機(jī)械設(shè)計(jì)課后簡(jiǎn)答題答案；

1、3-9 彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù) k 的含義是什么？它與哪些因素有關(guān)？它對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度各有什么影響？ 答：在對(duì)稱循環(huán)時(shí)，k是試件的與零件的疲勞極限的比值；在不對(duì)稱循環(huán)時(shí), k是試件的與零件的極限應(yīng)力幅的比值。k與零件的有效應(yīng) 力集中系數(shù)k、尺寸系數(shù)、表面質(zhì)量系數(shù)和強(qiáng)化系數(shù)q 有關(guān)。k對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度有影響，對(duì)零件的靜強(qiáng)度沒有影響。 3-10 零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等疲勞曲線有何區(qū)別？在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式是否總是相同的？為 什么？ 答：區(qū)別在于零件的等壽命疲勞曲線相對(duì)于試件的等壽命疲勞曲線下移了一段距離（不是平行下移） 。在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，

2、兩者的失效 形式通常是相同的，如圖中 m1和 m2。但兩者的失效形式也有可能不同，如圖中 n1和 n2。這是由于 k的影響，使得在極限應(yīng)力線圖 中零件發(fā)生疲勞破壞的范圍增大。 3-11 試說明承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，各在什么情況下按靜強(qiáng)度條件和疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算？ 承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于 1000 時(shí)，應(yīng)按靜強(qiáng)度條件計(jì)算；當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大于 1000 時(shí)，在一定的應(yīng)力變化規(guī)律下， 如果極限應(yīng)力點(diǎn)落在極限應(yīng)力線圖中的屈服曲線 gc 上時(shí)，也應(yīng)按靜強(qiáng)度條件計(jì)算；如果極限應(yīng)力點(diǎn)落在極限應(yīng)力線圖中的疲勞曲線 ag 上時(shí)， 則應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算 3-12 在單向穩(wěn)定應(yīng)變應(yīng)力下工作

3、的零件，如何確定其極限應(yīng)力? 答：在單向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，應(yīng)當(dāng)在零件的極限應(yīng)力線圖中，根據(jù)零件的應(yīng)力變化規(guī)律，由計(jì)算的方法或由作圖的方法確定其極限應(yīng) 3-15 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施有哪些？ 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有零件的應(yīng)力集中大小，零件的尺寸，零件的表面質(zhì)量以及零件的強(qiáng)化方式。提高的措施是：1）降低零件 應(yīng)力集中的影響；2）提高零件的表面質(zhì)量；3）對(duì)零件進(jìn)行熱處理和強(qiáng)化處理；4）選用疲勞強(qiáng)度高的材料；5）盡可能地減少或消除零件表面 的初始裂紋等。 5-7 常用的螺紋有哪幾種類型？各用于什么場(chǎng)合？對(duì)連接螺紋和傳動(dòng)螺紋的要求有何不同？ 答

4、：常用螺紋有普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種螺紋主要用于連接，后三種螺紋主要用于傳動(dòng)。對(duì)連接螺紋 的要求是自鎖性好，有足夠的連接強(qiáng)度；對(duì)傳動(dòng)螺紋的要求是傳動(dòng)精度高，效率高，以及具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。 5-9 連接螺紋都具有良好的自鎖性，為什么有事還需要放松裝置？試舉出兩個(gè)機(jī)械放松和摩擦放松的例子。 答：因?yàn)槁菁y連接在工作中會(huì)受到?jīng)_擊、振動(dòng)或變載荷作用，以及在高溫或溫度變化范圍較大的環(huán)境中工作，使得連接中的摩擦力和預(yù)緊力減 小，有可能松脫現(xiàn)象，為保證連接的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須采取有效的放松措施。機(jī)械防松：止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲、開口銷與六角開槽螺母， 摩擦放松：對(duì)頂螺母、

5、彈簧墊圈、自鎖螺母，永久止動(dòng)：鉚合。沖點(diǎn)、涂膠粘劑。 5-10 普通螺栓連接和絞制孔用螺栓連接的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？ 答：普通螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿螺紋部分?jǐn)嗔眩O(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力拉伸強(qiáng)度或疲勞拉伸強(qiáng)度。鉸制孔用螺栓連接的主要失 效形式是螺栓桿和孔壁被壓潰或螺栓桿被剪斷，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證連接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。 5-11 計(jì)算普通螺栓連接時(shí)，為什么只考慮危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度，而不考慮螺栓頭、螺母、和螺紋牙的強(qiáng)度？ 答：螺栓頭、螺母和螺紋牙的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)與螺桿的等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，實(shí)踐中很少發(fā)生失效，因此，通常不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 5-12.普通螺栓連接收到

6、的軸向工作載荷或橫向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷是什么循環(huán)？ 答：普通緊螺栓連接所受軸向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為不變號(hào)的不對(duì)稱循環(huán)變載荷，0r10%；小于（cp）時(shí)，概率10%。總有點(diǎn)蝕出現(xiàn)的可能性， 僅概率大小不同。 1313 滾動(dòng)軸承常見的失效形式有哪些？公式 l=(c/p)是針對(duì)那種失效形式建立起來的？計(jì)算出的 l 是什么含義？ 答： 中速和高速工作條件下的滾動(dòng)軸承的常見失效形式為點(diǎn)蝕，低速或擺動(dòng)工作條件下的滾動(dòng)軸承的常見失效形式為塑性變形。公式 l=(c/p) 是針對(duì)點(diǎn)蝕失效建立的，計(jì)算出的 l 是循環(huán)次數(shù)，單位為 1000000 轉(zhuǎn) 13-16 滾動(dòng)軸承支撐的軸

7、系，其軸向固定的典型結(jié)構(gòu)形式有三類：1.兩支點(diǎn)各單向固定 2，一支點(diǎn)單向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng) 3.兩支點(diǎn)游動(dòng)。 試問這三種類型各適用于什么場(chǎng)合？ 答：兩支點(diǎn)各單向固定的支承方式用于工作溫度變化較小且支承跨度不大的短軸；一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)的支承方式用于支承跨度較 大或工作溫度變化較大的軸；兩支點(diǎn)游動(dòng)的支承方式用于人字齒輪傳動(dòng)的游動(dòng)齒輪軸。 13-19 在錐齒輪傳動(dòng)中，小齒輪的軸常支撐在套杯里，采用這種結(jié)構(gòu)形式有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：小錐齒輪軸通常采用懸臂支承方式，將軸和軸承支承在套杯里，這種結(jié)構(gòu)可以通過兩組調(diào)整墊片方便地調(diào)整小錐齒輪的軸向位置以及軸承 游隙的大小 。 1320 滾動(dòng)軸承常見的潤滑

8、方式有那幾種？具體選用時(shí)如何考慮？ 答： 滾動(dòng)軸承的常用潤滑方式有油潤滑和脂潤滑兩采用哪種潤滑方式一般由軸承的 dn 值（d 為滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑，n 為軸承轉(zhuǎn)速）確定，dn 值 小時(shí)采用脂潤滑，dn 值大時(shí)采用油潤滑。 1321 接觸式密封有哪幾種常見的結(jié)構(gòu)形式？分別適用于什么速度范圍？ 答： 接觸式密封可分為氈圈油封、唇型密封圈和密封環(huán)。氈圈油封用于 v45m/s 或 v78m/s（軸表面拋光） ；唇型密封圈用于 v10m/s 或 v15m/s（軸頸磨光） ；密封環(huán)用于 v100m/s 的場(chǎng)合。 157 軸的疲勞計(jì)算方法有哪幾種？各適用什么場(chǎng)合？ 答： 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件用于僅（主要）承受扭矩的傳動(dòng)

9、軸的計(jì)算，也用于轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的初步估算軸徑。彎扭合成強(qiáng)度條件用于轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度校 核計(jì)算。疲勞強(qiáng)度條件用于校核計(jì)算變應(yīng)力情況下軸的安全程度。靜強(qiáng)度條件用于校核計(jì)算軸對(duì)塑性變形的抵抗能力。 158 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸時(shí)，危險(xiǎn)截面如何確定？確定時(shí)考慮的因素有何區(qū)別？ 答： 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸時(shí)，危險(xiǎn)截面應(yīng)選在彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力大的截面，考慮的因素主要是軸上的彎矩、扭矩和軸徑。按疲勞強(qiáng)度 校核軸時(shí)，危險(xiǎn)截面應(yīng)選在彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力較大且應(yīng)力集中系數(shù)大的截面，考慮的因素除了軸上的彎矩、扭矩和軸徑外，還應(yīng)考慮綜合 影響系數(shù)的影響。1510 校核發(fā)現(xiàn)軸的疲勞強(qiáng)度不符合要求，在不增大軸徑的情況下如何提

10、高疲勞強(qiáng)度？ 答： 可采取的措施有：增大過渡圓角半徑；對(duì)軸的表面進(jìn)行熱處理和表面硬化加工處理；提高表面加工質(zhì)量；用開卸載槽等方法降低過盈配 合處的應(yīng)力集中程度；改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形狀等。 自測(cè)題1-21.同一種材料制成的機(jī)械零件和標(biāo)準(zhǔn)試件疲勞極限通常是不相同的，試說明導(dǎo)致不相同的主要原因。 答;零件的應(yīng)力集中、表面質(zhì)量、尺寸效應(yīng)以及強(qiáng)化方式與試件是不同的，因此，兩者的疲勞極限也不同，可由 k=（k/+1/)/q 說 明，各參數(shù)對(duì)疲勞極限的影響參見教材。 1-22.簡(jiǎn)述在受軸向載荷條件下，提高緊螺栓連接的疲勞強(qiáng)度的措施。 答在受軸向變載荷條件下，降低螺栓上應(yīng)力幅的大小，能夠提高緊螺栓連接的疲勞強(qiáng)度?？?/p>

11、以采用降低螺栓的剛度提高被連接件的剛度等措施 降低螺栓上應(yīng)力幅的大小。此外還可采用減少螺栓上的應(yīng)力集中、改進(jìn)螺栓的制造工藝、采用均載螺母等方法來提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度。 1-23.設(shè)計(jì)液體動(dòng)力潤滑軸承時(shí)，為保證軸承正常工作應(yīng)滿足哪些條件？ 答：應(yīng)滿足的條件是：1）相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；2）被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度；3）潤滑油必 須有一定的粘度，供油要充分。 1-24.試用受力變形線圖說明受軸向工作載荷的緊螺栓連接中螺栓所受的總載荷 f2 與預(yù)力 f0 的關(guān)系。 1-25.圖示為圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)裝置。輪 1 為主動(dòng)輪，轉(zhuǎn)向如圖所示，輪 3,4 為斜齒圓柱齒輪。 輪 3,4 的螺旋線方向應(yīng)如何選擇，才能使軸上的兩個(gè)齒輪的軸向力相反？ 畫出齒輪 2,3 所受各分力的方向。答: 自測(cè)題 2-21.在 v 帶傳動(dòng)中，若僅將傳動(dòng)比 i=3 改為 i=2（相應(yīng)地減小大帶輪的基準(zhǔn)直徑和增大中心距） ，則 v 帶傳動(dòng)的承載能力有何變化? 為什么？ 答： 由于小帶輪的直徑和轉(zhuǎn)速?zèng)]有改變，因此帶所能傳遞的功率沒有大的變化，而傳動(dòng)比的改變使得小帶輪的包角增大，因此帶所能傳遞的 功率有所增加。傳動(dòng)比的改變使得大帶輪直徑減小，因此大帶輪的