機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)答題集錦教學(xué)教材

1、精品文檔常用螺紋有哪幾種類(lèi)型？各用于什么場(chǎng)合？對(duì)連接螺紋和傳動(dòng)螺紋的要求有何不同？答：常用螺紋有普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種螺紋主要用于連接，后三種螺紋主要用于傳動(dòng)。 對(duì)連接螺紋的要求是自鎖性好，有足夠的連接強(qiáng)度；對(duì)傳動(dòng)螺紋的要求是傳動(dòng)精度高，效率高，以及具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。普通螺栓連接和絞制孔用螺栓連接的主要失效形式是什么？計(jì)算準(zhǔn)則是什么？答：普通螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿螺紋部分?jǐn)嗔?，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力拉 伸強(qiáng)度或疲勞拉伸強(qiáng)度。鉸制孔用螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿和孔壁被壓潰或螺栓桿 被剪斷，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證連接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。計(jì)算普

2、通螺栓連接時(shí)， 為什么只考慮螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度，而不考慮螺栓頭，螺母和螺紋牙的強(qiáng)度？答：螺栓頭、螺母和螺紋牙的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)與螺桿的等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，實(shí)踐中很少發(fā)生失效，因此，通常不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。螺栓上的總循環(huán)是什么循環(huán)？答：普通緊螺栓連接所受軸向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為不變號(hào)的不對(duì)稱 循環(huán)變載荷，10<<r;所受橫向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為靜載荷，1=r。在什么情況下，螺栓連接的安全系數(shù)大小與螺栓直徑有關(guān)？答：在不控制預(yù)緊力的情況下，螺栓連接的安全系數(shù)與螺栓直徑有關(guān)，螺栓直徑越小，則安全系數(shù)取得越大。這是因?yàn)榘馐值拈L(zhǎng)度隨螺栓直徑減小而

3、線性減短，而螺栓的承載能力隨螺栓直徑減小而平方性降低，因此，用扳手?jǐn)Q緊螺栓時(shí)， 螺栓直徑越細(xì)越易過(guò)擰緊，造成螺栓過(guò)載斷裂。所以小直徑的螺栓應(yīng)取較大的安全系數(shù)要提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)如何改變螺栓和被連接件的剛度和預(yù)緊力大??？答：降低螺栓的剛度，提高被連接件的剛度和提高預(yù)緊力，其受力變形線圖參見(jiàn)教材圖5 -28c。薄型平鍵連接與普通平鍵連接相比，在使用場(chǎng)合、結(jié)構(gòu)尺寸和承載能力上有何區(qū)別？答：薄型平鍵的高度約為普通平鍵的60%70%，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力比普通平鍵低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)，空心軸以及一些徑向尺寸受限制的場(chǎng)合。半圓鍵連接與普通平鍵連接相比，有什么優(yōu)缺點(diǎn)？它適用于什么場(chǎng)合？答：半圓鍵的主要優(yōu)點(diǎn)是

4、加工工藝性好，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的鏈接。主要缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于輕載靜連接中。采用兩個(gè)平鍵時(shí)，通常在軸的圓周上相隔180度位置布置；采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，常相隔 90到120度；采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，則布置在軸的同一母線上；這是為什么？答：兩平鍵相隔180°布置，對(duì)軸的削弱均勻，并且兩鍵的擠壓力對(duì)軸平衡，對(duì)軸不產(chǎn)生 附加彎矩，受力狀態(tài)好。兩楔鍵相隔12090布置。若夾角過(guò)小，則對(duì)軸的局部削弱過(guò)大；若夾角過(guò)大，則兩個(gè)楔鍵的總承載能力下降。當(dāng)夾角為180。時(shí)，兩個(gè)楔鍵的承載能力大體上只相當(dāng)于一個(gè)楔鍵的承載能力。因此，兩個(gè)楔鍵間的夾角既不能過(guò)大，也不能過(guò)小

5、。半圓鍵在軸上的鍵槽較深， 對(duì)軸的削弱較大，不宜將兩個(gè)半圓鍵布置在軸的同一橫截面上。故可將兩個(gè)半圓鍵布置在軸的同一母線上。通常半圓鍵只用于傳遞載荷不大的場(chǎng)合，一般不采用兩個(gè)半圓鍵。與平鍵、楔鍵、半圓鍵相配的軸和輪轂上的鍵槽是如何加工的？ 答：軸上的鍵槽是在銃床上用端銃刀或盤(pán)銃刀加工的。輪轂上的鍵槽是在插床上用插刀加 工的，也可以由拉刀加工，也可以在線切割機(jī)上用電火花方法加工。帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶與小帶輪間的摩擦力和帶與大帶輪間的摩擦力兩者大小是否相等，？為什么?帶傳動(dòng)正常工作時(shí)的摩擦力與打滑時(shí)的摩擦力是否相等？為什么？答：帶與大、小帶輪間的摩擦力相等。因?yàn)閹c帶輪間的摩擦力就等于帶的緊邊拉力F1與

6、松邊拉力F2之差，即Ff= F1-F2，在大小帶輪上是一樣的，減速工作時(shí)若考慮到帶的傳動(dòng) 效率，小帶輪上的摩擦略大些。正常工作與打滑時(shí)的摩擦力不相等。 因?yàn)檎９ぷ鲿r(shí)，帶與輪間的摩擦力隨傳遞功率的不同 而在一定的范圍里變化， 其值應(yīng)等于有效拉力。而打滑時(shí)，帶與帶輪間的摩擦力達(dá)到最大值。帶與帶輪間的摩擦系數(shù)對(duì)帶傳動(dòng)有什么影響？為了增加傳動(dòng)能力，將帶輪工作面加工得粗糙些以增大摩擦系數(shù)，這樣做是否合理？為什么？答：摩擦系數(shù)f增大，則帶的傳動(dòng)能力增大，反之則減小。這樣做不合理，因?yàn)槿魩л喒ぷ?面加工得粗糙，則帶的磨損加劇，帶的壽命縮短。帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)是如何發(fā)生的？打滑又是如何發(fā)生的？?jī)烧哂泻螀^(qū)別？

7、對(duì)帶傳動(dòng)各產(chǎn)生什么影響？打滑首先發(fā)生在哪個(gè)帶輪上 ？為什么？答：在帶傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)是因?yàn)閹У膹椥宰冃我约皞鬟f動(dòng)力時(shí)松、緊邊的拉力差造 成的，是帶在輪上的局部滑動(dòng)， 彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)所固有的，是不可避免的。彈性滑動(dòng)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比增大。 當(dāng)帶傳動(dòng)的負(fù)載過(guò)大，超過(guò)帶與輪間的最大摩擦力時(shí)，將發(fā)生打滑，打滑時(shí)帶在輪上全面滑動(dòng)，打滑是帶傳動(dòng)的一種失效形式，是可以避免的。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因?yàn)樾л喩蠋У陌切?，帶與輪間所能產(chǎn)生的最大摩擦力較小。在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，為什么要限制小帶輪最小直徑和帶的最小、最大速度？答：小帶輪的基準(zhǔn)直徑過(guò)小，將使V帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力過(guò)大，使帶的使用壽命下降。小帶輪

8、的基準(zhǔn)直徑過(guò)小，也使得帶傳遞的功率過(guò)小，帶的傳動(dòng)能力沒(méi)有得到充分利用，是一種不合理的設(shè)計(jì)。帶速 v過(guò)小，帶所能傳遞的功率也過(guò)?。ㄒ?yàn)镻=Fv）,帶的傳動(dòng)能力沒(méi)有得到充分利用；帶速v過(guò)大，離心力使得帶的傳動(dòng)能力下降過(guò)大，帶傳動(dòng)在不利條件下工作，應(yīng)當(dāng)避免。試分析帶傳動(dòng)中心距 a、預(yù)緊力F0及帶的根數(shù)z的大小對(duì)帶傳動(dòng)的工作能力的影響。答：帶傳動(dòng)的中心距 a過(guò)小，會(huì)減小小帶輪的包角，使得帶所能傳遞的功率下降。中心距a過(guò)小也使得帶的長(zhǎng)度過(guò)小，在同樣的使用壽命條件下，單根帶所能傳遞的功率下降。中心距小的好處是帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。帶傳動(dòng)中心距a過(guò)大的優(yōu)缺點(diǎn)則相反， 且中心距過(guò)大使得帶傳動(dòng)時(shí)松邊抖動(dòng)過(guò)大，傳

9、動(dòng)不平穩(wěn)。初拉力F0過(guò)小，帶的傳動(dòng)能力過(guò)小，帶的傳動(dòng)能力沒(méi)有得到充分利用。初拉力F0大，則帶的傳動(dòng)能力大，但是，初拉力過(guò)大將使的帶的壽命顯著下降，也是不合適的。帶的根數(shù)z過(guò)少（例如z=1）,這有可能是由于將帶的型號(hào)選得 過(guò)大而造成的，這使得帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸偏大而不合適。如果帶傳動(dòng)傳遞的功率確實(shí)很小， 只需要一根小型號(hào)的帶就可以了，這時(shí)使用z=1完全合適。帶的根數(shù) z過(guò)多，將會(huì)造成帶輪過(guò)寬，而且各根帶的受力不均勻（帶長(zhǎng)偏差造成），每根帶的能力得不到充分利用，應(yīng)當(dāng)改換帶的型號(hào)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。在多排鏈傳動(dòng)中，鏈的排數(shù)過(guò)多有何不利？答：由于鏈條制造精度的影響，鏈條的排數(shù)過(guò)多，將使得各排鏈承受的載荷不易均

10、勻。對(duì)鏈輪材料的要求是什么？對(duì)大小鏈輪的硬度要求有何不同？答：對(duì)鏈輪材料的基本要求是具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大 鏈輪的多，小鏈輪輪齒受到鏈條的沖擊也較大，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料，并具有較高的硬度。滾子鏈與齒形鏈相比，有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：與滾子鏈相比，齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承受沖擊性能好，效率高，工作可靠，故 常用于高速、大傳動(dòng)比和小中心距等工作條件較為嚴(yán)酷的場(chǎng)合。但是齒形鏈比滾子鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制造，價(jià)格較高。滾子鏈用于一般工作場(chǎng)合。若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在哪個(gè)鏈輪上？答：若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在大鏈輪上。因?yàn)橛晒絲d 180sinp =

11、可知，當(dāng)d定時(shí)，齒數(shù)z越多，允許的節(jié)距增長(zhǎng)量 p就越小，故大鏈輪上容易發(fā)生脫鏈。為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)大或過(guò)??？答：小鏈輪的齒數(shù)z1過(guò)小，運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷增大，在轉(zhuǎn)速和功率給定的情況下，z1過(guò)小使得鏈條上的有效圓周力增大，加速了鏈條和小鏈輪的磨損。小鏈輪齒數(shù)z1過(guò)大將使的大鏈輪齒數(shù)z2過(guò)大，既增大了鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸和重量，又造成鏈條在大鏈輪上易于跳 齒和脫鏈，降低了鏈條的使用壽命。鏈節(jié)距的大小對(duì)鏈傳動(dòng)有何影響？答：鏈的節(jié)距越大，則鏈條的承載能力就越大，動(dòng)載荷也越大，周期性速度波動(dòng)的幅值也 越大。在高速、重載工況下，應(yīng)選擇小節(jié)距多排鏈。鏈傳動(dòng)的中心距一般取多少？答：鏈傳動(dòng)的中心距一般取為 a

12、0=（3050）p（p為鏈節(jié)距）。中心距過(guò)小，單位時(shí)間內(nèi)鏈條的 繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，鏈條的磨損和疲勞加劇，鏈的使用壽命下降。中心距過(guò)小則鏈條在小鏈輪上的包角變小，鏈輪齒上的載荷增大。中心距過(guò)大，則鏈條松邊的垂度過(guò)大，鏈條上下抖動(dòng)加劇，且鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大。鏈的潤(rùn)滑方式有哪些？答：鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式有：定期人工潤(rùn)滑，滴油潤(rùn)滑，油池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑，壓力供 油潤(rùn)滑。確定潤(rùn)滑方式時(shí)是根據(jù)鏈條速度v大小以及鏈號(hào)（即鏈節(jié)距）大小，由潤(rùn)滑范圍選擇潤(rùn)滑方式。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那

13、樣張得很，所以作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣的條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫和低溫的情況下工作。簡(jiǎn)述滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式和原因。答：滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式和原因如下：鏈的疲勞破壞：鏈在工作時(shí)，周而復(fù)始地由松邊到緊邊不斷運(yùn)動(dòng)著，因而它的各個(gè)元件都是在變應(yīng)力作用下工作，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂， 或者套筒、滾子表面將會(huì)出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕（多邊形效應(yīng)引起的沖擊疲勞）。鏈條鉸鏈的磨損：鏈條在工作過(guò)程中， 由于鉸鏈的銷(xiāo)軸與套筒間承受較大的壓力， 傳動(dòng)時(shí)彼 此又產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致鉸鏈磨損，使鏈條總長(zhǎng)伸長(zhǎng)，從而使鏈的松邊垂度變化，增大動(dòng)載荷，發(fā) 生振動(dòng)，引起跳齒，加大噪聲以

14、及其它破壞，如銷(xiāo)軸因磨損削弱而斷裂等。鏈條鉸鏈的膠合：當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速高達(dá)一定數(shù)值時(shí)， 鏈節(jié)嚙入時(shí)受到的沖擊能量增大， 銷(xiāo)軸和套 筒間潤(rùn)滑油被破壞，使兩者的工作表面在很高的溫度和壓力下直接接觸，從而導(dǎo)致膠合。因此，膠合在一定程度上限制了鏈的傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速。鏈條靜力拉斷：低速（m/s）的鏈條過(guò)載，并超過(guò)了鏈條靜力強(qiáng)度的情況下，鏈條就會(huì)被拉斷。在進(jìn)行輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要引入載荷系數(shù) K?載荷系數(shù)K由哪幾部分組成？各考慮了什 么因素的影響？答：齒輪上的公稱載荷 Fn是在平穩(wěn)和理想條件下得來(lái)的，而在實(shí)際工作中，還應(yīng)當(dāng)考慮到 原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)的不平穩(wěn)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響，以及齒輪制造和安裝誤差等造成的影響。這些影

15、響用引入載荷系數(shù) K來(lái)考慮，K=KAKvKa K。KA為使用系數(shù)，用于考慮原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；Kv為動(dòng)載系數(shù)，用于考慮齒輪的精度和速度對(duì)動(dòng)載荷大小的影響；Ka為齒間載荷分配系數(shù)，用于考慮載荷在兩對(duì)（或多對(duì)）齒上分配不均的影響；KB為齒向載荷分布系數(shù)，用于考慮載荷沿輪齒接觸線長(zhǎng)度方向上分布不均的影響。在什么工況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？膠合破壞通常出現(xiàn)在齒輪什么部位？如何提高 齒輪齒面抗膠合的能力？答：高速重載的齒輪傳動(dòng)易出現(xiàn)熱膠合， 有些低速重載的齒輪傳動(dòng)會(huì)發(fā)生冷膠合。 膠合破壞 通常發(fā)生在輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度大的齒頂和齒根部位。 采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油，在潤(rùn)滑油 中加入極壓添加劑

16、，均可防止或減輕齒面的膠合。閉式齒輪傳動(dòng)與開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有何不同？答：閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為輪齒折斷、點(diǎn)蝕和膠合。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。采用合適的潤(rùn)滑方式和采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油來(lái)考慮膠 合的影響。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為齒面磨損和輪齒折斷，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 采用適當(dāng)增大齒輪的模數(shù)來(lái)考慮齒面磨損對(duì)輪齒抗彎能力的影響。通常軟齒面與硬齒面的硬度界限是如何劃分的？軟齒面齒輪和硬齒面齒輪在加工方法上有 何區(qū)別？為什么？答：軟齒面齒輪的齒面硬度w 350HBS,硬齒面齒輪的齒面硬度 350HBS軟齒面齒輪毛坯經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理之

17、后進(jìn)行切齒加工，加工方便，經(jīng)濟(jì)性好。硬齒面齒輪的齒面硬度高，不能采用常規(guī)刀具切削加工。 通常是先對(duì)正火或退火狀態(tài)的毛坯進(jìn)行切齒粗加工（留有一定的磨削余量），然后對(duì)齒面進(jìn)行硬化處理（采用淬火或滲碳淬火等方法），最后進(jìn)行磨齒精加工， 加工工序多，費(fèi)用高，適用于高速、重載以及精密機(jī)器的齒輪傳動(dòng)。在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，為什么常將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些？答：在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，軸系零件和支承箱體存在加工和裝配偏差，使得兩齒輪軸向錯(cuò)位而減少了輪齒的接觸寬度。為此將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些，這樣即使有少量軸向錯(cuò)位，也能保證輪齒的接觸寬度為大齒輪寬度。為什么30000型和70000型軸承常

18、成對(duì)使用？成對(duì)使用時(shí)，什么叫正裝及反裝？什么叫“面對(duì) 面”及“背靠背”安裝 ？ 式比較正裝與反裝的特點(diǎn)。答：因?yàn)?0000型和70000型軸承只能承受單方向的軸向載荷，成對(duì)安裝時(shí)才能承受雙向 軸向載荷。正裝和反裝是對(duì)軸的兩個(gè)支承點(diǎn)而言，兩支承點(diǎn)上的軸承大口相對(duì)為正裝，小口相對(duì)為反裝?！懊鎸?duì)面”和“背靠背”安裝是對(duì)軸的一個(gè)支承點(diǎn)而言，一個(gè)支承點(diǎn)上的兩個(gè) 軸承大口相對(duì)為“面對(duì)面”安裝，小口相對(duì)為“背靠背”安裝。正裝使得軸的支承跨距減小， 適合于載荷作用于支承跨距之間的簡(jiǎn)支梁。反裝使得軸的支承跨距增大，適合于載荷作用于支承跨距之外的懸臂梁滾動(dòng)軸承基本額定動(dòng)載荷 C的含義是什么？當(dāng)滾動(dòng)軸承上作用的當(dāng)量動(dòng)載荷不超過(guò)C值時(shí)，軸承是否就不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕破壞 ？為什么？答:C的含義見(jiàn)教材。當(dāng) CPW時(shí)，軸承是否出現(xiàn)點(diǎn)蝕要具體分析。當(dāng)所要求的工作壽命等于 £）/（ PC時(shí)，出現(xiàn)點(diǎn)蝕的概率為 10%；大于£）/（ PC時(shí)，概率10%；小于£）/（ PC 時(shí)，概率v 10%?？傆悬c(diǎn)蝕出現(xiàn)的可能性，僅概率大小不同。滾