1、11 螺纹联接1 列出四种常用标准螺纹联接件。连接螺纹能满足自锁条件，为什么在设计螺纹联接时必须考虑放松问题？螺纹联接防松的根本问题是？常用的防松方法分哪几种？每类中有哪些具体结构？预紧螺栓承受轴向载荷作用时，螺栓上的总载荷为什么不等于轴向载荷和预紧力之和？常用螺纹联接的类型有哪些？常用标准螺纹联接件有：螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母和垫圈等。在冲击、振动载荷作用或者材料高温变化等情况下，螺纹幅间的摩擦力可能减小或者瞬间消失。这种情况反复出现几次后就会使联接松脱，导致联接失效。为了防止螺纹联接松脱，保证螺纹联接安全可靠，设计时必须考虑防松问题。螺纹联接放松的根本问题是防止螺纹幅的相对转动
2、。常用防松的方法有：摩擦防松、机械防松以及破坏螺纹幅关系防松。 A 摩擦防松：弹簧垫片、双螺母、尼龙垫片、自锁螺母B 机械防松：六角开槽螺母、开口销、止动垫片、圆螺母、串联钢丝C 破坏螺纹幅关系防松：有端铆、冲点、点焊和粘合由于螺栓和被连接件的变形使得总载荷不等于预紧力和轴向力之和螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接2 采用腰杆螺栓和空心螺栓的目的是什么，它和哪几种结构作用相同？分布在同一圆周上的螺栓数目为什么尽量取偶数？螺栓组设计中为什么会出现偏心载荷，防止偏载的措施有哪些？受横向载荷的螺栓组联接采用什么方式减小螺栓的预紧力及其机构？采用腰杆螺栓和空心螺栓的主要目的是：减小螺栓刚度
3、，提高被联接件的刚度，使螺栓的应力幅降低。在螺母下面安装弹性元件，其效果和采用腰杆螺栓和空心螺栓时相似。分布在同一圆周上的螺栓数目取偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和划线。同一组螺栓的材料、直径和长度均相等。当被联接件支承面有突起、表面与孔不垂直或者钩头螺栓联接时会产生偏心载荷，螺栓组设计中防止偏载的措施有：凸台、凹坑、球形垫圈、斜面垫圈。采用套筒、销、键等抗剪切件来承受部分横向载荷。23 提高螺栓强度的方法有哪些？普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的结构有什么区别？画出受横向载荷时普通螺栓和铰制孔用螺栓的结构。分析其工况、主要失效形式及其强度计算准则，写出强度计算公式提高螺栓强度措施：A 改善螺纹
4、牙间载荷分布不均的情况 B 降低螺栓应力幅 aC 减小应力集中的影响 D 采用合理的工艺方法普通螺栓联接中，螺杆和被联接件的孔件有间隙，主要靠拧紧后的正压力所产生的摩擦力来传递载荷，预紧力必须足够大才可以保证联接可靠。铰制孔用螺栓螺杆被联接件的孔件无间隙，由光杆直接承受挤压和剪切来传递外载荷进行工作，所受预紧力很小。A 普通螺栓的失效形式一般是拉断，设计准则是为保证螺栓的疲劳强度和静强度强度条件为：B 铰制孔用螺栓一般的失效形式是压溃、剪断,设计准则是为保证螺栓的挤压强度和剪切强度剪切强度条件为： 二者的结构图如下挤压强度条件为：4 什么是螺纹的大径、中径和小径？各有什么用处？列出螺纹升角指什
5、么？列出其的计算公式。螺纹大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，亦称公称直径。作用是决定连接配合的基本尺寸。螺纹中径：螺纹的牙厚与牙间向等处的圆柱直径，作用是确定螺纹机和参数和配合性质。螺纹小径:与外螺纹牙底或内螺纹压顶相重合的假想圆柱面的直径。作用是在强度计算中作为螺杆危险截面的计算直径。螺纹升角：螺旋线的切线与垂直螺纹轴线的平面的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。通常按照螺纹中径 处计算。计算公式：35 为什么采用圈数较多的加厚螺母不能提高联接的强度？工作中螺栓牙要抗拉变长，螺母牙受压缩短，伸与缩的螺距变化差以紧靠螺母支承面处第一圈为最大，应变最大，应力最大，其
6、余各圈依次递减，所以采用圈数过多的加厚螺母不能提高螺栓联接的强度。6 分析活塞式空气压缩机气缸盖联接螺栓工作时的受力变化情况，它的最大应力、最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力、最小应力将如何变化？螺栓的预紧力是确定的，而联接件和被连接件的刚度是一定的，则工作载荷最大时应力最大，工作载荷最小时应力最小。最大总拉力为 ，则最大应力2max0maxbCFF2maxmax14.3Fd最小总应力为 ，最小应力为 ；当气缸内的最大压力提高时，2in0minbCF2minmin14.3Fd最大应力也将提高。最小应力不变。2 键联接1 键的作用？键联接分类有哪些？无键联接的类型有哪些？键
7、是一种标准零件，通常用于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。导向键、花键、滑键用作在轴上的导向装置。键的类型根据要求和工作条件来确定。键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接。无键联接有：型面联接和胀紧联接。2 花键的类型有哪些？花键联接的特点和失效形式分别是什么？答：花键按齿形不同可以分为：矩形花键和渐开线花键。花键联接的特点：齿数多、承载能力高；各个键齿受力较为均匀齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱较小轴上零件的对中性好，导向性好加工制造成本高。花键联接的失效形式：静联接：工作面被压溃 动联接：工作面过度磨损。3
8、为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔 180的位置；采用两个楔键时相隔 904-120；采用两个半圆键时，却布置在轴上的同一条母线上；采用切向键时布置在周向相距 120-130。两个平键时相隔 180布置，工作面上产生的挤压力的方向正好相反，不会产生附加应力，并且全部转化为扭转力矩，减少了键和轴受损的可能性，保证受力的对称。对于楔键传递工作载荷时，可以将键和轴视为一体，将轴下方分布的压力用集中力 N 代替，由于轴和轮毂有相对运动的趋势，压力的合力将不再通过圆心。不能将两个楔键相隔180布置，这样布置能传递的转矩和一个键相同。一般我们选择布置相距 90-120效果最好，两个键相距更近，虽然
9、对传递转矩有利，但是因为键槽相距太近，使轴的强度降低较多。半圆键是依靠侧面传力的，如在一个剖面内布置相差 180，这样对轴的强度削弱很大。半圆键长度较短，一般选择布置在轴的同一条母线上。切向键的上下面是工作平面，键在联接中必须有一个工作面处于包含轴心线的平面之内，这样则当联接工作时，工作面上的挤压力沿轴的切向作用，而靠挤压力传递转矩。所以布置在周向相距 120-130。4 平键有哪些？普通平键失效形式有哪些？强度校核判断强度不足时应该采取何种措施？平键分为：普通平键、薄形平键、导向平键和滑键。普通平键的失效形式有：压溃、磨损、剪断。强度不足时，可以考虑选取更长的键，A 型改为 B、C 型，用双
10、键或者花键。5 矩形花键联接的定心方式有哪些？渐开线花键的定心方式有哪些？适用于什么场合？矩形花键的定心方式为小径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。定心精度高，稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。渐开线花键采用的定心方式为齿形定心。当齿受载时，齿上的径向力能起到自动定心作用，有利于各齿均匀承载。6 销根据具体作用不同分类有几种？销主要用来固定零件之间的相对位置称为定位销，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；可以用于联接，称为联接销，可传递不大的载荷；还可以作为安全装置中过载剪断元件，称为安全销。销有多种类型：如圆柱销、圆柱销、槽销、销轴和开口销。7 在材料和性质相同的条件下，动联
11、接的许用压力比静联接的许用压力小，说明原因。5由于动联接和静联接的失效形式不同，因而计算准则也不相同。对于动联接和静联接，强度校核公式的主要不同在于许用值不同。当静联接与动联接的材料相同时， 在p23选取许用值时应该注意， 应为联接中最弱材料的许用值。p8 平键联接设计的过程有哪些？在设计平键联接时，首先轴和轮毂的材料和尺寸已经确定，联接中所传递的转矩也知道，因此根据联接结构和使用条件，先确定键的类型，由轴的直径尺寸按标准选取平键的剖面尺寸并以轮毂尺寸确定键的长度，最后利用强度条件作校核计算。3 带传动1 分析带传动中小带轮的最小直径 、最大传动比 、带的根数 、中心距 、小带轮包1mindi
12、za角 、带速 和带的功率 对传动的影响？vP小带轮直径 愈小，则带的弯曲应力愈大，而弯曲应力是引起疲劳损坏的重要因素，1mind所以小带轮的直径不能太小，要加以限制。带的传动比 是大带轮和小带轮的基准直径之比，限制最大传动比实质上是为了限制两轮直径之差。防止小带轮的包角过小，带的承载能力下降，可能发生打滑。一般情况下带的根数 选择 1-10 之间，根数太多会造成带的受力不均。最佳选择是 2-4z根。中心距过 过大，当载荷变化时会引起带的颤动；而 过小，则单位时间内带的应力变化a a次数增多，加速了带的疲劳破坏。由于 350 HBS 的齿轮是硬齿轮，开式传动失效形式为轮齿折断和齿面磨损，应按照
13、齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。2 硬齿轮和软齿轮的热处理方法和加工方法有何不同？硬齿轮和软齿轮的材料分别有哪些？写出具体牌号。硬齿轮和软齿轮分别用于什么场合？ 硬齿轮的热处理：渗碳、氮化和表面淬火；切齿表面硬化磨齿精切齿形5、6 级。软齿轮的热处理：正火调质；热处理后精切齿形。硬齿轮材料有：20Cr 20CrMnTi 40Cr 30CrMoAlA，适用于高速、重载及精密机械；软齿面齿轮材料：45 适用于精度和强度不高的场合。3 对于钢制软齿面齿轮要求大小齿轮要有一定硬度差，小齿轮要比大齿轮硬，说明原因。小齿轮齿根强度较弱，小齿轮的应力循环次数较多，当大小齿轮有较大硬度差时，较硬
14、的9小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化作用，可以提高大齿轮的接触疲劳强度。这样还有利于通过跑合情况来改善轮齿的接触情况，有利于提高齿轮的抗胶合能力。4 为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸的一侧？在齿根弯曲疲劳计算时，将轮齿看成悬臂梁，受载后齿根处力臂最长，所以弯矩最大，产生的弯曲应力最大。齿根过渡圆角处尺寸发生急剧变化，又沿齿宽方向留下加工刀痕从而产生了应力集中。在反复应力作用下，由于齿轮材料对拉应力敏感，故裂纹首先发生在受拉伸一侧。5 说明闭式齿轮传动和开式齿轮传动齿数 选择的合理范围，齿数的选择对传动的影响有哪1Z些？齿宽系数的选择对传动的影响？A 闭式齿轮传动一般转速较高，
15、为了提高传动平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小齿轮的齿数可以取 =2040。1ZB 开式和半开式齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜选过多的齿数，一般可取 =1720。为了避免根切，对于标准直圆柱齿轮，应取 17。1Z轮齿越宽，承载能力越大，因而轮齿不宜过窄，但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应选择合适。6 为什么斜齿轮传动齿面的接触疲劳强度应同时取决于大、小齿轮？因为在同一齿面上，齿顶面的接触疲劳强度较高，所以即使承担的载荷有所增大，只要还未超过其承载能力时，大齿轮齿顶面仍然不会出现点蚀；同时，因小齿轮齿面的接触疲劳强度较高，与大齿轮齿
16、顶面相啮合的小齿轮的齿根面，也未因载荷增大而出现点蚀。因此，斜齿轮传动齿面的接触疲劳强度应同时取决于大、小齿轮。7 简述齿廓啮合的基本定律，下图为一对渐开线直齿圆柱齿轮的传动，在图中作出理论啮合线、节圆、啮合角。欲使齿轮保持确定的角速比，不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线都必须与两轮的连心线交于一点，这就是齿廓啮合的基本定律。8 齿轮的精度等级与齿轮的选材及热处理方法有什么联系？10精度高的齿轮，要求材料性能优良。轮齿具有高强度及齿面具有高硬度，还应该进行磨齿等精加工。需要加工的齿轮多是先切齿，再作表面硬化处理，最后进行精加工，精度可以达到 4 级或者 5 级。所用热处理方法有表
17、面淬火、渗碳、氮化、氰化。9 要提高齿轮的抗弯疲劳强度和齿面接触疲劳强度有哪些措施？提高抗弯疲劳强度可能的措施有：A 增加齿根过渡圆角的半径，消除该处的加工刀痕，可以降低应力集中 B 增大轴与支持的刚度，可以减小齿面上局部受载的程度 C 使齿芯材料有做够的韧性 D 在齿根处施加适当的强化措施，如喷丸等，提高齿轮的抗折断能力。提高接触疲劳强度可能的措施有：A 选择高性能材料 B 提高齿面硬度 C 增大中心距和齿宽 D 采用内啮合 E 采用斜齿轮或正传动。10 齿轮传动有关设计中的那些参数需要圆整？那些不需要？为什么？选择参数时必须从提高传动性能，减小外轮廓尺寸和降低制造成本等方面来考虑，同时必须
18、分清啮合参数和结构参数。结构参数：一般需要进行圆整，以便加工和测量等，这是设计惯例，比如齿宽。啮合参数：通常不允许圆整，以保证啮合性能。中心距为特例，其既属啮合参数，也是主要的结构参数。所谓中心距的圆整，通常指在设计过程中，针对强度计算或者初步几何计算所得到的初步中心距来进行的。作为啮合参数，齿轮传动的中心距与齿数、模数、螺旋角、变位系数之间，最终都必须满足几何条件，否则齿轮无法正常工作，甚至无法安装。11 在二级圆柱齿轮减速器中，若一级为斜齿，另一级为直齿，试问斜齿圆柱齿轮是应该放在调整级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成的二级传动，锥齿轮应该放在调整级还是低速级？为什么？在二级圆柱齿轮减速器中，斜齿圆柱齿轮应该放在高速级，主要是因为高速级的转速高用斜齿圆柱齿轮传动工作平稳时，在精度等级相同的条件下，允许传动的圆周速度较高。直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成的二级传动中，锥齿轮一般应布置在高速级，主要因为当传递
