发布时间 : 星期日 文章机械设计思考题答案更新完毕开始阅读c0d05e02f7ec4afe04a1df66
一根轴上有两个键,其轴颈相差不大，最好统一，且在同一方向，以降低制造费用简化工艺，键长要根据套的长度。关键的键要强度计算。
3，导向平键联接和花键联接有什么不同，各使用何种场合？
答：导向平键是固定在轴上，工作时允许轴上零件沿轴滑动的平键。用于周上零件移向距离不大的动联接；花键联接是柔轮筒壁与输出联接盘以内外花键联接的形式。适用于载荷大和定心精度要求高的静联接和动联接。
4，普通平键的强度条件怎样（用公式表示）？如何在进行普通平键联接强度计算时，强度条件不能满足，可采取哪些措施？
答：静联接：T=0.5Xh'l'd[σp],动联接：0.25Xhl'd[p].。如经校核判断强度不足时,可在同一联接处错开180°布置两个平键,强度按1.5个计算.
5，平键和契键在结构和使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？
答：1）平键是通过两个侧面受挤压和剪切来传递转矩，矩形或方形剖面而厚度、宽度不变的键； 而楔键是靠上下面受挤压来传递转矩，楔键上下面是工作面，键的上表面有1：100的斜度，轮毂键槽的底面有1：100的斜度 。2）因为平键制造简易，装拆方便，在一般情况下不影响被连接件的定心。
6，当使用单键联接不能满足联接的强度要求时，可采用双键联接。试说明为什么使用两个平键联接时，一般设置在同一轴段上相隔180度布置；采用两个契键联接时，相隔120度左右；采用两个半圆键联接时则常设置在轴的同一母线上？ 答：．两个平键联接相隔180度是为了加工时便于分度；两个楔键在大概同一方向，在另一方向轴与轮毂结合的更紧密，传递扭矩更稳定；两个半圆键联接布置在同一条母线上是为了加工时用一把刀具直接加工出来而不用更换刀具。
7，花键联接和平键联接相比有哪些优缺点？为什么矩形花键和渐开线型花键应用较广？ 答：花键相比平键，具有的优点：齿对称布置，是轮毂受力均匀；齿轴一体而且齿槽较浅，齿根的应力集中较小，被联接件的强度削弱较少；齿数多接触面积大，压力分布较均匀。缺点：加工较复杂。原因：以上优点加上齿可以利用较完善的制造工艺，被联接件能得到较好的定心和轴上零件沿轴移动时能得到较好的导引，而且零件的互换性也容易保证。 第十一章 带传动
1，简述带传动产生弹性滑动的原因和不良后果。
答:原因：由于带是弹性体，受力不同时伸长量不同。后果：从动轮的圆周速度低于主动轮；降低了传动效率；引起带的磨损；使带温度升高。 2，为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象？
答：弹性滑动在带传动中是不可避免的。因为产生弹性滑动的原因是：带的弹性和带在紧边和松边所受拉力不等（拉力差），而带的弹性是固有的，又因为传动多大圆周力就有多大拉力差，拉力差随载荷变化而变化，因此拉力差也是不可避免的。所以，弹性滑动在带传动中不可避免，传动比的大小也随载荷变化。
3,在相同条件下，V带传动与平带传动的传动能力有何不同？为什么？如何提高代的传动能力？
答：1）V带传动没有接头，运动较平稳；数根同时使用时，即使损坏一根，不会导致机器立刻停车；但是使用寿命较平带短；带轮价格昂贵；传动效率较平带低一些。2）平带工作时，带的内面是工作面，V带传动工作时，带的两侧面是工作面，由于带的拉力是变化的，同时引起带宽尺寸的改变，从而使带轮沿轮槽做径向移动.3）增大摩擦系数；增大包角；尽量使传动在靠近最佳速度下工作；采用新型带传动；采用高强度带材料。
4，为什么带传动一般放在传动系统的高速段，而不放在低速段？
答：带传动平稳性好，能缓冲吸振，具有过载保护能力（过载即打滑），但承载能力较小。宜布置在高速级。
5，在V带传动设计时，为什么要求D1≧D min，α1≧120度，5≦v≦25m/s？ 答：带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低；包角过小可加大中心距或增加张紧轮；带速过大，则会因离心力过大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度，带速过小，传动能力降低或者使所需的圆周力过大，易打滑，从而使所需的带根数增多。
6，在V带传动设计时，为什么要限制带的根数？
答：根数多结构大，由于带的长度误差，使各根带间受力不等。 7，带传动的主要失效形式是什么？设计准则是什么？ 答：1）打滑和疲劳破坏。2）在保证带传动不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和寿命。 8，带传动工作中，带上所受应力有哪几种？如何分布？最大应力在何处？
答：拉应力，弯曲应力和离心应力；小带轮为主动轮，最大应力发生在紧边进入小带轮处。一般弯曲应力最大，离心应力比较小。
9，当传递相同功率时，为什么V带传动作用在轴上的压力比平带传动小？
答：V形槽有“楔形”增力能力，能增大皮带与带轮的正压力，进而增大摩擦力，传递相同功率的V带传动比平带作用在轴上的压力小。 第十二章 齿轮传动
1，齿轮传动常见的失效形式有哪些？各种失效形式常在何种情况下发生？试对工程实际中所见的齿轮失效的形式和原因进行分析。
答：1）主要有轮齿折断和齿面损伤两类，齿面损伤又有齿面接触疲劳磨损，胶合，磨粒磨损和塑形流动等。2）轮齿折断：一种是由多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；一种是因短时过载或冲击载荷而产生的过载折断；齿面接触疲劳磨损：由于齿面接触应力交变引起表层小片状剥落而形成麻点；齿面胶合：高速重载产生瞬时高温，造成齿面间的焊接现象；齿面磨粒磨损：由于相对滑动，软齿面被划伤；齿面塑形流动：重载时，在摩擦力的作用下破坏正确齿形。3）大概同2)。
2，齿轮传动的设计计算准则是根据什么来确定的？目前常见的计算方法有哪些，它们分别针对何种失效形式？针对其余失效形式的计算方法怎样？在工程设计实践中，对于一般的闭式硬齿面，闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么？
答：1）由失效形式确定；2）与3）和4）闭式传动的齿轮，一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。当有短时过载时还应进行静强度计算。对于高速大功率的齿轮传动，还应进行抗胶合计算。开式传动的齿轮，目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当加大模数的办法以考虑磨粒磨损的影响。有短时过载时，仍应进行静强度计算。
3，轮齿折断一般起始于齿轮的哪一侧？全齿面折断和局部折断通常在什么条件下发生？轮齿疲劳折断和过截折断的特征如何？
答：1）起始于轮齿受拉应力一侧；2)与3）齿宽较小的直齿圆柱齿轮，齿根裂纹一般是从齿根沿着横向扩展，发生全齿折断。齿宽较大的直齿圆柱齿轮常因载荷集中在齿的一端，斜齿圆柱齿轮和人字齿轮常因接触线是倾斜的，载荷有时会作用在一端齿顶上，裂纹往往是从齿根斜向齿顶的方向扩展，发生轮齿局部折断。
4，齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上，试对这一现象加以解释。
答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。
5，有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现在硬度为220到240HBS的齿面上出现小
的凹坑，问：（1）这是什么现象？（2）如何判断该齿轮是否可以继续使用？（3)应采取什么措施？
答：1）早期疲劳点蚀。2）若不再发展则可继续使用。3）用高粘度润滑剂可提高抗疲劳点蚀能力。
6，在设计软齿面齿轮传动时，为什么常使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度30到50HBS？ 答：：小齿轮的齿数比大齿轮齿数少，在相同时间内，小齿轮的轮齿参与啮合的次数多，为使两齿轮的齿面均匀磨损，所以通常要将小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30~50HBS。
7，应主要根据哪些因素来决定齿轮的结构形式？常见的齿轮结构形式有哪几种？它们分别应用于何种场合？
答：1)根据齿轮的几何尺寸，毛培材料，加工工艺等决定齿轮结构。2）齿轮轴：用于直径很小的场合；实心结构：用于直径小于160mm；腹板式结构：用于直径小于等于500mm；轮辐式结构：用于直径大于等于400mm小于等于1000mm。
8，试阐述建立直齿圆柱齿轮轮齿根弯曲强度计算公式时所采用的力学模型。
答：由于轮缘刚度很大，故轮齿可看作是宽度为b的悬臂梁，齿根处为危险截面，它可用30度切法线确定。
9，根据齿轮啮合原理，渐开线齿轮传动可以实现瞬时传动比不变，为什么齿轮啮合过程中还会产生内部附加动载荷？动载荷系数Kv反映了哪些产生动载荷的影响因素？如何减小作用在轮齿上的内部附加动载荷？
答：1）由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷；2）制造精度，运转速度；3）为减小动载荷，重要齿轮采用修缘齿。
10，齿轮强度计算中为什么要引入齿间载荷分布系数Kβ，它的值主要受哪些因素影响？可采取哪些措施来减小齿间载荷分布不均的程度？
答：1）由于齿轮副相互倾斜及轮齿扭曲。2）轴的弯曲变形和扭转变形，轴承的弹性位移以及传动装置的制造和安装误差。3）提高轴，轴承和机座的刚度，选取合理的齿轮布置位置，合理的齿宽，提高制造和安装精度。
11，对相对两支承非对称布置的齿轮传动，从减小齿向载荷分布不均的角度考虑，齿轮应远离还是靠近转矩输入端来布置？ 答：远离转矩输入端。
12，试说明齿形系数YFα的物理意义。它与齿轮的哪些参数有关？是如何影响齿轮抗弯强度的？ 答：1）齿形系数YFα是反映当力作用于齿顶时，轮齿齿廓形状对齿根弯曲应力的影响系数，它是指齿根厚度与齿高的相对比例关系。是反映轮齿“高、矮、胖、瘦”程度的形态系数。2）取决于轮齿的形状，与模数大小无关。3）轮齿的抗弯强度随着齿形系数YFα的增加而增大，而齿形系数YFα又随着变位系数的增大而增加。如果总的变位系数不变，为了提高某个齿轮的抗弯强度，还可以在两个齿轮之间适当分配这一数值，使抗弯强度较弱的齿轮得到较大的加强，以提高整个齿轮传动的抗弯强度。
13，一对圆柱齿轮传动，大，小轮齿齿面接触应力是否相等？大，小齿轮的接触强度是否相等？在什么条件下两齿轮的接触强度相等？
答：1)相等2）不等3）接触强度与直径有关，直径越大，接触强度越高，但是两齿轮直径不可能会相等，只有加强小齿轮的材料，才能达到要求。
14，对于闭式软齿面，闭式硬齿面和开式齿轮传动，齿数选的太多或者太少，将分别出现什
么问题？设计时应分别按什么原则选取？
答：对于闭式软齿面，传动尺寸主要取决于接触疲劳强度，而弯曲疲劳强度往往比较富裕，齿数宜取多些，齿数增加有利于增大重合度，提高传动稳定性；减小滑动系数，提高传动效率；减小毛柸外径，减轻齿轮质量；减少切削量，延长刀具使用寿命。对于闭式硬齿面，传动尺寸有可能取决于轮齿弯曲疲劳强度，故齿数不宜过多。对于开式齿轮传动，齿数不宜过多。 15，斜齿与直齿圆柱齿轮传动相比有何特点？螺旋角β太大或太小会怎样？为什么一般在8到25度的范围内取值？应按什么原则选取？
答：1）优点：啮合特性好；重合度大；不产生根切的最小齿数较直齿少。 缺点 ：工作时产生轴向力。 2）：螺旋角太小，没发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆住齿轮传动相对优越性，即传动平稳和承载能力大。螺旋角β越大，齿轮传动的平稳性和承载能力越高。但β值太大，会引起轴向力太大，大了轴和轴承的载荷。故β值选取要适当。通常β要求在8°～25°范围内选取。3)见原因。4）同一轴上两齿轮螺旋角方向应相同，以便轴向力相互抵消。把高速级螺旋角取大，低速级螺旋角取小，以减小低速级的轴向力。 16，有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，A对模数m=4mm，齿数z1=18，z2=41；B对模数m=2mm，齿数z1=36，z2=82；齿轮精度为8级，小齿轮转速均为1450r/min。若其他条件均相同，是分析：（1）按接触强度考虑，哪对齿轮允许传递的转矩大？(2）按抗弯强度考虑，哪对齿轮允许传递的转矩大？
答：1）相同2）B对允许传递的转矩大。 第十三章 蜗杆传动
1，在普通圆柱蜗杆传动中，为什么将蜗杆的分度圆直径规定为标准值？ 答：是为了通用性即互换性；经济性；与国际接轨标准化。
2，采用变位蜗杆传动的目的是什么？变位蜗杆传动与变位齿轮传动相比有何特点？
答：1）为了配合中心距或提高涡轮蜗杆减速机传动的承载能力及传动效率。常采用变位蜗杆传动。2）在蜗杆传动中，由于蜗杆的齿廓形状和尺寸要与加工涡轮的的滚刀形状和尺寸相同，所以为了保持刀具尺寸不变，蜗杆尺寸是不能变的，因而只能对涡轮进行变位。变位后，涡轮的的分度圆和节圆仍旧重合。只是蜗杆在中间平面上的节线有所变化，不再与其分度线重合。
3，影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？为什么传递大功率时很少用普通圆柱蜗杆传动？ 答：1）导程角，滑动速度，蜗轮蜗杆的材料，表面粗糙度，润滑油粘度等；2）大功率连续传动对涡轮磨损比较大，需要经常更换蜗轮齿圈，所以采用较少。 4，蜗杆传动中为何常以蜗杆为主动件？蜗杆能否作为主动件？为什么？
答：自锁现象。不可以。蜗轮由于螺旋配合中的自锁效应，是无法成为主动件的，只能是从动件。
5，在动力蜗杆传动中，涡轮的齿数在什么范围内选取？齿数过多或多少有何不利？ 答：蜗轮齿数z2主要根据传动比来确定。应注意：为了避免用蜗轮滚刀切制蜗轮时产生根切与干涉，理论上应使z2min≥17。但当z2<26时，啮合区要显著减小，将影响传动的平稳性，而在z2≥30时，则可始终保持由两对以上的齿啮合，所以通常规定z2大于28。对于动力传动，z2一般不大于80。这是由于当蜗轮直径不变时，z2越大，模数就越小，将使轮齿的弯曲强度削弱；当模数不变时，蜗轮尺寸将要增大，使相啮合的蜗杆支承间距加长，这将降低蜗杆的弯曲刚度，容易产生挠曲而影响正常的啮合。z1、z2的荐用值见下表<蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的荐用值>（具体选择时应考虑表<普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配>中的匹配关系）。当设计非标准和分度传动时，z2的选择可不受限制。 6，选择蜗杆，涡轮材料的原则是什么？