机械零件的主要失效形式有
- 格式:doc
- 大小:17.50 KB
- 文档页数:3
二机械设计总论机器由原动机部分,传动部分,执行部分组成什么叫机械零件的失效?机械零件的主要失效形式有哪些?机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能机械零件的主要失效形式有:整体断裂;过大的残余变形;零件的表面破坏什么是机械零件的设计准则?机械零件的主要设计准则有哪些?机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
主要准则:强度准则,刚度准则,寿命准则,震动稳定性准则影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件几何形状、尺寸大小、加工质量及强化因素.四螺纹连接和螺旋传动螺纹连接为何要防松?常见的防松方法有哪些?【答】在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下,连接松动松开,失效,引起机器损坏,在设计螺纹连接时,必须考虑防松问题.螺纹连接防松可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系简要说明螺纹连接的主要类型和特点。
【答】螺纹联接的主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。
主要特点是:螺栓联接:孔的加工精度低,结构简单、装拆方便,不受连接件材料限制螺钉联接:结构比螺栓联接复杂。
不适用于经常拆装的场合。
双头螺柱联接:用于不易制成通孔,材料比较软的场合紧定螺钉联接:可传递不大的力或扭矩,多用于固定轴上零件的相对位置. 提高螺栓联接强度的措施有哪些?降低螺栓总拉伸载荷的变化范围;改善螺纹牙间的载荷分布;减小应力集中;避免或减小附加应力。
键、花键、无键连接和销连接普通平键按构造分有圆头(A型)、平头(B型)及单圆头(C型)平键连接有哪些失效形式?普通平键的截面尺寸和长度如何确定?【答】主要失效形式是较弱零件(通常为轮毂)的工作面被压溃或磨损。
键的截面尺寸hb 应根据轴径d从键的标准中选取。
键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取,L值应略短于轮毂长度。
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,则应沿周向相隔90°~120°,而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上?【答】两个平键连接,一般沿周向相隔 180布置,对轴的削弱均匀, 并且两键的挤压力对轴平衡,对轴不产生附加弯矩,受力状态好。
机械零件的主要失效形式有:根断表面压碎表面点蚀塑性变形过量弹性形变共振过热和过量磨损等平键按用途分为平键导键滑键普通平键用于静联接,即轴与轴上零件之间没有先对移动。
按端部形状不同分为A型(圆头) B型(平头) C型(单圆头) 3种导键和滑键均用于动联接。
导键适用于轴上零件轴向位移量不大的场合;滑键用于轴上零件轴向位移较大的场合。
平键的宽度应根据轴的直径选取润滑剂的主要作用是减小抹茶,磨损,降低工作表面温度。
常用的润滑剂有:液体润滑剂,半固体润滑剂,固体润滑剂,气体润滑剂径向滑动轴承动压油膜的形成过程静止时,轴与轴承孔自然形成油楔;刚启动,速度低。
由于轴径与轴承之间摩擦,轴承沿轴承孔上爬。
随着速度增大,被轴径带动起来的润滑油进入楔形间隙并产生东亚力将轴径推离,形成动压油膜。
提高螺纹连接强度的措施有:1. 改善螺纹牙间的载荷分配;2. 减小螺栓的应力幅3. 采用合理的制造工艺(冷镦,液压,冷作硬化)4. 避免附加弯曲应力5. 减小应力集中的影响6. 氰化氮化,喷丸等表面硬化处理改善螺纹牙间的载荷分配,避免附加弯曲应力是针对静强度,其余是疲劳强度当螺纹公称直径,牙型角,螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能好螺纹联接的主要类型有1. 螺栓联接,常用语被联接件不太厚和周边有足够装配空间的场合2. 双头螺栓联接,用于常装拆或结构上受限制不能采用螺栓联接的场合3. 螺钉联接,用于不经常装拆联接的场合4. 紧定螺钉联接,多用于轴和轴上零件的联结,可传递不大的力和转矩对于普通螺栓组联接,当被联接件受横向工作载荷作用时,其螺栓本身主要受拉应力。
带传动中的两种滑动弹性滑动:带传动中,拉力差使带的弹性型变量变动,而引起带与带轮之间的相对滑动,称为弹性滑动。
使带传动比不精确,且使带与带轮之间产生磨损;打滑:当外界传递功率过大,所需有效拉力大于极限有效拉力时,带与带轮之间的显著滑动。
使带传动失效,但起过载保护作用。
百度文库填空题1.机械零件一般可以分为通用零件和专用零件两大类。
2.观察一辆自行车,螺钉、链轮、链条等明显属于通用零件,而_龙头、大梁、脚蹬_则属于专用零件。
3.机器通常由三个部分和两个系统组成,它们是_原动机部分__、_传动部分_、_执行部分_、__控制系统_和_辅助系统_。
4.机械零件的主要失效形式包括_整体断裂_、_过大的残余变形_、_零件的表面破坏_和破坏正常工作条件引起的失效。
5.根据不同失效形式,机械零件的一般的设计准则包括_强度准则_、_刚度准则_、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
一、填空题:1.零件材料的疲劳根据疲劳次数的明显不同可分为_低周疲劳_和_高周疲劳_,例如__材料断裂试件_和_发动机曲轴_。
2.材料疲劳曲线是表达 疲劳极限 与 应力循环次数 的相对关系。
3.零件的疲劳强度极限除与材料自身疲劳强度极限有关外,还与_零件的应力集中状况、_零件具体尺寸_、_零件表面质量_以及_零件的热处理强化方式_四个方面有关。
4.对于单向稳定变应力进行分析时,可能发生最常见三种变化规律为_r c =_______、_m c σ=_和_min c σ=_,例如_心轴、大多数底座类零件、举重设备中的吊臂_。
5.对规律性单向不稳定变应力采用 疲劳损伤累积 假说进行计算。
6.极限应力线图是以 m σ 为横坐标的,其含义是_工作平均应力_;以_a σ为纵坐标的,其含义是_工作应力幅_。
二、选择题1、零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限将随之 C 。
A.增加B.不变C.降低2、两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值 A 。
A.相等B.不相等C.是否相等与材料和几何尺寸有关3. 零件受静载荷作用时, 则在其内部 CA.只会产生静应力B.只会产生变应力C.可能产生静应力, 也可能产生变应力三、计算题1.某材料的对称循环弯曲疲劳强度为MPa 1801=-σ,MPa s 260=σ取循环基数为60105⨯=N ,9=m ,试计算循环次数分别为700次,25000次和620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
第二章.1、效。
主要表现为磨损.变形.断裂.蚀损2、什么是零件的工作能力?什么是零件的承载能力?承载能力。
3、什么是静载荷.变载荷.名义载荷.变应力?静载荷:大小,位置方向都不变或变化缓慢的载荷;动载荷指,大小位置和方向随时间变化的载荷。
名义载荷:的,平稳工作条件下作用在零件上的载荷,计算载荷:载荷系数k与名义载荷的乘积。
4、稳定循环变应力σmax,σmin,σa,σm,r数代表什么?列出据已知零件的σmax,σmin计算σa σm,及r公式σmax最大应力,σmin最小应力,σa应力幅,σm应力,r循环特性。
σa= (σmax- σmin)/2,σm=(σmax+ σmin)/2,r= σmin/σmax5、提高零件强度的措施有那些?工艺提高零件的表面质量减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸第三章.2、扩展直至发生疲劳断裂。
5、件疲劳强度的措施有哪些?答:1顺序和频率。
2)可能发生的初始裂纹的尺寸。
9、ψσ和ψτ俞高,ψσ和ψτ的值愈大还是愈小?对循环不对称性的敏感俞小第四章.1、低摩擦,减少磨损2、滑动摩擦可分分为哪几种?四种:干摩擦.流体摩擦.混合摩擦.边界摩擦3、根据磨损机理的不同,磨损通常可分为哪几种类型?们各有什么主要特点?反应。
4、机械零件的磨损过程分为那3长零件的寿命?温度过高。
第六章.3、成a转动。
4、哪些?答:1锁住和破坏螺纹副关系三种。
2)利用对顶螺母,胶接等等。
8、常用的提高螺纹联结强度的措施有那些?1、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅2改善螺纹牙上载荷分布不均的现象3减小应力集中的影响4避免附加弯曲应力5采用合理的制造工艺方法9,在螺栓连接中,匀?答:1.载荷分布不均匀的现象。
2.悬置螺母,环槽螺母,内斜螺母,钢丝螺母等等结构。
第七章.1、普通平键的公称长度L与工作长度l答:圆头平键工作长度l = L- bl = Ll = L -b/2,b的宽度2、键的剖面尺寸b×h和键的长度L是如何确定的?压传递转矩。
2012机械设计思考题参考答案(此为自行整理的答案,仅供参考)第一篇1.机器的基本组成要素是什么?p1(课本,下同)答:机器的基本组成要素是机械零件。
2.机械零件分哪两大类?答:通用零件,专用零件。
3.什么叫部件?(摘自百度文库)为完成共同任务而结合起来的一组零件成为部件,是装配的单元,eg.滚动轴承、联轴器4.机器的基本组成部分是什么?p3答:原动机部分,传动部分,执行部分。
5.机械零件的主要失效形式有那些?p10-11答:整体断裂,过大的残余变形,零件的表面破坏,破坏正常工作条件引起的失效。
6.机械零件的设计准则是什麽?其中最基本的准则是什麽?p11-14答:机械零件的设计准则是设计时对零件进行计算所依据的准则;其中最基本的准则有强度准则,刚度准则,寿命准则,振动稳定性准则,可靠性准则。
(是强度准则,刚度准则,寿命准则,振动稳定性准则,可靠性准则;最基本的准则是强度准则)7.什麽叫静应力、变应力和稳定循环变应力?稳定循环变应力有那三种形式?静应力:应力幅等于零的应力(p24);大小和方向不随时间转移而产生变化或变化较缓慢的应力。
其作用下零件可能产生静断裂或过大的塑性变形,即应按静强度进行计算。
(百度文库)变应力:大小和方向均随时间转移而产生变化的应力。
它可以是由变载荷引起的,也可能因静载荷产生的(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)。
变应力作用的零件主要发生疲劳失效。
(百度文库)稳定循环变应力:变应力的最大、最小应力始终不变。
(百度文库)(不稳定循环变应力:变应力的最大、最小应力呈周期性变化。
)稳定循环变应力:单向稳定变应力,单向不稳定变应力,双向稳定变应力三种形式。
8.什麽是疲劳极限?何为有限寿命疲劳极限阶段和无限寿命疲劳阶段?疲劳极限:在疲劳试验中,应力交变循环大至无限次而试样仍不破损时的最大应力。
(百度百科)有限寿命疲劳极限阶段:在σ-N曲线上,试件经过一定次数的交变应力作用后总会发生疲劳破坏的范围,即CD段;无限寿命疲劳阶段:在σ-N曲线上,作用的变应力的最大应力小于持久疲劳极限(即D点的应力),无论应力变化多少次,材料都不会破坏的范围,即D点以后的线段。
1.机械零件的失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件表面破坏(腐蚀、磨损和接触疲劳)、破坏正常工作条件引起的失效2.设计零件应满足的要求:避免在预定寿命期内失效的要求(强度、刚度、寿命)、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求、可靠性要求3.零件的设计准则:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4.零件的设计方法:理论设计、经验设计、模型试验设计5.机械零件常用的材料:金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料6.零件的强度分为:静应力强度和变应力强度7.应力比r=-1为对称循环应力;r=0为脉动循环应力8.BC阶段为应变疲劳(低周疲劳);CD为有限寿命疲劳阶段;D点以后的线段代表了试件无限寿命疲劳阶段;D点为持久疲劳极限9.提高零件疲劳强度的措施:尽可能降低零件上应力集中的影响(减载槽、开环槽)、选用疲劳强度高的材料和规定能提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺10.滑动摩擦:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦及混合摩擦11.零件的磨损过程:磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段;应该力求缩短磨合期、延长稳定磨损期、推迟剧烈磨损的到来12.磨损的分类:粘附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损13.润滑剂分为:气体、液体、固体和半固体四种;润滑脂分为:钙基润滑脂、纳基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂14.普通连接螺纹牙型为等边三角形,自锁性较好;矩形传动螺纹的传动效率比其他螺纹高;梯形传动螺纹是最常用的传动螺纹15.常用的连接螺纹要求自锁性,故多用单线螺纹;传动螺纹要求传动效率高,故多用双线或三线螺纹16.普通螺栓连接(被连接件上开有通孔或铰制孔)、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接17.螺纹连接预紧的目的:增强连接的可靠性和紧密性,防止受载后被连接件间出现缝隙或相对滑移。
螺纹连接放松的根本问题:防止螺旋副在受载时发生相对转动。
(摩擦防松、机械防松、破坏螺旋副运动关系防松)18.提高螺纹连接强度的措施:降低影响螺栓疲劳强度的应力幅(减少螺栓刚度或增大被连接件刚度)、改善螺纹牙上载荷分布不均的现象、减小应力集中的影响、采用合理的制造工艺19.键连接类型:平键连接(两侧面是工作面)、半圆键连接、锲键连接、切向键连接20.带传动分为:摩擦型和啮合型21.带的瞬间最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处;带一周,应力变化四次22.V带传动的张紧:定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的张紧装置23.滚子链的链节数一般为偶数(链轮的齿数取奇数),滚子链为奇数时采用过度链节24.链传动张紧的目的:避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条振动现象,同时为了增加链条与链轮的啮合包角25.齿轮的失效形式:轮齿折断、齿面磨损(开式齿轮)、齿面点蚀(闭式齿轮)、齿面胶合、塑性变形(从动轮出现脊棱、主动轮出现沟槽)26.齿轮工作面的硬度大于350HBS或38HRS的称为硬面齿;反之为软齿面齿轮27.提高制造精度,减小齿轮直径以降低圆周速度,均可减小动载荷;为了减小动载荷,可将齿轮进行齿顶修缘;将齿轮的轮齿做成鼓形是为了改善齿向载荷分布28.Tanr=z1:q(直径系数)导程角越大,效率越高,自锁性越差29.对蜗轮进行变位,变位后蜗轮的分度圆和节园仍旧重合,只是蜗杆的节线有所改变不再与其分度圆重合30.蜗杆传动的失效形式:点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损;失效经常发生在蜗轮上31.闭式蜗杆传动的功率损耗:啮合磨损损耗、轴承磨损损耗、进入油池中的零件搅油时的溅油损耗32.蜗杆传动必须根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量条件进行热平衡计算措施:加装散热片以及增大散热面积、在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流动、在传动箱内装循环冷却管路33.形成液体动力润滑的条件:相对滑动的两表面必须形成收敛的锲形间隙;被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,其运动必须使润滑油由大口流进小口流出;润滑油必须有一定的粘度,供油要充分34.滚动轴承的基本结构:内圈、外圈、液动体、保持架35. 3圆锥滚子轴承、5推力球轴承、6深沟球轴承、7角接触轴承、N圆柱滚子轴承00、01、02、03分别d=10mm、12mm、15mm、17mm 04表示d=20mm,12表示d=60mm 36.基本额定寿命:一组轴承中百分之十的轴承发生点蚀破坏,而百分之九十的不发生点蚀破坏的转速或工作小时数作为轴承的寿命37.基本额定动载荷:使轴承的基本额定寿命恰好为106转时,轴承所能承受的载荷38.轴承配置方法:双支点各单向固定、一支点双向固定另一端支点游动、两端游动支承39.轴承按载荷分:转轴(弯矩和扭矩)、心轴(弯矩)、传动轴(扭矩)。
失效:在规定的工作条件下不能正常的工作叫做失效。
失效形式有:
断裂:占总失效的5%
零件在(拉、压、弯、扭)付载荷作用下,σ> σB(材料的强度极限)就可能发生断裂。
疲劳断裂过载
例如:
齿轮
传动
(轮
齿断
裂)
东风
4牵
动齿
轮断
裂
东风
型垂
直齿
轮断
裂
螺栓
断裂
车辆
切轴
过大的残余变形
在付载荷的作用下σ> σS则产生残余变形。
例如:
重载轮齿面齿轮传动,齿面塑性变形
轮齿面在冲击载荷下倒牙。
零件的表面破坏:占74%
磨损表面物质的转移或丧失
表面磨损:牵引齿轮
轮承磨损:拖拉机25%
轮滚钢轨
接触疲劳:在接触变应力长期作用下
齿面点蚀轴承点蚀
腐蚀:在有害介质中
柴油机缸套生锈
正常工作条件破坏引起的失效
动压滑动轴承:缺油、轴承油膜破坏
带传动:过载打滑
高速回转零件:共振
一般:每一种零件在不同的工作条件下有不同的失效形式。
主要失效形式:磨损疲劳(点蚀、断裂)腐蚀
讲失效是为了防止失效,可以从材料、热处理工艺、结构润滑等方面采取措施防止失效。
个人整理习题,仅供参考。
一、填空和选择1、机械零件的主要失效形式有 、 、 、 ,设计准则有 、 、 、 、 。
2、下列零件的失效形式中, 不属于强度问题。
A 、滑动轴承的轴瓦发生胶合B 、齿轮的齿面发生疲劳点蚀C 、平键联接中的侧面挤压D 、滚动轴承滚道的塑性变形3、下列零件的失效形式中, 不属于强度问题。
A 、螺栓断裂B 、齿轮的齿面发生疲劳点蚀C 、蜗杆轴产生过大的弯曲变形D 、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑4、零件的工作安全系数为 。
A 、零件的极限应力比许用应力B 、零件的极限应力比零件的工作应力C 、零件的工作应力比极限应力D 、零件的工作应力比零件的极限应力5、零件的计算安全系数公式为 。
A 、零件的极限应力比零件的许用应力B 、零件的极限应力比零件的工作应力C 、零件的工作应力比零件的极限应力D 、零件的工作应力比零件的极限应力6、零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时,磨削加工的零件与精车加工的零件相比,其疲劳强度 。
A 、较高B 、较低C 、相同7、两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力 。
A 、不相同B 、相同C 、不知道8、当动压润滑条件不具备,且边界膜遭破坏时,就会出现 、 和 同时存在的现象,这种摩擦状态称为 。
9、摩擦学理论认为主要的四种摩擦状态是 、 、 、。
10、两摩擦表面间的膜厚3~4.0=λ时,其摩擦状态为 。
A 、流体摩擦B 、干摩擦C 、混合摩擦D 、边界摩擦11、一个零件的磨损过程大体分为 、 、 。
12、设计螺栓组联接时,虽然每个螺栓的受力不一定相等,但对该组螺栓仍然采用相同的材料、直径和长度,这主要是为了 。
A 、外形美观B 、购买方便C 、便于加工和安装13、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 。
机械零件失效形式1、整体断裂2、过大的弹性变形或残余变形3、零件表面的破坏4、不能满足工作条件所导致的失机械零件设计计算准则1、强度准则2、刚度准则3、寿命准则4、振动稳定性准则5、可靠性准则螺纹联接的主要失效形式有(1)螺栓联接的松动。
(2)螺栓杆的拉断。
(3)螺栓杆或螺栓孔的压溃。
(4)螺栓杆的剪断。
(5)因经常拆卸而发生滑扣现象。
其中,(1)(2)为静载时的主要失效形式;(3)(4)为铰制孔用联接时的主要失效形式。
螺纹联接的设计准则:考虑螺纹联接要有适当的拧紧力矩和放松措施,通过强度计算来确定螺栓的直径;对受剪螺栓,还要进行剪切强度和挤压强度校核平键的失效形式:压溃(静联接)、磨损(动联接)、剪短带传动的失效形式:打滑和疲劳破坏带传动设计准则:在保证不打滑的条件下,带传动具有一定的疲劳强度和寿命链传动失效形式:1、链板滚子与套筒疲劳破坏2、销轴与套筒间的磨损3、销轴与套筒的搅合4、链条静强度破断对于中高速链传动,通常按许用功率进行设计计算。
而低速链传动则按其静强度进行设计计算齿轮失效的主要形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形对于闭式软齿面齿轮传动,其失效形式主要是齿面点蚀,其次是轮齿折断,故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计,确定齿轮的主要几何参数后,再校核齿根弯曲疲劳强度。
对于闭式硬齿面齿轮传动,其失效形式主要是轮齿折断,其次是齿面点蚀,故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计,确定齿轮的主要几何参数后,再校核齿面接触疲劳强度。
对于高速重载齿轮传动,可能出现齿面胶合,故还需校核齿面胶合强度闭式蜗杆传动失效形式:齿面胶合、点蚀和磨损设计准则:按齿面接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力,在选择许用应力时,适当考虑胶合和磨损的影响,同时应进行热平衡计算轴的形式有断裂、磨损、震动、变形。
轴设计要求设有:具有足够的强度和刚度、良好的振动稳定性和合理的结构。
转轴的失效形式为交变应力下的疲劳断裂,工作性能取决于疲劳强度轴的结构设计原则①轴应便于加工,轴上零件应便于装拆和调整(制造安装要求);②轴和轴上零件要有准确的工作位置(定位);③各零件要牢固而可靠地相对固定(固定);④改善受力状况,减小应力集中联轴器的基本功用是:连接轴与轴、轴与其他回转零件一起转动,并传递运动和动力。
《机械设备维修技术》试题一1.零件失效:2.电镀法:3.铸铁冷焊法:4.起重机车轮啃轨:三、问答题(每题8分,共48分):1.什么是修理尺寸法?应用这种方法修复失效零件时,应注意什么?班级级2.简述热喷涂技术修复机械失效零件的工艺过程。
3.如何合理选择粘接剂?简述粘接法修复机械失效零件的工艺过程。
4.滚动轴承的装配方法有哪几种?5.如何正确调整片式摩擦离合器结合时的松紧程度?6. 桥式起重机制动器的常见故障有哪些?如何排除?共3页第2页四、选择(将正确答案的题号填入题中空格)(每题2分,共12分)1.螺纹规是用来测量普通螺纹的______的量具。
a.牙型和螺距;b.大径和中径;c.尺寸和表面粗糙度2.采用电镀法修复失效零件的尺寸,如果要求镀较厚的镀层,可采用镀______工艺。
a.铬;b.铜;c.铁;d.镍3.拆卸零件时应注意识别零件的拆出方向,一般阶梯轴的拆出方向总是朝向轴、孔的______方向。
a.任意;b.小端; c;大端4.在用起重机的吊钩应定期检查,至少每______年检查一次。
a.半b.1 c.25.对于机械设备一些结构的密封和设备的“跑、冒、滴、漏”的治理,可选用______或______进行密封。
a.KH-502瞬干胶;b.Y-150厌氧胶;c.农机I号胶;d.W-1密封胶;e.氧化铜-磷酸胶6. 在卧式车床上,用两顶尖支承工件车外圆时,产生了较大锥度误差,是由于误差造成的。
a.床身导轨在垂直平面内的直线度b.尾座移动对溜板移动在垂直平面内的平行度c.尾座移动对溜板移动在水平面内的平行度五、计算题(16分)用框式水平仪测量机床导轨在垂直平面内的直线度误差。
已知水平仪规格为200mm×200mm、精度为0.02mm/1 000mm,导轨测量长度为 1 400mm。
已测得的水平仪读数值依次为:−1,+1,+1.5,+0.5,−1,−1,−1.5。
求:(1)在坐标图上绘出导轨直线度误差曲线图。
机械设计总论一 名词解释(1) 失效:指机械零件不能按预期功能正常工作的情况,它不只限于零件破坏,而且包括工作时噪声过大、变形超过规定要求、传动精度降低、带传动打滑、螺母松脱等。
(2) 载荷:作用在零件上外力F 弯矩M 、扭矩T 及冲击能量k A 等的总称,是进行强度计算的依据。
(3) 静载荷:不随时间变化而改变,或改变缓慢的载荷,如一般情况下的重力等。
(4) 变载荷:随时间变化,其大小与方向均可能变化的载荷,它又分为规律性稳定变载荷与随机性不稳定的变载荷,它们在零件中引起的应力变化与对零件的失效破坏会产生不同影响,故计算准则与万法也不同。
(5) 动载荷:机器运转过程中由于速度变化、偏心力(矩)等因素给零件带来的突然性波动载荷,由于其冲击性,给零件正常工作更容易带来较坏的作用与影响。
(6) 公称载荷 (名义载荷):按稳定和理想的工作情况,用理论力学方法求得的作用在零件上的载荷n F 。
(7) 计算载荷:记录机器动力参数不稳定及工作阻力变化等因素,给零件附加动载荷影响之工况系数,求得用以作为设计依据的载荷n A ca F K F =。
二 选择题(1) 机械零件由于某些原因不能 C 时称为失效。
A. 工作B. 连续工作C. 正常工作D. 负载工作 (2) 设R 为可靠度,Q 为不可靠度,则 C 成立。
A. 1)(2122=+Q R B.1=×Q R C. 1=+Q R D. 1/11=+Q R(3) 有一部件由三个不同零件串联组成,若它们的可靠度依次为1R 、2R 、3R ,则总可靠度R 为B 。
A. 321R R R R ++=B. 321R R R R ××=C. 3211111R R R R ++=D. 21232221)(R R R R ++= (4) 下列设备中 B 不属于机器。
A. 汽车B. 机械手表C. 内燃机D. 车床K U S T(5) 机械设计课程研究的对象是 C 。
机械设备中各种零件或构件都具有一定的功能,如传递运动、力或能量,实现规定的动作,保持一定的几何形状等等。
当机件在载荷(包括机械载荷、热载荷、腐蚀及综合载荷等)作用下丧失最初规定的功能时,即称为失效。
一个机件处于下列三种状态之一就认为是失效,这三个条件可以作为机件失效与否的判断原则:1.完全不能工作。
2.不能按确定的规范完成规定功能。
3.不能可靠和安全地继续使用。
机械零件失效的基本形式一般机械零件的失效形式是按失效件的外部形态特征来分类的,大体包括:磨损失效、断裂失效、腐蚀失效和畸变失效。
在生产实践中,最主要的失效形式是零件工作表面的磨损失效,而最危险的失效形式是瞬间出现裂纹和破断,统称为断裂失效。
1.零件的磨损失效摩擦与磨损是自然界的一种普遍现象。
当零件之间或零件与其他物质之间相互接触,并产生相对运动时,就称为摩擦。
零件的摩擦表面上出现材料耗损的现象称为零件的磨损。
材料磨损包括两个方面:一是材料组织结构的损坏,二是尺寸、形状及表面质量(粗糙度)的变化。
如果零件的磨损超过了某一限度,就会丧失其规定的功能,引起设备性能下降或不能工作,这种情形即称为磨损失效。
根据摩擦学理论,零件磨损按其性质可以分为磨料磨损、粘着磨损、微动磨损、冲蚀磨损和腐蚀磨损。
①磨料磨损:零件表面与磨料相互摩擦,而引起表层材料损失的现象称为磨料磨损或磨粒磨损。
磨料也包括对零件表面上硬的微凸体。
在磨损失效中,磨料磨损失效是最常见、危害最为严重的一种。
②粘着磨损:粘着磨损是指两个作相对滑动的表面,在局部发生相互焊合,使一个表面的材料转移到另一个表面所引起的磨损。
③疲劳磨损:当摩擦副两接触表面做相对滚动或滑动时,周期性的载荷使接触区受到很大的交变接触应力,使金属表层产生疲劳裂纹并不断扩展、引起表层材料脱落,造成点蚀和剥落,这一现象称为表面疲劳磨损。
④微动磨损:微动磨损是两固定接触面上出现相对小幅振动而造成的表面损伤,主要发生在宏观相对静止的零件结合面上。
机械零件的主要失效形式有:
根断表面压碎表面点蚀塑性变形过量弹性形变共振过热和过量磨损等
平键按用途分为平键导键滑键
普通平键用于静联接,即轴与轴上零件之间没有先对移动。
按端部形状不同分为A型(圆头) B型(平头) C型(单圆头) 3种
导键和滑键均用于动联接。
导键适用于轴上零件轴向位移量不大的场合;滑键用于轴上零件轴向位移较大的场合。
平键的宽度应根据轴的直径选取
润滑剂的主要作用是减小抹茶,磨损,降低工作表面温度。
常用的润滑剂有:液体润滑剂,半固体润滑剂,固体润滑剂,气体润滑剂径向滑动轴承动压油膜的形成过程
静止时,轴与轴承孔自然形成油楔;刚启动,速度低。
由于轴径与轴承之间摩擦,轴承沿轴承孔上爬。
随着速度增大,被轴径带动起来的润滑油进入楔形间隙并产生东亚力将轴径推离,形成动压油膜。
提高螺纹连接强度的措施有:
1. 改善螺纹牙间的载荷分配;
2. 减小螺栓的应力幅
3. 采用合理的制造工艺(冷镦,液压,冷作硬化)
4. 避免附加弯曲应力
5. 减小应力集中的影响
6. 氰化氮化,喷丸等表面硬化处理
改善螺纹牙间的载荷分配,避免附加弯曲应力是针对静强度,其余是疲劳强度
当螺纹公称直径,牙型角,螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能好螺纹联接的主要类型有
1. 螺栓联接,常用语被联接件不太厚和周边有足够装配空间的场合
2. 双头螺栓联接,用于常装拆或结构上受限制不能采用螺栓联接的场合
3. 螺钉联接,用于不经常装拆联接的场合
4. 紧定螺钉联接,多用于轴和轴上零件的联结,可传递不大的力和转矩
对于普通螺栓组联接,当被联接件受横向工作载荷作用时,其螺栓本身主要受拉应力。
带传动中的两种滑动
弹性滑动:带传动中,拉力差使带的弹性型变量变动,而引起带与带轮之间的相对滑动,称为弹性滑动。
使带传动比不精确,且使带与带轮之间产生磨损;
打滑:当外界传递功率过大,所需有效拉力大于极限有效拉力时,带与带轮之间的显著滑动。
使带传动失效,但起过载保护作用。
与V带传动相比,同步带传动最突出的优点是传动比准确
带传动的主要失效形式是:打滑和带的疲劳破坏。
带传动的计算准则是:保证工作时不打滑,并具有足够的疲劳强度。
带传动工作时所受的拉应力有:
拉应力(紧边拉应力,松边拉应力),离心拉应力(作用于带的全长)和弯曲应力(小带轮处的弯曲应力比大带论处的弯曲应力大。
)最大应力发生在带的主动边刚绕上小带论处
平带的工作面为与带轮接触的宽平面,V带的工作面为两侧面。
在相同张紧力下,V带传动较平带传动的能力大,因为V带产生楔形效应,当量摩擦系数大,产生的摩擦力更大。
在由齿轮传动,V带传动,链传动组成三级传动中,带传动宜放在低速级。
滚子链传动的主要失效形式有:
铰链磨损链的疲劳破坏多次冲击破坏胶合过载拉断链轮轮齿的磨损或塑性变形。
链传动布置时,两轴应平行,两链轮位于同一平面内;一般宜采用或接近水平布置,并使松边在下。
链传动中的动载荷主要与链轮转速,链节距有关。
高速重载下,宜选择小节距(较多链轮齿数)多排链条。
在链传动设计中,为了避免过渡链节,链节数最好取偶数
根据齿轮设计准则,软齿面闭式齿轮传动一般按齿面接触疲劳强度设计,按轮齿弯
曲疲劳强度校核。
硬齿面一般按弯曲疲劳强度设计,按齿面接触疲劳强度校核。
闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是轮齿折断。
设计中对配对钢制软齿面齿轮齿面硬度要求小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30~50HBS,甚至更高。
原因是为了使大,小齿轮的寿命比较接近。
齿轮传动的失效形式有:
1. 轮齿折断,多发生在脆性材料轮齿根部;
2. 齿面点蚀,常发生在润滑良好的闭式软齿面齿轮;
3. 齿面胶合,多发生在告诉重载,散热条件差的闭式齿轮传动
4. 齿面磨料磨损,发生在开式齿轮传动
5. 齿面塑性变形,多发生在低速过载,频繁启动的软齿面齿轮
齿面点蚀首先出现在吃面接线附近的原因:
在接线啮合时,同时啮合齿对数少,接触应力大,且节点处齿廓相对滑动速度小,油膜不易形成。
摩擦力大。
蜗杆传动设计计算时,由于蜗杆传动相对滑动速度大,效率低,发热量大,使得油的工作温度升高,蜗轮齿面上容易发生胶合,为防止胶合发生,必须进行热平衡计算。
当钢制蜗杆传动时的载荷较大时,蜗杆材料宜采用锡青铜。
动力传动的蜗杆机构,在满足m条件下,为防止蜗轮尺寸过大,不使蜗杆跨距增大而降低蜗杆的弯曲刚度,一般情况下,蜗轮齿数不小于或等于80.
常见的滚动轴承轴向组合布置方式:
固定式,用于工作温度不高的短轴;
固游式,用于工作为温度较高或较长的轴;游动式,用于能轴向双向移动的轴。
轴常用的强度计算方法:
1.按捏转强度条件计算,适用于传动轴和转轴的初估轴径; 2.按弯扭合成强度条件计算,适用于转轴和心轴; 3.按疲劳强度精确计算(安全系数计算),适用于各类重要的轴; 4.按静强度计算(安全系数计算),适用于瞬时过载较大的轴。
对滑动轴承的轴瓦材料有哪些具体要求:
良好的减摩性,耐磨性,抗胶合性;良好的跑和性;
良好的导热性,热稳定性;有足够的强度;
对润滑油有较强的吸附能力;耐腐蚀;便于加工。
常用轴瓦材料有:
铸铁,粉末冶金,铜合金(锡青铜,铝青铜,铅青铜),铝合金,轴承合金(巴氏合金或白合金)。
整体式径向滑动轴承的特点:
整体式轴承结构简单,易制造,装拆不太方便,轴瓦磨损后,间隙无法调整,多使用于低速轻载或间歇工作的机械;
剖分式径向滑动轴承的特点:
剖分式轴承装拆方便,轴承间隙可以用剖分面处的垫片厚度来调整。
选择联轴器的原则:
低速,刚度大的短轴,选用刚性固定式联轴器;低速,刚度小的长轴,选用刚性可移动式联轴器;高速,选用弹性联轴器。
刚性联轴器分为刚性固定式联轴器,刚性可移式联轴器两种:
刚性固定式联轴式联轴器用于所联两轴的轴线对中准确,且工作中轴线不会发生相对位移的两轴联接;
刚性可移式联轴器适用于基础和机架刚性较差,工作中不能保证两轴轴线对中的两轴联接。
掌握滚动抽成装置设计的相关知识
熟悉滚动轴承支撑的轴系部件的结构设计,轴向固定的三种方式,两端固定,一端固定一端游离,两端游动。
能画出固定端和游动端的实际结构草图。