机械零件知识与期末考试题在第三页Word下载.docx
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如转差式、磁粉式等
气压离合器
液压离合器
电磁离合器
自控离合器超越离合器啮合式:
如牙嵌式、棘轮式等;
如滚柱式、楔块式等
离心离合器摩擦式:
如闸块式、钢球式、钢砂式、钢棒式等
安全离合器啮合式:
如牙嵌式、钢珠式等;
如圆盘式、圆锥式等
1)牙嵌离合器由两个端面上有牙的半边离合器组成。
其中一个半边离合器固定在主动轴上,另一个半边离合器用导键(或花键)与从动轴联接,并可由操纵机构使其做轴向移动,以实现离合器将运动分离与接合的功能。
牙嵌离合器一般用于转矩不大,低速接合处。
2)圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器是在主动摩擦盘转动时,由主、从动盘的接触面间产生的摩擦力矩传递转矩,有单盘式和多盘式两种。
与牙嵌离合器相比,圆盘摩擦离合器的优点是:
不论任何速度两轴均可接合或分离;
接合过程平稳,冲击、振动较小;
从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可调节;
过载时可发生打滑,以保护重要零件不致损坏。
其缺点为外廓尺寸较大;
在接合、分离过程中产生滑动摩擦故发热较大,磨损也较大。
为了散热和减轻磨损,可以把摩擦离合器浸入油中工作。
3)电磁离合器电磁离合器是利用电流通过激磁线圈时所产生的磁力操纵各种拼命元件,以实现接合和分离的离合器。
电磁主合器可单独操纵,亦可集中控制和远距离控制,与其他机电元件亦可在主、从动部分有转速差的情况下保持恒定转矩(例如磁粉离合器)。
电磁离合器具有结构简单操纵方便的优点。
电磁离合器的缺点是有少量剩磁,尤其是磁力线通过摩擦片的离合器。
剩磁会妨碍离合器主、从动摩擦片的彻底分离,而在切断电流后离合器还有残留转矩。
8、箱体、机架件设计的一般要求有哪些?
1)可靠性:
在使用期内必须安全可靠,其结构应与所承受的外力相协调,能满足强度、刚度、振动稳定性、疲劳强度、热变形等方面的要求。
2)实用性:
箱体、机架是机器重要的组成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等技术指标必须确保机器的使用性能和使用寿命。
3)工艺性;
结构应容易铸造或焊接,减少和防止铸造或焊接缺陷,便于加工装配和调试。
焊接结构应便于实现机械化处自动化焊接。
4)经济性:
要尺量减轻结构质量降低材料成本,减少能源消耗、加工工时和制造成本。
根据箱体、机架的不同用途,设计中对以上各项既要有所偏重,又要统筹兼顾,要重视其外观造型设计。
9、请说出齿轮传动、丝杠传动和普通皮带传动各自最大的区别特点(优点)。
1)齿轮传动的主要优点是:
2)丝杆传动的优点是:
降速传动比大:
对单丝螺旋而言,螺杆(或螺母)转动一圈,螺母(或螺杆)移动一个螺距,螺距一般很小,所以每转一圈的移动量比齿轮齿条传动要小得多,对高速转动转换成低速直线运动可以简化传动系统,侃结构紧凑,并提高传动精度;
可获得大的轴向力:
对于螺旋传动施加一个不大的转矩,即可得到一个大的轴向力;
能实现自锁:
当螺旋的螺纹升角小于齿面间当量摩擦角时螺旋具有反行程自锁作用即只能将传动转换成轴向移动,不能将移动转换成转动。
这对于某些调整到一定位置后,不允许因轴向载荷而造成逆转的机械是十分重要的,例如铣床的升降工作台、螺旋千斤顶、螺旋压力机等;
工作平稳无噪声。
3)带传动的主要优点是:
缓冲吸振,传动平稳、噪声小;
带传动靠摩擦力传动,过载时带与带轮接触面间发生打滑,可防止损坏其他零件;
适用于两轴中心距较大的场合;
结构简单制造、安装和维护等均较为方便,成本低廉。
10、简述一般传动齿轮的设计方法和步骤。
齿轮传动有多种失效形式但对于某一具体工作条件下工作的齿轮传动,通常只有一种失效形式是主要的失效形式,理论上应针对其主要失效形式选择相应的设计准则和计算方法确定其传动尺寸,以保证该传动在整个工作寿命期间不发生失效。
但是,对齿面磨损、塑性变形等失效形式目前尚未建立行之有效的成熟的计算方法和完整的设计数据。
目前设计一般工况下工作的齿轮传动时,通常都只依据保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度两准则进行计算。
而对高速重载易发生胶合失效的齿轮传动,则还应进行齿面抗胶合能力的核算。
至于抵抗其他失效的能力,仅根据失效的原因,在设计中采取相应的对策而不作精确的计算。
一般情况下齿轮传动的设计准则为:
1)对闭式软齿面齿轮传动,主要失效形式是齿面点蚀,故按齿面接触疲劳强度进行设计计算,再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。
2)对闭式硬齿面齿轮传动,其齿面搞点蚀能力较强,主要失效形式表现为齿根弯曲疲劳折断,故按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算,再按齿面接触疲劳强度进行校核。
3)对开式齿轮传动,主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断,故先按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算,然后考虑磨损的影响,将强度计算所求得的齿轮模数适当增大。
11、传动齿轮设计时,如何确定齿轮的结构参数。
通过齿轮传动的强度计算,确定出齿轮的主要尺寸(如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等),齿圈、轮辐、轮子毂等的结构形式及尺寸大小,通常由结构设计而定,而不进行强度计算。
齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。
进行齿轮的结构设计时,必须综合地考虑上述各方面的因素。
通常是先按齿轮的直径大小,选定合适的结构形式,然后再根据荐用的经验数据,进行结构设计。
对于直径很小的钢制齿轮,若齿根圆到键槽底部的距离较小时,应将齿轮和轴做成一体(称为齿轮轴)。
当齿顶圆直径小于160mm时,一般做成实心结构的齿轮。
但航空产品中的齿轮,也有做成腹板式的。
当齿顶圆直径小于500mm时,宜做成腹板式结构,腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。
当齿顶圆直径大于400mm而小于1000mm时,一般应做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构的齿轮。
为了节约贵重金属对于尺寸较大的圆柱齿轮,可做成组装齿圈式的结构。
齿圈用钢制,而轮芯则用铸铁或铸钢。
12、传动轴设计时首先应考虑和解决哪些主要问题?
轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。
合理的结构和足够的强度是轴设计必须满足的基本要求。
轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求,合理地确定轴的结构形式和尺寸。
轴的工作能力计算包括轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。
足够的强度是轴的承载能力的基本保证,轴的强度不足,则会发生塑性变形或断裂失效使其不能正常工作。
对某些旋转精度要求较高的轴或受力较大的细长轴,如机床主轴、电机轴等,还需保证足够的刚度,以防止工作时产生过大的弹性变形;
对一些高速旋转的轴,如高速磨床主轴、汽轮机主轴等,则要考虑振动稳定性问题,以防止共振的发生。
13、简述采用普通丝杠和滚珠丝杠传动的各自优点和场合。
普通丝杠:
结构简单制造方便,成本低,易于实现自锁,运转平稳,但当低速或作运动的微调时可能出现爬行。
用于机床的进给、分离、定位等机构,压力机、千斤顶的传力螺旋等。
滚珠丝杠:
摩擦阻力小,传动效率高,运转平稳,低速时不爬行,启动时无抖动,经调整和预紧可实现高精度定位,寿命长。
用于精密机床和数控机床,测量机械,传动和调整螺旋,车辆,飞机上的传动和传力螺旋。
14、简述非同步传动带选用的一般程序。
传动带选用的一般程序见下图:
15、标准化的减速器按传动和结构特点划分主要有哪五种?
选用时主要考虑哪些要求?
减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置,用以降低转速并相应增大转矩。
某些场合也可用于增速装置,并称为增速器。
按传动和结构特点划分,减速器可分为齿轮减速器:
(圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器);
蜗杆减速器:
(圆柱蜗杆减速器、环面蜗杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆-齿轮减速器);
行星齿轮减速器;
摆丝针轮减速器;
谐波齿轮减速器。
上述五种减速器已有标准系列产品,使用时只需结合所需传动功率、转速、传动比、工作条件和机器的总体布置等具体要求,从产品目录或有关手册中选取。
16、两件联接常有哪些形式和方法?
机械静联接又分为可拆联接和不可拆联接。
可拆联接是不须毁坏联接中的任一零件就可拆开的联接,故多次装拆无损于其使用性能。
常用的有螺纹联接、键联接(包括共花键联接、无键联接)及销联接等,其中尤以螺纹联接和键联接应用较广。
不可拆联接是至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接,常见的有铆钉联接、焊接、胶接等。
17、什么是离合器?
离合器的主要功能和设计要求是什么?
离合器是主、从动部分在同轴线上传递转矩和旋转运动时,在不停机状态下实现分离和接合的装置。
安置在机械设备传动系统中的离合器通过操纵或自控进行离合,可以完成工作机启动、停止、换向、变速等工作。
离合器还具有软启动、节能、吸收冲击能量、减缓振动、实现速度超越、防止逆转以及对传动系统的过载保护等功能。
对离合器的基本要求是:
接合平稳,分离彻底,动作准确;
结构简单,外廓尺寸、重量和转动惯量小;
工作安全可靠,操纵方便、省力,对接合元件的压紧力能在内部平衡;
接合元件耐磨,散热性能好,工作寿命长。
18、什么是制动器?
对制动器的基本要求是什么?
制动器是使运转中的机构或机器迅速减速、停止并保持停止状态的装置;
有时也用作调节或限制机构或机器的运动速度(例如使重物以恒定速度下降)。
制动器是保证机构或机器安全工作的重要部件。
对制动器基本要求是:
制动可靠,操纵灵活,散热良好,重量轻,结构紧凑,便于安装和维护。
为了减小制动转矩,缩小制动器的尺寸,通常将制动器安装在制动对象传动轴系的高速轴上。
但对于安全度要求高的设备,如矿井提升机等,因高速轴距制动对象较远,安全可靠度较差,传动轴系发生断轴事故,制动对象的安全仍然没有保证。
所以还需在低速轴上安装安全制动器。
3.4气动、液压传动控制系统
1、常用的气动、液压元件最基本的有哪些?
按功能控制阀又分为哪几类?
气动、液压最基本的元件是动力元件(液压泵、液压马达)、执行元件(液压缸)、控制元件(方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等)和辅助元件(油箱、油管、滤油器、储能器等)。
按功能控制阀可分为压力控制阀(溢流阀、减压阀)、流量控制阀(节流阀、调速阀)、方向控制阀(液控单向阀、电磁换向阀)。
2、说出液压传动的主要优缺点。
与齿轮、螺旋等以固体作为传动构件相比,液压传动具有以下优点:
易于获得很大的力或力矩,传递相同功率时体积小、重量轻、运动惯性小、反映速度快;
可以在较大的范围内方便地实现无级调速;
传动平稳,易于实现频繁的换向和过载保护;
易于实现自动控制,且其执行机构能以一定的精度自动地按照输入信号(常为机械量)的变化规律动作(液压随动),并将力或功率放大;
摩擦运动表面得到自行润滑,寿命较长;
液压元件易于实现通用化、标准化、系列化,便于设计和推广使用,系统而已灵活方便;
很容易实现直线运动。
液压传动的缺点是:
由于油液存在漏损和阻力,效率较低;
系统受温度的影响较大,以及油液不可避免地泄漏及管道弹性变形,不能保证严格的传动比;
液压元件加工和装配精度要求较高,价格较贵,液压系统可能因控制元件失灵丧失工作能力,元件的维护和检修要求较高的技术水平;
液压元件中的密封件易于磨损,需经常更换,费用较高,密封件磨损还会告成因泄漏而污染环境的弊端。
3、液压系统中密封的重要意义是什么?
常用的动密封有哪些类型?
液压系统中密封的重要意义是防止泄漏造成污染和浪费,以及对系统工作稳定性和可靠性的影响。
动密封按不同的相对运动类型分旋转式和移动式。
旋转式动密封又按被密封两结合面间是否有间隙,分接触型和非接触型两种。
动密封的设计和选用除考虑其适应性和密封能力,还应考虑使用时的寿命和可靠性。
常用动密封形式有:
成型填料密封、油封、机械密封硬填料密封和螺旋密封。
4、举例说明液压系统压力不足产生的原因和解决方法。
液压系统压力不足的原因及解决方法:
溢流阀卡死、拆下溢流阀修理、
油泵磨损严重、更换新油泵、
阀体上压力油堵崩掉、重新堵死、
管路过长或管径过细改用大管径油管或重新设计管路长度
3.5电气传动基础
1、简述电动机的种类和用途。
在工程机械中应用的电动机主要分为两大类:
机械能转化为电能是发电机,其中包括直流发电机和交流发电机;
电能转化为机械能是电能机,其中包括直流电动机、交流异步电动机和同步电动机等。
根据电动机不同的控制方式又可分为伺服电动机和步进电动机。
2、简述直流电动机和交流电动机的调速方法。
直流电动机主要调速方式为:
1)改变电枢电阻:
使用变阻器或接触器、电阻器通过调节电枢电阻
调速;
2)改变电枢电压:
通过电动机-发电机组、晶闸管变流器或晶体管晶
闸管开关电路改变电枢电压调速;
3)改变磁通:
通过直流电源变阻器、电动机扩大机或磁放大器、晶
闸管变流器改变线圈磁量使电动机实现调速。
异步电动机的调速:
由于异步电动机转子转速n=(1-s)60f/p,
因此可以通过改变极对数p电源频率f和转差率s三种方法调节转速。
改变极对数p采用有级电动机进行有级调速;
应用电子变频器改变电源频率f实现电动机连续调速。
3、简述直流电动机和交流电动机的制动方法。
直流电动机制动:
在电动机转子上施加与转动方向相反的转矩,使电动机限速(如电动机带重物恒速下降),或减速(如停车过程)运行。
制动转矩可以是电磁转矩,也可能是外加制动闸的机械摩擦转矩。
电磁制动的制动力矩大、控制方便、没有机械磨损。
常用电磁制动有以下几中方式:
1)动能(能耗)制动:
一般电动机电枢断电后,其转子动能仍维持
转子继续转动,靠风阻待摩擦损耗耗尽原有动能后停车,持续时间较长;
为缩短停车过程占用时间,保持励磁不变,电枢从电源断开后接入电阻RL,则电枢中电动势Ea。
产生电流Ia(与电动势状态方向相反),在电阻RL上耗能,并按发电机原理在电枢上产生与转动方向相反的电磁制动转矩,使转子快些减速。
但转速降至较低值时电动势Ea和电枢电流Ia都较小,制动转矩也较小,常辅以制动闸加强低速制动效果。
2)反接制动:
制动时保持励磁不变,电源反接使电枢电流反向,产
生制动的电磁转矩。
同时应串入附加电阻RL以限制过大的电流。
当转速下降至零时,应及时切断电源,以防电动机向反方向重新启动。
以上制动方式切使附加电阻上产生相当大的能量损耗,运行经济性较差。
3)反馈制动:
在直流电动机带恒定转矩负载并采用调压调速运行
时,如需降低转速,应先降低电枢电压,些时电动机转速n与电势Ea不会突变,因而暂时U〈Ea,电枢电流Ia反向,成发电状态运行,向电源反馈电能,并产生制动的电磁转矩,使转速下降。
在此过程中电枢转子多余的动能反馈给电源,而不是空耗在附加电阻上,因此运行经济性较好。
异步电动机制动方法有:
①能耗制动:
当电动机定子绕组与交流电源断开后,立即接
到一个直流电源上,流入的直流电流在气隙中建立一个静止不动的磁场,它在旋转着的转子绕组中感生电流、电阻损耗:
转子电流与静止磁场相作用产生制动转矩。
②发电(再生)制动:
当电动机转子转速大于定子旋转磁场
的同步转速(用外力使电动机转子加速或定子电源频率减低)时,电动机处于发电机制定运行状态。
③反接制动:
电动机电源相序改变,使旋转磁场旋转方向改
变;
或因负载作用使转子反转,均可使电动机旋转磁场与转子旋转方向相反,产生制动转矩。
与直流电动机反接制动相似,此时如仍维持电源电压不变,定子电流将很大,要采取限流措施。
4、简述电动机选用的一般原则。
电动机的选用时应综合考虑下列问题:
(1)根据机械负载性质和生产工艺对电动机启动、制动、反转、调速等要求,选择电动机类型。
(2)根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求,考虑电动机的温升限制、过载能力与启动转矩倍数选择电动机容量,并确定通风冷却方式。
容量选择应适当留有余量。
(3)根据使用场所的环境条件如温度、湿度、灰尘、腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的防护等级和结构与安装方式。
(4)根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求,确定电动机的电压等级与类型。
(5)根据生产机械的转速要求与减速机械的复杂程度,选择电动机的额定转速。
(6)由于目前已有相当多的派生与专用产品系列,能较好地适应与满足各行业的特殊要求,可优选考虑选用专用系列产品。
另外,运行可靠性、条件通用性、安装与维修是否方便、产品价格、建设费用和运行维修费用等方面,也应在综合考虑之列。
一、填空(每空1分)
T-1-1-01-2-3、构件是机器的
运动
单元体;
零件是机器的
制造
部件是机器的
装配
单元体。
T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为
低副
和
高副
低副又可分为
转动副
移动副
。
T-2-2-0、运动副是使两构件接触,同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为
低副和
T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2。
T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目
等于
主动件数目。
T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的
工作情况和
受力情况
T-2-2-07-2-1、平面机构中,两构件通过点、线接触而构成的运动副称为
T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°
时的位置,称机构的死点位置。
曲柄摇杆机构,当曲柄为原动件时,机构
无
死点位置,而当摇杆为原动件时,机构有
死点位置。
T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆
共线位置。
T-3-2-10-2在曲柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为:
急回特性
T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为
相等
T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由
机架、凸轮、从动件
三个基本构件组成的。
T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线
运动。
T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力,一般规定小带轮的包角α≥120°
T-6-7-15-2-3、链传动是由
主动链轮、从动链轮
、绕链轮上链条
所组成。
T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于
挠性件
传动。
T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时,当主动齿轮的
齿根_推动从动齿轮的
齿顶
一对轮齿开始进入啮合,所以开始啮合点应为从动轮
齿顶圆
与啮合线的交点;
当主动齿轮的
推动从动齿轮的
齿根
两轮齿即将脱离啮合,所以终止啮合点为主动轮
与啮合线的交点。
T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为
模数
压力角
分别相等。
T-7-2-19-3-2、_齿面磨损__和_因磨损导致的轮齿折断__是开式齿轮传动的主要失效形式。
T-7-2-20-2-2、渐开线齿形常用的加工方法有仿形法和范成法两类。
T-7-2-21-2-2、在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值的关系是σH1
=
σH2。
T-7-10-22-2-2、斜齿圆柱齿轮的重合度
大于
直齿圆柱齿轮的重合度,所以斜齿轮传动平稳,承载能力
高
可用于高速重载的场合。
T-8-2-23-2-3、在蜗轮齿数不变的情况下,蜗杆的头数
越少
则传动比就越大。
T-8-2-24-2-3、蜗杆传动的中间平面是指:
通过_蜗杆_轴线并垂直于__蜗轮__轴线的平面。
T-8-2-25-2-3、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ma1=mt2、αa1=αt2、λ=β_。
T-10-2-26-2-3、若键的标记为键C20×
70GB1096-79,则该键为C型平键,b=20,L=70。
T-10-1-27-2-2、轮系运动时,所有齿轮几何轴线都固定不动的,称定轴轮系轮系,至少有一个齿轮几何轴线不固定的,称
周转星轮
系。
T-1轴的作用是支承轴上的旋转零件,传递运动和转矩,按轴的承载情况不同,可以分为
转轴、心轴、传动轴
T-10-1机械静联接又可以分为
可拆
联接和
不可拆
联接,其中键联接、螺纹联接、销联接属于
连接。
T-10-2-30-2-3、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动,按工作原理的不同有三种防松方式:
摩擦力
防松、
机械
其它方法
防松。
T-10-2-31-2-1、平键的工作面是键的
两侧面。
T-10-2-32-2-1、楔键的工作面是键的
上下两面。
T-12-4-33-2-1、滑动轴承中所选用的润滑油,其粘度越大,则其承载能力越
大
T-10-2-34-2-1、普通平键的剖面尺寸(b×
h),一般应根据
轴的直径
按标准选择。
T-12-2-35-2-2、滚动轴承内圈与轴颈的配合采
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- 关 键 词:
- 机械零件 知识 期末 考试题 第三