機械設(shè)計簡答題匯總(考研必備)(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機械設(shè)計簡答題匯總（考研復(fù)習必備）第三章 強度答：材料的持久疲勞極限 r 所對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)為 ND ，不同的材料有不同的 ND 值，有時 ND 很大。為了便于材料的疲勞試驗，人為地規(guī)定一個循環(huán)次數(shù) N 0 ，稱為循環(huán)基數(shù)，所對應(yīng)的極限應(yīng)力 r 稱為材料的疲勞極限。 r 和 ND 為材料所固有的性質(zhì)，通常是不知道的，在設(shè)計計算時，當 > NN 0 時，則取rN = r 。答：在對稱循環(huán)時， K 是試件的與零件的疲勞極限的比值；在不對稱循環(huán)時， K 是試件的與零件的極限應(yīng)力幅的比值。 K 與零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)k 、尺寸系數(shù) 、表面質(zhì)量系數(shù) 和強化系數(shù) q有關(guān)。K

2、 對零件的疲勞強度有影響，對零件的靜強度沒有影響。答：承受循環(huán)變應(yīng)力的機械零件，當應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 103時，應(yīng)按靜強度條件計算；當應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N > 103 時，在一定的應(yīng)力變化規(guī)律下，如果極限應(yīng)力點落在極限應(yīng)力線圖中的屈服曲線GC 上時，也應(yīng)按靜強度條件計算；如果極限應(yīng)力點落在極限應(yīng)力線圖中的疲勞曲線 AG 上時，則應(yīng)按疲勞強度條件計算；答：該假說認為零件在每次循環(huán)變應(yīng)力作用下，造成的損傷程度是可以累加的。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，損傷程度也增加，兩者滿足線性關(guān)系。當損傷達到 100時，零件發(fā)生疲勞破壞。疲勞損傷線性累積假說的數(shù)學表達式為ni/Ni1。答：影響機械零件疲勞強度的主要因素有零件

3、的應(yīng)力集中大小，零件的尺寸，零件的表面質(zhì)量以及零件的強化方式。提高的措施是： 1）降低零件應(yīng)力集中的影響； 2）提高零件的表面質(zhì)量； 3）對零件進行熱處理和強化處理； 4）選用疲勞強度高的材料； 5）盡可能地減少或消除零件表面的初始裂紋等。第四章 摩擦、磨損及潤滑答：膜厚比是指兩滑動表面間的最小公稱油膜厚度與兩表面輪廓的均方根偏差的比值，邊界摩擦狀態(tài)時1，流體摩擦狀態(tài)時3，混合摩擦狀態(tài)時 13。答：潤滑劑的極性分子吸附在金屬表面上形成的分子膜稱為邊界膜。邊界膜按其形成機理的不同分為吸附膜和反應(yīng)膜，吸附膜是由潤滑劑的極性分子力（或分子的化學鍵和力）吸附于金屬表面形成的膜，反應(yīng)膜是由潤滑劑中的元素

4、與金屬起化學反應(yīng)形成的薄膜。在潤滑劑中加入適量的油性添加劑或極壓添加劑，都能提高邊界膜強度。答：潤滑油的粘度即為潤滑油的流動阻力。潤滑油的粘性定律：在液體中任何點處的切應(yīng)力均與該處流體的速度梯度成正比（即= *y/u ）。在摩擦學中，把凡是服從粘性定律的流體都稱為牛頓液體。答：粘度通常分為以下幾種：動力粘度、運動粘度、條件粘度。按國際單位制，動力粘度的單位為 Pa·s（帕·秒），運動粘度的單位為 m2/s，在我國條件粘度的單位為 Et（恩氏度）。運動粘度t 與條件粘度E 的換算關(guān)系見式（ 45）； 動力粘度與運動粘度t的關(guān)系見式（ 44）。答：流體動力潤滑是利用摩擦面間的相

5、對運動而自動形成承載油膜的潤滑。流體靜力潤滑是從外部將加壓的油送入摩擦面間，強迫形成承載油膜的潤滑。區(qū)別：流體靜力潤滑的承載能力不依賴于流體粘度，故能用低粘度的潤滑油，使摩擦副既有高的承載能力，又有低的摩擦力矩。流體靜力潤滑能在各種轉(zhuǎn)速情況下建立穩(wěn)定的承載油膜。答：流體動力潤滑通常研究的是低副接觸零件之間的潤滑問題。彈性流體動力潤滑是研究在相互滾動（或伴有滑動的滾動）條件下，兩彈性體之間的潤滑問題。流體動力潤滑把零件摩擦表面視為剛體，并認為潤滑劑的粘度不隨壓力而改變。彈性流體動力潤滑考慮到零件摩擦表面的彈性變形對潤滑的影響，并考慮到潤滑劑的粘度隨壓力變化對潤滑的影響。第七章 螺栓答：常用螺紋有

6、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。對連接螺紋的要求是自鎖性好，有足夠的連接強度；對傳動螺紋的要求是傳動精度高，效率高，以及具有足夠的強度和耐磨性。答：螺紋的余留長度越長，則螺栓桿的剛度 Cb 越低，這對提高螺栓連接的疲勞強度有利。因此，承受變載荷和沖擊載荷的螺栓連接，要求有較長的余留長度。答：因為在沖擊、振動和變載荷的作用下，螺旋副間的摩擦力可能減少或瞬時消失，高溫和溫度變化大的情況下，也會使連接松脫。機械防松：開口銷和六角開槽螺母、止動墊片、串聯(lián)鋼絲摩擦防松：對頂螺母、彈簧墊片、自鎖螺母；破壞螺旋副運動關(guān)系防松：鉚合、沖點、涂

7、膠粘劑；答：普通螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿螺紋部分斷裂，設(shè)計準則是保證螺栓的靜力拉伸強度或疲勞拉伸強度。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)計準則是保證連接的擠壓強度和螺栓的剪切強度。答：普通緊螺栓連接所受軸向工作載荷為脈動循環(huán)時，螺栓上的總載荷為不變號的不對稱循環(huán)變載荷，0<r < 1；所受橫向工作載荷為脈動循環(huán)時，螺栓上的總載荷為靜載荷， r = +1。答：在螺紋連接中，約有 1/3 的載荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷。因此采用螺紋牙圈數(shù)過多的加厚螺母，并不能提高螺紋連接的強度。采用懸置螺母，環(huán)槽螺母，內(nèi)斜螺母以及鋼絲螺套

8、，可以使各圈螺紋牙上的載荷分布趨于均勻。第六章 鍵的連接答：兩平鍵相隔 180°布置，對軸的削弱均勻，并且兩鍵的擠壓力對軸平衡，對軸不產(chǎn)生附加彎矩，受力狀態(tài)好。兩楔鍵相隔90 120° 布置。若夾角過小，則對軸的局部削弱過大；若夾角過大，則兩個楔鍵的總承載能力下降。當夾角為 180°時，兩個楔鍵的承載能力大體上只相當于一個楔鍵的承載能力。因此，兩個楔鍵間的夾角既不能過大，也不能過小。半圓鍵在軸上的鍵槽較深，對軸的削弱較大，不宜將兩個半圓鍵布置在軸的同一橫截面上。故可將兩個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合，一般不采用兩個半圓鍵。答：軸上

9、的鍵槽是在銑床上用端銑刀或盤銑刀加工的。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，也可以在線切割機上用電火花方法加工。第八章 帶傳動答：若大帶輪上的負載為恒功率負載，則轉(zhuǎn)速高時帶輪上的有效拉力小，轉(zhuǎn)速低時有效拉力大。因此，應(yīng)當按轉(zhuǎn)速為 500r/min 來設(shè)計帶傳動。若大帶輪上的負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，則轉(zhuǎn)速高時輸出功率大，轉(zhuǎn)速低時輸出功率小。因此，應(yīng)當按轉(zhuǎn)速為 1000r/min 來設(shè)計帶傳動。答：因為單根普通 V 帶的基本額定功率 P0是在 i=1（主、從動帶輪都是小帶輪）的條件下實驗得到的。當 i1 時，大帶輪上帶的彎曲應(yīng)力小，對帶的損傷減少，在相同的使用壽命情況下，允許帶傳遞更大

10、一些的功率，因此引入額定功率增量P0。答：在帶傳動中，帶的彈性滑動是因為帶的彈性變形以及傳遞動力時松、緊邊的拉力差造成的，是帶在輪上的局部滑動，彈性滑動是帶傳動所固有的，是不可避免的。彈性滑動使帶傳動的傳動比增大。當帶傳動的負載過大，超過帶與輪間的最大摩擦力時，將發(fā)生打滑，打滑時帶在輪上全面滑動，打滑是帶傳動的一種失效形式，是可以避免的。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因為小帶輪上帶的包角小，帶與輪間所能產(chǎn)生的最大摩擦力較小。答：小帶輪的基準直徑過小，將使 V 帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力過大，使帶的使用壽命下降。小帶輪的基準直徑過小，也使得帶傳遞的功率過小，帶的傳動能力沒有得到充分利用，是一種不合理的設(shè)計

11、。帶速 v 過小，帶所能傳遞的功率也過?。ㄒ驗?P=Fv），帶的傳動能力沒有得到充分利用；帶速 v過大，離心力使得帶的傳動能力下降過大，帶傳動在不利條件下工作，應(yīng)當避免。答：帶傳動的中心距 a 過小，會減小小帶輪的包角，使得帶所能傳遞的功率下降。中心距 a 過小也使得帶的長度過小，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的結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。帶傳動中心距 a 過大的優(yōu)缺點則相反，且中心距過大使得帶傳動時松邊抖動過大，傳動不平穩(wěn)。初拉力 F0過小，帶的傳動能力過小，帶的傳動能力沒有得到充分利用。初拉力 F0大，則帶的傳動能力大，但是，初拉力過大將使的帶的壽命顯著下降，也

12、是不合適的。帶的根數(shù) z 過少（例如 z=1），這有可能是由于將帶的型號選得過大而造成的，這使得帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸偏大而不合適。如果帶傳動傳遞的功率確實很小，只需要一根小型號的帶就可以了，這時使用z=1 完全合適。帶的根數(shù) z 過多，將會造成帶輪過寬，而且各根帶的受力不均勻（帶長偏差造成），每根帶的能力得不到充分利用，應(yīng)當改換帶的型號重新進行設(shè)計。答：輸送機的 F 不變， v提高 30%左右，則輸出功率增大 30%左右。三種方案都可以使輸送帶的速度 v提高，但 V 帶傳動的工作能力卻是不同的。（ 1） d d 2 減小， V 帶傳動的工作能力沒有提高（ P0 ， K L， K a ， P0 基本

13、不變），傳遞功率增大 30%將使小帶輪打滑。故該方案不合理。（ 2） dd1增大， V 帶傳動的工作能力提高（P0 增大 30%左右， K L ， K a ， P0 基本不變），故該方案合理。（ 3） D 增大不會改變 V 帶傳動的工作能力。故該方案不合理。答：應(yīng)全部更換。因為帶工作一段時間后帶長會增大，新、舊帶的長度相差很大，這樣會加劇載荷在各帶上分配不均現(xiàn)象，影響傳動能力。第九章 鏈傳動答：國家標準中沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形，僅規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數(shù)，實際齒槽形狀位于最小與最大齒槽形狀之間，都是合適的滾子鏈齒形。答：小鏈輪的齒數(shù) z1 過小，運動不均勻性和動載荷增大，在轉(zhuǎn)速和功

14、率給定的情況下， z1 過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過大將使的大鏈輪齒數(shù) z2過大，既增大了鏈傳動的結(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。答：鏈的節(jié)距越大，則鏈條的承載能力就越大，動載荷也越大，周期性速度波動的幅值也越大。在高速、重載工況下，應(yīng)選擇小節(jié)距多排鏈。答：鏈傳動的中心距一般取為 a0=(3050)p(p 為鏈節(jié)距)。中心距過小，單位時間內(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。中心距過大，則鏈條松邊的垂度過大，鏈條上下抖動加劇

15、，且鏈傳動的結(jié)構(gòu)尺寸過大。第十章 齒輪答：減小齒根處的應(yīng)力集中；增大軸和軸承處的支承剛度；采用合適的熱處理方法，使齒面具有足夠硬度，而齒芯具有足夠的韌性；對齒根表面進行噴丸、滾壓等強化處理。答：在節(jié)線附近通常為單對齒嚙合，齒面的接觸應(yīng)力大；在節(jié)線附近齒面相對滑動速度小，不易形成承載油膜，潤滑條件差，因此易出現(xiàn)點蝕。在開式齒輪傳動中，由于齒面磨損較快，在點蝕發(fā)生之前，表層材料已被磨去，因此，很少在開式齒輪傳動中發(fā)現(xiàn)點蝕。答：閉式齒輪傳動的主要失效形式為輪齒折斷、點蝕和膠合。設(shè)計準則為保證齒面接觸疲勞強度和保證齒根彎曲疲勞強度。采用合適的潤滑方式和采用抗膠合能力強的潤滑油來考慮膠合的影響。開式齒輪

16、傳動的主要失效形式為齒面磨損和輪齒折斷，設(shè)計準則為保證齒根彎曲疲勞強度。采用適當增大齒輪的模數(shù)來考慮齒面磨損對輪齒抗彎能力的影響。答：軸、軸承以及支座的支承剛度不足，以及制造、裝配誤差等都會導(dǎo)致載荷沿輪齒接觸線分布不均，另一方面軸承相對于齒輪不對稱布置，也會加大載荷在接觸線上分布不均的程度。改進措施有：增大軸、軸承以及支座的剛度；對稱布置軸承；盡量避免將齒輪懸臂布置；適當限制齒輪的寬度；提高齒輪的制造和安裝精度等。答：在任何情況下，大、小齒輪的接觸應(yīng)力都相等。若大、小齒輪的材料和熱處理情況相同，許用接觸應(yīng)力不一定相等，這與兩齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù) K HN 是否相等有關(guān)，如果 KHN1 = K

17、 HN2，則兩者的許用接觸應(yīng)力相等，反之則不相等。答：（ 1）將齒輪 2 輪齒的兩個工作面分別稱為 A 面和 B 面。齒輪 1 為主動輪，若齒輪1推動A面使齒輪2轉(zhuǎn)動，則齒輪2靠B面推動齒輪3轉(zhuǎn)動。因此，輪齒的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)， r= -1，齒面接觸應(yīng)力總是脈動循環(huán)， r = 0 。（ 2）在齒輪2上，輪齒的A面和B面接觸應(yīng)力具有相同的循環(huán)次數(shù)齒輪2轉(zhuǎn)動一圈，輪齒的A面受力一次，B面受力一次，彎曲應(yīng)力為一次對稱循環(huán)。因此，彎曲應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)第十一章 渦輪蝸桿答：在機械系統(tǒng)中，原動機的轉(zhuǎn)速通常比較高，因此，齒輪傳動和蝸桿傳動通常用于減速傳動，故常以蝸桿為主動件。在蝸桿傳動中，蝸桿頭數(shù)少時通常反

18、行程具有自鎖性，這時蝸輪不能作為主動件；當蝸桿頭數(shù)多時，效率提高，反行程傳動不自鎖，蝸輪可以作為主動件，但這種增速傳動與齒輪傳動相比，齒面相對滑動速度大，對材料要求高，易發(fā)生磨損和膠合破壞，因此很少應(yīng)用。答：因為蝸桿傳動效率低、發(fā)熱量大，易發(fā)生膠合失效，因此應(yīng)特別重視發(fā)熱問題。通過計算單位時間的發(fā)熱量和單位時間的散熱量，可以求得熱平衡溫度值，要求熱平衡溫度值在允許的范圍內(nèi)。如果熱平衡溫度過高，就應(yīng)當加強散熱能力。常用的散熱措施有：在箱體上設(shè)計散熱片以增大散熱面積，在蝸桿軸端加裝風扇以加速空氣的流通，在箱內(nèi)加裝循環(huán)冷卻管路來降低潤滑油的溫度。答：如果蝸桿剛度不足，受力后產(chǎn)生過大的彈性變形，將會影

19、響輪齒間的正確嚙合。因此需要對蝸桿進行剛度校核，第十二章 滑動軸承答：滑動軸承分成軸承座和軸瓦，一方面是為了節(jié)省軸承材料，另一方面是當滑動軸承磨損后，可調(diào)整或更換軸瓦，而不必更換軸承座。軸瓦上敷一層軸承襯主要是為了節(jié)省貴重金屬，并使軸承具有良好的摩擦順應(yīng)性和抗膠合能力。答：油孔和油槽應(yīng)開在軸承的非承載區(qū)，軸向油槽在軸承寬度方向上不能開通，以免漏油。剖分式軸承的油槽通常開在軸瓦的剖分面處，當載荷方向變動范圍超過 180°時，應(yīng)采用環(huán)形油槽，且布置在軸承寬度中部。答：磨粒磨損、疲勞磨損、膠合、刮傷、腐蝕答：對滑動軸承材料的性能有以下幾方面的要求：1）良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性； 2）

20、良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性； 3）足夠的強度和抗腐蝕能力； 4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟性等。答：滑動軸承速度高時，油的溫升高，為了降低油的溫升，設(shè)計時相對間隙 應(yīng)取得大一些；速度低時則取得小一些，這也有利于提高承載能力。滑動軸承的承載能力 F 與相對間隙 的平方成反比。因此載荷大時，相對間隙 應(yīng)取得小一些；載荷小時則取得大一些，這也有利于降低油溫。答：液體動力潤滑軸承在起動時仍處于不完全潤滑狀態(tài)，因此，仍對軸瓦材料有要求，仍應(yīng)進行壓力 p，速度 v 和壓力與速度的乘積 pv 的驗算。答：液體潤滑軸承與不完全液體潤滑軸承的區(qū)別在于前者有一套連續(xù)供油系統(tǒng)，保證軸承間隙中充滿潤滑油，液體潤滑軸承用于重要軸承。不完全液體潤滑軸承沒有連續(xù)供油的系統(tǒng)，不能保證連續(xù)供油，不完全潤滑軸承用于一般軸承。答：形成動壓油膜的必要條件是：相對滑動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對滑動速度，且使?jié)櫥蛷拇罂谶M小口出潤滑油必須有一定的粘度，供油要充分。答：液體動力潤滑徑向滑動軸承的承載能力可通過公式（ 1221）和（ 1224）分析。（ 1）轉(zhuǎn)速 n 提高，則承載能力 F 提高。（ 2）寬徑比B / d 減小，則承載能力 F 降低。（ 3）潤滑油的粘度 提高，則承載能力 F 提高。（ 4）表面粗糙度值減小，則允許的最小油膜厚度減小，偏心率 x增大。因此，承載