東北大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)簡答題大全

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 基礎(chǔ)知識一、 機(jī)械零件的主要失效形式1）整體破裂2）表面破壞（磨料磨損、膠合、點(diǎn)蝕、磨蝕磨損）3）變形量過大4）破壞正常工作條件引起的失效二、機(jī)械零件設(shè)計(jì)哪幾種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則、耐磨性準(zhǔn)則、振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則。三、 影響壽命準(zhǔn)則的主要失效形式是腐蝕、磨損、疲勞。四、 安全系數(shù)如何選擇？許用安全系數(shù)取得過大，會使機(jī)器笨重；過小，機(jī)器可能不安全。因此，許用安全系數(shù)或者許用應(yīng)力的的選取原則是在保證機(jī)器安全可靠的前提下，盡可能減小許用安全系數(shù)或者許用應(yīng)力。五、 影響許用安全系數(shù)的因素有哪些？荷載和應(yīng)力計(jì)算的準(zhǔn)確性、材料機(jī)械性能數(shù)據(jù)的可靠性和零件的重要性

2、等六、 什么是疲勞破壞？機(jī)械零件在變應(yīng)力作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后在局部高應(yīng)力區(qū)形成微裂痕，微裂紋逐漸擴(kuò)展以至最后斷裂的現(xiàn)象成為疲勞破壞。疲勞破壞的定義可表述為：在遠(yuǎn)低于材料抗拉強(qiáng)度極限的循環(huán)應(yīng)力作用下工程材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象。七、 疲勞斷裂過程三個(gè)階段是什么？1.裂紋源在零件應(yīng)力集中部位由于金屬產(chǎn)生循環(huán)的彈塑性應(yīng)力-應(yīng)變而形成初試裂紋。2.裂紋尖端在切應(yīng)力下發(fā)生反復(fù)塑性變形是裂紋逐漸擴(kuò)展。3.產(chǎn)生瞬斷。八、疲勞破壞的特點(diǎn)1）在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用產(chǎn)生；2）不存在宏觀的，明顯的塑性變形跡象；3）循環(huán)應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的靜強(qiáng)度極限；4）對材料的組成、零件的形狀、尺寸。表面狀態(tài)、使用條件和外界環(huán)境等都非常敏

3、感。九、影響零件疲勞強(qiáng)度的因素1、應(yīng)力集中局部應(yīng)力遠(yuǎn)大于名義應(yīng)力，這種現(xiàn)象成為應(yīng)力集中。（常發(fā)生在過渡圓角、鍵槽、螺紋、橫孔）2.絕對尺寸零件剖面的絕對尺寸越大，其疲勞極限越低。由于剖面尺寸大時(shí)材料晶粒粗，出現(xiàn)缺陷的概率大。3.表面狀態(tài)零件表面越粗糙其疲勞極限越低。第二章 螺紋聯(lián)接一、螺紋分類1、聯(lián)接螺紋2、傳動螺紋1）矩形螺紋的牙型為方形，牙型角=0.其傳動效率較其他螺紋都高，但牙根強(qiáng)度弱、螺紋磨損后間隙難以補(bǔ)償，使傳動精度降低。3）梯形螺紋的牙型為等腰梯形，牙型角=30.梯形螺紋效率略低，但其公益性好、牙根強(qiáng)度高、對中性好。3）鋸齒形螺紋的牙型為不等腰梯形，其工作面牙型半角=3，非工作面牙

4、型半角為30.只能用于單向受力的傳動螺旋中。二、螺紋聯(lián)接的類型1.螺栓聯(lián)接應(yīng)用場合：1）用于被聯(lián)接件不太厚和兩邊有足夠的裝配空間的場合。2）易做通孔的：3）有下搬手空間鉸制孔用螺栓聯(lián)接只能用于工作載荷是橫向載荷或扭轉(zhuǎn)力矩的場合。2.螺釘聯(lián)接被聯(lián)接太厚或不宜制成通孔及不需要經(jīng)常拆卸的場合。3.雙頭螺栓聯(lián)接用于不能用螺栓聯(lián)接且又經(jīng)常拆卸的場合。4.緊固螺釘聯(lián)接特點(diǎn)：軸向、周向都可固定，受載荷小。3、 為什么放松，放松的實(shí)質(zhì)，以及方法？ 在沖擊、震動或變載荷的作用下，螺旋副間的摩擦力可能減小或瞬時(shí)消失。在高溫或溫度變化大的情況下，由于螺紋聯(lián)接件和被聯(lián)接件的材料發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛，也會使聯(lián)接中的預(yù)緊力

5、和摩擦力逐漸減小，最終將導(dǎo)致聯(lián)接失效。螺紋聯(lián)接一旦出現(xiàn)松脫，輕者會影響極其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，重者會造成嚴(yán)重事故。 實(shí)質(zhì)：放松的根本問題在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。 方法：摩擦放松，機(jī)械防松及破壞螺紋副的關(guān)系。4、 螺栓組聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些問題？ （1）幾何形狀通常設(shè)計(jì)成軸對稱簡單幾何形狀。（2）螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。（3）螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。（4）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取成4、6、8等偶數(shù)。5、 螺栓組受力分析的目的是確定螺栓組中受力最大的螺栓及所受的工作載荷的大小。6、 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施1. 改善螺紋牙尖的載荷分配2. 減少螺栓的應(yīng)力幅3. 減小應(yīng)力集中的影響4.

6、 避免附加彎曲應(yīng)力7、 在工作載荷不變的情況下，如何降低螺栓的疲勞損傷（即減少應(yīng)力幅）？ 降低螺栓剛度CL（增加長度，減小橫剖面，安裝彈性元件）；增大被聯(lián)接件的剛度CF（硬墊片，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，密封環(huán)）；同時(shí)兩種方法。軸轂連接1、 軸轂聯(lián)接作用，并列舉兩種軸轂連接 實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定，常用的有鍵和花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接2、 花鍵聯(lián)接有哪幾種？它的定心方式如何？ 矩形花鍵：在聯(lián)接中按小徑d定心 漸開線花鍵：按齒形定心，具有自動定心作用。3、 平鍵連接b×h×l如何確定？ b×h按鍵所在軸段的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。 長度L根據(jù)輪轂的寬度確定。4、 平鍵連接的主要失效形式有：

7、工作面被壓潰（靜聯(lián)接），工作面過度磨損（動聯(lián)接）、個(gè)別情況會出現(xiàn)鍵被剪斷。（設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是擠壓強(qiáng)度校核）5、 花鍵聯(lián)接優(yōu)點(diǎn)：花鍵聯(lián)接適用于靜、動聯(lián)接，優(yōu)點(diǎn)是齒數(shù)較多，而且受力均勻承載力高；槽淺，齒根應(yīng)力集中小，對軸和轂的強(qiáng)度削弱較輕；軸上零件與軸的對中性好；導(dǎo)向性好；缺點(diǎn)是加工時(shí)需要專用設(shè)備，成本高。 6、 過盈聯(lián)接（壓入法、溫差法）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，定心性好，對軸的疲勞強(qiáng)度削弱小，承載能力高而且沖擊載荷下性能良好。缺點(diǎn)：加工精度高，裝配不方便。設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容（1）最小過盈量（2）公差配合（3）裝配方法（4）合理結(jié)構(gòu)帶傳動一、 摩擦帶特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 1）因帶有彈性，能緩沖、吸振，從而傳動平穩(wěn)噪聲小。2）當(dāng)

8、傳動過載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可防止其他零件損壞。3）結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便。4）可用于中心距離較大的傳動。缺點(diǎn)：1）傳動比不恒定。2）傳動外部尺寸大。3）傳動效率低。4）帶的壽命較短。5）不宜用于高溫、易燃等場合。二、 影響帶傳動工作能力的因素1) 初拉力F0.2) 2）包角.3) 3）摩擦系數(shù)f.4) 帶的單位長度質(zhì)量q.5) 帶速v.三、帶傳動的主要失效形式是帶傳動的打滑和帶的疲勞破壞。帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證傳動不打滑和帶具有足夠的疲勞壽命。四、 帶傳動設(shè)計(jì)步驟：1)確定設(shè)計(jì)功率Pc2)初選帶的型號3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1和dd24)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld5)驗(yàn)算包角16)確定帶的根

9、數(shù)z7)確定初拉力F08)計(jì)算帶對軸的壓力Q五、張緊裝置1.定期張緊裝置（調(diào)中心距）2.自動張緊裝置（調(diào)中心距）3.張緊輪裝置（張緊輪）六、張緊裝置應(yīng)該放在什么位置，為什么。張緊輪一般安裝在松邊內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲應(yīng)力以增加使用壽命。盡量靠近大帶輪，以減小對包角的影響。鏈傳動四、 鏈輪特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：沒有彈性滑動和打滑現(xiàn)象，故平均傳動比準(zhǔn)確；傳動效率較高；張緊力小，所以壓軸力較?。荒茉跍囟雀?、灰塵多、濕度大及有腐蝕等惡劣條件下工作；工況相同時(shí)，鏈傳動的結(jié)構(gòu)較為緊湊。與齒輪傳動相比，其優(yōu)點(diǎn)是：制造安裝精度要求低，成本低；適用的中心距范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。缺點(diǎn)：瞬間傳動比恒定，傳動不平穩(wěn)；工作時(shí)

10、有噪聲；磨損后易發(fā)生跳齒；不宜在載荷變化很大和急速反向傳動中工作；只使用平行軸傳動。五、鏈傳動的失效形式：1.鏈板、滾子與套筒的疲勞破壞。2.銷軸與套筒的磨損。3.銷軸與套筒的膠合。4.鏈條靜強(qiáng)度破斷。六、中高鏈傳動設(shè)計(jì)計(jì)算（發(fā)生疲勞破壞，低速發(fā)生靜強(qiáng)度破壞）1.確定鏈傳動的傳動比。2.確定鏈輪齒數(shù)。3.確定鏈號和鏈節(jié)距。4.驗(yàn)算鏈速。5.確定鏈條節(jié)數(shù)和中心距。6計(jì)算壓軸力。七、鏈傳動的布置1）為保證鏈傳動的正確嚙合，兩鏈輪應(yīng)位于同一鉛垂面內(nèi)，且兩軸線平行。2）兩鏈輪中心線最好平行布置或者使其與水平線夾角 453)緊邊在上為佳。4）必須采用垂直傳動時(shí)，兩鏈輪應(yīng)偏置，否則應(yīng)采用張緊裝置

11、。八、張緊目的1）為了增大鏈條與鏈輪的包角2）避免因鏈條錘度過大而產(chǎn)生嚙合不良以及振動現(xiàn)象。九、張緊方法1.調(diào)整中心距。2.用張緊裝置齒輪傳動一齒輪的失效形式1. 輪齒折斷措施：改善材料的性能，適當(dāng)增大模數(shù)，增大齒根過渡圓角，提高齒輪制造精度，降低齒根表面的粗糙度，消除齒根加工刀痕，對齒根部位進(jìn)行噴丸、碾壓強(qiáng)化處理等。2. 齒面點(diǎn)蝕措施：提高齒面硬度，降低齒面粗糙度，改善潤滑油性能，提高齒輪的傳動精度和都采用較角變位齒輪傳動等可提高抗點(diǎn)蝕的能力。3. 齒面膠合措施：減小模數(shù)降低齒高，以減少齒面間的滑動速度，采用減摩和極壓性能好的潤滑油；提高齒面硬度，降低吃面粗糙度；選用不同牌號的材料配對；兩齒

12、面有一定的硬度差，可減緩和防止齒面膠合的發(fā)生。4. 齒面磨損措施：采用閉式傳動和加防護(hù)罩，改善潤滑條件，保持油品清潔；采用硬齒面；降低吃面粗糙度等，可有效地減輕或者防止齒面磨損。5. 齒體塑性變形 措施，采用機(jī)械強(qiáng)度高的材料和提高齒體的硬度可防止齒體塑性變形。6. 齒面塑性變形措施：適當(dāng)提高齒面硬度，采用減摩性能好的潤滑油。二齒輪傳動的計(jì)算準(zhǔn)則閉式：齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度開式：磨損是其主要失效形式，磨損后輪齒變薄易發(fā)生折斷，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。三齒輪傳動潤滑方式1.浸油潤滑圓周速度v<10m/s的齒輪傳動采用浸油潤滑。速度高時(shí)齒輪浸入油中的深度以一兩個(gè)齒高為宜但不小于10

13、mm;速度低時(shí)浸油深度可達(dá)1/3齒頂圓半徑。油池中的油量按齒輪齒輪傳遞功率大小確定。2.噴油潤滑（v>10m/s）v<25m/s,噴油嘴置于齒輪嚙入邊和嚙出邊均可。v>25m/s噴油嘴應(yīng)置于齒輪嚙出邊。4、 合理選擇齒寬系數(shù) 齒寬系數(shù)增大，齒輪的徑向尺寸減小，但齒寬相對增大。齒寬越大，載荷沿齒寬分布不均勻越嚴(yán)重，故應(yīng)合理選擇齒寬系數(shù)。齒寬大，則強(qiáng)度大，但過大，載荷分布不均。蝸桿傳動一、蝸桿傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用結(jié)構(gòu)緊湊；傳動比大，動力傳動一般為8-80，傳動平穩(wěn)，無噪聲；嚙合面間的相對滑動速度較大，摩擦和磨損嚴(yán)重；發(fā)熱量大，傳動效率低，一般為0.70.8，自鎖的蝸桿傳動，其傳動效率

14、低于0.5。蝸桿傳動廣泛應(yīng)用冶金、礦山、起重運(yùn)輸、機(jī)床、電梯等機(jī)械設(shè)備中。二、蝸桿中為什么只對渦輪進(jìn)行變位，變位的目的是什么？目的：1、湊中心距。2、提高蝸桿傳動的承載能力。3、提高傳動效率。為了能用同一把刀加工非變位及變位渦輪，變?yōu)槲仐U傳動中蝸桿的尺寸是不能變動的，只能對渦輪進(jìn)行變位。變位蝸桿傳動中，渦輪的分度圓與節(jié)圓重合，只是蝸桿在中間平面內(nèi)的節(jié)線位置有所改變，其不再與分度線重合。三、蝸桿傳動的主要失效形式是什么？為什么要對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動進(jìn)行熱平衡計(jì)算？蝸桿螺旋齒部分的強(qiáng)度通常高于渦輪齒的強(qiáng)度，所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。嚙合齒面間的相對滑動速度較大，摩擦大，發(fā)熱量大，所以其主要失

15、效形式是蝸輪齒面的膠合、點(diǎn)蝕及磨損。仿照圓柱齒輪進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的條件性計(jì)算。因此對于閉式蝸桿傳動，通常是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核；對于開式蝸桿傳動，則通常只需按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于閉式蝸桿傳動，由于散熱較為困難，還應(yīng)作熱平衡核算。四、蝸桿傳動最常用的配對材料，為什么這么選擇？蝸桿一般用碳鋼或合金鋼制成。渦輪材料為鑄造錫青銅。鑄造鋁青銅及鑄鐵等。錫青銅耐磨性最好，但價(jià)格較高，一般用于滑動速度vs3m/s的重要傳動。蝸桿分置原則：v10m/s用下置式。V>10m/s用上置式。四、閉式蝸桿傳動包括哪些計(jì)算？(不算蝸桿)蝸輪齒面接

16、觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。五、蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算的原因，目的，當(dāng)熱平衡計(jì)算不滿足要求時(shí)，采取哪些措施？原因：蝸桿傳動效率較低，工作時(shí)發(fā)熱量大。隨著油溫的升高將使?jié)櫥宛ざ冉档?，從而使?jié)櫥瑺顟B(tài)變壞。甚至?xí)?dǎo)致膠合。目的：蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量能在同一時(shí)間內(nèi)散逸出去，從而維持良好的潤滑狀態(tài)，保證蝸桿傳動正常工作。措施：（1）在箱體外壁家散熱片以增加散熱面積； （2）在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇進(jìn)行人工通風(fēng)；（3）采用上述措施散熱能力仍不足時(shí)，可在箱體油池內(nèi)加裝蛇形水管用循環(huán)水冷卻。（4）采用壓力噴油循環(huán)潤滑，潤滑油用過濾器濾去雜質(zhì)，并經(jīng)冷卻器冷卻。軸6、 試述

17、蝸桿傳動最常用的配對材料，為什么這么選擇？蝸桿一般選用碳鋼或合金鋼，渦輪為鑄造錫青銅，鑄造鋁青銅及鑄鐵。 由蝸桿傳動的失效形式可知，對蝸桿的渦輪的材料不僅要有足夠的強(qiáng)度，更重要的是應(yīng)有良好的跑合性，減摩性及耐磨性。蝸桿傳動的傳動比大，蝸桿選用碳鋼或合金鋼，經(jīng)過處理，表面硬度可達(dá)到要求。錫青銅、鋁青銅不僅有足夠的強(qiáng)度，而且耐磨性好。效率要求不高時(shí)，特別是要求自鎖時(shí)，輪采用灰鑄鐵，物美價(jià)廉。7、 蝸桿傳動為什么一般選擇鋼蝸桿和 銅渦輪作為配對材料。 由蝸桿傳動的失效形式可知，對蝸桿和渦輪的材料不僅要有足夠的強(qiáng)度，更重要的是應(yīng)具有良好的跑合性，減摩性及耐磨性，桿用淬火鋼，渦輪用銅可滿足上述要求。8、

18、 蝸桿傳動的功率損耗包括哪幾部分？嚙合摩擦損耗、軸承摩擦損耗及濺油損耗時(shí)效率軸一、軸的用途:支承做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件,以傳遞運(yùn)動和動力二、直軸包括光軸和階梯軸.直軸按照承載情況不同分為三類.1)轉(zhuǎn)軸(傳遞轉(zhuǎn)矩承受彎矩2)傳遞轉(zhuǎn)矩不承受彎矩3)心軸(只承受彎矩不傳遞轉(zhuǎn)矩).注：自行車前后輪為固定心軸；齒輪箱中全部為轉(zhuǎn)軸。三、軸的設(shè)計(jì)步驟有哪些:1)軸的材料選擇.2)軸頸的初步計(jì)算.3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).4)軸的強(qiáng)度校核.5)畫軸的結(jié)構(gòu)圖.四、軸上零件的軸向固定和定位方法有哪些？1）軸肩和軸環(huán)。2）軸套。3）螺釘鎖緊擋圈。4）彈性擋圈。5）軸端擋圈。6）圓螺母。五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問題？1、軸應(yīng)便于

19、加工，軸上零件應(yīng)易于安裝、調(diào)整和拆卸；2、軸的受力要合理，應(yīng)力集中小；3、軸上零件應(yīng)定位準(zhǔn)確、固定可靠；4、軸的加工工藝性好。六、簡述軸有幾種強(qiáng)度計(jì)算方法？各用于何種場合？1、傳動軸按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算；2、轉(zhuǎn)軸在初估計(jì)算、進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算；3、重要的軸按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。4、對于瞬時(shí)載荷很大的軸應(yīng)按最大載荷進(jìn)行靜強(qiáng)度條件的安全系數(shù)校核計(jì)算，以避免軸在最大載荷下產(chǎn)生過量的塑性變形。滾動軸承一、 特點(diǎn)：與滑動軸承相比，滾動軸承有啟動靈活，摩擦阻力小、效率高、潤滑簡便及易于互換等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：抗沖擊能力差，高速時(shí)有噪聲，工作壽命不及液體摩擦的滑動軸承。二、 分類：按公稱接觸角的

20、不同可分為：1.向心軸承（承受徑向荷載，045）2.推力軸承（承受軸向荷載，4590）三、軸承的軸向固定全固式（兩端各單向固定）：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但只適用于跨距較小，溫度不高的軸系結(jié)構(gòu)。固游式：（一段雙向固定，一段游動）：適用于軸的跨距較大或溫度高的軸。四、 常見的內(nèi)圈在軸上的鎖緊方法：1） 軸用彈性擋圈鎖緊2） 軸端擋圈鎖緊3） 圓螺母和止動墊圈鎖緊4） 開口圓錐緊定套、止動墊圈和圓螺母鎖緊。五、 軸承外圈在軸承座孔內(nèi)軸向固定的常用方法：1） 軸承端蓋固定用于轉(zhuǎn)速高、軸向力大的各類向心和推力軸承。2） 孔用彈性擋圈固定適用于軸向力不大的場合。3） 套杯臺肩固定適用于軸向力大、轉(zhuǎn)速較高的場合。4） 螺紋環(huán)固定用于轉(zhuǎn)速高，軸向力大，不適于采用軸承端蓋固定的場合。六、 滾動軸承預(yù)緊的目的是什么：預(yù)