機(jī)械設(shè)計(jì)簡答題集錦

1、常用螺紋有哪幾種類型？各用于什么場合？對(duì)連接螺紋和傳動(dòng)螺紋的要求答： 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。普通螺栓連接和絞制孔用螺栓連接的主要失效形式是什么？計(jì)算準(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?，設(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。計(jì)算普通

2、螺栓連接時(shí)，為什么只考慮螺栓危險(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。螺栓上的總循環(huán)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， 10r10r ；所受橫向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺在什么情況下，螺栓連接的安全系數(shù)大小與螺栓直徑有關(guān)？ 答： 在不控制預(yù)緊力的情況下，螺栓連接的安全系數(shù)與螺栓直徑有關(guān)，螺栓上的總載荷為靜載荷，1=r1=r。栓直徑越小，則安全系數(shù)取得越大。這是因?yàn)榘馐值拈L度隨螺栓

3、直徑減小而 線性減短，而螺栓的承載能力隨螺栓直徑減小而平方性降低，因此，用扳手 擰緊螺栓時(shí)，螺栓直徑越細(xì)越易過擰緊，造成螺栓過載斷裂。所以小直徑的 螺栓應(yīng)取較大的安全系數(shù) 要提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度， 應(yīng)如何改變螺栓和被連接件的剛度和預(yù)緊力大 小？ 答：降低螺栓的剛度，提高被連接件的剛度和提高預(yù)緊力，其受力變形線圖 參見教材圖 5 5 28c28c。薄型平鍵連接與普通平鍵連接相比，在使用場合、結(jié)構(gòu)尺寸和承載能力上有 何區(qū)別？ 答：薄型平鍵的高度約為普通平鍵的 6060%7070%,傳遞轉(zhuǎn)矩的能力比普通 平鍵低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)，空心軸以及一些徑向尺寸受限制的場合。半圓鍵連接與普通平鍵連接相比，有什

4、么優(yōu)缺點(diǎn)？它適用于什么場合？ 答： 半圓鍵的主要優(yōu)點(diǎn)是加工工藝性好，裝配方便，尤其適用于錐形軸端 與輪轂的鏈接。主要缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于 輕載靜連接中。采用兩個(gè)平鍵時(shí)， 通常在軸的圓周上相隔 180180 度位置布置；采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，為什么？ 布置，對(duì)軸的削弱均勻， 并且兩鍵的擠壓力對(duì)軸平衡， 受力狀態(tài)好。 兩楔鍵相隔 ?12090?12090 布置。若夾角過 小，則對(duì)軸的局部削弱過大；若夾角過大，則兩個(gè)楔鍵的總承載能力下降。當(dāng)夾角為 180180時(shí)，兩個(gè)楔鍵的承載能力大體上只相當(dāng)于一個(gè)楔鍵的承載能 力。因此，兩個(gè)楔鍵間的夾角既不能過大，也不能過小。半圓鍵在軸上的鍵

5、 槽較深，對(duì)軸的削弱較大，不宜將兩個(gè)半圓鍵布置在軸的同一橫截面上。故 可將兩個(gè)半圓鍵布置在軸的同一母線上。 通常半圓鍵只用于傳遞載荷不大的 場合，一般不采用兩個(gè)半圓鍵。與平鍵、楔鍵、半圓鍵相配的軸和輪轂上的鍵槽是如何加工的？ 答： 軸上的鍵槽是在銑床上用端銑刀或盤銑刀加工的。輪轂上的鍵槽是在 插床上用插刀加工的，也可以由拉刀加工，也可以在線切割機(jī)上用電火花方 法加工。帶傳動(dòng)工作時(shí)， 帶與小帶輪間的摩擦力和帶與大帶輪間的摩擦力兩者大小是 否相等， ? ?為什么 ? ?帶傳動(dòng)正常工作時(shí)的摩擦力與打滑時(shí)的摩擦力是否相等 為什么 ? ?答：帶與大、小帶輪間的摩擦力相等。因?yàn)閹c帶輪間的摩擦力就等于帶的

6、 緊邊拉力 F1F1 與松邊拉力 F2F2 之差，即 Ff=Ff= F1-F2F1-F2 ，在大小帶輪上是一樣的， 減速工作時(shí)若考慮到帶的傳動(dòng)效率，小帶輪上的摩擦略大些。正常工作與打滑時(shí)的摩擦力不相等。因?yàn)檎９ぷ鲿r(shí)，帶與輪間的摩擦力隨 傳遞功率的不同而在一定的范圍里變化，其值應(yīng)等于有效拉力。而打滑時(shí)， 帶與帶輪間的摩擦力達(dá)到最大值。常相隔 9090 到 120120 度；采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，則布置在軸的同一母線上；這是答： 兩平鍵相隔 180180對(duì)軸不產(chǎn)生附加彎矩，帶與帶輪間的摩擦系數(shù)對(duì)帶傳動(dòng)有什么影響 ? ?為了增加傳動(dòng)能力，將帶輪工 作面加工得粗糙些以增大摩擦系數(shù)，這樣做是否合理 ? ?

7、為什么 ? ?答：摩擦系數(shù) f f 增大，則帶的傳動(dòng)能力增大，反之則減小。這樣做不合理， 因?yàn)槿魩л喒ぷ髅婕庸さ么植?，則帶的磨損加劇，帶的壽命縮短。帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)是如何發(fā)生的 ? ?打滑又是如何發(fā)生的 ? ?兩者有何區(qū)別 ? ?對(duì) 帶傳動(dòng)各產(chǎn)生什么影響 ? ?打滑首先發(fā)生在哪個(gè)帶輪上 ? ?為什么 ? ?答： 在帶傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)是因?yàn)閹У膹椥宰冃我约皞鬟f動(dòng)力時(shí)松、 緊邊的拉力差造成的， 是帶在輪上的局部滑動(dòng)， 彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)所固有的， 是不可避免的。彈性滑動(dòng)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比增大。當(dāng)帶傳動(dòng)的負(fù)載過大，超 過帶與輪間的最大摩擦力時(shí)，將發(fā)生打滑，打滑時(shí)帶在輪上全面滑動(dòng)，打滑 是帶傳動(dòng)的一

8、種失效形式，是可以避免的。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因?yàn)?小帶輪上帶的包角小，帶與輪間所能產(chǎn)生的最大摩擦力較小。在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，為什么要限制小帶輪最小直徑和帶的最小、最大速度 答：小帶輪的基準(zhǔn)直徑過小，將使 V V 帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力過大，使帶的 使用壽命下降。小帶輪的基準(zhǔn)直徑過小，也使得帶傳遞的功率過小，帶的傳 動(dòng)能力沒有得到充分利用，是一種不合理的設(shè)計(jì)。帶速 V V 過小，帶所能傳遞 的功率也過小（因?yàn)?P P二FVFV），帶的傳動(dòng)能力沒有得到充分利用； 帶速 v v 過大, 離心力使得帶的傳動(dòng)能力下降過大，帶傳動(dòng)在不利條件下工作，應(yīng)當(dāng)避免。試分析帶傳動(dòng)中心距 a a、預(yù)緊力 F0F0

9、及帶的根數(shù) z z 的大小對(duì)帶傳動(dòng)的工作能力 的影響。答：帶傳動(dòng)的中心距 a a 過小，會(huì)減小小帶輪的包角，使得帶所能傳遞的功率 下降。中心距a a 過小也使得帶的長度過小，在同樣的使用壽命條件下，單根 帶所能傳遞的功率下降。中心距小的好處是帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。帶傳動(dòng) 中心距 a a 過大的優(yōu)缺點(diǎn)則相反，且中心距過大使得帶傳動(dòng)時(shí)松邊抖動(dòng)過大, 傳動(dòng)不平穩(wěn)。初拉力 F0F0 過小，帶的傳動(dòng)能力過小，帶的傳動(dòng)能力沒有得到 充分利用。初拉力 F0F0 大，則帶的傳動(dòng)能力大，但是，初拉力過大將使的帶 的壽命顯著下降，也是不合適的。帶的根數(shù) z z 過少（例如 z=1z=1 ），這有可能是 由于將帶的

10、型號(hào)選得過大而造成的，這使得帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸偏大而不合 適。如果帶傳動(dòng)傳遞的功率確實(shí)很小，只需要一根小型號(hào)的帶就可以了，這 時(shí)使用 z=1z=1 完全合適。帶的根數(shù) z z過多，將會(huì)造成帶輪過寬，而且各根帶的 受力不均勻（帶長偏差造成） ，每根帶的能力得不到充分利用，應(yīng)當(dāng)改換帶 的型號(hào)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。在多排鏈傳動(dòng)中，鏈的排數(shù)過多有何不利？ 答： 由于鏈條制造精度的影響，鏈條的排數(shù)過多，將使得各排鏈承受的載 荷不易均勻。對(duì)鏈輪材料的要求是什么？對(duì)大小鏈輪的硬度要求有何不同？ 答： 對(duì)鏈輪材料的基本要求是具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于小鏈輪輪齒 的嚙合次數(shù)比大鏈輪的多，小鏈輪輪齒受到鏈條的沖擊也較大，

11、故小鏈輪應(yīng) 采用較好的材料，并具有較高的硬度。滾子鏈與齒形鏈相比，有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 答： 與滾子鏈相比，齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承受沖擊性能好，效率高， 工作可靠，故常用于高速、大傳動(dòng)比和小中心距等工作條件較為嚴(yán)酷的場合。但是齒形鏈比滾子鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制造，價(jià)格較高。滾子鏈用于一般工作 場合。若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在哪個(gè)鏈輪上？ 答： 若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在大鏈輪上。因?yàn)橛晒?zd?180sinpzd?180sinp 二可知，當(dāng) d d 定時(shí)，齒數(shù) z z越多，允許的節(jié)距增長量 p p 就越小，故大鏈輪上容易發(fā)生脫鏈。為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過大或過??？ 答： 小鏈輪

12、的齒數(shù) z1z1 過小，運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷增大，在轉(zhuǎn)速和功率給 定的情況下， z1z1 過小使得鏈條上的有效圓周力增大， 加速了鏈條和小鏈輪的 磨損。小鏈輪齒數(shù) z1z1 過大將使的大鏈輪齒數(shù) z2z2 過大，既增大了鏈傳動(dòng)的結(jié) 構(gòu)尺寸和重量，又造成鏈條在大鏈輪上易于跳齒和脫鏈，降低了鏈條的使用 壽命。鏈節(jié)距的大小對(duì)鏈傳動(dòng)有何影響？ 答： 鏈的節(jié)距越大，則鏈條的承載能力就越大，動(dòng)載荷也越大，周期性速 度波動(dòng)的幅值也越大。在高速、重載工況下，應(yīng)選擇小節(jié)距多排鏈。鏈傳動(dòng)的中心距一般取多少？ 答：鏈傳動(dòng)的中心距一般取為 a0=a0=（30305050）p p（p p 為鏈節(jié)距） 。中心距過小, 單

13、位時(shí)間內(nèi)鏈條的繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多， 鏈條的磨損和疲勞加劇， 鏈的使用壽命下 降。中心距過小則鏈條在小鏈輪上的包角變小，鏈輪齒上的載荷增大。中心 距過大，則鏈條松邊的垂度過大，鏈條上下抖動(dòng)加劇，且鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸 過大。鏈的潤滑方式有哪些？ 答： 鏈傳動(dòng)的潤滑方式有：定期人工潤滑，滴油潤滑，油池潤滑或油盤飛 濺潤滑，壓力供油潤滑。確定潤滑方式時(shí)是根據(jù)鏈條速度 v v 大小以及鏈號(hào)（即 鏈節(jié)距）大小，由潤滑范圍選擇潤滑方式。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能 保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很， 所以作用于

14、軸上的徑向壓力較小；在同樣的條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫和低溫的情況下工作。簡述滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式和原因。答：滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式和原因如下： 鏈的疲勞破壞：鏈在工作時(shí)，周而復(fù)始地由松邊到緊邊不斷運(yùn)動(dòng)著，因而它 的各個(gè)元件都是在變應(yīng)力作用下工作，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會(huì)出現(xiàn) 疲勞斷裂，或者套筒、滾子表面將會(huì)出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕（多邊形效應(yīng)引起的沖擊 疲勞）。鏈條鉸鏈的磨損：鏈條在工作過程中，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的 壓力，傳動(dòng)時(shí)彼此又產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) , ,導(dǎo)致鉸鏈磨損 , ,使鏈條總長伸長 , ,從而使 鏈的松邊垂度變化 , ,增大動(dòng)載荷 , ,發(fā)生振動(dòng) , ,引

15、起跳齒 , ,加大噪聲以及其它破 壞, , 如銷軸因磨損削弱而斷裂等。鏈條鉸鏈的膠合：當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速高達(dá)一定數(shù)值時(shí)，鏈節(jié)嚙入時(shí)受到的沖擊能量 增大，銷軸和套筒間潤滑油被破壞，使兩者的工作表面在很高的溫度和壓力直接接觸，從而導(dǎo)致膠合。因此，膠合在一定程度上限制了鏈的傳動(dòng)的極 限轉(zhuǎn)速。鏈條靜力拉斷： 低速（ m/sm/s ）的鏈條過載， 并超過了鏈條靜力強(qiáng)度的情況下， 鏈條就會(huì)被拉斷。在進(jìn)行輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要引入載荷系數(shù)K K?載荷系數(shù) K K 由哪幾部分組 成？各考慮了什么因素的影響？ 答：齒輪上的公稱載荷 FnFn 是在平穩(wěn)和理想條件下得來的，而在實(shí)際工作中， 還應(yīng)當(dāng)考慮到原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)的不平

16、穩(wěn)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響， 以及齒輪制造和安裝誤差等造成的影響。這些影響用引入載荷系數(shù) K K 來考慮，K=KAKvK=KAKva K Kp。KAKA 為使用系數(shù)，用于考慮原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；KvKv 為動(dòng)載系數(shù)，用于考慮齒輪的精度和速度對(duì)動(dòng)載荷大小的影響；K Ka 為齒間載荷分配 系數(shù)，用于考慮載荷在兩對(duì)（或多對(duì)）齒上分配不均的影響； 荷分布系數(shù)，用于考慮載荷沿輪齒接觸線長度方向上分布不均的影響。在什么工況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？膠合破壞通常出現(xiàn)在齒輪什么 部位？如何提高齒輪齒面抗膠合的能力？ 答：高速重載的齒輪傳動(dòng)易出現(xiàn)熱膠合，有些低速重載的齒輪傳動(dòng)會(huì)發(fā)生冷 膠合。膠合破壞通常發(fā)

17、生在輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度大的齒頂和齒根部位。采用抗 膠合能力強(qiáng)的潤滑油，在潤滑油中加入極壓添加劑，均可防止或減輕齒面的 膠合。閉式齒輪傳動(dòng)與開式齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有何不同？ 答：閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為輪齒折斷、點(diǎn)蝕和膠合。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保 證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 采用合適的潤滑方式和采用 抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油來考慮膠合的影響。開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為齒面磨損和輪齒折斷，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒根 彎曲疲勞強(qiáng)度。采用適當(dāng)增大齒輪的模數(shù)來考慮齒面磨損對(duì)輪齒抗彎能力的 影響。通常軟齒面與硬齒面的硬度界限是如何劃分的？軟齒面齒輪和硬齒面齒輪 在加工方法上有何區(qū)別？為什么？ 答：

18、軟齒面齒輪的齒面硬度 W 350HBS350HBS 硬齒面齒輪的齒面硬度 350HB350HBS S軟 齒面齒輪毛坯經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理之后進(jìn)行切齒加工，加工方便，經(jīng)濟(jì)性好。硬齒面齒輪的齒面硬度高，不能采用常規(guī)刀具切削加工。通常是先對(duì)正火或 退火狀態(tài)的毛坯進(jìn)行切齒粗加工（留有一定的磨削余量） ，然后對(duì)齒面進(jìn)行 硬化處理（采用淬火或滲碳淬火等方法） ，最后進(jìn)行磨齒精加工，加工工序 多，費(fèi)用高，適用于高速、重載以及精密機(jī)器的齒輪傳動(dòng)。在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，為什么常將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些？ 答：在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，軸系零件和支承箱體存在加工和裝配偏 差，使得兩齒輪軸向錯(cuò)位而減少了輪齒

19、的接觸寬度。為此將小齒輪設(shè)計(jì)得比 大齒輪寬一些，這樣即使有少量軸向錯(cuò)位，也能保證輪齒的接觸寬度為大齒 輪寬度。為什么 3000030000 型和 7000070000 型軸承常成對(duì)使用 ? ?成對(duì)使用時(shí)，什么叫正裝及反 裝? ?什么叫“面對(duì)面”及“背靠背”安裝 ? ?試比較正裝與反裝的特點(diǎn)。答：因?yàn)?3000030000 型和 7000070000 型軸承只能承受單方向的軸向載荷，成對(duì)安裝時(shí) 才能承受雙向軸向載荷。正裝和反裝是對(duì)軸的兩個(gè)支承點(diǎn)而言，兩支承點(diǎn)上 的軸承大口相對(duì)為正裝，小口相對(duì)為反裝。 “面對(duì)面”和“背靠背”安裝是 對(duì)軸的一個(gè)支承點(diǎn)而言，一個(gè)支承點(diǎn)上的兩個(gè)軸承大口相對(duì)為“面對(duì)面”安 裝，小口相對(duì)為“背靠