机械设计复习思考题解答.docx

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机械设计复习思考题解答

机械零件的强度

复习思考题

1、静应力与变应力的区别？

静应力与变应力下零件的强度计算有何不同？

静应力只受静载荷作用而变应力则可能受到静载荷作用也可能受到动载荷作用

静应力：

1）脆性材料取抗拉强度极限2）塑性材料取屈服极限

变应力：

均取疲劳极限

2、稳定循环变应力的种类有哪些？

画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

静应力，非对称循环应力，对称循环应力，脉动循环应力

3、静应力是否一定由静载荷产生？

变应力是否一定由变载荷产生？

是；不一定

4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？

机械零件疲劳强度与哪些因素有关？

整体断裂，表面破坏，变形量过大，破坏正常工作中引起的失效

应力集中，尺寸大小，表面状态

5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？

以σ-1、在y轴上确定点A，以σs在x轴上确定点C，定坐标点B（σ0／2,σ0／2）,连接AB两点作直线，过C点作与OC成45°角的直线交线AB于点E就可以得到简化的极限应力图

6、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？

综合影响因素Kσ的表达式为何？

如何作零件的简化极限应力图？

1应力集中，尺寸大小，表面状态

（K）=σ-1／σ-1e

σ-1材料对称循环弯曲疲劳极限

σ-1e零件对称循环弯曲疲劳极限

7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？

有

8、按Hertz（接触应力）公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？

作用于接触面上的总压力，初始接触线长度，初始接触线处的曲率半径，材料泊松比，材料的弹性模量

9．何谓机械零件的失效？

何谓机械零件的工作能力？

零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效；在一定的使用寿命时间内零件的各性能可以满足机械工作的各项要求的能力。

10．机械零件常用的计算准则有哪些？

强度刚度寿命振动稳定性可靠性

11、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是___屈服极限应力_______；而脆性材料的极限应力是______抗拉极限应力_____。

摩擦、磨损与润滑

复习思考题

1、滑动摩擦为哪几种类型？

各有何特点？

1）干摩擦：

表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属摩擦

2）边界摩擦：

表面有边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附能力

3）流体摩擦：

表面被流栖膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力

4）混合摩擦：

此摩擦处于流体擦擦和边界摩擦的混合状态

2、典型的磨损分哪三个阶段？

磨损按机理分哪几种类型？

分磨合阶段，稳定磨损阶段，剧烈磨损阶段

粘附，磨粒，疲劳，冲蚀，腐蚀，微动51

3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些？

粘度，润滑性，极压性，内闪点，凝点，氧化稳定性

润滑脂：

锥入度，滴点

4、什么是流体的粘性定律？

5、粘度的常用单位有哪些？

影响粘度的主要因素是什么？

如何影响？

恩氏粘度，通用赛氏粘度，商用雷氏秒，巴氏度。

温度，压力；温度升高，粘度下降。

压力增大粘度增大。

6、流体润滑有哪些类型？

各有何特点？

1流休动力润滑,借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷的润滑

2弹性流体动力润滑，在相互滚动或伴有滑动的滚动条件下，两弹性物体间的流动力润滑膜的润滑

3流体静力润滑，靠液压泵将加压后的流体送入到两摩擦表面之间，利用流体静压力来平衡外载荷的润滑

7、根据摩擦面间存在润滑剂的状况，滑动摩擦分为哪几种？

油润滑，脂润滑

8、获得流体动力润滑的基本条件是什么？

1相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙

2被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出

3润滑油必须有一定的粘度，供油要充分

9、评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个？

润滑脂：

锥入度，滴点

润滑油：

粘度，润滑性，极极压性，闪点，凝点，氧化稳定性

10、根据机器中摩擦副表面间的润滑情况，摩擦状态可分为哪四种？

干摩擦，边界摩擦，流体摩擦，混合摩擦

螺纹联接和螺旋传动

复习思考题

1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时，每个螺栓所受的载荷是2。

①相等的；②与到几何中心距离成正比；③与到几何中心距离成反比；④都不变

2、在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了3。

①不致损伤螺栓头和螺母；②增大接触面积，不易松脱；③防止产生附加偏心载荷；④便于装配。

3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式

，Q为2。

①工作载荷；②预紧力；③预紧力+工作载荷；④工作载荷+残余预紧力。

4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了4。

①美观；②受力最小；③联接方便；④接合面受力较均匀。

5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时，预紧力QP比一般值提高30%，这是考虑了2。

①螺纹上的应力集中；②螺栓杆横截面上的扭转应力；③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性；④螺纹毛刺的部分挤压。

6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点？

p81

7、为什么大多数螺纹联接都要预紧？

预紧力QP过小后果是什么？

预紧力QP过大有什么结果？

p68

8、简述提高螺纹联接强度的四种措施：

p88

1）降低影响螺栓疲劳强度的力幅

2）改善螺纹牙上载荷分布不均的现象

3）减小应力集中的影响

4）采用合理的制造工藝方法

9、若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度，试作力和变形图说明之。

89

10、举二种常用螺纹联接的类型，并分别说明应用场合？

66

螺栓联接：

用于能从被联接件两边进行装配的场合

螺钉连接：

用于受力不大，或不需要经常拆装的场合

11、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种？

（各举出二例）。

摩擦防松：

对顶螺母／弹簧垫圈／自锁螺母

机械防松：

开口销与六角开曹螺母／止动垫圈／串联钢丝

12、螺旋传动有哪些类型？

滚珠螺旋传动有何特点？

类型：

1传力螺旋2传导螺旋3调整螺旋

传动效率高，起动力矩小，传动灵敏平稳，工作寿命长。

13、只受预紧力的紧联接螺栓横剖面上的拉应力为什么应力？

拉伸应力，扭转应力

键、花键、无键联接及销联接

复习思考题

1、平键联接的可能失效形式为4。

①疲劳点蚀；②弯曲疲劳破坏；③胶合；④压溃、摩损、剪切破坏等

2、楔键联接与平键联接相比，前者对中性2。

①好；②差；③相同；④无法比较

3、半圆键联接具有3特点。

①对轴强度削弱小；②工艺性差、装配不方便；③调心性好；④承载能力大

4、渐开线花键的定心方式有哪些？

p11o

齿形定心

5、花键联接与平键联接相比，有哪些特点？

p109

1）因为在轴上与毂孔直接而匀称地出较多的齿和槽，故受力较均匀

2）因槽浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱小

3）齿数多，总接触面积较大，因而可以承受较大载荷

4）轴上零件与轴的对中性好

5）导向性较好

6）可用磨削的方法提高加工精度和连接质量

6、设计键联结时，平键的截面尺寸（b×h）是按照什么从标准中选取的？

按轴的直径由标准中选定

7、花键联接，对于静联接其主要失效形式是什么？

对于动联接其主要失效形式是什么？

1：

压溃（静连接）2：

工作面过渡磨损（动连接）

带传动

复习思考题

1、带传动正常工作时，小带轮上的滑动角2小带轮的包角。

①大于；②小于；③小于或等于；④大于或等于。

2、设计中限制小带轮的直径D1≥D1min是为了1。

①限制带的弯曲应力；②限制相对滑移量；③保证带与轮面间的摩擦力；④带轮在轴上安装需要。

3、带传动的设计准则是4。

①保证带具有一定寿命；②保证带不被拉断；③保证不发生滑动情况下，带又不被拉断；④保证传动不打滑条件下，带具有一定的疲劳强度。

4、在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？

带的两侧面和轮槽接触，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力

5、带传动为什么要限制其最小中心距？

因为中心距过小会减少带轮的包角，增加单位时间内带的循环次数，减小了带的寿命；

6、在三角胶带传动中，为什么一般推荐使用的带速v≤25m/s？

过大的带速，提高带的离心力，增加了单位时间内带的循环次数，不利于提高带传动的疲劳强度和寿命

7、带传动的弹性滑动是什么原因引起的？

它对传动的影响如何？

由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动；如再增加带的传动功率，则带与带轮间产生显著的相对滑动，既整体打滑，从而加剧带的磨损，降低从动轮的轮速度，使传动失效

8、带传动的打滑经常在什么情况下发生？

打滑多发生在大轮上还是小轮上？

刚开始打滑时，紧边拉力松边拉力有什么关系？

当总摩擦力增加到临界值时，滑动区域扩大到了整个接触圆弧；

发生在小轮上，紧边拉力=松边拉力

9、给出带的应力分布图注明各种应力名称及最大合成应力的位置？

p149

10、带传动中，V１为主动轮圆周速度，V2为从动轮的速度，V为带速，三者之间的关系如何？

p163

链传动

复习思考题

1、链传动设计中限制小链轮齿数不宜过少是为了3。

①防止脱链现象；②防止小链轮转速过高；③提高传动平稳性；④保证链轮轮齿的强度。

2、链传动中当其它条件不变的情况下，传动的平稳性随链条节距P的1。

①减小而提高；②减小而降低；③增大而提高；④增大而不变。

3、链传动中合理的链条长2。

①应等于奇数倍链节距；②应等于偶数倍链节距；③可以为任意值；④按链轮齿数来决定

4、链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？

而大链轮齿数Z2又不宜过多？

齿数过少，会增加运动的不均匀性和动载荷；链条在进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大；链传动的圆周力增大,从整体上加速度铰链和链轮的磨损。

大齿轮增大会增大传动的总体尺寸，而且容易发生跳链和脱链，也限制链条的使用寿命。

5、影响链传动不平稳的因素有哪些？

传动比，链轮齿数，链节距和列数，中心距，链速

6、链传动有哪几种主要的失效形式？

1链的疲劳破坏2链条铰链的磨损3链条铰链的胶合4链条的静力破坏

7、影响链传动的运动不均匀性和动载荷的主要因素有哪些？

链轮的转速，节距，齿数

齿轮传动

复习思考题

1、锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数YFa应按3确定：

①max{Ｚ1,Ｚ2}；②min{Ｚ1,Ｚ2}；③Ｚ1当量齿数；④各自的当量齿数

2、由直齿和斜齿圆柱齿轮组成的减速器，为使传动平稳，应将直齿圆柱齿轮布置在2。

①高速级；②低速级；③高速级或低速级；④哪一级，无法判断。

3、齿轮传动中，当齿轮分度圆直径不变时，将模数加大，其接触疲劳强度将增大，弯曲强度将减小。

①提高；②降低；③不变；④无法判明变动情况。

4、一对齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力2。

①σH1=σH2；②σH1>σH2；③σH1<σH2；④不能判明大小关系。

5、开式齿轮传动中，保证齿根弯曲应力σF≤[σ]F，主要是为了避免齿轮的1失效。

①轮齿折断；②齿面磨损；③齿面胶合；④齿面点蚀。

6、在齿轮传动中，提高其抗点蚀能力的措施之一是1。

①提高齿面硬度；②降低润滑油粘度；③减小分度圆直径；④减少齿数。

7、在齿轮传动中，为减少动载，可采取的措施是2。

①改用好材料；②提高齿轮制造精度；③降低润滑油粘度；④加大模数。

8、在齿轮传动中，为改善齿端偏载现象，可采取的措施之一是2。

①增加齿宽；②将齿轮轮齿作成鼓形齿；③把齿轮悬臂布置；④加大齿面硬度。

9、在齿轮传动的载荷计算中，为什么要引入动载荷系数Kv？

Kv与哪些因素有关？

为了考虑齿轮副本身的啮合误差所引起的啮入啮出冲击和振动而产生的内部附加载荷的影响

齿轮的转速，加工精度。

10、为提高齿面的抗点蚀能力，试至少举出三种办法。

1提高材料硬度2加注润滑油，减少摩擦3使用高粘度润滑油

11、为提高齿轮轮齿抵抗弯曲折断的能力，试至少举出三种措施。

1增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕来减小齿根应力集中

2增大轴及支承刚性，使轮齿线上受载较均匀

3采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性

12、在齿轮传动中，为减少动载荷，试至少举出三种措施。

1提高制造精度2增大轴和轴承的刚度3齿顶修缘

13、在齿轮传动中，为减轻齿轮的齿端偏载，试至少举出三种措施。

1增大轴轴承及支座的刚度2对称地配置轴承3适当地限制轮齿的宽度

14．齿轮传动主要有哪几种失效？

1轮齿折断2齿面磨损3齿面点蚀4齿面胶合5塑性变形

15．齿轮传动强度计算中引入的载荷系数K考虑了哪几方面的影响？

分别加以说明。

1考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响

2计算载荷影响

3齿间载荷分配影响

4齿面上载荷分布不均的程度对轮齿强度的影响

蜗杆传动

复习思考题

1、标准蜗杆传动的中心距计算公式应力2

①

；②

；

③

；④

2、蜗杆蜗轮啮合面间的滑动速度Va与蜗杆的圆周速度V1之间有如下关系3

①Va=V1；②；Va>V1；③Va

3、蜗杆传动的主要失效形式是3

①齿面疲劳点蚀；②齿根的弯曲折断；③齿面的胶合和磨损；④齿面的塑性变形

4、蜗杆传动的油温最高不应超过3

①30℃；②50℃；③80℃；④120℃

5、其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则滑动速度2

①增加；②减小；③保持不变；④不一定

6、蜗杆传动为什么要引入直径系数q？

为了减少加工蜗杆滚刀的数目，便于刀具的标准化

7、蜗杆的热平衡核算不满足要求时可采取哪些措施。

1加散热片以增大散热面积

2在蜗杆轴端加装风扇以增加风速的流通

8、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？

蜗杆传动效率低，工作时时发热量大。

如产生热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合

9、蜗杆传动的效率与什么因素有关？

啮合摩擦损耗；轴承摩擦损耗；浸入油池中的零件搅油时的溅油损耗

轴

复习思考题

1、轴上零件的轴向定位方法有哪些？

轴肩，套筒，轴端挡圈，轴承端盖，圓螺母来保证定位的

2、自行车的前轴是1。

心轴；②转轴；③传动轴；④光轴

3、若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳素钢改为合金钢，轴的刚度2。

不变；②降低了；③增加了；④不定

4、轴的强度计算公式

中α的含意是什么？

其大小如何确定？

是考虑弯曲应力与扭转剪应力循环特性的不同而引入的修正系数

当扭转应力为静应力时取0.3

当扭转切应力为肪动循环变应力时取0.6当扭转切应力为对称循环变应力时取1

5、当旋转轴上作用恒定的径向载荷时，轴上某定点所受的弯曲应力是对称循环应力、脉动循环应力还是恒应力？

为什么？

对称循环应力；

6、公式d≥A

有何用处？

其中A取决于什么？

计算出的d应作为轴上哪部分的直径？

轴的扭转强度；承受扭转作用的轴段的最小直径

7、按许用应力验算轴时，危险剖面取在哪些剖面上？

为什么？

应力集中的剖面，轴承载的载荷大，往往比较容易产生失效。

8、轴的刚度计算内容包括哪些？

轴的弯曲刚度以撓度或轉角來度量，扭轉剛度以扭轉角來度量

9、什么叫刚性轴？

什么叫挠性轴？

心轴？

转轴？

传动轴？

刚性轴：

轴线形状不可随意变化的轴

挠性轴：

轴线的形状可根据需要随意变化

心轴：

用来支承转动零件，只承受弯曲而不传递转矩的轴

转轴：

工作时既承受弯矩又承受转矩的轴

传动轴：

主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴

10、单向旋转转轴表面上某一点的弯曲应力为什么应力？

对称循环变化应力

滑动轴承

复习思考题

1、滑动轴承的宽径比B/d愈小，则2。

①轴承温升愈大；②摩擦功耗愈小；③承载能力愈大；④端泄愈小。

2、影响流体动力润滑后滑动轴承承载能力因素有：

2

①轴承的直径；②宽径比B/d；③相对间隙；④轴承包角

3、向心滑动轴承有哪几种结构类型？

整体式，剖分式，自动调心式

4、形成流体动压润滑的基本条件是什么？

1相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙

2被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出

3润滑油必须有一定的粘度，供油要充分

滚动轴承

复习思考题

1、角接触球轴承承受轴向载荷的能力是随接触角的增大如何变化？

升高

2、典型的滚动轴承由哪四部分组成？

内圈，外圈，滚动体，保持架

3、什么是滚动轴承的接触角？

滚动轴承中滚动体与外圈接触我不怕法线与垂直于轴承轴心线的径向平面之间的夹角

4、滚动轴承最常见的失效形式是什么？

内外圈滚道或滚体上的点蚀破坏

5、安装滚动轴承时为什么要施加预紧力？

为了提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动，

6、增加滚动轴承刚度的办法有哪些？

7、什么是轴承的寿命？

什么是轴承的额定寿命？

轴承在一定的载荷作用下，从开始运转到发生点蚀所经历的总转数，或在一定的转速下所经历的时间（以小时计）称为滚动轴承的寿命。

采用一批（20~30套）相同型号的轴承，在相同的载荷作用下做寿命试验，从而得到其中90%的轴承不出现疲劳点蚀时的总转数，称为滚动轴承额定寿命

8、为什么角接触球轴承、圆锥滚子轴承必须成对安装使用？

因为它们在承受径向载荷时，产生内部轴向力，其方向始终使轴承内圈从外圈里脱离出来，成对使用，对称安装才能使内部轴向力互相抵消，轴承才能正常工作。

9、什么是滚动轴承的当量动载荷P？

P应如何计算？

此载荷为一假定的载荷，在该载荷作用下，轴承寿命与实际载荷作用下的使用寿命相同。

P=fp（XFr+YFa）

Fa为轴承所受的轴向载荷Fr为轴承所受的径向载荷fp为考虑振动.冲击等工作情况的载荷系数

10、轴向载荷是如何影响角接触滚动轴承滚动体的载荷分布的？

323

11、滚动轴承的支承形式有哪些？

各有何特点？

1内圈固定：

防止轴向窜动

2外圈固定：

承受的轴向力不大

12、选择滚动轴承配合的原则有哪些？

轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用基轴制

13．试说明下列各轴承的内径有多大？

哪个轴承的公差等级最高？

哪个允许的极限转速最高？

哪个承受径向载荷能力最大？

哪个不能承受径向载荷？

6208/P2、30208、5308/P6、N2208

各轴承内径分别为40；公差等级最高为6208／p2；允许的极限转速最高的是N2208；承受径向载荷最大的是30208；不能承受径向载荷的是5308／p6

14、滚动轴承工作时，固定座圈承载区的接触应力为什么应力？

压应力

弹簧

复习思考题

1、按承载性质和外形弹簧各分为哪几种主要类型？

1拉伸，压缩，扭转，弯曲弹簧

2螺旋，环形，，碟形，板形，平面涡卷弹簧

2、什么是弹簧的刚度？

什么是弹簧的阻尼系数？

1使弹簧产生单位变形时所需的力，

3、如何确定弹簧的材料及许用应

4、什么是弹簧的弹簧指数？

它与弹簧的工作性能有什么关系？

C=D2/d

弹簧指数愈小，弹簧丝内外侧的应力大小愈贤殊，材料利用率也就愈低