简答题(57题)一、平面连杆机构(11题)1、简述铰链四杆机构中曲柄存在的条件答:1、最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和;2、取最短杆的邻边为机架或取最短杆为机架条件1、2同时满足,铰链四杆机构中存在曲柄。
2、由图示尺寸,判断铰链四杆机构的类型,写出判断依据答:∵最长杆和最短杆之和80+220<140+180且最短杆为机架,∴机构存在曲柄,为双曲柄机构。
3、由图示尺寸,判断铰链四杆机构的类型,写出判断依据答:∵最长杆和最短杆之和90+240<140+200且最短杆的邻边杆为机架,∴机构存在曲柄,为曲柄摇杆机构。
4、由图示尺寸,判断铰链四杆机构的类型,写出判断依据答:∵最长杆和最短杆之和100+200<140+180但最短杆的对边杆为机架,∴机构不存在曲柄,为双摇杆机构。
5、什么是曲柄摇杆机构的急回特性?什么是极位夹角?两者有何相互关系?答:急回特性指摇杆的返回速度大于其工作进程速度的特性极位夹角指曲柄与连杆两次共线位置之间的夹角急回特性与极位夹角关系:K=(180o+θ)/(180o-θ)θ值越大,K值也越大,机构急回程度也就越高。
6、什么是平面连杆机构的压力角和传动角,它们的大小对机构的工作有何影响?答:压力角α是指作用在从动件的力与该力作用点的绝对速度之间所夹锐角,传动角γ是指压力角的余角。
α、γ是反映机构传动性能的重要指标,α越大、γ越小,不利机构传动。
7、曲柄摇杆机构如何会产生“死点”位置?列举避免和利用“死点”位置的例子。
答:曲柄摇杆机构中,当摇杆为主动件时,从动件曲柄与连杆共线的位置出现“死点”位置,使从动件卡死。
可以利用飞轮的惯性作用或机构错位排列的方法来渡过“死点”;利用“死点”的例子有飞机起落架机构、夹具的夹紧机构等。
8、画出图示机构的压力角和传动角答:所求压力角和传动角如图9、画出图示机构的压力角和传动角答:所求压力角和传动角如图10、画出图示机构的压力角和传动角答:所求压力角和传动角如图第3页,共1511、画出图示机构的压力角和传动角答:所求压力角α=90o(如图),传动角γ=0o。
简答题1.机械设计的一般步骤是怎样的?选择零件类型、结构计算零件上的载荷确定计算准则选择零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计校核计算画出零件工作图写出计算说明书3.螺纹升角的大小对自锁和效率有何影响?写出自锁条件及效率公式。
答:螺母被拧紧时,其拧紧力矩为M1=Ftd2/2=Gd2tan(ψ+ρν)/2,无摩擦时,M10=Ftd2/2=Gd2tan(ψ)/2,机械效率为η1=M10/M1=tanψ/tan(ψ+ρν)。
螺母被放松时,其阻碍放松的力矩为M2=Fd2/2=Gd2tan(ψ-ρν)/2,无摩擦时,M20=Fd2/2=Gd2tan(ψ)/2,机械效率为η2=M2/M20=tan(ψ-ρν)/tanψ。
由η1==tanψ/tan(ψ+ρν)得知,当ψ越小,机械效率越低。
由η2=tan(ψ-ρν)/tanψ得知,当ψ-ρν≤0时,螺纹具有自锁性。
4.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈?答:因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等,第一圈螺纹受载最大,约为总载荷的1/3,逐圈递减,第八圈螺纹几乎不受载,第十圈没用。
6.在相同的条件下,为什么三角胶带比平型带的传动能力大?答:两种传输动力都是靠摩擦力,同样的皮带和轮的材质摩擦系数是一样的,但是三角带接触面是V型表面压力大于平行带,所以摩擦力大,所以传输的动能要大一些。
7.在非液体摩擦滑动轴承的计算中,为什么要限制轴承的压强p和pv值答:限制p目的是防止轴瓦过度磨损。
限制pv目的是控制温度,防止边界膜破裂。
8.什么是带传动的弹性滑动和打滑?弹性滑动和打滑对传动有何影响?答:(1)由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为带的弹性滑动。
打滑是指带传动中带传递的外载荷超过最大有效圆周力,带在带轮上发生显著相对滑动现象。
1.一部机器由哪些部分组成?分别起什么作用?答:机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。
除此之外,还有自动控制部分。
工作部分是直接完成机器工作任务的部分,处于整个传动装配的终端,起结构形式取决于机器的用途。
例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。
传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。
例如:金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。
机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。
2.决定机器好坏的关键是哪个阶段?答:设计阶段3.机械零件的失效形式有哪些?答:(一)整体断裂(二)过大的残余变形(三)零件的表面破坏(四)破坏正常工作条件引起的失效4.常规的机械零件设计方法有哪些?答:(一)理论设计(二)经验设计(三)模型试验设计5.机械零件的理论设计有哪几种?答:设计计算校核计算6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力?答:接触应力为:脉动循环变应力弯曲应力为:对称循环变应力7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述?答:可用最大应力maxσ,应力循环次数N,应力比maxminσσσ=来描述。
8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力?答:r=-1代表对称循环变应力,r=0脉动循环变应力,r=1静应力。
9.在循环变应力作用下,影响疲劳强度的最主要因素?答:应力幅。
10.疲劳曲线有哪两种?如何定义?σ-N疲劳曲线,等寿命疲劳曲线。
σ-N疲劳曲线:在各种循环作用次数N下的极限应力,以横坐标为作用次数N、纵坐标为极限应力,绘成而成的曲线。
等寿命疲劳曲线:在一定的应力循环次数N下,疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。
11.σ-N曲线中,我们把曲线分成了那几段?各有什么特点?分为ABBCCD三段。
机械设计简答题1、螺纹联接为什么要防松,防松方法有几种?各举两例。
【答案】螺纹联接在冲击、振动和变载作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,联接仍有可能松脱;温度变化较大而联接件与被联接件的温变差异较大时,联接也可能松脱。
因此在设计时,就应考虑防松。
防松方法一般有三类:第一类:摩擦力防松,例如弹簧垫圈,双螺母等。
第二类:机械防松,例如槽形螺母和开口销、止动垫圈等。
第三类:其它方法防松(破坏防松),例如冲击法、粘合法。
2、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的?它们分别对带传动有何影响?【答案】(1)弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同,因而弹性变形也不等,从而造成带与带轮之间的微量滑动,称为弹性滑动,它是带传动正常工作的固有特性。
打滑是由于随着有效拉力增大,弹性滑动的区段也将扩大,当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧,带的有效拉力达到最大值,如果工作载荷进一步增大,带与带轮间将发生显著的相对滑动,这称为打滑。
打滑是带传动的失效形式之一。
(2)弹性滑动造成带传动的传动比不为常数,它是不可避免的。
打滑使带的磨损加剧,从动轮的转速急剧降低,甚至使传动失效,它是应当避免的。
(2)自动张紧装置。
(3)采用张紧轮的装置。
4、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响?【答案】链轮齿数少,可以减小带传动的外廓尺寸,但是过小将导致:(1)传动的不均匀性和动载荷增加;(2)链条进入和退出啮合时,链节间的相对转角增大,使铰链的磨损加剧;(3)链传动的圆周力增大,从而加速了链条和链轮的损坏。
1.螺栓的主要失效形式有哪些?螺纹联接根据载荷性质不同,其失效形式也不同:受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断;受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂;对于受横向载荷的铰制孔用螺栓联接,其失效形式主要为螺栓杆剪断,栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏;如果螺纹精度低或联接时常装拆,很可能发生滑扣现象。
2.为什么螺纹联接常需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施?一般螺纹连接能满足自锁条件而不会自动松脱,但在受振动或冲击载荷下,或是温度变化较大时,连接螺母可能会逐渐松动。
螺纹松动的主要原因是螺纹副之间的相对转动造成的,因此在实际设计时,必须采用防松措施。
防松的实质:防止螺纹副间的相对转动。
methods:摩擦,机械,破环螺栓副防松。
提高螺栓联接强度的措施有哪些?(1)改善载荷在螺纹牙间的分配,如:环槽螺母,目的是使载荷上移悬置螺母,使螺杆螺母都受拉。
(2)减小螺栓的应力幅,如采用柔性螺栓,目的是减小联接件的刚度。
(3)减小应力集中,如采用较大的过渡圆角或卸荷结构。
(4)避免附加弯曲应力,如采用凸台和沉头座。
(5)采用合理的制造工艺,如:滚压、表面硬化处理等。
带传动的设计准则是什么在不打滑前提下保证带具有一定的疲劳强度。
5.带传动的弹性滑动与打滑有何区别?设计V带传动时,为什么要限制小带轮的直径d1min?弹性滑动是带传动的固有特性,是不可避免的。
当具备1.存在拉力差;2.(带)具有弹性体;两个条件时就会发生弹性滑动现象打滑是由于过载造成的,时一种失效形式,是可以避免的,而且必须避免打滑发生在小带轮上原因:外载越大,两边的拉力差就越大,就导致弹性滑动区增大,当包角内都发生弹性滑动现象时就发生打滑现象弹性滑动是量变,打滑是质变。
小轮直径小,包角小,摩擦接触面积小,容易打滑。
摩擦力和负载的比较6.带传动弹性滑动和打滑又使传动产生什么影响?打滑先发生在哪个带轮上?为什么?产生:带传动中,由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动产生。
间答题120题(18+17+17+18+6+9+7+16+12)=120齿轮传动(18)(6)+12=181.一对标准齿轮传动设计成高度变位齿轮传动,这对轮齿的弯曲强度和接触强度有什么影响为什么答:高度变位齿轮传动,可增加小齿轮的齿根厚度,提高其弯曲强度,因大、小齿轮相比,小齿轮的乘积较大、齿根弯曲应力大,所以高度变位(小齿轮正变位、大齿轮负变位)可实现等弯曲强度,从而提高传动的弯曲强度。
高度变位对接触强度无影响。
2.一对大、小圆柱齿轮传动,其传动比i=2,其齿面啮合处的接触应力是否相等?为什么?当两轮的材料热处理硬度均相同,且小轮的应力循环次数N1=106 而上述参量两个齿轮是相等的,因此,两个齿轮的接触应力是相等的。 (2)两个齿轮的许用接触应力是不相等的;因小齿轮的应力循环次N1>N2,齿轮寿命系数ZN1<ZN2,所以小轮的许用接触应力较小。 3.齿轮传动有哪些设计理论?各针对的是哪些失效形式?答:主要有齿面接触疲劳强度设计,针对齿面疲劳点蚀失效;齿根弯曲疲劳强度设计,针对疲劳折断失效形式。 此外还有抗胶合能力设计,针对齿面胶合失效;静强度设计,针对短期过载折断和塑性变形失效。 4.设计一对圆柱齿轮传动时,大、小齿轮齿宽的确定原则是什么?为什么?答:齿轮越宽,轮齿的承载能力越强;但齿轮的宽度过大,将增加载荷沿齿宽分布的不均匀性。 齿轮轴支承相对齿轮对称布置时,齿宽可选大些,软齿面齿轮宽度也可选大些。 5.分析齿轮产生齿面磨损的主要原因,防止磨损失效的最有效办法是什么?答:在齿轮传动中,当落入磨料性物质时,轮齿工作表面会出现磨损,而且轮齿表面粗糙也会引起磨损失效,它是开式齿轮传动的主要失效形式。 机械设计基础简答题及答案机械设计基础的知识大家了解多少呢下面是小编整理的机械设计基础简答题及答案,欢迎大家阅读参考。 1、若轴的强度不足或刚度不足时,科分别采取哪些措施?1轴的强度不足时,可采取增大轴的截面积;改变材料类型;合理布置轴上零件;改进轴的结构;增大过渡圆角半径和用于开卸载槽等方法降低过盈配合处的应力集中程度;改进轴的表面质量等措施。 2轴的刚度不足时,可采取增大轴的截面面积;改变轴的结构等措施。 2、蜗杆传动的热平衡核算不满足要求时,可以采取哪些措施?1增加散热面积(加散热片)2轴端加风扇3油池中装冷却水管4循环油冷却3、闭式软齿面齿轮传动中,当d1一定时,如何选择Z1?并详述理由。 在满足弯曲强度的条件下,尽量选较多的Z1。 因齿面主要失效形式是接触疲劳,而接触疲劳强度只与m和z的乘积d1成正比,而与m无关,在d1一定时,较多的z1,可提高重合度,提高传动平稳性,减少金属切削量,降低制造费用,减少滑动速度,减少磨损和胶合。 4、带传动的主要失效形式打滑和疲劳破坏弹性滑动:带在正常工作时,由于紧边和松边拉力的影响,使带的弹性变化率发生变化,引起带和带轮的微量滑动。 打滑是皮带和带轮间的大量滑动,弹性滑动不能避免。 5、螺纹自锁?为什么还要防松?防松装置?原因:在冲击,振动和变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失,这种现象多次重复出现,就会使连接松脱。 防松装置:对顶螺母,弹簧垫圈,自锁螺母,止动垫圈,串联钢丝等6、带传动弹性滑动和打滑时如何发生的?二者是否能避免?对带传动各产生什么影响?带传动在正常工作时,由于紧边和松边拉力影响,使带的弹性变形率发生变化,从而引起带和带轮间产生微量滑动,称为弹性滑动。 若弹性滑动发生在带轮的整个包角上,即产生打滑。 弹性滑动不可避免,打滑应该避免!弹性滑动将使从动轮的转速低于主动轮的转速。 打滑使带传动失效!7、闭式软齿面齿轮传动中,最主要的失效形式是什么?通常首先出现在齿廓的什么位置?为什么?最主要的失效形式是:齿面点蚀,通常出现在靠近齿根的节线位置,因为节线处同时啮合的齿对数少,接触应力较大,并且此处相对滑动速度低,润滑油膜不易形成!8、提高机械零件疲劳强度的措施:1尽可能降低零件上的应力集中的影响2选用疲劳强度高的材料和规定3提高零件的表面质量4减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸9、提高螺纹连接强度的措施:1降低影响螺栓疲劳强度的应力幅2改善螺纹牙上载荷布不均的现象3减小应力集中的影响4采用合理的制造工艺方法10、齿轮传动的主要特点有:1效率高2结构紧凑3工作可靠4传动比稳定11齿轮的失效形式: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12、何谓滚动轴承的基本寿命?何谓滚动轴承的基本额定动载荷?一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,将其可靠度为90%时的寿命作为标准寿命,即按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数(以106转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做轴承的基本寿命。 连接问答题1.常用螺纹的类型主要有哪些?答:普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。 2.哪些螺纹主要用于连接?哪些螺纹主要用于传动?答:普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于连接。 梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。 3.螺纹连接的基本类型有哪些?答:螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。 其它还有地脚螺栓连接、吊环螺钉连接和T型槽螺栓连接等。 4.螺纹连接预紧的目的是什么?答:预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。 5.螺纹连接防松的方法按工作原理可分为哪几种?答:摩擦防松、机械防松(正接锁住)和铆冲防松(破坏螺纹副关系)等。 6.受拉螺栓的主要破坏形式是什么?答:静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。 变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。 7.受剪螺栓的主要破坏形式是什么?答:螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。 8.为了提高螺栓的疲劳强度,在螺栓的最大应力一定时,可采取哪些措施来降低应力幅?并举出三个结构例子。 答:可采取减小螺栓刚度或增大被连接件刚度的方法来降低应力幅。 1)适当增加螺栓的长度;2)采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓;3)在螺母下面安装弹性元件。 9.螺纹连接设计时均已满足自锁条件,为什么设计时还必须采取有效的防松措施?答:在静载荷及工作温度变化不大时,连接一般不会自动松脱。 但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成连接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生连接松脱。 10.横向载荷作用下的普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接两者承受横向载荷的机理有何不同?当横向载荷相同时,两种答:前者靠预紧力作用,在接合面间产生的摩擦力来承受横向力;后者靠螺栓和被连接件的剪切和挤压来承载。 前者由于靠摩擦传力,所需的预紧力很大,为横向载荷的很多倍,螺栓直径也较大。 11.承受预紧力F0和工作拉力F的紧螺栓连接,螺栓所受的总拉力F2是否等于F0+F?为什么?答:不等于。 轴承:1.对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”答:两端固定支承即为轴上的两个轴承中,一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动,另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动,两个轴承的固定共同限制轴的双向串动.2。 (3分)轴承的基本额定动负荷的方向,对于向心轴承为径向载荷(1分),对于推力轴承为中心轴向载荷(1分),对于角接触向心轴承为载荷的径向分量(1分).3.简述形成稳定动压油膜的条件?答:1)两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙;2)两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油;3)两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度.4.解释名词;滚动轴承的寿命;滚动轴承的基本额定动载荷。 答:1)滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体,任一元件出现疲劳点蚀之前,两套圈之间的相对运转总转数.也可用恒定转速下的运转小时数表示;2)基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷.5.滚动轴承的当量静载荷P0的定义。 当量静载荷是一个假想载荷,其作用方向与基本额定静负荷相同,而在当量静载荷作用下,轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。 5)滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。 6)起动摩擦阻力较大。 7、按照摩擦界面的润滑状态,可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。 1、提高机械零件疲劳强度的措施。 (1)尽可能降低零件上的应力集中的影响。 (2)选用强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺。 (3)提高零件的表面质量(4)尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸。 2、常用螺纹有哪几种类型?各用于什么场合?对连接螺纹和传动螺纹的要求有何不同?答:常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 前两种螺纹主要用于连接,后三种螺纹主要用于传动。 对连接螺纹的要求是自锁性好,有足够的连接强度;对传动螺纹的要求是传动精度高,效率高,以及具有足够的强度和耐磨性。 3、连接螺纹都具有良好的自锁性,为什么有时还需要防松装置?答:在冲击振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失,这种现象多次重复后会使连接松脱,在高温或温度变化大的情况下,由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松驰,会使预紧力和摩擦力逐渐减小,最终将导致连接失效,所以要防松装置。 4、预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。 5、带传动中的弹性滑动是如何发生的?打滑又是如何发生的?两者有何区别?对带传动各产生什么影响?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?答:在带传动中,带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的,是带在轮上的局部滑动,弹性滑动是带传动所固有的,是不可避免的。 弹性滑动使带传动的传动比增大。 当带传动的负载过大,超过带与轮间的最大摩擦力时,将发生打滑,打滑时带在轮上全面滑动,打滑是带传动的一种失效形式,是可以避免的。 打滑首先发生在小带轮上,因为小带轮上带的包角小,带与轮间所能产生的最大摩擦力较小。 6、在设计带传动时,为什么要限制小带轮最小基准直径和带的最小、最大速度?答:小带轮的基准直径过小,将使V带在小带轮上的弯曲应力过大,使带的使用寿命下降。 小带轮的基准直径过小,也使得带传递的功率过小,带的传动能力没有得到充分利用,是一种不合理的设计。 1-4总论4.何为互换性?互换性在机械制造业中的作用是什么?答:互换性指在机械和仪器制造工业中,在同一规格的一批零件或部件中,任取其一,不需要任何挑选或附加修配就能装在机器上,达到规定的性能要求。 互换性在机械制造业中的作用:从使用方面看,当零件损坏以后,可以用同样规格的零件换上,快速简单;装配时,不需要辅助加工和修配,故能减轻装配工人的劳动强度,缩短装配周期,并且可使装配工人按流水作业方式进行工作,以致进行自动装配,从而大大提高效率。 5螺纹1.常用螺纹的类型主要有哪些?答:普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。 2.哪些螺纹主要用于联接?哪些螺纹主要用于传动?答:普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。 3.螺纹联接的基本类型有哪些?答:螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。 其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T型槽螺栓联接等。 4.螺纹联接预紧的目的是什么?答:预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性,以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。 5.螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种?答:摩擦防松、机械防松(正接锁住)和铆冲防松(破坏螺纹副关系)等。 6.受拉螺栓的主要破坏形式是什么?答:静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。 7.受剪螺栓的主要破坏形式是什么?答:螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。 8.为了提高螺栓的疲劳强度,在螺栓的最大应力一定时,可采取哪些措施来降低应力幅?并举出三个结构例子。 答:可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。 9.螺纹联接设计时均已满足自锁条件,为什么设计时还必须采取有效的防松措施?答:在静载荷及工作温度变化不大时,联接一般不会自动松脱。 1.如图所示,采用张紧轮将带张紧,小带轮为主动轮。 在图a、b、c、d、e、f、g和h所示的八种张紧轮的布置方式中,指出哪些是合理的,哪些是不合理的?为什么?(注:最小轮为张紧轮)答:(1)张紧轮一般应放在松边内侧,使带只受单向弯曲(避免了反向弯曲降低带的寿命)。 同时张紧轮还应尽量靠近大轮,以免过分影响带在小轮上的包角。 故图a、b、c、d四种布置中,图b最合理。 (2)此外,张紧轮也宜安装于松边外侧并靠近小带轮,这样可增大包角。 故图e、f、g、h四种布置中,图e最合理。 1.简述带的弹性滑动现象及成因。 答:带传动中,由于皮带的弹性变形及紧边和松边的拉力差引起的带与带轮之间的相对滑动叫做弹性滑动。 带的弹性滑动是除同步带以外的带传动都具有的固有特性,原因是皮带的松边和紧边的拉力不同,而两个变形长度就不一样了,所以就会有弹性滑动来过渡。 会造成传动比不恒定的问题。 2.比较带的弹性滑动和打滑弹性滑动是皮带的固有性质,不可避免。 弹性滑动的负面影响,包括造成传动比不准确、传动效率较低、使带温升高、加速带的磨损等。 带传动中,存在弹性打滑,当工作载荷进一步加大时,弹性滑动的发生区域(即弹性弧)将扩大到整个接触弧,此时就会发生打滑。 在带传动中,应该尽量避免打滑的出现。 打滑现象的负面影响:导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效。 打滑现象的好处在于:过载保护,即当高速端出现异常(比如异常增速),可以使低速端停止工作,保护相应的传动件及设备。 3.设计V带传动时,为什么要限制小带轮的?答:带的弯曲应力与带轮的直径成反比,带轮直径越小其弯曲应力越大,设计V带传动时,限制小带轮的是为了避免带工作过程中的弯曲应力过大。 4.什么是带传动的滑动率?滑动率如何计算?答:由于弹性滑动引起带传动中从动轮圆周速度低于主动轮轮圆速度,其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率,用表示。 〔2分〕其中:v1为主动轮转速;v2为从动轮转速。 〔2分〕5.什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象?可否避免?它对带传动有何影响?答:由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动2分)。 机械设计基础问答题简答题答案第一篇:机械设计基础问答题简答题答案1.试述齿廓啮合基本定律。 1.所谓齿廓啮合基本定律是指:作平面啮合的一对齿廓,它们的瞬时接触点的公法线,必于两齿轮的连心线交于相应的节点C,该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 2.试述螺纹联接防松的方法。 2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有:弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有:开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有:冲点法、端焊法、黏结法。 3.试分析影响带传动承载能力的因素?3.初拉力Fo包角a摩擦系数f带的单位长度质量q速度v.4.简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种?螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接.提高螺栓联接强度的措施有哪些?降低螺栓总拉伸载荷的变化范围;改善螺纹牙间的载荷分布;减小应力集中;避免或减小附加应力。 6.滚动轴承的基本类型有哪些?调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。 1.简述轮齿的失效形式主要有哪五种?轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形3.试说明滚动轴承代号6308的含义。 .6─深沟球轴承3─中系列08─内径d=40mm公差等级为0级游隙组为0组4.简述联轴器的分类及各自的特点。 联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。 刚性联轴器又分为固定式和可移式。 固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移。 可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。 弹性联轴器包含弹性元件,能补偿两轴的相对位移,并具有吸收振动和缓和冲击的能力5.常用的螺纹紧固件有哪些?常用的螺纹紧固件品种很多,包括螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。 6说出凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合。 答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律);等速运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场合;等加速等减速运动规律有柔性冲击,用于中低速的场合;简谐运动规律(余弦加速度运动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于高速场合7说明带的弹性滑动与打滑的区别。 3-9弯曲疲劳极限的综合影响系数Kδ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有什么影响?答:在对称循环时,Kδ是试件的与零件的疲劳极限的比值;在不对称循环时,Kδ是试件的与零件的极限应力幅的比值。 Kδ与零件的有效应力集中系数ζkδ、尺寸系数εδ、表面质量系数βδ和强化系数βq有关。 Kδ对零件的疲劳强度有影响,对零件的静强度没有影响。 3-10零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等疲劳曲线有何区别?在相同的应力变化规律下,零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么?答:区别在于零件的等寿命疲劳曲线相对于试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离(不是平行下移)。 在相同的应力变化规律下,两者的失效形式通常是相同的,如图中m1′和m2′。 但两者的失效形式也有可能不同,如图中n1′和n2′。 这是由于Kδ的影响,使得在极限应力线图中零件发生疲劳破坏的范围增大。 3-11试说明承受循环变应力的机械零件,各在什么情况下按静强度条件和疲劳强度条件计算?承受循环变应力的机械零件,当应力循环次数小于1000时,应按静强度条件计算;当应力循环次数大于1000时,在一定的应力变化规律下,如果极限应力点落在极限应力线图中的屈服曲线GC上时,也应按静强度条件计算;如果极限应力点落在极限应力线图中的疲劳曲线AG上时,则应按疲劳强度条件计算3-12在单向稳定应变应力下工作的零件,如何确定其极限应力答:在单向稳定变应力下工作的零件,应当在零件的极限应力线图中,根据零件的应力变化规律,由计算的方法或由作图的方法确定其极限应3-15影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳强度的措施有哪些?影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件的应力集中大小,零件的尺寸,零件的表面质量以及零件的强化方式。 提高的措施是:1)降低零件应力集中的影响;2)提高零件的表面质量;3)对零件进行热处理和强化处理;4)选用疲劳强度高的材料;5)尽可能地减少或消除零件表面的初始裂纹等。 在AB段,是材料发生破坏的最大应力值基本不变。 在BC段,材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。 在CD段,材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处?静强度设计是和屈服强度做比较,疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 13.简述疲劳损伤线性积累假说的内容?在规律性变幅循环应力作用下,各应力对材料造成的损伤是独立进行的,并可以线性地累积成总损伤,当各应力的寿命损伤率之和等于1时,材料将会发生疲劳。 14.摩擦状态有哪几种?各自的特点?答:4种;分类和各自特点如下:(1)干摩擦——表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦;(2)边界摩擦——运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附能力;(3)混合摩擦——摩擦表面处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态;(4)流体摩擦——运动副的摩擦表面被流体膜隔开,摩擦性质取决于流体内部分子粘性阻力。 15.机械中的磨损主要的类型有哪些?(1)根据磨损机理分类——一、粘性磨损(金属摩擦副之间最普遍的磨损形式)二、磨粒磨损三、疲劳磨损(即疲劳点蚀)四、流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损(冲蚀磨损)五、机械化学磨损(腐蚀磨损)六、微动磨损(微动损伤)(2)根据磨损表面外观的描述——点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损。 16、润滑油的动力粘度、运动粘度如何定义?答:动力粘度-----用液体流动(此处应为“润滑油流动”)时所产生的内摩擦力大小来表示的黏度(《液压与液力传动》P15)运动粘度-----流体的动力粘度与同温度下该流体密度的比值。 17.润滑剂的分类?答:(一)气体润滑剂(如:空气);(二)液体润滑剂(主要是润滑油);(三)固体润滑剂(任何可以形成固体膜以减少摩擦阻力的物质,如:石墨);(四)半固体润滑剂(主要是润滑脂);18.正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段?请画图表示。 答:(一)磨合阶段(二)稳定磨损阶段(三)剧烈磨损阶段19.按照摩擦面间的润滑状态不同,滑动摩擦可分为哪几种?答:(一)干摩擦(纯金属接触、表面间无任何润滑剂或保护膜;不允许出现)(二)边界摩擦(三)液体摩擦(四)混合摩擦20:螺栓的拧紧力矩是多少?答:T≈0.2Fd(F:预紧力,d:公称直径)21:螺栓连接有哪些连接方式?各自特点?(1)螺栓连接(适用场合:被连接件较薄且需经常拆装):①普通螺栓连接:被连接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙②铰制孔用螺栓连接:被连接件上的通孔和螺栓杆间无间隙(2)双头螺柱连接:(适用场合:被连接件之一较厚且无需经常拆装):拆卸时无需拆下螺柱,可避免被连接件螺纹孔磨损失效;但螺柱须拧紧以保证松开螺母时双头螺柱在螺孔中不会转动。 (3)螺钉连接:(适用场合:连接件之一较厚且需经常拆装)(4)紧定螺钉连接:(适用场合:需固定零件相对位置或需传递的力和转矩较小)利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面或顶入相应的凹坑中以固定两个零件的相对位置,并可传递不大的力或转矩。 22:螺纹的自锁条件?怎样增加其自锁性能?螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角。 尽量降低螺分力纹升角(升角越小,沿螺纹面方向的分力越小,垂直于螺纹面方向的越大即摩擦力越大)23.普通螺纹参数?三个直径的区别与应用?答:普通螺纹参数有:(1)大径d;(2)小径d1;(3)中径d2;(4)线数n;(5)螺距P;(6)导程nP;(7)螺纹升角φ;(8)牙型角α;(9)接触高度h;三个直径的区别和应用:(1)大径:螺纹的最大直径,即公称直径;(2)小径:螺纹的最小直径,在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径;(3)中径:即通过螺纹轴向截面内牙型上的沟槽和凸起宽度相等处的假想圆柱的直径;用于螺纹几何参数和配合性质24.螺纹的分类?答:(1)按螺纹分布的部位分:外螺纹、内螺纹;(2)按螺旋线绕行方向分:左旋螺纹、右旋螺纹(较常用);(3)按螺纹母体形状分:圆柱螺纹(用于一般连接和传动)、圆锥螺纹(主要用于管连接);(4)按单位分:米制螺纹、英制螺纹;(5)按牙型分:普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹等(其中前两种主要用于连接,后三种主要用于传动,且除矩形螺纹外,其余都以标准化)24.试画出普通三角螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的牙型,并标注牙型角的大小。 普通三角螺纹:梯形螺纹:锯齿形螺纹:25.螺纹连接的主要失效形式和计算准则是什么?答:(1)对受拉螺栓:主要失效形式:螺栓杆螺纹部分发生断裂,设计准则:保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度;(2)对受剪螺栓:主要失效形式:螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断;设计准则:保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度(其中连接的挤压强度对连接的可靠性起决定性的作用)。 26.螺纹防松的基本原理有哪几种?答:3种:(1)摩擦防松(如:对顶螺母、弹簧垫圈);(2)机械防松(如:开口销与六角开槽螺母、串联钢丝);(3)破坏螺旋副运动关系的防松(如:冲点、涂胶粘剂)。 28、何为松螺栓连接?何为紧螺栓连接他们的强度计算方法有何区别?答:松螺栓连接:装配时不需要将螺母拧紧,在承受工作载荷前,处有关零件的自重外,连接并不受力;紧螺栓连接:装配时需要拧紧,在工作状态下可能还需要补充拧紧,这事螺栓除受轴向拉力外,还收到螺纹力矩引起的扭切应力。 29、试指出普通螺栓连接,双头螺栓连接和螺钉连接的结构特点,各用在什么场合?答:螺栓连接无须在被连接件上切制螺纹孔,所以结构简单,装拆方便,应用广泛。 这种连接通用于被连接件不太厚并能从被连接件两边进行装配的场合;双头螺柱连接是将双头螺柱的一端旋紧在被连接件之一的螺纹孔中,另一端则穿过其余被连接件的通孔,然后拧紧螺母,将被连接件连接起来。 这种连接通用于被连接件之一太厚,不能采用螺栓连接或希望连接结构较紧凑,且需经常装拆的场合;螺钉连接是将螺钉穿过一被连接件的通孔,然后旋入另一被连接件的螺纹孔中。 这种连接不用螺母,有光整的外露表面。 它适用于被连接件之一太厚且不经常装拆的场合。 30、螺旋副的传动效率如何计算?答:螺母旋转一周的输入功为,此时螺母上升一个导程s。 其中有效功为SFWQ=2。 因此螺旋传动效率为:)tan(tan2112ρθθπ+===ΦTSFWWQ当螺母反转一周时,输入功SFWQ=1,输出功,此时螺旋副效率为)tan()tan(2112θρθπ-===ΦTSFWWQ答;螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。 预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度,增强连接的紧密性和刚性。 32、常用的控制螺纹连接预紧力的方法是怎么样的?借助什么样的工具来实现?答:力矩法、螺母转角法、螺栓预伸长法、特殊垫圈法;使用测力矩扳手,定力矩扳手;33、螺纹连接为什么要防松?防松的根本问题是什么?答:螺栓连接一旦出现松脱,轻者会影响机器的正常运转,重者会造成严重的事故。 34、对承受横向载荷或转矩的紧螺栓连接采用普通螺栓时,强度计算公式中轴向载荷为什么按预紧力的1.3倍来计算?答:考虑了扭转切应力的影响。 35、对于受变载荷作用的螺栓连接,可采用哪些措施来减小螺栓的应力幅?答:考虑用各种减载零件来承担横向工作载荷,如减载销、减载套筒、减载键。 36、普通平键连接的主要失效形式是什么?如经校核发现强度不够时,应采取哪些措施?答:被工作面压溃;如果强度不够,则可以采用双键,两个平键最好布置在沿周向相隔0180。 强度按1.5个键计算。 38、半圆键和普通平键相比,有什么优缺点适用于什么场合?答:优点:工艺性较好,装配方便,尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。 缺点:轴槽较深,对轴的强度削弱较大;一般只用于轻载静联接中。 39、键的连接作用是什么?答:用来实现轴与轮毂之间的轴向固定以传递转矩;实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 41、平键可分为哪四种?答:普通平键、薄型平键、导向平键、滑键。 42、普通平键,导向平键连接的主要失效形式分别是什么?答:普通平键用于静连接,主要失效形式是键、轴槽、和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。 极个别情况也有的被剪断;导向平键用于动连接,导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损。 43、设计平键连接时,键的尺寸如何确定?答:答:按符合标准规格和强度要求来取定。 键的截面尺寸b*h由键的标准中选定,键的长度L一般可按轮毂的长度而定,而导向平键则按轮毂的长度及其滑移距离而定。