機(jī)械設(shè)計(jì)簡答題標(biāo)準(zhǔn)答案

1、簡答題1.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟是怎樣的？選擇零件類型、結(jié)構(gòu)計(jì)算零件上的載荷確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇零件的材料確定零件的基本尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核計(jì)算 畫出零件工作圖 寫出計(jì)算說明書3 .螺紋升角的大小對(duì)自鎖和效率有何影響？寫出自鎖條件及效率公式。答：螺母被擰緊時(shí)，其擰緊力矩為M1= Ft d2/2=G d2tan（少+ p 丫）/2 ,無摩擦?xí)r，M10= Ft d2/2=G d2tan（ ）/2 ,機(jī)械效率為刀 1=M10 / M1= tan 少/tan（力 + p 丫）。螺母被放松時(shí)，其阻礙放松的力矩為M2= F d2/2 = G d2tan（少p 丫 ）/2 ,無摩擦?xí)r，M20= F d2/2=G d2t

2、an（ 0 ）/2 ,機(jī)械效率為 2 2= M2 / M20= tan（少一p 丫）/tan 0。由打1 = = tan 4 /tan（少+ p 丫）得知，當(dāng)山越小，機(jī)械效率越低。由刀2= tan（少一p y ）/tan少得知，當(dāng)山一p 丫 0時(shí)，螺紋具有自鎖性。4 .為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10圈？答：因?yàn)槁菟ê吐菽傅氖芰ψ冃问孤菽傅母魅β菁y所承擔(dān)的載荷不等，第一圈螺紋受載最大，約為總載荷的1/3 ,逐圈遞減，第八圈螺紋幾乎不受載，第十圈沒用。所以使用過厚的螺母并不能提高螺紋聯(lián)接 強(qiáng)度.5 .作出螺栓與被聯(lián)接件的受力一變形圖，寫出 F、F、 F、F0間的關(guān)系式。6 .在相同的條件下，為什

3、么三角膠帶比平型帶的傳動(dòng)能力大？答：兩種傳輸動(dòng)力都是靠摩擦力，同樣的皮帶和輪的材質(zhì)摩擦系數(shù)是一樣的，但是三角帶接觸面是V型表面壓力大于平行帶，所以摩擦力大，所以傳輸?shù)膭?dòng)能要大一些。7 .在非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算中，為什么要限制軸承的壓強(qiáng)p和pv值答：PM制p目的是防止軸瓦過度磨損。限制pv目的是控制溫度，防止邊界膜破裂。8 .什么是帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑？彈性滑動(dòng)和打滑對(duì)傳動(dòng)有何影響？答：（1）由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動(dòng)稱為帶的彈性滑動(dòng)。打滑是指帶傳動(dòng)中帶傳遞的外載荷超過最大有效圓周力，帶在帶輪上發(fā)生顯著相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象。（2）影響：彈性滑動(dòng)：1 ）帶的傳動(dòng)比不穩(wěn)定；2 ）降低了傳

4、動(dòng)效率；3 ）引 起帶的磨損和帶的溫升，降低帶的壽命。打滑：1 ）打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損；2 ）從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急速下降，甚至停轉(zhuǎn)，帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，帶不能正常工作，致使傳動(dòng)失 效。9 .試簡述帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象的聯(lián)系與區(qū)別。答：彈性滑動(dòng)是由于帶本身的彈性和帶傳動(dòng)兩邊的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，兩邊 就必須出現(xiàn)拉力差，故彈性滑動(dòng)是不可以避免的。打滑是當(dāng)帶傳遞的工作載荷超過了帶與 帶輪之間摩擦力的極限值，帶與帶輪之間發(fā)生劇烈的相對(duì)滑動(dòng)，故在工作中可以，而且應(yīng) 該避免。打滑是彈性滑動(dòng)從量變到質(zhì)變的飛躍。在傳動(dòng)突然超載時(shí)，打滑可以起到過載保 護(hù)作用，避免其它零件發(fā)生損壞。但應(yīng)盡快采取措

5、施克服，以免帶摩損發(fā)熱使帶損壞。10 .帶傳動(dòng)中，帶上可能產(chǎn)生的瞬時(shí)最大應(yīng)力發(fā)生在何處？它是由哪幾種應(yīng)力組成的和？答：緊邊開始進(jìn)入小帶輪處。緊邊應(yīng)力bl松邊應(yīng)力b2張緊應(yīng)力bo離心應(yīng)力bc彎曲應(yīng)力bb11 .帶傳動(dòng)為什么要限制帶速，限制范圍是多少？答：因帶速愈大，則離心力愈大，使輪面上的正壓力和摩擦力減小，帶承受的應(yīng)力增大，對(duì)傳動(dòng)不利，但有效圓周力不變時(shí),帶速高有利于提高承載能力 ，通常帶速在5-25m/s范圍為宜.12 .帶傳動(dòng)的帶速v為什么規(guī)定在 5-25m/S范圍內(nèi)？答：帶速越大離心力越大，使輪面上的正壓力摩擦力減小，帶承受的應(yīng)力增大對(duì)傳動(dòng)不利，但有效圓周力不變時(shí)帶速高有利于提高承載能力

6、，通常帶速在5-25m/s范圍內(nèi)為宜。為了控制離心力和帶中的拉力，考慮帶的承載能力和壽命13 .在設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，為什么要限制其最小中心距和最大傳動(dòng)比？答：中心距越小，則帶的長度越短，在一定的速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)越多，會(huì)加速帶的 疲勞損壞；當(dāng)傳動(dòng)比較大時(shí)，短的中心距將導(dǎo)致包角過小。14 .在潤滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中，齒輪的主要失效形式是什么？發(fā)生在哪個(gè)部位？試舉出三種措施答：齒面接觸疲勞磨損（點(diǎn)蝕），1.提高齒面硬度和降低表面粗糙度。2.在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和以增大綜合曲面半徑。3.采用粘度較高的潤滑油。4.減小動(dòng)載荷。15 .齒輪傳動(dòng)中，主要有哪幾種失效形式？并分析開式

7、與閉式齒輪傳動(dòng)時(shí)主要失效情況及計(jì)算準(zhǔn)則。答：齒輪失效的主要形式有斷齒、磨損、點(diǎn)蝕、膠合。閉式傳動(dòng) 閉式傳動(dòng)的主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕和輪齒的彎曲疲勞折斷。當(dāng)采用軟齒面（齒面硬度w350HBs ）時(shí)，其齒面接觸疲勞強(qiáng)度相對(duì)較低。因此，一般應(yīng)首先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件，計(jì)算齒輪的分度圓直徑及其主要幾何參數(shù)（如中心距、齒寬等），然后再對(duì)其輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。當(dāng)采用硬齒面（齒面硬度350HBS ）時(shí)，則一般應(yīng)首先按齒輪的抗彎曲疲勞強(qiáng)度條件，確定齒輪的模數(shù)及其主要幾何參數(shù)，然后再校核其齒面接觸疲勞 強(qiáng)度。開式傳動(dòng)開式傳動(dòng)的主要失效形式為齒面磨粒磨損和輪齒的彎曲疲勞折斷。由于目前齒面磨粒磨損尚無完

8、善的計(jì)算方法，因此通常只對(duì)其進(jìn)行抗彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，并采用適當(dāng)加大模數(shù)的方法來考 慮磨粒磨損的影響。16 .蝸桿傳動(dòng)為什么要引入直徑系數(shù)q?答：為了限制切削渦輪時(shí)所需的滾刀數(shù)目，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化，以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性并保證配對(duì)的蝸桿與渦輪能夠正確的嚙合17 .閉式蝸桿傳動(dòng)為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？當(dāng)熱平衡計(jì)算不能滿足要求時(shí)怎么辦？答：由于蝸桿傳動(dòng)中蝸輪齒和蝸桿齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，所以發(fā)熱量大，傳動(dòng)效率低。如果蝸桿傳動(dòng)的散熱條件差，使工作溫度過高，潤滑油粘度降低，油膜破壞，引起潤滑失效，導(dǎo)致齒面膠合， 并加劇磨損。所以，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算是為了使產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出去，不發(fā)

9、生膠合失效。當(dāng)熱平衡不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用不列措施，以增加傳動(dòng)的散熱能力：（1）在箱體處增加散熱片，以增大散熱面積；（2）在蝸桿軸伸上裝風(fēng)扇，以提高散熱系數(shù)；（3）在油池中在裝蛇形冷卻水管，以降低油溫；（4）大功率的蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤滑。18 .為什么蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比只能表達(dá)為i=Z2/zi,卻不能以i=d2/di來表示。答：因?yàn)槲佪單仐U傳動(dòng)的傳動(dòng)比與蝸桿的直徑無關(guān)19 .影響鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的主要參數(shù)是什么？設(shè)計(jì)中應(yīng)如何選擇？答：1.影響鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的主要參數(shù)是鏈輪齒數(shù)、鏈節(jié)距和鏈輪轉(zhuǎn)速。2、設(shè)計(jì)中采用較多的小鏈輪齒數(shù)，較小的鏈節(jié)距，并限制鏈輪轉(zhuǎn)速不要過高，對(duì)降低動(dòng)載荷都是有利的。20

10、.鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，鏈輪齒數(shù) z和節(jié)距p選擇的原則是什么？并分析其原因。答：鏈輪齒數(shù)，不宜過多或過少，從增加傳動(dòng)均勻性和減少動(dòng)載荷考慮，小鏈輪齒數(shù)宜適當(dāng)多。從限制 大鏈輪齒數(shù)和減少傳動(dòng)尺寸考慮傳動(dòng)比大的鏈傳動(dòng)建議選取較少的鏈輪齒數(shù)?？紤]均勻磨損，由于鏈節(jié) 數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)最好選質(zhì)數(shù)或不能整除的數(shù)21 .試分析鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因。何為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)？它對(duì)鏈傳動(dòng)有什么影響？答：原因：鏈速 V和從動(dòng)鏈輪角速度 W周期性變化，從而產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷多邊形效應(yīng)：鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比i=W1/ W2=R2cosr /R1cos 3 （丫、3分別為每一鏈節(jié)與主從動(dòng)鏈輪嚙合過程中鏈節(jié)較鏈在主從動(dòng)輪上的相

11、位角），在傳動(dòng)中，3、丫隨時(shí)間變化，因此瞬時(shí)傳動(dòng)比i也是隨時(shí)間不斷變化的，這種鏈傳動(dòng)的固有特性稱為鏈的多邊形效應(yīng)。影響：鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)使鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比周期性變化，從而產(chǎn)生沖擊振動(dòng)和噪聲、產(chǎn)生動(dòng)載荷22 .為什么一般情況下鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比不是恒定的？在什么條件下是恒定的？答：鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比i=W1/ W2=R2cosr /R1cos 3 （丫、3分別為每一鏈節(jié)與主從動(dòng)鏈輪嚙合過程中鏈節(jié)較鏈在主從動(dòng)輪上的相位傳動(dòng)中丫、3隨時(shí)間變化，故 i也隨時(shí)間變化，不能得到恒 定值。只有當(dāng)兩鏈輪的齒數(shù) z相等，緊邊的長度又恰為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時(shí)，i才恒定。23 .鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性產(chǎn)生的原因是什么？

12、可采取哪些措施減小鏈傳動(dòng)的運(yùn)不均勻性和動(dòng)載荷？答：鏈傳動(dòng)中，具有剛性鏈節(jié)的鏈條與鏈輪相嚙合時(shí)，鏈節(jié)在鏈輪上呈多邊形分布，當(dāng)鏈條每轉(zhuǎn)過 個(gè)鏈節(jié)時(shí)，鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度周期性的由小變大，再由大變小，這種周期性的變化，給鏈傳動(dòng)帶來了 速度不均勻性。減小鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和運(yùn)載荷的措施：減低轉(zhuǎn)速，減小鏈節(jié)距，增大齒輪數(shù)；24 .按軸工作時(shí)所受載荷不同，可把軸分成哪幾類？各舉一實(shí)例。答：軸，若按機(jī)構(gòu)原理分類可分為“心軸”和“轉(zhuǎn)軸”；簡單地說，那些不旋轉(zhuǎn)的軸就是心軸；那些旋 轉(zhuǎn)的軸就是轉(zhuǎn)軸。自行車，摩托車的前后輪軸是心軸，汽車的半軸，傳動(dòng)軸是轉(zhuǎn)軸。如果按照軸的功能 分類，可分為：傳動(dòng)軸，齒輪軸，中間軸，浮

13、動(dòng)軸，花鍵軸，等。25 .何為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸？按受載形式來分，自行車的前軸、中軸、及后軸各是什么軸。答：轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受和轉(zhuǎn)矩和彎矩的軸心軸：軸只受彎矩，不受轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)軸：軸主要受轉(zhuǎn)矩，不瘦彎矩或者受彎矩很小。腳踏車的前軸和后軸是心軸，中軸是轉(zhuǎn)軸26 .軸的強(qiáng)度計(jì)算公式 ”當(dāng)=%：M2 （ T）2中，”的含義是什么？答：a是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對(duì)于不變白轉(zhuǎn)矩a =脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩乘對(duì)稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩27 .下列間隙中充滿潤滑液體，畫出形成液體潤滑后的油膜壓力分布規(guī)律及對(duì)應(yīng)各段的潤滑油的速度分 布規(guī)律？528 .在非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算中，為什么要限制軸承的壓強(qiáng)p和pv值？答：PM制p：為了

14、不產(chǎn)生過度磨損；限制pv：限制軸承的溫升29 .根據(jù)流體動(dòng)壓潤滑的一維雷諾方程-p 6 vhh0 ,說明形成液體動(dòng)壓潤滑的必要條件。x h3答：兩摩擦數(shù)表面必須形成楔形潤滑油必須大口進(jìn)小口出必須具有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度V>0必須充滿足夠的具有一定粘度的潤滑油Y>030 .設(shè)計(jì)液體動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承時(shí)，其相對(duì)間隙應(yīng)如何選??？增加或減少會(huì)產(chǎn)生哪些后果？答：相對(duì)間隙中的選擇應(yīng)綜合考慮載荷大小，轉(zhuǎn)速高低，材料性質(zhì)軸承精度等一系列因素，4小時(shí)，油過小，會(huì)使油膜原度過膜相對(duì)原度變大，承載能力提高，軸承回轉(zhuǎn)精度提高，但軸承溫升也提高，若小，可能出現(xiàn)，使摩擦狀態(tài)。增大時(shí)，軸承溫升會(huì)降低，但承載能力，回

15、轉(zhuǎn)精度都會(huì)降低，甚至噪聲增大31 .試分析 、B/d對(duì)液體動(dòng)力潤滑滑動(dòng)軸承承載能力的影響。答：相對(duì)間隙 較小時(shí)，承載能力將提高相對(duì)間隙 較大時(shí)，承載能力降低，減小了發(fā)熱保證得到動(dòng)壓潤滑油的前提下，偏心率越大，軸承承載能力越大，反之越小B/d ：越大，承載能力越大，越小，平穩(wěn)性越好32 .聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？它們的功用有何異同？答：主要用來聯(lián)接兩軸，使之一同回轉(zhuǎn)，以傳遞涌動(dòng)和動(dòng)力異：聯(lián)軸器：機(jī)器還在轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離。離合器：機(jī)器還在轉(zhuǎn)時(shí)兩軸可以分離33 .設(shè)計(jì)圓柱形螺旋彈簧時(shí)，為什么一般要求彈簧指數(shù)16 C 4?C過大：彈簧剛度小，易發(fā)生抖動(dòng) C過小，加工困難，彈絲內(nèi)外側(cè)應(yīng)力懸殊，剛度大，材料利用率低(