机械制造基础的主要内容_机械设计基础知识点整理

2024-11-1506:26:57创业资讯0

螺纹连接松动的原因与防范措施

螺纹连接松动的主要原因是,螺纹连接在经历冲击、振动以及载荷变化时,原本的预紧力可能会消失,进而导致连接松动。特别是在高温环境下,螺纹的热膨胀差异也可能引起松动。设计时必须特别关注防松设计。常见的防松措施包括通过增强摩擦力来防止松动,如使用槽型螺母、开口销、止动垫片等。还有一些其他方法,如通过冲点技术或粘接剂来防止松动。

增强螺栓连接强度的措施

为了提高螺栓连接的强度,可以采取以下几种措施:(1)减小螺栓所承受的拉伸载荷变化范围。具体来说,可以通过减少螺栓光杆的直径或使用空心螺栓来降低螺栓刚度,或者增加螺栓的长度;如果连接件本身的刚度较大,通过选择适当的垫片(如金属薄垫片或O形密封圈)来保持连接件的刚度。(2)优化螺纹之间的载荷分布。(3)减少应力集中现象。(4)避免或者减小附加应力的影响。

轮齿失效的常见形式

轮齿失效的方式有多种,其中最常见的包括:(1)齿根折断,通常发生在齿根部位,因为此处承受的弯曲应力最大,容易发生应力集中,失效可分为过载折断和疲劳折断;(2)齿面出现点蚀现象;(3)齿面发生胶合现象;(4)齿面磨损;(5)齿面塑性变形。

齿轮传动的润滑方式

对于开式齿轮传动,通常采用定期人工加油的方式进行润滑,润滑剂可以是润滑油或润滑脂。闭式齿轮传动的润滑方式则取决于齿轮的圆周速度。当圆周速度较低(V≤12)时,一般采用油池润滑;当圆周速度较高(V>12)时,则不宜采用油池润滑,因为油池润滑在高速下无法保持油的有效润滑,容易导致润滑失效,甚至加速齿轮磨损。喷油润滑成为高速齿轮传动的常见选择。

蜗杆传动需要热平衡计算与冷却措施的原因

蜗杆传动因其较低的效率会产生大量热量,如果无法及时散热,可能导致箱体内油温过高,从而影响润滑效果,增加齿轮磨损,甚至导致胶合。对于连续工作的闭式蜗杆传动,必须进行热平衡计算。常见的冷却措施包括:1)增大散热面积,合理设计箱体,铸造或焊接散热片;2)提高表面传热系数,在蜗杆轴上安装风扇,或者在油池内布置蛇形冷却水管等。

带传动的优缺点

带传动的优点包括:(1)适合大中心距的传动;(2)带具有良好的弹性,可以缓解冲击,吸收振动;(3)在过载情况下,带与带轮之间可能会发生滑动,从而避免损坏其他零部件;(4)结构简单且成本较低。缺点则有:(1)传动系统的外形尺寸较大;(2)需要额外的张紧装置;(3)由于带的滑动,无法确保固定不变的传动比;(4)带的使用寿命较短;(5)传动效率较低。

弹性滑动与打滑的定义

弹性滑动指的是由于材料的弹性变形导致的滑动现象。打滑则是由于过载导致的完全滑动现象。弹性滑动主要由拉力差引起,传递圆时,必然会出现紧边与松边,弹性滑动是无法避免的,且通常情况下,V2的速度会大于V1。

链传动与带传动、齿轮传动的对比

与带传动相比,链传动没有弹性滑动或打滑,因此能维持一个准确的传动比。它所需的张紧力较小,作用在轴上的压力也较小,能够有效降低轴承的摩擦损失。链传动的结构更加紧凑,适合在高温、油污等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比,链传动对制造和安装精度的要求较低,尤其在大中心距时,结构更为简单。链传动的缺点是传动平稳性较差,工作过程中可能产生一定的冲击和噪声,且瞬时链速和传动比并非恒定。

轴的定义与类型

轴是用来支撑旋转的机械零件。转轴不仅传递转矩,还承担弯矩;传动轴则仅传递转矩,而不承受弯矩,或者所承受的弯矩极小;心轴则仅承担弯矩,且不传递转矩。

轴的设计要求

轴的设计要求包括:(1)易于加工,轴上零件应方便装配和拆卸;(2)轴和零件之间的加工位置必须精确;(3)各零件要牢固可靠地固定;(4)通过优化设计,改善轴的受力状况,减小应力集中。

动压油膜形成的条件

动压油膜的形成需要满足以下几个条件:(1)两工作面之间必须存在楔形间隙;(2)工作面之间要有足够的润滑油或粘性流体;(3)两工作面之间必须具有相对滑动,并且滑动方向要使得润滑油从大截面流入,小截面流出;润滑油的粘度、间隙和工作速度等因素也要与载荷匹配,才能确保有效的润滑。

联轴器与离合器的异同

联轴器与离合器的主要功能是连接两根轴,以传递转矩。联轴器连接的轴通常需要在机器停止后拆卸才能分开;而离合器则允许在机器运行时,方便地连接或断开两根轴。

零件在变应力下的疲劳断裂特征

变应力下的疲劳断裂具有以下特点:(1)疲劳断裂发生时的最大应力远低于材料在静应力下的强度极限,甚至低于屈服极限;(2)不论是脆性材料还是塑性材料,疲劳断裂表面通常没有明显的塑性变形,而是出现脆性断裂;(3)疲劳断裂是由于损伤积累的结果。

机械磨损的主要类型

机械磨损的类型主要包括:磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。

垫圈的作用

垫圈的主要作用是增加连接件的接触面积,从而降低接触处的压强,并避免在拧紧螺母时对连接件表面造成损伤。

滚动螺旋的优缺点

滚动螺旋的优点包括:(1)磨损小,且可以通过调整间隙消除误差,提高刚度,从而保证较高的传动精度;(2)不具备自锁特性,可以实现直线运动到旋转运动的转换。缺点则包括:(1)结构复杂,制造难度大;(2)某些情况下需要额外的自锁装置,以防止逆转。

齿轮传动中的误差对传动的影响

齿轮传动中的误差可能带来多种负面影响:(1)影响运动传递的准确性;(2)导致瞬时传动比的不稳定,进而影响传动的平稳性;(3)影响载荷的均匀分布。

齿轮传动的功率损耗

齿轮传动的功率损耗主要包括:啮合过程中的摩擦损耗、润滑油搅动所产生的阻力损耗、以及轴承中的摩擦损耗。

单圆弧齿轮的优缺点

单圆弧齿轮的优点包括:(1)齿面接触强度高,承载能力较强;(2)齿廓形状有助于润滑,减少磨损,从而提高传动效率;(3)齿面容易达到润滑饱和状态,延长使用寿命;(4)由于其无根切现象,齿面数量相对较少,有利于减少加工成本和提高生产效率。

单圆弧齿轮也有一些缺点:(1)对中心距和切齿深度的精度要求较高,若这两个参数的误差过大,会导致传动承载能力的显著下降;(2)噪声较大,尤其是在高速运转时,噪音问题尤为突出,这限制了它在高速传动中的应用;(3)在某些情况下,齿轮的弯曲强度较低,容易导致齿轮断裂或变形;(4)为了加工同一模数的凸圆弧齿和凹圆弧齿,通常需要使用不同的滚刀,增加了加工的复杂性和成本。

轴瓦材料的性能要求

轴瓦材料的选择对于机械设备的运行至关重要。理想的轴瓦材料应具备以下几个关键性能:(1)摩擦系数低,以减少摩擦力和磨损;(2)良好的导热性,能够有效将摩擦产生的热量散出;(3)较小的热膨胀系数,避免因温度变化导致的变形;(4)优异的耐磨性和抗腐蚀能力,能够在恶劣环境下长期稳定运行;(5)具有足够的机械强度和可塑性,以保证在工作过程中不易发生断裂或变形。

通过合理选择轴瓦材料和优化设计,可以显著提高机械设备的使用寿命,减少维护成本,并确保设备在高负载、高温等苛刻条件下的稳定性和可靠性。

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