機(jī)械設(shè)計(jì)簡答題答案

1、簡答題1.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟是怎樣的？選擇零件類型、結(jié)構(gòu)計(jì)算零件上的載荷確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇零件的材料確定零件的基本尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核計(jì)算畫出零件工作圖寫出計(jì)算說明書3. 螺紋升角的大小對自鎖和效率有何影響？寫出自鎖條件及效率公式。答：螺母被擰緊時(shí)，其擰緊力矩為M1 = Ft d2/2 = G d2tan( "+ p/2 ,無摩擦?xí)r，M10 = Ft d2/2 =G d2tan( ®)/2 ,機(jī)械效率為 n1 = M10 / M1 = tan ®/tan(p )。螺母被放松時(shí)，其阻礙放松的力矩為M2 = F d2/2 = G d2tan( -p )/2 ,無摩擦?xí)r，M2

2、0 = F d2/2 =G d2tan( ®)/2 ,機(jī)械效率為 耳2 = M2 / M20= tan( p pj/tan由耳1 = = tan p/tan( p+ p )得知，當(dāng)®越小，機(jī)械效率越低。由耳2 = tan( p p )/tan p得知，當(dāng)p pv總時(shí)，螺紋具有自鎖性。4. 為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10圈？答：因?yàn)槁菟ê吐菽傅氖芰ψ冃问孤菽傅母魅β菁y所承擔(dān)的載荷不等，第一圈螺紋受載最大，約為總載荷的1/3 ,逐圈遞減，第八圈螺紋幾乎不受載，第十圈沒用。所以使用過厚的螺母并不能提高螺紋聯(lián) 接強(qiáng)度5作出螺栓與被聯(lián)接件的受力一變形圖，寫出F、F、F、Fo間的關(guān)系

3、式。6. 在相同的條件下，為什么三角膠帶比平型帶的傳動能力大？答：兩種傳輸動力都是靠摩擦力，同樣的皮帶和輪的材質(zhì)摩擦系數(shù)是一樣的，但是三角帶接觸面是V型表面壓力大于平行帶，所以摩擦力大，所以傳輸?shù)膭幽芤笠恍?. 在非液體摩擦滑動軸承的計(jì)算中，為什么要限制軸承的壓強(qiáng) p和pv值答：限制p目的是防止軸瓦過度磨損。限制pv目的是控制溫度，防止邊界膜破裂。8什么是帶傳動的彈性滑動和打滑？彈性滑動和打滑對傳動有何影響？答：(1)由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動稱為帶的彈性滑動。打滑是指帶傳動中帶傳遞的外載荷超過最大有效圓周力，帶在帶輪上發(fā)生顯著相對滑 動現(xiàn)象。（2）影響：彈性滑動：1）帶的傳

4、動比不穩(wěn)定；2）降低了傳動效率；3） 引起帶的磨損和帶的溫升，降低帶的壽命。打滑：1）打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損 ；2 ）從動輪轉(zhuǎn)速急速下降，甚至停轉(zhuǎn)，帶的運(yùn)動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，帶不能正常工作，致使 傳動失效。9. 試簡述帶傳動中的彈性滑動與打滑現(xiàn)象的聯(lián)系與區(qū)別。答：彈性滑動是由于帶本身的彈性和帶傳動兩邊的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，兩邊就必須出現(xiàn)拉力差，故彈性滑動是不可以避免的。打滑是當(dāng)帶傳遞的工作載荷超過了帶與 帶輪之間摩擦力的極限值，帶與帶輪之間發(fā)生劇烈的相對滑動，故在工作中可以，而且應(yīng) 該避免。打滑是彈性滑動從量變到質(zhì)變的飛躍。在傳動突然超載時(shí)，打滑可以起到過載保 護(hù)作用，避免其它零件發(fā)生

5、損壞。但應(yīng)盡快采取措施克服，以免帶摩損發(fā)熱使帶損壞。10. 帶傳動中，帶上可能產(chǎn)生的瞬時(shí)最大應(yīng)力發(fā)生在何處？它是由哪幾種應(yīng)力組成的和？答：緊邊開始進(jìn)入小帶輪處。緊邊應(yīng)力di松邊應(yīng)力o2張緊應(yīng)力oo離心應(yīng)力oc彎曲應(yīng)力db11. 帶傳動為什么要限制帶速，限制范圍是多少？答:因帶速愈大，則離心力愈大，使輪面上的正壓力和摩擦力減小，帶承受的應(yīng)力增大，對傳動不利,但有效圓周力不變時(shí)，帶速高有利于提高承載能力，通常帶速在5-25m/s范圍為宜.12. 帶傳動的帶速v為什么規(guī)定在5-25m/S范圍內(nèi)？答:帶速越大離心力越大，使輪面上的正壓力摩擦力減小，帶承受的應(yīng)力增大對傳動不利，但有效圓周力不變時(shí)帶速高有

6、利于提高承載能力，通常帶速在5-25m/s 范圍內(nèi)為宜。為了控制離心力和帶中的拉力，考慮帶的承載能力和壽命13. 在設(shè)計(jì)V帶傳動時(shí)，為什么要限制其最小中心距和最大傳動比答:中心距越小，則帶的長度越短，在一定的速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)越多，會加速帶的疲勞損壞；當(dāng)傳動比較大時(shí)，短的中心距將導(dǎo)致包角過小。14. 在潤滑良好的閉式齒輪傳動中 ，齒輪的主要失效形式是什么？發(fā)生在哪個部位？試舉出三種措施答:齒面接觸疲勞磨損 （點(diǎn)蝕），1.提高齒面硬度和降低表面粗糙度。2.在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和以增大綜合曲面半徑。3.采用粘度較高的潤滑油。4.減小動載荷。15. 齒輪傳動中，主要有哪幾種失

7、效形式？并分析開式與閉式齒輪傳動時(shí)主要失效情況及計(jì)算準(zhǔn)則。答:齒輪失效的主要形式有斷齒、磨損、點(diǎn)蝕、膠合。閉式傳動閉式傳動的主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕和輪齒的彎曲疲勞折斷。當(dāng)采用軟齒面（齒面硬度 350HBS ）時(shí)，其齒面接觸疲勞強(qiáng)度相對較低。因此，一般應(yīng)首先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件，計(jì)算齒輪的分度圓直徑及其主要幾何參數(shù)（如中心距、齒寬等），然后再對其輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。當(dāng)采用硬齒面（齒面硬度 350HBS ）時(shí)，則一般應(yīng)首先按齒輪的抗彎曲疲勞強(qiáng)度條件，確定齒輪的模數(shù)及其主要幾何參數(shù)，然后再校核其齒面接觸疲勞強(qiáng)度。開式傳動開式傳動的主要失效形式為齒面磨粒磨損和輪齒的彎曲疲勞折斷。由于目前齒

8、面磨粒磨損尚無完善的計(jì)算方法，因此通常只對其進(jìn)行抗彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ，并采用適當(dāng)加大模數(shù)的方法 來考慮磨粒磨損的影響。16. 蝸桿傳動為什么要引入直徑系數(shù)q ?答:為了限制切削渦輪時(shí)所需的滾刀數(shù)目，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化，以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性并保證配對的蝸桿與渦輪能夠正確的嚙合17. 閉式蝸桿傳動為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？當(dāng)熱平衡計(jì)算不能滿足要求時(shí)怎么辦？答：由于蝸桿傳動中蝸輪齒和蝸桿齒面間有較大的相對滑動速度，所以發(fā)熱量大，傳動效率低。如果蝸桿傳動的散熱條件差，使工作溫度過高，潤滑油粘度降低，油膜破壞，引起潤滑失效，導(dǎo)致齒面膠 合，并加劇磨損。所以，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動進(jìn)行熱平衡計(jì)算是為了使產(chǎn)生的熱

9、量及時(shí)散出去，不發(fā)生膠合失效。當(dāng)熱平衡不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用不列措施，以增加傳動的散熱能力：（1）在箱體處增加散熱片，以增 大散熱面積；（2）在蝸桿軸伸上裝風(fēng)扇，以提高散熱系數(shù)；（3）在油池中在裝蛇形冷卻水管 ，以降低油 溫；（4）大功率的蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤滑。18. 為什么蝸桿傳動的傳動比只能表達(dá)為i=Z2/zi,卻不能以i=d 2d 1來表示。答：因?yàn)槲佪單仐U傳動的傳動比與蝸桿的直徑無關(guān)19. 影響鏈傳動動載荷的主要參數(shù)是什么？設(shè)計(jì)中應(yīng)如何選擇？答：1.影響鏈傳動動載荷的主要參數(shù)是鏈輪齒數(shù)、鏈節(jié)距和鏈輪轉(zhuǎn)速。2、設(shè)計(jì)中采用較多的小鏈輪齒數(shù)，較小的鏈節(jié)距，并限制鏈輪轉(zhuǎn)速不要過高，對降

10、低動載荷都是有利的。20. 鏈傳動設(shè)計(jì)時(shí)，鏈輪齒數(shù)z和節(jié)距p選擇的原則是什么？并分析其原因。答：鏈輪齒數(shù)，不宜過多或過少，從增加傳動均勻性和減少動載荷考慮，小鏈輪齒數(shù)宜適當(dāng)多。從限制大鏈輪齒數(shù)和減少傳動尺寸考慮傳動比大的鏈傳動建議選取較少的鏈輪齒數(shù)?？紤]均勻磨損，由于鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)最好選質(zhì)數(shù)或不能整除的數(shù)21. 試分析鏈傳動產(chǎn)生動載荷的原因。何為鏈傳動的多邊形效應(yīng) ？它對鏈傳動有什么影響？答：原因：鏈速V和從動鏈輪角速度 W周期性變化，從而產(chǎn)生附加的動載荷多邊形效應(yīng)：鏈傳動的瞬時(shí)傳動比i=W1/ W2=R2cosy/R1cos B （丫、分別為每一鏈節(jié)與主從動鏈輪嚙合過程中鏈節(jié)較鏈

11、在主從動輪上的相位角），在傳動中，B、Y隨時(shí)間變化，因此瞬時(shí)傳動比i也是隨時(shí)間不斷變化的，這種鏈傳動的固有特性稱為鏈的多邊形效應(yīng)。影響：鏈傳動的多邊形效應(yīng)使鏈傳動的瞬時(shí)傳動比周期性變化,從而產(chǎn)生沖擊振動和噪聲、產(chǎn)生動載荷22. 為什么一般情況下鏈傳動瞬時(shí)傳動比不是恒定的？在什么條件下是恒定的？答：鏈傳動的瞬時(shí)傳動比 i=W1/ W2=R2cos YR1cos B （丫、分別為每一鏈節(jié)與主從動鏈輪嚙合過程中鏈節(jié)較鏈在主從動輪上的相位傳動中丫、隨時(shí)間變化，故i也隨時(shí)間變化，不能得到恒定值。只有當(dāng)兩鏈輪的齒數(shù) z相等，緊邊的長度又恰為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時(shí)，i才恒定。23. 鏈傳動的運(yùn)動不均勻性產(chǎn)生的原因

12、是什么？可采取哪些措施減小鏈傳動的運(yùn)不均勻性和動載荷？答：鏈傳動中，具有剛性鏈節(jié)的鏈條與鏈輪相嚙合時(shí)，鏈節(jié)在鏈輪上呈多邊形分布 ，當(dāng)鏈條每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)時(shí)，鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度周期性的由小變大，再由大變小，這種周期性的變化，給鏈傳動帶來了 速度不均勻性。減小鏈傳動的運(yùn)動不均勻性和運(yùn)載荷的措施：減低轉(zhuǎn)速，減小鏈節(jié)距，增大齒輪數(shù)；24. 按軸工作時(shí)所受載荷不同，可把軸分成哪幾類？各舉一實(shí)例。答：軸，若按機(jī)構(gòu)原理分類可分為心軸”和轉(zhuǎn)軸”；簡單地說，那些不旋轉(zhuǎn)的軸就是心軸；那些旋轉(zhuǎn)的軸就是轉(zhuǎn)軸。自行車，摩托車的前后輪軸是心軸，汽車的半軸，傳動軸是轉(zhuǎn)軸。如果按照軸的功能分類，可分為：傳動軸，齒輪軸，中間軸，

13、浮動軸，花鍵軸，等。25. 何為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸？按受載形式來分，自行車的前軸、中軸、及后軸各是什么軸。答：轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受和轉(zhuǎn)矩和彎矩的軸心軸：軸只受彎矩，不受轉(zhuǎn)矩傳動軸：軸主要受轉(zhuǎn)矩，不瘦彎矩或者受彎矩很小。腳踏車的前軸和后軸是心軸，中軸是轉(zhuǎn)軸26. 軸的強(qiáng)度計(jì)算公式M當(dāng)=.,M 2 ( T)2中，a的含義是什么？答：a是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩a=脈動的轉(zhuǎn)矩乘對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩27. 下列間隙中充滿潤滑液體，畫出形成液體潤滑后的油膜壓力分布規(guī)律及對應(yīng)各段的潤滑油的速度分 布規(guī)律？28. 在非液體摩擦滑動軸承的計(jì)算中，為什么要限制軸承的壓強(qiáng)p和pv值？答：限制p :為了不

14、產(chǎn)生過度磨損；限制pv :限制軸承的溫升ph h29. 根據(jù)流體動壓潤滑的一維雷諾方程丄 6 v一3-0，說明形成液體動壓潤滑的必要條件。x-答：兩摩擦數(shù)表面必須形成楔形潤滑油必須大口進(jìn)小口出必須具有足夠的相對滑動速度V>0必須充滿足夠的具有一定粘度的潤滑油Y>030. 設(shè)計(jì)液體動壓向心滑動軸承時(shí)，其相對間隙應(yīng)如何選?。吭黾踊驕p少會產(chǎn)生哪些后果？答：相對間隙中的選擇應(yīng)綜合考慮載荷大小，轉(zhuǎn)速高低，材料性質(zhì)軸承精度等一系列因素，4小時(shí)，油膜相對原度變大，承載能力提高，軸承回轉(zhuǎn)精度提高，但軸承溫升也提高，若過小，會使油膜原度 過小，可能出現(xiàn)，使摩擦狀態(tài)。增大時(shí)，軸承溫升會降低，但承載能力

15、，回轉(zhuǎn)精度都會降低，甚至 噪聲增大31. 試分析 、B/d對液體動力潤滑滑動軸承承載能力的影響。答：相對間隙較小時(shí)，承載能力將提高 相對間隙較大時(shí)，承載能力降低，減小了發(fā)熱：保證得到動壓潤滑油的前提下，偏心率越大，軸承承載能力越大，反之越小“d :越大，承載能力越大，越小，平穩(wěn)性越好32. 聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？它們的功用有何異同？答：主要用來聯(lián)接兩軸，使之一同回轉(zhuǎn)，以傳遞涌動和動力 異：聯(lián)軸器：機(jī)器還在轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能 分離。離合器：機(jī)器還在轉(zhuǎn)時(shí)兩軸可以分離33. 設(shè)計(jì)圓柱形螺旋彈簧時(shí)，為什么一般要求彈簧指數(shù)16 C 4 ？C過大：彈簧剛度小，易發(fā)生抖動C過小，加工困難，彈絲內(nèi)外側(cè)應(yīng)力懸殊，剛度大，材料利用率低（