机械设计课程复习思考题.docx

1、机械设计课程复习思考题机械设计自 测 题复习思考题1 11一台完整的机器通常由哪些基本部分组成?选定一台较简单的机器(如台钻或牛头刨床等)，分析它由哪个部分接受外界输入的能源，怎样传递机器的动力和运动，经过了哪些机构，各个机构由哪些零件组成，哪个部分用来具体完成机器原生产职能。 12设计机器时应满足哪些基本要求?试选定一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 13区分通用零件和专用零件，搞清常用零部件类型，试就一台机器中，对联接零件、传动零件、轴系零件和其它零件各举两例。 14机械零件有哪些主要的失效形式?试结合日常接触的机器举出其中几种零件的失效形式，并分析其原因。 15设计机械零件时应满足哪

2、些基本要求?试举两例说明为什么设计零件时不能离开机器的要求。 16机械零件的计算准则与失效形式有什么关系?常用的有哪些计算准则?它们是针对什么失效形式而建立的? 17设计计算与校核计算有什么区别?各在什么条件下采用? 18选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能?合理选择零件材料需考虑哪些具体条件?什么叫“局部品质原则”?试举出一种按照“局部品质原则”选用材料的实例。 19分子机械理论的主要内容是什么?如何用分子机械理论来解释经典摩擦定律? 110边界摩擦的特征是什么?并简述其形成机理。 111混合摩擦的特征是什么?并简单说明膜厚比的物理意义。 112流体摩擦的特征是什么?说明为什么液体摩擦状态

3、是一种较稳定的摩擦状态? 113零件磨损的过程大致可分为几个阶段，每个阶段的特征如何? 114结合具体的机械零件，各举一例说明粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损发生的条件，磨损的形成，改善措施及设计时应考虑的问题。 115润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项?什么叫粘度?粘度的常用单位有哪些?它们之间如何换算? 116流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理在本质上有何不同?复习思考题2 21试述零件工作载荷、名义载荷、计算载荷的含义?说明名义载荷和计算载荷的关系? 22什么叫静载荷、变载荷、静应力和变应力?试举出两个机械零部件在工作时受静载荷作用而产生变应力的例子。 23作用在机械零件上的应力有哪

4、几种类型?如何区分它们? 24稳定循环变应力的max、min、a、m、r五个参数各代表什么?试列出根据已知零件的max、min时，计算其a、m及r的计算式。 25何谓机械零件的强度?它可以分为哪些类型，试举出具体的应用例子。 26强度判别式的一般形式有哪些?试说明各符号的意义。如何从一般判别式推导得到各类强度判别式。 27怎样区分表面挤压应力和表面接触应力?试说明两圆柱体接触应力计算公式中各符号的意义。 28试述金属材料的疲劳断裂过程。分析疲劳断裂的特征，比较与静力断裂的不同。 29试根据材料的疲劳曲线(-N曲线)，说明什么叫循环基数N0、有限寿命疲劳极限rN和持久疲劳极限r，并根据疲劳曲线方

5、程导出rN的计算式。 210影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?原因是什么?为什么影响因素中的Ka、 、只对变应力的应力幅部分有影响? 211零件设计中有哪些常见的应力集中源?若零件危险剖面上有几个应力集中源，在疲劳强度计算中应如何考虑K(K)对零件疲劳强度的影响?试比较三个形状、尺寸一致，工作条件也相同，分别用铸铁、低碳钢、高强度钢制造的零件，哪个K(K)数值最大?哪一个的K(K)数值最小?在设计零件选用材料时如何考虑这些问题? 212什么叫稳定循环变应力的单向应力状态和复合应力状态?如何确定承受单向应力状态变化规律为a/m=常数的机械零件的疲劳极限r? 213如何从材料极限应力图绘制零件

6、的极限应力图，寿命系数KN、综合影响系数(K)D如何考虑，其意义是什么? 214在极限应力线图上，在各种加载情况下，即r=C、m=C和min=C时，如何判断零件首先产生疲劳破坏还是产生塑性变形破坏?若用数学公式判断，你能写出判断的条件式吗? 215在单向稳定变应力下，如何计算零件的工作安全系数? 216列式说明受复合稳定变应力时，如何计算零件的疲劳强度安全系数?并说明式中有关符号的意义。 217何谓疲劳损伤积累假说?并用数学表达式表示之。 218根据不稳定变应力的规律性，说明应力幅以先小后大，还是先大后小变化加载对零件的强度有利，为什么? 219在规律性单向不稳定变应力下，怎样进行机械零件的疲

7、劳强度计算? 复习思考题3 31螺纹主要参数有哪些?螺距与导程有什么关系? 32螺纹依据什么进行选择的，并举出实例。 33在实际应用中，绝大多数螺纹联接都要预紧，预紧的目的何在? 34拧紧螺母时，拧紧力矩要克服何处的摩擦阻力矩?这时螺栓和被联接件各受到什么载荷? 35螺纹联接松脱的原因何在?试按三类防松原理举例说明螺纹联接和各种防松措施。 36螺栓组联接的结构设计一般应考虑哪些方面的问题? 37螺栓组联接承受的载荷与螺栓组内螺栓所受的力之间有什么关系?若螺栓组受横向载荷，螺栓是否就一定受剪切? 38对于常用的普通螺栓，预紧后螺栓受拉伸和扭转的复合应力，但是为什么在计算时只要把轴向拉力增大30%

8、就可以按纯拉伸设计螺栓的强度? 39对于受轴向载荷的紧螺栓联接，若考虑螺栓和被联接件刚度的影响，螺栓受到的总拉力是否等于预紧力和工作拉力之和，为什么? 310常用的提高螺栓联接强度的措施有哪些? 311对于受变载荷的螺栓，可以采取哪些措施来减小螺栓的应力幅? 312螺栓中的附加应力是怎样产生的?为避免螺栓的附加应力，应从结构或工艺上采取哪些措施? 313滑动螺旋的失效形式有哪些?怎样进行针对性的设计? 复习思考题4 41平键联接的主要失效形式是什么?确定键及键槽横截面尺寸的依据是什么? 42平键联接中轴及轮上键槽是怎样加工的? 43矩形花键联接采用内径作为定心直径的主要依据是什么? 44半圆键

9、联接中键槽深度应根据哪些原则确定? 45在平键联接中为什么键的顶部与键槽底部不接触?在楔键联接中为什么键的侧面与键槽侧面不接触? 46销的作用是什么?销的主要类型有哪些? 47设计过盈配合联接主要解决哪些问题? 复习思考题5 51带传动与齿轮传动及链传动比较有哪些优缺点? 52普通V带和窄V带有哪几种型号?窄V与普通V带相比有何优点? 53为什么普通V带的截面角为40，而其带轮的带槽角却为34、36或38?什么情况下用较小的轮槽角? 54V带与带轮的安装情况及其要求，为什么? 55带的紧边拉力和松边拉力的大小取决于什么?它们之间有什么关系? 56何谓带的有效拉力，并列出计算式，影响带传递的最大

10、有效圆周力的因素有哪几个，其关系如何? 57引起带传动弹性滑动和打滑的原因是什么?对传动有什么影响?二者的性质有何不同? 58什么是滑动率?滑动率如何计算? 59带传动在什么情况下才发生打滑?打滑发生在大带轮上还是小带轮上?刚开始打滑时，紧边与松边拉力有什么关系? 510为避免打滑，将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦，这样解决是否合理，为什么? 511带传动工作时，带受何种应力作用?最大应力发生在什么位置?由哪些应力组成? 512带传动的主要失效形式和计算准则是什么? 513带传动为什么要限制最大中心距，最大传动比、最小带轮直径? 514带速为什么不宜过高或过低? 515安装带传动时

11、，为什么要把带张紧?常用的张紧装置有哪些?在什么情况下使用张紧轮?装在什么位置? 复习思考题6 61与带传动相比，链传动有何特色? 62为什么在一般情况下，链传动的瞬时传动比不是恒定的，在什么条件下是恒定的? 63 影响链传动速度不均匀性的主要参数是什么? 64链传动的传动比有何特点?为什么? 65链传动的主要失效形式有哪几种? 66链传动的额定功率曲线是在什么条件下得到的，在实际使用中要进行哪些项目的修正? 67链传动设计中，主从动轮齿数选择要受到下列条件限制：最少齿数Zmin=9，最多齿数Zmax=120，为什么? 68链条节距的选用原则是什么?什么情况下宜选用小节距多列链?什么情况下宜选

12、用大节距的单列链? 69链轮常用哪些材料制造? 610链传动为什么要张紧?常用的张紧方法有哪些? 611安装布置链传动时，应综合考虑哪些问题? 612链传动有哪些润滑方法，各在什么情况下采用? 复习思考题7 71齿轮传动的主要失效形式有哪些?主要在那种使用情况下发生?开式、闭式齿轮传动的主要损伤形式有什么不同? 72造成轮齿折断的原因有哪些?如何提高齿根弯曲疲劳强度?疲劳裂纹首先发生在轮齿的哪一侧?为什么? 73齿轮为什么会发生齿面点蚀与剥落?点蚀首先发生在什么部位?早期点蚀与破坏性点蚀各在什么情况下发生?防止点蚀有哪些措施? 74齿轮传动的设计计算准则有哪些?它们分别是针对什么损伤形式?目前

13、有哪几种强度计算方法较成熟?如何选用它们进行设计计算或校核计算? 75对齿轮材料的基本要求是什么?常用材料有哪些?它们采用哪些热处理方法?能达到的硬度范围是多少?它们各适用于什么场合下的齿轮传动? 76斜齿圆柱齿轮的法向力作用在什么平面内?它的分力与直齿圆柱齿轮有何不同?各分力方向如何判别? 77直齿圆锥齿轮(=90)的受力有什么特点?一对直齿圆锥齿轮的各分力之间有什么关系?其分力方向又如何确定? 78齿轮强度计算为什么要用计算载荷?载荷系数K包括哪几部分?要考虑哪些因素对载荷的影响? 79两级减速器的齿轮不同布置方案中，从提高轮齿的强度考虑，试问哪种方案最好?哪种其次?哪种最差?为什么? 7

14、10提高接触疲劳强度有哪些措施?若接触疲劳强度不够时，首先应改变齿轮的哪个几何参数?若齿轮的径向尺寸或轴向尺寸受限制时，齿轮的哪个几何参数选大些、哪个参数选小些为好? 711一对斜齿圆柱齿轮若其分度圆直径、齿宽、法向模数及许用应力与另一对直齿圆柱齿轮分别相等。试问：接触疲劳强度计算公式中哪几个参数与系数有变化?哪一对齿轮的接触应力大?哪一对齿轮的接触强度高?由此可得出什么结论? 712试问：直齿圆柱齿轮传动齿根弯曲疲劳计算的力学模型和危险截面的位置是如何确定的?载荷作用在何处的齿根弯曲应力最大?为了简化计算通常假定载荷作用于何处来进行计算，然后用什么系数进行折算? 713齿形系数YFa的物理意

15、义是什么?它取决于齿轮与加工齿轮刀具的哪些参数?对斜齿圆柱齿轮按什么来查YFa的值?为什么YFa的值与模数无关? 714有一对标准直齿圆柱齿轮传动，原设计所示，因工作需要输入轴转向与输出轴要求相同，所以加入一介轮z3，若z1= z3=20，z2=60，各齿轮的材料与热处理相同，按长期工作考虑，单向回转，小齿轮主动。试问：z1与z3及z3与z2两对齿轮的承载能力与原来z1与z2比较有何变化?接触强度与弯曲强度校核公式中哪几个参数有变化，是变大了还是变小了? 715设计标准斜齿圆柱齿轮减速传动，现有两种方案：其一为：mn=4mm，z1=35，z2=157，=161537；其二为：mn =8mm，z

16、1=18，z2=81，=8635；但两方案的中心距与齿宽皆相同：a=400mm，b=145mm。若两方案齿轮强度都通过，试分析两种方案的优缺点，并说明在什么使用条件下选用哪种方案更合适? 716齿轮齿数的选择对传动质量有何影响?它影响强度计算中哪几个系数?闭式传动软齿面与硬齿面齿轮及开式传动齿数选择有何不同? 717在齿轮强度设计公式中，为什么要引入齿宽系数?圆柱齿轮的d与圆锥齿轮的R和dm是怎样定义的?选择齿宽系数时，要考虑哪些问题?它的取值大小对齿轮几何尺寸产生什么影响? 718两级圆柱齿轮减速器中，已知主动轮1的转向如图所示，若两级皆用斜齿轮，为使中间轴上的轴向力最小，4个斜齿轮的螺旋角

17、方向应如何选取?为什么?并在图上画出各齿轮所受的圆周力、径向力与轴向力方向? 719如果选一对直齿圆柱齿轮和一对斜齿圆柱齿轮的传动方案，那么斜齿圆柱齿轮放在高速级还是低速级?为什么? 720在圆锥圆柱齿轮减速器中，为什么把圆锥齿轮放在高速级?若减速器输出轴转向如图所示，斜齿圆柱齿轮的螺旋角方向应如何选择才能使中间轴上的轴向力最小?并在图上画出四个齿轮的轴向力方向。若减速器正、反转皆要工作，问正、反转时各轴上的受力是否会变化? 721设计齿轮传动中的下列参数：斜齿圆柱齿轮的法向模数与端面模数、圆锥齿轮的大端模数与平均模数、齿数与当量齿数、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径与齿根圆直径、齿宽、中心距，

18、哪些应取标准值；哪些应圆整；哪些既没有标准值，也不应该圆整，而应该算得很准确?哪些应在装配图或零件工作图上标注，哪些可以不标注?哪几个尺寸有公差? 722如何选择齿轮传动的传动比?圆锥齿轮的传动比为什么常比圆柱齿轮选得小些?它们的常用范围是多少?斜齿圆柱齿轮的传动比为什么又可比直齿圆柱齿轮选得大些?传动比i与齿数比u有什么区别?设计增速器时要注意什么问题? 723在直齿圆柱齿轮传动设计中，保持传动比i、中心距a、齿宽b及许用应力不变的情况下，如减小模数m，并相应地增加齿数z1与z2。试问对齿面接触强度和齿根弯曲强度有何影响?在闭式传动中，如齿根弯曲强度允许，采用减小模数m与增加齿数的方法有何益

19、处? 724锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数YFa应按 确定： 齿数Z；Z/cos2；Z/cos；Z2/cos 725齿轮传动中，当齿轮分度圆直径不变时，将模数加大，其接触疲劳强度将 ，弯曲疲劳强度将 。 提高；降低；不变；无法判明变动情况 726在直齿圆柱齿轮转动中，若齿轮的接触强度足够，而弯曲强度稍差时，首先考虑的改进措施是 。 增大中心距；保持中心距不变将模数加大、齿数减小；齿数不变、加大模数；增加齿数 727在齿轮传动中，为减少动载荷，可采取的措施是 。 改用好材料；提高齿轮制造精度；降低润滑油粘度；加大模数。 728设计一对齿数不同的齿轮传动时，若需校核其弯曲强度时，一般 。 对大、小

20、齿轮分别校核；只需校核小齿轮；只需校核大齿轮；应校核哪一个齿轮，无法判断。 729齿轮传动中，通常应使小齿轮材料或硬度要好于大齿轮的，这是因为 。 小轮齿面摩擦力大；小轮齿面的接触应力高于大齿轮的；小齿轮的应力循环次数多；小齿轮线速度高、振动大。 复习思考题8 81蜗杆传动与齿轮传动相比，其主要缺点是什么?常应用于什么场合。 82蜗杆传动可分为哪几种类型，其几何结构及切制过程有何特点及不同，使用上有何特点。 83何谓蜗杆传动的主平面(中性平面)?阿基米德蜗杆在主平面内相当于什么传动。 84蜗杆分度圆柱导程角大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有什么特点?蜗杆传动以什么模数作为标准模数?常用蜗杆传动

21、比范围和齿数范围是多少?z1、z2的大小对传动有何影响?设计时如何确定z1和z2? 85为什么要引入蜗杆直径系数q?如何选用?它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影响? 86 蜗杆传动的正确啮合条件是什么?自锁条件是什么? 87 蜗杆的主要参数、z1、px1、m、q之间有何关系? 88 指出蜗杆传动的变位与齿轮传动的变位有何异同点?变位的特点和目的是什么? 89 蜗杆传动的失效形式及计算准则是什么?常用的材料配对有哪些?选择材料应满足哪些要求? 810 蜗杆传动的强度计算与齿轮传动的强度计算有何区别?许用应力如何确定? 811 影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些?导程角的大小对效率有何影

22、响? 812 蜗杆传动的热平衡如何计算?可采用哪些措施来改善热条件? 813 蜗轮结构有哪几种形式?各有什么特点?分别用在什么场合? 复习思考题9 91为什么现代机械设备上多采用滚动轴承? 92滚动轴承由哪些基本元件组成?各元件的作用是什么?试用结构简图说明。 93指出下列滚动轴承代号的含义：61805，6307/P6X，7310C，N2210，51214，71208AC/P4，10110。 94选择机械中滚动轴承的类型： (1)Y系列三相异步电动机转子轴，n=1440r/min(图a)。 (2)起重机卷筒轴，F=18104N (图b)。 (3)吊车滑轮轴及吊钩，F=5104N(图c)。 (4

23、)蜗杆传动的蜗杆轴和蜗轮轴，P=6kw，n=960r/min 95试说明滚动轴承主要的失效形式?产生这些失效的原因?设计和使用维护时应注意些什么问题? 96试述滚动轴承的寿命与基本额定寿命的区别。某轴承实际使用寿命低于其计算的基本额定寿命，为什么? 97试述滚动轴承基本额定动载荷与当量动载荷的区别。当量动载荷超过基本额定动载荷时，该轴承是否可用?基本额定动载荷与基本额定静载荷有何不同? 98滚动轴承的寿命计算公式中，各符号的意义和单位是什么? 某球轴承的预期寿命为8000小时，在下列三种情况下，其寿命各为多少? (1)当它承受的当量动载荷增加一倍时。 (2)当它的转速提高一倍时。 (3)当它的

24、基本额定动载荷增加一倍时。 99角接触轴承的内部轴向力Fs是怎样产生的?这种内部轴向力Fs对两轴承受轴向载荷有何影响?为什么接触角为的角接触球轴承，在径向力Fr作用下，FsFrtg，而是Fs =1.25 Frtg? 910正装角接触球轴承，试分别求出下述情况下两个轴承的轴向载荷Fa1和Fa2： (1)Fs1+FAFs2 (2) Fs1+FAFs2 (3) Fs1+FA = Fs2 (4)FA=0，且Fs1Fs2 911常用滚动轴承的固定形式有哪三种?各用于什么场合?试分析其轴上轴向外载荷的传递路线? 912滚动轴承组合结构设计时，其内、外圈的固定方式有哪些?试举例予以说明? 913滚动轴承内圈

25、与轴，外圈与座孔的配合分别采用什么基准制，它们与普通圆柱体的标准公差配合有何区别?在装配图中应如何标注? 914在设计同一轴的两个支承时，为什么通常采用两个相同型号的轴承?如果必须采取两个不同型号的轴承时，应采取什么措施? 915为什么对滚动轴承要进行预紧，常见的预紧方法有哪些? 916滚动轴承润滑与密封的目的是什么?润滑与密封的方式有哪些，如何进行选择? 917在设计滚动轴承组合结构装置时，应如何考虑补偿轴受热后的伸长?举例说明。 918分析下图小圆锥齿轮轴支承滚子轴承的组合结构设计的特点和内容。复习思考题10 101在哪些具体场合下，应选用滑动轴承? 102剖分式滑动轴承的剖分面方向与载荷

26、方向关系如何?轴承盖与轴承座的接合面为何要制成阶梯形?轴瓦磨损后如何恢复、调整径向间隙。 103轴瓦上的油孔、油沟和油室应开在什么位置? 104对轴瓦材料有哪些主要要求?主要根据哪些条件来选择轴瓦材料?两层金属瓦、三层金属瓦的材料是如何搭配的? 105选择滑动轴承润滑时要考虑哪些问题?供油(脂)方法及装置有哪些?各适用于什么工作条件? 106非液体摩擦滑动轴承适用于哪种场合?校核p、pv、v值的意义是什么? 107试分析液体动压油膜形成的条件。 108简述径向滑动轴承动压润滑状态的建立过程。 109液体动压润滑单油楔径向滑动轴承计算的目的是什么?如何进行? 1010宽径比B/d的选择原则及其对

27、轴承工作性能的影响是什么?何时需要采用自动调心滑动轴承? 1011相对间隙对轴承承载能力有何影响?在设计时，若算出的hmin过小或温升过高时，应如何调整值。 1012何谓轴承索氏数S0? S0值大是否说明轴承所能承受的载荷也大?如何查取S0?据公式算出S0后，如何查取偏心率? 1013何谓轴承耗油量Q?轴承的耗油量系数CQ与什么有关? 1014在设计液体动压润滑轴承时，为什么要进行热平衡计算?若计算出的入口温度过低，应怎样调整参数来改进设计? 1015对滑动轴承而言，润滑油的主要性能指标是什么?选择的原则是什么? 1016设计液体动压径向滑动轴承时，在其最小油膜厚度不够可靠的情况下，如何调整参

28、数来改进设计? 1017在选择了轴承的配合后，为什么要进行验算?应怎样进行验算? 复习思考题11 111轴按受载情况可以分为哪三类?试分析自行车的前轴、中轴、后轴的受载情况，说明它们各属哪类轴? 112为提高轴的刚度，把轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效?为什么? 113试比较用优质碳素钢和合金钢作为轴的材料，各有什么优、缺点? 114轴上为什么要有过渡圆角、倒角、中心孔、砂轮越程槽和螺纹退刀槽? 115轴上零件的轴向及周向固定各有哪些方法?各有何特点?各应用于什么场合? 116结构设计确定轴的各段直径和长度时，应考虑哪些问题? 117轴的强度计算方法有哪几种?各在什么情况下使用? 118作

29、轴向固定的圆螺母，轴端挡板的螺钉是如何实现防松的? 119试画出两种增大图中轴的过渡圆角r的改进设计方案。 1110试画出三种减小图中轴与轮毂过盈配合处的应力集中的改进设计方案。 1111在估算轴传递转矩的最小直径公式中，系数C与什么有关?当材料已确定时，C应如何选取?计算出的d值应经如何处理才能定出最细段直径?此轴径应放在轴的哪一部分? 1112计算当量弯矩公式中系数的含义是什么?如何取值? 1113影响轴的疲劳强度因素有哪些?如果轴的疲劳强度不够时，可采取哪些措施来使其满足要求? 1114应力集中与哪些因素有关?若轴的某一危险截面上同时有几种应力集中源，其有效应力集中系数k、k应如何确定? 1115什么叫轴的危险截面?怎样确定轴的危险截面? 1116举例说明轴的刚度不足，对机器的运转有哪些影响? 1117何谓共振，何谓轴的临界转速，其大小与哪些因素有关? 复习思考题12 121联轴器和离合器的工作原理有何相同点和不同点? 122在选择联轴器、离合器时，载荷系数K与哪些因素有关?如何选取? 123联轴器所联两轴轴线的位移形式有哪些?什么联轴器允许有较大的轴线位移?什么联轴器只