機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)答題(綜合)

1、軸承:鏈.:對(duì)于滾動(dòng)軸承的軸系固定方式，請(qǐng)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(gè)軸承中，一個(gè)軸承的固定限制軸向一個(gè)方向的串動(dòng)，另一個(gè)軸承 的固定限制軸向另一個(gè)方向的串動(dòng)，兩個(gè)軸承的固定共同限制軸的雙向串動(dòng)。什么是軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷？基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向是如何規(guī)定的？ （6分）答：軸承 的基本額定動(dòng)負(fù)荷：滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，軸承工作溫度在100r以下，基本額定壽命L= 1x106r時(shí)，軸承所能承受的最大載荷成為軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷（3分）軸承的基本額定 動(dòng)負(fù)荷的方向，對(duì)于向心軸承為徑向載荷（1分），對(duì)于推力軸承為中心軸向載荷（1分）， 對(duì)于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量（1分

2、）。簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定動(dòng)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(rùn)滑油；3）兩摩擦表面之間必須 有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。 解釋名詞；滾動(dòng)軸承的壽命；滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷。答：1）滾動(dòng)軸承的壽 命即滾動(dòng)軸承中內(nèi)、外圈滾道以及滾動(dòng)體，任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前，兩套圈之間的相對(duì) 運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)。也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)表示；2）基本額定動(dòng)載荷即基本額定壽命為 106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷。滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。當(dāng)量靜載荷是一個(gè)假想載荷，其作用方向與基本額定 靜負(fù)荷相同，而在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動(dòng)體與滾道

3、接觸處的塑性變形總量 與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。同滾動(dòng)軸承相比，液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn)？ 1）在高速重載下能正常工作，壽命 長(zhǎng)；2）精度高；滾動(dòng)軸承工作一段時(shí)間后，旋轉(zhuǎn)精度 3）滑動(dòng)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(dòng)，緩和沖擊。5）滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承的小。6）起動(dòng)摩擦阻力較大。按照摩擦界面的潤(rùn)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(dòng)軸承計(jì)算中，計(jì)算p，pv，v各考慮什么問(wèn)題？答：p軸承磨損；pv發(fā)熱；v局部磨損。選擇滾動(dòng)軸承時(shí)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(jì)性。聯(lián)軸器：1、聯(lián)軸器和離合器都是用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與軸之間的連接，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(dòng)后才能實(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)合或分離。1、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，鏈條節(jié)數(shù)應(yīng)選偶數(shù)。鏈輪齒數(shù)應(yīng)選質(zhì)數(shù)；速度較高時(shí)，鏈節(jié)距應(yīng)選小些。節(jié)距p=（25.4/16） *鏈號(hào)，節(jié)距大，尺寸大，功率大。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有那些特點(diǎn)？答案：優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，平均傳動(dòng) 比準(zhǔn)確，傳動(dòng)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(shí)，結(jié)構(gòu)較為緊湊；缺點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，傳動(dòng)

5、不平穩(wěn)，工作時(shí)有噪聲，不適合在載荷變化很大和急速反向 的傳動(dòng)中工作，只限于平行軸傳動(dòng)，制造成本較高。簡(jiǎn)述鏈節(jié)距P的選擇原則。答題要點(diǎn)：在滿足傳遞功率要求的前提下，應(yīng)盡量選擇小節(jié)距的單排鏈；若傳動(dòng)速度高、功 率大時(shí)，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(dòng)輪松邊還要增大 包角螺紋螺栓:1、分別說(shuō)明普通螺紋、梯形螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。答：普通螺紋自鎖性能好，強(qiáng)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(qiáng)度較高，易于對(duì)中，磨損后可以補(bǔ)償（2分）；在螺旋傳動(dòng)中應(yīng)用最普遍。（1分）螺紋連接防松的實(shí)質(zhì)就是防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。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(jī)械防松、和永久防松。簡(jiǎn)述螺紋聯(lián)結(jié)預(yù)緊的作用。答案：絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都需要擰緊，稱為預(yù)緊。預(yù)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(gè)力即為預(yù)緊力，它能防止被聯(lián)接件分離、相對(duì)滑移或結(jié)合面開(kāi)縫。 適當(dāng)選用較大的預(yù)緊力可以提高聯(lián)接的可靠性、緊密性。齒輪：1.簡(jiǎn)述為什么開(kāi)式齒輪傳動(dòng)一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：因?yàn)樵陂_(kāi)式齒輪傳動(dòng)中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕的速度還快，在點(diǎn)蝕形成之前，齒 面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象。分別說(shuō)明硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)和閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。答：硬齒面 閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒根

7、彎曲疲勞折斷（1分）；其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度（2分）。閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是齒面 膠合、點(diǎn)蝕和磨損（1分）；其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的承載能 力，在選擇許用應(yīng)力時(shí)適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算（2分）。齒輪傳動(dòng)中的載荷系數(shù)K為四個(gè)系數(shù)的乘積，K=KAKVK6Ka，分別說(shuō)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(dòng)載系數(shù)（1分）Ku考慮由于齒輪制造精度、 運(yùn)轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動(dòng)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(yīng)力的影響系數(shù)。閉式蝸

8、桿傳動(dòng)為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？提高散熱能力的常用措施主要有哪些？ （6分） 答：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)效率低，發(fā)熱大，在閉式蝸桿傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，就 會(huì)使油溫升高，潤(rùn)滑油粘度下降，潤(rùn)滑條件惡化，導(dǎo)致齒面磨損加劇，甚至發(fā)生膠合，所以， 需要進(jìn)行熱平衡計(jì)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(jì)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(fēng)扇，進(jìn)形人工通風(fēng)，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(rùn) 滑。（得4分）。齒面點(diǎn)蝕常發(fā)生在什么部位？如何提高抗點(diǎn)蝕的能力？答：點(diǎn)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(kuò)展。齒面抗疲勞點(diǎn)蝕的能力主要取決于齒面硬度，齒面硬 度越高抗疲勞點(diǎn)蝕的能力越強(qiáng)。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(dāng)增大齒根過(guò)渡圓角的半徑，消除該處的加 工刀痕，以降低應(yīng)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(dāng)?shù)膹?qiáng) 化措施（如噴丸、輾壓）等帶1、帶傳動(dòng)受3種應(yīng)力，分別是緊邊和松邊的拉應(yīng)力和，彎曲應(yīng)力 ，離心應(yīng)力（3分）。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞上小帶輪處（1分）?2b傳動(dòng)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(zhǎng)度質(zhì)量g、帶速v，使Fmax變小。當(dāng)傳遞的外載 荷超過(guò)最大有效圓周力下的承載能力時(shí)，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動(dòng)比大于1 的情況下，打滑總是先從小帶輪上開(kāi)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(dòng)中的彈性滑動(dòng)現(xiàn)象？可否避免？它對(duì)帶傳動(dòng)有何影響？答：由帶 的彈性變形而引起帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象稱為彈性滑動(dòng)（2分）。彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)中 不可避免的現(xiàn)象（2分）。它會(huì)引起以下后果：從動(dòng)輪的圓周速度總是落后于主動(dòng)輪的 圓周速度，并

11、隨載荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。損失一部分能量，降低 了傳動(dòng)效率，會(huì)使帶的溫度升高，并引起傳動(dòng)帶磨損。（2分）傳動(dòng)布置在高速級(jí)是因?yàn)椋簬鬟f的力不宜過(guò)大，否則容易打滑；帶有過(guò)載保護(hù)的作用； 帶是彈性體，有緩沖吸振的作用。鏈傳動(dòng)布置在低速級(jí)是因?yàn)椋烘渹鲃?dòng)具有多邊形效應(yīng)，高 速時(shí)沖擊振動(dòng)大，動(dòng)載荷大。齒輪放在高速級(jí)易膠合失效，因此放在帶后一級(jí)比較好。彈性滑動(dòng)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(dòng)，稱為帶傳動(dòng)的彈性 滑動(dòng)。這是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)固有的特性。打滑是由于工作載荷過(guò)大使得帶與帶輪間的顯著 相對(duì)滑動(dòng)，是帶的失效形式之一，應(yīng)避免。帶傳動(dòng)為什么要限制其最小中心距和最大傳動(dòng)

12、比？ 1）中心距愈小，帶長(zhǎng)愈短。在一定速 度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)愈多，會(huì)加速帶的疲勞破壞；如在傳動(dòng)比一定的條件下， 中心距越小，小帶輪包角也越小，傳動(dòng)能力下降，所以要限制最小中心距。（2）傳動(dòng)比較 大及中心距小時(shí)將導(dǎo)致小帶輪包角過(guò)小，傳動(dòng)能力下降，故要限制最大傳動(dòng)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(dòng)裝置傳遞的圓周力一樣大。因?yàn)閮煞N傳動(dòng)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(dòng)裝置傳遞的功率大。因?yàn)閐1d3，以 v=ndn/60000，所以 V1VV3 而 Fe1=Fe3，故

13、 PP。（3）（a）傳動(dòng)裝置的帶壽命長(zhǎng)。因?yàn)閮煞N傳動(dòng)裝置傳遞的圓周力相同，但v1v3;,單位時(shí)間內(nèi)（b） 裝置帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，容易疲勞破壞。因?yàn)閱胃鵙帶的功率P1主要與帶的型號(hào)，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(yīng)按轉(zhuǎn)速低的工作情況計(jì)算帶的根數(shù)，這樣高速時(shí)更能滿足。同 時(shí)也因?yàn)镻=Fv，當(dāng)P不變時(shí)，v減小，則F增大，則需要的有效拉力大，帶的根數(shù)應(yīng)增加。 按300r/min設(shè)計(jì)的V帶傳動(dòng)，必然能滿足600r/min的要求，反之則不行。應(yīng)按小直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，由p = FV可知，當(dāng)功率p不變時(shí)，電機(jī)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(jì)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(shuō)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(dòng)軸，只傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(zhǎng)，原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的振動(dòng)和沖擊對(duì)齒輪傳動(dòng)影響小； 軸的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)變形小，軸的扭轉(zhuǎn)剛性較好；軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力分布減弱了彎曲正應(yīng)力的分 布不均。鍵：1.導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)限制工作面間的壓強(qiáng)來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算；半圓鍵的

15、缺點(diǎn)是鍵槽對(duì)軸強(qiáng)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(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算叩叩動(dòng)聯(lián) 接：工作面過(guò)度磨損。按工作面上的壓強(qiáng)進(jìn)行條件性強(qiáng)度計(jì)算p p。平鍵：靜聯(lián)接：工作面被壓潰，工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算op=4T/dhl op 動(dòng)聯(lián)接：工作面過(guò)度磨損。按工作面上的壓強(qiáng)進(jìn)行條件性強(qiáng)度計(jì)算p p。滑動(dòng)軸承：1.動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件：1）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面間必須形成楔形間隙；2）被油膜分開(kāi)的兩表面須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度，其方向應(yīng)保證潤(rùn)滑油由大口進(jìn)，從小口出;3）潤(rùn)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(dòng)軸承的失

16、效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。失效形式：磨損、膠合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：為防止過(guò)度磨損P p MPa 為防止溫升過(guò)高而膠合Pv pv為防止局部過(guò)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(dòng)的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則是什么？常用的材料配對(duì)有哪些？選擇材料應(yīng)滿足哪些要求？答：主要失效形式：渦輪齒面的膠合，點(diǎn)蝕及磨損。開(kāi)式：按齒根 彎曲彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)；閉式：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)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(qiáng)度，更重要的是應(yīng)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(fēng)扇以加速空 氣的流通；3、在傳動(dòng)箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。在動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪的齒數(shù)在