機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題解答6-15

第六章齒輪傳動(dòng)思考題和練習(xí)題6-1漸開(kāi)線齒輪具有哪些嚙合特點(diǎn)?解：能滿足定傳動(dòng)比傳動(dòng)的要求，具有可分性，漸開(kāi)線齒廓之間的正壓力方位不變。6-2什么是節(jié)圓？什么是分度圓？二者有什么區(qū)別？解：節(jié)圓是一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，以輪心為圓心，過(guò)節(jié)點(diǎn)所做的圓，即節(jié)點(diǎn)在齒輪上所走的軌跡圓；分度圓那么是為了便于計(jì)算齒輪各局部的尺寸，在介于齒頂圓和齒根圓之間，人為定義的一個(gè)基準(zhǔn)圓。每個(gè)齒輪都有自己的分度圓，且大小是確定不變的；而節(jié)圓是對(duì)一對(duì)相嚙合的齒輪而言的，節(jié)圓的大小隨中心距的變化而變化。6-3漸開(kāi)線齒輪的五個(gè)根本參數(shù)是什么？解：模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)。6-4標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)，以下參數(shù)：分度圓半徑、節(jié)圓半徑、基圓半徑、分度圓壓力角、頂隙等哪些發(fā)生了變化？哪些不變？解：節(jié)圓半徑、頂隙變大，分度圓半徑、基圓半徑、分度圓壓力角不變。6-5一對(duì)直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比，中心距a=100mm，模數(shù)m=2mm。試計(jì)算這對(duì)齒輪的幾何尺寸。解：，a=100mm，m=2mm，，，mm，mmmm，mm。6-6相比直齒圓柱齒輪，平行軸斜齒圓柱齒輪有哪些特點(diǎn)？解：一對(duì)斜齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，其輪齒間的接觸線是傾斜的，齒面接觸是由一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，逐漸增至一條最長(zhǎng)的線，再由最長(zhǎng)的接觸線減短至一個(gè)點(diǎn)而后退出嚙合的。因此，相比直齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲較小，又由于同時(shí)嚙合的齒對(duì)數(shù)多〔重合度大〕，故承載能力也高。但斜齒輪存在派生的軸向力。6-7齒輪的輪齒切制方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？解：齒輪可以通過(guò)壓鑄、熱扎、冷扎、粉末冶金、沖壓等的無(wú)屑加工方法和切削等方法來(lái)加工，其中切削加工方法具有良好的加工精度，是目前齒形加工的主要方法。切削加工方法按加工原理可分為仿形法和展成分兩種。仿形法的特點(diǎn)是所用刀具的切削刃形狀與被切齒輪輪槽的形狀相同。有：用齒輪銑刀在銑床上銑齒、用成形砂輪磨齒、用齒輪拉刀拉齒等方法。展成法是利用一對(duì)齒輪相互嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來(lái)進(jìn)行加工的。如果把其中一個(gè)齒輪做成刀具，使其與被加工齒輪的輪坯按要求的傳動(dòng)比對(duì)滾〔稱其為展成運(yùn)動(dòng)〕，就可以在被加工齒輪的輪坯上加工出與刀具齒形共軛的齒廓。用這種方法加工齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來(lái)加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。6-8模數(shù)和齒數(shù)相同的變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，哪些參數(shù)發(fā)生了變化？哪些參數(shù)沒(méi)有變化？解：模數(shù)、齒數(shù)、分度圓壓力角、基圓直徑、分度圓直徑、齒距等都沒(méi)有發(fā)生變化；齒厚、齒槽寬、齒頂高和齒根高等發(fā)生了變化，而且變位齒輪的齒廓曲線用的是與標(biāo)準(zhǔn)齒輪同一基圓上的漸開(kāi)線的不同區(qū)段。6-9一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度是否相等？齒根彎曲疲勞強(qiáng)度是否相等？為什么？解：大小齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度相等，因?yàn)榇笮↓X輪接觸應(yīng)力是作用力與反作用力的關(guān)系；齒根彎曲疲勞強(qiáng)度不相等，因?yàn)閮升X輪輪齒的齒根厚度不同。6-10什么是斜齒輪、錐齒輪的當(dāng)量齒輪？寫(xiě)出其當(dāng)量齒數(shù)的計(jì)算公式。為什么要提出當(dāng)量齒輪的概念？解：虛擬一個(gè)直齒輪，這個(gè)直齒輪的齒形與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)〔對(duì)于錐齒輪，與大端背錐上的齒形相當(dāng)〕。把虛擬的這個(gè)直齒輪稱為該斜齒輪的當(dāng)量齒輪。當(dāng)量齒輪所具有的齒數(shù)稱為該齒輪的當(dāng)量齒數(shù)，對(duì)于斜齒輪，對(duì)于錐齒輪。提出當(dāng)量齒輪的概念，一方面是齒輪加工時(shí)按當(dāng)量齒輪來(lái)選刀具，另一方面是為了設(shè)計(jì)方便，即設(shè)計(jì)斜齒輪、錐齒輪時(shí)，都將其“折合”成直齒輪〔當(dāng)量齒輪〕來(lái)設(shè)計(jì)。題6-13圖6-11如下圖為一雙級(jí)斜齒輪傳動(dòng)。齒輪1轉(zhuǎn)向和螺旋方向如下圖，為了使軸Ⅱ上兩齒輪的軸向力方向相反，試確定各齒輪的螺旋線方向，并在嚙合點(diǎn)處齒輪各分力的方向。題6-13圖題6-11圖題6-11圖6-12蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是什么？為什么蝸桿傳動(dòng)要比齒輪傳動(dòng)效率低的多？解：蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)、噪聲小和反行程可自鎖等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是嚙合齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，容易引起磨損和膠合。蝸桿傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)效率低的多的原因也是嚙合齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，相對(duì)滑動(dòng)不僅徑向上有，齒向上也有，而且更大。6-13圖示蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿均為主動(dòng)件。試在圖中標(biāo)出未注明的蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向，并在嚙合點(diǎn)處畫(huà)出蝸桿和蝸輪各分力的方向。題6-11解題6-13解第七章輪系和減速器思考題和練習(xí)題7-1在什么情況下要考慮采用輪系？輪系有哪些功用？試舉例說(shuō)明。解：一對(duì)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比有限，不能過(guò)大。為了在一臺(tái)機(jī)器上獲得很大的傳動(dòng)比，或是獲得不同轉(zhuǎn)速，就要采用一系列的齒輪組成輪系。輪系功用有：〔1〕獲得大的傳動(dòng)比；〔2〕實(shí)現(xiàn)變速、變向傳動(dòng)；〔3〕實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解；〔4〕實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)。例子見(jiàn)教材。7-2定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系有什么區(qū)別？行星輪系與差動(dòng)輪系的區(qū)別是什么？解：定軸輪系中各輪幾何軸線的位置相對(duì)于機(jī)架是固定不動(dòng)的。輪系在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，假設(shè)其中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置相對(duì)于機(jī)架不固定，而是繞著其他齒輪的固定幾何軸線回轉(zhuǎn)的，稱為周轉(zhuǎn)輪系。行星輪系是單自由度的軸轉(zhuǎn)輪系，而差動(dòng)輪系是兩自由度的軸轉(zhuǎn)輪系。實(shí)際上看一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系是行星輪系還是差動(dòng)輪系，只要看有無(wú)中心輪被固定為機(jī)架，假設(shè)有中心輪被固定為機(jī)架，那么為行星輪系，假設(shè)中心輪都是可動(dòng)的，那么為軸轉(zhuǎn)輪系。7-3什么是轉(zhuǎn)化輪系？引入轉(zhuǎn)化輪系的目的是什么？解：通過(guò)在整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系上加上一個(gè)與行星架H旋轉(zhuǎn)方向相反的相同大小的角速度nH，把周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成假想的“定軸輪系”，并稱其為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。因?yàn)檗D(zhuǎn)化輪系是“定軸輪系”，故可利用定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法，求得轉(zhuǎn)化輪系中各輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系，從而導(dǎo)出原周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。7-4如何確定輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系？解：定軸輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系是用畫(huà)箭頭的方法來(lái)確定，周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系是計(jì)算出來(lái)的，傳動(dòng)比前“+”號(hào)為方向相同，“—”號(hào)為方向相反。7-5如何把復(fù)合輪系分解為簡(jiǎn)單的輪系？解：劃分輪系關(guān)鍵是把復(fù)合輪系中的周轉(zhuǎn)輪系劃分出來(lái)，一個(gè)行星架好似一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系的“家長(zhǎng)”，連同其上的行星輪及與行星輪嚙合的中心輪同屬一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系。定軸輪系局部，一定是每對(duì)相嚙合的齒輪的軸線都是固定不動(dòng)的。7-6在題7-6圖的滾齒機(jī)工作臺(tái)傳動(dòng)裝置中，各輪的齒數(shù)如圖中括弧內(nèi)所示。假設(shè)被切齒輪為64齒，求傳動(dòng)比i75。題7-6圖解：，，傳動(dòng)比7-7題7-7圖示輪系中，1輪轉(zhuǎn)向n1如圖示。各輪齒數(shù)為：Z1=20，Z2=40，Z3=15，Z4=60，Z5=Z6=18，Z7=1〔左旋蝸桿〕Z8=40，Z9=20。假設(shè)n1=1000r/min，齒輪9的模數(shù)m=3mm，試求齒條10的速度V10。題7-7圖解：，，7-8如題7-8圖所示為Y38滾齒機(jī)差動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中行星輪2空套在轉(zhuǎn)臂〔即軸II〕上，軸II和軸III的軸線重合。當(dāng)銑斜齒圓柱齒輪時(shí)，分齒運(yùn)動(dòng)從軸I輸入，附加轉(zhuǎn)動(dòng)從軸II輸人，故軸III的轉(zhuǎn)速〔傳至工作臺(tái)〕是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成。z1=z2=z3及輸入轉(zhuǎn)速n1、nII時(shí)，求輸出轉(zhuǎn)速nIII。題7-8圖解：，，7-9如題7-9圖示，Z1=30，Z2=20，Z3=120，Z4=2，Z5=50，Z6=20〔m=3mm〕，nl=1450rpm，求齒條7線速度V的大小和方向。題7-9圖題7-10圖解：，，，，，7-10題7-10圖示為錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系。Z1=Z2=17，Z2′=30，Z3=45，假設(shè)1輪轉(zhuǎn)速n1=200r/min，試求系桿轉(zhuǎn)速nH。解：，，第八章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)思考題及練習(xí)題8-1棘輪機(jī)構(gòu)除常用來(lái)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的功能外，還常用來(lái)實(shí)現(xiàn)什么功能？解：制動(dòng)器、單向離合器、超越離合器等。8-2為什么槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)k不能大于1？解：因?yàn)榭傄型Ｐ獣r(shí)間。8-3某自動(dòng)機(jī)的工作臺(tái)要求有六個(gè)工位，轉(zhuǎn)臺(tái)停歇時(shí)進(jìn)行工藝動(dòng)作，其中最長(zhǎng)的一個(gè)工序?yàn)?0秒鐘?，F(xiàn)擬采用一槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成間歇轉(zhuǎn)位工作，試確定槽輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。解：=由得，代入和得那么8-4為什么不完全齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪首、末兩輪齒的齒高一般需要削減？加上瞬心線附加桿后，是否仍需削減？為什么？解：對(duì)于不完全齒輪，從動(dòng)輪起動(dòng)時(shí)，主動(dòng)輪的第一個(gè)齒要繞著主動(dòng)輪心，以圓弧方向進(jìn)入從動(dòng)輪的齒槽，如果是正常齒高，就會(huì)與從動(dòng)輪的后續(xù)輪齒產(chǎn)生干預(yù)。類似的情況，當(dāng)從動(dòng)輪停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)輪的最后一個(gè)輪齒還沒(méi)有退出嚙合區(qū)域，同樣產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象。因此，為了防止在起動(dòng)時(shí)輪齒發(fā)生干預(yù)，和在停止時(shí)保證從動(dòng)輪定位準(zhǔn)確，主動(dòng)輪首末兩齒的齒頂高要適當(dāng)微降低。加上瞬心線附加桿后，這種干預(yù)關(guān)系并沒(méi)改變，故仍需削減。8-5棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)及凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均能使執(zhí)行構(gòu)件獲得間歇運(yùn)動(dòng)，試從各自的工作特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性能分析它們各自的適用場(chǎng)合。解：棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)有剛性沖擊，適合于低速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械；槽輪機(jī)構(gòu)有柔性沖擊，適合中等速度的機(jī)械；凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以沒(méi)有沖擊，適合高速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。第九章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)思考題和練習(xí)題9-1什么是帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑？二者有什么區(qū)別？分別對(duì)帶傳動(dòng)有什么影響？解：帶在工作過(guò)程中的緊邊拉力和松邊拉力引起帶的彈性變形導(dǎo)致帶與帶輪間的滑動(dòng)為帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)，這是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)固有的特性。彈性滑動(dòng)的存在使得摩擦型帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比必然存在誤差。在正常情況下，帶的彈性滑動(dòng)只發(fā)生在帶由主、從動(dòng)輪上離開(kāi)以前的那一局部接觸弧上，隨著工作載荷的增大，彈性滑動(dòng)的區(qū)段也將擴(kuò)大。當(dāng)彈性滑動(dòng)區(qū)段擴(kuò)大到整個(gè)接觸弧時(shí)，帶傳動(dòng)的有效拉力即到達(dá)最大值。如果工作載荷再進(jìn)一步增大，那么帶與帶輪間就將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。打滑使得帶傳動(dòng)失效，這種情況應(yīng)當(dāng)防止。但假設(shè)機(jī)器出現(xiàn)瞬間過(guò)載，那么打滑會(huì)對(duì)機(jī)器起到一種保護(hù)作用。9-2為什么說(shuō)帶傳動(dòng)適合高速傳動(dòng)？但速度又不能過(guò)高，限制高速的因素是什么？解：從帶所能傳遞的功率來(lái)看，帶的速度越高，那么有效拉力越小，要求帶的截面尺寸就越小，或者說(shuō)，同樣有效拉力下，速度越高，那么帶能傳遞的功率就越大。所以說(shuō)帶傳動(dòng)適合高速傳動(dòng)。但速度又不能過(guò)高，限制高速的因素是離心拉應(yīng)力。9-3在V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，為什么要限制小帶輪的最小基準(zhǔn)直徑？解：因?yàn)樾л喌闹睆竭^(guò)小，就會(huì)使帶的彎曲應(yīng)力過(guò)大。9-4帶傳動(dòng)的失效形式是什么？其設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么如何？計(jì)算的主要內(nèi)容是什么？解：帶傳動(dòng)的失效形式是帶的疲勞破壞和打滑。設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是在保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞壽命。計(jì)算的主要內(nèi)容是帶的截型、長(zhǎng)度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑及結(jié)構(gòu)尺寸等。9-5什么是鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)？它對(duì)傳動(dòng)有什么影響？影響多邊形效應(yīng)的因素有哪些？解：當(dāng)主動(dòng)鏈輪以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)鏈輪的角速度將周期性地變動(dòng)。鏈傳動(dòng)的這種運(yùn)動(dòng)特征，是由于圍繞鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點(diǎn)所造成的，故稱為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。對(duì)傳動(dòng)的影響是瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定和產(chǎn)生動(dòng)載荷。影響多邊形效應(yīng)的因素有鏈節(jié)距、鏈輪齒數(shù)。9-6試分析鏈輪齒數(shù)過(guò)大或過(guò)小對(duì)鏈傳動(dòng)有何影響？解：小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，齒數(shù)少可減小外廓尺寸，但圓周力增大，多邊形效應(yīng)顯著，傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷增大，鏈條鉸鏈磨損加劇。鏈輪齒數(shù)過(guò)大，越容易發(fā)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象。9-7鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)相比擬，各有何優(yōu)缺點(diǎn)？分別適用于什么場(chǎng)合？解：與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；需要的張緊力??；結(jié)構(gòu)緊湊。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：只能用于兩平行軸之間的傳動(dòng)，并且不能用于載荷變化大或急速反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合；不能保證恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；鏈節(jié)容易磨損，使鏈條伸長(zhǎng)，從而容易產(chǎn)生跳鏈甚至脫鏈；工作中有沖擊、噪聲，并且隨速度增大而增大，故鏈傳動(dòng)一般用于低速傳動(dòng)。帶傳動(dòng)主要用于高速時(shí)的遠(yuǎn)距離傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)用于不易采用帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。9-8滾子鏈由哪幾種零件組成？哪些零件之間為過(guò)盈配合？哪些零件之間為間歇配合？解：滾子鏈由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間分別采用過(guò)盈連接；套筒和銷軸之間、套筒和滾子之間、內(nèi)鏈板和外鏈板之間均有間隙，可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)。套筒和銷軸組成的鉸鏈可實(shí)現(xiàn)相鄰鏈節(jié)之間的彎曲。滾子是活套在套筒上，有間隙。9-9鏈傳動(dòng)有哪些失效形式？通常發(fā)生在什么工況下？解：鏈傳動(dòng)中兩邊鏈條的拉力也不相等，在變應(yīng)力的作用下，經(jīng)過(guò)一定的循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會(huì)發(fā)生疲勞斷裂，滾子和套筒外表也會(huì)在接觸變應(yīng)力的作用下產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。由于組成鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力，同時(shí)傳動(dòng)時(shí)相對(duì)擺動(dòng)，故將導(dǎo)致鉸鏈磨損。當(dāng)速度過(guò)高而又潤(rùn)滑不當(dāng)時(shí)，銷軸與套筒接觸面上壓力增大且瞬時(shí)溫度過(guò)高，接觸面上的潤(rùn)滑油膜將被破壞，導(dǎo)致某些接觸點(diǎn)熔焊在一起，然后又被撕裂，形成膠合破壞。低速的鏈條過(guò)載，并超過(guò)了鏈條靜力強(qiáng)度的情況下，鏈條就會(huì)被拉斷。9-10鏈傳動(dòng)發(fā)生脫鏈和跳齒的主要原因有哪些？假設(shè)只考慮鏈條鉸鏈的磨損跳齒和脫鏈通常會(huì)發(fā)生在哪個(gè)鏈輪上？為什么？解：兩鏈輪不共面、鏈條鉸鏈磨損、鏈條垂度過(guò)大等。假設(shè)只考慮鏈條鉸鏈的磨損跳齒和脫鏈通常會(huì)發(fā)生在大鏈輪上，因?yàn)橐欢〞r(shí)，齒數(shù)越多，節(jié)圓外移量越大，也就越容易發(fā)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象。9-11鏈傳動(dòng)有哪些潤(rùn)滑方式？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何選用？解：人工定期潤(rùn)滑、滴油潤(rùn)滑、浸油或飛濺潤(rùn)滑、壓力噴油潤(rùn)滑。隨著鏈速、鏈節(jié)節(jié)距的增大，依次選擇以上潤(rùn)滑方式。第十章機(jī)械連接思考題和練習(xí)題10-1螺紋主要有哪幾種類型？根據(jù)什么選用螺紋類型？解：傳動(dòng)螺紋和連接螺紋。傳動(dòng)螺紋主要有矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋；連接螺紋主要有普通螺紋和管螺紋，前者多用于緊固連接，后者用于緊密連接。主要根據(jù)用途來(lái)選用螺紋類型。10-2螺紋的主要參數(shù)有哪些？螺距和導(dǎo)程有什么區(qū)別？如何判斷螺紋的線數(shù)和旋向？解：螺紋的主要參數(shù)有大徑〔公稱直徑〕、螺距、導(dǎo)程、線數(shù)等。螺距是相鄰兩螺紋牙的軸向尺寸；導(dǎo)程是同一螺紋轉(zhuǎn)一周所走的軸向距離，大小等于螺距乘線數(shù)。線數(shù)根據(jù)同一螺紋轉(zhuǎn)一圈所走的螺距數(shù)來(lái)判斷，旋向根據(jù)左右手法那么來(lái)判斷，四個(gè)指指向旋轉(zhuǎn)方向，假設(shè)拇指正好指向螺紋前進(jìn)方向，符合哪個(gè)手，就是那個(gè)旋向。10-3螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘?shù)姆謩e應(yīng)用于什么場(chǎng)合？解：普通螺栓連接用于連接兩個(gè)被連接件，既可承受軸向載荷，也可承受橫向載荷。螺栓與孔壁之間有間隙，故無(wú)定位作用，靠結(jié)合面間摩擦承受橫向載荷，應(yīng)用最廣泛。鉸制孔螺栓連接承受橫向載荷的兩個(gè)被連接件，靠螺栓光桿局部與孔壁之間相互擠壓來(lái)承受橫向載荷，承載能力大，并有定位作用，用螺栓桿承受橫向載荷或者固定被連接件的相對(duì)位置的場(chǎng)合。雙頭螺柱、螺釘連接都是用于其中一個(gè)被連接件過(guò)厚不便加工成通孔的情況，其中雙頭螺柱用于需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合，螺釘用于不需經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。緊定螺釘多用于固定軸上的零件，傳遞不大的載荷。10-4螺紋連接防松的本質(zhì)是什么？螺紋防松主要有哪幾種方法？解：螺紋連接防松的本質(zhì)就是防止螺紋副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。按照工作原理來(lái)分，螺紋防松有摩擦防松〔如對(duì)頂螺母、彈簧墊圈)、機(jī)械防松(如槽形螺母和開(kāi)口銷、止動(dòng)墊片、螺母和帶翅墊片)、破壞性防松以及粘合法防松等多種方法。10-5受拉螺栓的松連接和緊連接有何區(qū)別？設(shè)計(jì)計(jì)算公式是否相同？解：松連接不預(yù)緊，緊連接要預(yù)緊。設(shè)計(jì)計(jì)算公式不同，松連接只有拉應(yīng)力，而緊連接還要記入扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。10-6什么情況下使用鉸制孔用螺栓？解：常用于承受較大橫向載荷或需要同時(shí)起定位作用的場(chǎng)合。10-7在受拉伸螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算中，總載荷是否等于預(yù)緊力與拉伸工作載荷之和？解：總載荷不等于預(yù)緊力與拉伸工作載荷之和，因?yàn)榧由贤廨d荷后預(yù)緊力會(huì)減小。根據(jù)力的平衡，總載荷應(yīng)等于剩余預(yù)緊力與拉伸工作載荷之和。10-8影響螺栓聯(lián)強(qiáng)度的主要因素有哪些？可以采用哪些措施提高螺栓連接強(qiáng)度？解：應(yīng)力幅值、應(yīng)力集中、螺栓工藝等。提高螺栓連接強(qiáng)度措施主要有：減小螺栓剛度增大被連接件剛度以減小應(yīng)力幅值；從結(jié)構(gòu)或工藝上采取措施以減少或防止附加應(yīng)力；從結(jié)構(gòu)上采取措施以減小應(yīng)力集中；從工藝上采取措施〔如搓絲、滾絲等塑性加工工藝〕以提高螺栓疲勞強(qiáng)度等方法。10-9什么是鉚釘連接？解：鉚釘連接是將鉚釘穿過(guò)被連接件的預(yù)制孔經(jīng)鉚合后形成的不可拆卸連接。10-10機(jī)械制造中常見(jiàn)的焊接方式有幾種？都有哪些焊縫形式？焊接接頭有哪些形式？解：常用的焊接方法有電弧焊、氣焊和電渣焊等，常用的焊縫形式有對(duì)接焊縫和填角焊縫。焊接接頭有平頭型〔當(dāng)被焊接件厚度不大時(shí)〕、各種形式的預(yù)制坡口〔當(dāng)被連接件厚度較大時(shí)〕。10-11膠接接頭主要有哪幾種型式？常用的膠接粘劑有哪些？解：膠接接頭的根本形式有對(duì)接、搭接和正交。常用的膠粘劑有酚醛乙烯、聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。10-12什么是過(guò)盈連接？解：過(guò)盈連接是利用零件間的過(guò)盈配合來(lái)到達(dá)連接的目的，靠配合面之間的摩擦來(lái)傳遞載荷，其配合面大多為圓柱面，如軸類零件和輪轂之間的連接等。10-13鉚接、焊接和膠接各有什么特點(diǎn)？分別適用于什么場(chǎng)合？解：鉚接的工藝簡(jiǎn)單、耐沖擊、連接牢固可靠，但結(jié)構(gòu)較笨重，被連接件上有釘孔使其強(qiáng)度削弱，鉚接時(shí)噪聲很大。目前，鉚接主要用于橋梁、造船、重型機(jī)械及飛機(jī)制造等部門。焊接強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單、重量輕，在單件生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制及復(fù)雜零件結(jié)構(gòu)情況下，采用焊接替代鑄造，可以提高生產(chǎn)效率，減少本錢。但焊接后常常有剩余應(yīng)力和變形存在，不能承受嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)。膠接工藝簡(jiǎn)單、便于不同材料及極薄金屬間的連接，膠接的重量輕、耐腐蝕、密封性能好；但是，膠接接頭一般不宜在高溫及沖擊、振動(dòng)條件下工作，膠接劑對(duì)膠接外表的清潔度有較高要求，結(jié)合速度慢，膠接的可靠性和穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。10-14常用的連接有哪些類型？它們各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)合？解：機(jī)械連接可分為兩類：1〕可拆連接，用于需拆裝的場(chǎng)合，拆裝時(shí)無(wú)需損傷連接中的任何零件，且其工作能力不遭破壞。屬這類連接的有螺紋連接、鍵連接、銷連接及型面連接等。2〕不可拆連接，用于不拆卸的場(chǎng)合，拆卸時(shí)至少會(huì)損壞連接中的一個(gè)零件。如鉚釘連接、焊接、膠接等均屬這類連接。10-15分析普通螺紋、管螺紋的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明它們的應(yīng)用。解：普通螺紋有獨(dú)立的連接件〔如螺栓、螺母等〕，用其來(lái)連接被連接件；而管螺紋是連接管子的，一般直接在被連接的管子上直接做出內(nèi)外螺紋。10-16為什么大多數(shù)螺紋連接必須預(yù)緊？預(yù)緊后，螺栓和被連接件各受到什么載荷？解：為了保證螺紋連接的可靠性或被連接件的氣密性，在安裝時(shí)必須把螺母或螺釘擰緊。預(yù)緊后，螺栓受拉，被連接件受壓。10-17普通螺栓連接和鉸制孔螺栓連接在結(jié)構(gòu)、承載原理上各有什么特點(diǎn)？解：普通螺栓連接用于連接兩個(gè)被連接件，既可承受軸向載荷，也可承受橫向載荷。螺栓與孔壁之間有間隙，故無(wú)定位作用，靠結(jié)合面間摩擦承受橫向載荷，應(yīng)用最廣泛。鉸制孔螺栓連接承受橫向載荷的兩個(gè)被連接件，靠螺栓光桿局部與孔壁之間相互擠壓來(lái)承受橫向載荷，承載能力大，并有定位作用。10-18在螺紋連接中，為什么要采用防松裝置？解：連接螺紋滿足自鎖條件，按說(shuō)不會(huì)自行松脫。但在沖擊、振動(dòng)和變載荷作用下，螺紋間的摩擦力可能瞬時(shí)消失，連接有可能松脫。當(dāng)溫度變化較大時(shí)，由于熱變形等原因，也可能發(fā)生螺紋的松脫現(xiàn)象。為了保證連接的可靠性和平安，必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮螺紋連接的防松問(wèn)題。10-19鍵連接有哪些類型？解：鍵連接的主要類型有：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。10-20平鍵連接與楔鍵連接在結(jié)構(gòu)和使用性能上有什么不同？解：平鍵連接中鍵與鍵槽底部有間隙，故軸與輪轂的對(duì)中性好，而楔鍵與鍵槽底面楔緊，必然使軸與輪轂軸線產(chǎn)生偏斜。10-21花鍵連接與平鍵連接相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？解：與平鍵連接相比，花鍵連接的導(dǎo)向性好，齒根處的應(yīng)力集中較小，適用于傳遞載荷大、定心精度要求高或者經(jīng)常需要滑移的連接。但花鍵制造本錢高。10-22銷的根本類型及其功用有哪些？解：圓柱銷、圓錐銷和槽銷等,其功用有定位、連接和平安保護(hù)。10-23型面連接有何特點(diǎn)？ 解：型面連接應(yīng)力集中小，能傳遞大扭矩，裝拆方便，但是加工工藝復(fù)雜，需要專用設(shè)備。10-24試比擬鉚接、焊接、膠接的特點(diǎn)及其應(yīng)用。解：鉚接的工藝簡(jiǎn)單、耐沖擊、連接牢固可靠，但結(jié)構(gòu)較笨重，被連接件上有釘孔使其強(qiáng)度削弱；焊接強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單、重量輕，但焊接后常常有剩余應(yīng)力和變形存在，不能承受嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)；膠接工藝簡(jiǎn)單、便于不同材料及極薄金屬間的連接，膠接的重量輕、耐腐蝕、密封性能好；但是，膠接接頭一般不宜在高溫及沖擊、振動(dòng)條件下工作，膠接劑對(duì)膠接外表的清潔度有較高要求，結(jié)合速度慢，膠接的可靠性和穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。10-25一齒輪裝在軸上，采用A型普通平鍵連接。齒輪、軸、鍵均用45鋼，軸徑d=80mm，輪轂長(zhǎng)度L=150mm，傳遞傳矩T=2000N·解：d=80,,L=150，,,，MPa平鍵標(biāo)記：鍵A22X14GB/T—1096—79，鍵長(zhǎng)L=150mm，MPa，10-26題10-26圖所示剛性聯(lián)軸器用螺栓連接，螺栓性能等級(jí)為8.8，聯(lián)軸器材料為鑄鐵〔HT250〕，假設(shè)傳遞載荷T=1500N.m。1)采用4個(gè)M16的鉸制孔用螺栓，螺栓光桿處的直徑ds=17mm，受壓的最小軸向長(zhǎng)度=14mm，試校核其連接強(qiáng)度；2)假設(shè)采用M16的普通螺栓連接，當(dāng)接合面間摩擦因數(shù)f=0.15，安裝時(shí)不控制預(yù)緊力，試確定所需螺栓數(shù)目〔取偶數(shù)〕。題10-26圖解：，MPa，1〕MPa，MPaMPa，MPa滿足連接強(qiáng)度。2〕mm，MPa，，〔取，，N6.8，取z=8。10-27一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓p=4MPa，油缸內(nèi)徑D=160mm〔圖10-7〕，沿凸緣圓周均布8個(gè)螺栓，裝配時(shí)控制預(yù)緊力。試確定螺栓直徑。解：N，，，S=1.35，，，，螺栓直徑mm。10-28試為題10-26圖所示聯(lián)軸器選擇平鍵連接的尺寸并校核其強(qiáng)度。解：，L=108，，，MPa，MPa，強(qiáng)度缺乏。10-29一鋼制齒輪與軸采用靜連接，軸徑d=100mm，齒輪輪轂寬度為180mm，工作時(shí)有輕微沖擊。試確定普通平鍵連接尺寸，并計(jì)算其能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。解：鍵A28X16GB/T—1096—79，鍵長(zhǎng)L=176mm，l=L-b=160，k=h/2=8，MPa，，第十一章軸承思考題和練習(xí)題11-1滑動(dòng)軸承的摩擦狀況有哪幾種？它們有何本質(zhì)差異？解：分為四種：干摩擦狀態(tài)，當(dāng)兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)外表之間無(wú)任何介質(zhì)時(shí)，兩摩擦外表直接接觸，摩擦因數(shù)大，兩外表的磨損快，摩擦功率損耗也較大；邊界摩擦狀態(tài)，兩摩擦外表上吸附有一層極薄的潤(rùn)滑介質(zhì)薄膜，兩摩擦外表被薄膜隔開(kāi)，但在載荷作用下，有局部外表上的凸峰會(huì)刺破薄膜而形成直接接觸，因此這種狀態(tài)下摩擦因數(shù)和磨損都比擬大；液體摩擦狀態(tài)，當(dāng)兩外表之間存在液體介質(zhì)，同時(shí)液體介質(zhì)的厚度足以將兩外表完全隔開(kāi)，在這種狀態(tài)下，兩外表之間的摩擦完全來(lái)自液體介質(zhì)內(nèi)部，摩擦因數(shù)很小，磨損幾乎為零；混合摩擦狀態(tài)，當(dāng)兩外表之間液體介質(zhì)的厚度較小，使兩摩擦外表之間一些地方形成液體摩擦，而在另一地方形成邊界摩擦?；瑒?dòng)軸承的摩擦狀況本質(zhì)差異在于摩擦系數(shù)和磨損不同。11-2徑向滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？各有何特點(diǎn)？解：有整體式、剖分式和調(diào)心式。整體式滑動(dòng)軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、本錢低、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但在裝拆時(shí)需要軸承或軸作較大的軸向移動(dòng)，故裝拆不便。而且當(dāng)軸頸與軸瓦磨損后，無(wú)法調(diào)整其間的間隙。剖分式軸承裝拆方便，且通過(guò)調(diào)整墊片的厚薄，可以調(diào)整軸瓦和軸頸間的間隙，以補(bǔ)償磨損造成的間隙增大。調(diào)心式軸承軸瓦外外表為球面，起調(diào)心作用，以適應(yīng)軸的偏斜。11-3非液體摩擦滑動(dòng)軸承的主要失效形式是什么，試從下面選擇正確解案？(a)點(diǎn)蝕(b)膠合√(c)磨損 (d)塑性變形11-4常用軸瓦材料有哪些，適用于何處？為什么有的軸瓦上澆鑄一層減磨金屬作軸承襯使用？解：軸承合金，常用來(lái)做軸承襯材料；青銅，常用來(lái)整體軸瓦。能同時(shí)滿足軸承材料要求的是難找的，為使各種軸承材料在性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短，在工藝上可以用澆鑄或壓合方法，將具有減磨作用的薄層材料粘附在軸瓦基體上。11-5形成滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜潤(rùn)滑要具備什么條件？解：形成液體動(dòng)壓油膜需要具備以下條件：(1)軸頸和軸瓦工作外表間必須有一個(gè)收斂的楔形間隙。(2)軸頸和軸瓦工作外表間必須有一定的相對(duì)速度，且它們的運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥瑒拇罂诹魅?，從小口流出?3)要有一定粘度的潤(rùn)滑劑，且供給要充分。11-6選擇以下正確解案。液體滑動(dòng)軸承的動(dòng)壓油膜是在一個(gè)收斂間楔、充分供油和一定條件下形成的。√(a)相對(duì)速度 (b)外載 (c)外界油壓 (d)溫度11-7校核鑄件清理滾筒上的一對(duì)滑動(dòng)軸承，裝載量加自重為18000N，轉(zhuǎn)速為40r/min，兩端軸頸的直徑為120mm，軸瓦材料為錫青銅ZCuSn10Pl，用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。解：F=18000/2=9000N，，，，MPaMPa.m/sm/s11-8驗(yàn)算一非液體摩擦的滑動(dòng)軸承，軸轉(zhuǎn)速n=65r/min，軸直徑d=85mm，軸承寬度B=85mm，徑向載荷R=70kN，軸的材料為45號(hào)鋼。解：MPam/sMPa.m/s滑動(dòng)軸承的材料為ZCuZn16Si4。11-9一起重用滑動(dòng)軸承，軸頸直徑d=70mm，軸瓦工作寬度B=70mm，徑向載荷R=30000N，軸的轉(zhuǎn)速n=200r/min，試選擇適宜的軸瓦材料。解：MPam/sMPa.m/s滑動(dòng)軸承的材料為ZCuZn16Si4。11-10一支承起重機(jī)卷筒的非液體摩擦的滑動(dòng)軸承所受的徑向載荷R=25000N，軸頸直徑d=90mm，寬徑比B/d=1，軸頸轉(zhuǎn)速n=8r/min，試選擇該滑動(dòng)軸承的材料。解：MPam/sMPa.m/s滑動(dòng)軸承的材料為HT150。11-11滾動(dòng)軸承主要類型有哪幾種？各有何特點(diǎn)？試畫(huà)出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。解：見(jiàn)表11—211-12說(shuō)明以下型號(hào)軸承的類型、尺寸、系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及精度等級(jí)：32210E，52411/P5，61805，7312AC，NU2204E。解：32210E：圓錐滾子軸承，d=50，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度52411/P5：推力球軸承，d=55，直徑系列4，寬度系列2，5級(jí)精度61805：深溝球軸承，d=55，直徑系列8，寬度系列1，普通級(jí)精度7312AC：角接觸球軸承，d=60，直徑系列3，寬度系列0，普通級(jí)精度NU2204E：圓柱滾子軸承，d=20，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度11-13選擇滾動(dòng)軸承應(yīng)考慮哪些因素？試舉出1~2個(gè)實(shí)例說(shuō)明之。解：主要應(yīng)考慮如下三方面的影響因素來(lái)確定。1．軸承承受的載荷軸承的類型選擇主要決定于載荷的大小、方向和性質(zhì)。1)由于球軸承元件之間是點(diǎn)接觸，而滾子軸承是線接觸，所以在同樣的載荷下球軸承的接 觸應(yīng)力要比滾子軸承大，因此當(dāng)載荷輕而平穩(wěn)時(shí)，宜選球軸承；而當(dāng)載荷大、有沖擊時(shí)那么宜選用滾子軸承。2)當(dāng)軸承載荷的方向?yàn)榧儚较驎r(shí)，應(yīng)選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。而當(dāng)載 荷方向?yàn)榧冚S向時(shí)，那么應(yīng)選用推力球軸承。3)假設(shè)軸承同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，且軸向載荷較小時(shí)，可選用深溝球軸承；而當(dāng)軸向荷較大時(shí)，那么可選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。2．軸承的轉(zhuǎn)速1)由于球軸承比滾子軸承的滾動(dòng)阻力小，所以在尺寸、精度相同時(shí)，球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。2)在軸承內(nèi)徑相同情況下，不同的滾動(dòng)體尺寸對(duì)應(yīng)于不同的軸承尺寸系列。滾動(dòng)體的尺寸 愈大，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力也愈大，對(duì)軸承的強(qiáng)度和壽命影響也隨之增大，因此滾動(dòng)體小的軸承更適合于高速轉(zhuǎn)動(dòng)下工作。3)推力軸承的滾道對(duì)滾動(dòng)體的約束能力很小，在較高轉(zhuǎn)速時(shí)滾動(dòng)體很容易脫離滾道位置而失效，所以推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都很低。3．軸承的調(diào)心性能當(dāng)軸的跨距較大、彎曲剛度較小或由于加工安裝等原因造成軸兩端的軸承有較大不同心時(shí)，應(yīng)采用具有自動(dòng)調(diào)心性能的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。11-14滾動(dòng)軸承的主要失效形式是什么？應(yīng)怎樣采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么？解：疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式，設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是驗(yàn)算當(dāng)量動(dòng)載荷以防止在要求壽命內(nèi)發(fā)生點(diǎn)蝕；當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，很大的靜載荷或沖擊載荷會(huì)使軸承滾道和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生塑性變形，使?jié)L道外表形成變形凹坑，設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是驗(yàn)算當(dāng)量靜載荷以防止發(fā)生塑性變形。11-15試按滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算公式分析：轉(zhuǎn)速一定的7207C軸承，其額定動(dòng)載荷從C增為2C轉(zhuǎn)速一定的7207C軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷從P增為2P時(shí)，壽命是否由Lh下降為L(zhǎng)h/2？當(dāng)量動(dòng)載荷一定的7207C軸承，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速由n增為2n時(shí)，其壽命有何變化？解：〔1〕否，應(yīng)是原來(lái)的8倍〔2〕否，應(yīng)是Lh/8〔3〕轉(zhuǎn)數(shù)壽命不變，時(shí)間壽命縮小一半。第十二章軸和聯(lián)軸器思考題和練習(xí)題12-1軸有哪些類型？各有何特點(diǎn)？請(qǐng)各舉2~3個(gè)實(shí)例？解：根據(jù)承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸三種。轉(zhuǎn)軸既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，如的減速箱轉(zhuǎn)軸。傳動(dòng)軸主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受或承受很小的彎矩，如汽車的傳動(dòng)軸。心軸只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。12-2轉(zhuǎn)軸所受彎曲應(yīng)力的性質(zhì)如何？其所受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的性質(zhì)又怎樣考慮？解：轉(zhuǎn)軸所受彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力〔單向轉(zhuǎn)動(dòng)〕、脈動(dòng)應(yīng)力〔單向轉(zhuǎn)動(dòng)且頻繁起動(dòng)〕、對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力〔頻繁正反轉(zhuǎn)〕12-3軸的常用材料有哪些？應(yīng)如何選用？解：軸的材料常采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼具有較高的綜合機(jī)械性能，因此應(yīng)用較多，特別是45號(hào)鋼應(yīng)用最為廣泛。為了改善碳素鋼的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。合金鋼具有較高的機(jī)械性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。值得注意的是：鋼材的種類和熱處理對(duì)其彈性模量的影響甚小，因此如欲采用合金鋼或通過(guò)熱處理來(lái)提高軸的剛度，并無(wú)實(shí)效。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較高，因此設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)從結(jié)構(gòu)上防止或減小應(yīng)力集中，并減小其外表粗糙度。12-4在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？解：因?yàn)榈退佥S轉(zhuǎn)矩大。12-5轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)時(shí)為什么不能先按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，然后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而必須按初估直徑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彎扭合成強(qiáng)度驗(yàn)算三個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行？解：因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前各軸段長(zhǎng)度不定，彎矩?zé)o法確定。12-6軸上零件的周向和軸向定位方式有哪些？各適用什么場(chǎng)合？解：軸向定位方式有軸肩、軸環(huán)和套筒等。軸肩和軸環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，并能承受較大軸向力；套筒定位結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單、可靠，但不適合高轉(zhuǎn)速情況。軸上零件的周向定位大多采用鍵、花鍵或過(guò)盈配合等聯(lián)接形式。以傳遞動(dòng)力為目的時(shí)，可用鍵連接；以傳遞精確運(yùn)動(dòng)為目的時(shí)，可用圓錐面或過(guò)盈配合；緊螺釘或銷連接僅用在傳遞扭矩小、且不重要的場(chǎng)合。12-7一傳動(dòng)軸傳遞的功率為40kW，轉(zhuǎn)速n=1000r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過(guò)40MPa，求該軸的直徑？解：Nm，mm12-8一傳動(dòng)軸直徑d=35mm，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過(guò)55MPa，問(wèn)該軸能傳遞多少功率？解：，NmkW12-9一轉(zhuǎn)軸在直徑d=55mm處受不變的轉(zhuǎn)矩T=15103N.m和彎矩M=7103N.m，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，問(wèn)該軸能否滿足強(qiáng)度要求？解：N﹒mm，MPa，而MPa，軸不能滿足強(qiáng)度要求。12-10聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的功用有何異同？各用在機(jī)械的什么場(chǎng)合？解：聯(lián)軸器和離合器都是用來(lái)連接兩軸(或軸與軸上的回轉(zhuǎn)零件)，使它們一起旋轉(zhuǎn)并傳遞扭矩的部件，但離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)別離或接合，聯(lián)軸器那么不能。制動(dòng)器是對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)件施加阻力或阻力矩，實(shí)現(xiàn)迅速減速或停止運(yùn)動(dòng)。12-11為什么有的聯(lián)軸器要求嚴(yán)格對(duì)中，而有的聯(lián)軸器那么可以允許有較大的綜合位移？解：聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器，剛性聯(lián)軸器無(wú)誤差補(bǔ)償能力，故要求嚴(yán)格對(duì)中，否那么兩軸憋著勁無(wú)法正常工作；而撓性聯(lián)軸器有誤差補(bǔ)償能力，可依靠聯(lián)軸器元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或彈性變形，來(lái)自動(dòng)適應(yīng)兩軸的偏斜誤差。12-12剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器有何差異？各舉例說(shuō)明它們適用于什么場(chǎng)合？解：剛性聯(lián)軸器無(wú)誤差補(bǔ)償能力，適用于系統(tǒng)剛性好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的場(chǎng)合；彈性聯(lián)軸器有誤差補(bǔ)償能力，彈性元件有緩沖減震作用，適用于系統(tǒng)剛性較差，工作中易產(chǎn)生兩軸偏斜誤差和有沖擊振動(dòng)的場(chǎng)合。12-13萬(wàn)向聯(lián)軸器有何特點(diǎn)？如何使軸線間有較大偏斜角的兩軸保持瞬時(shí)角速度不變？解：萬(wàn)向聯(lián)軸器的最大特點(diǎn)就是能適應(yīng)兩軸間很大的角度位移，為保持輸出瞬時(shí)角速度不變，可采用雙萬(wàn)向聯(lián)軸器，且在聯(lián)軸器布置上滿足恒速要求的三個(gè)條件。12-14選擇聯(lián)軸器的類型時(shí)要考慮哪些因素？確定聯(lián)軸器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)什么原那么？解：依據(jù)機(jī)器的工作條件〔諸如轉(zhuǎn)速、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、系統(tǒng)剛性、溫度等〕選定適宜的類型，按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸的轉(zhuǎn)速和軸端直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選擇所需的型號(hào)和尺寸。12-15試比擬牙嵌離合器和摩擦離合器的特點(diǎn)和應(yīng)用？解：牙嵌離合器結(jié)合準(zhǔn)確、可靠、傳遞載荷大，但結(jié)合過(guò)程沖擊大，不適合高速，一般在空載下離合。摩擦離合器和牙嵌離合器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：不管在何種速度時(shí)，兩軸都可以接合或別離；接合過(guò)程平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)較??；從動(dòng)軸的加速時(shí)間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)；過(guò)載時(shí)可發(fā)生打滑，以保護(hù)重要零件不致?lián)p壞。其缺點(diǎn)為外廓尺寸較大；在接合、別離過(guò)程中要產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，故發(fā)熱量較大，磨損也較大。一般而言，當(dāng)要求主、從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)且傳遞轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可選用嵌入式離合器；當(dāng)要求在高速下平穩(wěn)接合而主、從動(dòng)軸同步要求低時(shí)，宜選用摩擦式離合器。12-16帶式制動(dòng)器與塊式制動(dòng)器有何不同？各適用于什么場(chǎng)合？解：塊式制動(dòng)器靠瓦塊與制動(dòng)輪間的摩擦力來(lái)制動(dòng)，瓦塊對(duì)制動(dòng)輪的包角較小，故制動(dòng)力相對(duì)較小，但對(duì)軸的作用力小〔理論上對(duì)軸的徑向力為零〕。帶式制動(dòng)器主要用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪。制動(dòng)帶包在制動(dòng)輪上，制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間產(chǎn)生摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)合閘制動(dòng)。帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它由于包角大而制動(dòng)力矩大，但其缺點(diǎn)是制動(dòng)帶磨損不均勻，容易斷裂，而且對(duì)軸的作用力大。第十三章彈簧思考題和練習(xí)題13-1彈簧有哪些類型？各有什么功用？解：按照所承受的載荷不同，彈簧可以分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等四種。按外形不同又可分為：螺旋彈簧、碟形簧、環(huán)形簧、盤(pán)彈簧和板簧。彈簧的主要功用有：1〕控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，如制動(dòng)器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)氣缸的閥門彈簧等。2〕減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等。3〕儲(chǔ)存及輸出能量，如鐘表彈簧、槍栓彈簧等。4〕測(cè)量力的大小，如測(cè)力器和彈簧秤中的彈簧等。13-2彈簧旋繞比C的含義是什么？設(shè)計(jì)彈簧時(shí)為什么C值不宜取得過(guò)大或過(guò)??？解：彈簧旋繞比C是彈簧外徑與鋼絲直徑之比，旋繞比C影響彈簧的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及制造的難易。C值大，彈簧較軟，剛性小，容易變形，容易繞制。C值小，那么相反，彈簧較硬，剛性大，不易繞制，還會(huì)影響壓簧的穩(wěn)定性。13-3什么是彈簧的特性曲線？它與彈簧的剛度有什么關(guān)系？解：彈簧所受載荷與其變形之間的關(guān)系曲線稱為彈簧的特性曲線。該特性曲線的斜率值反映彈簧的剛度。定剛度彈簧的特性曲線為直線，而變剛度彈簧的特性