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第三章 机械零件的强度重要基本概念 1疲劳破坏及其特点 疲劳破坏：在远低于材料抗拉强度极限的交变应力作用下工程材料发生破坏。 疲劳破坏的特点：1）在循环变应力多次反复作用下发生；2）没有明显的塑性变形；3）所受应力远小于材料的静强度极限；4）对材料组成、零件形状、尺寸、表面状态、使用条件和工作环境敏感。 2疲劳破坏与静强度破坏的区别，强度计算的区别 ？静强度破坏是由于工作应力超过了静强度极限，具体说，当工作应力超过材料的屈服极限就发生塑性变形，当超过强度极限就发生断裂。而疲劳破坏时，其工作应力远小于材料的抗拉强度极限，其破坏是由于变应力对材料损伤的累积所致。交变应力每作用一次，都对材料形成一定的损伤，损伤的结果是形成小裂纹。这种损伤随着应力作用次数的增加而线性累积，小裂纹不断扩展，当静强度不够时发生断裂。 静强度计算的极限应力值是定值。而疲劳强度计算的极限应力是变化的，随着循环特性和寿命大小的改变而改变。 3影响机械零件疲劳强度的因素 影响机械零件疲劳强度的因素主要有三个：应力集中、绝对尺寸和表面状态。 应力集中越大，零件的疲劳强度越低。材料的强度极限越高，对应力集中越敏感。 零件的绝对尺寸越大，其疲劳强度越低。因为绝对尺寸越大，所隐含的缺陷就越多。零件的表面状态直接影响疲劳裂纹的产生，对零件的疲劳强度非常重要。表面越粗糙，疲劳强度越低。表面强化处理可以大大提高其疲劳强度。需要注意：这三个因素只影响应力幅，不影响平均应力，因此不影响静强度。 4线性疲劳损伤累积的主要内容 材料在承受超过疲劳极限的交变应力时，应力每循环作用一次都对材料产生一定量的损伤，并且各个应力的疲劳损伤是独立进行的，这些损伤可以线性地累积起来，当损伤累积到临界值时，零件发生疲劳破坏。5.材料的疲劳特性曲线描述了在一定的应力特性下，疲劳极限与应力循环次数的N关系曲线，也可以用在某一给定循环次数时，疲劳极限的应力幅值与平均应力的 a m 关系曲线（又称等寿命曲线）来描述。3-1在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的_B_。 A屈服点 B疲劳极限 C强度极限 D弹性极限 3-2 45 钢的对称疲劳极限1 =270MPa，疲劳曲线方程的幂指数 m= 9，应力循环基数 N0 =5106次，当实际应力循环次数 N =104次时，有限寿命疲劳极限为_MPa。 A539 B135 C175 D417 3-3零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之_。 A增高 B不变 C降低 D提高或不变 3-4当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度_。 A较高 B较低 C相同 D相同或较低 3-5在静应力作用下，塑性材料的极限应力为_。 A B BS C0 D 1 3-6塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为_。A B BS C0 D 1 3-7对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是_。 A最大应力 B最小应力 C平均应力 D应力幅 3-8零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度_。 A提高 B不变 C降低 D高低不能确定3-10影响机械零件疲劳强度的因素有：_、_、_。 3-11 根据是否随时间变化， 将载荷分为_和_两类。 同理， 应力也分为_和_两大类。 3-12 变载荷一定产生_应力。 变应力既可能由 载荷产生， 也可能由_载荷产生。但是静应力一定是由 载荷产生的。 3-13应力幅与平均应力之和等于_，应力幅与平均应力之差等于_，最小应力与最大应力之比称为_。 3-14r = -1的变应力称为_变应力，r = 0 的变应力称为_变应力，当 r = 1 时称为_应力，当 r = 其它值时称为_变应力。310应力集中 绝对尺寸 表面状态 311载荷 变载荷 静应力 变应力 312 变 静 静 313最大应力 最小应力 应力循环特性 314称循环 脉动循环 静 非对称循环第五章 螺纹联接与螺旋传动重要基本概念 1常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？哪些是标准螺纹？ 常用的有：三角螺纹，管螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹又称普通螺纹，和管螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。 2何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？ 螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力） 。拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限S的80%。 3螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？ 螺纹联接有 4 种基本类型。螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间） ，又不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。 4紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大 30%，为什么？ 考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的 30%。 5提高螺纹联接强度的措施有哪些？ 1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力） ；5）采用合理的制造工艺。 6为什么螺母的螺纹圈数不宜大于 10 圈（使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度）？ 因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的 1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。 7联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？ 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。8、螺栓强度计算P8092习题51三角形螺纹的牙型角=_，适用于_。而梯形螺纹的牙型角_，适用于_。 5-2螺旋副的自锁条件是_。 5-3螺纹联接防松的实质是_。 5-4受轴向工作载荷F 的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力 Q等于_和_之和。 5-5承受横向工作载荷的普通螺栓联接，螺栓受_应力和_应力作用，能发生的失效形式是_。 5-6承受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接，靠螺栓受_和_来传递载荷，能发生的失效形式是_和_。5-7若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的_和_。 5-8在螺栓联接中，当螺栓轴线与被联接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加_应力，而避免其发生的常用措施是采用_和_作支承面。 5-9螺纹联接的防松，按其防松原理分为_防松、_防松和_防松。 填空题答案 5-1 60 联接 30 传动 5-2 螺旋升角小于当量摩擦角 5-3 防止螺纹副相对转动 5-4 剩余预紧力 工作拉力 105-5 拉 扭剪 断裂（拉断或拉扭断） 5-6 剪切 挤压 （螺杆被）剪断 （工作面被）压溃 5-7 线数 升角 5-8 弯曲 凸台 沉头座 5-9 摩擦 机械 破坏螺纹副关系 5-10当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，往往采用_。 A螺栓联接 B螺钉联接 C双头螺栓联接 D紧定螺钉联接 5-11当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆卸时，往往采用_。 A螺栓联接 B螺钉联接 C双头螺栓联接 D紧定螺钉联接 5-12某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度 CL 与被联接件的刚度相等，联接的预紧力为 QP。现在对联接施加轴向载荷，当外载荷 F达到与预紧力 QP的大小相等，_。 A. 被联接件发生分离，联接失效 B. 被联接件即将发生分离，联接不可靠 C. 联接可靠，但不能继续加载 D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，载荷 F 还可以继续增加到接近预紧力 QP的两倍 5-13.某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在 0 2 MPa 之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类为_。 A非对称循环变应力 B脉动循环变应力 C对称循环变应力 D非稳定循环变应力 5-14在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了_。 A使工作面均匀接触 B使接触面大些，提高防松能力 C安装和拆卸时方便 D使螺栓不受附加载荷作用 5-15受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力 QP = 8000 N，工作载荷：Fmin = 0，Fmax= 4000 N，螺栓和被联接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，剩余预紧力为_。 A2000 N B4000 N C6000 N D8000 N 5-16对于受轴向载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺栓疲劳强度的措施为_。 A增加螺栓刚度，减小被联接件的刚度 B减小螺栓刚度，增加被联接件的刚度 C同时增加螺栓和被联接件的刚度 D同时减小螺栓和被联接件的刚度 5-17在同一螺栓组联接中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了_。 A外形美观 B安装方便 C受力均匀 D降低成本 5-18螺旋传动中的螺母多采用青铜材料，这主要是为了提高_的能力 A抗断裂 B抗塑性变形 C抗点蚀 D耐磨损5-19如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力 =80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为 P Q =1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。 5-20 如图1 所示螺栓联接，4 个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷 R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数 m =1，接合面间的摩擦系数为 f = 0.15，可靠性系数 Kf = 1.2，螺栓的许用应力为 =240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。第六章 键和花键联接一、键联接的分类、结构型式及应用平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。 半圆键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便，常用与锥形轴端的联接。楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键的上表面与键槽底面均有1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩，常用在对中性要求不高的场合。二、失效形式平键的尺寸主要是键的截面尺寸bh及键长L。bh根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。 对于普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，但一般只作联接的挤压强度校核。对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。6-1.普通平键联接与楔键联接相比，最重要的优点是_。 A键槽加工方便 B对中性好 C应力集中小 D可承受轴向力 6-2平键联接的工作面是键的_。 A两个侧面 B上下两面 C两个端面 D侧面和上下面 6-3.通常用来制造键的材料是_。 A低碳钢 B中碳钢 C高碳钢 D合金钢6-4.一般普通平键联接的主要失效形式是_。 A剪断 B磨损 C胶合 D压溃 6-5一般导向键联接的主要失效形式是_。 A剪断 B磨损 C胶合 D压溃 6-6楔键联接的工作面是键的_。 A两个侧面 B上下两面 C两个端面 D侧面和上下面 6-7设计普通平键联接时，根据_来选择键的长度尺寸。 A传递的转矩 B传递的功率 C轴的直径 D轮毂长度 6-8设计普通平键联接时，根据_来选择键的截面尺寸_ A传递的力矩 B传递的功率C轴的直径 D轮毂长度 6-9用圆盘铣刀加工轴上键槽的优点是_。 A装配方便 B对中性好 C应力集中小 D键的轴向固定好 6-10当采用一个平键不能满足强度要求时，可采用两个错开_布置。 A90 B120 C150 D180 6-11楔键联接的主要缺点是_。 A轴和轴上零件对中性差 B键安装时易损坏 C装入后在轮鼓中产生初应力 D键的斜面加工困难 二、填空题 6-12普通平键用于_联接，其工作面是_面，工作时靠_传递转矩，主要失效形式是_。 6-13楔键的工作面是_，主要失效形式是_。 6-14平键的剖面尺寸通常是根据_选择；长度尺寸主要是根据_选择。 6-15导向平键和滑键用于_联接，主要失效形式是_，这种联接的强度条件是_。 6-16同一联接处使用两个平键，应错开_布置；采用两个楔键或两组切向键时，要错开_；采用两个半圆键，则应_。2填空题 6-12 静 两侧 侧面受挤压和剪切 工作面被压溃 6-13 上下面 压溃 6-14 轴的直径 轮毂长度 6-15 动 磨损 耐磨性条件p p 6-16 180 120 布置在一条直线上第八章 带传动重要基本概念1失效形式和设计准则 失效形式：打滑、疲劳破坏。 设计准则：保证带传动不打滑，使带具有足够的疲劳寿命。 2带传动的参数选择 P154-155(1) 带轮的基准直径选择原则(2) 带速的选择原则，； (3) 传动比的选择原则.； (4) 中心距的选择.原则 3V 带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置 带传动不适合低速传动。在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中，应将带传动布置在高速级。若放在低速级，因为传递的圆周力大，会使带的根数很多，结构大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。 另外，V带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载能力。 4带传动的张紧的目的，采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求 张紧的目的：调整初拉力。 采用张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。因为放在松边张紧力小；靠近大轮对小轮包角影响较小；从里向外是避免双向弯曲，不改变带中应力的循环特性。8-1带传动的失效形式有_和_。 8-2 带传动所能传递的最大有效圆周力决定于_、 _、 _和_四个因素。 8-3传动带中的的工作应力包括_应力、_应力和_应力。 8-4单根V带在载荷平稳、包角为180、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与_、_和_有关。 8-5在设计V带传动时，V带的型号根据_和_选取。 8-6限制小带轮的最小直径是为了保证带中_不致过大。 8-7V带传动中，限制带的根数 ZZmax，是为了保证_。 8-8V带传动中，带绕过主动轮时发生_的弹性滑动。 8-9带传动常见的张紧装置有_、_和_等几种。 8-10V带两工作面的夹角 为_，V带轮的槽形角 应_于 角。8-1 打滑 疲劳破坏 8-2 初拉力 小轮包角 摩擦系数 带速 8-3 拉应力 离心应力 弯曲应力 8-4 带型号 小轮直径 小轮转速 8-5 传递功率 小轮转速 8-6 弯曲应力 8-7 每根V 带受力均匀（避免受力不均） 8-8 带滞后于带轮 8-9 定期张紧装置 自动张紧装置 张紧轮 8-10 40 小于812已知：V带传动所传递的功率 P = 7.5 kW，带速 v=10m/s，现测得初拉力 F0 = 1125N，试求紧边拉力 F1 和松边拉力 F2 8-13已知：V带传递的实际功率 P = 7 kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力 Fe 和紧边拉力 F1。第九章 链传动重要基本概念 1链传动的主要工作特点 (1) 平均传动比准确，没有弹性滑动； (2) 可以在环境恶劣的条件下工作（突出优点）； (3) 中心距大，传递动力远，结构较小，没有初拉力压轴力小； (4) 瞬时传动比不准，工作中有冲击和噪声； (5) 只限于平行轴之间的传动，不宜正反转工作。 2链轮的齿形 对链轮齿形的要求：保证链条顺利啮入和啮出；受力均匀；不易脱链；便于加工。 3确定小链轮齿数 z1时应考虑的因素 (1) 考虑动载荷的大小，小链轮齿数越少，链传动的多边形效应和动载荷越大； (2) 考虑大链轮齿数z2，为防止大链轮过早脱链应使：z2 150； (3) 考虑链速，当链速高时，小链轮齿数z1应尽量取的多些； (4) 传动所占空间大小，尽量使结构紧凑。 4滚子链条的主要参数尺寸 主要尺寸参数：节距、链长、排数。节距是最重要的参数。 5链传动的润滑方式选择 如果链传动的润滑条件不能满足，其传动能力降低 7080%。根据链速和链号选择润滑方式。包括：人工定期润滑、滴油润滑、油浴或飞溅润滑、压力喷油润滑。润滑油应加在链条的松边，使之顺利进入需要润滑的工作表面。二、填空题 9-1链轮转速越_，链条节距越_，链传动中的动载荷越大。 9-2当链节数为_数时，必须采用过渡链节联接，此时会产生附加_。 9-3滚子链的最主要参数是链的_，为提高链传动的均匀性，应选用齿数_的链轮。 9-4，为减小链传动的动载荷，小链轮齿数应选的_些，为防止链传动过早脱链，小链轮齿数应选的_些。 9-5选用链条节距的原则是：在满足传递_的前提下，尽量选用_的节距。 9-6在链传动布置时，对于中心距较小，传动比较大的传动，应使_边在上，_边在下，这主要是为了防止_。而对于中心距较大，传动比较小的传动，应使紧边在_，松边在_，这主要是为了防止_。 9-7在设计链传动时，对于高速、重载的传动，应选用_节距的_排链；对于低速速、重载的传动，应选用_节距的_排链。 9-8链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力_，其原因是链传动不需要_。 9-9链传动张紧的目的是_。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在_边，靠近_轮，从_向_张紧。2填空题 9-1 高 大 9-2 奇 弯曲应力 9-3 节距 较多 9-4 多 少 9-5 功率 较小 9-26 紧 松 链条不能顺利啮出而咬死 上 下 松边垂度过大相互摩擦 97 小 多 大 单 9-8 较小 初拉力 9-9 调整松边链条的悬垂量 松 小 外 里第十章 齿轮传动101 、二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？ 答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。 由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。 10-2 一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？ 答：一对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力 H ，其中较小者容易出现齿面点蚀。通常，小齿轮的硬度较大，极限应力lim 较大，按无限寿命设计，小齿轮的许用接触应力 H 1 较大，不易出现齿面点蚀。 判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的，其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。10-3 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2 mm，z1=22，z2 =95，n = 20 ，a =120，齿轮1为右旋；低速级：mn= 3 mm，z3 =25，z4=79， n = 20，a =160。主动轮转速n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 4 kW，不计摩擦损失，试：(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向； (2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向； (3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力； (4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。 解题注意要点： (1) 一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。 (2) 为使3轮轴向力与2轮反向，3轮左旋、4轮右旋。 (3) 为求齿轮3的分力，先求螺旋角T3和3。 解： (1) 各轮的转向和2轮的螺向如例7-8图2所示。 (2) 3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。 (3) 齿轮2、3 所受的各个分力如图所示。 (4) 求齿轮3所受分力： 10-4一般开式齿轮传动的主要失效形式是_和_；闭式齿轮传动的主要失效形式是_和_；又闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是_；闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是_。 10-5对于闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为_，一般是按_强度进行设计，按_强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是_； 10-6对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是_，但通常只按_强度计算。这时影响齿轮强度的主要几何参数是_。 10-7在齿轮传动中，齿面疲劳点蚀是由于_的反复作用而产生的，点蚀通常首先出现在_。 10-8齿轮设计中，对闭式软齿面传动，当直径 d1 一定，一般 z1 选得_些；对闭式硬齿面传动，则取_的齿数 z1，以使_增大，提高轮齿的弯曲疲劳强度；对开式齿轮传动，一般 z1 选得_些。 10-9设计圆柱齿轮传动时，当齿轮_布置时，其齿宽系数d可选得大些。 10-10对软齿面（硬度350 HBS）齿轮传动，当两齿轮均采用 45 钢时，一般采用的热处理方式为：小齿轮_，大齿轮_。 10-11减小齿轮内部动载荷的措施有_、_、_。 10-12斜齿圆柱齿轮的齿形系数 YFa与齿轮的参数_、_ 和_有关；而与_无关。 10-13影响齿轮齿面接触应力H的主要几何参数是_和_；而影响其极限接触应力Hlim的主要因素是_和_。 10-14一对减速齿轮传动，若保持两轮分度圆的直径不变，减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将_。 10-15一对齿轮传动，若两轮的材料、热处理方式及许用应力均相同，只是齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度_；两齿轮的接触疲劳强度_。 10-16一对直齿圆柱齿轮，齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足，可采用下列措施：_，_，_来提高弯曲疲劳强度。 10-17在材料、热处理及几何参数均相同的直齿圆柱、斜齿圆柱和直齿圆锥三种齿轮传动中，承载能力最高的是_传动，承载能力最低的是_传动。 10-18齿轮传动的润滑方式主要根据齿轮的_选择。闭式齿轮传动采用油浴润滑时的油量根据_确定。填空答案10-4 齿面磨损 轮齿折断 齿面点蚀 轮齿折断 齿面点蚀 轮齿折断 10-5 齿面点蚀 接触疲劳 弯曲疲劳 直径（或中心距） 10-6 齿面磨损 弯曲疲劳 模数 10-7 接触应力 节线附近齿根一侧 10-8 大 较少 模数 较少 10-9 对称 10-10 调质处理 正火处理 10-11 提高齿轮制造精度 降低工作速度 沿齿廓修形 10-12 齿数 螺旋角 变位系数 10-13 分度圆直径 d 齿宽 b 齿轮材料种类 齿面硬度（热处理方式） 10-14 不变 10-15 高 相等 10-16 直径不变，增大模数减少齿数 提高齿面硬度 采用正变位 10-17 斜齿圆柱齿轮 直齿圆锥齿轮 10-18 齿轮的圆周速度 传递功率第十一章 蜗杆传动 1、与其他传动相比，蜗杆传动有以下特点。 传动比大。一般动力传动中，i=1080；在分度机构或手动机构中，i可达300，若主要是传递运动，i可达1000。 工作平稳。由于蜗杆齿为连续不断的螺旋齿，故传动平稳，噪音小。 可以实现自帧。在蜗杆传动中，蜗杆犹如螺杆，蜗杆传动作用力关系也和螺旋传动一样，故蜗杆导程角小于蜗杆副的当量摩擦角时，蜗杆传动就具有自锁性。 效率较低。由于蜗杆与蜗轮齿面间相对滑动速度很大，摩擦与磨损严重，故蜗杆传动效率低。一般为h=0.70.9，自锁时h0.5。因此，在连续工作的闭式传动中，应具有良好的润滑和散热条件。 蜗轮材料较贵。为了减磨和抗胶合，蜗轮材料常选用青铜合金制造，成本较高。 不能实现互换。由于蜗轮是用与其匹配的蜗杆滚刀加工的，因此，仅模数和压力角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换的。2、传动比 i3、正确啮合的条件蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即 ma1= mt2 = m a1=t2=20 且蜗轮蜗杆螺旋线方向相同，4、中心距5、蜗轮磨损、胶合、蜗杆刚度不足是主要的失效形式。 1）对于开式蜗轮传动，或传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数z2大于 90时，通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计。2）对于闭式蜗轮传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度，还必须作热平衡计算，以免发生胶合失效。111设计蜗杆传动时，确定蜗杆的头数 z1 和蜗轮的齿数 z2 应考虑哪些因素？ 答：要考虑：传动比要求；传动效率要求；避免加工蜗轮时产生根切；蜗杆的刚度，蜗轮的齿根弯曲强度要求；蜗杆传动的反向自锁性要求等； 11-2 为什么铸铝青铜和灰铸铁蜗轮的许用接触应力与齿向滑动速度有关， 而铸锡青铜蜗轮的许用接触应力与滑动速度无关？ 答：铸铝青铜和灰铸铁蜗轮的主要失效形式是齿面胶合，而胶合的发生与滑动速度有关，所以其许用接触应力与齿向滑动速度有关。铸锡青铜蜗轮的主要失效形式是齿面点蚀，其发生是由接触应力所致，故许用接触应力与滑动速度无关。11-3 试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。解 各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图第十二章 滑动轴承重要基本概念 1动压油膜形成过程 随着轴颈转速的提高，轴颈中心的位置和油膜厚度的变化如图.从n=0，到n，轴颈中心的运动轨迹为一半圆。利用此原理可以测量轴承的偏心距e，从而计算出最小油膜厚度hmin。 2动压油膜形成条件 (1) 相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙； (2) 两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出； (3) 润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。 3非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进行这些计算 失效形式：磨损、胶合 设计准则：维护边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。 验算内容： 因为在液体动压润滑滑动轴承的启动和停车过程中，也是处于非液体摩擦状态，也会发生磨损，也需要进行上述三个条件的验算。5液体动压润滑轴承的工作能力准则 (1) 保证油膜厚度条件：hminh； (2) 保障温升条件：t t=1030 C 。12-1机械零件的磨损过程分三个阶段：_阶段、_阶段和剧烈磨损阶段。 12-2滑动轴承使用轴瓦的目的是_，降低成本，_。 12-3影响润滑油粘度的主要因素有_和_。 12-4两摩擦面之间的典型摩擦状态有_状态、_状态、_状态和_状态。非液体摩擦轴承一般工作在_状态和_状态，液体动压润滑轴承工作在_状态，滑动轴承不允许出现_状态。 12-5非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是_和_。防止滑动轴承发生胶合的根本问题在于_。 12-6对非液体摩擦轴承工作能力的验算项目为_，_，_。 12-7设计非液体摩擦滑动轴承时，验算pp是为了防止_；验算pvpv是防止_。 12-8 滑动轴承的相对间隙是_与_之比， 偏心率是_与_之比。 12-9在滑动轴承中，润滑油的端泄量与轴承的_、_及油压有关。 12-10选择滑动轴承所用的润滑油时，对液体摩擦轴承主要考虑润滑油的_；对非液体摩擦轴承主要考虑润滑油的_。填空题答案 12-1 跑合 稳定磨损 剧烈磨损 12-2 节约贵重金属 维修方便 12-3 温度 压力 12-4 干摩擦 边界摩擦 混合摩擦 流体摩擦 边界摩擦 混合摩擦 边界摩擦 干摩擦 12-5 磨损 胶合 维护边界膜不被破坏 12-6 pp pvpv vv 12-7 过度磨损 温升过高而发生胶合 12-8 直径间隙 轴颈直径 d 偏心距 e 半径间隙 C 12-9 宽径比 相对间隙 12-10 粘性 油性第十一章 滚动轴承重要基本概念 1滚动体和内、外圈所受的载荷和应力 在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。 2滚动轴承的失效形式 滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。当轴承转速很低(n10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。 3滚动轴承的设计准则 对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。对于转速很低(n10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。 4滚动轴承的基本额定寿命 基本额定寿命： 一批相同的轴承在相同的条件下运转， 当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏 （90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h（单位为小时）。 5滚动轴承的基本额定动载荷C 是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。表示轴承的承载能力。 对于向心轴承：C 是纯径向载荷；对于推力轴承：C 是纯轴向载荷； 在使用中要注意 C 的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。例11-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。已知两轮上的轴向力分别为Fa1 = 3000 N，Fa2 = 5000 N，方向如图。轴承所受径向力R1= 8000 N，R2 = 12000 N。冲击载荷系数 fd= 1，其它参数见附表。求两轴承的当量动载荷P1、P2。解： 1求内部派生轴向力S1、S2的大小方向 S1 = 0.68R1 = 0.688000 = 5440 N S2 = 0.68R2 = 0.6812000 = 8160 N，方向如图所示。2求外部轴向合力FA FA= Fa2Fa1 = 50003000 = 2000 N， 方向与Fa2的方向相同，如图所示。 3求轴承所受的轴向力A1、A2 S2 + FA = 8160 + 2000 = 10160 N，S2 + FAS1 = 5440 N，轴承1被压紧。 A1= S2 + FA = 10160 N，A2 = S2 = 8160 N 4轴承的当量动载荷P1、P2 据：A1/ R1 = 10160/8000 = 1.27e = 0.68，得：X1 = 0.41，Y1 = 0.87 P1 = fd（X1 R1 + Y1 A1）= 0.418000 + 0.8710160 = 12119 N 据：A2/ R2 = 8160/12000 = 0.68 = e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = fd（X2 R2 + Y2 A2）= 8000 N 例11-3 某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。轴承受径向力R1= 6000N，R2 =16500N。轴的转速 n =500 r/min，轴上有轴向力FA = 3000 N，方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数 fd = 1。求轴承的基本额定寿命。解： 1求内部派生轴向力S1、S2的大小方向2求轴承所受的轴向力A1、A2 3轴承的当量动载荷P1、P2 据：A1/ R1 = 2500/6000 = 0.417e = 0.40，得：X1 = 0.4，Y1 =1.5 P1 = fd（X1 R1 + Y1 A1）= 0.46000 + 1.52500 = 6150 N 据：A2/ R2 = 5500/16500 = 0.33 e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = fd（X2 R2 + Y2 A2）= R2 = 16500 N P2P1，用 P2 计算轴承寿命。 4计算轴承寿命例 试分析下图1所示轴系结构中的错误，并加以改进。图中齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。存在问题分析： 1轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面错误 1）轴系采用全固式结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该为正装。 2）全固式结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉。 3）端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。 2转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面错误 1）轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行。 2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。 3）定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。 4）轴的左端端面不能与轴承端盖接触。 3轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误 1）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长） ，装拆困难。2）套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。 3）因轴肩过高，右轴承拆卸困难 4）齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。 4轴上零件定位可靠方面错误 1）轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。 2）齿轮轴向定位不可靠