機(jī)械設(shè)計(jì)?？荚囶}及答案參考

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 1.問(wèn)：常見的齒輪傳動(dòng)失效有哪些形式？答：齒輪的常見失效為：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、塑性變形等。2.問(wèn)：在不改變材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力？答：可采取如下措施：1)減小齒根應(yīng)力集中;2)增大軸及支承剛度;3)采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ㄌ岣啐X芯的韌性;4)對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。3.問(wèn)：為什么齒面點(diǎn)蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上？答：當(dāng)輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時(shí)，由于相對(duì)滑動(dòng)速度低形成油膜的條件差，潤(rùn)滑不良，摩擦力較大，特別是直齒輪傳動(dòng)，通常這時(shí)只有一對(duì)齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上。

2、4.問(wèn)：在開式齒輪傳動(dòng)中，為什么一般不出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞？答：開式齒輪傳動(dòng)，由于齒面磨損較快，很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。5.問(wèn)：如何提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力？答：可采取如下措施：1)提高齒面硬度和降低表面粗糙度;2)在許用范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和,以增大綜合曲率半徑;3)采用粘度高的潤(rùn)滑油;4)減小動(dòng)載荷。6.問(wèn)：什么情況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？如何提高齒面抗膠合能力？答：高速重載或低速重載的齒輪傳動(dòng)易發(fā)生膠合失效。措施為：1)采用角度變位以降低嚙合開始和終了時(shí)的滑動(dòng)系數(shù);2)減小模數(shù)和齒高以降低滑動(dòng)速度;3)采用極壓潤(rùn)滑油;4)采用抗校核性能好的齒輪副材料;5)使大小齒輪保持硬度差;6)提高齒面硬度降低表面粗

3、糙度。7.問(wèn)：閉式齒輪傳動(dòng)與開式齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有何不同？答：閉式齒輪傳動(dòng)：主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕、輪齒折斷和膠合。目前一般只進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。開式齒輪傳動(dòng)：主要失效形式為輪齒折斷和齒面磨損，磨損尚無(wú)完善的計(jì)算方法，故目前只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，用適當(dāng)增大模數(shù)的辦法考慮磨損的影響。8.問(wèn)：硬齒面與軟齒面如何劃分？其熱處理方式有何不同？答：軟齒面：HB350，硬齒面：HB350。軟齒面熱處理一般為調(diào)質(zhì)或正火，而硬齒面則是正火或調(diào)質(zhì)后切齒，再經(jīng)表面硬化處理。9.問(wèn)：在進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要引入載荷系數(shù)K？答：在實(shí)際傳動(dòng)中，由于原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)性能的影響，以及齒輪的

4、制造誤差，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會(huì)使法向載荷增大。此外在同時(shí)嚙合的齒對(duì)間，載荷的分配并不是均勻的，即使在一對(duì)齒上，載荷也不可能沿接觸線均勻分布。因此實(shí)際載荷比名義載荷大，用載荷系數(shù)K計(jì)入其影響10.問(wèn)：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式是如何建立的？為什么選擇節(jié)點(diǎn)作為齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算點(diǎn)？答：齒面接觸疲勞強(qiáng)度公式是按照兩圓柱體接觸的赫茲公式建立的；因齒面接觸疲勞首先發(fā)生在節(jié)點(diǎn)附近的齒根部分，所以應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)處接觸應(yīng)力。11.問(wèn)：一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)，大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，則其許用接觸答：一對(duì)齒輪傳動(dòng)，其大小齒輪的接觸應(yīng)力一定相等。兩齒輪材料和熱處理相同

5、時(shí)，其許用應(yīng)力不一定相等。因?yàn)樵S用應(yīng)力還與壽命系數(shù)有關(guān)，大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)不等，故許用應(yīng)力不一定相等。12.問(wèn)：配對(duì)齒輪的齒面有較大的硬度差時(shí)，對(duì)較軟齒面會(huì)產(chǎn)生什么影響？答：當(dāng)小齒輪與大齒輪有較大的硬度差，且速度又較高時(shí)，較硬的齒面對(duì)較軟的齒面會(huì)起較顯著的冷作硬化效應(yīng)，從而提高其疲勞極限。13.問(wèn)：在直齒輪和斜齒輪傳動(dòng)中，為什么常將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些？答：其目的是防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合寬度減小而增大輪齒的工作載荷。14.問(wèn)：齒輪傳動(dòng)的常用潤(rùn)滑方式有哪些？潤(rùn)滑方式的選擇主要取決于什么因素？答：齒輪的常用潤(rùn)滑方式有：人工定期加油、浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑方式的選擇

6、主要取決于齒輪圓周速度的大小。15.問(wèn)：齒形系數(shù)與模數(shù)有關(guān)嗎？有哪些因素影響齒形系數(shù)的大小？答：齒形系數(shù)與模數(shù)無(wú)關(guān)，齒形系數(shù)的大小取決于齒數(shù)。16.問(wèn)：為什么設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，齒寬系數(shù)既不能太大，又不能太小？答：齒寬系數(shù)過(guò)大將導(dǎo)致載荷沿齒寬方向分布不均勻性嚴(yán)重；相反若齒寬系數(shù)過(guò)小，輪齒承載能力減小，將使分度圓直徑增大。17.問(wèn)：選擇齒輪傳動(dòng)第公差組精度等級(jí)時(shí)，除了考慮傳動(dòng)用途和工作條件以外，主要依據(jù)是什么？答：圓周速度。18.問(wèn)：選擇齒輪毛坯的成型方法時(shí)（鑄造，鍛造，軋制圓鋼等），除了考慮材料等因素外，主要依據(jù)是什么？答：齒輪的幾何尺寸和批量大小。19.問(wèn)：斜齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度計(jì)算中的重合度系數(shù)Z考

7、慮了重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響，它與哪些因素有關(guān)？答：它與斜齒傳動(dòng)的端面重合度和縱向重合度有關(guān)。20.問(wèn)：有一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，齒輪1和齒輪2的齒數(shù)分別為Z1和Z2,且Z1sF2B、sF1sF2C、sF1=sF2D、sF1sF29、一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪要正確嚙合時(shí)，它們的B必須相等。A、直徑B、模數(shù)C、齒寬D、齒數(shù)10、在設(shè)計(jì)閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)中，當(dāng)直徑一定時(shí)，應(yīng)取較少的齒數(shù)，使模數(shù)增大以B。A、提高齒面接觸強(qiáng)度B、提高輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度C、減少加工切削量，提高生產(chǎn)率D、提高抗塑性變形能力11、在直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)中，若中心距保持不變，而把模數(shù)增大，則可以B。A、提高齒面接觸強(qiáng)度B、提高輪齒

8、的彎曲強(qiáng)度C、彎曲與接觸強(qiáng)度均可提高D、彎曲與接觸強(qiáng)度均不變12、輪齒的彎曲強(qiáng)度，當(dāng)D，則齒根彎曲強(qiáng)度增大。A、模數(shù)不變，增多齒數(shù)B、模數(shù)不變，增大中心距C、模數(shù)不變，增大直徑D、齒數(shù)不變，增大模數(shù)13、輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中齒形系數(shù)與C無(wú)關(guān)。A、齒數(shù)B、變位系數(shù)C、模數(shù)D、斜齒輪的螺旋角14、齒輪傳動(dòng)在以下幾種工況中C的齒寬系數(shù)可取大些。A、懸臂布置B、不對(duì)稱布置C、對(duì)稱布置D、同軸式減速器布置15、直齒錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以C為計(jì)算依據(jù)的。A、大端當(dāng)量直齒錐齒輪B、齒寬中點(diǎn)處的直齒圓柱齒輪C、齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪D、小端當(dāng)量直齒錐齒輪1齒輪傳動(dòng)時(shí)，如大小齒輪的材料不同，則H1=H2；H

9、1H2； F1F2；F1F2。2直齒圓柱齒輪作接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)，其載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)。3在圓柱齒輪傳動(dòng)中，齒輪分度圓直徑d1不變而減小模數(shù)m，對(duì)輪齒的彎曲強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度及傳動(dòng)平穩(wěn)性的影響分別為彎曲強(qiáng)度降低，接觸強(qiáng)度不變，傳動(dòng)平穩(wěn)性提高。4在圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，在中心距a及其他條件不變時(shí)，增大模數(shù)m，其齒面接觸應(yīng)力 不變，齒根彎曲應(yīng)力減小，重合度減小。 5在閉式齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)齒輪的齒面硬度HBS350時(shí)，則易出現(xiàn)齒根彎曲折斷破壞，應(yīng)首先按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。6齒輪的齒形系數(shù)YF的大小與齒輪參數(shù)中的模數(shù)無(wú)關(guān)，主要取決于齒數(shù)。7斜齒圓柱齒輪的齒形系數(shù)YF按當(dāng)量齒數(shù)

10、選取。8設(shè)計(jì)一對(duì)圓柱齒輪時(shí)，通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪寬一些，其主要原因是以防齒輪軸向錯(cuò)位時(shí)，導(dǎo)致嚙合齒寬減小。9一對(duì)閉式直齒圓柱齒輪，m=3mm，z1=2l，z2=63，=20，小齒輪用40Cr鋼，表面淬火HRC=55，H1=1200N/mm，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，HBS=220240，H2= 600N/mm，若齒輪傳動(dòng)工作時(shí)，齒面接觸應(yīng)力為H=500N/mm，則小齒輪的接觸強(qiáng)度安全系數(shù)為大齒輪的2倍。10兩對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知模數(shù)、齒數(shù)、齒寬分別為： A對(duì)：m=4mm，z1=18，z2=41，B1=58mm，B對(duì)：m=2mm，Z1=36，z2=82，B2=50mm，其余條件相同，

11、若按無(wú)限壽命考慮，這兩對(duì)齒輪傳動(dòng)按接觸強(qiáng)度所能傳遞的轉(zhuǎn)矩比值TATB=1。11在齒輪傳動(dòng)中，若一對(duì)齒輪采用軟齒面，則小齒輪的材料硬度應(yīng)比大齒輪的材料硬度高3050HBS。12在圓錐一圓柱兩級(jí)齒輪傳動(dòng)中，如其中有一級(jí)用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，另一級(jí)用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，則應(yīng)將圓錐齒輪放在高速級(jí)。13對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，主要按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的主要幾何參數(shù)是d1。14對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，雖然主要失效形式是磨損，但目前僅以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的主要參數(shù)是模數(shù)。15一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，其大、小齒輪的接觸應(yīng)力是相等的；而其許用接觸應(yīng)力是不相等的 ；小齒輪與大齒輪的彎

12、曲應(yīng)力一般也是不相等的。16設(shè)計(jì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)分度圓直徑d1一定時(shí)，應(yīng)選取較少的齒數(shù)，使模數(shù)m可以提高，以提高齒根彎曲疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度。17一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，僅將齒輪傳動(dòng)所受的載荷增大為原載荷的4倍，其齒面接觸應(yīng)力將增為原應(yīng)力的2倍。18、一對(duì)齒輪齒根彎曲應(yīng)力的關(guān)系是1=2YFa1YSa1/（YFa2YSa2）。19滲碳淬火硬齒面齒輪一般需經(jīng)過(guò)磨削加工。 20齒輪傳動(dòng)中輪齒的齒面點(diǎn)蝕，通常首先發(fā)生在節(jié)線附近靠近齒根處。五、綜合應(yīng)用：1一個(gè)托架1用三個(gè)鉸制孔用螺栓與機(jī)架2相連接。已知：螺栓材料許用剪切應(yīng)力，橫向載荷，。確定受力最大螺栓及所受剪力，判斷布置形式是否合理；并按

13、剪切強(qiáng)度確定所需螺栓剪切面的最小直徑解：1）將平移至螺栓組中心，附加扭矩 在作用下每個(gè)螺栓所受剪力為在作用下兩側(cè)螺栓所受剪力為右側(cè)螺栓受力最大，布置形式不合理。 2)受剪切面最小直徑2.圖示一鑄鐵吊架用兩只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的載荷FQ100000N，螺栓材料許用應(yīng)力=100MPa，取殘余預(yù)緊力為工作拉力的0.4倍，試確定螺栓所需最小直徑。解：1）單個(gè)螺栓受工作拉力 2）殘余預(yù)緊力 3) 單個(gè)螺栓受總拉力4) 所需螺栓最小直徑3. （本題10分）如圖所示的螺栓組聯(lián)接（凸緣聯(lián)軸器）。4個(gè)普通螺栓均勻的分布在的圓周上，傳遞的轉(zhuǎn)矩。螺栓材料許用拉應(yīng)力為，被聯(lián)接件表面的摩擦因數(shù)，聯(lián)接的可靠性系

14、數(shù)，確定安裝時(shí)所需預(yù)緊力及所需的螺栓的最小直徑 解：1）每個(gè)螺栓所受的的預(yù)緊力 2）所需的螺栓的最小直徑4圖示緊螺栓連接，已知橫向載荷R=36000N，接合面i=1，摩擦系數(shù)f=0.12，聯(lián)接的可靠性系數(shù)，螺栓數(shù)量z=4，螺栓材料許用應(yīng)力,試計(jì)算所需螺栓直徑d1=?（10分）解：1）每個(gè)螺栓所受的的預(yù)緊力 2）所需的螺栓的最小直徑5（10分）圖示緊螺栓連接，采用兩個(gè)M16（d1=13.835mm）普通螺栓，已知摩擦系數(shù)f=0.12，防滑系數(shù)，螺栓材料許用應(yīng)力,試計(jì)算連接所能傳遞的橫向載荷R=?解：1）預(yù)緊力的最大值 2）所能傳遞橫向載荷的最大值6（10分）圖示軸承蓋用4個(gè)螺釘固定于鑄鐵箱體上，

15、已知作用于軸承蓋上的力FQ10.4kN，螺釘材料許用應(yīng)力，取殘余預(yù)緊力為工作拉力的0.4倍，求螺栓所需最小直徑。解：1）每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷 2）每個(gè)螺栓總拉力 3）所需螺栓直徑 7（12分）氣缸蓋聯(lián)接結(jié)構(gòu)如圖所示，氣缸內(nèi)徑D=250mm，為保證氣密性要求采用12個(gè)M18的螺栓，螺紋小徑15.294mm，許用拉應(yīng)力=120MPa，取殘余預(yù)緊力為工作拉力的1.5倍，求氣缸所能承受的最大壓強(qiáng)。解：1）每個(gè)螺栓總拉力 2）每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷 由于 所以3）最大壓力 4.蝸桿傳動(dòng)如圖所示，蝸桿主動(dòng)，轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?。判斷蝸輪轉(zhuǎn)向及輪齒螺旋線方向。答：蝸輪為左旋，轉(zhuǎn)向如圖示。5手動(dòng)絞車采用圓柱

16、蝸桿傳動(dòng)。如果要使重物上升，在圖中畫出蝸桿的轉(zhuǎn)向。 1.（本題8分）一對(duì)蝸桿傳動(dòng)。蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示。已知：轉(zhuǎn)矩T125N.m，蝸桿軸向模數(shù)m=4mm，壓力角a20，頭數(shù)z12，直徑d1=40mm，蝸輪齒數(shù)z254，蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率h0.75；求蝸輪上的分力大小，在圖中畫出蝸輪所受的三個(gè)分力方向及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。（注：） 解：1）扭矩2）3）4）5）6）力的方向如圖：軸向力垂直紙面向里，圓周力向下，徑向力向左，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1. 如圖，軸系由一對(duì)圓錐滾子軸承正裝支承，已知左軸承受徑向載荷Fr1=4000N，右軸承受徑向載荷Fr2=4400N,軸向載荷FA=3500N（方向向右），載荷系數(shù)fp=1.5,試計(jì)算兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷。(13分)eFa/FreFa/FreFd0.3X=1，Y=0X=0.4，Y=2Fr/2Y解： 1）派生軸向力 （向右） （向左）2）軸承所受的軸向力 ，軸承壓緊。 3）當(dāng)量動(dòng)載荷 X1=1 Y1=0 X2=0.4 Y2=2 2.（本題10分）軸系由一對(duì)角接觸球軸承7307AC支承，軸承反安裝，已知軸FA=900N，F(xiàn)r1=1000N，F(xiàn)r2=2100N，fP=1.5，試判定危險(xiǎn)軸承。eFa/FreFa/FreFd0.7X=0.41，Y=0.85X=1，Y=00.7Fr 解：1）派生軸向力（向右）（向左）2）軸承所受