《机械设计课程设计》答辩题

机械设计课程设计综合答辩题1#题： 电动机的类型如何选择？其功率和转速如何确定？电动机的选择主要有两个因素。第一是电机容量，主要是额定功率的选择。首先要确定长期运转 载荷稳定的带动工作机的功率值以及估算整个传动系统的功率，以此计算出电机所需的功率，然 后按照额定功率大于实际功率的原则选择相应的电机。第二是个转速因素。要综合考虑电动机和 传动系统的性能、尺寸、重量和价格等因素，做出最佳选择。 联轴器的类型如何选择？你选择的联轴器有何特点？ 圆柱齿轮的齿宽系数如何选择？闭式传动 中的软齿面和硬齿面的齿宽系数有何不同，开式齿轮呢？ 箱体上装螺栓和螺塞处，为何要有鱼眼坑或凸台？ 减小和避免受附加弯曲应力作用2#题： 试分析你设计的减速器中低速轴齿轮上的作用力。 考虑传动方案时，带传动和链传动谁布置在高速级好，谁在低速级好，为什么 ?答：带传动等摩擦传动承载能力低，传递相同转矩时，外轮廓尺寸较其他形式大，但传动平稳，且具有过载保护，故宜放在转速较高的运动链初始端;链传动因出安定不均匀，传动中有较大冲 击振动，故不宜放在高速轴。 滚动轴承部件设计时，如何考虑因温度变化而产生轴的热胀或冷缩问题？ 对于装配前环境温度影响，一般装配精度高的轴承装配前要测量轴承座和轴承尺寸，以保证配合 关系。装配后使用温升，要考虑轴承装配后游隙，保证温升稳定后不会出现抱死等严重问题。 为什么要设视孔盖？视孔盖的大小和位置如何确定？3#题： 一对圆柱齿轮传动啮合时，大小齿轮啮合处的接触应力是否相等？接触许用应力是否 相等？为 什么？ 圆柱齿轮在高速轴上非对称布置时，齿轮接近扭转输入端好，还是远离输入端好？为 什么？ 远离输入端好,这样啮合起来才能更好的传动转力矩 , 不容易使轴受应力集中而弯曲 轴的强度不够时，应怎么办？ 定位销有什么功能？在箱体上应怎样布置？销的长度如何确定？答：.定位销：保证拆装箱盖时仍保持轴承座孔的加工精度，一般位于箱体纵向两侧连接凸缘处 呈非对称布置； 4# 题： 双级圆柱齿轮减速器的传动比分配的原则是什么？高速级的传动比尽可能选得大是否合适，为什 么？ 滚动轴承的类型如何选择？你为什么选择这种轴承？有何特点？根据轴径选轴承内径，初选轴承，选择合适外径，再计算径向当量动载荷及所需基本额定动载荷 值，与所选轴承额定值作比较，再调整外径; 齿形系数与哪些因素有关？试说明齿形系数对弯曲应力的影响？ 以你设计的减速器为例，试说明高速轴的各段长度和跨距是如何确定的？ 减速器内最低和最高油面如何确定？ 最低油面确定后在此基础上加 5 到 10mm 定出最高油面位置。放在低速轴一侧吧，油面会比较稳定 5# 题： 开式圆轮应按什么强度进行计算？磨损问题如何在设计中考虑？ P105 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。 一对相啮合的齿数不等的标准圆柱齿轮 ,哪个弯曲应力大？如何两轮的弯曲强度接近相等？ 如果两个斜齿轮的齿数相同，且没有变位，弯曲应力是相等的。不考虑作用在齿轮齿面上的摩擦力，大小齿轮啮合力是相等的，但是小齿轮的齿根厚大于大齿轮 的齿根厚，弯曲应力作用的截面积不同。但是，小齿轮轮齿工作“频繁”，在相同的工作时间 内，比大齿轮轮齿应力循环次数多（与传动比大小有关），所以常校核小齿轮的疲劳强度。 相同齿数的齿轮（包括斜齿轮），正变位的齿轮齿厚（包括齿根厚）变大。 固定式刚性凸缘联轴器和尼龙柱销联轴器在性能上有何不同？试讲述你所选联轴器的特点？ 轴承凸缘旁螺栓孔中心位置 （相对轴心距离）如何确定？它距轴承轴线距离近好还是远 好？ 6#题： 提高圆柱齿轮传动的接触强度有哪些措施？ 小齿轮采用正变位。 2. 使用高强度材料、选择合理的热处理方式，提高齿面硬度。 3. 如果轮齿弯曲强度“富裕”，可以选择较小模数、增加齿数。 等。 一对相啮合的大、小圆柱齿轮的齿宽是否相等？为什么？ P121 小齿轮较大齿轮可宽一些，安装啮合时容易组装 设计带传动时，发现带的根数太多，怎么办？ 可增大三角带型号，这样可减少带的数量 旁螺栓距箱体外壁的位置如何确定？考虑哪些问题？ 7#题： 齿轮的材料应如何选择？齿轮材料对齿轮结构有何影响？Z1 小齿轮齿数和大齿轮的最后互为质数，以防止磨损和失效集中发生在某几个齿轮上面。当齿宽系数屮d：齿宽系数屮d=b/dl,当di 一定时，增大齿宽系数必然增大齿宽，而轮齿越宽, 载荷能力越高, 但载荷沿齿宽分布的不均匀性增大, 而使传动能力降低， 因此, 齿宽系数应选 择适当。 你设计的转轴上有哪些应力，其应力性质是怎样的？ 滚动轴承的内圈与轴、外圈与座孔基孔制还是基轴制配合 ?你采用什么配合？为什么？ 滚动轴承的外圈与壳体孔的配合应采用基轴制，而其内圈与轴径的配合则是基轴制。 8#题： 提高圆柱齿轮的弯曲强度有哪些措施？ 在弯曲强度富裕的情况下，可减小模数，增加齿数。 在中心距无要求的情况下，可增加中心距。 设计带传动，当小轮包角太小时，应怎样增大包角？ 增大胶带长度 计算滚动轴承寿命时，发现轴承寿命太长或太短时，应怎么办？ 齿轮结构根据什么来确定？什么情况采用齿轮轴的结构？ P1369#题： 当大小齿轮的材料和热处理相同时，齿轮弯曲强度应按哪个齿轮进行计算， 接触强度按 哪个 齿轮来计算？小齿轮，P118圆柱齿轮传动中大齿轮和小齿轮的接触应力是相等的。因为作用力与反作用力相等，面积也相等，所以%,与相等H 1H 2如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则它们的许用接触力L与L ） 一般不相等，它不H 1H 2仅与材料的性质有关，而且与循环次数 N 有关。 带传动的小带轮直径和中心距根据什么原则来确定？ 提高轴的强度有那些措施？提高轴的刚度有那些措施？ 吊环螺钉的直径根据什么来确定？吊耳和吊环螺钉各用在何种场合？ 当减速器超过25Kg时，为了便于拆卸和搬运，在箱体上应设置起吊装置。它常由箱盖上的吊耳和 箱座上的吊钩构成也可采用吊环螺钉拧入箱盖以起吊小型减速器。吊环螺钉为标准件，可按起吊 重量参考（GB/T825-1988 ）选用。10#题： 为什么按齿面接触强度设计齿轮时，必须保证有足够的中心距或分度圆直径？ 分度圆直径大，根本是基圆直径大，基圆直径大，齿廓渐开线曲率就小（这是根本原因），接触 强度就高。 在你的设计中，选择电动机功率时，用的是什么功率？计算传动零件的强度时，用的是 什么功率，为什么？ 选用向心推力轴承时，轴承的轴向力如何确定？（以设计的实例说明之） 一般减速器为什么做成分式？部分面应开在什么位置？为什么？ 圆柱齿轮减速器的齿轮都较大，不好拆装，所以要做成剖分式.11#题： 进行齿轮强度计算时， 为什么不直接用名义确定， 而用计算载荷？计算载荷如何确定？ P112 计算轴上当量弯矩时，系数在的物理意义是什么？计算轴的强度时，如何确定 的 值？ P306 试讲述链传动的主要参数 z1 ，z2 和节距 P 的选择原则。 采用过盈配合的轴头最好采用什么结格型式，为何？12#题： 一对啮合软齿面的大小圆柱齿轮的齿面硬度是相同好还是不同好？若不同，哪个硬度应高些，为什 么？因为一对齿轮在同样时间，小齿轮轮齿工作次数较大齿轮的材料多，齿根弯曲疲劳强度较大齿轮低为 使其强度和寿命接近，小齿轮齿面硬度应较大齿轮大。 调整滚动轴承间隙，有那些方法？你的设计采用何方法？ 齿轮精度包括那几个公差组？说明你所设计的齿轮应检验那些公差项目？ P121 销的种类有几种？什么时候用圆柱销，什么时候用圆锥销？后者在箱体上如何布置为 好？ P329 13#题： 在进行轴的结构设计时，如何考虑轴上零件的定位和固定，如何考虑加工和装拆的方 便？ P293-296 当固定滚动轴承时，轴肩（或套筒）直径 D 应小于轴承内圈的外径（厚度），以便于拆装轴承。 试分析你设计的低速轴上齿轮的受力？ 你所设计的减速箱采用的螺栓联接是普通受螺栓联接还是剪切螺栓联接，为什么？ 弹簧垫圈有什么作用？其工作原理是什么？ 弹簧垫圈作用是拧紧螺母以后，弹簧垫圈给螺母一个弹力，抵紧螺母，使其不易脱落。弹簧的工 作原理是再螺母拧紧之后给螺母一个力，增大螺母和螺栓之间的摩擦力14#题： 你的传动装置的设计方案是如何确定的？试讲述其特点。 答： . 首先考虑原动机的功能参数及执行构件的运动形式和动作要求，工作负载，传动距离大小 及整体布局，如对粉尘，温度等的要求；其次是考虑其方案的可行性，经济性，即尽量降低制造 维修成本，提高使用寿命。 进行轴的强度校核时，危险截面是如何确定的？载荷最大处是否一定是危险截面？ 若圆柱齿轮的齿面接触强度不够时，采用那些解决办法？ 小齿轮采用正变位。 2. 使用高强度材料、选择合理的热处理方式，提高齿面硬度。 3. 如果轮齿弯曲强度“富裕”，可以选择较小模数、增加齿数。 等。 轴承旁凸缘度 H 如何确定？同一箱体上各个轴承旁凸缘高度是否相等，为什么？15#题： 选择闭式圆柱的传动的传动比与开式齿轮传动比有何不同，为什么它们的齿宽系数 选 择是否相 同？ P101 P121 刚性联轴器与弹性联轴器在性能上有何不同，各用于何种场合？ P261 P268 从物理概念上说明中心距 a 对齿面而接触强度，模数 m 对轮齿弯曲强度的影响。 为了提高轴承的刚性，在箱体设计是你采取了那些措施？ 轴承座附近设加强肋（外肋），以增强轴承座处的局部刚度;16#题 试分析你设计的减速器中高速轴上的作用力。 当齿轮尺寸受限制时，设计时发现弯曲强度不够，怎么办？ 更换材料 , 改变热处理 圆柱齿轮减速器齿轮浸油深度如何确定？大齿轮浸油深度最多浸多少 ? 计算结果，若滚动轴承的寿命不够，而轴径又不能改变时，为了提高轴承寿命应采取什么措施？ 寿命过短，需加大轴承系列尺寸17#题： 选择传动装置方案时，开式齿轮传动，带传动和链传动应如何布置为好，为什么？ 减速箱中齿轮的润滑方式和滚动轴承的润滑方式根据什么来确定？ 齿轮线速度有大于 2 的取油润滑，反之用脂润滑 你所设计的减速器有哪些特点？还有什么需要改进的 ? 通气塞的作用是什么？若不用通气塞会发生什么问题，为什么？ 通气器设置在箱体顶部或直接在窥视孔盖上，用于排出箱内受热膨胀气体，以保持箱体 内外压 力平衡。 减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙 （ 如剖面、轴 外伸处间隙）向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气体自由逸 出，达到机体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。18#题： 闭式的软齿面、硬齿面和开式齿轮的齿宽系数的选择有何不同？为什么 ? P121 通常选择齿宽系数时闭式传动要比开式传动要大，一般开式为 0.1-0.3 、闭式为 0.3-0.6， 计算向心推力轴承的寿命时，其所受的径向载荷和轴向载何是如何计算的？ 联轴器与轴、轴承与轴之间的配合采用什么配合为好？你为什么选这种配合？ 封油档圈的作用是什么？为什么？ 挡油圈，是主要用来防油防水防腐密封气体，防止泄露。 挡油圈一般采用丁腈橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶以及共混胶制造。 除了 0型外还有三角型、矩型、D型、T型、方型、心型、X型、五棱型、橄榄型等19#题： 圆柱齿轮的齿面硬度对齿面接触强度有何影响？为什么？ P117 齿面硬度越高，齿轮的接触强度越高。 试讲述你所选的滚动轴承的特点，为什么选这种轴承？ 设计减速箱体时，是以强度还是以刚度为主？为什么？ 选用铸造箱体，刚性好，材料为灰铸铁。在轴承座附近设加强肋 （外肋），以增强轴承座处的局部 刚度; 齿轮零件图的啮合特性表中要标哪些公差和偏差，各表示什么意义，各属几级精度？ 20# 题： 闭式软齿面和硬齿面齿轮各按强度进行设计？它们的小齿轮的齿数如何选择？ P121 在闭式传动中齿轮多因齿面胶合或点蚀而失效，因此，通常按齿面接触疲劳强度进行设计，而按 齿根弯曲疲劳强度进行校核 当用单个平键时，若计算该联结强度不够，应如何解决？1 适当增加键和轮毂长度。 2 采用 180 对称双键 3 如果轴的结构允许，那增加轴的直径 设计减速箱箱体时，如何提高其刚度？ 选用铸造箱体，刚性好，材料为灰铸铁。在轴承座附近设加强肋 （外肋），以增强轴承座处的局部 刚度; 圆柱齿轮减速器装配图的技术要求中为什么要提高接触斑点要求？其值如何确定？21#题： 双级圆柱齿轮减速箱内的各级传动比如何分配？ 设计轴时，如何保证轴上零件定位准确、固定牢固？ 减速箱的内齿轮的润滑方式和润滑剂的牌 号如何选择？ 对于用滚动轴承制成的滚动轴来说，轴的轴向定位就是滚动轴承相对于机架的定位，一般情况下 都是用两个轴承盖分别在两端固定，即两端单向固定形式 其他的固定形式还有一端双向固定，另一端游走等 减速箱的密封，其作用是什么？密封方式如何选定？ 为了防止减速器轴承孔座内的润滑脂泄入箱内，同时为了防止箱内润滑油溅入轴承室，应在近箱 体内壁的轴承旁设置挡油环。而此处采用的油润滑，轴承旁的小齿轮的直径小于轴承外径，为了 防止过多的经啮合处挤压出来的可能带有金属屑等杂物的油涌入轴承室，也应加挡油环。外处加 毡圈油封。 设计箱体时，如何保证箱体内腔的润滑油流干净？ 在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体底面向放油孔方向倾斜 1 到 2 度，使油便于流出，平时用 放油螺塞将放油孔堵住。22#题： 一对圆柱齿轮啮合时， 大小齿轮啮合处的接触应力是否相等？接触许用应力是否相等？ 相等，不一定相等 按扭转许用应力初算轴的直径时，计算直径 d 的公式中的系数 A 如何确定？所确定的 直径是 轴上何处的直径？ P291 什么情况下要在箱体上开油沟？试述油沟中油的流向。 减速箱装配图上标的接触斑点表示检验哪一公差组的项目？你标的是几级公差？ 23#题： 在一定的载荷作用下，圆柱齿轮齿面接触应力的大小，主要取决于哪些因素？ 合成弯矩有突变时，该截面的当量弯矩如何确定？ 对轴承部件的结构设 滚动轴承的润滑方式如何确定？滚动轴承的润滑方式选择不同时， 计有什么不同？ 齿轮线速度有大于2的取油润滑，反之用脂润滑 透气塞的作用是什么？没有它行不行，为什么？ ?通气器设置在箱体顶部或直接在窥视孔盖上，用于排出箱内受热膨胀气体，以保持箱体 内外压力平 衡。减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙 （如剖面、轴 外伸处间隙）向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气体自由逸出， 达到机体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。 24# 题： 开式圆柱子齿轮的材料和齿数的选择与闭式圆柱子齿轮有何不同？ P 平键的宽和高以及键长如何选定？当用一个平键联接时，验算其强度 不够怎么办？ 平键的宽度、厚度尺寸，可以根据轴径选取，参阅相关标准。平键的长度尺寸的选取，与作用在键上的应力大小有关，应进行强度校核后，选择、确定键 的长度尺寸。1适当增加键和轮毂长度。2采用180对称双键3如果轴的结构允许，那增加轴的直径 油标的位置如何确定？箱体上放油标的孔是用光孔还是螺纹孔好？ 油标一般设置在箱体便于观察且油面较稳定的部位，杆式油标与水平面的夹角小于 45 度， 用于 指示减速器箱内油面的高度，使其经常保持适当的油量。 为什么减速箱体剖分面上不能用垫片来密封？应采用密封胶密封。原因是轴承孔是中分面把紧后加工的。如果在中分面处加垫片，轴承就 会处于松动状态，影响装配精度，会造成减速机工作时振动，使轴承和吃面过早损坏，所以 建议还是不加垫片的好。25# 题： 试述你所选传动方案的特点，并说明理由。 设计带传动时，为什么要验算带速和小带轮的包角？ P59 P67 齿轮的结构型式如何确定？其与制造方法有何关系？ P135-137 减速器中哪些地方容易漏油？你是怎样防止漏油的？ 1）、减速器箱盖与底座间的结合面漏油。 结合面加工粗糙、不平，壳体变形，使两平面间存有 间隙。 2）、减速器轴端盖处漏油。 加工精度不符合要求，壳体变形造成孔变形，出现间隙。 3）、可通盖的轴孔处漏油。 密封装置损坏，使油液外漏。 4）、观察孔处漏油。 观察孔盖变形或密封垫破损，密封不严所致。 5）、油标尺塞孔处漏油。 油量加的过多，齿轮传动时油流外溢。26#题： 你所设计的圆柱齿轮，其齿宽系数0 a （或0 d）和齿数Z是如何选择的？为什么这样选择？ P121 圆柱齿轮减速器内的齿轮浸油深度如何确定？大轮浸油深度最多为多 少？太深了有什么问题？ 确定吊钩的位置与箱盖螺钉和油标的位置应注意什么？ 为了便于加工，在设计减速箱时，你采取了哪些措施？ 最基本的设计方法就是在加工面增加铸造凸台。加工时只加工凸台即可，而不用大面积的加工非 加工面。27#题： 你所设计的传动装置，各级传动比是如何分配的？这样分配有什么特点？ 为什么斜齿圆柱齿轮传动的承载能力比直齿圆柱齿轮大？什么时候采 用斜齿轮，什么时候采用直齿 轮？直齿圆柱齿轮在加载时啮合齿轮上所受的力是突然加上和突然卸掉的，这就使传动平稳性差，易产生 冲击，噪声，而斜齿轮齿廓接触线与轴线有一定的角度，所以在加载或者卸载时是的过程，因而传动 平稳，冲击噪声小，适用于高速重载场合。 计算滚动轴承寿命时，发现轴承寿命太长或太短时，应怎么办？ 寿命过短，需加大轴承系列尺寸，寿命过长，可以减小轴承系列尺寸，这样可以降低成本。 油塞的位置如何确定？油塞为什么不能用粗牙普通螺纹？ 为了在换油时便于排放污油和清洗剂，还应在箱底部、油池的最低处开设油孔， 普通螺纹中粗牙的密封性、抗压性比细牙的差，所以很少使用粗牙的普通螺纹作为油塞； 此外，由于油塞需要密封及抗压，常选用英制或管制螺纹，其螺距较小，拧紧接触面积较大，可 承受压力较大，并且密封性很好；28#题： 圆柱齿轮传动在单向和双向传动时，其齿根应力的性质有何不同？它们的许用弯曲应力是否相 等？ 按扭转强度和弯扭合成计算轴的强度有什么区别？它们分别用于什么 场合？ 调整滚动轴承的轴向是隙有哪些方法？你采用什么方法？ P206 平键联接应验算什么强度？其许用应力如何确定？ P32429#题： 斜齿圆柱齿轮螺旋角选择的原则是什么？螺旋角的大小对齿轮的承载能力 有什么影响？ 直齿圆柱齿轮在加载时啮合齿轮上所受的力是突然加上和突然卸掉的，这就使传动平稳性差，易产生 冲击，噪声，而斜齿轮齿廓接触线与轴线有一定的角度，所以在加载或者卸载时是的过程，因而传动 平稳，冲击噪声小，适用于高速重载场合。螺旋角取8到20度为宜。具体确定过程在新书上 72页写了。根据传动比以及轴间距，出去螺旋 角，然后算出模数，再标准化模数，选择齿数，再推出螺旋角。 减速箱中高速、底速轴上传递的功率和扭矩是否相等？若不等则哪个大，为什么？ 滚动轴承的寿命不够，轴的直径又不能增大时，为了提高寿命应采取什么措施？ 寿命过短，需加大轴承系列尺寸， 圆锥销有什么作用？在箱体上应如何布置为好？30#题： 一对相互啮合的软齿面齿轮的齿面硬度是相同好还是不同好？为什 么？ 进行轴的强度计算时，发现强度不够采取什么措施？ 减速箱上有哪些地方需要密封？分别采用什么密封装置？ 剖分面：密封性能用加工质量保证，一般不能加填料，但允许刷一下水玻璃，也可以开设回油 沟。端盖处：可以用青壳纸或紫铜垫片帮助密封；轴伸端：毛毡、唇形密封圈，迷宫密封等 起盖螺钉与普通螺钉在结构上有何不同？ 启箱螺钉安装在箱盖凸缘适当 位置（应该偏角角上吧），拆卸时旋动螺钉便可将箱盖顶起 ; 为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃密封胶，因而在拆卸时往往因胶接紧 密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置， 加工出 1-2 个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启盖螺钉。旋动启盖螺钉便可将上箱顶起。