13一对齿轮传动,如何判断大、小齿轮哪个齿面不易产生疲劳点蚀?哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断?
①由于大齿轮与小齿轮材料、热处理硬度及各自的循环次数N不相等,通常,故小齿轮齿面接触疲劳强度较高,不易发生疲劳点蚀。
②比较大、小齿轮的,则表明小齿轮的弯曲疲劳强度低于大齿轮,易产生疲劳折断;反之亦然。
6 蜗轮蜗杆传动
1蜗轮蜗杆材料应满足何种要求?采用什么材料制造?写出具体材料的牌号,并确定其传动适用于何种场合。常用蜗轮的形式有哪些?普通圆柱蜗杆分为哪些?根据蜗杆形状不同,蜗杆传动分为哪些?
材料的要求:①足够的强度②良好的减摩性,耐摩性③良好的抗胶合性能
蜗杆材料:
1 40、45进行调质处理,硬度为220-300,适用于不太重要的场合;
2 40、45、45,进行表面淬火,硬度为45-55,适用于一般传动;
3 15、20、12进行渗碳淬火,硬度可达到58-63,用于高速场合。
蜗轮材料:
①铸造锡青铜10P、555,适用于滑动速度>3重要传动,减摩性能好,抗胶合性能好,价格高;
②铸造铝铁青铜103适用于滑动速度<4的传动,减摩性能,抗胶合性能稍差,价廉:
③灰铸铁,适用于滑动速度<2的传动。
④常用蜗轮的形式有:齿圈式、螺栓联接式、整体浇铸式、拼铸式。
⑤普通圆柱蜗杆分为:阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络蜗杆
⑥蜗杆传动分为:圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动
2对于连续工作的闭式蜗杆传动,为什么效率很低,为什么要进行热平衡计算?发现油温过高时采取何种措施?蜗杆传动润滑的目的?蜗杆传动的总效率可分为几部分?写出效率计算公式。
①由于相对滑动速度较大,所以蜗杆传动效率较低,摩擦发热较大,温升较高,过大的温度使润滑油稀释,粘度下降,啮合时齿间容易发生磨损和胶合。故对于连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算,即使单位时间的散热量等于相同时间的发热量,以保证润滑油温在允许的范围内。
②发现工作油温t>80°时可以采用以下措施:a加装散热片以增大散热面积b蜗杆轴端加装风扇,用强制风冷却c在传动箱中安装冷却管路
③蜗杆传动润滑的目的:a提高传动效率 b降低油温,防止磨损和胶合
④蜗杆传动的总效率由三部分组成:
n1啮合摩擦损耗效率,n2轴承摩擦损耗效率,n3浸入油池中的零件搅油引起的溅油损耗
3蜗杆分度圆直径规定为标准值的目的是什么?开式蜗杆传动和闭式蜗杆传动的主要失效形式是什么,主要设计准则是什么?为什么蜗杆传动中失效常发生在蜗轮轮齿上?
①为了限制蜗轮滚刀的数量,取蜗杆直径d1为标准值。
②开式蜗杆传动的失效形式:齿面磨损和轮齿折断,以齿根弯曲疲劳强度为设计准则;闭式蜗杆传动的失效形式:胶合和磨损,以齿面接触疲劳强度为设计准则,按齿根弯曲疲劳强度校核,另外需要作热平衡计算。
③由于材料、蜗杆和蜗轮结构上的原因,蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度,所以失效常发生在蜗轮轮齿上。因而进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算时,是以蜗轮为主;而在进行刚度计算时,由于蜗杆轴较细,且支承间距较大,故以蜗杆为主。
4蜗杆传动中较大的滑动速度Vs会引起什么问题?蜗杆传动满足什么条件时自锁?
①如果润滑条件不良,易发生齿面磨损和胶合;如果润滑条件良好,较大的滑动速度则有助于形成润滑油膜,减小摩擦和磨损,从而提高传动效率。
②当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动具有自锁性。
5设计蜗杆传动时以那个面的参数和尺寸为基准?蜗杆导程角计算公式为?设计蜗轮的轴承组合机构时对轴有何要求?
①设计蜗杆传动时以中间平面上的参数和尺寸为基准,并沿用齿轮传动的计算关系;过蜗杆的轴线且垂直于蜗轮轴线的平面叫做中间平面。在中间平面上,蜗杆参数为轴面参数,蜗轮参数为端面参数。
②蜗杆导程角计算公式为:
③设计蜗轮的轴承组合机构时,一定要使轴能够进行轴向调整,以保证蜗杆传动正确啮合,蜗轮中间平面过蜗杆轴线。
6如何恰当的选择蜗杆传动的传动比i、蜗杆头数z1蜗轮齿数z2
蜗杆头数z1蜗轮齿数z2可以根据传动比和效率来确定,蜗杆的传递比为
可见单头蜗杆传动比大,效率低,易自锁,但加工容易,精度高。多头蜗杆效率高,但加工困难,精度低。为了避免根切,理论上z2>17,z2<26时传动平稳性差,蜗杆传动设计中z2>26是为了保证传动的平稳性,蜗杆传动设计中z2<80是为了防止模数过小,轮齿的弯曲强度过低;蜗杆尺寸过大引起蜗杆跨距过大,弯曲强度过低
7 滑动轴承
1常用滑动轴承材料指什么?分为哪三类?滑动轴承的主要失效形式?对滑动轴承材料有何要求?滑动轴承设计时为什么要验算轴承平均压力P和轴承的值及滑动速度V?
①滑动轴承材料通常指轴瓦和轴承衬的材料。
②常用轴承材料分为:金属材料、多孔制金属材料、非金属材料。
③滑动轴承主要失效形式有磨损、胶合、疲劳破坏等。
④对材料的主要要求是考虑轴承材料的耐磨性和机械强度两个方面。
⑤滑动轴承设计时为什么要验算轴承平均压力P是为了防止过度磨损,验算值是为了控制轴承温升验算滑动速度V是为了限制滑动速度
2滑动轴承的类型有哪些?
按受载荷的方向不同将滑动轴承分为:径向轴承和止推轴承;
按滑动表面润滑状态不同分为:液体润滑轴承、不完全液体润滑轴承和无润滑轴承;
根据润滑承载机理不同分为:液体动力润滑轴承和液体静压润滑轴承。
3形成液体动压润滑的必要条件是?
①两工作表面间必须构成楔形间隙②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或者其他液体③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度,其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进,从小截面流出④保证最小油膜的厚度
4设计滑动轴承时,油孔、油槽开设的原则有哪些?
答:①润滑油应从油膜压力最小处输入轴承②油孔、油槽应开在非承载区,否则会降低油膜的承载能力③油槽轴向不能开通,以免油从油槽端部大量流失④水平安装轴承油槽开半周,不要延伸到非承载区,全周油槽应开在轴承端高出。
8 滚动轴承
1选择滚动轴承类型时应该考虑的主要因素有哪些?滚动轴承为什么要润滑?常用的润滑方式有哪些?为何要密封,密封装置有哪些?
①选择滚动轴承类型时应按照轴承的工作载荷(大小、性质和方向)、转速高低、支承刚性、安装精度来选择
②滚动轴承润滑的目的:a降低摩擦阻力b散热c缓冲、吸振、降低噪音d防锈e减小接触应力
常用的润滑方式有:脂润滑、油润滑和固体润滑。
③滚动轴承密封的目的:a防止内部润滑剂流失b防止灰尘、水分和杂质的侵入。
密封的类型有:a接触式密封,b非接触式密封c组合式密封。常用类型有按承
2滚动轴承按受载荷的性质和滚动体的形状不同分类有哪些?滚动轴承的材料有哪些要求?
①受载荷的性质分:向心轴承 向心推力轴承 推力轴承 滚动体形状的不同:圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球面轴承、滚针轴承
②滚动轴承的内外圈以及滚动体一般是用含铬的轴承钢制造,如9、15、15等,热处理后硬度一般不低于60-65。
3滚动轴承的装拆要求、安装方法、拆卸方法有哪些?滚动轴承为什么要进行预紧?
①装拆要求:压力应该直接作用于配合较紧的套圈上;不允许通过滚动体传递装拆力;要求均匀施加装拆力。
安装:用软锤均匀敲击套圈装入;压力机压入。
拆卸:压力机压出轴颈,轴承拆卸器将内圈拉下。
②预紧是轴承部件工作之前受一定预紧力,以消除轴承内的间隙,并且使内外圈和滚动体产生预压变形,使轴承带负游隙运行。
③预紧的目的:提高轴承的旋转精度,增加支承的刚性,减小振动和噪音,延长轴承的寿命。
4滚动轴承的轴向固定分为哪几个方面,紧固方法分别有哪些?滚动轴承游隙和轴向位置以及轴上零件位置的如何调整?
滚动轴承的固定分为两个方面,紧固方法如下所示:
①轴承内圈与轴的固定:轴肩、轴用弹性挡圈、轴端挡圈+紧固螺钉、圆螺母+止动垫圈、开口圆锥紧定套+圆螺母和止动垫圈。
②轴承外圈与机座孔的固定:孔用弹性挡圈、轴承外圈止动槽内嵌入止动环固定、轴承盖、轴承座孔凸肩、螺纹环、轴承套杯。
③轴承游隙的调整可以采用:A端盖下的垫片,这样比较方便B带螺纹的零件如轴上的圆螺母,这种不方便;且更为不利之处是在轴上切制应力集中的螺纹,削弱了轴的强度。
C锥齿轮和蜗杆在装配时通常需要进行轴向位置的调整。为了便于调整,可将确定其轴向位置的轴承装在一个套杯中,套杯则装在外壳孔中,通过增减套杯端面与外壳之间垫片的厚度,即可调整锥齿轮或者蜗杆的轴向位置。
5常用滚动轴承支承结构的形式有哪些?分别适用于何种场合?
①两端固定,适用于普通工作温度下较短轴的支承。
②一端固定,一端游动,适用于转速较高,温差较大和跨距较大的的场合。
③两端游动,对于高速主动轴,使轴能左右游动以自动补偿左右两侧螺旋角的制作误差。
6在设计滚动轴承组合结构时,应如何考虑补偿轴受热后的伸长?
对于跨距较大且工作温度较高的轴,其热伸长量大,应该采用一支点双向固定,另一支点游动的支承结构以补偿轴受热后的伸长。作为固定支承的轴承,应能承受双向轴向载荷,故内外圈在轴向都要固定。作为补偿轴的热膨胀的游动支承,若使用的是内外圈不可分离型轴承,只需固定内圈,其外圈可以在轴承座孔内应可以轴向游动;若使用可分离型圆柱滚子轴承或滚针轴承,则内外圈都要固定。
7滚动轴承的失效形式和计算准则分别是什么?
失效形式有:疲劳点蚀、塑性变形、磨损。计算准则:一般轴承:进行疲劳寿命计算;静强度校核。低速轴承:只进行静强度校核。高速轴承:进行疲劳寿命计算,校验极限转速。
8滚动轴承中的一些基本概念
①轴承的寿命:单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或者一定转速下工作的小时数。②基本额定寿命:同一批轴承在相同工作条件下工作,其中90%的轴承产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10或者一定转速下工作的小时数Lh。③轴承的基本额定动载荷C:使轴承的基本额定寿命恰好为10^6转时,轴承所能承受的载荷值
9滚动轴承的转速n过高时会产生何种现象?怎样处理?
轴承的转速n过高会产生高温而使润滑剂的性能、粘度降低,油膜破坏,使滚动体回火磨损或者胶合失效。应该对轴承的极限转速进行修正, 提高轴承的许用转速的措施:改进润滑条件;改善冷却条件;提高轴承精度;适当增大游隙;改变轴承和保持架的材料。