机械设计考试答案.docx

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机械设计考试答案

1.机械的组成：

原动机，执行机构，传动装置，控制部分

2.机械零件的失效形式：

整体断裂，过大变形，表面失效，

3.机械设计准则：

强度准则，刚度准则，震动稳定性准则，寿命准则，热平衡准则，可靠性准则。

4.载荷与及应力的分类：

静载荷，变载荷，名义载荷，计算载荷，静应力，稳定循环变应力，随机变应力。

5.在温度升高或高温时，金属发生蠕变和松弛现象。

6.螺纹分为外螺纹内螺纹。

连接螺纹，传动螺纹

7.螺纹连接的主要类型：

螺栓连接，双头螺柱链接，螺钉连接，紧定螺钉连接，

8.螺纹连接的预警和预防：

测力矩扳手和定力矩扳手，加弹簧垫片，对顶螺母

9.失效的形式：

剪断和压溃，滑动螺旋主要由螺杆，螺母的固定和支撑的结构形式

10.常用的螺栓的螺旋是左旋还是右旋？

单线还是多线，为什么？

常用的螺纹，如紧固螺纹、管螺纹等，都是右旋，单头螺纹。

单头螺纹的自锁性好，建议操作

10.4常见螺纹是右旋还是左旋？

是单线还是多线？

为什么？

答：

机械制造中一般采用右旋螺纹，由特殊要求时才采用左旋螺纹。

按照螺旋线的数目螺纹还可以分为左旋螺纹和右旋螺纹，为了制造方便螺纹的线数一般不超过4，时多线螺纹，这时为了制造方便。

11.在什么情况下需要采取防松措施放松的根本问题是什么常用的仿松方法（按放松原理）

  防松就是为了能更有效的长期工作。

常用的防松方法有三种：

摩擦防松、机械防松和永久防松。

机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松，而永久防松称为不可拆卸防松。

常用的永久防松有：

点焊、铆接、粘合等。

这种方法在拆卸时大多要破坏螺纹紧固件，无法重复使用。

常见摩擦防松有：

利用垫片、自锁螺母及双螺母等。

常见的机械防松方法：

利用开口销、止动垫片及串钢丝绳等。

机械防松的方法比较可靠，对于重要的联接要使用机械防松的方法

12.螺栓组连接中螺栓在什么情况下会产生附加应力？

为避免附加应力的产生，应从结构和工艺上采取哪些措施？

载荷分配不均，应力变化幅度，附加弯曲应力，应力集中和制造工艺会产生附加应力

1.改善螺纹牙上载荷分布不均现象2.降低螺栓的应力副3.减小应力集中4.避免附加弯曲应力，5.采用合理的制造工艺例如喷丸，，氮化等热处理

12.承受横向载荷的普通螺栓连接，其预警力是如何确定的？

螺栓受到什么力？

产生什么应力？

受工作载荷作用后，螺栓受力有什么变化？

它靠螺栓的预紧力防止被联接件的相对滑动和运动。

横向的载荷承受方法主要是靠预紧力矩带来的摩擦力，当被联接件间有相对滑动时，预紧力便转化为摩擦力，防止其运动，因此需要较大的预紧力

13.普通螺栓连接和铰制孔连接各自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。

14.键的类型：

平键，半圆键，楔键，切向键，过盈连接：

装配方法压入法，温差法

15.用于轴毂连接的键有哪些类型?

各键的工作原理,主要优点及适用场合分别是什么

键分为平键、半圆键、楔向键、切向键和花键等

平键：

平键的两侧是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。

其定心性能好，装拆方便

半圆键：

半圆键也是以两侧为工作面,有良好的定心性能。

半圆键可在轴槽中摆动以适应毂槽底面，但键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联结。

楔键：

工作时主要靠摩擦力传递扭矩，并能承受单方向的轴向力。

其缺点是会迫使轴和轮毂产生偏心，仅适用于对定心精度要求不高、载荷平稳和低速的联结

切向键：

由一对楔键组成,能传递很大的扭矩,常用于重型机械设备中。

16.为什么采用两个平键时，一般布置在轴向相隔180的位置，采用两个半圆键时，要布置在轴的同一母线上;采用两个楔键时，却相隔90——120、

两个平键连接180布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加，一般沿周向相隔弯矩，受力状态好。

120~90布置。

若夹角过小，则对轴的局部削弱过大。

若夹角过大，则两个楔键的总采用两个楔键时，相隔承载能力180时，两个楔键的下降。

当夹角为承载能力大体上只相当于一个楔键盘的承载能力。

采用两个半圆键时，在轴的同一母线上布置。

半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上。

只能放在同一母线上

17.带传动的组成：

主动轮，传动轮，从东轮，1.定期张紧装置2.自动张紧装置3.采用张紧轮装

18.什么是弹性滑动？

它和打滑的区别？

解答：

弹性滑动是由于带（弹性体）传动时松紧边的拉力差引起的，只要传递圆周力，就

存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就

可以避免打滑，所以，打滑是可以避免的

19.带在绕带传动的过程中，最大应力发生在何处？

其值是多少？

解答：

带传动工作时，带中应力由三部分组成：

紧边和松边拉力产生的拉应力，离心拉

应力及弯曲应力。

最大应力发生在紧边刚绕上主动小袋轮的那个截面上。

对带的疲劳强度

影响最大的是弯曲应力。

20带传动的失效形式与设计准则是什么？

带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。

带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。

21链传动：

由主动链轮，从动链轮与链轮啮合的链条组成。

22.滚子链：

内链板，外链板，销轴，套筒与及滚子3.1756.35

23.多边形效应：

链轮每转过一个齿，链速就从大到小，再从小到大变化一次，同时伴随着链条忽上忽下颤抖且由于接触部分是多边形的部分，由于多边形的存在而引起的链传动的运动不均匀性。

24.与带轮传动相比，链传动有哪些特点，链传动适用那些场合？

特点：

能保证准确的平均速比；

可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动

力；铰链易磨损，使链条的节距变大而造成脱链。

应用：

要求平均传动速比准确且两轴相距较远的场合。

25.在链传动，为什么链齿轮数不宜过大不宜过小？

当齿数z1过少时，虽可减小外廓尺寸，但将使传动的不均匀性和动载荷增大，链的工作拉力也随之增大，从而加速了链条磨损。

当齿数z1过多时，将使大链轮齿数z2更多，除了增大传动尺寸外，也易因链条节距的增长而发生跳齿脱链现象。

26.为减小多边形效应的不良影响，应如何选取链传动的参数

链传动运动中由于链条围绕在链轮上形成了正多边形，造成了运动的不均匀性，称为链传动的多边形效应。

这是链传动固有的特性。

减轻链传动多边形效应的主要措施有：

减小链条节距；增加链轮齿数降低链速。

27.齿轮传动的失效形式：

轮齿折断，齿面接触疲劳磨损，齿面胶合，齿面塑性变形，齿面磨粒磨损

28.常见的齿轮传动失效形式有哪些？

在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高齿轮的抗折断能力？

齿轮的常见失效为：

轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等

1减小齿根应力集中2增大轴及支承刚度3采用适当的热处理方4法提高齿芯的韧性5对齿根表层进行强化处理

29.闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？

闭式齿轮传动：

主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。

目前一般只进行接触劳强度和弯曲疲劳强度计算。

开式齿轮传动：

主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。

30.蜗杆的失效形式：

点蚀，折断，胶合，磨损，结构形式：

齿圈式，螺栓连接式，拼铸式。

31.蜗杆传动有哪些基本特点？

蜗杆传动的特点是：

结构紧凑，传动比大

32。

与齿轮传动相比较，蜗杆传动的失效形式有何特点？

为什么？

答：

蜗杆传动的失效形式与齿轮传动类似，有点蚀、弯曲折断、磨损及胶合。

但蜗杆传动中蜗轮轮齿的胶合、磨损要比齿轮传动严重得多。

这是因为蜗杆传动啮合齿面间的相对滑动速度大，发热严重，润滑油易变稀。

当散热不良时，闭式传动易发生胶合。

在开式传动及润滑油不清洁的闭式传动中，轮齿磨损较快。

32.滑动轴承的类型：

径向，止推，径向止推轴承

33，液体动力润滑的过程：

流体动力润滑的工作过程：

起动、不稳定运转、稳定运转三个阶段

1、起动时，由于速度低，轴颈与孔壁金属直接接触，在摩擦力作用下，轴颈沿孔内壁向右上方爬开2、不稳定运转阶段，随转速上升，进入油楔腔内油逐渐增多，形成压力油膜，把轴颈浮起推向左下方。

3、稳定运转阶段（图d）：

油压与外载F平衡时，轴颈部稳定在某一位置上运转。

转速越高，轴颈中心稳定位置愈靠近轴孔中心

34.径向滑动轴承的主要结构形式有哪几种，各有何特点？

答：

滑动轴承的类型有如下几种径向滑动轴承。

承受径向载荷。

推力抽承。

承受轴向载荷。

35.试述液体动力润滑的工作过程

①两工作表面间必须构成楔形间隙；②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流

体；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。

35.滚动轴承的性能参数

轴承寿命：

轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。

  批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。

  2．基本额定寿命：

是指90％可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号L10（r）或L10h（h）表示。

  3．基本额定动载荷（C）：

基本额定寿命为一百万转（106）时轴承所能承受的恒定载荷。

即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效，其可靠度为90％。

基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。

  4．基本额定静载荷（径向C0r，轴向C0a）：

是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。

5.极限转速Nlim

36.1.两端单向固定2.一段双向固定，一端游动，3两端游动

37油润滑，油浴润滑，滴油润滑。

38.滚动轴承有哪些基本元件组成？

他们的作用是什么？

答：

滚动轴承一般有内圈、外圈、滚动体和保持架四大件组成，另外润滑剂对滚动轴承的使

用性能有很大的影响，所以有时也把润滑剂作为滚动轴承的第五大件。

作用：

内圈通常与轴紧配合，并与轴一起旋转。

外圈通常与轴承座孔或机械部件壳体配合，起支乘作用。

但是在某些应用场合，也有外圈旋转，内圈固定，或者内、外圈都旋转的滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间。

它的形状大小和数量直接影响轴承的承载能力和使用性能。

保持架将滚动体均匀隔开，引导滚动体在正确的轨道上运动，改善轴承内部载荷分配和润滑性能。

39.联轴器的类型：

刚性联轴器，挠性联轴器，安全联轴器，

40离合器的类型：

牙嵌离合器，圆盘摩擦离合器

41.弹簧的类型：

分为拉伸，压缩，扭转，弯曲，按形状，螺旋弹簧，蝶形弹簧，板簧和平面涡卷弹簧

（1）一压力容器的螺栓组连接如下图所示。

已知容器的工作压力p=12MPa，容器内径D=78mm，螺栓数目z=6，采用橡胶垫片。

试确定螺栓直径的最小值。

已知参数与公式：

1）剩余预紧力F”=1.6F，F为工作拉力；2）连接件与被连接件刚度系数：

C1/（C1＋C2）=0.9，C2/（C1＋C2）=0.1；3）预紧力

；4）[]=230.77MPa。

（15分）

三

（1）题图

解：

1）求每个螺栓所受的工作拉力F

N

2）按紧密性要求选取剩余预紧力F”

F”=1.6F=1.69556=15291N

3）求应施加在每个螺栓上的预紧力F’

N

4）求单个螺栓所受的总拉力F0

N

5）确定螺栓直径

mm

M16。

1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（

＝13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力

，螺栓的相对刚度

，按紧密性要求，剩余预紧力

=1.83

，

为螺栓的轴向工作载荷。

试计算：

该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强

及每个螺栓连接所需的预紧力

。

一、计算每个螺栓允许的最大总拉力：

二、计算容器内液体最大压强

3、