液压与气压传动5-7章练习题
更新时间:2024-02-29 23:10:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第五章 蜗杆习题
选择题 1) 阿基米德蜗杆的轴向模数,应符合标准数值
2) 与齿轮传动相比较,传动效率高不能作为蜗杆传动的优点
3) 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角小于当量摩擦角
4) 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了防止温升过高导致润滑条件恶化 5) 计算蜗杆传动比时,公式i=d1/d2是错误的。 6) 蜗杆传动中较为理想的材料组合是钢和青铜
7) 为了减少涡轮滚刀型号,有利于刀具标准化,规定蜗杆分度园直径为标准值 8) 蜗杆传动的当量摩擦因数随齿面滑动速度的增大而减小 填空题 1)蜗杆传动的主要失效形式是点蚀,齿根折断,齿面胶合;
2)在蜗杆传动中,产生自锁的条件是蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角;
3)对闭式蜗杆传动,蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效,故通常是按齿面接触疲劳强度进行设计,而按齿根弯曲疲劳强度进行校核,对于开式蜗杆传动,则多发生齿面磨损和轮齿折断所以,通常只需按齿根弯曲疲劳强度进行设计;
4)蜗杆传动中,蜗杆的头数根据传动比和效率,蜗轮的齿数主要是根据传动比确定; 5)蜗杆传动中,蜗轮的轮缘通常采用青铜、 蜗杆常采用碳钢或合金钢制造;
6)蜗杆传动中,蜗轮的螺旋线方向和蜗杆的螺旋线方向相同,蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角相等。 重点简答题 1) 蜗杆传动为什么效率低如何提高效率 答:蜗杆传动中基本是滑动摩擦,齿轮传动是滚动摩擦加少量滑动摩擦。蜗杆主动时,效率η=tanγ/tan(γ+Φv),效率η随蜗杆螺旋线导程角γ的增大而增大,但通常γ<30°;减小当量摩擦角Φv也可提高效率η,在由齿轮传动和蜗杆传动组成的多级传动中,若转速不太高,通常将蜗杆传动放在高速级,以提高相对相对滑动速度Vs,进而降低量摩擦角Φv,提高效率η。当采用钢制蜗杆与青铜涡轮配合时,涡轮机构具有优良的减摩性和摩擦相容性,也有利于提高效率η。 2) 蜗杆传动的正确啮合条件是什么
答:蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数,蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角,蜗杆中圆柱上螺旋线的导程角等于蜗轮分度圆上的螺旋角,且螺旋线方向相同。 3) 蜗杆传动的失效形式与设计准则
答:蜗杆传动的主要失效形式是胶合和磨损。闭式蜗杆传动以胶合为主要失效形式,开式蜗杆传动主要是齿面磨损。由于目前对胶合和磨损的计算尚无成熟的方法,故仍按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行条件性计算,只在许用应力数值中适当考虑胶合和磨损的影响。蜗杆材料的强度通常比蜗轮材料高,且蜗杆齿为连续的螺旋齿,故蜗杆副的失效一般出现在蜗轮上。通常只对蜗轮进行承载能力计算。蜗杆通常为细长轴,过大的弯曲变形将导致啮合区接触不良,因此,当蜗杆轴的支撑跨距较大时,应校核其刚度是否足够。
4) 在什么情况下需要进行蜗杆传动的变位?其变位特点是什么? 答:增加传动的平稳性 ,提高传动能力 ,增加传动的自锁 ,凑中心距及改变传动比。
5) 为什么对蜗杆传动要进行热平衡计算?计算原理是什么?当热平衡不满足时,可采取什么措施?
答:蜗杆传动由于效率低,所以工作时发热量大。在闭式传动中,如果产生的热量不能及时散逸,将因油温不断升高而使润滑油稀释,从而增大摩擦损失甚至发生胶合。所以,必须根据单位时间内的发热量H1等于同时间内的散热量H2的条件进行热平衡计算,以保证油温稳定的处于规定的范围内。热平衡计算的前提条件是:使蜗杆传动单位时间内产生的热量与散发热量相等。当热平衡条件不满足时,可采取以下措施:
1.在箱体外表面铸出或焊上散热片,以增加散热面积;2.在蜗杆轴端安装风扇,加速空气流动,提高散热能力;3.在箱体油池中安装蛇形冷却水管,利用循环水冷却;4.用压力喷油的方法进行循环润滑,并达到散热目的。
6) 蜗杆传动为什么规定直径系列模数系列
答:蜗杆直径决定蜗杆的螺旋升角,螺旋升角的改变决定蜗轮节圆直径大小。对于两孔距有影响。蜗杆传动以法向模数为标准模数 ,蜗杆线数z1直接影响传动比 ,且Z1 增加,传动稳定性好些。 设计计算题 1)如图5.19,蜗杆主动,T1?20Nm,m?4mm,z?2,d1?50mm,蜗轮齿数z?50,传动的啮合效率
12??0.75,试确定:(1)蜗轮的转向;(2)蜗杆和蜗轮上作用力的大小和方向。
解:(1)蜗轮的转向如图所示
(2)蜗杆和蜗轮上作用力方向如图所示 Ft1?Fa2????T2 T12T12?20??800 N ?3d150?10?T2?T1???20?0.75?15 N·m d2?mz2?4?50?200mm
Fa1?Ft2?2T22?15??150 N ?3d1200?10Fr1?Fr2?Ft2tan??150?tan20??55 N
2)如图5.20蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上的锥齿轮z4的转向n4。
(1)欲使中间轴上的轴向力能部分抵消,试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向; (2)在图中标出各轮轴向力的方向。
第六章 轴及轴毂连接
选择题 1)工作中只承受弯矩,不传递转矩的轴,称为心轴
2)转轴设计中在初估轴径时,轴的直径是按扭转强度来初步确定的 3)轴的常用材料主要是碳钢
4)对轴进行表面强化处理,可以提高轴的疲劳强度 5)在轴的设计中,采用轴环的目的是使轴上零件获得轴向定位 6)平键是标准件,其剖面尺寸一般是根据传递转矩大小按标准选取的 7)平键长度主要是根据轮毅长度选择,然后按失效形式校核强度 8) 半圆键链接采用双键时两键应布置在轴的同一条母线上 9)对于采用常见的组合和按标准选取尺寸的平键静链接,主要失效形式是工作面的压溃,动连接的主要失效形式则是工作面过度磨损
10)一般情况下平键连接的对中性精度低于花键连接 重点简答题 1)平键联接的工作原理
答:平键两侧是工作面,上表面与轮毂键槽底面间有间隙,工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩,不能实现轴上零件的轴向固定。 2) 平键连接的失效形式设计准则
答:平键剪切、键槽槽口变形、键槽槽底开裂、平键变形。 3) 轴为什么大多做成阶梯状
答:为了方便机械加工的拆装与刀具的换取,在保证强度的前提下便于检修,轴就做成了阶梯状; 简答题 1) 心轴、传动轴和转轴是如何分类的?试各举一实例。 答:根据轴的承载情况不同可分为心轴、传动轴和转轴三大类。转轴既传递转矩又承受弯矩,如自行车的中轴;传动轴只传递转矩而不承受弯矩或承受弯矩很小,如汽车变速箱与后桥间的轴;心轴则承受弯矩而不传递转矩,如火车车辆的轴、自行车的前轴。 2) 在轴的设计中为什么要初算轴径?有哪些方法? 答:根据轴的承载情况不同可分为心轴、传动轴和转轴三大类。转轴既传递转矩又承受弯矩,如自行车的中轴;传动轴只传递转矩而不承受弯矩或承受弯矩很小,如汽车变速箱与后桥间的轴;心轴则承受弯矩而不传递转矩,如火车车辆的轴、自行车的前轴。 3) 轴的结构设计考虑哪几方面问题? 答:(1)应考虑制造安装的要求,轴应便于加工,轴上零件应便于装配与拆卸; (2)应考虑定位固定的要求,轴承和轴上零件应有正确而可靠的工作位置; (3)轴的受力应合理,尽量减小应力集中。 4)键连接的功用是什么?有哪些结构形式?
答:键是一种标准零件,通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩,有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。根据用途的不同,平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。键联接的主要类型有:平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。 5)平键的尺寸(b*h*l)如何确定?普通平键连接的失效形式是什么?
答:导向平键适用于有沿轴向移动的键连接,如,有换挡要求的轮齿。普通平键适用于轴向位置固定齿轮的键连接。一般的,导向平键可能的失效是键侧磨损、压溃和剪切。普通平键是压溃和剪切。尺寸宽度b、高度h可根据轴径尺寸查表确定,长度 l 根据键的强度计算确定。 设计计算题 3.1解:1——该轴段长度过长,半联轴器无法轴向定位;
2——该轴段长度过长,轴承装配不方便,应采用阶梯轴; 3——轴承透盖与轴之间应为间隙配合,且用油封毡圈密封; 4——轴承盖外端面加工面积过大;
5——箱体两端面与轴承盖接触处无凸台,使箱体端面加工面积过大; 6——箱体两端面与轴承盖间缺少调整垫片,无法调整轴承间隙; 7——套筒过高,轴承无法拆卸;
8——该轴段长度应短于齿轮轮毂宽度,否则齿轮无法轴向定位; 9——齿轮轴向未固定,应采用键联接; 10——轴环过高,轴承无法拆卸;
11——该轴段长度过长,无静止件轴承盖接触。
3.3解:(1)选用A型平键,由轴径d?80mm查表可得:
平键截面尺寸为:b?22mm,h?14mm;
由齿轮轮毂宽度B?150mm,取键长L?140mm;
其标记为:键22?140GB/T1096-2003。 (2)验算平键的挤压强度:
齿轮与轴的材料均为45钢,工作中有轻微振动,
许用挤压为:???p???100~120MPa
A型平键工作长度为:l?L?b?140?22?118mm
4T4?2000?103?p???60.53MPa
dhl80?14?118显然?p????p??,选用该平键合理,挤压强度足够。 3.4解:(1)选用A型平键,由轴径d?70mm查表可得: 平键截面尺寸为:b?20mm,h?12mm;
由蜗轮轮毂宽度B?150mm,取键长L?140mm;
其标记为:键20?140GB/T1096-2003。 (2)验算平键的挤压强度:
蜗轮材料均为铸铁,工作中有轻微振动, 许用挤压为:???p???50~60MPa 工作长l?L?b?140?20?120mm
A
型平键
度为:
4T4?1580?103?p???62.7MPa>??p? ??dhl70?12?120选用该平键挤压强度不够。
这时可使轴与蜗轮轮毂之间为过盈配合,以便承担一部分转矩,也可改用花键联接。
第7章 滚 动 轴 承
选择题 1)中等转速正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是疲劳点蚀
2)按基本额定动载荷选定的滚动轴承,在预定的使用期限内其失效概率最大为10%
3)外圈固定内圈随轴转动的滚动轴承,其内圈上任一点的接触应力为不稳定的脉动循环交变应力 4)角接触球轴承承受轴向载荷的能力,随公称接触角α的增大而增大 5)滚动轴承的接触式密封是毡圈密封
6)滚动轴承中,为防止轴承发生疲劳点蚀,应进行疲劳寿命计算 7)下列四种轴承中,圆锥滚子轴承必须成对使用。 思考题 1) 滚动轴承由哪几部分组成?各部分作用如何?
答:滚动轴承一般有内圈、外圈、滚动体和保持架四大件组成,另外润滑剂对滚动轴承的使用性能有很大的影响,所以有时也把润滑剂作为滚动轴承的第五大件。作用:1、内圈通常与轴紧配合,并与轴一起旋转。2、外圈通常与轴承座孔或机械部件壳体配合,起支乘作用。但是在某些应用场合,也有外圈旋转,内圈固定,或者内、外圈都旋转的。3、滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间。它的形状大小和数量直接影响轴承的承载能力和使用性能。4、保持架将滚动体均匀隔开,引导滚动体在正确的轨道上运动,改善轴承内部载荷分配和润滑性能。
2) 常用滚动轴承有哪几类?代号如何?实际应用如何选取?轴承代号中每段各表示什么内容? 答:1调心球轴承2调心滚子轴承和推力调心滚子轴承3 圆锥滚子轴承4 双列深沟球轴承5 推力球轴承6 深沟球轴承7 角接触轴承8 推力圆柱滚子轴承N 圆柱滚子轴承和双列圆柱滚子轴承NN U 外球面轴承QJ 四点接触球轴承另外,轴承代号前后还有前置和后置代号,分别如下前置代前置R 直接放在轴承基本代号之前,其余代号用小圆点与基本代号隔开。GS.推力圆柱滚子轴承座圈。例GS.81112。K.滚动体与保持架的组合件。例:推力圆柱滚子与保持架的组合件K.81108
R不带可分离内圈或外圈的轴承。例:RNU20不带内圈NU207 轴承。WS推力圆柱滚子轴承轴圈。例:WS.81112.
3) 说明下列滚动轴承代号的意义:N208/P5,7321C,6101,30310,5207. 答: N208/P5 表示圆柱滚子轴承,宽度系列为 0 系列,直径系列为 2 系列,内径为 40mm,5 级公 差等级; 7321C 表示角接触球轴承,宽度系列为 0 系,直径系列为 3 系列,内径为 105mm,公称接触 角 α = 15 ,0 级公差等级; 6101 表示深沟球轴承,宽度系列为 0 系,直径系列为 1 系列,内径为 12mm,0 级公差等级; 30310 表示圆锥滚子轴承,宽度系列为 0 系,直径系列为 3 系列,内径为 50mm,0 级公差等 级; 5207 表示推力球轴承,宽度系列为 0 系,直径系列为 2 系列,内径为 35mm,0 级公差等级;
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