机械设计基础第4版答案机械设计基础试题和答案.docx

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机械设计基础第4版答案机械设计基础试题和答案

机械设计基础第4版答案_机械设计基础试题和答案

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机械设计基础试题：

1与齿轮等啮合传动相比较，带传动的优点有哪些?

答案1.因带有良好的弹性,可缓和冲击及振动,传动平稳,噪声小.　　2.靠摩擦传动的带,过载时将在轮面上打滑,起到安全保护作用

3.可用于两轮中心距较大的场合

4.传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低.　　2与齿轮等啮合传动相比较，带传动的缺点有哪些?

答案1.靠摩擦传动的带传动,由带的弹性变形产生带在轮上的弹性滑动,使传动比不稳定,不准确.　　2.带的寿命短,传动效率低,V带传动的效率约为0.95.3.不能用于恶劣的工作场合.　　3V带传动的主要参数有哪些?

答案小带轮直径d,小带轮包角,带速v,传动比i,中心距a,初拉力F,带的根数z,带的型号等.　　4带传动中，以带的形状分类有哪几种形式?

答案平带,V带,多楔带,圆带和活络带传动.　　5按材料来说，带的材料有哪些?

答案棉织橡胶合成的,尼龙橡胶合成的和皮革等.　　6带传动的打滑经常在什么情况下发生?

答案当拉力差值大于摩擦力极限值时,带与轮面之间的滑动在整个包角内出现,此时主动轮转动无法传到带上,则带不能运动,带传动失去工作能力,此时打滑情况发生.　　7带传动时，带的横截面上产生那些应力?

答案拉应力,离心应力和弯曲应力.　　8在V带传动中，拉力差与哪些因素有关?

答案主动轮包角,当量摩擦系数,带轮楔角,材料摩擦系数有关.　　9带传动为什么要限制带速，限制范围是多少?

答案因带速愈大,则离心力愈大,使轮面上的正压力和摩擦力减小,带承受的应力增大,对传动不利,但有效圆周力不变时,带速高有利于提高承载能力,通常带速在5~25m/s范围为宜.　　10带传动中，小带轮的直径为什么不宜太小?

答案因带轮的直径愈小,带愈厚,则带的弯曲应力愈大,对带传动不利,所以带轮直径不宜过小.　　11V带传动的主要失效形式有哪些?

答案主要失效形式有打滑,磨损,散层和疲劳断裂.　　12带传动的设计准则是什么?

答案设计准则为防止打滑和保证足够的使用寿命.　　13V带传动设计计算的主要内容是确定什么?

答案带的型号,根数,基准长度,带轮直径,中心距和带轮的结构尺寸,以及选用何种张紧装置.　　14V带的型号有哪几种?

答案型号有Y,Z,A,B,C,D,E七种

15带传动中，增大包角的主要方法有哪些?

答案加大中心距和带的松边外侧加张紧轮，可提高包角.　　16带传动中，为什么常设计为中心距可调节?

答案一是调整初拉力,提高带的传动能力.二是可加大中心距,增大包角,提高传动能力.三是便于维修.　　17带传动中的工况系数K与哪些主要因素有关?

答案K与带传动中的载荷性质,工作机的类型,原动机的特性和每天工作时间有关.　　18带传动为什么要核验包角?

答案小带轮包角愈大,接触弧上可产生的摩擦力也越大,则带传动的承载能力也愈大,通常情况下,应使包角大于120o.　　19为什么要控制初拉力的大小?

答案初拉力过小,极限摩擦力小,易打滑;初拉力过大,磨损快，增大压轴力.　　20在带传动设计时，当包角过小应采取什么措施?

答案可采用如下措施:

1）增大中心距;2）控制传动比;3）增设张紧轮装置.　　21与带传动相比较，链传动有什么优点?

答案由于链传动是啮合传动,故传动比准确,工作可靠性好,承载能力大,传动尺寸较紧凑,可以在恶劣条件下工作（如工作高温,多尘,易燃等），压轴力较小.　　22与带传动相比较，链传动有什么缺点?

答案链传动的瞬时传动比不恒定，噪声较大.　　23与齿轮传动相比较，链传动有什么优点?

答案链传动的中心距较大、成本低、安装容易。

24与齿轮传动相比较，链传动有哪些缺点?

答案由于轮齿与链穴之间有空隙,随着磨损间隙加大,不宜用于正反转急速变化的传动中.　　25链传动的主要失效形式有哪几种?

答案节距磨损伸长、胶合破坏、链条疲劳断裂、链条静力拉断、轮齿磨损。

26为什么说链轮齿数愈多，传动愈平稳?

答案当链轮直径不变时,选节距小的链，则链轮齿数增多,多边形效应减弱,使传动平稳,振动和噪声减小.　　27带传动中，小带轮齿数为何不宜太小也不能过大?

答案因齿数越少,传动越不平稳,冲击、磨损加剧;小链轮齿数过多,大链轮齿数也随着增多,使传动装置的尺寸增大;同时,节距因磨损加大后,容易产生脱链.　　28链传动中，为什么链节数常取偶数?

答案链节数必须圆整为整数,一般应为偶数,以避免采用影响强度的过渡链节.　　29链传动的中心距为什么不宜太小也不能过大?

答案在一定链速下，中心距过小,单位时间内链绕过链轮的次数增多,加速磨损;同时也使小链轮的包角减小,轮齿的受力增大,承载能力下降。

中心距过大,链条的松边下垂量增大,容易引起链条的上下颤动。

30链传动的已知条件是哪些?

答案传动的用途和工作情况,原动机的种类,传递的功率,主动轮的转速,从动轮的转速（或传动比）,以及外廓安装尺寸的等.　　31链传动为什么要限制链速?

答案为了不使链传动的动载荷和噪声过大,一般限制链速v<15m/s.　　32单排链的结构由哪些零件组成?

答案由内链片,外链片,销轴,套筒及滚子组成.　　33某滚子链“12A-2×84GB1243-83”各数字符号说明什么?

答案GB1243-83国标代号,84节,2为双排,A系列,12为链号.　　34在链传动中，为什么尽量不用过渡链节?

答案当链节为奇数时,需要用过渡链节才能构成环状,过渡链节的链板在工作时,会受到附加弯曲应力,故尽量不用.　　35链传动的瞬时传动比是否恒定，为什么?

答案不恒定。

由于链节是刚体,只能在节点处相互转动,链条绕在轮上成多边形，主动轮等速转动,在直边上各点的链轮速度也不相等,使链速在变化,从动轮的转速也不恒定,瞬时传动比不恒定。

36链传动中，链条为什么是疲劳断裂?

答案链传动由于松紧边拉力不同,在运转时链条各元件处在变应力状态,经多次反复下,链条将发生疲劳断裂.　　37为什么链传动的链条需要定期张紧?

答案链条的滚子,套筒和销轴磨损后,链的节距增大,容易产生跳齿和脱链,故需定期将链条张紧.　　38为什么在链传动中，当转速很高和载荷大时会发生胶合?

答案当转速和载荷大时,套筒和销轴间产生过热而发生粘附,表面较软的金属被撕下,即发生胶合.　　39滚子链的主要尺寸有哪些?

答案节距,排数,滚子外径,链节数,销轴长度.　　40链轮的材料应满足什么条件?

答案链轮材料应满足强度和耐磨性的要求,小链轮的啮合齿数多,宜用更好的材料制作.　　41与齿轮传动相比较，蜗杆有哪些优点?

答案蜗杆传动平稳、无噪声、传动比大而准确、蜗杆的导程角较小，有自锁性能.　　42与齿轮传动相比较，蜗杆传动有哪些缺点?

答案蜗杆与蜗轮齿面间沿齿向有较大的滑动,不发热多,且容易产生胶合和磨损,传动效率低。

43为什么说蜗杆传动可视作螺旋传动?

答案因为蜗杆视为螺杆,蜗轮视为局部螺母,当转动螺杆时,若螺杆不能轴向移动,则螺母只能轴向移动。

44试述蜗杆与蜗轮正确啮合条件是什么?

答案中间平面上蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数相等,蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角相等，蜗杆螺旋线升角与蜗轮分度圆柱螺旋角相等且方向相同.　　45蜗杆传动中，圆柱蜗杆传动和圆弧面蜗杆传动各有什么特点?

答案圆柱蜗杆传动加工容易,但承载能力低;圆弧面蜗杆传动加工难,但承载能力较高.　　46阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面有什么特点?

答案此平面通过蜗杆轴线,并与蜗轮轴线垂直。

在中间平面上,蜗杆的齿廓与齿条相同,蜗轮的齿廓为渐开线，蜗杆与蜗轮如同齿轮与齿条啮合一样.　　47在蜗杆传动中，为什么要规定标准模数系列及蜗杆直径系列?

答案通常,蜗轮轮齿是用与蜗杆相同尺寸的滚刀进行加工的,蜗杆头数与模数都是有限的数量，而蜗杆分度圆直径d将随着导程角而变,任一值就应有相应的d值,这样会有无限量的刀具,故为了经济,减少刀具量,规定了标准模数和蜗杆直径系列.　　48蜗杆传动为什么比齿轮传动平稳?

答案蜗杆传动由蜗杆与蜗轮组成,可以看作是螺旋传动,蜗杆视为螺杆,蜗轮视为局部螺母,从而传动平稳、无噪声.　　49蜗杆传动的相对滑动速度对传动性能有何影响?

答案相对滑动速度VS大,容易形成润滑油膜,但由于热量不能散发,使磨损加剧,对传动十分不利.　　50蜗杆传动的失效形式是什么?

答案绝大多数失效形式发生在蜗轮齿面上;由于相对滑动速度大，齿面容易磨损与胶合。

51为什么蜗杆传动尺寸只对蜗轮轮齿进行强度计算?

答案通常蜗杆需采用机械强度较高的材料制作,为了减少摩擦系数和抗磨损、抗胶合的能力;蜗轮则采用青铜材料,因它强度较低,故只对蜗轮轮齿进行强度计算.　　52为什么蜗杆传动要进行热平衡计算?

答案由于蜗杆传动效率低,故发热大,温升高,如果破坏润滑,则产生胶合而失效。

进行热平衡计算以限制工作温度,以免破坏润滑而胶合失效.　　53闭式蜗杆传动的设计准则是什么

答案由蜗轮表面接触强度计算得出主要参数,还需校核计算其刚度.　　54蜗杆传动时，蜗杆常采用哪些材料?

答案一般采用碳钢，如40，45等;对高速重截的传动，常用合金钢，如20CR、40CR、等.　　55蜗杆传动时，蜗轮一般采用哪些材料?

答案一般采用青铜，如ZCUAL10FE3、ZCUZN38、MN2PB2等。

对于重要场合,采用锡青铜。

56蜗杆传动时，若油温过高，常用散热措施有哪些?

答案最简单的办法是增加散热面积,另外加装风扇,通冷却水,强制冷却等措施,应充分注意到各自的结构和安装特点.　　57蜗杆传动的总效率与哪些因素有关?

答案啮合效率与蜗杆导程,当量摩擦角有关，总效率还与搅油效率、轴承效率的连乘积有关

58蜗杆传动中，蜗杆为什么通常与轴做成一体?

答案由于蜗杆径向尺寸较小,有时铣制蜗杆齿部两端的直径可大于根径，车削时,蜗杆齿部两端的直径小于蜗杆根径。

59蜗杆结构为什么常采用齿圈与轮芯组合式?

答案因齿圈用贵重金属青铜,轮芯用铸铁制造,可节省材料,降低成本.　　60蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮分别受了哪些力?

答案蜗杆轴向力、径向力、圆周力，蜗轮轴向力、径向力、圆周力。

61轴按形状分类有哪几种?

答案直轴、阶梯轴、曲轴和挠性钢丝轴。

62轴按承受的载荷分类有哪几种?

答案心轴、传动轴和转轴。

63自行车的前轴和后轴，按承载分类各属于哪一种轴?

答案前轴属心轴，后轴属转轴。

64轴上零件的周向固定有哪些方法?

答案键、销、紧定螺钉、过盈配合、型面联结等。

65轴上零件的轴向固定方法有哪些?

答案轴本身做成轴肩、轴环，另设轴套、轴端挡圈、弹簧挡圈、轴承盖、紧定螺钉、销、圆锥轴颈、轴上螺纹等.　　66轴常采用哪些材料制造?

答案碳素钢,如35,45,50;合金钢，球墨铸铁等.　　67轴的工作性能有哪些要求?

答案一般情况下取决于轴的强度;对于精密机床要求刚度;对高速轴为了避免共振等问题的计算.　　68轴的合理结构应具有哪些要求?

答案轴的材料、形状和尺寸决定了强度和刚度，相应的轴上零件的配合和位置固定，安装和维修方便及易于加工制造等。

69轴的设计步骤是什么?

答案选材料，初算轴径，轴的结构设计，验算轴的刚度、强度，绘制轴的工作图.　　70为什么在一般工作温度下，以合金钢来代替碳素钢提高刚度是不行的?

答案因为合金钢和碳素钢的弹性模量十分接近.　　71轴在什么情况下采用球墨铸铁制造?

答案因为球墨铸铁具有良好的耐磨性,吸振性和加工性能,应力集中不敏感,适宜制造结构形状复杂的轴。

72齿轮减速器中，为什么低速轴的直径比高速轴的直径粗得多?

答案若按当量弯矩设计计算轴径时,轴承受弯矩,还承受扭矩,而扭矩与轴的转速成反比,转速小扭矩大轴径就大,故减速器中低速轴粗.　　73如何提高轴的疲劳强度?

答案减小集中应力可提高轴的疲劳强度：

力求轴的形状简单,相邻轴径变化不要太大,并用大的过渡圆角半径连接起来;提高表面质量，降低加工的粗糙度，采用喷丸处理。

74为什么大多数的轴设计成阶梯形?

答案从等强度的轴而言,形状应是抛物线回转体,但这样加工困难,安装轴上零件都困难;为了接近等强度并，且容易加工,故设计成阶梯轴.　　75轴的强度计算为什么以初步计算和校核计算两步进行?

答案轴在设计之前,轴承间的距离尚未确定,设计时只能依靠一些简单公式初步估计轴的直径,再根据结构条件确定出轴的形状和几何尺寸,最后再进行轴的强度和刚度的校核计算.　　76为什么对于十分重要的轴还要进行刚度校核?

答案如果精度要求较高的轴刚度不高,在承受载荷后会产生过度磨损或产生偏载,以致发生强烈振动和噪声.　　77轴的刚度校核计算的条件是什么?

答案保证轴产生的挠度,偏转角和扭转角小于或等于许多值.　　78若某一滑轮轴不转动，试问它承受什么载荷?

属于什么轴?

答案承受弯拒、扭拒，属于心轴。

79齿轮轴承载是什么?

属于什么轴?

答案承载为弯拒、扭拒，属于转轴。

80轴的强度计算中，弯扭合成强度计算公式的各符号代表什么?

它与哪些因素有关?

答案.M--弯矩.T--扭矩.α--修正系数。

它与轴的弯矩、扭矩产生的应力循环特征有关。

81滚动轴承的优点有些?

答案具有摩擦阻力小,启动轻便灵活,旋转精度高,润滑和维修简单等特点.　　82滚动轴承一般由哪些零部件组成?

答案由内圈,外圈滚动体和保持架组成.　　83标准类型的轴承有哪几种?

答案共有十种;主要有深沟球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、滚针轴承、角接触球轴承、圆锥子轴承、推力球轴承等。

.84滚动轴承的失效形式有哪些?

答案表面疲劳点蚀是最常见的失效形式，还有塑性变形、磨损等。

85滚动轴承在什么情况下进行寿命计算或静强度计算?

答案对于长期转动的滚动轴承,疲劳点蚀是主要的失效形式,应对它进行寿命计算.对于不常转动的或转速极低的轴承,要限制其塑性变形,则对它进行静强度计算.　　86为什么调心轴承要成对使用，并安排在轴的两端?

答案若轴上安装两个轴承的轴径难以保证同轴度,或轴受载后的变形较大，为使轴正常会转,应选用自动调心轴承，且调心轴承成对安装于轴的两端

.87圆锥滚子轴承为什么便于调整游隙?

答案此类轴承类似于角接触球轴承，因滚动体为线接触，故同时承受径向和轴向载荷的能力大，滚动体与内圈组合在一起，外圈可以分离，使安装、调整游隙方便。

88滚动轴承各元件常采用什么材料?

答案内、外圈和滚动体均采用轴承合金钢制造，保持架用软钢冲压而成.　　89滚针轴承有什么特点?

答案这类轴承只能承受径向载荷,径向尺寸很小,但轴向尺寸大,对轴的变形或安装误差很敏感,适用于转速较低,径向尺寸受限制的场合.　　90滚动轴承的精度等级分几级?

如何标注?

答案精度等级分为B,C,D,E,G五级。

按字母顺序B级精度最高,G级精度最低,一般机械中多采用G级精度轴承。

91滚动轴承的滚动体一般有哪几种形状?

答案形状很多，有球形、圆柱形、螺旋形、圆锥形、腰鼓形和滚针形等。

92指出滚动轴承的寿命计算公式中各符号的意义和单位?

答案Lh-滚动轴承的寿命;p-当量动载荷;n-轴承的工作转速r/min;c-基本额定动载荷;e-寿命指数.　　93滚动轴承的当量动载荷p的计算式中____和y是什么系数?

答案____-径向载荷系数;y-轴向载荷系数

94何类滚动轴承有内部轴向力问题?

答案3000型和7000型轴承本身结构特点，即有一定的接触角,在工作时因承受径向力而引起派生的轴向力。

95角接触滚动轴承常用哪两种安装?

其安装特点是什么?

答案两种安装是反安装（特点为背靠安装,外圈为厚端对着厚端）、正安装（特点为面对面安装,即外圈反向）。

它们产生的内部轴向力也方向相反.　　96基本额定动载荷c与当量动载荷p有何区别?

答案在基本额定动载荷的作用下,轴承工作106转后,一批轴承中有10%发生失效,而其余90%可以继续工作;c大，轴承的承载能力强。

而p是指轴承一般在径向力和轴向力作用下，为了能够对照和比较，换算的等效载荷。

97轴承的轴向固定有哪些?

答案为使轴和轴承相对于机架有固定的位置,并能承受轴向力,必须将轴承进行轴向固定。

其形式有双支点单向固定,一支点固定另一支点游动，双支点游动.　　98滚动轴承游隙的调整方法有哪些?

答案调整游隙的调整方法有加减轴承盖的金属薄垫片,或用螺钉及细牙螺纹调节.　　99滚动轴承安装的两个轴颈与机座的两个轴承孔有什么要求?

答案它们必须保证同轴度,以防安装后产生过大的偏移,造成旋转阻力,影响轴承寿命和机械的平稳性,两轴颈同次安装精磨,两孔同时镗孔.　　100滚动轴承的润滑作用是什么?

答案润滑主要是减少摩擦损失和减少磨损，并起到冷却、吸振、防锈及降低噪声等作用。