滚子链传动的主要失效形式
链传动
“链传动”自学笔记链传动由主动轮、从动轮和绕在两轮上的链条所组成,靠链条和链轮齿的齿合来传递运动和动力。
一、链传动的分类1.链传动可分为两类1.按功用可分为传动链，输送链和起重链。
2.按结构可分为齿形链(或无声链)和短节距精密滚子链(简称滚子链)。
齿形链:由成组齿形链板左右交错排列,并用铰链联接而成,它运转平稳，噪声小，受冲击载荷能力高。
但结构复杂，质量大，成本高。
常用于高速或运动精密和可靠性要求较高的传动装置中。
滚子链：结构简单，成本低，生产量大，从低速到较高速，从轻载到重载都适用在传动链中占有主要地位。
2.滚子链的结构如图8-2所示，滚子链由内链板1，外链板2，销轴3，套筒4和滚子5组成。
其中，内链板与套筒，外链板与销轴分别用过盈配合固连，滚子与套筒套筒与销轴分别是间隙配合。
当内链板相对绕曲时套筒可绕销轴自由转动。
为了减小链子与齿轮的磨檫，链板一般制成“8”形。
3.滚子链的标准链条上相邻两销轴中心的距离称为节距,用p 表示，节距是链传动的重要参数。
节距p 越大，链的各部分尺寸和重量也越大,承载能力越高，且在链轮齿数一定时，链轮尺寸和重量随之增大。
因此，设计时在保证承载能力的前提下，应尽量采取较小的节距。
载荷较大时可选用双排链（图9-4）或多排链，但排数一般不超过三排或四排，以免由于制造和安装误差的影响使各排链受载不均。
链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节，这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定，如图9-5a 、b ）所示，前者用于大节距链，后者用于小节距链。
当链节为奇数时，需采用过渡链节如图9-5c ）所示。
由于过渡链节的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用。
GB/T1243-97规定滚子链分为A 、B 系列，其中A 系列较为常用，其主要参数如表9-1所示。
表中链号和相应的国际标准号一致，链号图9-3滚子链图9-4 双排滚子链乘以25.4/16mm即为节距值。
a) b) c)图9-5 滚子链接头形式表9-1 A系列滚子链的基本参数和尺寸(GB/T1243-97)链号节距p(mm)排距P t(mm)滚子外径d1(mm)内链节内宽b1(mm)销轴直径d2(mm)内链板高度h2(mm)单排极限拉伸载荷F Q（KN）单排每米质量q(kg/m)08A 12.70 14.38 7.92 7.85 3.98 12.07 13.8 0.6010A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.09 15.09 21.8 1.0012A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.96 18.08 31.1 1.5016A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55.6 2.6020A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.54 30.18 86.7 3.8024A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.11 36.20 124.6 5.6028A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.71 42.24 169.0 7.5032A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.29 48.26 222.4 10.1040A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.85 60.33 347.0 16.1048A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.81 72.39 500.4 22.60 滚子链的标记为：链号—排数—链节数标准号。
机械设计基础复习题
一、填空题1、机器是执行机械传动的装置，用于变换和传递能量、物料、信息。
2、两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
3、凸轮机构分类时，按从动件的型式分为尖端、滚子、平底、球面。
4、蜗杆传动的正确啮合条件是m x1=m t2=m; a x1=a t2=a。
5、传动时所有齿轮的轴线固定不动，这种轮系称为定轴轮系。
6、机械零件丧失规定的功能，称为失效。
7、载荷系数与名义载荷的乘积，称为计算载荷。
8、齿轮因严重过载和冲击载荷而引起的突然折断，成为过载折断。
9、带与带轮接触弧所对的中心角称为包角。
10、按轴线的形状，轴可分为直轴、曲轴。
11、轴瓦的主要失效形式是磨损和胶合当强度不足时也可能出现疲劳破坏。
12、滚动轴承的失效形式主要有疲劳点蚀、塑性变形、磨损。
13、闭式传动软齿面齿轮的主要失效形式是疲劳点蚀和接触疲劳，通常按接触疲劳强度设计，用弯曲疲劳强度校核。
而闭式传动硬齿面齿轮的主要失效形式是轮齿折断和齿面疲劳点蚀，通常按齿根弯曲疲劳强度设计，用齿面接触疲劳强度校核。
14、按照用途的不同，机器可分为动力机器、工作机器和信息机器。
15、两构件通过点或线接触而组成的运动副称为高副。
16、凡牙型、大径和螺矩等都符合国家标准的螺纹，称为标准螺纹。
17、普通圆锥销以小头直径作为公称直径。
18、普通V带标记为：B1600GB11544—97的含义为基准长度为1600mm的B型普通V带。
19、链传动的主要失效形式有链条疲劳破坏、铰链磨损、铰链胶合和链条拉断。
20、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件为m1=m2=m; a1=a2=a。
21、蜗杆传动的主要失效形式是胶合和齿面磨损。
22、滑动轴承润滑的目的主要是为了降低摩擦和减小磨损。
23、滚动轴承保管的关键问题是防锈。
24、轴的常用材料是碳素钢和合金钢。
25、滑块四杆机构包括导杆机构、曲柄滑块机构、摇杆机构、定块机构。
26、轴按其承受载荷类型不同，可分为心轴、传动轴和转轴，按其轴线情况可分为曲轴和直轴。
【精选】机械设计基础问答题
机械设计基础问答题1.试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。
①零件是制造的基本单元；②某些零件固联成没有相对运动的刚性组合称为构件，构件是运动的基本单元；③构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持相对运动的可动联接，称为运动副；④当构件用运动副联接以后，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对相对运动的限制称为运动副的约束；⑤能完成有用的机械功或转换机械能的机构组合系统称为机器；⑥机器与机构总称为机械。
2.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？①三个或三个以上的构件在同一轴线上用回转副相联接构成复合铰链；②局部自由度是指不影响机构中输入与输出关系的个别构件的独立运动（凸轮机构中的滚子——提高效率，减少磨损）；③运动副引入的约束中，对机构自由度的影响与其他机构重复，这些重复的约束称为虚约束（机械中常设计带有虚约束，对运动情况虽无影响，但往往能使受力情况得到改善）。
3.机构具有确定运动的条件是什么？若不满足条件，将会出现什么情况？①运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：运动链的自由度必须大于零，主动构件数必须等于运功链的自由度；②不满足条件时，当自由度为零时，运动链将成为各构件间没有相对运动的刚性构架，当主动构件数大于自由度时，可能会折断构件，当主动构件数小于自由度时，从动件的运动不确定。
4.试述机件损伤和失效的主要形式以及机件工作准则的涵义。
①机件的主要的损伤及失效形式有：机件产生整体的或工作表面的破裂或塑性变形，弹性变形超过允许的限度，工作表面磨损、胶合和其他破环，靠摩擦力工作的机构产生打滑和松动，超过允许强度的强烈震动，等等；②主要准则：强度——机件抵抗断裂、过大的塑性变形或表面疲劳破坏的能力，刚度——机件受载时抵抗弹性变形的能力，常用产生单位变形所需的外力或外力矩来表示（提高刚度的办法：改进机件结构，增加辅助支撑或肋板以及减小支点的距离，适当增加断面尺寸）耐磨性——磨损过程中抵抗材料脱落的能力，振动稳定性——机器在工作时不能发生超过容许的振动，耐热性。
机械设计考试重点
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
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。
机械试题
6．轴肩与轴环的作用是什么( A )A．对零件轴向定位和固定 B．对零件进行周向固定C．使轴外形美观 D．有利于轴的加工7．重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是（ D ）A．轮齿疲劳折断B．齿面点蚀C．齿面磨损D．齿面胶合8．套简滚子链接头采用大链节为开口销式，小链节用卡簧式，其链节为（ B ）A．任意节数B．偶数节C．奇数节D．自然数节10．合金结构钢60Si2Mn的含碳量为（ A ）A． 0．6％B． 6％C． 0．02％D． 0．2％11．（ C ）是指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
A．强度B．刚度C．韧性D．塑性13．在带传动、链传动、齿轮传动和摩擦传动中，传动比稳定不变的是（ C ）A．带传动B．链传动C．齿轮传动D．摩擦传动14．代号为36215的滚友轴承的轴承类型为（ C ）A．单列向心球轴承B．单列向心滚子轴承C．单列向心推力球轴承D．单列圆锥滚子轴承15．下列各轴中，哪一种轴是转轴( B )A ．行车前轮轴 B．减速器中的齿轮轴C．汽车的传动轴 D．铁路车辆的轴2．常用的轴上零件的轴向固定方法有哪些？2．轴肩或轴环固定；轴套固定；圆螺母固定；轴端挡圈固定；弹性挡圈固定；销钉或紧定螺钉固定等。
3．在平带开口传动中，己知主动轮直径D1=200mm，从动轮直径D2=600mm，两传动轴中心距a=1200mm。
试计算其传动比，验算包角并求出带长。
3．传动比i=3，小带轮包角1600，带长3689mm。
1．润滑油与温度的关系是（ C ）C．温度升高，粘度变小，温度降低，粘度变大2．一般应使小带轮的包角大于（ C ）A．600 B．900 C．1200D．15003．铸铁的牌号为TH300。
它表示此铸铁是（ A ）A．灰口铸铁B．可锻铸铁C．球墨铸铁D．合金铸铁5．与齿轮传动相比。
（ D ）不能作为蜗杆传动的优点。
A．传动平稳，噪音小B．传动比可以很大C．在一定条件下不能自锁D．传动效率高8．螺纹的公称直径是指螺纹的（ A ）A．内外螺纹都为大径B．内外螺纹都为中径C．内外螺纹都为小径D．内螺纹为小径外螺纹为大径E．内螺纹为大径外螺纹为小径10．圆锥齿轮标准模数是指圆锥齿轮（ B ）的模数A．小端B．大端C．齿宽中点处的模数D．当量齿轮的模数11.在机器超载时，先行破坏其销所受的应力超过（ D ）A．抗拉强度极限 B．抗弯强度极限C. 抗扭强度极限D. 抗剪强度极限12．平键标记：键B12X30 GB1096—79中，12X30表示什么（ C ）A．键宽X键高B．键高X键长C．键宽X键长 D．键宽X轴径13．开式齿轮传动的主要失效形式是（ C ）A．轮齿折断 B．齿面点蚀C．齿面磨损 D．齿面胶合15．金属在常温时抵抗空气、水锈蚀的能力称为（ B ）A．抗氧化性 B．耐腐蚀性 C．耐酸性 D．耐碱性16．主要用于两轴交叉传动的联轴器是（ D ）A．凸缘式联轴器B．套筒联轴器C．齿轮联轴器D．刚性十字轴万向联轴器18．零件在静应力作用下，主要的失效形式是（ B ）A ．弹性变形B．断裂或塑性变形C．疲劳断裂19．下列轴承中，可同时承受以径向载荷为主的径向与轴向载荷的是？CA ．深沟球轴承B．角接触球轴承C．圆锥滚子轴承D．调心球轴承20．以下螺纹牙形中最常用的传动螺纹有（ A ）A．三角形B．矩形C．梯形D．锯齿形一、选择题（共30分、每小题2分）1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ C ）。
机械设计简答题集锦
常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对连接螺纹与传动螺纹的要求有何不同？答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹与锯齿形螺纹等。
前两种螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。
对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度与耐磨性。
普通螺栓连接与绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。
铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆与孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度与螺栓的剪切强度。
计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母与螺纹牙的强度？答：螺栓头、螺母与螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。
螺栓上的总循环是什么循环？答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，10<<r；所受横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为静载荷，1=r。
在什么情况下，螺栓连接的安全系数大小与螺栓直径有关？答：在不控制预紧力的情况下，螺栓连接的安全系数与螺栓直径有关，螺栓直径越小，则安全系数取得越大。
这是因为扳手的长度随螺栓直径减小而线性减短，而螺栓的承载能力随螺栓直径减小而平方性降低，因此，用扳手拧紧螺栓时，螺栓直径越细越易过拧紧，造成螺栓过载断裂。
所以小直径的螺栓应取较大的安全系数要提高螺栓连接的疲劳强度，应如何改变螺栓与被连接件的刚度与预紧力大小？答：降低螺栓的刚度，提高被连接件的刚度与提高预紧力，其受力变形线图参见教材图5－28c。
薄型平键连接与普通平键连接相比，在使用场合、结构尺寸与承载能力上有何区别？答：薄型平键的高度约为普通平键的60％～70％，传递转矩的能力比普通平键低，常用于薄壁结构，空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。
链传动
排数=1
排数=2
d1 202.7 1 101 amax 129.6 p 15.875 d1 126.7 1 101 amax 81
链节与链轮相啮合，可看成是
链条绕在正多边形的链轮上
每分钟小轮上链条转过的长度
z1 pn1
每分钟大轮上链条转过的长度 z 2 pn2
z1 pn1 z 2 pn2 (m / s) 链的平均速度 v 60 1000 60 1000
平均传动比
i n1 z 2 n2 z1
链传动运动的不均匀性
垂直分速度亦周期性变化，链条抖动
同理，从动轮链条销轴轴心B的
水平速度 v 则有： v
d2 2 cos 2
d1 d 1 cos 2 2 cos 2 2
瞬时传动比：
1 d 2 cos i 2 d1 cos
主动轮
链速 从动轮 瞬时传动比
1 1 d1 1 2
Ff (k f sin )qa 102
Kf
6——水平传动（f/a≤0.02） 4——<40°倾角 2——>40°倾角 1——垂直
§ 9 —6
滚子链传动的设计计算
一、 滚子链的主要失效形式
1、链的疲劳破坏
2、链条铰链的磨损
（外链节变长）
3、链条铰链的胶合
4、链的静力拉断
设计准则:
与带传动设计
PC K A P
K AP 将实际功率 P 转化为图表纵坐标值 P0 KZ KL KP
三、链传动的设计
1. 设计步骤
(1) 确定链轮齿数
运动的不均匀性
p d sin(1800 / z1 )
'
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滚子链传动的主要失效形式
链传动的主要失效形式有以下几种：
（1）链板疲劳破坏链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。
疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。
（2）滚子套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。
在反复多次的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。
这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。
（3）销轴与套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。
胶合限定了链传动的极限转速。
（4）链条铰链磨损铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。
开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。
（5）过载拉断这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。