机械设计考试围内全部简答题
机械设计考试范围内全部简答题
第1章平面机构
3．什么叫运动副？常见的运动副有哪几种？它们之间有什么区别？
运动副是使两构件直接接触而又彼此有一定相对运动的联接。常见的运动副有低副和高副。低副为面接触，包括转动副和移动副；高副为点或线接触，包括凸轮副、齿轮副等。
4．什么叫平面机构？平面机构具有确定运动的条件是什么？
若机构中的所有活动构件都在同一或彼此互相平行的平面内运动，这样的机构称为平面机构。平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数目等于其原动件的数目。
第2章平面连杆机构
1．什么是连杆机构的急回运动？什么情况下会出现急回运动？
当连杆机构的曲柄作主动件并匀速回转时，从动件回程速度高于其工作行程的速度，这种现象称为连杆机构的急回运动。
从动件处于其行程的两极限位置时，主动件曲柄对应的两位置线之间所夹的锐角叫做极位夹角。极位夹角大于（或不为）零即可产生急回运动。
2．什么是平面连杆机构的压力角、传动角？这两个参数的大小对传动有何影响？
平面连杆机构的压力角是从动件受力方向线与其受力点速度方向线之间所夹的锐角；传动角是压力角的余角。
压力角越小（传动角越大），传动就越省力；反之就越费力，甚至造成机构自锁。
3．什么是平面连杆机构的死点位置？何种情况下会出现死点位置？
平面连杆机构当其连杆（或其它直接带动从动件的构件）与从动件处于共线位置时，因为传动角为0°，无论施加多大的力，机构均不能运动。这时机构所处的位置就是死点位置。
4．什么叫曲柄、连杆和摇杆？
能整周转动的连架杆称为曲柄；只能往复摆动的连架杆称为摇杆；不与机架相连，作平面一般运动的杆状构件称为连杆。
5．铰链四杆机构和含有一个移动副的平面四杆机构有哪些基本类型？（各列举3种以上即可）
铰链四杆机构的基本类型包括：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
含有一个移动副的平面四杆机构的基本类型包括：曲柄滑块机构、偏心轮滑块机构、转（摆）动导杆机构、曲柄摇块机构、定块机构、
第3章凸轮机构
1．按照从动件的型式，凸轮机构可分为哪些类型？各有什么特点？适用于什么场合？
可以分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件三种类型。
尖顶从动件可以实现任意预期的运动规律，但容易磨损，适用于低速轻载的场合。
滚子从动件磨损较小，传递动力较大，应用广泛。
平底从动件容易与凸轮轮廓曲面间形成动压油膜，摩擦小，通常压力角为0°，传动效率高，适用于高速场合。
第4章螺纹联接
3．螺栓、双头螺柱、螺钉各适用于什么场合？紧定螺钉有什么作用？
螺栓通常用于被联接件厚度较小的场合；双头螺柱多用于被联接件之一厚度较大，需要经常拆装的场合；联接螺钉适用于被联接件之一厚度较大，不经常拆装的场合；紧定螺钉用来在受力不大的情况下固定零件的相对位置，如轴上零件的轮毂与轴之间的固定等。
4．螺旋副的效率与哪些参数有关？为什么传动用的螺纹采用矩形、梯形、锯齿形螺纹？
根据公式η=tanψ/tan(ψ+ρ′) ，螺旋副的效率与螺纹升角ψ和当量摩擦角ρ′有关；螺纹升角ψ越大（在实用值范围内），当量摩擦角ρ′越小，效率就越高。
由于ψ= arctan( nP/πd2)，ρ′= arctan( f /cosβ)，所以增加线数n，减小摩擦系数f和牙侧角β，都会使效率提高。
矩形、梯形、锯齿形螺纹的牙侧角β较小（分别为0°、15°和3°），故在其它条件相同时其β较小，ρ′较小，螺旋副的效率η较高，多用于传动。
5．螺旋副的自锁条件是什么？为什么联接用的螺纹都是三角形螺纹？
螺旋副的自锁条件是ψ≤ρ′。其中螺纹升角ψ= arctan( nP/πd2)，当量摩擦角ρ′= arctan( f/cosβ)。螺纹升角ψ越小，当量摩擦角ρ′越大，自锁性能就越好。
由于三角形螺纹的牙侧角β较大（30°），故在其它条件相同时其当量摩擦角ρ′较大，所以多用于联接。
7．螺纹联接在什么场合下会出现松脱？常用哪些防松方法和装置？
一般情况下，螺纹联接满足自锁条件。但在变载荷、振动、局部受热膨胀等作用下会出现松脱。
常用的防松方法和装置有：
（1）利用附加摩擦力防松：弹簧垫圈、对顶螺母、锁紧螺母等；
（2）采用用专门防松元件防松：槽形螺母与开口销、止动垫片、圆螺母与止退垫圈、串联金属丝等；
（3）不可拆防松：粘合、冲点、点焊等。
8．如何判别左旋螺纹和右旋螺纹？机械中经常使用的是哪一种旋向的螺纹？
若将螺纹轴线竖直放置，左旋螺纹的螺旋线自右向左升高，右旋螺纹则自左向右升高。
机械中经常使用的是右旋螺纹。
9．松螺栓联接和紧螺栓联接的主要区别是什么？
松螺栓联接和紧螺栓联接的主要区别是：后者在装配时须施加预紧力拧紧，螺栓除了承受拉应力以外，通常还受扭剪应力的作用。
10．常用的提高螺栓联接疲劳强度的措施有哪些？（列举4种以上即可）
常用的提高螺栓联接疲劳强度的措施有：
（1）增加被联接件的刚度（采用刚性结构，密封垫置于槽内）；
（2）减少螺栓的刚度（加长、减小光径、空心）；
（3）改善螺纹牙间的载荷分布（采用悬置螺母或环槽螺母）；
（4）减少应力集中（加大过渡圆角，采用减载槽）；
（5）增大预紧力；
（6）采用特殊工艺制造螺栓（全纤维锻或冷镦螺栓头部、滚制螺纹、喷丸处理、氮化、氰化）；
（7）避免螺栓的附加应力（凸台、沉头座、专用垫片、液力拉伸器装拆等）。
第5章带传动及链传动
1．带传动一般应放在高速级还是低速级，为什么？
带传动一般应放在高速级。
因为在传动功率一定的情况下，高速级转矩（或圆周力）较小，较易发生振动。带传动放在高速级恰好发挥了其缓冲吸振的优点而避免了其传力较小的缺点。
2．试说明带传动中的紧边拉力F1、松边拉力F2和有效拉力F及张紧力F0之间的关系。
F1 = F2ef′α1
F = F1－F2
2F0 = F1 + F2
6．带传动的主要失效形式有哪些？带传动的设计准则是什么？
带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。
带传动的设计准则是：传动带在工作中不发生打滑且有足够的疲劳寿命。
7．带传动为什么必须安装张紧装置？常用的张紧装置有哪些类型？
带并非完全弹性体，工作一段时间后会发生松弛，使传动能力下降，所以带传动必须安装张紧装置。
常用的张紧装置的型式有：
（1）调中心距：将装有小带轮的电动机安装在带有T型槽的基板或摆架上，通过调整螺旋或重力张紧；
（2）张紧轮：装于松边内侧靠近大带轮处，通过调整螺旋或重力张紧。
10．带传动中弹性滑动是怎样产生的？造成什么后果？
带传动中弹性滑动是由于带工作时紧边与松边之间的拉力差以及由此引起的带本身的弹性变形的变化所造成的，是不可避免的，其大小随工况变化而变化。
弹性滑动造成的后果是带传动的瞬时传动比不准确，不能应用于精密传动。
11．带传动中打滑是怎样产生的？打滑的有害和有利方面各是什么？
当带动负载所需的圆周力超过带与带轮间的极限摩擦力时，带传动发生打滑。
打滑的有害方面是带磨损加剧，功率损耗大，传动比不准，甚至丧失传动能力；有利方面是可以实现过载保护。
第6章齿轮机构与齿轮传动
1．一对齿轮的齿廓曲线应当满足什么条件才能保证其瞬时传动比为常数？
为了保证一对齿轮啮合时瞬时传动比为常数，其齿廓曲线必须满足：
无论一对齿廓在任何位置接触（啮合），过接触点所作的齿廓公法线必须通过两齿轮轴心连线上的固定点C（节点）。
6．什么叫渐开线齿廓的压力角？齿轮齿廓上什么圆上的压力角最大？什么圆上的压力角最小？什么圆上的压力角为标准值？
渐开线齿廓上某点的的法线方向与该点速度方向之间所夹的锐角称为渐开线齿廓上该点的压力角。
齿轮齿廓上齿顶圆上的压力角最大，基圆上（或齿根过渡圆弧与渐开线齿廓相切点处）的压力角最小，分度圆上的压力角为标准值。
10．用范成法加工渐开线齿轮时，在什么情况下会发生根切现象？发生根切的齿轮将引起什么不良后果？
用范成法加工渐开线齿轮时，在齿数较少（对于标准齿轮，z min = 17）的情况下会发生根切现象。
根切的原因是范成法加工时刀具的齿顶线超过啮合极限点N1。
发生根切的齿轮轮齿根部被削弱，弯曲强度下降，重合度减小。
12．齿轮常见的失效形式有哪些？在设计和维护中应该怎样防止这些失效？
齿轮常见的失效形式有5种：
（1）断齿（由过载或疲劳引起）：弯曲强度计算，防止冲击过载；
（2）齿面疲劳点蚀：接触强度计算，提高齿面硬度；
（3）齿面磨损：良好润滑，开式传动适当加大模数；
（4）齿面胶合：提高齿面硬度，降低粗糙度，两轮不同材质，低速用高粘度滑油，高速滑油加抗胶合添加剂，必要时胶合计算；
（5）齿面塑性变形：用高粘度滑油，提高齿面硬度。
15．直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的正确啮合条件是什么？
直齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮模数m和压力角α分别相等。
斜齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮法向模数m n和法向压力角αn分别相等，螺旋角β1 =±β2（±对应内、外啮合）
直齿圆锥齿轮正确啮合条件：两轮大端模数m e和压力角α分别相等，且两轮外锥距必须相等。
第7章蜗杆传动
1．蜗杆传动有哪些特点？什么情况下适宜于采用蜗杆传动？
蜗杆传动的特点是：传动比大，结构紧凑；工作平稳，无噪声；可以实现自锁；传动效率低。适用于中小功率，间歇工作，要求传动比大而结构紧凑，要求自锁的场合。
2．蜗杆的标准模数和蜗轮的标准模数分别指的是哪一个面上的模数？
蜗杆传动以中间平面为基准面，对于蜗杆来说是轴向，对于蜗轮来说是端面。所以，蜗杆的模数指的是其轴向模数，蜗轮的模数指的是其端面模数。
3．试述蜗杆传动的正确啮合条件。
（1）蜗杆轴向模数m a等于蜗轮端面模数m t；
（2）蜗杆轴向压力角αa等于蜗轮端面压力角αt；
（3）蜗杆导程角γ1与蜗轮螺旋角β2的大小相等，旋向相同。
4．为什么要规定标准的蜗杆直径系数q？
蜗杆直径系数q是蜗杆分度圆直径d1与模数m的比值(q = d1 /m )。规定标准的蜗杆直径系数，也就规定了每一种模数所对应的标准的蜗杆分度圆直径值，从而规范并减少了加工蜗轮的刀具种类。
5．蜗杆传动为何不适合用于大功率连续传动？
蜗杆传动齿面相对滑动速度高，传动效率低。若用于大功率连续传动，则一方面造成大量的能源消耗；另一方面会使散热困难，造成热量过多蓄积，温升过高，易发生齿面胶合。
7．蜗杆传动的自锁现象是指什么？在什么条件下会产生自锁？
蜗杆传动的自锁现象，指的是蜗轮主动时，不能反过来带动蜗杆转动。
类似螺旋副的自锁，在蜗杆导程角小于或等于当量摩擦角的条件下会产生自锁。
9．蜗杆传动的主要失效形式是什么？
闭式蜗杆传动的主要失效形式是胶合和蜗轮点蚀；开式蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮磨损。
10．蜗杆传动常采用的散热措施有哪些？（列举3种以上即可）
蜗杆传动常采用的散热措施有：
（1）蜗杆轴端安装风扇；（2）箱体外加散热片；（3）油池内加蛇形冷却水管；（4）采用压力供油循环润滑方式。
第9章轴、键联接、联轴器
1．何谓心轴、转轴和传动轴，举例说明。
心轴：工作中主要或仅仅承受弯矩的轴，如活塞销轴、滑轮轴、列车车轮轴等。
传动轴：工作中主要或仅仅承受转矩的轴，如汽车传动轴、船舶中间轴等。
转轴：工作中既承受弯矩又承受转矩的轴，如齿轮减速器轴等。
3．轴结构设计时应考虑哪些主要问题？
进行轴的结构设计时应考虑：
（1）轴和轴上零件的定位；
（2）轴上零件相对轴的固定；
（3）加工和装配的工艺性；
（4）减少应力集中。
4．轴上零件的轴向固定方法有哪些种？各有什么特点？（列举4种以上即可）
轴上零件的轴向固定方法有：
（1）圆螺母：承载力大；
（2）挡圈：承载力不大；
（3）弹性挡圈：承载力不大；
（4）轴端挡圈：用于轴端，承载力不大；
（5）楔键：影响轴上传动零件的同心度；
（6）销：对轴的削弱较大；
（7）紧定螺钉：用于轮毂，承载力不大。
6．如何提高轴的疲劳强度？（列举3种以上即可）
提高轴的疲劳强度的措施有：
（1）避免截面尺寸剧变；
（2）加大过渡圆角（必要时加过渡肩环）；
（3）加卸载槽；
（4）避免在应力大的部位开横孔、切口或凹槽。
7．键联接有几种类型？各有何特点？适用于什么场合？（列举3种以上即可）
键联接包括：
（1）普通平键联接：分为A、B、C型，侧面工作，应用广泛；
（2）导向平键联接：侧面工作，可对轴上零件导向；
（3）半圆键联接：侧面工作，多用于锥形轴头；
（4）楔键联接：分为普通楔键和钩头楔键，上下面工作，靠摩擦传力，有轴向固定作用，装拆方便，影响轴上零件与轴的同轴度；
（5）花键联接：侧面工作，可对轴上零件导向，要求加工精度高，传递扭矩大；
9．平键和楔键在结构、工作原理和使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？
平键包括普通平键（分为A、B、C型）和导向平键（可对轴上零件导向），靠键和键槽的侧面挤压来传递扭矩，对轴上零件与轴的同轴度没有影响，结构简单，所以应用广泛。
楔键（分为普通楔键和钩头楔键）上面有1：100的斜度，靠上下面的楔紧力所产生的摩擦力来传递转矩，有轴向固定作用，装拆方便，但影响轴上零件与轴的同轴度，所以常用于对同轴度要求不高的联接（如带轮与轴）。
14．常用联轴器有哪些主要类型？其结构特点及应用范围如何？（列举4种以上即可）
联轴器包括固定式刚性、可移式刚性和弹性三大类。
1.固定式刚性联轴器包括：
（1）凸缘联轴器：分为Ⅰ型（靠凸肩与凹槽对中，普通螺栓预紧力产生的摩擦传递转矩）和Ⅱ型（靠铰制孔用螺栓对中并传递转矩），适用于便于对中、冲击较小、低速、大转矩场合；
（2）套筒联轴器：靠套筒与两轴头间的配合对中，键或销传递转矩，结构简单，适用于便于对中、冲击较小、低速场合。
2.可移式刚性联轴器包括：
（1）滑块联轴器：靠中间盘的两垂直凸榫与两个半联轴器的凹槽接合传递扭矩，适用于两轴间有一定径向位移、低速的场合；
（2）齿式联轴器：靠内外齿的接合传递扭矩，适用于两轴间有综合位移，大转矩的重要机械。
（3）万向联轴器：靠十字轴销与叉形接头传递转矩，适用于两轴间有较大的角位移的场合，成对使用才能使两轴同步转动。
3.弹性联轴器包括：
（1）弹性套柱销联轴器：靠弹性套柱销传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于两轴间有综合位移的场合；
（2）弹性柱销联轴器：靠尼龙柱销传递转矩，结构简单，有一定缓冲吸振能力，适用于两轴间有轴向位移的场合；
（3）蛇形弹簧联轴器：靠蛇形弹簧和凸齿传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于大功率的场合；
（4）盖斯林格联轴器：靠键槽、径向层板弹簧和楔块传递转矩，缓冲吸振能力优良，适用于大功率的场合；
（5）高弹性橡胶联轴器：靠特殊断面的橡胶环传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于两轴间有一定综合位移的场合；
（6）轮胎联轴器：靠轮胎状橡胶环传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于两轴间有一定综合位移的场合。
15．万向联轴器为什么成对使用，成对使用时应注意什么问题？
使用单个万向联轴器时，若输入轴角速度为ω1，则输出轴角速度ω2在ω1cosα～
ω1/cosα之间变化。为了使输入轴与输出轴同步转动，必须成对使用万向联轴器。
成对使用时应注意：
（1）中间轴两端的叉形接头必须安装在同一平面内；
（2）输入轴与中间轴间的夹角必须与中间轴与输出轴间的夹角相等。
16．摩擦离合器与牙嵌离合器工作原理有何区别？各应用在什么场合？
摩擦离合器是通过压紧主、从动摩擦盘（片），利用结合面之间产生的摩擦力来传递转矩的。在接合或分离过程中有打滑现象，造成功率损耗和发热。可以在任意转速下平稳地接合或分离。过载时发生打滑，可以实现安全保护。
牙嵌离合器是通过接合两个半离合器端面上的牙来传递转矩的。工作中可以保证主、从动轴的同步转动。适用于允许停车时或低速时接合主、从动轴的场合。
第10章滚动轴承
3．何谓滚动轴承的寿命、基本额定寿命和基本额定动载荷？
滚动轴承寿命：滚动轴承中任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀时所经历的总转数或在一定转速下的工作小时数。
滚动轴承基本额定寿命：一批相同型号的轴承，在同样条件下运转，其中90﹪的轴承尚未发生疲劳点蚀时的总转数L(10 6转)或在一定转速下的工作小时数L h(h)。
滚动轴承基本额定动载荷：滚动轴承基本额定寿命正好为1（106转）时所能承受的最大载荷。
5．滚动轴承为什么要进行轴向固定及间隙调整，有几种轴向固定方式？各适用于什么场合？
为了使轴在工作时保持正确的位置并能承受轴向载荷，滚动轴承必须进行轴向固定。为了使滚动轴承处于良好的工作状态，既不在轴受热膨胀时卡死，又不出现过大的轴向窜动，也必须进行间隙调整。
有三种轴向固定方式：
（1）两端支承均单向固定：适用于支承跨距较小，温升不大的情况；
（2）一端支承双向固定，一端支承游动：适用于支承跨距较大，温升较大的情况；
（3）双支承均游动：适用于小人字齿轮轴（或双斜齿轮轴）。
6．滚动轴承组合设计时，应考虑哪些问题？为什么？
滚动轴承组合设计时，应考虑：
（1）轴向位置固定；
（2）间隙或游隙的调整；
（3）与轴和机座孔的配合；
（4）装拆等
7．滚动轴承外圈与座孔，内圈与轴各采用什么配合制度，为什么？
因为滚动轴承是标准部件，不允许对其进行再次加工，所以为了达到符合工作需求的配合，外圈与座孔采用基轴制配合，内圈与轴采用基孔制配合。
9．滚动轴承轴系轴向固定的典型结构形式有三类：（1）两端固定；（2）一端固定、一端游动；（3）两端游动。试问这三种类型各适用于什么场合？
（1）两端支承均单向固定：适用于支承跨距较小，温升不大的情况；
（2）一端支承双向固定，一端支承游动：适用于支承跨距较大，温升较大的情况；
（3）双支承均游动：适用于小人字齿轮轴（或双斜齿轮轴）。
10．滚动轴承的装、拆方法如何？应注意哪些事项？
安装方法：压力机压入，温差法（用矿物油加热轴承）安装，手锤通过装配套管打入。
拆卸方法：用滚动轴承拉卸器。
不允许用手锤直接敲打轴承。
第11章滑动轴承
1．按摩擦面间的润滑状况，滑动摩擦可分为哪几种？
按摩擦面间的润滑状况，滑动摩擦可分为：
（1）干摩擦；（2）边界摩擦；（3）流（液）体摩擦；（4）混合摩擦。
5．滑动轴承有几种摩擦润滑状态？各有何特点？
滑动轴承的摩擦润滑状态有两种：
（1）非液体摩擦滑动轴承：摩擦面间的摩擦状态为边界摩擦或混合摩擦；
（2）液体摩擦滑动轴承：摩擦面间的摩擦状态为流（液）体摩擦，根据其形成机理的不同，又可分为动压轴承和静压轴承。
6．非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是什么？计算p、pv值的基本出发点及意义？
非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是轴瓦的过度磨损和胶合。
非液体摩擦滑动轴承应以维持边界摩擦状态为计算准则。通过限制平均压强p来防止工作面间的润滑油被完全挤出，以保证轴瓦不产生过度磨损；通过限制与摩擦功率有关的pv 值来防止因温升过高而导致胶合。
8．常用的连续式润滑方式有哪些？（列举4种以上即可）
常用的连续式润滑方式有：
（1）油芯润滑（弹簧盖油杯）；（2）滴油润滑（针阀式油杯）；（3）油环或油链润滑；（4）飞溅润滑；（5）油雾润滑；（6）压力供油润滑。
9．什么叫动压轴承和静压轴承？
动压轴承：利用轴颈和轴瓦表面间的相对运动，将流体润滑剂带入两者间的楔形间隙，从而形成具有压力的流体膜来支承轴颈的滑动轴承。
静压轴承：在轴颈和轴瓦表面间用足以平衡外载的压力输入润滑油，从而将两表面隔开的滑动轴承。
10．常用的密封装置有哪些？（列举6种以上即可）
常用的密封装置有：
（1）动密封：O形密封圈密封、唇形密封圈密封、毡圈密封、间隙密封、迷宫式密封、填料箱密封、机械（端面）密封。
（2）静密封：研合面密封、垫片密封、密封胶密封。
第12章机械速度波动的调节
1．机械的周期性速度波动和非周期性速度波动各有何特点？各用什么方法加以调节？
机械的周期性速度波动，其速度的波动（或动能的增减）呈现有规律的周期性变化。每经过一个运动周期，速度（或动能）恢复初始状态。就一个运动周期而言，驱动功等于阻力功；但在任一时间微段内，驱动功不等于阻力功，存在盈亏功。
非周期性速度波动，其速度的变化往往是突然的，没有一定的规律或周期。在一段时间内，驱动功总是不等于阻力功，始终出现盈功或亏功。
前者通过安装飞轮进行调节，后者用调速器加以调节。
2．什么是机械运转的平均速度及不均匀系数？说明机械周期性速度波动的调节原理。
机器运转的平均速度ωm= (ωmax+ ωmin) / 2。
机器运转速度不均匀系数δ = (ωmax - ωmin) / ωm 。
利用飞轮来调节机械周期性速度波动。在出现盈功时飞轮吸纳能量，出现亏功时飞轮释放能量。因为飞轮本身的转动惯量很大，所以速度波动的幅度得到减小。
6．在确定飞轮转动惯量J时，不均匀系数δ是否选得愈小愈好？为什么？
在确定飞轮转动惯量J时，只要不均匀系数δ在许用范围内即可。
根据公式J = 900A max / (π2n2δ)，不均匀系数δ选得过小，会造成飞轮尺寸过大，占用空间尺寸大，成本高。
第13章回转件的平衡
1．哪些构件需静平衡？哪些构件需动平衡？二者有何区别？所谓“平衡”实际上是平衡什么力？
宽度不大的盘形转子（回转件）需要进行静平衡；宽度较大的转子（回转件）需要进行动平衡。
静（单面）平衡的条件是使转子上各偏心质量所产生的离心惯性力的合力（或合重径积）为零；动（双面）平衡的条件除了这一条以外，还要使各偏心质量所产生的离心惯性力的合力偶矩也为零。
所谓“平衡”实际上是平衡转子上的偏心质量所造成的离心惯性力系。
2．满足静平衡的构件是否就已动平衡？而已动平衡的构件是否一定就静平衡？
根据静平衡和动平衡的条件，满足静平衡的构件不一定动平衡；而已动平衡的构件一定是静平衡的。
3．质径积mｒ表示什么意思？
重径积mｒ是个向量，相对地反映了离心惯性力的大小和方向；该向量的大小等于转子上的偏心质量与该偏心质量的质心到回转轴心距离的乘积，向量的方向与ｒ相同。
机械设计基础--简答题
机械设计基础—简答题汇总 一、铰链四杆机构的基本类型与传动特性； 类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 基本特性：若最短杆与最长杆长度之和大于另外两杆之和，无论以哪一个构件为机架，均不存在曲柄，之能是双摇杆机构。 存在曲柄的条件：若最短杆与最长杆长度之和小于另外两杆之和，是否存在曲柄取决于以哪一个构件作为机架： ①以最短杆邻边作为机架，构成曲柄摇杆机构； ②以最短杆作为机架，构成双曲柄机构； ③以最短杆对边作为机架，构成双摇杆机构； ④平行四边形机构作为特例，以任何一边作为机架，均构成双曲柄机构。 二、铰链四杆机构的基本特性 ①急回特性：机构的空回行程速度大于工作行程速度的特性。 ②压力角及传动角：从动件受到驱动力的方向与受力点速度方向所夹的锐 角；压力角的余角为传动角。压力角越小，有效分力越大，传动性能越 好；通常以传动角衡量机构的传力性能，传动角越大，传力性能越好。 ③死点位置：压力角等于90°，不产生驱动力矩推动曲柄传动，使整个机构 处于静止状态。 三、凸轮机构的类型、特点、运动规律及应用； 类型： ①形状分类：盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮； ②从动件形式分类：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件
③从动件运动方式分类：移动从动件、摆动从动件 ④从动件与凸轮保持接触的方式分类：力锁定凸轮机构、几何锁定凸轮机 构 优点：只要选择合适的凸轮轮廓曲线，就可以获得预期的运动规律，而且凸轮机构结构简单紧凑。 缺点：凸轮轮廓形状复杂，加工比较困难；凸轮轮廓与从动件之间通过点或线接触，易于磨损。 运动规律： ①等速运动：产生刚性冲击，适用于低速、轻载、从动件质量较小的场合； ②等变速运动：产生柔性冲击，适用于中速、轻载的场合； ③余弦加速运动：产生柔性冲击，适用于中速、中载的场合； ④正弦加速运动：不产生冲击，适用于高速、轻载的场合。 四、凸轮机构的压力角和基圆半径的关系； cos a =R基圆/R向径 五、凸轮轮廓的设计原理和方法； 设计方法：①反转法；②图解法；③解析法 加工方法：①铣、锉削加工；②数控加工 六、间歇运动机构的种类 ①棘轮机构；②槽轮机构（柔性冲击）；③不完全齿轮机构（刚性冲击）； ④凸轮式间歇运动机构（圆柱凸轮、蜗杆凸轮）。 七、普通平键尺寸选择：
机械设计简答题答案
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＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ+ρν)/2，无摩擦时，M10＝Ft d2/2＝G d2tan(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＝F d2/2＝G d2tan(ψ－ρν)/2，无摩擦时，M20＝F d2/2＝G d2tan(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。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度. 5. 作出螺栓与被联接件的受力—变形图，写出F'、F、F''、 F0间的关系式。 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。（2）影响：弹性滑动： 1 ）带的传动比不稳定； 2 ）降低了传动效率； 3 ）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。打滑： 1 ）打滑将造成带的严重磨损； 2 ）从动轮转速急速下降，甚至停转，带的运动处于不稳定状态，带不能正常工作，致使传动失效。 9.试简述带传动中的弹性滑动与打滑现象的联系与区别。 答：弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，故弹性滑动是不可以避免的。打滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，故在工作中可以，而且应该避免。打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑可以起到过载保
机械设计简答题(综合)
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. 什么是轴承的基本额定动负荷？基本额定动负荷的方向是如何规定的？（6 分）答：轴承的基本额定动负荷：滚动轴承标准中规定，轴承工作温度在100 C以下，基本额定寿命L= 1 X 106时，轴承所能承受的最大载荷成为轴承的基本额定动负荷.（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。 6．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？1）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度J 3）滑动轴承可以做成剖分式的一能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。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。0?滑动轴承计算中，计算p, pv, v各考虑什么问题？答：p――轴承磨损；pv――发热；v 局部磨损。 8. 选择滚动轴承时主要考虑哪些因素?方向和性质；轴承的转速；调心性能要求；轴承的安 装与拆卸；经济性。 联轴器： 1 、联轴器和离合器都是用来实现轴与轴之间的连接,传递运动和动力。但联轴器与离合器的主要区别在于联轴器需要在停止转动后才能实现轴与轴的结合或分离, 而离合器可使工作中的轴随时实现结合或分离。 链： 1 、链传动设计时,链条节数应选偶数。链轮齿数应选质数；速度较高时,链节距应 选小些。节距p =（25.4/16）*链号，节距大，尺寸大，功率大。 2. 与带传动相比,链传动有那些特点？答案：优点：没有弹性滑动和打滑现象,平均传动 比准确,传动效率较高,压轴力小,能在高温,多灰尘,湿度大且有腐蚀性的环境下工作, 工况相同时,结构较为紧凑； 缺点：瞬时传动比不准确,传动不平稳, 工作时有噪声, 不适合在载荷变化很大和急速反向的传动中工作,只限于平行轴传动,制造成本较高。 3. 简述链节距P 的选择原则。 答题要点：在满足传递功率要求的前提下,应尽量选择小节距的单排链；若传动速度高、功率大时,则可选用小节距多排链。 4. 紧边布置在上面,避免咬链或发生紧边与松边相碰。张紧轮：靠近主动轮松边还要增大
机械设计考试试题及答案汇总
考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论分别针对哪些失效若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么 （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松根据防松原理，防松分哪几类（8分）
因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3、联轴器和离合器的功用是什么二者的区别是什么（6分） 联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距（6分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 得 二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横分
线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z1＜Z2， b1>b2,其齿面接触应力的大小为 A 。 A. σH1=σH2 B. σH1>σH2 C. σH1<σH2 5、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了____B___。 A．使结构紧凑B．限制弯曲应力 C．限制小带轮上的包角D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 6、在齿轮抗弯强度的设计公式m 中，应代入_ C __。
机械设计基础复习题(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑 一、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。
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机械设计简答题 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。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 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max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=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AB BC CD 三段。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。
机械设计简答题整理版
1、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：（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、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答：因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧； 常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置 3、与带传动相比，链传动有何优缺点？ 答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答：中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大，会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？ 答：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。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？ 答：一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是若链张紧不好，链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？ 答：中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。（2）传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答： 1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答：(1)带的速度过大，离心力过大；带的速度过小这时所需的有效拉力过大，即所需带的根数过多，于是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2）小带轮的直径过小，将使带的弯曲应力增加，强度下降；如果保证传递的功率，这势必使得带的根数增加；如果保证带的根数，这势必使得带传递的功率下降； 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理是什么？如果温升过高不能满足热平衡
机械设计试题及答案
1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（无限寿命区）区；当N ＜N0时，为（有限寿命区）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。 3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（添加剂）。 5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（1.5 ）个键计算。 1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。 3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。 4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。 5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。
6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限 与（循环次数）之间关系的曲线。 γN 7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。 8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。 9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。 二、选择填空（每空1分，共10分） 1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ 3 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ 2 ）。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。 2．在通过轴线的截面内，（1 ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3 ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。 （1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆； （3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。 3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（4 ）；其表面接触疲劳强度主要 取决于（ 1 ）。 （1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数； （3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。 4、对于径向滑动轴承，（1 ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ 3 ）轴承必须成对使 用。 （1）整体式；（2）剖分式； （3）调心式；（4）调隙式。 5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（4 ）。 （1）增大链节距和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数； （3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。 6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ 1 ）联接。
机械设计基础试题库2
机械设计基础试题2 答案 一、填空题（每题2分，共20分） 1. 花键联接按其齿形不同，可分为矩形、渐开线联接。 2. 当带传动的传动时，打滑首先发生在带轮的小轮上。若正常工作时， 在大轮上带的速度大于带轮的速度。 3. 蜗杆传动的失效经常发生在（涡轮）上。 4. 对于具有两个整转副的铰链四杆机构，若取机构的最短杆为机架，则 可获得双曲柄机构。 5. 在滚子从动件盘形凸轮机构中，若实际廓线变尖且压力角超过许用值，应 采取的措施是增大及圆半径。 6. 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 7. 在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为匀速运动时，将出现刚性冲 击。 8. V带传动的主要失效形式是打滑和疲劳断裂。 9. 工作时只受弯矩不承受扭矩的轴称为心轴。 10.弹性套柱销联轴器能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收 振动。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）1．在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。（×） 2. 在平键联接中，平键的两侧面是工作面。（√） 3. 带传动在工作时，产生弹性滑动是由于传动过载。（×） 4. 向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。（√） 5. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递 转矩。（√） 6. 选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。（×） 7. 蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效率越低。 8. 链节距越大，链速也越不均匀。（√） 9. 曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性系数Ｋ也越大，机构的急回特性 也越显著。（√） 10. 槽轮机构的主动件是槽轮。（×） 三、选择题（每题2分，共20分） 1.．圆锥齿轮机构中，模数是标准值
机械设计简答题答案
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。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。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m ax σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ= 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AB BC CD 三段。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。
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简答题1．试述螺纹联接防松的方法。 答：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。 2．试分析影响带传动承载能力的因素？ 答：初拉力、包角a、摩擦系数f、带的单位长度质量q、速度v。 3．链传动与带传动相比较有哪些优点？（写三点即可） 答：1）无弹性打滑和打滑现象，因而能保证平均传动比不变； 2）无需初拉力，对轴的作用力较小； 3）可在环境恶劣下工作； 4. 涡轮与蜗杆啮合时的正确啮合条件是什么？ 解： 24、简述四杆机构中曲柄存在的两个条件，并简述铰链四杆机构三种基本类型的判别方法。 25、标注普通型螺纹M12 1.5LH—6H7H/7g8g各项所代表的含义。 1、简述滚动轴承的3类、6类、7类的类型名称及应用特点。 答题要点：3类为圆锥滚子轴承，承载能力强，既可承受径向力，又可承受单向轴向力；6类为深沟球轴承，应用广泛；主要承受径向力，又可承受较小的双向轴向力； 7类为角接触球轴承，按接触角的大小可分为C、AC、B等三种。既可承受径向力，又可承受轴向力，接触角越大，承受轴向力的能力越强。 2、分析比较带传动的弹性滑动和打滑现象。
谢谢你的观赏 谢谢你的观赏 答题要点：弹性滑动是因材料的弹性变形而引起带与带轮表面产生的相对滑动现象称为弹性滑动。带传动的弹性滑动是不可避免的。 产生弹性滑动的原因：带有弹性；紧边松边存在拉力差。 摩擦型带传动在工作时，当其需要传递的圆周力超过带与带轮摩擦力的极限值时，带将会在带轮表面上发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。 通常打滑由过载引起，将使带传动无法正常工作 1.简述凸轮机构中压力角和基圆半径的关系？ 1.答：压力角越小，则基圆半径越大，整个机构的尺寸也越大，致使结构不紧凑；(4分) 故在不超过需用压力角的条件下，将压力角取大些，以减少基圆半径值。 (6 分) 2. 带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？ 2.答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由于过载引起的全面滑动，是一种传动失效的表现，应当避免。 （3分） 3. 弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。（6分） 3.根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性？ 3.答： 1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长； 2）渐开线上任一点的法线必与基圆相切； 3）渐开线的形状决定于基圆的大小； 4）渐开线上各点的压力角不相等； 5）基圆以内无渐开线。 4. 螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？ 4在静载荷作用下且工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。但是在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬间 消失，这种现象多次重复就会使连接松脱，影响连接的正常工作，甚至会发生 严重事故。因此，设计时必须采取防松。 （4分） 5. 摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。 1、 为什么三角带的张紧轮常压在带的内侧，其致使包角有所减小，而不压在外侧，使包 角增加？
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1、带传动中弹性滑动与打滑就是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答:(1)弹性滑动就是由于紧边与松边的拉力不同,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,它就是带传动正常工作的固有特性。打滑就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。打滑就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,它就是不可避免的。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,它就是应当避免的。2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答:因为带传动就是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动与动力的,如果不张紧,摩擦力小,传递的功率小,甚至出现打滑失效,加之由于带都不就是完全的弹性体,工作一段时间以后,带由于发生塑性变形而松弛,为了保证带传动正常工作,必须要把带张紧; 常见的张紧装置有:(1)定期张紧装置:滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。(2)自动张紧装置。(3)采用张紧轮的装置 3、与带传动相比,链传动有何优缺点？ 答:链传动就是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比,链传动无弹性滑动与打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带那样张得很紧,所以作用于轴上的径向压力较小;在同样使用条件下,链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答: 中心距过小,链速不变时,单位时间内链条绕转次数增多,链条曲伸次数与应力循环次数增多,因而加剧了链的磨损与疲劳。同时,由于中心距小,链条在小链轮上的包角变小,在包角范围内,每个轮齿所受的载荷增大,且易出现跳齿与脱链现象;中心距太大,会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数与链节距对传动的影响？ 答:链轮齿数少,可以减小带传动的外廓尺寸,但就是过小将导致:(1)传动的不均匀性与动载荷增加;(2)链条进入与退出啮合时,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,从而加速了链条与链轮的损坏。齿数过大,传动的尺寸与质量增大,链条也易于跳齿与脱链的现象发生。链轮齿数多,增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下,链的节距越大,链传动的承载能力就越高,但就是传动的多边形效应也要增大,于就是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因就是什么？ 答:一就是因为链速与从动链轮角速度周期性变化,从而产生了附加的动载荷。二就是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三就是当链节进入链轮的瞬间,链节与链轮以一定的相对速度相啮合,从而使链与轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四就是若链张紧不好,链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距与最大传动比？ 答:中心距愈小,带长愈短。在一定速度下,单位时间内带的应力变化次数愈多,会加速带的疲劳破坏;如在传动比一定的条件下,中心距越小,小带轮包角也越小,传动能力下降,所以要限制最小中心距。(2)传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小,传动能力下降,故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答: 1)铰链元件由于疲劳强度不足而破坏;2)因铰链销轴磨损使链节距过度伸长,从而破坏正确啮合与造成脱链现象;3)润滑不当或转速过高时,销轴与套筒表面发生胶合破坏;4)经常起动、反转、制动的链传动,由于过载造成冲击破断;5)低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答:(1)带的速度过大,离心力过大;带的速度过小这时所需的有效拉力过大,即所需带的根数过多,于就是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2)小带轮的直径过小,将使带的弯曲应力增加,强度下降;如果保证传递的功率,这势必使得带的根数增加;如果保证带的根数,这势必使得带传递的功率下降; 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理就是什么？如果温升过高不能满足热平衡的条件时,可以采取哪些措施？
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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。 普通螺栓连接和绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？ 答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。 计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母和螺纹牙的强度？ 答：螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。 螺栓上的总循环是什么循环？ 答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，10< 《机械设计基础》试题及答案 一、填空（每空1分） T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为低副和高副。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。 T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。 T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数和压力角分别相等。 T-7-2-19-3-2、_齿面磨损__和_因磨损导致的轮齿折断__是开式齿轮传动的主要失效形式。 T-7-2-20-2-2、渐开线齿形常用的加工方法有仿形法和范成法两类。 T-7-2-21-2-2、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1= σH2。 T-7-10-22-2-2、斜齿圆柱齿轮的重合度大于直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力高，可用于高速重载的场合。 T-8-2-23-2-3、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数越少，则传动比就越大。 T-8-2-24-2-3、蜗杆传动的中间平面是指：通过_蜗杆_轴线并垂直于__蜗轮__轴线的平面。 T-8-2-25-2-3、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ m a1=m t2、αa1=αt2、λ=β_。 T-10-2-26-2-3、若键的标记为键C20×70GB1096-79,则该键为C型平键，b=20，L=70。 T-10-1-27-2-2、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称定轴轮系轮系，至少有一个齿轮几何轴线不固定的，称周转星轮系。 T-11-2-28-2-3、轴的作用是支承轴上的旋转零件，传递运动和转矩，按轴的承载情况不同，可以分为转轴、心轴、传动轴。 T-10-1-29-2-3、机械静联接又可以分为可拆联接和不可拆联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于可拆连接。 T-10-2-30-2-3、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动，按工作原理的不同有三种防松方式：摩擦力防松、机械防松、其它方法防松。 T-10-2-31-2-1、平键的工作面是键的两侧面。 1．常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？哪些是标准螺纹？ 常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。 2．何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？ 螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力）。拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。 3．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？ 螺纹联接有4中基本类型。螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），又不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。 4．紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大30%，为什么？ 考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的30%。 5．提高螺纹联接强度的措施有哪些？ 1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工艺。 6．为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈（使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度）？ 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。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。 7．联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？ 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3．V带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置 带传动不适合低速传动。在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中，应将带传动布置在高速级。若放在低速级，因为传递的圆周力大，会使带的根数很多，结构大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。 另外，V带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载能力。 4．带传动的张紧的目的，采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求 张紧的目的：调整初拉力。 采用张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。因为放在松边张紧力小；靠近大轮对小轮包角影响较小；从里向外是避免双向弯曲，不改变带中应力的循环特性。 1．链传动的主要工作特点 (1) 平均传动比准确，没有弹性滑动； (2) 可以在环境恶劣的条件下工作（突出优点）； (3) 中心距大，传递动力远，结构较小，没有初拉力压轴力小； (4) 瞬时传动比不准，工作中有冲击和噪声； (5) 只限于平行轴之间的传动，不宜正反转工作。 3．确定小链轮齿数z1时应考虑的因素 (1) 考虑动载荷的大小，小链轮齿数越少，链传动的多边形效应和动载荷越大； (2) 考虑大链轮齿数z2，为防止大链轮过早脱链应使：z2 ≤150；机械设计基础试题及答案88
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