机械设计思考题答案Word格式文档下载.docx

1、提高零件表面硬度;在一定范围内提高接触表面的加工质量;采用粘度较高的润滑油。8,什么就是零件的表面挤压应力？通过局部配合间的接触来传递载荷的零件,在接触面上的压应力称为挤压应力。9,零件表面磨损强度的条件性计算包含哪些内容？提高零件表面磨损强度的的主要措施有哪些？滑动速度低载荷大时,可只限制工作表面的压强p;滑动速度较高时,还要限制摩擦功耗,以免工作温度过高而使润滑失效;高速时,还要限制滑动速度,以免由于速度过高而加速磨损,降低零件工作寿命。选用合适的摩擦副材料;提高表面硬度;降低表面粗糙度值;采用有效地润滑剂与润滑方法;表面镀层,氧化处理;防止尘土落入两摩擦表面间;限制工作温度过高三1,机械

2、零件的疲劳强度的计算方法有哪两种？其计算准则各就是什么？a安全-寿命设计:在规定的工作期间内,不允许零件出现疲劳裂纹,一旦出现,即认为失效。b破损-安全计算:允许零件存在裂纹并缓慢扩展,但须保证在规定的工作周期内,仍能安全可靠地工作。2,机械零件在变应力条件下工作发生疲劳断裂而失效的过程怎样？第一阶段就是零件表面上应力较大处的材料发生剪切滑移,产生初始裂纹,形成疲劳源,可以有多个或数个;第二阶段就是裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形,使裂纹扩展直至发生疲劳断裂。3,什么就是应力循环基数？一般碳钢与高硬度合金钢的循环基数就是多少？应力循环基数（No）,即在疲劳试验曲线上对应于接触强度极限的应力循

3、环次数。一般碳钢:10*610*7高硬度合金钢:10X10*725X10*7、4,按疲劳曲线（N）设计零件时,适用的条件就是什么？当循环次数N10*4时,（N）曲线就是否适用？为什么？在这种情况下应如何处理？在循环特征r下的变应力,经过N次循环后,材料不发生破坏。不适用。疲劳极限较高,接近屈服极限,几乎与循环次数的变化无关。一般可按照静应力强度计算。5,影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？提高机械零件疲劳强度的措施有哪些？1）应力集中,零件尺寸,表面状态,环境介质,加载顺序与频率。2）降低应力集中的影响;选用疲劳强度高的材料或规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺,提高零件的表面质量

4、;尽可能的减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸。6,机械零件在受载时在什么地方产生应力集中？应力集中与材料的强度有什么关系？1）零件受载时,在几何形状突然变化处要产生应力集中。2）降低应力集中,可以提高零件的疲劳强度。7,怎样区分变应力就是稳定的还就是非稳定的？怎样进行在稳定变应力下的零件强度计算？怎样进行在规律性非稳定变应力下的零件强度计算？1）在每次循环中,平均应力,应力幅与周期都不随时间变化的变应力为稳定变应力,若其中之一随时间变化的则成为非稳定变应力。2）3）略。8,在极限应力简图上,对各种加载情况（即r=常数,m=常数,min=常数）如何判断零件就是首先产生疲劳破坏还就是首先产

5、生塑性变形破坏？连接原点与拐点,工作点在疲劳安全区先发生疲劳破坏,在塑性安全区,先发生塑性变形破坏,连线上方为疲劳安全期,下方为塑性安全区。9,与的几何意义与物理意义就是什么？材料的强度俞高,与的值愈大还就是愈小？平均应力折合为应力幅的等效系数,其大小表示材料对循环不对称性的敏感程度。材料的强度愈高,二者值俞小。10,何谓疲劳损伤累积假说？线性疲劳损伤累积计算的数学表达式为何？在每一次应力作用下,零件寿命就要受到微量的疲劳损伤,当疲劳损伤积累到一定程度达到疲劳寿命极限时便会发生疲劳断裂。F=N1/N1+N2/N2+N3/N3+、达到疲劳寿命极限时,总寿命损伤率为F=1。第四章摩擦磨损及润滑概述

6、1,何谓摩擦磨损与润滑？它们之间的相互关联如何？在外力作用下,一物体相对于另一物体运动或有运动趋势就是在摩擦表面上所产生的切向阻力称为摩擦力,其现象称为摩擦。使摩擦表面的物质不断损失的现象成为磨损。用润滑剂减少两摩擦表面之间的摩擦与磨损或其她形式的表面破坏的措施称为润滑。摩擦可以产生磨损,润滑可以降低摩擦,减少磨损。2,按摩擦面间的润滑状况,滑动摩擦可分为哪几种？根据摩擦面间摩擦状态的不同,即润滑油量及油层厚度大小的不同,滑动摩擦又可分为干摩擦,边界摩擦,流体摩擦与混合摩擦。3,根据磨损机理的不同,磨损通常可分为哪几种类型？它们各有什么主要特点？粘着磨损:由于干摩擦,在有油,无油的表面,都需要

7、切向力使吸附膜与脏污膜破裂后,由新表面直接接触才能发生粘着,载荷越大,表面温度越高,粘着现象也越严重;表面疲劳磨损:受交变接触应力的摩擦副,在其表面上将形成疲劳点蚀,有小块金属剥落;磨粒磨损:硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物,在摩擦过程中引起材料脱落,与摩擦材料的硬度,磨粒的硬度有关;腐蚀磨损:与周围介质发生化学反应或电化学反应。4,机械零件的磨损过程分为哪三个阶段？怎样跑合可以延长零件的寿命？跑与磨损阶段;稳定磨损阶段;剧烈磨损阶段。应注意由轻至重缓慢加载并注意油的清洁,注意换油,避免压力过大与温度过高。5,实现液体润滑的方法有哪几种？它们的工作原理有何不同？各自特点如何？流体动力润滑,弹性

8、流体动力润滑,流体静力润滑。6,获得流体动压润滑的必要条件就是什么？1）两滑动表面沿运动方向的间隙必须呈由大到小的形状;2）相对速度必须足够大;3）一定的润滑油粘度。7,润滑剂的作用就是什么？常用的润滑剂有哪几种？润滑剂的作用主要就是减小摩擦与磨损,降低工作表面间的温度,此外有防锈,传递动力,消除污物,减震,密封等作用。有:液体润滑剂,半固体润滑剂,气体润滑剂与固体润滑剂四类。8,流体动压润滑及弹性流体动压润滑,二者之间的根本差别就是什么？后者考虑了弹性变形与压力两个因素对粘度的影响。9,润滑油的主要性能指标有哪些？润滑脂的主要性能指标有哪些？在润滑油与润滑脂中加入添加剂的作用就是什么？1）粘

9、度,凝点,闪点与燃点,油性;2）滴点,锥入度。3）改善润滑性能。第六章螺纹连接及螺旋传动1,普通螺纹分为粗牙与细牙螺纹,请问细牙螺纹有何特点？用于何处？密封好,自锁性好,抗震防松能力强,螺纹牙深度浅,不能承受更大的拉力,强度低。细牙螺纹一般用来锁薄壁零件与对防震要求比较高的零件。2,常用的螺纹连接的类型有哪几种？应用场合就是什么？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

10、传递力与力矩不大的场合。3,螺纹连接为什么要防松？防松的根本问题就是什么？螺纹防松的目的就是防止螺栓螺母等在工作中松脱,造成事故,从而造成人身伤害。根本问题在于:防止螺纹副相对转动。4,防松的基本原理有哪几种？具体的防松方法与装置各有哪些？1）防止螺纹副的相对转动,可以有,利用摩擦,直接锁住与破坏螺纹副关系三种。2）利用对顶螺母,弹簧垫圈,金属锁紧螺母,尼龙圈锁紧螺母,锲紧螺纹锁紧螺母,开口销与槽型螺母,止动垫片,串联金属丝,焊接,冲点,胶接等等。*5,什么叫螺纹的自锁现象？自锁条件如何？螺纹副的传动效率又如何计算？1）螺纹自锁性就是指在静载荷与工作温度变化不大时,螺纹连接不会自动松脱。2）自

11、锁条件:螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角。3）6,试画出螺纹连接的力变形图,并说明联接在受到轴向工作载荷后,螺纹所受的总拉力,被连接件的剩余预紧力与轴向工作载荷之间的关系。F0=F+F,F0为总拉力,F为轴向工作载荷,F为余预紧力。7,在承受横向载荷的紧螺栓联接中,螺栓就是否一定受剪切作用？就是,因为被连接的上下两个物体,质量不一样,横向力作用时,受到惯性不一样,就会产生相对的惯性剪切力,通过螺纹孔直接作用在螺栓,产生剪切应力。8,常见的提高螺纹联接强度的措施有哪些？匀螺纹牙受力分配;减小附加应力;减轻应力集中;降低应力幅;择恰当的预紧力并保持减退;改善制造工艺。9,在螺栓连接中,螺纹牙间载荷分

12、布为什么会出现不均匀现象？常用哪些结构形式可使螺纹牙间载荷分布趋于均匀？由于螺栓螺母的刚度与变形性质不同造成螺纹牙间载荷分布不均匀的现象。置螺母,环槽螺母,内斜螺母,钢丝螺母等等结构。10,两螺纹连接分别采用厚薄不同的螺母,其中一个可旋合10圈,另一个可以旋合20圈,其她结构与受力条件均相同,问这两个联接的强度就是否一样？相同。应变产生的结果。第七章键花键与销联接1,普通平键的公称长度L与工作长度l之间有什么关系？圆头平键工作长度l=L-b方头平键的工作长度lL单圆头平键lL-b/2,b为键的宽度。2,平键联接的工作原理就是什么？主要失效形式有哪些？平键的剖面尺寸bXh与键的长度L就是如何确定

13、的？1）平键就是通过两个侧面受挤压与剪切来传递转矩。2）平键的失效形式有工作面被压溃,个别情况会出现键被剪断。主要失效形式就是压溃。3）普通平键的截面尺寸与长度的确定就是根据轴颈定键,可按GB1095键与键槽的剖面尺寸;一根轴上有两个键,其轴颈相差不大,最好统一,且在同一方向,以降低制造费用简化工艺,键长要根据套的长度。关键的键要强度计算。3,导向平键联接与花键联接有什么不同,各使用何种场合？导向平键就是固定在轴上,工作时允许轴上零件沿轴滑动的平键。用于周上零件移向距离不大的动联接;花键联接就是柔轮筒壁与输出联接盘以内外花键联接的形式。适用于载荷大与定心精度要求高的静联接与动联接。4,普通平键

14、的强度条件怎样（用公式表示）？如何在进行普通平键联接强度计算时,强度条件不能满足,可采取哪些措施？静联接:T=0、5Xhldp,动联接:0、25Xhldp、。如经校核判断强度不足时,可在同一联接处错开180布置两个平键,强度按1、5个计算、5,平键与契键在结构与使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？1）平键就是通过两个侧面受挤压与剪切来传递转矩,矩形或方形剖面而厚度、宽度不变的键;而楔键就是靠上下面受挤压来传递转矩,楔键上下面就是工作面,键的上表面有1:100的斜度,轮毂键槽的底面有1:100的斜度。2）因为平键制造简易,装拆方便,在一般情况下不影响被连接件的定心。6,当使用单键联接不能满足

15、联接的强度要求时,可采用双键联接。试说明为什么使用两个平键联接时,一般设置在同一轴段上相隔180度布置;采用两个契键联接时,相隔120度左右;采用两个半圆键联接时则常设置在轴的同一母线上？.两个平键联接相隔180度就是为了加工时便于分度;两个楔键在大概同一方向,在另一方向轴与轮毂结合的更紧密,传递扭矩更稳定;两个半圆键联接布置在同一条母线上就是为了加工时用一把刀具直接加工出来而不用更换刀具。7,花键联接与平键联接相比有哪些优缺点？为什么矩形花键与渐开线型花键应用较广？花键相比平键,具有的优点:齿对称布置,就是轮毂受力均匀;齿轴一体而且齿槽较浅,齿根的应力集中较小,被联接件的强度削弱较少;齿数多

16、接触面积大,压力分布较均匀。缺点:加工较复杂。原因:以上优点加上齿可以利用较完善的制造工艺,被联接件能得到较好的定心与轴上零件沿轴移动时能得到较好的导引,而且零件的互换性也容易保证。第十一章带传动1,简述带传动产生弹性滑动的原因与不良后果。由于带就是弹性体,受力不同时伸长量不同。后果:从动轮的圆周速度低于主动轮;降低了传动效率;引起带的磨损;使带温度升高。2,为什么说弹性滑动就是带传动固有的物理现象？弹性滑动在带传动中就是不可避免的。因为产生弹性滑动的原因就是:带的弹性与带在紧边与松边所受拉力不等（拉力差）,而带的弹性就是固有的,又因为传动多大圆周力就有多大拉力差,拉力差随载荷变化而变化,因此

17、拉力差也就是不可避免的。所以,弹性滑动在带传动中不可避免,传动比的大小也随载荷变化。3,在相同条件下,V带传动与平带传动的传动能力有何不同？如何提高代的传动能力？1）V带传动没有接头,运动较平稳;数根同时使用时,即使损坏一根,不会导致机器立刻停车;但就是使用寿命较平带短;带轮价格昂贵;传动效率较平带低一些。2）平带工作时,带的内面就是工作面,V带传动工作时,带的两侧面就是工作面,由于带的拉力就是变化的,同时引起带宽尺寸的改变,从而使带轮沿轮槽做径向移动、3）增大摩擦系数;增大包角;尽量使传动在靠近最佳速度下工作;采用新型带传动;采用高强度带材料。4,为什么带传动一般放在传动系统的高速段,而不放

18、在低速段？带传动平稳性好,能缓冲吸振,具有过载保护能力（过载即打滑）,但承载能力较小。宜布置在高速级。5,在V带传动设计时,为什么要求D1Dmin,1120度,5v25m/s？带轮的直径过小,则带的弯曲应力大,寿命降低;包角过小可加大中心距或增加张紧轮;带速过大,则会因离心力过大而降低带与带轮间的正压力,从而降低摩擦力与传动的工作能力,同时离心力过大又降低了带的疲劳强度,带速过小,传动能力降低或者使所需的圆周力过大,易打滑,从而使所需的带根数增多。6,在V带传动设计时,为什么要限制带的根数？根数多结构大,由于带的长度误差,使各根带间受力不等。7,带传动的主要失效形式就是什么？设计准则就是什么？

19、1）打滑与疲劳破坏。2）在保证带传动不打滑的条件下具有一定的疲劳强度与寿命。8,带传动工作中,带上所受应力有哪几种？如何分布？最大应力在何处？拉应力,弯曲应力与离心应力;小带轮为主动轮,最大应力发生在紧边进入小带轮处。一般弯曲应力最大,离心应力比较小。9,当传递相同功率时,为什么V带传动作用在轴上的压力比平带传动小？V形槽有“楔形”增力能力,能增大皮带与带轮的正压力,进而增大摩擦力,传递相同功率的V带传动比平带作用在轴上的压力小。第十二章齿轮传动1,齿轮传动常见的失效形式有哪些？各种失效形式常在何种情况下发生？试对工程实际中所见的齿轮失效的形式与原因进行分析。1）主要有轮齿折断与齿面损伤两类,

20、齿面损伤又有齿面接触疲劳磨损,胶合,磨粒磨损与塑形流动等。2）轮齿折断:一种就是由多次重复的弯曲应力与应力集中造成的疲劳折断;一种就是因短时过载或冲击载荷而产生的过载折断;齿面接触疲劳磨损:由于齿面接触应力交变引起表层小片状剥落而形成麻点;齿面胶合:高速重载产生瞬时高温,造成齿面间的焊接现象;齿面磨粒磨损:由于相对滑动,软齿面被划伤;齿面塑形流动:重载时,在摩擦力的作用下破坏正确齿形。3）大概同2）。2,齿轮传动的设计计算准则就是根据什么来确定的？目前常见的计算方法有哪些,它们分别针对何种失效形式？针对其余失效形式的计算方法怎样？在工程设计实践中,对于一般的闭式硬齿面,闭式软齿面与开式齿轮传动

21、的设计计算准则就是什么？1）由失效形式确定;2）与3）与4）闭式传动的齿轮,一般只进行接触疲劳强度与弯曲疲劳强度计算。当有短时过载时还应进行静强度计算。对于高速大功率的齿轮传动,还应进行抗胶合计算。开式传动的齿轮,目前只进行弯曲疲劳强度计算,用适当加大模数的办法以考虑磨粒磨损的影响。有短时过载时,仍应进行静强度计算。3,轮齿折断一般起始于齿轮的哪一侧？全齿面折断与局部折断通常在什么条件下发生？轮齿疲劳折断与过截折断的特征如何？1）起始于轮齿受拉应力一侧;2）与3）齿宽较小的直齿圆柱齿轮,齿根裂纹一般就是从齿根沿着横向扩展,发生全齿折断。齿宽较大的直齿圆柱齿轮常因载荷集中在齿的一端,斜齿圆柱齿轮

22、与人字齿轮常因接触线就是倾斜的,载荷有时会作用在一端齿顶上,裂纹往往就是从齿根斜向齿顶的方向扩展,发生轮齿局部折断。4,齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上,试对这一现象加以解释。当轮齿在靠近节线处啮合时,由于相对滑动速度低形成油膜的条件差,润滑不良,摩擦力较大,特别就是直齿轮传动,通常这时只有一对齿啮合,轮齿受力也最大,因此,点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。5,有一闭式齿轮传动,满载工作几个月后,发现在硬度为220到240HBS的齿面上出现小的凹坑,问:（1）这就是什么现象？（2）如何判断该齿轮就是否可以继续使用？（3）应采取什么措施？1）早期疲劳点蚀。2）若不再发展则可继续使用。

23、3）用高粘度润滑剂可提高抗疲劳点蚀能力。6,在设计软齿面齿轮传动时,为什么常使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度30到50HBS？:小齿轮的齿数比大齿轮齿数少,在相同时间内,小齿轮的轮齿参与啮合的次数多,为使两齿轮的齿面均匀磨损,所以通常要将小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高3050HBS。7,应主要根据哪些因素来决定齿轮的结构形式？常见的齿轮结构形式有哪几种？它们分别应用于何种场合？1）根据齿轮的几何尺寸,毛培材料,加工工艺等决定齿轮结构。2）齿轮轴:用于直径很小的场合;实心结构:用于直径小于160mm;腹板式结构:用于直径小于等于500mm;轮辐式结构:用于直径大于等于400mm小于等于

24、1000mm。8,试阐述建立直齿圆柱齿轮轮齿根弯曲强度计算公式时所采用的力学模型。由于轮缘刚度很大,故轮齿可瞧作就是宽度为b的悬臂梁,齿根处为危险截面,它可用30度切法线确定。9,根据齿轮啮合原理,渐开线齿轮传动可以实现瞬时传动比不变,为什么齿轮啮合过程中还会产生内部附加动载荷？动载荷系数Kv反映了哪些产生动载荷的影响因素？如何减小作用在轮齿上的内部附加动载荷？1）由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷;2）制造精度,运转速度;3）为减小动载荷,重要齿轮采用修缘齿。10,齿轮强度计算中为什么要引入齿间载荷分布系数K,它的值主要受哪些因素影响？可采取哪些措施来减小齿间载荷分布不

25、均的程度？1）由于齿轮副相互倾斜及轮齿扭曲。2）轴的弯曲变形与扭转变形,轴承的弹性位移以及传动装置的制造与安装误差。3）提高轴,轴承与机座的刚度,选取合理的齿轮布置位置,合理的齿宽,提高制造与安装精度。11,对相对两支承非对称布置的齿轮传动,从减小齿向载荷分布不均的角度考虑,齿轮应远离还就是靠近转矩输入端来布置？远离转矩输入端。12,试说明齿形系数YF的物理意义。它与齿轮的哪些参数有关？就是如何影响齿轮抗弯强度的？1）齿形系数YF就是反映当力作用于齿顶时,轮齿齿廓形状对齿根弯曲应力的影响系数,它就是指齿根厚度与齿高的相对比例关系。就是反映轮齿“高、矮、胖、瘦”程度的形态系数。2）取决于轮齿的形状,与模数大小无关。3）轮齿的抗弯强度随着齿形系数YF的增加而增大,而齿形系数YF又随着变位系数的增大而增加。如果总的变位系数不变,为了提高某个齿轮的抗弯强度,还可以在两个齿轮之间适当分配这一数值,使抗弯强度较弱的齿轮得到较大的加强,以提高整个齿轮传动的抗弯强度。13,一对圆柱齿轮传动,大,小轮齿齿面接触应力就是否相等？大,小齿轮的接触强度就是否相等？在什么条件下两齿轮的接触强度相等？1）相等2）不等3）接