机械设计课程复习思考题.docx
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机械设计课程复习思考题.docx
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机械设计课程复习思考题
《机械设计》自测题
复习思考题1
1—1一台完整的机器通常由哪些基本部分组成?
选定一台较简单的机器(如台钻或牛头刨床等),分析它由哪个部分接受外界输入的能源,怎样传递机器的动力和运动,经过了哪些机构,各个机构由哪些零件组成,哪个部分用来具体完成机器原生产职能。
1—2设计机器时应满足哪些基本要求?
试选定一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
1—3区分通用零件和专用零件,搞清常用零部件类型,试就一台机器中,对联接零件、传动零件、轴系零件和其它零件各举两例。
1—4机械零件有哪些主要的失效形式?
试结合日常接触的机器举出其中几种零件的失效形式,并分析其原因。
1—5设计机械零件时应满足哪些基本要求?
试举两例说明为什么设计零件时不能离开机器的要求。
1—6机械零件的计算准则与失效形式有什么关系?
常用的有哪些计算准则?
它们是针对什么失效形式而建立的?
1—7设计计算与校核计算有什么区别?
各在什么条件下采用?
1—8选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能?
合理选择零件材料需考虑哪些具体条件?
什么叫“局部品质原则”?
试举出一种按照“局部品质原则”选用材料的实例。
1—9分子——机械理论的主要内容是什么?
如何用分子——机械理论来解释经典摩擦定律?
1—10边界摩擦的特征是什么?
并简述其形成机理。
1—11混合摩擦的特征是什么?
并简单说明膜厚比的物理意义。
1—12流体摩擦的特征是什么?
说明为什么液体摩擦状态是一种较稳定的摩擦状态?
1—13零件磨损的过程大致可分为几个阶段,每个阶段的特征如何?
1—14结合具体的机械零件,各举一例说明粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损发生的条件,磨损的形成,改善措施及设计时应考虑的问题。
1—15润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项?
什么叫粘度?
粘度的常用单位有哪些?
它们之间如何换算?
1—16流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理在本质上有何不同?
复习思考题2
2—1试述零件工作载荷、名义载荷、计算载荷的含义?
说明名义载荷和计算载荷的关系?
2—2什么叫静载荷、变载荷、静应力和变应力?
试举出两个机械零部件在工作时受静载荷作用而产生变应力的例子。
2—3作用在机械零件上的应力有哪几种类型?
如何区分它们?
2—4稳定循环变应力的σmax、σmin、σa、σm、r五个参数各代表什么?
试列出根据已知零件的σmax、σmin时,计算其σa、σm及r的计算式。
2—5何谓机械零件的强度?
它可以分为哪些类型,试举出具体的应用例子。
2—6强度判别式的一般形式有哪些?
试说明各符号的意义。
如何从一般判别式推导得到各类强度判别式。
2—7怎样区分表面挤压应力和表面接触应力?
试说明两圆柱体接触应力计算公式中各符号的意义。
2—8试述金属材料的疲劳断裂过程。
分析疲劳断裂的特征,比较与静力断裂的不同。
2—9试根据材料的疲劳曲线(σ-N曲线),说明什么叫循环基数N0、有限寿命疲劳极限σrN和持久疲劳极限σr,并根据疲劳曲线方程导出σrN的计算式。
2—10影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?
原因是什么?
为什么影响因素中的Ka、εσ、β只对变应力的应力幅部分有影响?
2—11零件设计中有哪些常见的应力集中源?
若零件危险剖面上有几个应力集中源,在疲劳强度计算中应如何考虑Kσ(Kτ)对零件疲劳强度的影响?
试比较三个形状、尺寸一致,工作条件也相同,分别用铸铁、低碳钢、高强度钢制造的零件,哪个Kσ(Kτ)数值最大?
哪一个的Kσ(Kτ)数值最小?
在设计零件选用材料时如何考虑这些问题?
2—12什么叫稳定循环变应力的单向应力状态和复合应力状态?
如何确定承受单向应力状态变化规律为σa/σm=常数的机械零件的疲劳极限σr?
2—13如何从材料极限应力图绘制零件的极限应力图,寿命系数KN、综合影响系数(Kσ)D如何考虑,其意义是什么?
2—14在极限应力线图上,在各种加载情况下,即r=C、σm=C和σmin=C时,如何判断零件首先产生疲劳破坏还是产生塑性变形破坏?
若用数学公式判断,你能写出判断的条件式吗?
2—15在单向稳定变应力下,如何计算零件的工作安全系数?
2—16列式说明受复合稳定变应力时,如何计算零件的疲劳强度安全系数?
并说明式中有关符号的意义。
2—17何谓疲劳损伤积累假说?
并用数学表达式表示之。
2—18根据不稳定变应力的规律性,说明应力幅以先小后大,还是先大后小变化加载对零件的强度有利,为什么?
2—19在规律性单向不稳定变应力下,怎样进行机械零件的疲劳强度计算?
复习思考题3
3—1螺纹主要参数有哪些?
螺距与导程有什么关系?
3—2螺纹依据什么进行选择的,并举出实例。
3—3在实际应用中,绝大多数螺纹联接都要预紧,预紧的目的何在?
3—4拧紧螺母时,拧紧力矩要克服何处的摩擦阻力矩?
这时螺栓和被联接件各受到什么载荷?
3—5螺纹联接松脱的原因何在?
试按三类防松原理举例说明螺纹联接和各种防松措施。
3—6螺栓组联接的结构设计一般应考虑哪些方面的问题?
3—7螺栓组联接承受的载荷与螺栓组内螺栓所受的力之间有什么关系?
若螺栓组受横向载荷,螺栓是否就一定受剪切?
3—8对于常用的普通螺栓,预紧后螺栓受拉伸和扭转的复合应力,但是为什么在计算时只要把轴向拉力增大30%就可以按纯拉伸设计螺栓的强度?
3—9对于受轴向载荷的紧螺栓联接,若考虑螺栓和被联接件刚度的影响,螺栓受到的总拉力是否等于预紧力和工作拉力之和,为什么?
3—10常用的提高螺栓联接强度的措施有哪些?
3—11对于受变载荷的螺栓,可以采取哪些措施来减小螺栓的应力幅?
3—12螺栓中的附加应力是怎样产生的?
为避免螺栓的附加应力,应从结构或工艺上采取哪些措施?
3—13滑动螺旋的失效形式有哪些?
怎样进行针对性的设计?
复习思考题4
4—1平键联接的主要失效形式是什么?
确定键及键槽横截面尺寸的依据是什么?
4—2平键联接中轴及轮上键槽是怎样加工的?
4—3矩形花键联接采用内径作为定心直径的主要依据是什么?
4—4半圆键联接中键槽深度应根据哪些原则确定?
4—5在平键联接中为什么键的顶部与键槽底部不接触?
在楔键联接中为什么键的侧面与键槽侧面不接触?
4—6销的作用是什么?
销的主要类型有哪些?
4—7设计过盈配合联接主要解决哪些问题?
复习思考题5
5—1带传动与齿轮传动及链传动比较有哪些优缺点?
5—2普通V带和窄V带有哪几种型号?
窄V与普通V带相比有何优点?
5—3为什么普通V带的截面角为40°,而其带轮的带槽角却为34°、36°或38°?
什么情况下用较小的轮槽角?
5—4V带与带轮的安装情况及其要求,为什么?
5—5带的紧边拉力和松边拉力的大小取决于什么?
它们之间有什么关系?
5—6何谓带的有效拉力,并列出计算式,影响带传递的最大有效圆周力的因素有哪几个,其关系如何?
5—7引起带传动弹性滑动和打滑的原因是什么?
对传动有什么影响?
二者的性质有何不同?
5—8什么是滑动率?
滑动率如何计算?
5—9带传动在什么情况下才发生打滑?
打滑发生在大带轮上还是小带轮上?
刚开始打滑时,紧边与松边拉力有什么关系?
5—10为避免打滑,将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦,这样解决是否合理,为什么?
5—11带传动工作时,带受何种应力作用?
最大应力发生在什么位置?
由哪些应力组成?
5—12带传动的主要失效形式和计算准则是什么?
5—13带传动为什么要限制最大中心距,最大传动比、最小带轮直径?
5—14带速为什么不宜过高或过低?
5—15安装带传动时,为什么要把带张紧?
常用的张紧装置有哪些?
在什么情况下使用张紧轮?
装在什么位置?
复习思考题6
6—1与带传动相比,链传动有何特色?
6—2为什么在一般情况下,链传动的瞬时传动比不是恒定的,在什么条件下是恒定的?
6—3影响链传动速度不均匀性的主要参数是什么?
6—4链传动的传动比有何特点?
为什么?
6—5链传动的主要失效形式有哪几种?
6—6链传动的额定功率曲线是在什么条件下得到的,在实际使用中要进行哪些项目的修正?
6—7链传动设计中,主从动轮齿数选择要受到下列条件限制:
最少齿数Zmin=9,最多齿数Zmax=120,为什么?
6—8链条节距的选用原则是什么?
什么情况下宜选用小节距多列链?
什么情况下宜选用大节距的单列链?
6—9链轮常用哪些材料制造?
6—10链传动为什么要张紧?
常用的张紧方法有哪些?
6—11安装布置链传动时,应综合考虑哪些问题?
6—12链传动有哪些润滑方法,各在什么情况下采用?
复习思考题7
7—1齿轮传动的主要失效形式有哪些?
主要在那种使用情况下发生?
开式、闭式齿轮传动的主要损伤形式有什么不同?
7—2造成轮齿折断的原因有哪些?
如何提高齿根弯曲疲劳强度?
疲劳裂纹首先发生在轮齿的哪一侧?
为什么?
7—3齿轮为什么会发生齿面点蚀与剥落?
点蚀首先发生在什么部位?
早期点蚀与破坏性点蚀各在什么情况下发生?
防止点蚀有哪些措施?
7—4齿轮传动的设计计算准则有哪些?
它们分别是针对什么损伤形式?
目前有哪几种强度计算方法较成熟?
如何选用它们进行设计计算或校核计算?
7—5对齿轮材料的基本要求是什么?
常用材料有哪些?
它们采用哪些热处理方法?
能达到的硬度范围是多少?
它们各适用于什么场合下的齿轮传动?
7—6斜齿圆柱齿轮的法向力作用在什么平面内?
它的分力与直齿圆柱齿轮有何不同?
各分力方向如何判别?
7—7直齿圆锥齿轮(∑=90°)的受力有什么特点?
一对直齿圆锥齿轮的各分力之间有什么关系?
其分力方向又如何确定?
7—8齿轮强度计算为什么要用计算载荷?
载荷系数K包括哪几部分?
要考虑哪些因素对载荷的影响?
7—9两级减速器的齿轮不同布置方案中,从提高轮齿的强度考虑,试问哪种方案最好?
哪种其次?
哪种最差?
为什么?
7—10提高接触疲劳强度有哪些措施?
若接触疲劳强度不够时,首先应改变齿轮的哪个几何参数?
若齿轮的径向尺寸或轴向尺寸受限制时,齿轮的哪个几何参数选大些、哪个参数选小些为好?
7—11一对斜齿圆柱齿轮若其分度圆直径、齿宽、法向模数及许用应力与另一对直齿圆柱齿轮分别相等。
试问:
接触疲劳强度计算公式中哪几个参数与系数有变化?
哪一对齿轮的接触应力大?
哪一对齿轮的接触强度高?
由此可得出什么结论?
7—12试问:
直齿圆柱齿轮传动齿根弯曲疲劳计算的力学模型和危险截面的位置是如何确定的?
载荷作用在何处的齿根弯曲应力最大?
为了简化计算通常假定载荷作用于何处来进行计算,然后用什么系数进行折算?
7—13齿形系数YFa的物理意义是什么?
它取决于齿轮与加工齿轮刀具的哪些参数?
对斜齿圆柱齿轮按什么来查YFa的值?
为什么YFa的值与模数无关?
7—14有一对标准直齿圆柱齿轮传动,原设计所示,因工作需要输入轴转向与输出轴要求相同,所以加入一介轮z3,若z1=z3=20,z2=60,各齿轮的材料与热处理相同,按长期工作考虑,单向回转,小齿轮主动。
试问:
z1与z3及z3与z2两对齿轮的承载能力与原来z1与z2比较有何变化?
接触强度与弯曲强度校核公式中哪几个参数有变化,是变大了还是变小了?
7—15设计标准斜齿圆柱齿轮减速传动,现有两种方案:
其一为:
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