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機械設計20條必備指南

1.螺紋聯接的防松原因和措施是什么?
 
原因:螺紋聯接在沖擊,振動和變載的作用下,預緊力可能在某一瞬間消失,聯接有可能松脫,高溫的螺紋聯接,由于溫度變形差異等原因,也可能發生松脫現象,因此在設計時必須考慮防松。
 
措施:利用附加摩擦力防松,如用槽型螺母和開口銷,止動墊片等,其他方法防松,如沖點法防松、粘合法防松。
 
2.提高螺栓聯接強度的措施
 
1)降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍:
 
為了減小螺栓剛度,可減螺栓光桿部分直徑或采用空心螺桿,也可增加螺桿長度。
被聯接件本身的剛度較大,但被聯接間的接合面因需要密封而采用軟墊片時將降低其剛度,采用金屬薄墊片或采用O形密封圈作為密封元件,則仍可保持被連接件原來的剛度值。
2)改善螺紋牙間的載荷分布。
3)減小應力集中。
4)避免或減小附加應力。
3.輪齒的失效形式
1)輪齒折斷,一般發生在齒根部分,因為輪齒受力時齒根彎曲應力最大,而且有應力集中,可分為過載折斷和疲勞折斷。2)齒面點蝕。3)齒面膠合。4)齒面磨損。5)齒面塑性變形。
4.齒輪傳動的潤滑
開式齒輪傳動通常采用人工定期加油潤滑,可采用潤滑油或潤滑脂,一般閉式齒輪傳動的潤滑方式根據齒輪的圓周速度V的大小而定,當V≤12時多采用油池潤滑,當v>12時,不宜采用油池潤滑。
這是因為:1)圓周速度過高,齒輪上的油大多被甩出去而達不到嚙合區。2)攪油過于激烈使油的溫升增高,降低潤滑性能。3)會攪起箱底沉淀的雜質,加速齒輪的磨損,常采用噴油潤滑。
5.為什么蝸桿傳動要進行熱平衡計算及冷卻措施
由于蝸桿傳動效率低,發熱量大,若不及時散熱,會引起箱體內油溫升高,潤滑失效,導致齒輪磨損加劇,甚至出現膠合,因此對連續工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。
措施:1)增加散熱面積,合理設計箱體結構,鑄出或焊上散熱片。2)提高表面傳熱系數,在蝸桿軸上裝置風扇,或在箱體油池內裝設蛇形冷卻水管。
6.帶傳動的優缺點
優點:(1)適用于中心距較大的傳動。(2)帶具有良好的撓性,可緩和沖擊,吸收振動。(3)過載時帶與帶輪間產生打滑,可防止損壞其他零件。(4)結構簡單,成本低廉。
缺點:(1)傳動的外廓尺寸較大。(2)需要張緊裝置。(3)由于帶的滑動,不能保證固定不變的傳動比。(4)帶的壽命短。(5)傳動效率較低。
7.彈性滑動和打滑的定義
彈性滑動是指由于材料的彈性變形而產生的滑動。打滑是指由于過載引起的全面滑動。彈性滑動是由拉力差引起的,只要傳遞圓周力,出現緊邊和松邊,就一定會發生彈性滑動,所以彈性滑動是不可避免的,進而V2總是大于V1。
8.與帶傳動和齒輪傳動相比,鏈傳動的優缺點
與帶傳動相比,鏈傳動沒有彈性滑動和打滑,能保持準確的平均傳動比,需要的張緊力小,作用在軸上的壓力也小,可減小軸承的摩擦損失,結構緊湊,能在溫度較高、有油污等惡劣環境條件下工作。
與齒輪傳動相比,鏈傳動的制造和安裝精度要求較低,中心距較大時其傳動結構簡單。鏈傳動的缺點——瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數,傳動平穩性較差,工作中有一定的沖擊和噪聲。
9.軸的作用,轉軸、傳動軸以及心軸的區別
軸是用來支持旋轉的機械零件。轉軸既傳動轉矩又承受彎矩。傳動軸只傳遞轉矩而不承受彎矩或彎矩很小。心軸則只承受彎矩而不傳動轉矩。
10.軸的結構設計主要要求
(1)軸應便于加工,軸上零件要易于裝拆。(2)軸和軸上零件要有準確的加工位置。(3)各零件要牢固而可靠的相對固定。(4)改善受力狀況,減小應力集中。
11.形成動壓油膜的必要條件
(1)兩工作面間必須有楔形間隙。(2)兩工作面間必須連續充滿潤滑油或其他粘性流體。(3)兩工作面間必須有相對滑動速度,其運動方向必須使潤滑油從大截面流進,小截面流出,此外,對于一定的載荷,必須使速度、粘度及間隙等匹配恰當。
12.聯軸器和離合器的聯系和區別
兩者都主要用于軸與軸之間的鏈接,使他們一起回轉并傳遞轉矩,用聯軸器聯接的兩根軸,只有在機器停車后,經過拆卸后才可以把它們分離。而用離合器聯接的兩根軸,在機器工作中即能方便的使它們分離或接合。
13.變應力下,零件疲勞斷裂具有的特征
(1)疲勞斷裂的最大應力遠比靜應力下材料的強度極限低,甚至屈服極限低。
(2)不管脆性材料或塑性材料,疲勞斷裂口均表現為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂。
(3)疲勞斷裂是損傷的積累。
14.機械磨損的主要類型
磨粒磨損,粘著磨損,疲勞磨損,腐蝕磨損。
15.墊圈的作用
增加被聯接件的支撐面積以減小接觸處的壓強和避免擰緊螺母時擦傷被聯接件的表面。
16.滾動螺旋的優缺點
優點:(1)磨損很小,還可以用調整方法消除間隙并產生一定預變形來增加剛度,因此其傳動精度很高。(2)不具有自鎖性,可以變直線運動為旋轉運動。
缺點:(1)結構復雜,制造困難。(2)有些機構中為了防止逆轉而需另加自鎖機構。
17.齒輪傳動中,誤差對傳動的影響
(1)影響傳遞運動的準確性。
(2)瞬時傳動比不能保持恒定不變,影響傳動的平穩性。
(3)影響載荷分布的均勻性。
18.齒輪傳動的功率損耗
嚙合中的摩擦損耗,攪動潤滑油的油阻損耗,軸承中的摩擦損耗。
19.單圓弧齒輪的優缺點
優點:(1)齒面接觸強度高。(2)齒廓形狀對潤滑有利,效率較高。(3)齒面容易飽和。(4)無根切,齒面數可較少。
缺點:
(1)中心距及切齒深度的精度要求較高,這兩者的誤差使傳動的承載能力顯著降低。
(2)噪聲較大,在高速傳動中其應用受到限制。
(3)通常輪齒彎曲強度較低。
(4)切削同一模數的凸圓弧齒廓和凹圓弧齒廓要用不同的滾刀。
20.軸瓦材料的性能
(1)摩擦系數小。
(2)導熱性好,熱膨脹系數小。
(3)耐磨,耐蝕,抗膠合能力強。
(4)要有足夠的機械強度和可塑性。
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