機械設(shè)計簡答題(綜合)

1、軸承:鏈.:對于滾動軸承的軸系固定方式，請解釋什么叫兩端固定支承”？答：兩端固定支承即為軸上的兩個軸承中，一個軸承的固定限制軸向一個方向的串動，另一個軸承 的固定限制軸向另一個方向的串動，兩個軸承的固定共同限制軸的雙向串動。什么是軸承的基本額定動負荷？基本額定動負荷的方向是如何規(guī)定的？ （6分）答：軸承 的基本額定動負荷：滾動軸承標準中規(guī)定，軸承工作溫度在100r以下，基本額定壽命L= 1x106r時，軸承所能承受的最大載荷成為軸承的基本額定動負荷（3分）軸承的基本額定 動負荷的方向，對于向心軸承為徑向載荷（1分），對于推力軸承為中心軸向載荷（1分）， 對于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量（1分

2、）。簡述形成穩(wěn)定動壓油膜的條件？答：1）兩摩擦表面之間必須能夠形成收斂的楔形間 隙；2）兩摩擦表面之間必須有充足的、具有一定粘度的潤滑油；3）兩摩擦表面之間必須 有足夠的相對運動速度。 解釋名詞；滾動軸承的壽命；滾動軸承的基本額定動載荷。答：1）滾動軸承的壽 命即滾動軸承中內(nèi)、外圈滾道以及滾動體，任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕之前，兩套圈之間的相對 運轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)。也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運轉(zhuǎn)小時數(shù)表示；2）基本額定動載荷即基本額定壽命為 106轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的最大載荷。滾動軸承的當量靜載荷P0的定義。當量靜載荷是一個假想載荷，其作用方向與基本額定 靜負荷相同，而在當量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動體與滾道

3、接觸處的塑性變形總量 與實際載荷作用下的塑性變形總量相同。同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？ 1）在高速重載下能正常工作，壽命 長；2）精度高；滾動軸承工作一段時間后，旋轉(zhuǎn)精度 3）滑動軸承可以做成剖分式的一 能滿足特殊結(jié)構(gòu)需要。如曲軸上的軸承；4）液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可 以吸收震動，緩和沖擊。5）滑動軸承的徑向尺寸比滾動軸承的小。6）起動摩擦阻力較大。按照摩擦界面的潤滑狀態(tài)，可將摩擦分為干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦和混合摩擦。0.滑動軸承計算中，計算p，pv，v各考慮什么問題？答：p軸承磨損；pv發(fā)熱；v局部磨損。選擇滾動軸承時主要考慮哪些因素?方向和性質(zhì)；軸承的轉(zhuǎn)

4、速；調(diào)心性能要求；軸承的安 裝與拆卸；經(jīng)濟性。聯(lián)軸器：1、聯(lián)軸器和離合器都是用來實現(xiàn)軸與軸之間的連接，傳遞運動和動力。但聯(lián)軸 器與離合器的主要區(qū)別在于聯(lián)軸器需要在停止轉(zhuǎn)動后才能實現(xiàn)軸與軸的結(jié)合或分離，而離合 器可使工作中的軸隨時實現(xiàn)結(jié)合或分離。1、鏈傳動設(shè)計時，鏈條節(jié)數(shù)應選偶數(shù)。鏈輪齒數(shù)應選質(zhì)數(shù)；速度較高時，鏈節(jié)距應選小些。節(jié)距p=（25.4/16） *鏈號，節(jié)距大，尺寸大，功率大。與帶傳動相比，鏈傳動有那些特點？答案：優(yōu)點：沒有彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動 比準確，傳動效率較高，壓軸力小，能在高溫，多灰塵，濕度大且有腐蝕性的環(huán)境下工作， 工況相同時，結(jié)構(gòu)較為緊湊；缺點：瞬時傳動比不準確，傳動

5、不平穩(wěn)，工作時有噪聲，不適合在載荷變化很大和急速反向 的傳動中工作，只限于平行軸傳動，制造成本較高。簡述鏈節(jié)距P的選擇原則。答題要點：在滿足傳遞功率要求的前提下，應盡量選擇小節(jié)距的單排鏈；若傳動速度高、功 率大時，則可選用小節(jié)距多排鏈。緊邊布置在上面，避免咬鏈或發(fā)生緊邊與松邊相碰。張緊輪：靠近主動輪松邊還要增大 包角螺紋螺栓:1、分別說明普通螺紋、梯形螺紋的特點和應用場合。答：普通螺紋自鎖性能好，強度高（2分），主要用于連接（1分）。梯形螺紋效率比矩形螺紋略低，但牙根 強度較高，易于對中，磨損后可以補償（2分）；在螺旋傳動中應用最普遍。（1分）螺紋連接防松的實質(zhì)就是防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。按照防

6、松方法的工作原理可將其分為三 類，分別是摩擦防松、機械防松、和永久防松。簡述螺紋聯(lián)結(jié)預緊的作用。答案：絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時都需要擰緊，稱為預緊。預緊可夾緊被聯(lián)接件，使聯(lián)接 結(jié)合面產(chǎn)生壓緊力，這個力即為預緊力，它能防止被聯(lián)接件分離、相對滑移或結(jié)合面開縫。 適當選用較大的預緊力可以提高聯(lián)接的可靠性、緊密性。齒輪：1.簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象？答：因為在開式齒輪傳動中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點蝕的速度還快，在點蝕形成之前，齒 面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。分別說明硬齒面閉式齒輪傳動和閉式蝸桿傳動的主要失效形式與設(shè)計準則。答：硬齒面 閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒根

7、彎曲疲勞折斷（1分）；其設(shè)計準則是按齒根彎曲疲勞 強度進行設(shè)計，然后校核齒面接觸疲勞強度（2分）。閉式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面 膠合、點蝕和磨損（1分）；其設(shè)計準則是按齒面接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能 力，在選擇許用應力時適當考慮膠合和磨損的影響，同時應進行熱平衡計算（2分）。齒輪傳動中的載荷系數(shù)K為四個系數(shù)的乘積，K=KAKVK6Ka，分別說明KV和耶的名稱及 引入該系數(shù)是為了考慮哪些方面的影響。答：動載系數(shù)（1分）Ku考慮由于齒輪制造精度、 運轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)（2分）齒向載荷分布系數(shù)（1分）耶 考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應力的影響系數(shù)。閉式蝸

8、桿傳動為什么要進行熱平衡計算？提高散熱能力的常用措施主要有哪些？ （6分） 答：因為蝸桿傳動效率低，發(fā)熱大，在閉式蝸桿傳動中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時散逸，就 會使油溫升高，潤滑油粘度下降，潤滑條件惡化，導致齒面磨損加劇，甚至發(fā)生膠合，所以， 需要進行熱平衡計算。（得2分）。常用的提高散熱能力的措施主要有1）合理地設(shè)計箱體的 結(jié)構(gòu)，鑄出或焊上散熱片，以增大散熱面積；2）在蝸桿上安裝風扇，進形人工通風，以提 高散熱系數(shù)；3）在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻水管，直接降低油溫;4）采用壓力噴油循環(huán)潤 滑。（得4分）。齒面點蝕常發(fā)生在什么部位？如何提高抗點蝕的能力？答：點蝕首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的 齒根面上，然后

9、再向其他部位擴展。齒面抗疲勞點蝕的能力主要取決于齒面硬度，齒面硬 度越高抗疲勞點蝕的能力越強。輪齒折斷通常發(fā)生在什么部位？如何提高抗彎疲勞折斷的能力？答：輪齒折斷一般發(fā)生 在齒根部位。為提高齒輪的抗折斷能力，可適當增大齒根過渡圓角的半徑，消除該處的加 工刀痕，以降低應力集中作用；增大軸及軸承的剛度，以減小齒面上局部受載的程度；正確 地選擇材料和熱處理形式使齒面較硬齒芯材料具有足夠的韌性;以及在齒根處施加適當?shù)膹?化措施（如噴丸、輾壓）等帶1、帶傳動受3種應力，分別是緊邊和松邊的拉應力和，彎曲應力 ，離心應力（3分）。最大應力發(fā)生在緊邊繞上小帶輪處（1分）?2b傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fm

10、ax與初拉力F0、包角al、摩擦系數(shù)f等因素有關(guān)，c它們的值越大，F(xiàn)max就越大。帶的單位長度質(zhì)量g、帶速v，使Fmax變小。當傳遞的外載 荷超過最大有效圓周力下的承載能力時，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于1 的情況下，打滑總是先從小帶輪上開始的，其原因是帶在小帶輪上的包角小于大帶輪上的 包角（或帶在大帶輪上的包角大于小帶輪上的包角）。、什么是摩擦型帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象？可否避免？它對帶傳動有何影響？答：由帶 的彈性變形而引起帶與帶輪之間的相對滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動（2分）。彈性滑動是帶傳動中 不可避免的現(xiàn)象（2分）。它會引起以下后果：從動輪的圓周速度總是落后于主動輪的 圓周速度，并

11、隨載荷變化而變化，導致此傳動的傳動比不準確。損失一部分能量，降低 了傳動效率，會使帶的溫度升高，并引起傳動帶磨損。（2分）傳動布置在高速級是因為：帶傳遞的力不宜過大，否則容易打滑；帶有過載保護的作用； 帶是彈性體，有緩沖吸振的作用。鏈傳動布置在低速級是因為：鏈傳動具有多邊形效應，高 速時沖擊振動大，動載荷大。齒輪放在高速級易膠合失效，因此放在帶后一級比較好。彈性滑動與打滑區(qū)別：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動，稱為帶傳動的彈性 滑動。這是帶傳動正常工作時固有的特性。打滑是由于工作載荷過大使得帶與帶輪間的顯著 相對滑動，是帶的失效形式之一，應避免。帶傳動為什么要限制其最小中心距和最大傳動

12、比？ 1）中心距愈小，帶長愈短。在一定速 度下，單位時間內(nèi)帶的應力變化次數(shù)愈多，會加速帶的疲勞破壞；如在傳動比一定的條件下， 中心距越小，小帶輪包角也越小，傳動能力下降，所以要限制最小中心距。（2）傳動比較 大及中心距小時將導致小帶輪包角過小，傳動能力下降，故要限制最大傳動比。張緊輪：松邊內(nèi)側(cè)靠大輪，使帶只受單向彎曲，避免影響帶在小帶輪上的包角。松邊外側(cè)小帶輪，增大包角。兩種傳動裝置傳遞的圓周力一樣大。因為兩種傳動裝置的最小包角a 一樣樣，摩擦系數(shù)f和初拉力Fo也相同，所以Fe相等。 （b）傳動裝置傳遞的功率大。因為d1d3，以 v=ndn/60000，所以 V1VV3 而 Fe1=Fe3，故

13、 PP。（3）（a）傳動裝置的帶壽命長。因為兩種傳動裝置傳遞的圓周力相同，但v1v3;,單位時間內(nèi)（b） 裝置帶的應力循環(huán)次數(shù)多，容易疲勞破壞。因為單根V帶的功率P1主要與帶的型號，小帶輪的直徑和轉(zhuǎn)速有關(guān)。轉(zhuǎn)速高，P1增大， 則V帶根數(shù)將減少，因此應按轉(zhuǎn)速低的工作情況計算帶的根數(shù)，這樣高速時更能滿足。同 時也因為P=Fv，當P不變時，v減小，則F增大，則需要的有效拉力大，帶的根數(shù)應增加。 按300r/min設(shè)計的V帶傳動，必然能滿足600r/min的要求，反之則不行。應按小直徑進行設(shè)計，由p = FV可知，當功率p不變時，電機轉(zhuǎn)速恒定，d減小則帶速 減小，即帶所需的有效拉力就大，以此設(shè)計的帶也

14、必將符合其它情況。反之不然。軸：1、按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說明。（1）僅受彎矩M的軸一一心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。（2）僅受轉(zhuǎn)矩T的軸一一傳動軸，只傳遞運動和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動軸。（3）既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸一一轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運動和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器的輸出軸。（3）齒輪減速器中輸入和輸出的軸段長，原動機和工作機的振動和沖擊對齒輪傳動影響??； 軸的單位長度扭轉(zhuǎn)變形小，軸的扭轉(zhuǎn)剛性較好；軸的扭轉(zhuǎn)剪應力分布減弱了彎曲正應力的分 布不均。鍵：1.導向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設(shè)計時通過限制工作面間的壓強來進行耐磨性計算；半圓鍵的

15、缺點是鍵槽對軸強度削弱較大，所以主要適用于軸端?；ㄦI：靜聯(lián)接：工作面被壓潰，工作面上的擠壓應力進行強度計算叩叩動聯(lián) 接：工作面過度磨損。按工作面上的壓強進行條件性強度計算p p。平鍵：靜聯(lián)接：工作面被壓潰，工作面上的擠壓應力進行強度計算op=4T/dhl op 動聯(lián)接：工作面過度磨損。按工作面上的壓強進行條件性強度計算p p?；瑒虞S承：1.動力潤滑的必要條件：1）相對運動的兩表面間必須形成楔形間隙；2）被油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動速度，其方向應保證潤滑油由大口進，從小口出;3）潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。寬徑比越小，有利于提高穩(wěn)定性，降溫升，但承載能力下降。非液體摩擦滑動軸承的失

16、效形式、設(shè)計準則。失效形式：磨損、膠合設(shè)計準則：為防止過度磨損P p MPa 為防止溫升過高而膠合Pv pv為防止局部過度磨損V h； （2）保障溫升條件:t h； （2）保障溫升條件：t t=1030 C 渦輪蝸桿：1.蝸桿傳動的失效形式及計算準則是什么？常用的材料配對有哪些？選擇材料應滿足哪些要求？答：主要失效形式：渦輪齒面的膠合，點蝕及磨損。開式：按齒根 彎曲彎曲疲勞強度進行設(shè)計；閉式：按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，按齒根彎曲疲勞強度進行 校核，還需作熱平衡核算。蝸桿的材料一般為碳鋼、合金鋼；蝸輪的材料為鑄造錫青銅、鑄 造鋁鐵青銅、灰鑄鐵。選擇蝸輪、蝸桿材料不僅要求具有足夠的強度，更重要的是應具有 良好的跑合性、減磨性及耐磨性。常用的散熱措施：1、加散熱片以增大散熱面積；2、在蝸桿的軸端加裝風扇以加速空 氣的流通；3、在傳動箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。在動力蝸桿傳動中，蝸輪的齒數(shù)在