機(jī)械設(shè)計(jì)-分析與思考-簡答題專用-參考機(jī)械設(shè)計(jì)第四版和第八版

第一章

機(jī)械設(shè)計(jì)概論

第二章

機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則

二、分析與思考題

1、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求包括哪些方面？

答：功能要求；安全可靠性要求；經(jīng)濟(jì)性；其他要求

2、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序如何？答：設(shè)計(jì)任務(wù)→調(diào)查研究→開發(fā)計(jì)劃書→實(shí)驗(yàn)研究→技術(shù)設(shè)計(jì)→樣機(jī)試制→樣機(jī)試驗(yàn)→技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)→生產(chǎn)設(shè)計(jì)→小批試制→正式投產(chǎn)→銷售服務(wù)

3、對機(jī)械零件設(shè)計(jì)有哪些一般步驟？

答：1、選擇零件類型、結(jié)構(gòu)；2、計(jì)算零件上的載荷；3、選擇零件的材料；4、確定計(jì)算準(zhǔn)則；5、理論設(shè)計(jì)計(jì)算；6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；7、校核計(jì)算；8、繪制零件工作圖；9、編寫計(jì)算說明書及有關(guān)技術(shù)文件，其中步驟4對零件尺寸的確定起決定性的作用。4、對機(jī)械零件設(shè)計(jì)有哪些常用計(jì)算準(zhǔn)則？答：強(qiáng)度準(zhǔn)則；剛度準(zhǔn)則；壽命準(zhǔn)則；振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則；可靠性準(zhǔn)則。5、什么是機(jī)械零件的失效？機(jī)械零件可能的失效形式主要有哪些？答：機(jī)械零件喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求性能時(shí)，稱為失效。常見失效形式有：因強(qiáng)度不足而斷裂；過大的彈性變形或塑性變形；摩擦表面的過度磨損、打滑或過熱；連接松動；壓力容器、管道等得泄露；運(yùn)動精度達(dá)不到要求等。6

、什么是零件的工作能力？什么是零件的承載能力？答：零件不發(fā)生失效時(shí)的安全工作限度稱為工作能力；對載荷而言的工作能力稱為承載能力。

7、什么是靜載荷、變載荷、名義載荷、計(jì)算載荷？什么是靜應(yīng)力和變應(yīng)力？答：不隨時(shí)間變化或變化緩慢的載荷稱為靜載荷；隨時(shí)間作周期性變化或非周期性變化的載荷稱為變載荷；在穩(wěn)定和理想的工作條件下，作用在零件上的載荷稱為名義載荷；再設(shè)計(jì)計(jì)算中，常把載荷分為名義載荷和計(jì)算載荷，計(jì)算載荷等于名義載荷乘以載荷系數(shù)Ｋ。8、什么是變應(yīng)力的應(yīng)力比r？靜應(yīng)力、脈動循環(huán)變應(yīng)力和對稱循環(huán)變應(yīng)力的r值各是多少？答：最小應(yīng)力與最大應(yīng)力之比稱為變應(yīng)力的循環(huán)特性ｒ。靜應(yīng)力ｒ＝１；脈動循環(huán)變應(yīng)力ｒ＝０；對稱循環(huán)變應(yīng)力ｒ＝－１．

9、圖示各應(yīng)力隨時(shí)間變化的圖形分別表示什么類型的應(yīng)力？它們的應(yīng)力比分別是多少？10

、什么是零件的工作應(yīng)力、計(jì)算應(yīng)力、極限應(yīng)力和許用應(yīng)力？答：材料發(fā)生形變時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定義單位面積上的這種反作用力為工作應(yīng)力；根據(jù)計(jì)算載荷求的應(yīng)力稱為計(jì)算應(yīng)力；工作的時(shí)候，工件被破壞的應(yīng)力值，稱為零件的極限應(yīng)力；機(jī)械設(shè)計(jì)中允許零件或構(gòu)件承受的最大應(yīng)力值稱為許用應(yīng)力；11、在靜應(yīng)力下工作的零件其失效形式有哪些？用塑性材料制造的零件和用脆性材料、低塑性材料制造的零件，其極限應(yīng)力各應(yīng)是什么？答：靜應(yīng)力時(shí)零件的主要失效形式：塑性變形、斷裂；脆性材料的極限應(yīng)力為（強(qiáng)度極限）；塑性材料的極限應(yīng)力為（屈服極限）12、如圖所示，各軸均受靜載荷的作用，試判斷零件上A點(diǎn)的應(yīng)力是靜應(yīng)力還是變應(yīng)力，并確定應(yīng)力循環(huán)特性r的大小或范圍。（a）(b)(c)第三章

機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)二、分析與思考題

1

、機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的計(jì)算方法有哪兩種？其計(jì)算準(zhǔn)則各是什么？答：安全－壽命計(jì)算，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：在規(guī)定的工作期間內(nèi)，不允許零件出現(xiàn)疲勞裂紋，一旦出現(xiàn)，即認(rèn)為失效。這是應(yīng)按曲線進(jìn)行壽命疲勞計(jì)算，或按曲線進(jìn)行低周循環(huán)疲勞計(jì)算；破損－安全設(shè)計(jì)，其準(zhǔn)則是：允許零件存在裂紋并緩慢擴(kuò)展，但必須保證在規(guī)定的工作期間內(nèi)，仍能安全可靠地工作，這是按曲線進(jìn)行的疲勞強(qiáng)度計(jì)算。

2

、機(jī)械零件在變應(yīng)力條件下工作發(fā)生疲勞斷裂而失效的過程怎樣？答：一階段是零件表面上的應(yīng)力較大處的材料發(fā)生剪切滑移，產(chǎn)生初始裂紋，形成疲勞源，疲勞源可以有一個或數(shù)個。二階段是裂紋尖端在切應(yīng)力下發(fā)生反復(fù)塑性變形，使裂紋擴(kuò)展直至發(fā)生疲勞斷裂。

3

、什么是應(yīng)力循環(huán)基數(shù)？一般碳鋼和高硬度合金鋼的循環(huán)基數(shù)是多少？答：在疲勞試驗(yàn)曲線上對應(yīng)于接觸強(qiáng)度極限的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，稱為應(yīng)力循環(huán)基數(shù)（）。

4

、試區(qū)分金屬材料的幾種應(yīng)力極限：、、、和。在零件設(shè)計(jì)中確定許用應(yīng)力時(shí)，應(yīng)當(dāng)怎樣根據(jù)具體工作情況選取這些應(yīng)力極限？答：－強(qiáng)度屈服極限；－屈服極限；－材料對稱循環(huán)彎曲彎曲疲勞極限；－材料脈動循環(huán)彎曲疲勞極限；－有限壽命疲勞極限；

5

、影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施有哪些？答；有應(yīng)力集中，零件尺寸，表面狀態(tài)，環(huán)境介質(zhì)，加載順序和頻率等，其中前三個最重要。

6

、疲勞強(qiáng)度的綜合影響系數(shù)KσD，KτD的意義是什么？其計(jì)算公式是什么？答；（P41）

7

、怎樣區(qū)分變應(yīng)力是穩(wěn)定的還是非穩(wěn)定的？怎樣進(jìn)行在穩(wěn)定變應(yīng)力下的零件強(qiáng)度計(jì)算？怎樣進(jìn)行在規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力下的零件強(qiáng)度計(jì)算？答：在每次循環(huán)中，平均應(yīng)力、應(yīng)力幅和周期都不隨時(shí)間t變化的應(yīng)力稱為穩(wěn)定變應(yīng)力。若其中之一隨時(shí)間變化的則稱為非穩(wěn)定變應(yīng)力。

8

、何謂疲勞損傷累積假說？疲勞損傷累積計(jì)算的數(shù)學(xué)表達(dá)式為何？答：在每一次應(yīng)力作用下，零件壽命就要受到微量的疲勞損傷，當(dāng)疲勞損傷累積到一定程度達(dá)到疲勞壽命極限時(shí)便發(fā)生疲勞折斷。

9

、零件在非穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的安全系數(shù)如何計(jì)算？要求寫出計(jì)算步驟和計(jì)算公式并加以必要的說明。（P46）

10

、怎樣求復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的安全系數(shù)？（P51）

第六章

螺紋聯(lián)接及螺旋傳動

二、分析與思考題

1、螺紋的主要參數(shù)有哪些？各參數(shù)間的關(guān)系如何？在設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？答：d--螺紋大徑；d1-螺紋小徑；d2--螺紋中徑；p--螺距；n--線數(shù)；S--導(dǎo)程；l--螺紋升角；a，牙型角；b--牙型斜角；旋向。2

、根據(jù)螺紋旋向的不同，螺紋可以分為哪幾種？如何判斷螺紋的旋向？答：機(jī)械制造中一般采用右旋螺紋，由特殊要求時(shí)才采用左旋螺紋。按照螺旋線的數(shù)目螺紋還可以分為左旋螺紋和右旋螺紋，為了制造方便螺紋的線數(shù)一般不超過4，時(shí)多線螺紋，這時(shí)為了制造方便。

3

、常見螺栓的螺紋是右旋還是左旋？是單線還是多線？為什么？答：常見螺紋是右旋單線。

4

、圓柱螺紋的公稱直徑指的是哪個直徑？計(jì)算螺紋的摩擦力矩時(shí)使用哪個直徑？計(jì)算螺紋危險(xiǎn)截面時(shí)使用的是哪個直徑？

5

、螺紋聯(lián)接為什么要防松？防松的根本問題是什么？答：實(shí)際工作中，外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會松馳而失效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會影響正常工作，造成事故。防松根本問題是：消除（或限制）螺紋副之間的相對運(yùn)動，或增大相對運(yùn)動的難度。

6

、防松的基本原理有哪幾種？具體的防松方法和裝置各有哪些？答：基本原理：可分為利用摩擦、直接鎖住和破壞螺紋副關(guān)系三種。方法和裝置：1）摩擦防松——雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等；2）機(jī)械防松——開槽螺母與開口銷，圓螺母與止動墊圈，彈簧墊片，軸用帶翅墊片，止動墊片，串聯(lián)鋼絲等；3）永久防松——端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)焊；4）化學(xué)防松——粘合7

、什么叫螺紋的自鎖現(xiàn)象？自鎖條件如何？螺旋副的傳動效率又如何計(jì)算？答：自鎖現(xiàn)象：某些機(jī)械，就其結(jié)構(gòu)而言是能夠運(yùn)動的，但由于摩擦的存在，卻會出現(xiàn)無論驅(qū)動力如何增大，也無法使機(jī)械運(yùn)動的現(xiàn)象。機(jī)械的自鎖實(shí)質(zhì)就是其中的運(yùn)動副發(fā)生了自鎖。移動副發(fā)生自鎖的條件為：在移動副中，如果作用于滑塊上的驅(qū)動力作用在其摩擦角之內(nèi)（即傳動角β≤摩擦角φ），則發(fā)生自鎖。轉(zhuǎn)動副發(fā)生自鎖的條件為：作用在軸頸上的驅(qū)動力為單力F，且作用于摩擦角之內(nèi)，即a（臂長）≤ρ（摩擦圓半徑）。螺旋副的自鎖條件為：螺旋副的傳動效率為：8

、螺紋聯(lián)接的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則是什么？

9、何為松螺紋聯(lián)接？何為緊螺栓聯(lián)接？它們的強(qiáng)度計(jì)算方法有何區(qū)別？

10

、試畫出螺紋聯(lián)接的力－變形圖，并說明聯(lián)接在受到軸向工作載荷后，螺紋所受的總拉力、被聯(lián)接件的剩余預(yù)緊力和軸向工作載荷之間的關(guān)系。（NP83）

11

、進(jìn)行螺栓組聯(lián)接受力分析的目的是什么？答：目的——找出受力最大的螺栓，然后驗(yàn)算或者設(shè)計(jì)。

12

、承受橫向載荷的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，其工作原理是什么？螺栓的危險(xiǎn)截面在哪里？螺栓受到什么力的作用？產(chǎn)生什么應(yīng)力？

13

、對承受橫向載荷或傳遞力矩的緊螺栓聯(lián)接采用普通螺栓時(shí)，強(qiáng)度計(jì)算公式中為什么要將預(yù)緊力提高到1.3倍來計(jì)算？若采用鉸制孔用螺栓時(shí)是否也這樣考慮？為什么？

14

、按螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動可分為哪幾類？試說明它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答：可分為滑動螺旋，滾動螺旋和靜壓螺旋。靜壓螺旋實(shí)際上是采用靜壓靜壓流體潤滑的滑動螺旋。活動螺旋構(gòu)造簡單、加工方便、易于自鎖，但摩擦大、效率低（一般為30%-40%）、磨損快，低速時(shí)可能爬行，定位精度和軸向剛度較差。滾動螺旋和靜壓螺旋沒有這些缺點(diǎn)，前者效率在90%以上，后者效率可達(dá)99%；但構(gòu)造比較復(fù)雜，加工不便。靜壓螺旋還需要供油系統(tǒng)。

15

、滑動螺旋的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺桿直徑及螺母高度）主要根據(jù)哪些計(jì)算準(zhǔn)則來確定？答：失效形式是螺紋磨損，而螺桿的直徑和螺母的高度也常由耐磨性要求決定。（P119）

16、對受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，在限定螺栓總拉力的情況下，提高螺栓疲勞強(qiáng)度的有效措施是。

A．增大被聯(lián)接件的剛度B.減小被聯(lián)接件的剛度C.增大螺栓的剛度第七章

鍵、花鍵和銷聯(lián)接

二、分析與思考題

1

、鍵聯(lián)接有哪些主要類型？各有何主要特點(diǎn)？平鍵和半圓鍵聯(lián)接的共同特點(diǎn)：1)鍵的側(cè)面是工作面；2)一般情況下，不影響被聯(lián)接件的定心。斜鍵聯(lián)接只用于靜聯(lián)接2、平鍵聯(lián)接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平鍵的剖面尺寸b×h和鍵的長度L是如何確定的？答：平鍵的工作原理：鍵的側(cè)面是工作面，靠鍵和鍵槽互壓傳遞轉(zhuǎn)矩。按軸頸d確定b×h，按輪轂長度確定L的。

3

、導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接有什么不同，各適用于何種場合？答：導(dǎo)鍵固定在軸上而轂可以沿著鍵移動，滑鍵固定在轂上而隨轂一同沿著軸上鍵槽移動。當(dāng)軸向移動距離較大時(shí)，宜采用滑鍵，因?yàn)槿缤瑢?dǎo)鍵，鍵將很長，增加制造困難。4、花鍵聯(lián)接和平鍵聯(lián)接相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？為什么矩形花鍵和漸開線型花鍵應(yīng)用較廣？答：花鍵優(yōu)點(diǎn)：1）齒對稱布置，使軸轂受力均勻；2）齒軸一體而且齒槽較淺，齒根的應(yīng)力集中較小，被連接件的強(qiáng)度削弱較少；3）齒數(shù)多，總接觸面積大，壓力分布較均勻。不過，齒的制造要用專門的設(shè)備和工具，這就是花鍵聯(lián)接的應(yīng)用到一定的限制。矩形花鍵聯(lián)接具有定心精度高、應(yīng)力集中較小、承載能力較大等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用較廣。漸開線花鍵連鍵具有承載能及大、使用壽命長、定心精度高等特點(diǎn)，宜用于載荷較大、尺寸也較大的聯(lián)接。5、三角形花鍵多用在什么場合？什么叫無鍵聯(lián)接？它有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：用于載荷很輕或薄壁零件的軸轂聯(lián)接，也可用作錐形軸上的輔助聯(lián)接。型面連接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩的可拆連接，它是無鍵連接的一種型式。由于型面連接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面連接的應(yīng)用。6、銷有哪幾種？其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？各用在何種場合？

按用途分：定位銷——用來固定零件之間的相對位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個。連接銷——用來實(shí)現(xiàn)兩零件之間的連接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。安全銷——作為安全裝置中的過載剪切元件。安全銷在過載時(shí)被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按剪切條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通常可在安全銷上加一個銷套。按形狀分：圓柱銷——為過盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求。圓錐銷——有1:50的錐度，可反復(fù)多次拆裝。槽銷——不易松動，能承受振動和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆。銷軸——銷軸用于兩零件鉸接處,構(gòu)成鉸鏈連接。開口銷第十一章

帶傳動二、分析與思考題

1

、普通V帶傳動和平帶傳動相比，有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：V帶傳動和槽摩擦輪傳動相似，都是利用楔形增壓原理，是在同樣大的張緊力（摩擦輪傳動為壓緊力）下長生較大的摩擦力，在一定程度上能補(bǔ)償由于包角和張緊力的減小所產(chǎn)生的不利影響。一般說來，V帶傳動適用于短中心距和較大的傳動比（這兩個因素使包角減?。辉诖怪被騼A斜的傳動中都能工作的很好；V帶傳動又沒有接頭，運(yùn)行平穩(wěn)；數(shù)根同時(shí)使用，即使損壞一根，機(jī)器不致立刻停車。V帶傳動的缺點(diǎn)是帶的使用壽命較平帶短，帶輪價(jià)格較貴，傳動效率較平帶傳動要低一些。

2

、說明帶傳動中緊邊拉力F1、松邊拉力F2和有效拉力F、張緊力F0之間的關(guān)系。（P182，P190）3、在推導(dǎo)單根V帶傳遞的額定功率和核算包角時(shí)，為什么按小帶輪進(jìn)行？

4

、帶傳動中，彈性滑動是怎樣產(chǎn)生的？造成什么后果？答：彈性滑動：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對滑動現(xiàn)象。彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象，是正常工作時(shí)固有特性。彈性滑動會引起下列后果：（1）從動輪的圓周速度總是落后于主動輪的圓周速度；（2）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5

、帶傳動中，打滑是怎樣產(chǎn)生的？打滑的有利有害方面各是什么？答：打滑是由于過載引起的，避免過載就可以避免打滑；帶在大輪上的包角大于小輪上的包角，所以打滑總是在小輪上先開始的；造成帶的嚴(yán)重磨損并使帶的運(yùn)動處于不穩(wěn)定狀態(tài)6

、彈性滑動率的物理意義是什么？如何計(jì)算彈性滑動率？答：從動輪的圓周速度低于主動輪，其相對降低率稱為滑動率?！獮閭鲃颖龋灰话銥?%~2%

7

、帶傳動工作時(shí)，帶上所受應(yīng)力有哪幾種？如何分布？最大應(yīng)力在何處？答：有緊邊應(yīng)力、松邊應(yīng)力和張緊應(yīng)力；這三種應(yīng)力分別由緊邊拉力、松邊拉力和張緊力產(chǎn)生；離心應(yīng)力由離心拉力產(chǎn)生（沿帶橫截面上都相等）；彎曲應(yīng)力由帶彎曲而產(chǎn)生的。（P183）最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處。在一般情況下，彎曲應(yīng)力最大，離心應(yīng)力比較小。

8

、帶傳動的主要失效形式是什么？帶傳動設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是什么？答：帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞破壞；帶傳動設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是——在保證不打滑的條件下，具有一定疲勞強(qiáng)度和壽命。

9

、試說明帶傳動設(shè)計(jì)中，如何確定下列參數(shù)：（1）帶輪直徑；（2）帶速v；（3）小帶輪包角α1；（4）張緊力F0；（5）帶的根數(shù)z；（6）傳動比i。答：（1）帶輪直徑——根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率查表而來。（2）帶速v——（3）小帶輪包角α1——一般不小于，個別情況可小于。（4）張緊力——（P190）（5）帶的根數(shù)z——（P190）（6）傳動比i——通常情況下不大于7，個別情況下可到10.10

、帶的楔角θ與帶輪的輪槽角φ是否一樣？為什么？

1

1、在圖示的V帶塔輪傳動結(jié)構(gòu)示意圖中，d1=d4，d2=d5，d3=d6，軸1為主動軸，若從動軸2上的阻力矩T2不變，問哪對輪組合輸出功率最??？為什么？

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、有一雙速電動機(jī)與V帶組成的傳動裝置，改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速可使從動軸得到300r/min和600r/min兩種轉(zhuǎn)速。若從動軸輸出功率不變，試問在設(shè)計(jì)帶傳動時(shí)應(yīng)按哪種轉(zhuǎn)速計(jì)算？為什么？

13、帶傳動的主要失效形式有那些？帶傳動工作時(shí)為什么會出現(xiàn)彈性滑動的現(xiàn)象？彈性滑動可否避免？14、帶傳動中心距a和初拉力F0的大小對帶傳動會有什么樣的影響？第十二章

齒輪傳動二、分析與思考題

1、齒輪傳動有那些主要類型?各種類型的特點(diǎn)和應(yīng)用場合如何?齒輪傳動與其它機(jī)械傳動相比特點(diǎn)怎樣?試舉出若干現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用齒輪傳動的實(shí)例.答：按軸線相對位置和齒向分類:平行軸齒輪傳動：1）直齒圓柱齒輪傳動：a)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動——多用于速度較低的傳動，尤其適用于變速箱的換檔齒輪；b)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動——重合度大，軸間距離小，結(jié)構(gòu)緊湊，效率較高；c)齒輪齒條傳動——用于連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)移動的運(yùn)動變換。2）平行軸斜齒輪傳動：a)外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動——適用于速度較高、載荷較大或要求結(jié)構(gòu)較緊湊的場合；b)外嚙合人字齒輪傳動——承載能力較高，軸向力能夠抵消，多用于重載傳動相交軸齒輪傳動：a)直齒錐齒輪傳動——適用于速度較低（<5m/s），載荷小而穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)；b)曲齒錐齒輪傳動——用于速度較高及載荷較大的傳動。交錯軸齒輪傳動：a)交錯軸斜齒輪傳動——適用于載荷小，速度較低的傳動；b)蝸桿傳動——結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)，噪聲和振動?。粋鲃有瘦^低，易發(fā)熱。按使用要求分類：從齒廓曲線分類：從外形分類：從工作條件分類：特點(diǎn)：1)效率高——在常用的機(jī)械傳動中，以齒輪傳動效率為最高，閉式傳動效率為96%~99%，這對大功率傳動有很大的經(jīng)濟(jì)意義；2）結(jié)構(gòu)緊湊——比帶、鏈傳動所需的空間尺寸??；3)工作可靠、壽命長——設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一二十年，這也是其它機(jī)械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要；4)傳動比穩(wěn)定——傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點(diǎn)。但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合2、齒輪傳動常見的失效形式有那些?各種失效形式常在何種情況下發(fā)生?試對工程實(shí)際中所見到的齒輪失效的形式和原因進(jìn)行分析.答：失效形式：輪齒折斷和齒面損傷。輪齒折斷一種是由多次反復(fù)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中造成的疲勞折斷。另一種是因?yàn)槎虝r(shí)過載或沖擊載荷而產(chǎn)生的過載折斷。這兩種折斷均起始于輪齒受拉應(yīng)力一側(cè)；點(diǎn)蝕由于吃面接觸應(yīng)力是交變的，應(yīng)力經(jīng)多次反復(fù)后，在節(jié)線附近靠近齒根部分的表面上，會產(chǎn)生若干小裂紋，封閉在裂紋中的潤滑油，在壓力作用下，產(chǎn)生楔擠作用而使裂紋擴(kuò)大，最后導(dǎo)致表面小片狀剝落而形成麻點(diǎn)。這種疲勞磨損現(xiàn)象，在齒輪傳動中稱為點(diǎn)蝕。

3、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是根據(jù)什么來確定的?目前常用的計(jì)算方法有那些,它們分別針對何種失效形式?針對其余失效形式的計(jì)算方法怎樣?在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中,對于一般使用的閉式硬齒面、閉式軟尺面和開式齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是什么?

4、齒面點(diǎn)蝕一般首先發(fā)生在節(jié)線附近的齒根面上.試對這一現(xiàn)象加以解釋.——同（2題）

5、試闡述建立直齒圓柱齒輪齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式時(shí)所采用的力學(xué)模型.（P220）

6、試比較直齒和斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算的不同點(diǎn).

第十三章

蝸桿傳動二、分析與思考題

1、與齒輪傳動相比,蝸桿傳動有哪些優(yōu)點(diǎn)?答:結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊振動小以及能得到很大的單級傳動此。與多級齒輪傳動相比，蝸桿傳動零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。

2、分析影響蝸桿傳動嚙合效率的幾何因素.（P267）——傳動嚙合效率；——油的攪動和飛濺損耗時(shí)的效率；——軸承效率；

3、標(biāo)出各圖中未注明的蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)動方向及螺旋線方向,繪出蝸桿和渦輪在嚙合點(diǎn)處的各分力方向(均為蝸桿主動).

題3圖

題4圖

4在圖示傳動系統(tǒng)中,1、5為蝸桿,2、6為蝸輪,3、4為斜齒圓柱齒輪,7、8為直齒錐齒輪.已知蝸桿1為主動,錐齒輪8轉(zhuǎn)動方向如圖.為使各中間軸上齒輪的軸向力能互相抵消一部分

(1)標(biāo)出蝸桿1的轉(zhuǎn)動方向.

(2)標(biāo)出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向.4、對閉式蝸桿傳動為何要進(jìn)行熱平衡的計(jì)算？答：蝸桿傳動的相對速度大，蝸桿傳動的效率一般比齒輪傳動和其他幾種機(jī)械傳動都要低，工作時(shí)會產(chǎn)生較多的熱量。閉式箱體若散熱條件不足，則易于造成潤滑油工作溫度過高而導(dǎo)致使用壽命降低，甚至有使蝸桿副膠合的危險(xiǎn)。因此對閉式蝸桿傳動有必要進(jìn)行熱平衡的溫度計(jì)算。

第十四章

鏈傳動二、分析與思考題

1、與帶傳動和齒輪傳動相比,鏈傳動有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?試說明摩托車采用鏈傳動的原因.答：和帶傳動比較，鏈傳動的優(yōu)點(diǎn)是：1）沒有滑動；2）工作相同時(shí)，傳動尺寸比較緊湊；3）不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；4）效率較高，；5）能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等；缺點(diǎn)是：1）只能用于平行軸間的傳動；2）瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動平穩(wěn)；3）不宜在載荷很大和急促反向的傳動中應(yīng)用；4）工作是有噪音；5）制造費(fèi)用比帶傳動高。

2、影響鏈傳動速度不均勻性的的主要因素是什么?為什么在一般情況下鏈傳動的瞬時(shí)傳動比不是恒定的?在什么條件下瞬時(shí)傳動比才是恒定的?答：鏈速作著由小到大、又有大到小變化，而且每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)要重復(fù)上述變化一次。正由于連速作著周期性的變化，因而給鏈傳動帶來了速度的不均勻性。鏈輪齒數(shù)越少，鏈速不均勻性也越增加。

3、鏈傳動在工作時(shí)引起動載荷的主要原因是什么?能否避免?如何減小動載荷?答：1）鏈速和從動鏈輪角速度的變化——主動鏈輪轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，鏈輪齒數(shù)越少，動載荷越大；2）鏈條垂直分速的變化；3）鏈節(jié)與輪齒初始嚙入時(shí)的沖擊——轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，沖擊動載荷越大；4）由于張緊不好而有較大松邊垂度4、鏈傳動的主要失效形式有哪些?答：1）鏈條疲勞破壞：鏈的疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動能力的主要因素；2）鏈的鉸鏈磨損：開式鏈傳動的主要失效形式；3）鏈條鉸鏈膠合限定了鏈傳動的極限轉(zhuǎn)速；4）鏈條沖擊破斷；5）鏈條過載拉斷；6）鏈輪輪齒的磨損或塑性變形5、鏈傳動的許用功率曲線是在什么試驗(yàn)條件下得出來的?若設(shè)計(jì)的鏈傳動與試驗(yàn)條件不同要進(jìn)行哪些修正?第十六章

軸二、分析與思考題

1、在同一工作條件下,若不改變軸的結(jié)構(gòu)和尺寸,僅將軸的材料由碳鋼改為合金鋼,為什么只提高了軸的強(qiáng)度而不能提高軸的剛度?

2、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有哪些?答：設(shè)計(jì)任務(wù)：選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作能力計(jì)算。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。工作能力計(jì)算：軸的承載能力驗(yàn)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算。軸的設(shè)計(jì)過程：3、軸上零件的軸向固定方法有哪些種?各有什么特點(diǎn)?答：軸向固定：軸肩、軸環(huán)、軸套、軸端擋板、彈性檔圈軸肩、軸環(huán)、軸套固定可靠，可以承受較大的軸向力；彈性檔圈固定可以承受較小的軸向力；軸端擋板用于軸端零件的固定。

4、為什么轉(zhuǎn)軸常設(shè)計(jì)成階梯形結(jié)構(gòu)?答：為了使軸上零件定位準(zhǔn)確、固定可靠和裝拆方便一般轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)成中間大兩頭小的階梯形軸。

5、軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法有那幾種?它們各適用于何種情況?答：動軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算——對于軸上還作用較小的彎矩時(shí)，通常采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。通常在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，常采用這種方法估算軸徑；對于心軸應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算——由于考慮啟動、停車等影響，彎矩在軸截面上鎖引起的應(yīng)力可視為脈動循環(huán)變應(yīng)；對于轉(zhuǎn)軸應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算——和支反力的作用位置均已經(jīng)確定，則軸上載荷可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。

6、軸的計(jì)算當(dāng)量彎矩公式中，應(yīng)力校正系數(shù)的含義是什么?如何取值答：通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入了折合系數(shù)。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)；當(dāng)