武汉理工大学机械设计考研资料(2)

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然后校核弯曲疲劳强度。若一对齿轮均为硬齿面时，齿轮的主要失效形式时轮齿断裂，也可可能发生点蚀、胶合等失效形式，应按弯曲疲劳强度设计确定模数，然后校核接触疲劳强度。

对于开式齿轮传动，其主要失效形式时齿面磨损，但往往又因齿轮磨薄后发生折断，故按轮齿齿根弯曲疲劳强度设计，适当降低许用应力来考虑磨损影响。

第七章 蜗杆传动设计

一、蜗杆传动中引入蜗杆直径系数的原因是什么？为什么阿基米德蜗杆传动应用广泛？

加工时，常用与蜗杆具有相同参数的蜗轮滚刀来加工蜗轮，这样有一种参数的蜗杆就必须有一种与之配对的蜗轮滚刀，为了减少蜗轮滚刀数目，便于刀具的标准化，引入了蜗轮直径系数，将蜗轮分度圆直径d1定为标准值，d1与模数m的比值叫做直径系数。由于阿基米德蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，振动、冲击和噪音均很小，而且在一定具有自锁性等优点而被广泛应用， 二、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算；如果不满足热平衡要求可以猜缺哪些措施？

由于蜗杆传动效率低，工作时会产生大量的热量。在闭式蜗杆传动中，若散热不良，会使润滑油温度身高，使润滑失效而导致齿面胶合。所以，对闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算，以保证油温稳定在规定范围内。

措施：

1、在向体外增加散热片，以增大散热面积，还应注意散热片的配置方向要有利于热传导。

2、在蜗杆轴端设置风扇，进行人工通风，以增大散热系数。

3、在上述方法仍不能满足热平衡要求时，可在箱体有池内设置蛇形冷却管。 4、采用压力喷油循环润滑。

三、蜗杆传动变位特点和目的是什么？

蜗杆传动变位与齿轮传动变位相似，也是利用刀具相对于蜗轮毛坯的径向位移来实现的。但由于加工蜗轮的滚刀的形状和尺寸要与蜗杆的齿廓形状和尺寸相同，为了保持刀具尺寸不变，故只对蜗杆进行变位，而蜗杆的尺寸保持不变。但变位后蜗杆的节圆改变，而蜗轮的节圆始终与分度圆重合。蜗杆传动变位的目的是凑中心距和传动比，使之符合标准值。 四、蜗杆传动的特点是什么

由于蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，振动、冲击和噪音均很小，以及在一定条件下具有自锁性等特点而获得广泛应用。蜗杆传动由于蜗杆螺牙和蜗轮齿间的相对滑动大，摩擦发热大，故传动效率较其他传动低，只适宜中小功率的场合。

第八章 轴的设计

一、轴的强度计算方法有哪几种？各适用于何种类型的轴？

1、按扭转强度计算：适用于传动轴的初估直径的计算。

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2、按弯曲强度计算：适用于心轴的强度计算。 3、按弯扭合成强度计算：适用于转轴的强度计算。

4、按危险截面安全系数校核计算：适用于重要轴的精确计算。 二、按轴的承载情况，轴可以分为哪些类型，各举一例？

1、心轴——只受弯矩的轴，如滑轮轴和自行车的前轮轴。 2、传动轴——只受转矩的轴，如汽车的主传动轴和转向轴。 3、转轴——既受转矩又受弯矩的轴，如减速器中的轴。 三、轴上零件的周向定位有哪些方法，详细说明适用的场合？轴上零件的周向定位有哪些方法，采用这些方法是应该注意什么？

轴上零件的周向定位常用平键、花键 和过盈配合等。平键连接结构简单、拆装方便、加工容易，对中性好，应用广泛。花间适用于承受重载荷或变载荷及定心精度高的场合。过盈配合常用于曲轴、滚动轴承轴的轴、螺旋桨和轴的连接，优点是结构简单、定心性好，承载能力高。承受变载荷和冲击的性能好。

轴上零件的轴向定位方法有：

1、轴肩或轴环；设计时应注意A、为了保证轴上零件与轴断面靠近，轴的过渡圆角半径应小于相配零件圆角半径或倒角尺寸。B、轴肩高度要合适

2、轴套；为了保证轴上零件定位和固定可靠，轴的各段长度应略小于轴上零件轮毂各段长度

3、圆螺母：它可以承受较大的轴向力，但螺纹会削弱轴的强度 4、紧定螺钉和弹簧挡圈；只能承受不大的轴向力

5、轴端挡圈和圆锥面；适用于轴上零件和轴的同轴度要求较高或受冲击载荷的轴

四、有一传动系统，拟用齿轮传动、链传动和带传动，试合理安排顺序并说明理由？

1、带传动：具有机构简单、传动平稳、造价低廉及缓冲吸振等特点，打滑又起到了过载保护，所以放在首位与原动机相连、

2、齿轮传动：具有效率高、传动比稳定、结构紧凑工作可靠寿命长等优点，所以放在中间

3、链传动不均匀，并且容易引起附加动载荷，应放在低速级，所以放在最后

五、轴结构设计是主要考虑的因素

1、轴的结构和形状满足使用要求，轴上零件定为可靠，保证轴和轴上零件有准确的相对工作位置。

2、轴的结构应有利于提高轴的强度和刚度，力求受力情况合理，避免或减少应力集中。

3、轴的加工及装配性能好 六、提高周强度和刚度的方法

1、合理分布轴上零件以减小轴上载荷 2、改进轴上零件结构减小轴的载荷

3、改进轴的结构形状以消除或减小应力集中 4、改善轴的表面品质以提高轴的疲劳强度 5、轴支撑间的的跨距应尽量小以提高轴的刚度 七、轴设计的步骤

1、选材

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2、初估轴的直径

3、轴的结构设计，包括轴上零件的固定和定位，加工和装配性能，提高轴强度的措施

4、轴的强度计算

5、如有特殊要求时，还需有轴的刚度和稳定性要求计算

第九章 滑动轴承设计

一、整体式和剖分式径向滑动轴承各有什么特点：

整体式径向滑动轴承结构简单、容易制造、成本低，但轴瓦磨损后间隙无法调整，并且只能从轴颈端部装拆，因此它仅用于低速轻载或间隙工作的机械。剖分式径向滑动轴承拆装方便，并且轴瓦磨损后可以通过调整垫片厚度来调节轴承间隙。

二、对滑动轴承的轴瓦材料有哪些要求，说出几种轴瓦材料并说明如何选用。

轴瓦材料要求有足够强度，良好的塑性、减摩性、耐磨性、抗腐蚀性，抗胶合能力强，良好的导热性，并易跑合和制造。

1、铸铁：只易用于低速轻载和不受冲击的场合。

2、轴承合金：适用于高速重载的场合，一般只用作轴承衬的材料。 3、铜合金：适用于中速重载和低速重载的场合。

三、试述非液体摩擦润滑滑动轴承的主要失效形式及设计准则

非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式时磨损和胶合。 由于目前对胶合和磨损尚没有完善的设计计算方法，一般仅从限制轴承的压强P及压强和轴颈圆周速度的乘积PV来进行条件设计。限制轴承压强P来保证摩擦面之间有一定的润滑剂，避免轴承过度磨损而降低寿命；限制PV值来防止轴承过热而发生胶合，对于压强小的轴承，还应限制轴承圆周速度V以免加速磨损。实践证明，按这种方法进行设计，基本能保证轴承的工作能力。

第十章 滚动轴承设计

一、圆锥滚子轴承的主要特征有哪些

1、能承受较大的径向载荷和单轴向载荷 2、相对于球轴承，极限转速较低 3、轴承的内外圈可以分离 4、安装时需要调整间隙

5、一般要求对称安装，成对使用且适用于转速不太高、轴刚性较好的场合 二、常见的滚动轴承的轴向组合布置方式有哪几种，各适用于什么场合？

1、两端固定式；适用于工作温度不太高的短轴。

2、一端固定、一端游动式；适用于工作温度较高，跨距较大的长轴。 3、两端游动式；适用于能轴向双向移动的轴。 三、滚动轴承的失效形式和设计准则？

失效形式：

1、疲劳点蚀（滚动轴承的主要失效形式） 2、塑性变形 3、磨损

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设计准则：

对于一般工作条件下的回转滚动轴承，经常发生点蚀，主要进行寿命计算，必要时进行静强度校核；对于不转动、摆动或转速低的轴承，要求控制塑性变形，只需进行静强度计算；对于高速轴承，主要发生磨损和胶合，除进行寿命计算外，还需校验极限转速。

第十一章 联轴器

一、联轴器可以分为哪几类

1、刚性联轴器：它适用于被连接两轴要求严格对中以及工作中无相对移动的场合

2、挠性联轴器：它用于被连接两轴有较大的安装误差和工作中有相对移动的场合

二、简要说明选择联轴器的原则，刚性联轴器有哪几种，分别用于什么场合？ 联轴器选择的原则：

联轴器的类型主要是根据机器的工作特点、性能要求，结合联轴器的性能选择合适的类型。一般说来对载荷平稳，同轴度好，无相对位移的可选用刚性联轴器；难以保持两轴严格对中有相对位移的应选择挠性联轴器；对传递转矩较大的重型机械可选用齿轮联轴器；对需要有一定补偿量，单向转动而冲击载荷不大的低速传动的水平轴，可以选用滚子链联轴器；对于高速轴，选用挠性联轴器；对于轴线相交的轴，选用万向联轴器。

刚性联轴器主要有：十字滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器；其中十字滑块联轴器径向尺寸小，结构简单，用于低速载荷平稳的两轴连接；齿式联轴器传递的转矩大，用于低速重型机械中；万向联轴器用于两轴有较大偏角或工作中有较大位移的场合。

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