機械設計基礎填空
關于 機械設計基礎填空大家了解過多少呢?可能很多人都不是很清楚,下面就是小編分享的機械設計基礎填空答案 ,一起來看一下吧。
第九章
1、機械零件由于某種原因,不能的條件下,零件能安全工作的限度,稱為工作能力。
2、若兩個零件在受載前是 接觸或 接觸,受載后接觸變形處為一小面積,在這小面積上產生的局部應力稱為 接觸 應力,如齒輪 等零件工作時就有這種應力作用。對高副接觸的零件,在外載荷作用下,接觸處將產生 接觸應力,從而將引起零件的疲勞點蝕破壞。兩零件高副接觸時,其最大接觸應力取決于材料彈性模量 ,接觸點,線處的曲率半徑及單位接觸寬度上的載荷 。兩零件高副接觸時,其接觸應力隨接
觸點,線處的曲率半徑增大而減小;隨材料的彈性模量減小而 減小 ;隨單位接觸寬度載荷的增大而增大。 提高 零件的表面硬度, 增大 接觸表面的綜合曲率半徑,可以提高零件的接觸疲勞強度。
2、 材料發生疲勞破壞時的應力循環次數N必 于該材料的循環基數N0;由于應力集中,截面尺寸和表面狀態等因素的影響,零件的疲勞極限必小于其材料的疲勞極限。
3、 隨變化的應力稱為變應力,具有周期性變化的變應力稱為力可分為 靜應力 和變應力 。變應力可歸納為 對稱循環變應力、非對稱循環變應力和脈動循環變應力三種基本類型。變應力的五個基本參數是 σmax 、σmin 、σm 、σa 、r 。應力循環中的 最小應力 與最大應力 之比,可用來表示變應力中應力變化的情況,通常稱為變應力的循環特性r。當r=+1表示為 靜應力,r=0表示為 脈動 應力,它的σmin=σm=σa=r=-1表示為 應力,它的σmax= ;σm= ;非對稱循環變應力的r變化范圍為 和
4、 在變應力中,表示件的主要失效形式是 疲勞破壞 。在靜應力下,塑性材料的零件按不發生 塑性變形 條件進行強度計算,故應取材料的 屈服極限 作為極限應力;而脆性材料的零件按不發生 斷裂 的條件進行計算,故應取材料的 強度極限 作為極限應力。變應力下,零件的許用極限應力與零件材料的疲勞極限有關,同時還應考慮 應力集中 系數、 尺寸__系數和 表面狀態 系數。
6、一非對稱循環變應力,其σmax=100N/mm2,σmin=-50N/mm2,計算其應力幅σaN/mm2,平均應力σm=
2,循環特性r= -0.5 。
7、機械磨損的主要類型有磨損、不斷損失的現象稱為磨損,在預定使用期限內,零件的磨損量 不超過 允許值就認為是正常磨損。
8、安全系數可用部分安全系數來確定S=S1?S2?S3
其中S1是考慮載荷及應力計算的 準確 性;S2是考慮機械性能的 均勻 性;S3是考慮零件的 重要 性。
第十章 聯接
1、聯接有可拆和不可拆兩種,可拆聯接有聯接、聯接等。不可拆聯接有鉚接 等。
2、螺紋按照螺紋線的數目,可分為單線螺紋和螺紋常用于聯接。螺紋按其平面圖形的形狀,可分為 三角 形、 梯 形和 鋸 形等等。按其螺旋的旋向,可分為 左旋 和右旋 。常用的旋向是 右旋 。螺紋聯接的基本類型有 螺栓 聯接, 雙頭螺柱 聯接, 螺釘 聯接以及緊定螺釘 聯接等四種。當被聯接件之一厚度較大,并需經常拆卸時,可采用螺栓 聯接;而不需經常拆卸的可采用雙頭螺柱 聯接。
3、螺紋的升角隨線數減小而 ,隨中徑增加而。 當升角λ〈當量摩擦角ρˊ時,將發生 現象。螺旋副的自鎖條件為 λ≤ρ’ ,矩形螺紋牙形斜角β為 0° ,不易自鎖,故 傳動 性能好,常用作 傳動 螺紋;普通三角螺紋常用 右 旋,公稱直徑為 大 徑,牙型角α= 60° ,故 自鎖 性能好,常用作 聯接 使用。螺紋聯接中,梯形螺紋和 鋸齒 螺紋主要用于傳動,其中鋸齒 形螺紋只適用于承受單向軸向載荷。
4、普通螺紋的公稱直徑是螺紋的,計算時其危險截面直徑為徑;管螺紋的公稱直徑上管子的
稱直徑 ,其螺紋的牙型通常為 三角 型。圓錐管螺紋的優點是緊密性 比圓柱管螺紋高。與粗牙螺紋相
比,在公稱直徑相同時,三角形細牙螺紋的螺距 小 ,小徑 大 ,升角 小 ;故它的 自鎖 性能好,強度高。
5、在螺栓聯接中,在裝配時一般都需在擰緊時加上預緊力,其作用是提高螺紋聯接的聯接的密封性。在重要的螺紋聯接中,擰緊力矩的測定較方便的方法是使用 測力矩扳手,較精確的方法是測量擰緊時螺栓的 伸長變形 量。
6、螺栓聯接中,普通螺栓聯接通過在聯接上加荷的,普通螺栓聯接所能產生的摩擦力大小主要取決于預緊力、接合面上摩擦系數 及接合面數。依靠摩擦力來承受外加橫向載荷的緊螺栓聯接的缺點是在沖擊振動下易松動和螺栓直徑較大等。為避免上述缺點,常用的措施是通過減載鍵、減載套筒或銷承受橫向工作載荷,而螺栓僅起聯接作用。采用鉸制孔用螺栓時,其特點是螺栓桿與孔壁之間沒有間隙 ,而是通過兩者之間的配合來進行聯接,在工作時,它通過螺栓光桿部分受剪切 ,螺栓桿與孔壁間受 擠壓來承受外加橫向載荷。
7、螺桿傳動的功率損耗主要有:摩擦損耗、損 耗等。螺紋的防松方法按原理可分為 摩擦力防松、專用元件防松和鉚沖粘合防松等。
8、螺栓的主要失效形式有:螺栓桿 、螺紋 、及經常拆裝時 。在受有軸向變載荷的緊螺栓聯接中,通過 減小螺栓的剛度或增加 被聯接件的剛度,來提高螺栓的疲勞強度,但由此會使聯接中的殘余預緊力減小,從而降低聯接的 緊密性 ;為了減小螺栓剛度,可 減小 螺栓光桿部分的直徑,或 采用空心 螺栓,也可以 增加 螺栓長度。
9、平鍵的剖面尺寸應根據確定。平鍵聯接的主要失效形式是工作面的壓潰 和 磨損 。平鍵的工作面為 兩側面 ,常用的平鍵有普通平鍵和導向平鍵。普通平鍵主要用于 靜 聯接,其主要失效形式是 擠壓破壞 ,故應進行 擠壓 強度計算。導向平鍵主要用于動 聯接,其主要失效形式是 磨損 ,故應進行耐磨性計算。
10、楔鍵可分為 和 兩種,工作面為 ,工作時靠 傳遞轉矩,并能承受單方向的 軸向力 。
11、花鍵聯接根據其齒形不同,可分為 、 和 三種。花鍵聯接與平鍵聯接相比,承載能力高,對軸強度削弱小和對中定心好等優點。
12、銷分為和。需多次裝拆或用于定位時,常用
第十一章 齒輪傳動
1、按照工作條件,齒輪傳動可分為傳動。圓柱齒輪及齒輪副有 12 個精度等級,1 級精度最高,常用的是 6~9級精度。最常見的輪齒失效形式有輪齒折斷 、齒面點蝕 、齒面膠合 、齒面磨損 和齒向塑性流動五種。閉式齒輪傳動中,潤滑方式根據齒輪的速度大小而定,可分為浸油潤滑和 噴油 潤滑方式。
2、經過和兩種熱處理后的齒輪齒面稱為軟齒面,其齒面硬度HBS≤值HB> 350 時,稱為硬齒面,熱處理方法有表面淬火、滲碳淬火 和 滲氮 ,其主要失效形式在閉式傳動中是彎曲折斷;而當處于高速重載下則易產生 膠合 破壞。在閉式傳動中,硬齒面齒輪齒面接觸承載能力較 高 ,其主要失效形式是 彎曲折斷 ,故應按 彎曲 強度設計,求出齒輪的 模數 后,再按 接觸 強度校核。在閉式傳動中軟齒面齒輪的主要失效形式是 疲勞點蝕 ,故應按 接觸 強度設計,然后再按彎曲 強度校核。而在開式傳動中,齒輪的主要失效形式是 磨損 ,故一般應按 彎曲 強度設計。若傳動要求結構緊湊,一般選用 硬 齒面傳動 。
3、齒輪傳動中的動載荷系數,隨速度的增加而增加,隨精度的提高而 減小 。齒輪強度計算中,軸和軸承的剛度越 小 ,軸上齒輪的齒寬越 寬 ,載荷集中越嚴重,在滿足彎曲強度條件下可適當選取較 多 的齒數,從而使齒輪工作較平穩 。
4、圖示齒輪傳動中,當齒輪1主動時,齒輪2齒面上的接觸應力屬循環變應力,每轉一圈單側齒面的嚙合次數為 1 次,齒根上的彎曲應力屬 對稱 循環變應力,每轉一圈單側齒面的嚙合次數為 1 次。又當齒輪2主動時,該齒輪齒根上的彎曲應力屬 脈動 循環變應力,每轉一圈單側齒面的嚙合次數為 2 次。
5、齒輪傳動中,齒根部分靠近偏下處最易發生點蝕,故常取齒輪強度計算中,接觸應力是按一對輪齒在節點 處嚙合為計算依據;彎曲應力是假定全部載荷由一對 輪齒承擔,并且該載荷作用于齒頂 時進行計算,計算時將輪齒看作 懸臂梁 ,其危險截面可用 30°切線法 法來確定。斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算按輪齒 法面 的當量直齒進行分析。而直齒圓錐齒輪傳動的強度計算近似按位于齒寬 中點 的一對當量直齒圓柱齒輪進行計算的。
6、一對齒輪作單向傳動時,輪齒齒根所受彎曲應力是循環變應力。而作雙向傳動時(如惰輪),輪齒齒根的彎曲應力是 對稱 循環變應力,齒面上的接觸應力是 脈動 循環變應力。
7、當大小一對齒輪都是軟齒面時,考慮到小齒輪齒根,彎曲強度,受載次數,故在選材上和熱處理中,一般使小齒輪齒面硬度比大齒輪的高。齒輪彎曲強度中,一對傳動比不等于1的齒輪傳動,齒形系數 不 等,兩齒輪的許用彎曲應力一般不 等,因此應驗算 兩 個齒輪的彎曲應力。齒輪彎曲強度計算中,標準齒輪的齒形系數YF僅與齒輪 齒數 有關,而與 模數 無關,且YF隨齒數 的增加而 減小 。
8、當一對齒輪的材料、傳動比及齒寬系數一定時,由齒面接觸強度所決定的承載能力,僅與或園直徑有關。齒輪接觸強度計算中,兩個相互接觸的輪齒所受的接觸應力相同 , 一般情況下兩個輪齒
的許用接觸應力不相等。計算中,應該代入較小 的那一個許用接觸應力值。如一對直齒輪,其[σH]1=600N/mm2,[σH]2=400N/mm2,[σF]1=180N/mm2,[σF]2=130N/mm2,YF1=2.57,YF2=2.18;如按接觸強度計算時,許用接觸應力應以 [σ代入;按彎曲強度計算時,式中的YF/[σF]應以代入。
9、在斜齒輪傳動中,其標準模數是齒輪的模數;錐齒輪傳動的標準模數是齒輪的模數;在蝸桿傳動中,蝸桿的 軸面 模數等于蝸輪的 端面 模數,并定為標準模數。在斜齒輪傳動中,由于螺旋角的存在,使齒輪的 接觸 強度和 彎曲 強度提高,但由此將使軸和軸承上受有 軸向力 的作用,故一般螺旋角限制在 8°~20° 范圍之內。
第十二章
1、蝸桿傳動用于傳遞軸之間的回轉和動力,通常兩軸的交錯角為。圓柱蝸桿按其螺旋面的形狀可分為 阿基米德 蝸桿和 漸開線 蝸桿。蝸桿傳動的主要優點是:能得到 較大 的傳動比,傳動較 平穩 ,噪音較 小 等。蝸桿傳動的主要失效形式有 膠合 、點蝕 和 磨損 等,這是因為蝸桿傳動在齒面上有較大的 相對滑動 速度,故選取材料時,蝸桿一般采用 鋼 ,而蝸輪采用 青銅 制造。
2、蝸桿傳動中,在主平面內蝸輪與蝸桿的嚙合相當于面的參數和幾何關系為準。阿基米德蝸桿傳動的正確嚙合條件是:蝸桿 軸面 模數與壓力角應分別等于蝸輪端面 模數與 壓力角 ,蝸桿中園柱上的螺旋線升角應等于蝸輪分度圓柱上的 螺旋角 ,且兩者旋向 相同 。
3、蝸桿傳動中,蝸桿直徑系數q是指蝸桿與模數的比值。q越小,導程角越,傳動效率越高 ,但蝸桿的剛度和強度越 小 。蝸桿頭數通常取Z1=1,2,4,蝸桿頭數越,傳動比越升角越小 ,傳動效率越 低 ,傳動中發熱量 大 ,工作面發生膠合 失效的可能性越大,若不及時采取 散熱 措施宜引起傳動失效。蝸輪齒數少于26,會產生根切 ,但齒數過多,會影響蝸桿的 剛度 。
第十三章 帶/鏈傳動
1、帶傳動和鏈傳動是通過傳遞運動和動力的,不同的是帶傳動屬于屬于 嚙合 傳動。在傳動中,帶傳動宜布置在 高速級,松邊宜布置在 上 邊,鏈傳動宜布置在低 速級,
松邊宜布置在 下 邊。
2、傳動帶按橫截面形狀可分為帶、帶三大類。帶傳動的主要張緊方法有中心距 和 加張緊裝置 兩種。帶傳動的主要失效形式是 打滑 和發生 疲勞 損壞。故帶傳動的設計依據是保證帶 不打滑 及具有一定的 疲勞壽命 。
3、在帶傳動中,彈性滑動是由帶材料的 和帶輪兩側膠帶上的 引起的,而打滑是由
引起的'。在帶傳動中,當過載產生打滑時,可采用的措施有:a) 增加預緊力 b) 加大包角 c) 加大磨擦系數 等來增大帶傳動的承載能力,避免打滑。
4、摩擦系數,都可提高帶傳動所傳遞的圓周力。小輪包角越 ,帶的摩擦力和能傳遞的功率越大,在開口傳動中,大小帶輪的包角之和應等于3600 。
5、在帶傳動中,膠帶中的應力是由 產生的拉應力, 產生的拉應力及應力三部分組成。其中數值最大,起主要作用的是 彎曲 應力。帶的最大應力發生在 緊 邊與 小帶 輪的接觸處,其值為 。
6、在帶傳動中,若小帶輪選得過小,帶的截面尺寸越 ,則帶的應力過大,帶的壽命將降低;小帶輪過小還會使小帶輪的 包角 減小,從而使帶的承載能力下降,所以帶傳動中小帶輪的直徑必須大于某個極限值;反之,若小帶輪直徑選得過大,雖能延長帶的壽命,但會使帶傳動的 外廓尺寸 增大。
帶傳動中,其它條件不變的情況下,帶速越 高 ,帶的材料質量越 大 ,離心拉應力越大。
7、V帶是由 層組成的,普通V帶已標準化,按截面尺寸不同分為 種型號,楔角Φ為 0 。三角膠帶二側面夾角為400,但當帶進入帶輪產生彎曲,會使帶的夾角變 小 ,所以要求帶輪上輪槽楔角要 小 于400,且隨著帶輪直徑越小,帶輪輪槽楔角越 小 。V型帶在規定的張緊力,位于帶輪基準直徑上的周線長度稱為基準長度;V型帶的公稱長度稱為 內周 長度。帶傳動中,當預緊力相同的情況下,V帶比平帶傳遞的功率 大 ,這是因為 V 帶的當量摩擦系數較大的緣故。
8、傳遞動力用的鏈條,按結構的不同主要有 鏈。鏈傳動的主要失效形式有:鏈板的勞破壞 ,套筒滾子的 沖擊疲勞破壞 ,鏈條鉸鏈的 磨損 ,銷軸與套筒間的 膠合 等。鏈傳動中兩軸應 平行 布置,兩鏈輪應位于同一平面,一般宜采用 水平或接近水平布置。
9、鏈傳動是以作為中間撓性件,通過鏈與鏈輪的力由 圓周 力、 懸垂拉 力和 離心拉 力三部分組成。鏈傳動中,因為 多邊形效應,瞬時鏈速和傳動比都是變化的。
10、鏈傳動設計時,鏈節數應盡量取數,以避免采用受附加作用的過渡鏈節,同時,鏈輪齒數宜采用 奇 數,以使輪齒工作時的 磨損 均勻;當小鏈輪齒數過 少 時會影響鏈傳動的工作平穩性,而大鏈輪齒數過 多 時,則在鏈條磨損時易產生跳齒脫鏈現象;鏈條的節距越大,鏈條的強度 增大 ,則鏈傳動的承載能力越 大 ,但傳動中的動載荷 增大 ,由此在鏈傳動中引起的沖擊越 大 。故鏈節距選擇的原則是:在滿足強度的條件下,鏈節距應盡量小一些 。
第十四章 軸
1、由于合金鋼與普通鋼的彈性模量E差別不大,所以軸的材料選用合金鋼主要是為了提高 高 剛度;同時通常要進行適當的熱處理才能得到充分利用。因為鋼材的種類和熱處理對其彈性模量的影響很小 ,欲采用合金鋼和熱處理來提高軸的剛度,效果幾乎沒有,而且合金鋼對應力集中的敏感性較高 。
2、根據承受載荷的不同,軸可分為軸 ;只傳遞轉矩,不承受彎矩的軸是傳動軸 ;不傳遞轉矩,只承受彎矩的軸是 心軸 。自行車的前軸是心 軸,中間軸是 轉 軸,后軸是 心 軸。零件在軸上的軸向固定,常采用軸肩、套筒 、園螺母或軸端擋圈等形式。軸與軸上零件的周向固定多采用鍵 ,花鍵 或過盈配合等聯接方式。
3、常用的軸的強度計算有與轉軸的彎曲應力是 對稱 循環變應力,而扭轉剪應力的循環特性取決于轉矩的性質,它可以是 不變的 ,脈動的 或者 對稱 變化的,因此根據轉矩性質引入了一個 折合 系數,若轉矩變化規律不清楚,一般按 脈動 循環變化考慮。
4、軸設計時,一般先按驗算。計算中的折合系數α是根據 轉矩 性質而定的。α=0.3,表示是 不變 轉矩,α=0.6,表示是 脈動 變化的轉矩。
第十五章
1、按兩物體表面的潤滑情況,摩擦狀態可分為摩擦、摩擦和潤滑油的粘度是表征液體流動的 內摩擦 性能,它隨壓力的升高而 增大 ,隨溫度的升高而 降低 。滑動軸承中選擇潤滑油時,要考慮速度、載荷和工作情況。對于載荷大,速度低的軸承宜選擇粘度 較大 的油;載荷小,速度高的軸承宜選粘度 較小 的油。
2、軸承的功用為。滑動軸承按其承受載荷方向的不同,可分為 向心 滑動軸承和 推力 滑動軸承。在滑動軸承中,常用的軸瓦材料和軸承襯材料有 軸承合金 、 青銅 等。
3、非液體摩擦滑動軸承的設計依據是:(1)(2);(維持油膜不遭破壞。)故需進行壓強 和 pv值 兩項計算。滑動軸承形成動壓油膜的條件是:兩工作面間必須有 間隙和 相對運動 速度,其運動方向必須保證潤滑油從 大端 流進,從 小端 流出。
第十六章 滾動軸承
1、滾動軸承61210表示其類型為,內徑為,精度為。
2、滾動軸承常采用的密封型式有:
a) 式密封,例如:密封和
b) 密封和
滾動軸承的主要失效形式有 疲勞破壞 和 永久變形 等。為了便于互換及適于大批量生產,軸承內圈孔與軸的配合采用基 孔 制,軸承外圈與軸承座孔的配合則采用基 軸 制。
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