要失效形式
链传动的主要失效形式有以下几种：
（1）链板疲劳破坏链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。
疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。
（2）滚子套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。
在反复多次的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。
这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。
（3）销轴与套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。
胶合限定了链传动的极限转速。
（4）链条铰链磨损铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。
开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。
（5）过载拉断这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。
滚子链传动的设计计算专题培训课件
4 滚子链传动的设计步骤和方法
⑴选取链轮齿数z1、z2
①小链轮齿数的选取
过小：多边形效应、铰链磨损、有效拉力 过大：尺寸和质量大、发生跳齿和掉链现象
p sin(1800
)
z
链节距增长量与铰链外移量
小链轮的齿数应适当取较大值，以增加传动的 平稳性和工作寿命。
1 滚子链传动的主要失效形式
⑴链条的疲劳破坏
链工作中各链节周期性地进入松边、紧边，承受 交变应力作用。循环次数达到一定值后，链板出现疲 劳断裂、滚子和套筒出现疲劳点蚀及疲劳裂纹。—— 决定链传动的承载能力的主要因素
⑵链条铰链的磨损
链条中间隙配合部位因相对转动且又承受较大压力， 易引起磨损。磨损会导致节距变大，影响运动特性，松 边垂度加大，增大动载荷，产生振动、跳齿、噪声等破 坏形式。——开式链传动的主要失效形式
[解] 采用滚子链传动，设计步骤及 方法如下：
1. 选择链轮齿数 Z1 Z2
2. 计算功率Pca
3. 确定链条链节数Lp 4. 确定链条的节距p 5. 确定链长L及中心距a 6. 验算链速 7. 验算小链轮毂孔dk 8. 作用在轴上的压轴力
作业：
P184
9-4
谢 谢！
实验条件： 单列、水平布置、载荷平稳、 Z1=25、Lp=120、h=15000h
推荐润滑、磨损相对伸长≤3%
但链传动的实际工作条件不一定与实验条件一致， 所以应对额定功率值乘上修正系数： Kz（小链轮齿数系数）、Kp（多排链系数）、KA（工作 情况系数）
如果润滑状况与推荐的方式不同应对P0进行修正。
由销轴和套筒胶合限定
0
小链轮转速n1 /(r/min)
由图可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主 要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多 边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强 度，当转速很高时，胶合将限制链传动的承载能力。
机械设计期末总复习
第3章 螺纹连接
§3-1 螺 纹 螺纹的类型和应用 一、螺纹的类型和应用 类型： 类型： 普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、 普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形 螺纹、锯齿形螺纹 螺纹、
60o 30o 33o
二、螺纹的主要参数 螺纹的主要参数 d
d2
大径 d —公称直径 公称直径 强度计算直径 小径 d1 —强度计算直径 螺纹的螺旋线数目 d 2 线数 n —螺纹的螺旋线数目 螺距 p —螺纹相邻两个牙型 螺纹相邻两个牙型 上对应点间的轴向距离
解: 1、将外力P 向螺 、将外力 栓组形心简化。 栓组形心简化。
=800000Nmm
L
F1
2、分析在各载荷作用 、 每个螺栓的受力。 P 下，每个螺栓的受力。
d
F2
F
转矩T 转矩
F2 F
P : F1 = = 2000N
P 2
F1
P
T 800000 T : F2 = = z ⋅ r 2 × 50 2× =8000Ν
例3：一横板用两个普通螺栓联在立柱上，已 ：一横板用两个普通螺栓联在立柱上， 知P=4000N，L=200mm，b=100mm, f =0.15, ， ，
K S = 1.2 , [σ ] = 300MPa, 试求螺栓小径d . 1
L P 螺栓组受载 横向力： 横向力： P b P
转矩T 转矩 转矩： 转矩： T=P×L ×
FP
K S F∑ FP ≥ f Zi
2、受转矩的螺栓组连接
a.用普通螺栓连接 a.用普通螺栓连接
T
r i
FP f FP f
FP ≥
K ST f ∑ ri
i =1 z
连接的不转动条件： 连接的不转动条件： FP f ri ≥ K ST
【精选】机械设计基础问答题
机械设计基础问答题1.试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。
①零件是制造的基本单元；②某些零件固联成没有相对运动的刚性组合称为构件，构件是运动的基本单元；③构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持相对运动的可动联接，称为运动副；④当构件用运动副联接以后，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对相对运动的限制称为运动副的约束；⑤能完成有用的机械功或转换机械能的机构组合系统称为机器；⑥机器与机构总称为机械。
2.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？①三个或三个以上的构件在同一轴线上用回转副相联接构成复合铰链；②局部自由度是指不影响机构中输入与输出关系的个别构件的独立运动（凸轮机构中的滚子——提高效率，减少磨损）；③运动副引入的约束中，对机构自由度的影响与其他机构重复，这些重复的约束称为虚约束（机械中常设计带有虚约束，对运动情况虽无影响，但往往能使受力情况得到改善）。
3.机构具有确定运动的条件是什么？若不满足条件，将会出现什么情况？①运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：运动链的自由度必须大于零，主动构件数必须等于运功链的自由度；②不满足条件时，当自由度为零时，运动链将成为各构件间没有相对运动的刚性构架，当主动构件数大于自由度时，可能会折断构件，当主动构件数小于自由度时，从动件的运动不确定。
4.试述机件损伤和失效的主要形式以及机件工作准则的涵义。
①机件的主要的损伤及失效形式有：机件产生整体的或工作表面的破裂或塑性变形，弹性变形超过允许的限度，工作表面磨损、胶合和其他破环，靠摩擦力工作的机构产生打滑和松动，超过允许强度的强烈震动，等等；②主要准则：强度——机件抵抗断裂、过大的塑性变形或表面疲劳破坏的能力，刚度——机件受载时抵抗弹性变形的能力，常用产生单位变形所需的外力或外力矩来表示（提高刚度的办法：改进机件结构，增加辅助支撑或肋板以及减小支点的距离，适当增加断面尺寸）耐磨性——磨损过程中抵抗材料脱落的能力，振动稳定性——机器在工作时不能发生超过容许的振动，耐热性。
机械设计考试重点
二机械设计总论机器由原动机部分，传动部分，执行部分组成什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？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机械零件的主要失效形式有：整体断裂；过大的残余变形;零件的表面破坏什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些?机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
主要准则：强度准则，刚度准则，寿命准则，震动稳定性准则影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？零件几何形状、尺寸大小、加工质量及强化因素.四螺纹连接和螺旋传动螺纹连接为何要防松？常见的防松方法有哪些？【答】在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下，连接松动松开,失效,引起机器损坏，在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题.螺纹连接防松可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系简要说明螺纹连接的主要类型和特点。
【答】螺纹联接的主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。
主要特点是:螺栓联接：孔的加工精度低，结构简单、装拆方便，不受连接件材料限制螺钉联接：结构比螺栓联接复杂。
不适用于经常拆装的场合。
双头螺柱联接：用于不易制成通孔，材料比较软的场合紧定螺钉联接：可传递不大的力或扭矩,多用于固定轴上零件的相对位置. 提高螺栓联接强度的措施有哪些?降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。
键、花键、无键连接和销连接普通平键按构造分有圆头（A型）、平头（B型）及单圆头（C型）平键连接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？【答】主要失效形式是较弱零件（通常为轮毂）的工作面被压溃或磨损。
键的截面尺寸hb 应根据轴径d从键的标准中选取。
键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取,L值应略短于轮毂长度。
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】两个平键连接，一般沿周向相隔 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。
机械零件的主要失效形式有
机械零件的主要失效形式有：根断表面压碎表面点蚀塑性变形过量弹性形变共振过热和过量磨损等平键按用途分为平键导键滑键普通平键用于静联接，即轴与轴上零件之间没有先对移动。
按端部形状不同分为A型（圆头） B型（平头） C型（单圆头） 3种导键和滑键均用于动联接。
导键适用于轴上零件轴向位移量不大的场合；滑键用于轴上零件轴向位移较大的场合。
平键的宽度应根据轴的直径选取润滑剂的主要作用是减小抹茶，磨损，降低工作表面温度。
常用的润滑剂有：液体润滑剂，半固体润滑剂，固体润滑剂，气体润滑剂径向滑动轴承动压油膜的形成过程静止时，轴与轴承孔自然形成油楔；刚启动，速度低。
由于轴径与轴承之间摩擦，轴承沿轴承孔上爬。
随着速度增大，被轴径带动起来的润滑油进入楔形间隙并产生东亚力将轴径推离，形成动压油膜。
提高螺纹连接强度的措施有：1. 改善螺纹牙间的载荷分配;2. 减小螺栓的应力幅3. 采用合理的制造工艺（冷镦，液压，冷作硬化）4. 避免附加弯曲应力5. 减小应力集中的影响6. 氰化氮化，喷丸等表面硬化处理改善螺纹牙间的载荷分配，避免附加弯曲应力是针对静强度，其余是疲劳强度当螺纹公称直径，牙型角，螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能好螺纹联接的主要类型有1. 螺栓联接，常用语被联接件不太厚和周边有足够装配空间的场合2. 双头螺栓联接，用于常装拆或结构上受限制不能采用螺栓联接的场合3. 螺钉联接，用于不经常装拆联接的场合4. 紧定螺钉联接，多用于轴和轴上零件的联结，可传递不大的力和转矩对于普通螺栓组联接，当被联接件受横向工作载荷作用时，其螺栓本身主要受拉应力。
带传动中的两种滑动弹性滑动：带传动中，拉力差使带的弹性型变量变动，而引起带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动。
使带传动比不精确，且使带与带轮之间产生磨损；打滑：当外界传递功率过大，所需有效拉力大于极限有效拉力时，带与带轮之间的显著滑动。
使带传动失效，但起过载保护作用。
机械设计题库(选择)
１. 即使两构件的相对运动是平动，他们也不一定构成移动副。
( )２．对于联接螺纹，即使制造和装配足够精确，螺纹牙受力也是不均匀的。
( )３．零件受变应力作用，则作用在零件上的载荷是变载荷。
( )４. 联接承受横向力，则螺栓的失效形式是剪切强度不足。
( )５. 在高转速、有振动的场合，楔键联接没有平键联接好。
( )６. 滚动轴承的基本额定寿命是指滚动轴承的任一元件出现疲劳点蚀前轴承运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
( )７. 传动轴只承受弯矩作用，心轴只承受扭矩作用。
( )８. 滚子链传动的动载荷随链条节距增大而增大，随链轮齿数增大而减小。
( )９. 相互啮合的齿轮，齿面接触强度一定相等，齿根弯曲疲劳强度一般不等。
( )10. 带传动的平均传动比等于常数，链传动的平均传动比随载荷的大小而改变。
( )11. 带传动的弹性滑动是不可避免的。
( )12. 滚动轴承的当量动载荷是指轴承寿命为转时，轴承所能承受的最大载荷。
( )13. 凸缘联轴器和齿式联轴器都可以补偿两轴的安装误差。
( )14. 流体动压单油楔向心滑动轴承的承载能力与其半径间隙成正比。
( )15. 只要是啮合传动，则其瞬时传动比不变。
( )16. 带传动存在弹性滑动的根本原因是松、紧边存在拉力差。
( )17. 润滑油的油性越好则其粘度越大。
( )18. 仅从提高螺纹联接的疲劳强度考虑，增大螺栓刚度是不合理的。
( )19. 对于蜗杆传动，其传动中心距公式为。
( )20. 蜗杆传动本质上属于齿轮传动，因此其传动比公式也为。
( )21. 滚子链链轮的齿数取得过大，将使链传动的寿命明显减小。
( )22. 对滑动轴承来讲，轴颈与轴瓦的摩擦和磨损是不可避免的。
( )23. 在动力传动中，V带传动比平带传动应用广泛的主要原因是V带与带轮间的当量摩擦系数更大。
( )24. 带传动靠摩擦力工作，因此带轮的工作表面越粗糙越好，张紧力越大越好。
( )25. 在分度圆直径不变的情况下，齿轮的齿数越大则其齿根弯曲疲劳强度越小。
机械设计简答题集锦
常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对连接螺纹与传动螺纹的要求有何不同？答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹与锯齿形螺纹等。
前两种螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。
对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度与耐磨性。
普通螺栓连接与绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。
铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆与孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度与螺栓的剪切强度。
计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母与螺纹牙的强度？答：螺栓头、螺母与螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。
螺栓上的总循环是什么循环？答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，10<<r；所受横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为静载荷，1=r。
在什么情况下，螺栓连接的安全系数大小与螺栓直径有关？答：在不控制预紧力的情况下，螺栓连接的安全系数与螺栓直径有关，螺栓直径越小，则安全系数取得越大。
这是因为扳手的长度随螺栓直径减小而线性减短，而螺栓的承载能力随螺栓直径减小而平方性降低，因此，用扳手拧紧螺栓时，螺栓直径越细越易过拧紧，造成螺栓过载断裂。
所以小直径的螺栓应取较大的安全系数要提高螺栓连接的疲劳强度，应如何改变螺栓与被连接件的刚度与预紧力大小？答：降低螺栓的刚度，提高被连接件的刚度与提高预紧力，其受力变形线图参见教材图5－28c。
薄型平键连接与普通平键连接相比，在使用场合、结构尺寸与承载能力上有何区别？答：薄型平键的高度约为普通平键的60％～70％，传递转矩的能力比普通平键低，常用于薄壁结构，空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。
机械设计(4.2.2)--链传动思考题
4-1 第四章 挠性件传动-带传动1、简述带传动的优点？适于中心矩较大的场合；带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；结构简单、成本低廉2、普通V带传动和平带传动相比，有什么优缺点？优点：V带在轮槽中工作，不会发生横向移动；V带靠两侧面接触，能提供更大的有效摩擦力；V带标准化程度高、传动比大、结构紧凑；缺点：带长标准化，不能随意更改；传动中心距较小。
3、带传动中，弹性滑动是怎样产生的？造成什么后果？由于带是弹性体，在受力作用时发生变形伸长，在带传动由紧边到松边的过程中发生收缩而与带轮产生相对滑动。
结果会使从动轮的线速度低于主动轮的线速度，造成速度损失，使传动比不准确。
4、说明带的弹性滑动与打滑的区别。
弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就可以避免打滑，所以，打滑是可以避免的。
5、带的楔角θ与带轮的轮槽角φ是否一样?为什么?带在弯曲时带的楔角θ会变小，所以与轮槽角φ不一样，为了使带与带轮贴合紧密，可将轮槽角φ做小一点。
6、试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。
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，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，但带传动的承载能力会降低。
7、试述带传动的设计准则，并说明哪种失效形式限制了带传动的承载能力？设计准则：保证传动不打滑和带具有足够的疲劳强度和适用寿命。
打滑限制了带传动的承载能力。
8、V带工作时经受的应力有哪些？最大应力发生在什么位置？V带传动工作时，传动带将经受三种应力，分别是拉应力、弯曲应力和离心拉应力。
最大应力等于紧边拉应力、小带轮上的弯曲应力和离心拉应力之和，它发生在带的紧边开始绕上小轮处。
9、试述带传动张紧装置的三种类型。
其中一种装置的张紧轮应布置在什么位置？ 定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮装置。
武汉理工大学839机械设计05-08年考研真题答案
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链 传 动
(1）传动比I 传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且外廓尺寸也不能过大，传动比 过大时，小链轮上的包角α1将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮齿的 磨损。因此，通常要求包角α1不小于120°。一般取传动比i≤7，推荐i=2～ 3.5。当工作速度较低(v<2m/s)，且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时，允 许i≤10。
1.1 概述
(2）滚子链链轮 滚子链链轮是链传动的主要零件。链轮齿形满足下列要求： 1)保证链条能平稳而顺利地进入和退出啮合。 2)受力均匀，不易脱链。 3)便于加工。 链轮的齿形有国家标准。GB 1244—1985规定了滚子链链轮的端面齿槽形 状，如图11.5所示，即为三圆弧(dc、ba、aa′)和一直线(cb)齿形。 由于链轮采用标准齿形，所以在链轮工作图上不必绘制其端面齿形，只需在 图的右上角注明基本参数和“齿形GB 1244—1985制造”字样即可。
1.2 链传动的运动特性
链条绕上链轮后，在啮合区域的部分链将折成正多边形，因此链传动相当于 一对多边形轮子之间的传动，见图11.9。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），则链条线速度（简称链速）为
图11.9 链传动的运动分析
1.3 滚子链传动设计
1.1 概述
图1.1 传动链的类型
1.1 概述
1.滚子链传动
(1）滚子链的结构和标准 滚子链由内链板1、套筒4、外链板2和销轴3组成，见图1.2。内链板与套筒 、外链板与销轴均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒之间均采用间隙配合 ，因此，内、外链板在链节屈伸时可相对转动。当链与链轮啮合时，链轮齿面 与滚子之间形成滚动摩擦，可减轻链条与链轮轮齿的磨损。内、外链板制成 “∞”字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等，同时亦可减小链条的自重和惯 性力。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行热处理，以提高强度 和耐磨性。 滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示，它是链条的主要参数 。节距p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。 滚子链可制成单排链和多排链（如双排链或三排链)，见图1.2和图1.3。排数 越多，承载能力越大。由于制造和装配精度，会使各排链受力不均匀，故一般 不超过4排。
机械设计复习题解答-链传动
链传动基本要求：了解链传动的工作原理、类型、特点、应用范围和失效形式。
掌握套筒滚子传动的参数选择和设计计算。
1．与带传动、齿轮传动相比、链传动有何特点？为什么自行车传动采用链传动？多级传动时，为什么链传动常放在低速级，带传动常放在高速级？优点：•与带传动相比–平均传动比不变，无弹性滑动和打滑现象。
–张紧力小，轴上作用力小，结构紧凑。
–传动效率较高，可在低速下传递较大的载荷。
–在同样的使用条件下，结构紧凑。
–能在油污、尘土、高温等恶劣环境下工作。
•与齿轮传动相比–两轴的中心距较大。
缺点：•只能用于两平行轴间的同向回转传动。
•瞬时传动比变化，传动平稳性差（工作时有冲击和噪声）。
•无过载保护能力。
自行车传动采用链传动：链传动能在油污、尘土、高温等恶劣环境下工作；传动效率较高，可在低速下传递较大的载荷；两轴的中心距较大。
多级传动时，链传动常放在低速级：链传动瞬时传动比变化，速度有波动，传动平稳性差（工作时有冲击和噪声）；无过载保护能力。
2．试分析链传动动载荷产生的原因及其影响因素？p286•因为链速v 和从动链轮角速度的周期性变化，从而产生了附加的动载荷；•链的垂直方向分速度v’的周期性变化,导致链传动的横向振动，也是链传动动载荷中很重要的一部分。
•当链条的铰链啮入链轮齿间时，由于链条铰链做直线运动而链轮轮齿做圆周运动，两者之间的相对速度造成啮合冲击和动载荷。
•链传动的多边形效应是链传动的固有特性。
•若链张紧不好，链条松弛，在起动、制动、反转、载荷变化等情况下，将产生惯性冲击，使链传动产生很大的动载荷。
3．链传动的主要失效形式有哪些？在什么条件下容易出现这些失效形式？p288链传动的失效形式可能有：正常润滑的链传动，铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；因铰链销轴磨损，使链节距过渡伸长，从而破坏正确的啮合和造成脱链现象；润滑不当或转速过高时，销轴和套筒的摩擦表面易发生胶合破坏；经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；低速重载的链传动，铰链元件发生静强度破坏；链轮轮齿磨损等。
机械设计复习
机械设计:齿轮传动:四问答题1．平行轴外啮合大、小斜齿轮的螺旋角方向是否相同斜齿轮受力方向与哪些因素有关2．开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算怎样考虑它的磨损失效3．闭式齿轮传动应按何种强度条件进行计算4．为什么轮齿弯曲疲劳裂纹常发生在齿根受拉伸侧5．如图所示的轮系中,五个齿轮的材料、参数皆相同;当轮1主动时,问哪个齿轮的接触疲劳强度最差哪个齿轮的弯曲疲劳强度最差设轮1传递给轮2、'2的功率相同;答：轮1接触疲劳强度最差,一周工作两次;轮2和'2弯曲疲劳强度最差;因对称循环的疲劳极限应力一般仅为脉动循环时的70%;6．什么叫硬齿面齿轮什么叫软齿面齿轮各适用于什么场合7．普通斜齿圆柱齿轮的螺旋角取值范围是多少为什么人字齿轮和双斜齿轮的螺旋角可取较大值８．选择齿轮齿数时应考虑哪些因素９．在锥-圆柱齿轮传动中,应将锥齿轮放在高速级还是低速级为什么10．某开式齿轮传动时发生轮齿折断,试提出可能的改进措施要求提出５种;答：1增大齿轮模数,同时减少齿数；2改善材料特性,热处理,提高心部的强度b σ、屈服极限s σ、疲劳极限1-σ;3正变为,增大齿根厚度;4增大齿根过渡圆角半径、降低齿根表面粗糙度值,以减小应力集中;5提高加工精度,以减小动载荷系数v K ,齿向载荷系数βK , 齿间载荷分布系数αK ;11．某机器中一对直齿圆柱齿轮传动,材料皆为45钢调质,z 1=20,z 2=60,模数m=3mm,现仍用原机壳座孔,换配一对45钢表面淬火齿轮,齿宽不变,z 1=30,z 2=90,模数m=２mm;问：①接触应力有何变化②接触强度有何变化③弯曲应力有何变化 答：1接触应力不变；2接触疲劳强度提高;3弯曲应力增大;12．一对闭式软齿面直齿轮传动,其齿数与模数有两种方案：ａz 1=20；z 2=60,模数m=4mm ；ｂz 1=40；z 2=120,模数m=2mm,其他参数都一样;试问①两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同②若两种方案的弯曲强度都能满足,则哪种方案更好13．齿面接触疲劳强度计算的计算点在何处其计算的力学模型是什么它针对何种失效形式答：齿面接触疲劳强度的计算点在节点处,这主要是基于点蚀多发生于轮齿节线附近靠齿根一侧;其力学模型是一对圆柱相接触,针对的失效形式为齿面接触疲劳失效,也称为点蚀;五受力分析题１．斜齿轮传动如图所示不计效率,试分析中间轴齿轮的受力,在啮合点画出各分力的方向;２．如图所示为三级展开式斜齿圆柱齿轮减速器传动布置方案,为了减小轮齿偏载,并使同一轴上的两齿轮产生的轴向力能相互部分抵消,请指出该如何变动传动的布置方案;3．起重卷筒用标准直齿圆柱齿轮传动,如图所示,试画出：1在位置B 处啮合时大齿轮两个分力的方向;2当变换小齿轮安装位置,使其在A 、B 、C 各点啮合时,哪个位置使卷筒轴轴承受力最小画出必要的受力简图,并作定性分析4．如图所示斜齿圆柱齿轮传动,齿轮1主动,在图中补上转向和螺旋线方向,并画出从动轮2其他分力;当转向或螺旋线方向改变时,从动轮2各分力的方向有何变化5．如图所示为一两级斜齿圆柱齿轮减速器,动力由轴I输入,轴Ⅲ输出,齿轮4螺旋线方向及Ⅲ轴转向如图示,求：1为使轴Ⅱ轴承所受轴向力最小,各齿轮的螺旋线方向;2齿轮2、3所受各分力的方向;6．如图所示为二级减速器中齿轮的两种不同的布置方案,试问哪种方案较为合理为什么答：第二个方案较合理b ,因为此方案的齿轮布置形式使轴在转矩作用下产生的扭转变形能减弱轴在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象;蜗杆传动:各分力的大小及其对应关系如下:蜗杆切向力圆周力F和蜗轮轴向力a2Ft1蜗轮切向力圆周力F和蜗杆轴向力a1Ft2蜗轮径向力F和蜗杆径向力r1Fr2式中,T、2T分别是蜗杆、蜗轮的转矩；1d、2d分别是蜗杆、蜗轮的分度圆直径；1是蜗杆轴向压力角；负号“-”表示力的方向相反;1蜗杆、蜗轮各分力方向判断蜗杆传动中,蜗杆蜗轮的切向力、径向力方向的判断与外合齿轮传动的方法相同;即：2切向力F;蜗轮主动时,对于蜗杆为阻力,在啮合点与其蜗杆转向相反；对于蜗轮t为驱动力,在啮合点与其蜗轮转向相同;3径向力F;分别指向各自轴心;r4轴向力Fa;在蜗轮蜗杆的切向力确定之后,由作用力与反作用力关系就能相应判断蜗轮蜗杆的轴向力方向;与斜齿圆柱齿轮传动一样,蜗杆传动也可以用左右手定则来确定主动轮一般为蜗杆轴向力的方向,即：当蜗杆主动时,右旋用右手握蜗杆,左旋用左手握蜗杆；四指弯曲3各分力方向的判断蜗杆传动中、蜗杆,蜗轮的切向力、径向力方向的判断与外啮合齿轮传动的方法相同;轴向力F,在蜗杆和蜗轮的切向力t1F、t2F方向确定后;由作用力与反作用力a关系,就能相应判断蜗轮、蜗杆的轴向力F、a2F方向;比如：已知蜗杆转向,可确a1定蜗杆切向力F方向,从而也可确定蜗轮的轴向力a2F方向;反之,也可由蜗轮转向,t1确定蜗轮切向力F方向,从而确定蜗杆轴向力a1F方向;t2与斜齿圆柱齿轮传动一样,蜗杆传动也可以用“左、右手定则”来确定主动轮一般为蜗杆轴向力F;a需要强调的是：上述“左右手定则”仅适用于蜗杆主动时;加入蜗杆不是主动,而是蜗轮主动,情况又如何显然,“左右手定则”不能适用于从动蜗杆;但是,它却仍能对主动件蜗轮的轴向力作出判断;于是,我们就可以总结出这样的规律;1 “左、右手定则“无论对于斜齿圆柱齿轮传动或是蜗杆传动都是同样适用的; 2左右手定则只适用于主动件;有时虽然已知蜗杆主动,却不知道其具体转向,而只知道从动件蜗轮在工作中的转向,左右手定则也就不便直接应用,只好由其他方法作出判断;4蜗杆或蜗轮转向的判断在蜗杆传动的受力分析中,常常需要判断蜗杆或蜗轮的转向;对于零件未知转向的判断,往往需要全面掌握主从动件切向力方向判断,切向力与另一零件轴向力的关系,以及反映主动件转向,轮齿旋向和轴向力方向之间关系的“左右手定则”知识;6.圆柱蜗杆传动的强度计算蜗杆传动的强度计算,主要为蜗轮齿面的接触疲劳强度计算和蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度计算;关于蜗杆传动的强度计算,在不同教科书,公式的表述形式各不相同,一般只要求做到以下程度就可以了;1对计算公式不要求进行推到,但要熟悉公式中各符号和参数的含义及确定方法,并能够正确地应用公式;注意区别蜗杆传动与齿轮传动强度计算公式中的不同;2注意区别蜗杆传动与齿轮传动强度计算公式中的不同,如：由于蜗杆传动效率较低,计算中已不能忽略其影响,故公式中转矩用蜗轮转矩T,而非蜗杆转矩1T；其次,2由于强度计算只针对蜗轮进行,故许用应力、齿形系数等都应取蜗轮的数据;3注意公式中单位统一4蜗杆和蜗轮的结构蜗杆一般与轴作成一体；蜗轮结构形式多样,为降低成本,减少有色金属消耗,一般对采用组合式结构;典型例题蜗杆传动的常见题型和齿轮传动相似,有时也与齿轮传动综合起来考虑;包括概念类题型、主要参数及几何计算和设计计算题等;例1：以标准阿基米德蜗杆传动,已知模数m=8mm,蜗杆头数2z 1=,传动比i=20,要求中心距a=200mm,试确定蜗杆和蜗轮的主要参数及几何尺寸;解 ：例2 如图所示为斜齿轮-蜗杆减速器,小齿轮由电动机驱动,转向如图;已知：蜗轮右旋；电动机功率P=4kW,转速n=1450r/min, 齿轮传动的传动比2i 1=; 蜗杆传动效率=η,传动比18i 2=,蜗杆头数2z 3=,模数m=10mm 分度圆直径80m m d 3=,压力角 20=α齿轮传动效率损失不计;试完成以下工作：1.使中间轴上所受轴向力部分抵消,确定各轮的旋向和回转方向;2.求蜗杆啮合点的各分力的大小,并在图中画出力的方向;解：1各轮的旋向回转方向以及蜗杆在啮合点的各分力方向如图所示所示;1) 蜗杆的转矩a3F 与t4F 方向相反;解题要点：1. 根据蜗轮和蜗杆旋向相同规律可知,蜗轮右旋,蜗杆也右旋;2. 要使中间轴上蜗杆和大齿轮的轴向力部分抵消,需要两个零件的轴向力相反;只有蜗杆和大齿轮的齿向相同时,由于两者转向相同,轮齿旋向相同,但一为从动大齿轮、一为主动蜗杆,其轴向力才必然反向;进而由大齿轮右旋,推定小齿轮必为左旋;3. 由已知小齿轮转向,则大齿轮-蜗杆轴的转向可以确定,即：与1n 转向相反;由蜗杆在啮合中主动轮,利用“左右手定则”右手握蜗杆,即可判定蜗杆的轴向力a3F 方向;再由蜗轮切向力t4F 与蜗杆轴向力a3F 方向相反,可确定蜗轮切向力t4F 方向;进而由蜗轮从动,其切向力t4F 为驱动力,可确定蜗轮转向、蜗杆转向;而由蜗杆主动,其切向力t3F 是蜗杆运动的工作阻力,可确定蜗杆切向力t3F 方向t3F 方向在啮合点与蜗杆3转向相反;4. 注意将各分力画在相应啮合点上;尤其要注意不要把轴向力直接画在零件的轴线上;此外,还应掌握正确地表达空间受力简图;例3：如图所示为一斜齿轮-双头蜗杆传动的手摇起重装置;已知：手柄半径R=100毫米,卷筒直径D=200mm,齿轮传动的传动比2i 1=,蜗杆的模数m=5mm,直径系数q=10,蜗杆传动的传动比50i 2=,蜗杆副的当量摩擦因数140f v .=,作用在手柄上的力F=200N,如果强度足够,试分析：当手柄按图示方向转动,重物匀速上升时,能提升的重物为多重当升起后松开手时,重物能否自行下落齿轮传动功率损失和轴承损失不计;解：Nm m 102Nm m 100200FR T 41⨯=⨯==小齿轮上转矩：解题要点： 小齿轮主动,动力由此输入,蜗轮是动力输出端;输入输出转矩之比,与转动比和效率有关;轴承及齿轮传动的效率较高,可忽略其影响,故功率损失主要取决于蜗杆副的啮合效率;匀速提升过程中,蜗杆输出转矩为重物所产生的阻力矩;习题一填空1. 蜗杆传动中,常见的失效形式有 胶合、磨损和点蚀 ,通常先发生在 蜗轮上;设计中;可通过 选用减磨材料、耐磨材料、 改善润滑条件等 来减轻;2. 蜗杆传动参数中,蜗杆分度圆直径和模数应取 标准值 ；蜗杆头数和蜗轮齿数应取 整数 ；蜗杆螺旋升角应取 精确计算值 ;3. 蜗杆常用材料为 钢 ,蜗轮常用材料为 铜合金 ；这样选取主要考虑配对材料应该具有 一定强度 和 较好的抗胶合、抗磨损性能 ;4. 单头蜗杆和多头蜗杆相比,其主要特点为： 结构紧凑 , 容易实现反行程自锁 ,加工方便 , 效率低 ;5. 为了降低成本同时具有较好的减磨性和耐磨性,蜗轮的结构形式多采用 组合式 ,轮缘材料选用 铜合金 ,轮毂材料选用 铸铁 ;6. 蜗杆传动强度计算中,只计算的 蜗轮 强度,原因为 蜗轮材料若于蜗杆材料 ;二选择题1. 蜗杆传动中, 关系不成立;A 、21n n i =B 、21i ωω= C 、21d d i = D 、21z z i = 2. 通常蜗轮齿数不应少于 ;A 、17B 、14C 、27D 、283. 蜗杆传动的变位是 ;A 、蜗杆变、蜗轮不变B 、蜗杆不变、蜗轮变C 、蜗杆变、蜗轮都变4. 蜗杆传动中的主剖面是指 ;A 、蜗轮的端面B 、过蜗轮轴线,垂直蜗杆轴线的平面C 、过蜗杆曲线,垂直蜗轮轴线的平面;5. 阿基米德蜗杆传动在主剖面内的特点 ;A 、相当于齿轮齿条啮合,易磨损B 、相当于齿轮齿条啮合,易车削C 、相当于两齿轮啮合,易铣削三问答题1.与齿轮传动相比,蜗杆传动的特点是什么常用于什么场合2.蜗杆传动可分为哪几种类型有何特点3.什么是蜗杆的直径系数在何种条件下,它的取值可以不受限制4.在蜗杆传动中选择蜗杆的头数和蜗轮齿数时如何考虑5.蜗轮轮齿的弯曲强度与斜齿轮相比哪个高6.为什么闭式蜗杆传动要进行热平衡计算7.蜗杆的头数及导程角对传动的啮合效率有何影响8.试证明具有反行程自锁性能的蜗杆传动的效率5.0η<四受力分析1.如图所示的传动系统,1、2为直齿锥齿轮,3、5为蜗杆,4、6为蜗轮,设锥齿轮1为主动,转动方向如图;试确定：1)要求各轴上所受轴向力部分抵消,确定各轮的回转方向和各蜗杆、蜗轮的轮齿旋向;2)画出各轮的轴向分力的方向和蜗杆3在啮合点出的三个分力的方向;2.如图所示为由锥齿轮、斜齿轮和蜗杆传动组成的三级减速器,轴I由电动机驱动,转向如图所示1)为使轴II和轴III上所受的轴向力相互抵消一部分,判断斜齿轮3、斜齿轮、蜗杆5和蜗轮6的旋向,并标注在图上;2)在图中标出蜗杆转向n和蜗轮转向6n;53)将蜗杆5所受各分力Fr5、Fa5、Ft5在啮合点处画出;五计算题1.用于分度机构的普通圆柱蜗杆传动,要求传动比为45,蜗轮分度圆直径约为110mm,试选配蜗杆传动的主要参数：蜗杆头数、蜗轮齿数、模数、蜗杆分度圆直径和蜗杆的导程角;2.一普通圆柱蜗杆传动,要求中心距a=160mm,传动比30,蜗轮用标准滚刀加工;试为其选配适合的参数z,2z,m, 1d及 ;1链传动:习题一填空1.链传动的主要类型有套筒滚子链 , 齿形链 ;2.工作中,链节作着周期性速度的变化；从而给链传动带来速度不均匀性和有规律的震动;3.滚子链传动的主要失效形式有元件疲劳 , 磨损后脱链或跳齿、胶合、冲击破裂 , 静力拉断、链轮磨损 ;4.链轮的转速n越高 ,齿数z越少 ,链节距P越大 ,则链传动的动载荷也越大 ,工作平稳性越差;5.采用较小的链节距p和较多的链轮齿数z是减少动载荷和提高滚子链传动工作平稳性的主要方法;二选择题1.链传动的平均传动比为 A ;链传动的瞬时传动比为 B ;A、常数;B、非常数;2.链传动的链节数是 A ;A、偶数B、奇数C、质数3.链轮齿数不宜过少,否则 A ;A、运动的不均匀性更趋严重B、链条磨损后易脱落4.一般推荐链轮的最大齿数为z=120,这是从减少maxB 考虑的;A、链传动的运动不均匀性B、链在磨损后容易引起拖链5.通常张紧轮应装在靠近 A 上;A、主动轮的松边; A、主动轮的紧边;C、从动轮的松边;D、从动轮的紧边;6.多排链的排数一般不超过 A ;A、3、4B、5、6C、7、87.链传动最适宜的中心距为 B ;A、20p～30p;B、30p～50p;C、50p～80p;8.与带传动相比,链传动工作中的压轴力 B ;A、较大B、较小C、大体相当9.在同时包含链传动和带传动的机械系统中,应将 B 至于系统的高速级;A、链传动B、带传动10.链轮的z最小取 B , z最大取 E ;A、6B、9C、17D、80E、120F、150轴:例8-1 指出图所示轴结构设计中存在的问题,并予以改正;解：结构设计中存在的主要问题：1 轴的两端一般应画出倒角;2 齿轮未作轴向和周向固定;3 右轴头用于固定半联轴器的轴端挡圈使用不当;4 轴与齿轮及右轴承的非工作配合面过长,致使轴上零件的装、拆不便;5 左轴承内座圈右侧的定位轴肩过高,致使轴承得不到合力拆卸;改进后的轴,其合理结构设计如上右图所示;例2：普通单级斜齿圆柱齿轮减速器的输入轴,通过弹性联轴器与驱动电动机相联,已知齿轮在轴上对称布置,距两轴承支点的计算距离均为100mm,齿轮的分度圆半径为40mm;齿轮工作中所受各分力的大小分别为：5400t F N =,2010r F N =,1400a F N =;当轴线水平、左端外伸、啮合点在齿轮的上方时,则齿轮的圆周力t F 方向指向纸外、轴向力a F 指向右方;试依次画出轴的空间受力图及垂直面、水平面受力图,并求解支反力;解 1 轴的空间受力简图如图a 所示；2 垂直面受力图如图b,反力3 水平面受力图如图c,支反力AV F 、BV F 、AH F 、BH F 计算结果均为正值,表明其方向设定无误;习题8一判断题1．重要或受力较大的轴,选用合金钢的理由是因为其对应力集中的敏感度低; ⨯2．轴的强度计算中,按许用切应力计算的方法适用于转轴的校核计算; ⨯3．当其余条件相同时,具有相同横截面面积的空心轴比实心轴的刚度大; ∨4．可以用改变支点位置和改善轴的表面品质的方法来提高轴的强度; ∨5．为了减小应力集中,在轴的直径变化处应尽可能采用较大的过渡圆角半径; ∨6．弹性挡圈的轴向固定方式,结构简单,适用于轴向力较大的场合; ⨯二填空题1．工作中,既受弯矩又受转矩作用的轴,称为 转轴 ；只受弯矩不受转矩作用的轴称为 心轴 ;2．为提高轴的刚度,可以采用 加大轴径 、 采用弹性模量大的材料 、 采用空心轴 等方法;3．轴的圆柱面通常可采用 车削、磨削 加工方法获得,轴上的键槽通常则采用 铣削 加工方法获得;4．采用当量弯矩法进行轴的强度计算时,公式e M =中e M 是 当量弯矩 ,α是根据 转矩性质 而定的应力校正系数;5．在轴的结构设计中,根据功能通常可将轴肩区分为 定位 轴肩和 工艺 轴肩;6．轴的毛坯一般采用 圆钢或锻造 , 铸造 毛坯的品质不易保证;7．同一轴上不同轴向位置有多个平键键槽时,键槽应布置在 同一条母线上 ；同一轴向位置的两平键键槽应 相差180度 布置;8．轴上零件的轴向固定可以采用 轴肩 、 套筒 等方法；周向固定可以采用 键 、 销钉 等方法;9．为了提高轴的疲劳强度,可以改善其表面品质,常用的方法有： 降低表面粗糙度 、 采用表面强化 等;三选择题1．根据轴在工作中承载情况分类,车床主轴为 A ,自行车前轮轴为 C ;A．转轴 B．传动轴 C．心轴2．已知某减速器的输出轴,轴上传动件为斜齿轮,那么这个斜齿轮的轴向力将对轴产生 B ,切向力将对轴产生 C ;A．转矩 B．弯矩 C．转矩和弯矩3．轴的刚度不够时,可以采用 B 来提高轴的刚度;A．将碳素钢材料换成合金钢B．采用同质量的空心轴C．减小轴径四问答题1．轴按受载情况分类有哪些形式自行车的中轴和后轮轴各属于何种轴2．为什么常用轴多呈阶梯形3．常见的零件在轴上轴向和周向固定的方法有哪些4．轴的常用材料有哪些为什么不能用合金钢代替碳素钢来提高轴的刚度5．与滚动轴承和联轴器配合处的轴径应如何选取6．当量弯矩计算公式中,系数 的含义是什么如何确定7．轴类零件设计应考虑哪些方面的问题,基本设计步骤如何8．如所示为某传动系统的两种不同布置方案的比较;若传递功率和各传动件的尺寸参数等完全相同,则分别按强度条件计算其减速器主动轴的直径尺寸,其结果是否相同9．轴的强度计算中,若轴上开有键槽,则在确定轴径尺寸时该如何考虑10．从轴的结构工艺性考虑,同一轴上不同轴向位置的键槽,一般怎样设计比较合理11．在轴的结构设计中,如何考虑轴的结构工艺性滚动轴承:例1 锥齿轮减速器主动轴采用一对30206圆锥滚子轴承如图,已知锥齿轮平均模数m m =,齿数z=20,转速n=1450r/min,轮齿上的三个分力,F T =1300N,F R =400N,F A =250N,轴承工作时受有中等冲击载荷可取冲击载荷系数51f p .=,工作温度低于1000C,要求使用寿命不低于12000h,试校验轴承是否合用; 注：30206,派生轴向力,2Y F F r =,e=;当e F F r a >,X=,Y=；当e F F r a <,X=1,Y=0;基本额定动载荷C r =×103N; 解：1计算滚动轴承上的径向载荷r1F 、r2F此题没有直接给出滚动轴承上的载荷,因此需通过轴系的受力分析求出轴承上的载荷;轴系的载荷是锥齿轮上的三个分力,求支反力时要分平面,且径向力与轴向力在一个平面里;1锥齿轮平均半径r m2水平面支反力,如下图所示;804013008040F F T 1x ⨯=⨯=N=650N 3垂直面支反力804040036250-8040F 36F -F R A 1y ⨯+⨯=⨯+⨯=N= 4轴承上的径向载荷轴承1轴承22计算轴承上的轴向载荷a1F 、a2F滚动轴承的配置为背对背,派生轴向力的方向如图所示;2计算轴向载荷可以判断轴承1为压紧端,轴承2为放松端;于是3计算轴承的当量动载荷r1P 、r2P因e=,则e 58.0656378F F r1a1>==,e 31.0102.01628F F 3r2a2<=⨯= r1r2P P >,则取N 10012P P 3r2r ⨯==.4计算轴承的寿命h L计算结果表明,所选轴承符合要求;例2：如图所示为涡轮轴系的结构图,已知涡轮轴上的轴承采用脂润滑,外伸端装有半联轴器;试指出图中的错误,并指出其正确结构图;解 该轴系存在的错误如图所示;1轴上定位零件的定位及固定图中1：安装蜗轮的轴头长度应小于轮毂宽度,以使蜗轮得到可靠的轴向定位; 2装拆与调整图中2：轴承端盖与机体之间无调整垫片,无法调整轴承间隙;图中3：左轴承内侧轴肩过高无法拆卸;图中4：与右轴承配合处的轴颈过长,轴缺少台阶,轴承拆装不方便;图中5：整体式箱体不便轴系的拆装;3转动件与静止件的关系图中6：联轴器为转动件,不能用端盖作轴向固定,应用轴肩定位;图中7：轴与右轴承盖透盖不应接触;4零件的结构工艺性图中8：为便于加工,轴上安装蜗轮处的键槽应与安装联轴器处的键槽开在同一母线上;图中9：联轴器上的键槽与键之间应留有间隙;图中10：箱体端面的加工面积过大,应起轴承凸台;5润滑与密封图中11：轴与轴承透盖之间缺少密封装置;图中12：轴承与蜗轮的润滑介质不同,应在轴承孔与箱体之间加密封装置;改正后的轴系结构图如右上图所示;习题一选择题1．与滑动轴承相比,以下滚动轴承的优点中,___的观点有错误;A．内部间隙小,旋转精度高B．在轴颈尺寸相同时,滚动轴承宽度比滑动轴承小,可减小机器的轴向尺寸; C．滚动摩擦远小于滑动摩擦,因此摩擦功率损失小,发热量小,特别适合在高速情况下使用;D．由于摩擦功率损失小,则滚动轴承的润滑油耗量少,维护简单,与滑动轴承相比,维护费可节约30%2．滚动轴承套圈与滚动体常用材料为___;A．20Cr B．40Cr C．GCr15 D．20CrMnTi3．以下材料中,____不适用做滚动轴承保持架;A．塑料 B．软钢 C．铜合金 D．合金钢淬火4．推力球轴承不适于高转速,这是因为高速时_____,从而使轴承寿命严重下降;A．冲击过大 B．滚动体离心力过大C．滚动阻力大 D．圆周线速度过大5．下列各类滚动轴承中,除主要承受径向载荷外,还能承受不大的双向轴向载荷的是___;A．深沟球轴承 B．角接触轴承C．圆柱滚子轴承 D．圆锥滚子轴承6．______轴承能很好地承受径向载荷与单向轴向载荷的综合作用;A．深沟球轴承 B．角接触轴承C．推力球轴承 D．圆柱滚子轴承7．角接触轴承所能承受轴向载荷的能力取决于_____;A．轴承的宽度 B．接触角的大小C．轴承精度 D．滚动体的数目8．在下列四种轴承中,____必须成对使用;A．深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承C．推力球轴承 D．圆柱滚子轴承9．润滑条件相同时,以下四种精度和内径相同的滚动轴承中____的极限转速最高;A．深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承C．推力球轴承 D．圆柱滚子轴承10．有一根只用来传递转矩的轴用三个支点支承在水泥基础上,它的三个支点的轴承应选用____;A．深沟球轴承 B．调心滚子轴承C．圆锥滚子轴承 D．圆柱滚子轴承11．中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是___;A．滚动体破碎 B．滚道压坏。
机械设计(6)--期末考试试卷二(答案)
机械设计期末试卷（二）答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.当传递载荷较大，要求轴与轮毂的对中性较好时。
设计键联接应该采用 。
A．渐开线花键； B．双切向键； C．楔键； D．普通平键；2.螺栓组可用来传递横向外载荷，提高传递横向载荷能力最有效的方法是 。
A. 减小螺栓直径，降低螺栓刚度； B．采用铰制孔螺栓；C．增加结合面垫片的刚度； D．在螺母下加弹性垫片；3.普通V带传动设计中，传动功率一定时，要求带速V>5m/s的目的是_______ 。
A. 避免带中离心拉力过大； B．避免带传递最大有效圆周力降低过大；C．避免要求带传递的拉力过大； D．避免带紧边与松边应力变化过大；4.在润滑合理条件下，低速套筒滚子链传动的主要失效形式是 。
A. 链板等元件疲劳破坏； B．套筒和销轴的磨损；C. 套筒和销轴表面相对运动引起胶合； D．链条静力拉断；5.一对标准直齿圆柱齿轮传动，若 m=4mm，z1=42，z2=158， b1=15mm, b2=10mm；则下述 正确。
A．Y Fa1 < Y Fa2 ； B．Y Sa1 > Y Sa2 ； C．σF1 = σF2 ； D．σH1 = σH2 ；6.正变位蜗杆传动中， 。
A. 蜗杆尺寸不变，蜗杆分度圆柱与节圆柱重合；B．蜗轮尺寸增加，蜗杆分度圆柱大于节圆柱；C. 蜗轮尺寸增加，蜗杆分度圆柱小于节圆柱； D．蜗轮尺寸不变，蜗轮分度圆与节圆重合；7.当所受扭矩波动较大时，传动轴表面上一点所受的扭转剪应力按 处理。
A. 对称循环变应力； B．脉动循环变应力；C．静应力； D．非对称循环变应力；8.轴直径一定、支撑跨度较小，承受的径向和轴向力较大时，应选 。
A．圆锥滚子轴承; B. 深沟球轴承;C．角接触球轴承; D．调心滚子轴承;9.非液体摩擦滑动轴承设计时，要求轴颈表面线速度P V<[P V] 的目的是 。
A. 防止温升过高，产生胶合； B．防止压强过大，油膜破裂产生磨损；C．间接限定轴的转速过高，避免胶合； D．防止因轴变形，引起轴承边缘磨损；10.如果载荷平稳，转速较高，两轴有相对误差，要求寿命长，下列联轴器中最适宜采用 。
机械设计 期末考试思考题
机械设计思考题第一章绪论1、一个机械系统一般包含机械结构系统、驱动动力系统、检测与控制系统。
2、一台机器的机械结构总是由一些机构组成的，每个机构又是由若干零件组成的。
有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件。
有些零件只有在特定的机器中才用到，称之为专用零件。
3、机械设计课程中“设计”的含义是指机械装置的实体设计，涉及零件的应力，强度的分析计算，材料的选择、结构设计，考虑加工工艺性、标准化以及经济性、环境保护等。
第二章机械设计总论1、一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
12、设计机器的一般程序：计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段。
3、对机器都要提出的基本要求：使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求、其它专用要求。
4、机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
5、机器的零件满足以下要求：（1）避免在预定寿命期内失效的要求，应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
（2）结构工艺性要求，设计的结构应便于加工和装配。
（3）经济性要求，零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
（4）质量小的要求，质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
（5）可靠性要求，应降低零件发生故障的可能性（概率）。
6、机械零件的设计准则（1）强度准则，确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。
（2）刚度准则，确保零件不发生过大的弹性变形。
（3）寿命准则，通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
（4）振动稳定性准则，高速运转机械的设计应注重此项准则。
（5）可靠性准则，当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。
7、于机械设计有关的标准主要有：国际标准、国家标准、行业标准、企业标准等。
8、机械零件的设计准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
9、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。
链传动
φ1
2 1 1
φ1
可见：
n1↑— ω1↑ p↑ z1↓ a↑
动载荷↑ 动载荷↑
2、链条的垂直分速度 链条的垂直分速度
v ′ 周期性变化（大小、方向） 周期性变化（大小、方向）
链条横向振动。（上下抖动） 链条横向振动。（上下抖动）→动载荷 。（上下抖动 3、链条进入链轮瞬间，链节和轮齿以一定相对速度啮合，产生冲击 链条进入链轮瞬间，链节和轮齿以一定相对速度啮合，
a—链传动的中心距，mm 链传动的中心距， 链传动的中心距 Kf—垂度系数 垂度系数
注意： 注意：1）链传动紧边布置与带传动相反。 2）张紧力：带传动张紧力决定传动工作能力； 链传动张紧力不决定工作能力， 而是 控制松边垂度, 防止脱链、跳齿
3）因张紧力小，压轴力比带传动小。
链传动的设计计算
一、失效形式
2.滚子链的主要参数： 2.滚子链的主要参数： 滚子链的主要参数 节距：滚子链上相邻两销轴中心的距离称为链的节距 节距， 1）节距：滚子链上相邻两销轴中心的距离称为链的节距，以p表 它是链条的主要参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大， 示，它是链条的主要参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大， 所能传递的功率也越大； 所能传递的功率也越大；但重量随之增大
链传动
第6章链传动本章提示：链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件-----链条所组成。
靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动。
其中，应用最广泛的是滚子链传动。
本章介绍了链传动的工作原理、特点及应用范围；重点分析了链传动的运动不均匀性（即多边形效应）产生的原因和链传动的失效形式；阐明了功率曲线图的来历及使用方法；着重讨论了滚子链传动的设计计算方法及主要参数选择；简要介绍了齿形链的结构特点以及链传动的润滑和张紧的方法。
基本要求1)．了解链传动的工作原理、特点及应用2)．了解滚子链的标准、规格及链轮结构特点。
3)．掌握滚子链传动的设计计算方法。
4)．对齿形链的结构特点以及链传动的布置、张紧和润滑等方面有一定的了解。
6.1 概述链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，见图6.1，以链作中间挠性件，靠链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。
在链传动中，按链条结构的不同主要有滚子链传动和齿形链传动两种类型：1．滚子链传动滚子链的结构如图6.2。
它由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。
链传动工作时，套筒上的滚子沿链轮齿廓滚动，可以减轻链和链轮轮齿的磨损。
把一根以上的单列链并列、用长销轴联接起来的链称为多排链，图6.3为双排链。
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。
为了形成链节首尾相接的环形链条，要用接头加以连接。
链的接头形式见图6.4。
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；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。
链条相邻两销轴中心的距离称为链节距，用p表示，它是链传动的主要参数。
太原理工大学机械设计填空题
1，影响机械零件疲劳强度的因素有：应力集中，零件尺寸，表面状态。
2，材料的无限寿命是指N≧N0 下的寿命，其有限寿命是指在N<N0 下的寿命。
3，机械零件的应力集中系数仅对应力幅有影响，对平均应力没有影响。
4，一般说，机械零件的表面质量越低，应力集中越严重；表面硬度越低，疲劳强度越低。
1，普通平键用于静连接，其工作面是两侧面，工作时靠键于键槽的互压传递转矩，主要失效形式是压溃。
2，楔键的工作面是上下两面，主要失效形式是压溃或磨损。
3，平键的剖面尺寸通常是根据轴的尺寸选择，长度尺寸主要是根据毂长选择。
4，导向平键和滑键用于动连接，主要失效形式是磨损。
5，同一连接处使用两个平键，应错开180度布置，采用两个楔键或两组切向键时，要错开120度；采用两个半圆键，则应在轴的同一母线上。
1，带传动的失效形式有打滑和疲劳损坏。
2，带传动所能传递的最大有效圆周力决定于摩擦系数，包角，转速和带的型号四个因素。
3，传动带的工作应力包括拉应力，离心应力和弯曲应力。
4，单根V带在载荷平稳，包角为180度，且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与型号，小带轮直径和小带轮转速。
5，在设计V带传动时，V带的型号根据功率和小带轮转速选取。
6，限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。
7，带传动常见的张紧装置有定期张紧，自动张紧和采用张紧轮张紧的几种。
8，V带两工作面的夹角θ为400，V带轮的槽型角φ应小于θ角。
1，在蜗杆传递中，蜗杆头数越少，则传动的效率越低，自锁性越好。
一般蜗杆头数常取1,2,4,6。
2，对滑动速度vs≧4m/s的重要蜗杆传动，蜗杆的材料可选用45Cr进行淬火处理；涡轮的材料可选用铜。
3，对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其目的是为了防止温度过高导致胶合。
4,蜗杆传动的相对滑动速度vs<5m/s时采用浸油润滑；vs>10m/s时应采用压力喷油润滑。
5，两轴线成交错时，可采用蜗杆传动。
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滚子链传动的主要失效形式
链传动的主要失效形式有以下几种：
（1）链板疲劳破坏链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。
疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。
（2）滚子套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。
在反复多次的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。
这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。
（3）销轴与套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。
胶合限定了链传动的极限转速。
（4）链条铰链磨损铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。
开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。
（5）过载拉断这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。