大工春《机械设计基础》辅导资料十八

1、大连理工大学网络教育学院机械设计基础辅导资料十八主 题：总复习（二）1. 学习时间：2015年1月26日-2月1日内 容：这周我们将复习本课程课件的后一部分重点内容，具体学习内容如下：一、齿轮传动概述（一）类型 1. 传动类型表1传动类型轴相对位置平行轴：直、斜、人字齿、内啮合相交轴：圆锥交错轴：螺旋齿2. 齿形表2 齿轮的齿形齿轮齿形渐开线圆弧摆线正弦曲线3. 封闭形式表3 齿轮封闭形式封闭形式闭式传动：全封闭，润滑好，重要传动开式传动：不封闭，易磨损，不重要传动 半开式传动 ：半封闭，介于上两者之间（二）主要特点1. 传动比稳定。 2. 效率高。3. 结构紧凑，工作可靠，寿命长。4. 成本

2、高，不宜中心距大的传动。（三）主要参数1. 标准参数：m、 、ha*、c*2. 其它参数：Z、d3. 精度等级： 1（高）12（低），常用68级（四）齿轮的失效形式 齿轮的失效形式如下所示。（五）设计准则1. 准则1轮齿齿根弯曲疲劳强度 2. 准则2轮齿齿面接触疲劳强度 3. 设计要求两个准则必须同时满足以一个准则设计，校核另一个准则。（六）常用材料常用材料：锻钢、铸钢、铸铁及非金属（见表4）。表4 常用材料钢铸 铁非金属材料软面齿（HB350）硬面齿（HB350）低速、功率较小高速、轻载、精度不高中碳钢、合金钢，35，45，40Cr热处理调质、正火低碳合金钢， 20Cr, 20CrMnTi热

3、处理渗碳淬火 二、齿轮传动的计算载荷问题：计算载荷与名义载荷的区别是什么？引入载荷系数的目的是什么？计算载荷；载荷系数 使用系数； 动载系数齿间载荷分配系数；齿向载荷分布系数1使用系数考虑外部因素引起的附加动载荷，如工作机、原动机等的性能。2动载系数考虑齿轮副在啮合过程中因啮合误差引起的内部附加动载荷。产生原因：l 制造、安装误差齿形误差、l 弹性变形 l 直齿轮单、双齿啮合过渡 齿对刚度变化减小附加动载荷的措施：l 提高精度l 齿顶修缘 图1 减小附加动载荷的措施 3齿间载荷分配系数 考虑双齿啮合时载荷在各齿上分配 不均匀。产生原因：l 制造误差l 弹性变形4齿向载荷分布系数考虑轮齿沿接触线

4、载荷分布不均。产生原因：l 制造、安装误差l 轴、轴承、机座变形措施：l 提高轴、轴承、机座的刚度l 合理布置齿轮的位置l 选择合理的齿宽l 提高制造、安装精度三、直齿轮传动的强度计算（一）轮齿的受力分析 图2 齿轮受力分析图 ， 表5 轮齿各力的方向各力方向圆周力主动轮与其转向相反从动轮与其转向 相同径向力分别指向各自轮心 图3 轮齿各力的方向（二）齿轮弯曲疲劳强度计算1力学模型 轮齿可看作是宽度 b 的悬臂梁。 2基本公式3. 弯曲疲劳强度公式4. 弯曲疲劳强度校核公式5. 弯曲疲劳强度设计公式（三）齿轮接触疲劳强度计算1基本公式赫兹公式弹性系数综合曲率半径2渐开线齿轮接触特性l 齿廓各点

5、曲率不同l 齿廓各点载荷不同最大接触应力：l 小齿轮单齿啮合最低点（C点）l 大齿轮单齿啮合最高点（齿顶面）相对滑动速度：l 滑动速度()高易形成油膜，润滑好。l 节线附近 滑动速度低，润滑差；l 点蚀首先发生在节线且靠近齿根处。计算：l 较理想分别计算大小齿轮节点l 单齿啮合的最低点 麻烦l 实际计算节点处（四）许用应力四、斜齿轮传动的强度计算（一）传动特点1. 逐渐啮入啮出，传动平稳；2. 接触线倾斜，抗弯能力提高；3. 重合度大，传动平稳；4. 螺旋角存在，产生轴向力。（二）斜齿轮弯曲疲劳强度计算1. 弯曲疲劳强度校核公式：2. 弯曲疲劳强度设计公式：（三）齿面接触疲劳强度计算1基本公式

6、赫兹公式：2. 接触疲劳强度校核公式3. 接触疲劳强度设计公式： 五、蜗杆传动的类型和特点（一）蜗杆传动类型 1. 环面蜗杆l 同时啮合齿数多l 承载能力高（高24倍），效率高l 8590l 制造、安装精度要求高2. 锥蜗杆l 空间交错轴传动，同时接触点多l 承载能力大、效率高l 传动比大，易于调整l 正反转特性不同（二）蜗杆传动的特点1. 传动比大，结构紧凑；2. 冲击载荷小，传动平稳，噪声低3. 可自锁（）；4. 滑动速度大，磨损严重，效率低（三）参数和几何尺寸选中间平面的尺寸为基准为齿轮齿条啮合1. 模数m和压力角a阿基米德蜗杆：主平面上的参数为标准：2. 蜗杆分度圆直径为减少蜗轮滚刀数

7、量引入蜗杆直径系数q。蜗杆直径系数 ，、一般取标准值。3. 蜗杆头数少，大，效率低；多，效率高，加工困难 4. 导程角5. 传动比和齿数比蜗杆为主动时 6 蜗轮齿数 根切：，为保证多齿啮合：强度： 一定时， ，弯曲强度刚度： 一定时， ， 蜗杆跨距，蜗杆刚度7. 中心距 六、滚动轴承概述（一）滚动轴承特点摩擦阻力小，起动容易，标准部件，互换性好。（二）滚动轴承构造 图4 滚动轴承构造 （三）滚动轴承材料1. 内圈（一般转动）：2. 外圈（一般不动）：3. 滚动体材料：轴承铬钢（四）滚动体形状1. 球2. 圆柱滚子3. 圆锥滚子4. 球面滚子5. 滚针（五）滚动轴承的类型及其代号 （a）向心轴承

8、 （b）推力轴承 （c）向心推力轴承图5 滚动轴承的分类 例题例题:1、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ ）。A. 中心距和齿宽B. 中心距和模数C. 中心距和齿数D. 模数和齿宽2、对于向心滑动轴承，（ ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点。A. 调隙式B. 剖分式C. 调心式D. 整体式3、当两个被连接件不太厚时，宜采用（ ）。A. 紧定螺钉连接B. 螺钉连接C. 双头螺柱连接D. 螺栓连接4、平带、V带传动主要依靠（ ）传递运动和动力。A. 带的紧边拉力B. 带和带轮接触面的摩擦力C. 带的预紧力D. 以上选项均不正确5、链传动中，链节数最好取为（ ）。A. 奇数B.

9、偶数C. 质数D. 链轮齿数的整数倍6、链传动中，链轮齿数最好取为（ ），并尽可能与链节数互质。A. 链轮齿数的整数倍B. 偶数C. 质数D. 奇数7、在蜗杆传动中，通常（ ）为主动件。A. 蜗杆、蜗轮均不可B. 蜗轮C. 蜗杆、蜗轮均可D. 蜗杆8、轴环的用途是（ ）。A. 作为轴加工时的定位面B. 提高轴的强度C. 提高轴的刚度D. 使轴上零件获得轴向定位9、在齿轮传动中，大小齿轮的齿根弯曲应力为、，齿面接触应力为、，则有（ ）。A. ，B. ，C. ，D. ，10、带传动中，主动轮圆周速度，从动轮圆周速度，带速，它们之间存在的关系是（ ）。A. B. C. D. 11、按弯扭合成强度条件

10、计算轴的应力时，公式中折合系数是考虑（ ）不同。A. 刚度条件B. 材料性能C. 强度理论的要求D. 应力的循环性质12、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ ）。A. 中心距与齿宽B. 中心距与齿数C. 中心距与模数D. 模数与齿宽13、蜗杆传动中，若蜗杆为主动，传动比不能表示为（ ）。A. B. C. D. 14、V带传动的中心距和小带轮直径一定时，若增大传动比，则带在小带轮上的包角将（ ）。A. 不确定B. 减小C. 不变D. 增大15、普通平键的工作面是（ ）。A. 顶面B. 侧面C. 底面D. 端面16、下图所示为某带传动机构的示意图，轮1为主动轮，请在图中画出工作时的应力分布图，指出何处应力最大，并写出最大应力值的表达式。17、下图所示螺栓连接中，采用两个M16的普通螺栓，小径和中径分别为：，螺栓材料为45号钢，8.8级，连接时不严格控制预紧力，取安全系数，被连接件接触面间的摩擦系数。若考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数），试计算该连接允许传递的静载荷（取计算直径）。18、一个V带传动传递的功率，带速，测得紧边拉力是松边拉力的两倍，即，试求紧边拉力、有效拉力和初拉力。答案:1 D 2 D 3 D 4 B