机械设计答辩常见问题

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1、- 减速器设计答辩问题汇总 1. 在传动系统总体设计中电机的型号是如何确定的? 2. 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，根据工作机总效率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。 2. 电动机的额定功率与输出功率有何不同？传动件按哪种功率设计？为什么？ 额定功率是电机标定的作功，输出功率是电机实际作的功。实际输出功率， 可以比额定功率小很多。后续设计计算按实际输

2、出功率计算。因为电动机工作时 并未达到额定功率，而是以实际功率在做功，应以实际在做功所得功率计算。 3.你所设计的传动装置的总传动比如何确定和分配的？ 由选定的电动机满载转速和工作机转速，得传动装置总传动比为：i m 总传动比为各级传动比的连乘积，即 带 齿轮 ，V带传动的传动比范围在24 间，单级直齿轮传动的传动比范围在36间，一般前者要小于后者。 各级传动，分配时有几个问题需要注意： 1 ）各机构有常用传动形式的传动比范围，不要超过该范围。 - Page 2-2 ）各级传动要尺寸协调，结构匀称，便于安装，对应到齿轮就是各级直径相差 的不能太大， 3 ）对于二级齿轮传动，传动比有经验公式i1

3、= 最后要说的是传动比分配只是初步的，后面算齿轮时，实际传动比会和设传动比有出入，但是在允许范围内即可。 4.同一轴上的功率 、转矩 、转速 之间有何关系？你所设计的减速器中各轴上 的功率 、转矩、转速是如何确定的 关系：转距T(N.M)= 9550 n 确定电机轴功率、扭矩和转速后，依次通过效率、传动比等因素确定后续各 轴参数，详细见说明书计算部分。 5.谈谈是如何选择传动零件（齿轮）的材料以及相应的热处理的方法，其合理性 何在？ 对于齿轮来说，其材料的基本要求是齿面硬、齿芯韧、具有良好的加工性能 和经济性 首先根据齿面硬度要求将齿面分为硬齿面和软齿面两种，两者的材料均为中 碳钢，但是热处理

4、的方式不一样，后者需要高频淬火，精度要求高，且软齿面便 于加工。当受力较大，初始计算数据较大时，可选用硬齿面，增加接触疲劳强度， 可以减小齿轮当设计模数，减小尺寸。 软齿面一般选用优质中碳钢，扭矩大时可选低合金钢。常用的中碳钢是45 ，热处理方式有两种，调质和正火，调质以后的力学性能要优于淬火。由于小 齿轮的啮合次数比大齿轮的多，为使两者的寿命接近，一般要使小齿轮齿面硬度 比大齿轮高出25-50HBS ，所以在热处理时，小齿轮（即主动轴齿轮）选用调质 的热处理方式，大齿轮选用正火。 6.在闭式齿轮传动中，若将齿轮设计成软齿面，一般使两齿轮齿面硬度有一差 值，为多少HBS？，为什么有差值？ 20

5、50HBS；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次 数多，齿根弯曲疲劳强度较大齿轮低，为使两齿轮强度和寿命接近，小齿轮齿面 硬度应较大齿轮大。 7.什么情况下将齿轮和轴做成一个整体？ 当齿根至键槽底部距离小于2.5倍齿轮模数的时候将齿轮和轴制成一体，称 为齿轮轴。 8.齿轮轮齿的主要失效形式有哪些？你采取了哪些措施防止发生齿轮失效？ 减速器内部的齿轮传动属闭式齿轮传动，润滑良好，无杂质的影响，常见的 失效形式有折断，点蚀，胶合，磨损和塑形流动。 折断：增大齿根圆角半径，减少应力集中对疲劳强度的影响；在齿根才用喷丸处 理。 点蚀：通过热处理提高齿面硬度，降低粗糙度，采用黏度较高的

6、润滑油 胶合：一般发生在高速重载的情况下，方法如上类似，提高齿面硬度，低速、重 载时采用黏度大的润滑油，高速重载时选用掺有抗胶合添加剂的润滑油。 磨损：一般发生在开式齿轮传动中，在闭式传动中一般的预防措施包括，提高齿 面硬度、降低粗糙度、保持润滑油的清洁并定期更换。 塑形流动:提高齿面硬度、选用黏度较大的润滑油。9.简述齿面硬度HBS350的齿轮的热处理方法和加工工艺过程 齿面硬度小于350的称为软齿面，相反的就是硬齿面。 - Page 4-软齿面的热处理方式为正火或者调质，其工艺过程是先对齿轮毛坯进行热处 理，然后再进行切齿。 硬齿面的加工工艺过程是先切齿，然后进行表面热处理使齿轮达到高硬度

7、， 最后用磨齿、研齿等方法精加工齿轮。热处理方法主要有表面淬火，表面渗碳渗 氮。 10.斜齿轮与直齿轮相比有哪些优缺点？斜齿轮的螺旋角取多大为宜？如何具 体确定螺旋角？ 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8-20度为宜。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。一般取值13-15度。 11.作为动力传动的齿轮减速器，其齿轮模数应该改如何取值？为什么？ 1）

8、首先由经验公式确定模数的范围，然后在该范围中结合标准模数选择模数。 2）因为标准模数有互换性，便于加工。 12.谈谈如何选择轴的材料以及相应的热处理的方法，其合理性何在？ 轴的材料主要是碳钢和合金钢。其次是球墨铸铁和高强度铸铁。 如何选择？主要根据轴的工作条件，并考虑制造工艺和经济性等因素。 热处理办法包括正火，回火，调质，淬火。 碳钢，合金钢尤其后者，进行热处理后才能提高强度，耐磨性和耐腐蚀性。 13.常见的轴的失效形式有哪些？设计中如何防止？选用轴的材料是有哪些要 - Page 5-求？ 失效形式包括： 1）因疲劳强度不足而产生疲劳断裂。 2）塑形变形或者脆性断裂 3）刚度不足，而产生超过

9、许可的变形 4）高速运转下共振或者振幅过大 如何防止：在设计中要进行相应的设计计算，如按扭转强度的强度计算，弯扭合 成强度计算，刚度计算，振动计算，确定轴的材料及结构满足工作要求。 选用轴的材料的要求：首先有足够的强度，对应力的集中敏感度低，能满足刚度、 耐磨性。腐蚀性的要求，良好的加工性能，价格低廉 14.轴的结构与哪些因素有关？试着说明你所设计的减速器低速轴各个变截面 的作用以及界面尺寸变化大小确定的原则。 因素：轴上载荷的性质、大小、方向以及分布情况；轴与轴上零件、轴承等的结 合关系，轴的加工和装配工艺。 原则： 1）受力合理 2）轴相对于机架以及零件相对于轴的行为准确，固定 3）便于加

10、工制造以及装拆 4）减少应力集中，节省材料。 15.当轴与轴上零件之间用键连接，若传递转矩较大而键的强度不够时，应该如 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 16.如何判断你所设计的轴以及轴上零件已经轴向定位？ 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。 17.套筒在好走的结构设计中起什么作用？如何正确设计？ 套筒常用于轴的中间轴段，对两个零件起相对固定作用。套筒会增加轴的质 量所以不宜过长

11、，且需要能够准确地确定两端零件的相对位置。 18.在装配图的技术要求中，为什么要对传动件提出接触斑点的要求？如何检 验？ 装配好的齿轮副，在轻微的制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹，沿 齿高、齿长方向上有规定（数值）。一般齿轮接触斑点70%,主从动齿轮一起检, 计算接触面积, 该项目检验主要控制沿齿长方向的接触精度，以保证传递载荷的 能力，降低传动噪音，延长使用寿命。 19.装配图的作用是什么？装配图应包括哪些方面的内容？ 装配图的作用是:制定装配工艺规程，进行装配、检验、安装及维修的文件。主要应包括：各部件装配关系，标号，明细表，外形尺寸，技术要求。 20.装配图上应标注哪几类尺寸？举例

12、说明。 构件的长、宽，如其中有焊缝的话，做好标出从规则一边至焊缝的距离！ 此构件中还有小构件的话，要标注小构件距离大构件边缘的具体尺寸，小构 件倾斜安装的话 还要标出小构件的安装角度等等 21.减速器箱盖与箱座联接处定位销的作用是什么？销孔的位置如何确定？销 孔在何时加工？ 定位作用,防止结合面错位,以达到精确的配合, 两个定位销，为了避免对称 型的箱盖发生装反的情况，定位销孔不要在对称位置。定位销的销孔是最后确定 的。 22.起盖螺钉的作用是什么？如何确定其位置？减速箱分为上箱体和下箱体，上、下箱体的接合面一般都涂密封胶，长时间 后，上下箱体难以分开，就在上箱体把螺栓处的地方加工螺孔，螺栓拧

13、进去，要 分离上下箱体，只要拧螺栓就可以将上箱体顶起，达到分离目的. 在上下箱体连 接螺栓的分布面上, 端盖上与固定螺栓同圆周上对称布置2 个就可以了。 23.简述减速器上部的窥视孔的作用。其位置的确定应考虑什么因素？ 在减速器上部开窥视孔，可以看到传动零件啮合处的情况，以便检查齿面接 触斑点和齿侧间隙。润滑油也由此注入机体内。窥视孔开在机盖的顶部，应能看 到传动零件啮合，并有足够的大小，以便于检修。 24.轴上的传动零件（如齿轮）用普通平键作周向固定时，键的剖面尺寸bh 值是根据何参数从标准中查得？ 与齿轮相配合处轴径的大小。 25.当被联接件之一不易作成通孔，且需要经常拆卸时，宜采用的螺纹

14、联接形式 是螺栓联接、双头螺柱联接还是螺钉联接？ 螺钉联接。 26.在设计单级圆柱齿轮减速器时，一般减速器中的最大齿轮的齿顶距箱体的距 离大于3050mm，简述其主要目的 圆柱齿轮和蜗杆蜗轮浸入油的深度以一个齿高为宜，但不应小于10mm，为 避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离不应小于3050mm 27.你所设计的齿轮减速器中的齿轮传动采用何种润滑方式？轴承采用何种润 滑方式？简述润滑过程 齿轮传动采用浸油润滑方式；轴承采用飞溅润滑或脂润滑方式。以飞溅润滑 为例，当轴承利用机体内的油润滑时，可在剖分面联接凸缘上做出输油沟，使飞 溅的润滑油沿着机盖经油沟通过端盖的缺口进入轴承。 28.简述减速器的油标的作用 检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便 于观察、油面较稳定的部位，装设油标。 29.齿轮和轴满足何种条件时，应齿轮和轴一体，作成齿轮轴 圆柱齿轮的齿顶圆直径与轴径很接近时，一般齿根圆与键槽底的距离x 2.5mm，作成齿轮轴。 30.简述减速器上的通气器的作用 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