机械设计题库简答题(120题)

1、最新整理间答题 120 题 (18+17+17+18+6+9+7+16+12 ) =120齿轮传动(18)(6) +12= 181一对标准齿轮传动设计成高度变位齿轮传动，这对轮齿的弯曲强度和接触强 度有什么影响？为什么？答：高度变位齿轮传动，可增加小齿轮的齿根厚度，提高其弯曲强度，因大、小齿轮相比，小齿轮的YFaYSa乘积较大、齿根弯曲应力大，所以高度变位(小齿轮正变位、大齿轮负变位) 可实现等弯曲强度，从而提高传动的弯曲强度。高度变位对接触强度无影响。2对大、小圆柱齿轮传动，其传动比i =2，其齿面啮合处的接触应力是否相 等？为什么？当两轮的材料热处理硬度均相同，且小轮的应力循环次数 N1

2、=106V No时，贝尼们的许用接触应力是否相等？为什么？答：(I)接触应力相等；因从接触应力公式可知，接触应力决定于两个齿轮的综合曲率半径、两个齿轮材料的弹性模量和接触宽度以及相互作用的法向力，不决定于一个齿轮的几何参数。而上述参量两个齿轮是相等的，因此，两个齿轮的接触应力是相等的。(2)两个齿轮的许用接触应力是不相等的；因小齿轮的应力循环次N1 > N2 ,齿轮寿命系数zN1V Zn2 ,所以小轮的许用接触应力较小。3. 齿轮传动有哪些设计理论？各针对的是哪些失效形式？答：主要有齿面接触疲劳强度设计， 针对齿面疲劳点蚀失效； 齿根弯曲疲劳强度设计， 针对 疲劳折断失效形式。 此外还有

3、抗胶合能力设计，针对齿面胶合失效；静强度设计，针对短期过载折断和塑性变形失效。4. 设计一对圆柱齿轮传动时，大、小齿轮齿宽的确定原则是什么？为什么？答：齿轮越宽，轮齿的承载能力越强；但齿轮的宽度过大，将增加载荷沿齿宽分布的不均匀 性。齿轮轴支承相对齿轮对称布置时，齿宽可选大些，软齿面齿轮宽度也可选大些。5. 分析齿轮产生齿面磨损的主要原因，防止磨损失效的最有效办法是什么？答：在齿轮传动中，当落入磨料性物质时，轮齿工作表面会出现磨损，而且轮齿表面粗糙也会引起磨损失效，它是开式齿轮传动的主要失效形式。防止磨损失效最有效的办法就是改用闭式齿轮传动，其次是减小齿面的表面粗糙度。6. 在进行齿轮强度计算

4、时，为什么不用平均载荷或名义载荷而用计算载荷，计 算载荷中考虑了哪些方面的影响因素？答：平均载荷或名义载荷是根据额定功率及额定转速，并通过力学模型计算得到的，没有考虑原动机及工作机的性能，而且，也没有考虑轮齿在啮合过程中产生的动载荷以及载荷沿接 触线分布不均等因素的影响，因此，不能直接用于齿轮的强度计算。而计算载荷主要考虑了原动机及工作机的性能、工作情况、轮齿啮合产生的动载荷、载荷在齿面上沿接触线分布的 均匀性等因素，因此，在进行齿轮强度计算时，应该用计算载荷进行计算。7试述闭式齿轮传动和开式齿轮传动的设计准则，说明原因。答：软齿面闭式齿轮传动中，由于其主要失效形式是脉动接触应力作用下引起的疲

5、劳点蚀，因此，设计计算中一般按接触强度设计，按弯曲强度校核。硬齿面闭式齿轮传动中， 由于齿面硬度的提高， 使齿轮具有了较高抗点蚀能力， 齿轮将 以齿轮疲劳折断为主要失效形式， 因此，设计计算中一般应按齿轮弯曲强度设计， 然后考虑 磨损适当增大模数。开式齿轮传动中，其主要失效形式是磨损和齿轮折断，因此，设计计算中应按轮齿弯曲强度设计，然后考虑适当增大模数。8 齿轮的主要结构类型有哪些？为什么齿轮和轴往往分开制造？什么情况下加 工成齿轮轴？答：齿轮的主要结构形式有齿轮轴、实心式齿轮、腹板式齿轮、孔板式齿轮、轮辐式齿轮等。齿轮与轴分开制造的主要原因有：分开制造节省材料；分开制造有利于根据不同需要，采

6、取不同的热处理方法；齿轮的失效多发生在齿轮，齿轮失效时，分开制造可以降低损失； 齿轮与轴分开制造，有利于个零件的选材。当齿轮空键槽底面与齿根圆之间的径向厚度小于等于2.5倍的模数时，一定要加工成齿轮轴，否则齿轮与轴将分开制造。9. 试述齿宽系数 d的定乂及选择原则?答：齿宽系数d等于齿轮宽度b与齿轮分度圆直径di之比。即d bd齿宽系数一定时，增大齿轮宽度，可是齿轮直径和中心距减小，使结构紧凑；但齿轮宽 度过大，将使载荷沿齿向分布更加不均。10. 齿轮计算中为什么要引入齿间载荷分配系数 K ,其影响因素主要有哪些?答：在齿轮设计计算中，引入齿间载荷分配系数K是考虑同时啮合的各对齿轮间载荷分配不

7、均对齿轮承载能力的影响。影响K的主要因素有： 齿轮在啮合线上不同啮合位置，齿轮的弹性变形及刚度大小变化的影响； 齿轮制造误差，尤其是基节误差，使载荷在齿间分布不均匀； 重合度、 齿顶修形也影响齿间载荷分布不均匀。11. 齿轮设计计算中，确定齿数Z和模数m时，应注意哪些问题？答：齿数Z的确定： Zmin 17 ,以避免根切； 相互啮合齿轮的齿数尽可能互质，以 提高齿轮受载的均匀性；软齿面闭式传动时，在满足弯曲强度的情况下，齿数Z尽可能多些，以有利于提高传动的平稳性，降低传动的振动和噪声；硬齿面闭式传动和开式传动中， 在满足接触疲劳强度的情况下，齿数Z不易取得过多，一般 Z 17即可。以便当分度圆

8、直径d不变时，通过增大模数 m来提高齿轮的弯曲疲劳强度。12. 在两级圆柱齿轮传动中，如其中有一级用斜齿轮圆柱齿轮传动， 它一般被用在高速级还是低速级？为什么?答：斜齿轮圆柱齿轮传动应用在高速级。因为斜齿轮圆柱齿轮轮齿是逐渐进入啮合和脱离 啮合，传动比较平稳，适合于高速传动，同时，高速级传递扭矩较小，斜齿轮产生的轴向力 也较小，有利于轴承部件其它零件的设计。13试说明接触最小安全系数SHmin可以使用小于1数值的道理。（不用）答：齿轮许用接触应力计算计算式为：hHminZN /Sh。而齿轮材料极限接触应力H min是在一定实验条件下获得的，其中条件之一就是假设齿轮的实效概率为1%所以，当所设计

9、的齿轮允许实效概率大于1%寸，可以通过将SHmin取值小于1的方法来提高材料的许用接触应力，更加充分地发挥齿轮材料的性能。14. 直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮 在计算尺寸参数时，各取什么 位置的模数为标准值？答：直齿圆柱齿轮由于其齿形平行于轴线，齿廓的法截面与端面共面， 法面模数与端面模数相等，故取端面模数（或称法面模数）为标准值。斜齿圆柱齿轮取其法面模数为标准值。因为在加工斜齿轮时，铳刀沿螺旋线方向进刀， 铳刀的齿形等于齿轮的法向齿形，端面模数大于法面模数， 强度计算中应取其齿廓最小的截面参数。直齿圆锥齿轮取其大端面模数为标准值。因为大端尺寸较大，计算和测量的相对误差较小，而且便

10、于确定齿轮相同的外廓尺寸，所以在计算直齿圆锥齿轮几何参数时，以大端为标准值。14. 齿轮在什么情况下发生胶合？提高齿轮抗胶合能力的主要措施有哪些？答：高速重载齿轮传动，当润滑不良时，易产生胶合失效。减小模数、降低齿高、降低滑动系数、提高齿面硬度、降低齿面粗糙度、采用抗胶合润滑油 等措施都将有助于提高齿轮抗胶合的能力。15. 齿轮折断一般起始于齿轮的那一侧？全齿折断和局部齿折断通常在什么情况 下发生？齿轮疲劳折断和过载折断的特征如何？答：由于轮齿材料对拉应力敏感，故疲劳裂纹往往从齿根受拉侧开始发生，所以，齿轮折断通常起始于齿轮的拉应力一侧。直齿轮易发生全齿折断，斜齿轮和人字齿齿轮易发生局部齿轮折

11、断。 疲劳折断其断口由光滑区和粗糙区两部分组成，而过载折断其断口只有粗糙区。16. 在闭式齿轮传动设计中先按接触强度进行设计，若校核时发现弯曲疲劳强度 不够，应如何改进？答：方法1：在保证中心距不变和不产生根切得情况下，减少齿数，增大模数。方法2:进行高度变位。即小齿轮正变位，大齿轮负变位。方法3:适当增大齿根圆角半径，减少应力集中，提高制造和安装精度。17 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面硬度 （即 硬度差 3050HBS）？答：因为无论是减速传动还是增速传动，小齿轮轮齿单位时间内所受变应力次数都多于大齿轮，提高齿面硬度，有利于提高抵抗各种形式失效发生的能力，使大

12、小齿轮更加接近于等强度。18 斜齿轮传动有何特点？螺旋角应如何确定？答：特点：传动平稳，冲击和噪声小，适合于高速传动、不产生根切得最少齿数小，可使结 构紧凑、承载能力高。增大螺旋角，有利于提高传动的平稳性和承载能力。但过大，轴向力将随之增大，使轴承装置更加复杂。若 过小，则斜齿轮的优点不明显。 因此，一般情况下取 1025。带传动（17）（7） +10 =171. 写出带传动中紧边拉力Fi与松边拉力F2的关系式并说明其含义答：£ F2efa ,式中：e为自然对数的底（e=2.718.）; a为带在带轮上的包角；f为带与 带轮间的摩擦系数（对 V带应为fa）。2 三角胶带传动中，小带轮

13、基准直径 d1的选取对带传动有什么影响？答：小带轮d1变小，带的弯曲应力增大，另外在传动比不变的情况下，皮带在小带轮上的 包角变小，摩擦力相应变小，而引起皮带在小带轮上打滑。小带轮过大，为保持传动比，大 带轮也随之变大，整个传动机构的体积增加，皮带变长，使机构的结构不够紧凑。3 简述带传动弹性滑动产生的主要原因。答：带传动在工作时，带受到拉力后要产生弹性变形。但由于松、紧边的拉力不同，故其弹性变形也不同。在主动轮上带在开始绕上带轮处，带的线速度与主动轮的圆周速度相等。在带由上绕点转到分离点时，带所受拉力由F1,逐渐降到F2,带的弹性变形也随之逐渐减小，因而带沿带轮的运动是一面绕进、一面向后收缩

14、，说明带与主动轮缘之间发生了相对滑动， 即弹性滑动。4 在带传动中，为什么要限制其最小中心距和最大传动比？答：一方面，中心距愈小，带长愈短，因此，在一定的带速下，单位时间内带的应力变化次 数愈多，从而使带的疲劳强度较低；另一方面，在传动比一定的条件下，中心距越小，小带 轮的包角也越小，从而使传动能力降低。所以，在带传动设计中，需要限制最小中心距。在 中心距不变的情况下，当传动比过大时，会导致小带轮的包角过小，从而使传动能力降低， 因此要限制其最大传动比。5 带传动的弹性打滑与打滑的主要区别是什么？答：带传动在工作时，传动带受到拉力后要产生弹性变形，但由于紧边和松边的拉力不同， 所以带两边弹性变

15、形也不同，从而导致带与带轮轮缘之间发生的微小的相对滑动，称为弹性打滑；而打滑是由于工作载荷过大，使带传动需要传递的有效圆周力超过了最大（临界）值而引起的在整个带与带轮接触面上所发生的显著滑动。弹性滑动发生在带由主动带轮和从动带轮上离开以前的那一部分接触弧上，而打滑则发生在相对于全部包角的接触弧上，即前者静弧不等于零，后者静弧等于零。弹性滑动是带传动正常工作时的固有特性，无法避免，而打滑则属于传动失效， 应该避免。6. 带传动的设计准则是什么？答：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。7带传动中，带中应力主要由哪几部分组成？最大应力发生在何处？答：紧边拉应力和松边拉应力，；离心拉

16、应力；弯曲应力。最大应力发生在紧边靠近小带轮处。8 带传动有何特点？在什么情况下宜采用带传动？同步带传动和一般带传动的 主要区别是什么？答：带传动有何特点： 带传动具有弹性和挠性，可吸收振动和冲击，使传动平稳、噪音小。 当过载时，打滑可起过载保护的作用。 适用于主、从动轮中心距较大的场合。 结构简单，制造、安装和维护较方便。 由于弹性滑动的存在，故不能保证准确的传动比。 结构尺寸较大、效率较低、寿命较短。 由于需要施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承承受较大的力。 由于靠摩擦传动，传动带又由有机材料制成，所以一般不宜用于易燃易爆、高温及 酸碱油等环境下工作。带传动适用于中小功率的动力

17、传递，多用于中心距较大的场合。同步带传动与一般带传动的主要区别：同步带传动靠带齿和齿轮的啮合传动，能得到准确的传动比，而一般带传动不能。9根据欧拉公式，用什么措施可使带传动能力提高？答：由Fmax12* F0*-1土可知，增大I和FO ,均可使带传动能力得到提高。10在V带传动设计中，为什么限制ddidmin,V VmaX ？答：在V带传动设计中，限制d di d min是因为：若dd太小,由bl 2 Eb *Y可 ddi知，小带轮上带的弯曲应力bi就太大，则带就容易发生疲劳破坏，因此要限制d min限制V VmaX主要是因为：V超过VmaX后，离心力FC mV?急剧增大，带对带轮的正压力减小

18、，传递功率急剧下降。从max I b1 C 可以看出，带可承受的最大应力中，因C占的比例增大，使有效工作应力所占比例减小，传递功率大大减小。11. 带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？为增加承载能，将带轮的工作面加工得粗糙些，以增大摩擦系数，这样做合理吗？为什么？答：由FmaX12* F0*-1ef11可知，增大带与带轮间的f ,则带的传动能力增强，但为增ef1加承载能力，将带轮的工作面加工得粗糙些，以增大摩擦系数，这种做法是不合理的，因为带轮粗糙，会使带的磨损加剧，其寿命大大降低。12. 带传动中小包角的大小对传动有何影响？如何增大大小轮包角?由 FmaX12* F0*-11f I可知，

19、增大T71 ,可使F增大，即传动能力增大。增大1的方法： 增大中心距； 在带的松边外侧加张紧轮。13. 试分析带传动中心距a、拉力Fo及带的根数Z的大小对带传动工作能力有何影响？答：a小，结构紧凑，但若 a太小，Ld太小，则带在单位时间绕过带轮的次数增加，降低了带的寿命，增加了带的磨损；同时i和dd1 一定时，a小，I小，传动能力降低。a 大,外形尺寸大，单位时间带绕过带轮的次数减少，增加了带的寿命，同时i和dd1 一定时，a大,1大，传动能力增加。Fo过小，易出现打滑，传动能力不能发挥；Z过大，带的寿命降低，且轴和轴承的受力增加。 带的根数多，带的传动能力强；但带的根数越多，其受力不均匀，设

20、计时应限制根数，一般Z 10。14. 某一带传动在使用中发现丢转比较多，请分析其产生原因并指出解决的办法。(不用)答：丢转的原因是弹性滑动太大。改进措施：控制负载和选用弹性模量大的传动带，另外设计带轮时预先考虑滑动率的影响。15. 设计普通V带传动时，如发现带速过低或过高；或小带轮包角过小；或应 力循环次数过多；或根数太多，应如何解决？答： 带速过高或过低，Vdn ,应通过调整dn的乘积来改进； 小带轮包角过60 1000小，可以加大中心距或松边外侧家张紧轮；应力循环次数过多，增加带长(即增大中心距)； 根数太多，应增大带的型号或增大带轮直径。16. 般带轮采用什么材料？带轮的结构形式有哪些？

21、根据什么来选带轮的结构 形式？答：带轮常用的材料为铸铁，转速高时可用铸钢或用钢板冲压后焊接而成；小功率可用铸铝或非金属材料。带轮的结构形式有实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。主要根据带轮直径大小选择带轮的结构形式。17. 带传动为何要有张紧装置？常用张紧装置有哪些？具有张紧轮的带传动，张 紧轮最好放在什么位置？为什么？答：传动带不是完全的弹性体，经过一段时间运转后，会因伸长而松弛，从而初拉力F0降低，使传动能力下降甚至丧失。为保持传动能力，必须对带进行张紧，常用张紧装置有定期 张紧装置、张紧轮张紧装置、自动张紧装置。张紧轮置于松边，靠近大带轮处，因置于紧边需要的张紧力大，且张紧轮也容易产生跳

22、动。靠近大轮是为了避免小带轮包角减小较多。轴承(17)(8) +9 =171. 如图(a)和图(b)所示的两轴上安装一对角接触球轴承。为提高刚度，它们的轴承采用正装还是反装方式为好？为什么？答：图(a)轴上两个轴承反装为好。因为反装两个轴承受力点的间距较大，齿轮悬臂较短, 轴的刚性较大。图(b)轴上两个轴承正装为好。因为正装两个轴承受力点的间距较大，轴的刚性较大。2. 试分析角接触球轴承和推力球轴承在承受径向载荷、轴向载荷和允许极限转速方面有何不同？答：角接触球轴承能同时承受较大的径向和轴向载荷，允许的极限转速高； 推力球轴承只能承受较大的轴向力，而不能承受径向力，允许的极限转速较低。3 液体

23、摩擦动压滑动轴承的宽径比（l/d）和润滑油的粘度大小对滑动轴承的承 载能力、温升有什么影响？答：宽径比l/d大，轴承的承载能力大，但拽油困难，温升高，反之，轴承的承载能力小， 温升低。润滑油粘度大，轴承的承载能力大，内摩擦大，温升高；反之，轴承的承载能力小，温 升低。4说明不完全液体润滑滑动轴承设计计算中，验算轴承压强P和PV值的目的。答：验算压强P是为了使轴承不过度磨损，验算PV值的目的是限制轴承的温升。5. 在液体润滑滑动轴承设计中，为什么需进行热平衡计算？（ 10分）答：轴承工作时，摩擦功耗将转变为热量，使润滑油温度升高。如果油的平均温度超过计算 承载能力时所假定的数值，则轴承承载能力就

24、要降低。因此要计算油的温升厶t ,并将其限制在允许的范围内。6 与滚动轴承比较，滑动轴承有何特点？适用于何种场合？答：与滚动轴承相比，滑动轴承的特点有：径向尺寸小；承载能力大；耐冲击性能好；形成 液体润滑后工作平稳、摩擦系数小、精度高。滑动轴承适用于高速或低速、高精度、重载或冲击载荷的场合。7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，试解释其原因。答：滚动轴承的寿命是指在循环应力作用下，轴承中任何一个滚动体或内、外圈滚道出现疲劳点蚀前运转的总转数（两套圈之问的相对转数）或在一定转数下的工作小时数。滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承，在相同的条件

25、下工作，其中90%轴承产生疲劳点蚀前所能运转的总转数或在一定转数下所能工作的小时数。轴承的基本额定寿命是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命。某轴承实际使用寿命低于其计算的基本额定寿命的原因是：按基本额定寿命选择的轴承 只有90%的可靠性，自然会有10%的轴承提前失效，即其实际使用寿命小于基本额定寿命。8何谓滚动轴承基本额定动载荷？何谓当量动载荷？它们有何区别？当量动载 荷超过基本额定动载荷时，该轴承是否可用？答：基本额定动载荷是指滚动轴承的基本额定寿命为106转时所能承受的载荷。当量动载荷是一个假想的恒定载荷， 在这一载荷作用下，轴承寿命与在实际载荷作用下的寿命相等。对于

26、径向接触轴承和向心角接触轴承，当量动载荷是径向载荷； 对于轴向接触轴承，当量动载荷是轴向载荷。当量动载荷超过基本额定动载荷时，轴承是否可用还取决于轴承的静强度是否满足要求。若静强度满足要求，则轴承可用，但其使用寿命在理论上小于106;否则，轴承不可用。9. 什么是滚动轴承的不正常失效？怎么产生的? 答：由于使用维护和保养不当，或密封润滑不良等因素，而引起轴承早期磨损、胶合、内外 圈和保持架损坏等不正常失效。10. 什么是当量动载荷？为什么要引入当量动载荷？答：当量动载荷为与试验条件相同的假想载荷，在该载荷作用下，轴承具有与实际载荷作用下相同的寿命。基本额定动载荷是在纯径向或纯轴向载荷下确定的，

27、而实际载荷通常是既有径向载荷又有轴向载荷，因此，只有将实际载荷换算成与试验条件相同的载荷后，才能和基本额定载荷进行比较。11 如何计算当量动载荷？答：当量动载荷的计算公式为 P XFr YFa ,式中Fr、Fa分别为径向载荷和轴向载荷，X、Y分别为径向载荷系数和轴向载荷系数。12. 什么是角接触球轴承的内部轴向力？答：由于向心角接触轴承滚动体与外圈滚道间存在着接触角，当它承受径向载荷时， 受载滚动体将产生轴向力，各滚动体的轴向分力之和，即为轴承的内部轴向力。13. 滚动轴承润滑的目的是什么？答：滚动轴承润滑的主要目的是减小摩擦与减轻磨损，若在滚动接触处能部分形成油膜，还能吸收振动，降低工作温度

28、和噪声。14. 什么是轴承的两端固定方式？答:在轴的两个支点中，每个支点各限制轴的单向移动， 两个支点合起来限制轴的双向移动， 就是轴承的两端固定方式。15. 试说明滚动轴承代号7312AC/P6的含义。答: 7:角接触球轴承；3:直径系列代号，中等系列；12：轴承内径d 12 5 60mm; AC : 公称直径25 ； P6公差等级6级。16. 试介绍滑动轴承的润滑方法？答：滑动轴承的润滑方法分两类：间歇性给油。定期用油枪或油壶向轴承上的各种油嘴、 油杯和注油器注油。 连续性给油。用针阀式油杯、油绳式油杯、油杯式等只能小量连续 供油；采用油泵、浸入油池等方式，可大量供油，不仅保证了润滑，而且

29、还能靠油带走热量， 实现降温。17. 当计算滑动轴承时，若温升过高，可采取什么措施使温升降低？答：可采取一下措施使温升降低：增加散热面积；使轴承周围通风良好；采用水冷油或水冷瓦；采用压力供油，增大油流量；改大相对间隙；换用粘度小的油；减少瓦长等等。螺纹联接(18)(11) +7 =181. 两根起重螺旋的螺杆，其外径、螺距、牙型角及起重量均相同，一根为单头螺纹，另一根为双头螺纹，间举起重物时，这两根螺杆中哪一根省力？为什么？答：单头螺纹螺杆的升角小，传动效率低，双头螺纹螺杆的升角大，传动效率高，故双头螺 纹螺杆省力。2. 公称尺寸相同的粗牙螺纹和细牙螺纹的螺杆和螺纹牙的强度是否相同？各适 用于

30、什么场合？答：不相同。粗牙螺纹的螺纹联接强度比较高，而细牙螺纹螺杆的强度比较高。粗牙螺纹用 于一般常用的联接.没有特殊要求；细牙螺纹用于要求联接的可靠性能比较高或要求自锁的 场合，用于受变载荷、冲击、振动载荷的联接，还可用于一些薄壁、微调机构。3. 螺纹的基本牙型是哪五种？其中联接用的牙型有哪几种？答：三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹；三角螺纹和管螺纹。4 说明普通螺栓联接受横向工作载荷时，螺栓中将产生何种应力情况。答：螺栓中产生预紧引起的拉应力和扭剪应力。5 为什么螺纹连接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？答：螺纹连接常需要防松，其原因是在冲击、振动或变载作用下

31、，或当温度变化较大时，螺 纹副间和支承面间的摩擦力会下降，或由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛等现象，会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致连接松动甚至松开， 容易发生严重事故。防松的实质在于防止螺纹副的相对转动。按照工作原理的不同，防松有摩擦防松、机械防松以及破坏螺旋副的运动关系三种方法。6 螺纹连接中拧紧目的是什么？举出几种控制拧紧力的方法。答：拧紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。拧紧力的大小可借助测力矩扳手或定力矩扳手，通过控制拧紧力矩的方法来控制。7. 试指出普通螺栓连接、双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点，各用在什么场

32、合？答：普通螺栓连接：用于被连接件不太厚的场合。双头螺柱连接：用于被连接件之一太厚、不宜制成通孔且需要经常装拆的场合。螺钉连接：适用于被连接件一薄一厚、不需要经常装拆的场合。8. 螺栓的主要失效形式有哪些？答：受拉螺栓的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，受剪螺栓的失效形式为螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。9. 螺栓组连接受力分析的目的是什么？在进行受力分析时，通常要做哪些假设 条件？答：目的：根据连接的结构形式和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以进行单个螺栓连接的强度计算。在进行受理分析时，通常做以下假设：1）所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；2）螺栓组的对

33、称中心与连接接合面的形心重合；3）受载后连接接合面仍保持为平面。10. 提高螺栓连接强度的措施有哪些？答：改善螺纹牙间载荷分配不均现象、减少螺栓的应力幅、减少应力集中、避免附加应力和采用合理的制造工艺等。11 紧螺栓联接强度计算公式，说明常系数 1.3的含义。答：螺母拧紧时，在拧紧力矩作用下，螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下，在计算时， 按拉伸强度计算，并将所受的拉力增大30%来考虑扭转的影响。12.降低螺栓刚度Cb及增大被联接件刚度Cm的具体措施有哪些？答：降低螺栓刚度 Cb的措施有：螺母下面安装弹性元件，采用腰状杆螺栓和空心螺栓，在螺母下面安装弹性元件等。增大被联接件刚度Cm的措施有：不

34、用垫片或采用刚度较大的垫片；采用“ O ”型密封圈代替软垫片等。13承受横向载荷的受拉螺栓（普通螺栓）联接，其工作原理？螺栓受何种力？答：受横向载荷的受拉螺栓（普通螺栓）联接靠拧紧螺栓使被联接件接合面相互压紧，在接合面间产生压紧力而引起摩擦力，用此摩擦力承受横向载荷。此螺栓受预紧力（轴向力）。14.防松的基本原理有几种？答：防松的基本原理有三种：即利用摩擦、直接锁住、破坏螺纹副。15. 当螺栓联接受到轴向工作载荷F后，螺栓伸长的增量L和被连接件的压缩变形量的恢复量F是什么关系，为什么?答：螺栓伸长的增量L和被连接件的压缩变形量的恢复量F,因为根据螺栓与被连接件变形协调关系可知:16. 螺栓的光

35、杆部分做的细些，为什么可以提高其疲劳强度？答：螺栓的最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。在工作载荷和剩余预紧力不变的 情况下，减小螺栓刚度或增加被联接件刚度都能达到减小应力幅的目的，部分减小螺栓光杆的直径是减小螺栓刚度的措施之一。17. 列举四种螺栓联接的防松方法，并举例说明。答： 采用弹簧垫圈，利用弹簧垫圈压平后的弹力使螺纹间压紧，产生摩擦力; 对顶螺母，利用两螺母的对顶作用使螺栓始终受到附加拉力的附加摩擦力； 黏合，在旋合的螺纹之间涂以黏合剂，拧紧螺母或黏合剂固化，放松效果较好； 焊接，螺母拧紧后，将螺栓末端与螺母焊牢，防松可靠，但拆卸后联接件被破坏。18. 拧紧螺母时要克服那些力矩

36、，此时螺栓和被联接件各受什么力？答：拧紧螺母要克服螺纹副的螺纹力矩和螺母承压面间的摩擦力矩。此时螺栓受预紧力，而被联接件受拧紧压力。键（6）(2) +4 =61. 平键联接有哪些失效形式？平键的尺寸 b、h、I是如何确定的？答：普通平键为工作面的压溃，导向平键和滑键为工作面过度磨损。平键的宽度b和高度h由轴颈确定，长I由轮毂宽和相配轴段的长度决定。2. 和平键联接相比较，花键联接有哪些优点？答：承载能力大，齿槽较浅对轴与轮毂强度削弱较少，应力集中小，对中性好，导向性能好，可以高精度加工等。3. 圆头、方头及单圆头普通平键各有何优缺点？分别用在什么场合？轴上键槽的键槽是如何加工的？答：圆头和半圆

37、头普通平键在槽中固定良好，但轴槽端部的应力集中较大。半圆头适用于轴端。圆头和半圆头普通平键轴上的键槽是用指状铳刀加工。方头普通平键轴槽端部较小，但要用螺钉把键固定在键槽中。其轴槽是用盘型铳刀加工的。4. 平键联接与楔键联接的工作原理有何不同?答：平键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压传递转矩；楔键的上、下面为工作面，键的上表面与轮毂键槽的底面各有1:100的斜度，装配时将键打入槽中，楔键在轴与轮毂之间，其上下面产生很大的压力，工作时靠此压力产生的摩擦力传递扭矩，还可传递单项轴向力。5. 花键联接的类型有哪几种？各有何定心方式?矩形花键的定心方式为小径定答：花键联接按其齿形分为矩形花键

38、联接和渐开线花键联接。 心，渐开线花键联接的定心方式为渐开线齿形定心。6.为什么两个平键时，一般布置在沿周向相隔180的位置；采用两个楔键时,相隔90 120 ;而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上?答：两个平键联接，一般布置在沿周向相隔180的位置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩，受力状态好；采用两个楔键时，相隔90 120布置。若夹角过小，则对轴的局部削弱过大。 若夹角过大,则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180时，两个楔键的承载能力大体上只相当于个楔键的承载能力；采用两个半圆键时， 布置在轴的同一母线上。 因为半圆键对轴的削弱很大，两个半圆键不能放

39、在同一截面上，只能放在同一母线上。链传动（9）(5) +4 = 91. 在链传动中，节距p、小链轮齿数Zi和链速对传动各有什么影响？答：链传动中，节距 P越大，链的尺寸、重量和承载能力就越大，但链节距P越大，多边形效应越明显，产生的冲击、振动和噪音越大。小链轮齿数影响传动平稳性和使用寿命。小 链轮齿数越少，运动速度的不均匀性和动载荷越大；小链轮齿数过多，轮廓尺寸和重量增加，易产生跳齿和脱链。 链速影响传动平稳性和寿命，链速越高，多边形效应越明显， 相应动载荷也越大。2. 为什么小链轮齿数不宜过多或过少？答：小链轮齿数传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。齿数少可减小外轮廓尺寸， 但齿数过少，将会

40、导致：传动的不均匀性和动载荷增大； 链条进入和退出啮合时， 连节间的相对转 角增大，使铰链的磨损加剧；链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。3. 链传动为什么要尽量避免采用过渡链节?答：由于过渡链节的链板要受到附加弯矩的作用，所以其强度较低，尽量避免使用。4. 简述链传动运动不均匀性产生的原因答：链传动中，链条曲折成正多边形绕在链轮上,仅有铰链销轴的轴心是沿着链轮分度圆运动的，设其速度V R 。链条前进的速度VX VCoS ,与前进方向垂直的分速度Vy VSin ,为链节在主动轮上的相位角,-Ll 可见，链条前进的瞬时2 2速度周期性地变化。 若从动链轮上的相位角为，则瞬时传动比:R

41、2 cosR1 cos和 不断变化，瞬时传动比也是不断变化的。正是由于链轮上的链条形成正多边形造成了链传动的不均匀性。5. 与带传动相比较，链传动有哪些优缺点？答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动，与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小； 在同样使用条件下， 链传动结构较为紧凑， 同时链传动能用于高 温、易燃场合。6. 某套筒滚子链传动由于磨损导致链条节距增加，出现跳齿和脱链现象，请问 你可以采取哪些措施改善这种现象？答：在不改变其它工作条件情况下，可采取下列几种措施：调整中心距；加张紧轮

42、； 从链条中取掉2个链节。7. 试分析链节距和链轮的转速n对链条和链轮轮齿间的冲击的影响，设计中应如何考虑?答：链节距和链轮的转速 n1越大，贝U对链条和链轮轮齿间的冲击越大，产生的附加动载荷越大。设计中，应尽量将链传动布置在低速级，在承载能力足够的前提下，应尽可能选用小节距链。8. 链传动的多边形效应对链传动有什么影响，主要受哪个参数的影响？答：链传动的多边形效应使链传动的瞬时传动比周期性地变化，从而产生冲击、振动和噪音，产生动载荷。它主要受链节距 P和小链轮齿数Z1的影响。9. 设计链传动的要依据是什么？答：设计链传功的要依据是： 根据许用功率曲线选择链节距，使所选的节距在要求的转速下传递

43、的功率不超过许用功率。蜗杆传动（7）（3） + 4 =71. 设计蜗杆传动时，为提高其传动效率可以采取哪些措施？答：可增大导程角（选用多头蜗杆或 q较小的蜗杆传动）和减小当量摩擦角v （选用摩擦性能好的材料、提高齿面粗糙度或改进润滑等）。2. 蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？答：蜗杆传动效率低，发热量大，若不能及时散热，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合.3. 为什么蜗轮常用锡青铜或铝铁青铜材料制造？答：蜗杆传动的失效形式有点蚀、齿面胶合及过度磨损，且失效多发生在蜗轮轮齿上，因此蜗杆与蜗轮的材料组合不仅要求有足够的强度，更要具有良好的磨合和耐磨性能及抗胶合能力，蜗轮

44、用锡青铜或铝铁青铜与钢制蜗杆组合这方面性能较好。4. 蜗杆传动有何特点？适用何种场合？答：蜗杆传动用来传递空间垂直交错轴的运动。它具有传动尺寸小、传动比大、工作平稳、 噪音小、能自锁等优点，但传动的效率低、发热量大。根据传动的持点，蜗杆传动适用于要 求尺寸小、传动比大、传动功率不大的间歇工作场合或要求自锁的场合。5. 阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆和法向直廓蜗杆的齿形有何不同答：阿基米德蜗杆在轴向剖面是直廓齿形，垂直于蜗杆轴线剖面齿形是阿基米德螺旋线。渐开线蜗杆在轴向剖面是凸廓齿形，垂直于蜗杆轴线剖面齿形是渐开线。法向直廓蜗杆在法向剖面齿槽两侧是直廓齿形。垂直于蜗杆轴线剖面齿形是延伸渐开线。6. 为

45、什么把蜗杆分度圆直径规定为标准值？设汁时应如何选取标准值？答：为保证加工出的蜗轮能与蜗杆正确啮合，要求加工蜗轮滚刀的直径与齿形参数和蜗杆相同（实际上为加工出径向间隙， 滚刀顶圆直径应比蜗杆顶圆直径大二倍径向间隙）。从减少滚刀的数目和便于滚刀标准化考虑，对每一个模数m都规定了有限几个蜗杆分度圆直径，即为标准直径。在设计时蜗杆分度圆直径必需符合m与d1的对应关系，否则没有标准刀具。7. 普通圆柱蜗杆传动正确啮合条件是什么？答：正确啮合条件是：蜗杆轴向模数等于蜗轮的端面模数，蜗杆的轴面压力角等于蜗轮的端面压力角；蜗杆分度圆导程角等于蜗轮分度圆螺旋角，且方向相同。轴（16）（4） +12= 161.

46、自行车的前轴、中轴和后轴各属于哪类轴？请说明理由。答：由于自行车的前轴和后轴需要克服轮对轴产生的滚动摩擦力矩很小，所受的转矩可以忽略，而弯矩是主要的载荷，所以应该是心轴。前轴为不转动的心轴，而后轴为转动的心轴。而自行车的中轴一方面需要克服车轮对地的摩擦力，从而驱动车轮转动，因此受转矩作用； 同时，中轴还受有链轮对轴的作用力和踏脚力以及由此引起的弯矩，因此中轴应该是转轴。2. 为何大多数轴呈阶梯形?答：主要是为了便于零件在轴上的装拆和固定，同时也有利于节省材料、减轻重量、便于加工。3. 轴的三种强度计算方法各有何区别？各适用于什么范围？答：1）按扭转强度条件计算，用降低许用扭转切应力的办法来考虑

47、弯矩的影响这种方法 用于初步估算轴径。2）按弯扭合成强度条件计算，按第三强度理论进行弯扭合成，这种方法适用于同时受 弯矩和转矩作用的转轴。3）按疲劳强度计算安全系数，对轴的危险截面考虑应力集中、轴径尺寸和表面状况等 因素对轴疲劳强度的影响，这种方法适用于重要的轴。4. 有一齿轮减速器的输出轴，单向运转，经常启动，则该轴承受的弯矩和扭矩 的循环特性有何区别？该轴上产生的弯曲应力和扭转应力的循环特性有何区 别？答：因为该轴单向运转，经常启动，故可认为该轴所承受的弯矩和扭矩均为脉动循环。 该轴上产生的弯曲应力为对称循环，而扭转应力为脉动循环。5. 轴受载以后，如果产生了过大的弯曲变形或扭转变形，对轴

48、的正常工作有什 么影响？举例说明之。答：轴受载以后，如果产生了过大的弯曲变形或扭转变形，将影响轴上零件的正常工作。如 安装齿轮的轴的弯曲变形， 会使齿轮啮合发生偏载， 滚动轴承支承的轴的弯曲变形， 会使轴 承的内外环相互倾斜，当超过允许值时， 将使轴承寿命显著降低。扭转变形过大，将影响机 器的粗度及旋转零件上载荷的分布均匀性，对轴的振动也有一定的影响。6. 轴上零件的轴向固定有哪些方法？各有何特点？答：轴上零件的轴向固定方法：轴肩：简单可靠，优先选用。套筒：用做轴上相邻的零 件的轴向固定，结构简单，应用较多。圆螺母：当轴上相邻两零件距离较远，无法用套筒 固定时，选用圆螺母，一般用细牙螺纹，以免

49、过多地削弱轴的强度。轴端挡圈：轴端的轴 上零件的固定。弹性挡圈：当轴向力小，或仅为防止零件偶然轴向移动时。紧定螺钉： 轴向力较小时采用。7. 轴上零件的周向固定有哪些方法？各有何特点？答：轴上零件的周向固定方法：键连接（平键、半圆键、楔键、切向键）：结构简单，工作可靠，装拆方便，在机械中应用广泛。花键连接：承载能力高，应力集中较小，对轴和 轮毂的强度削弱较小，轴上零件与轴的对中性、导向性好。缺点：加工时需专用设备，成本 高。销连接：传递不大的载荷。还可作为安人装置中的过载剪断元件。胀紧连接。过 盈配合连接。8. 齿轮减速器中，为什么低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多？答：低速轴传递的转矩 T大

50、。9. 在同样受载情况下，为什么轴上有键槽或有紧配合零件的阶梯轴，其最大直 径要比等径光轴直径大？答：应力集中和表面质量，以及安装、定位的要求。10轴的强度计算公式 Me . M2 T 2中，的含意是什么？其大小如何确定？答：是根据扭矩性质而定的折算系数：对于不变的转矩，1b 0.3 ；Ib当转矩脉动时，一鱼 0.6 ；Ob当频繁正、反转时，一1b 1；Ib若转矩的变化规律不清楚，可按脉动处理。11. 圆头、方头及单圆头普通平键各有何优缺点？分别用在什么场合？轴上的键 槽是怎样加工的？答:圆头和半圆头普通平键在槽中固定良好，但轴槽端部的应力集中较大。半圆头适合于轴端。圆头和半圆头普通平键轴上的

51、键槽是用指状铳刀加工。方头普通平键轴槽端部应力较小，但要用螺钉把键固定在键槽中。其轴槽是用盘形铳刀加工的。12轴的作用是什么？心轴、转轴和传动轴承区别是什么？答：做回转运动的零件都要装在轴上来实现其回转运动，大多数轴还起着传递转矩的作用。 转轴：同时承受转矩和弯矩；对于心轴：轴只受弯矩，有受转矩。转动员心轴受变应力，不 转的心轴受静应力；传动轴主要受转矩，不受弯矩或弯矩很小。13. 试述轴的设计步骤。答：轴的结构设计须在经过初步强度计算，已知轴的最小直径以及轴上零件尺寸（主要是毂孔直径及宽度）后才进行。其主要步骤为： 确定轴上零件装配方案。轴的结构与轴上零件的位置及从轴的哪一端装配有关。确定轴上零件定位方式。根据具体工作情况，对轴上零件的轴向和周向的定位方式 进行选择。确定各轴段直径。轴的结构设计是在初步估算轴径的基础上进行的。确定各轴段长度。主要根据轴上配合零件毂孔长度、位置、轴承宽度、轴承端盖的 厚度等因素确定。确定轴的结构细节。如倒角尺寸、过渡圆角半径、退刀槽尺寸、轴端螺纹孔尺寸； 选择键槽尺寸等。确定轴的加工精度、尺寸公差、形位公差、配合、表面粗糙度及技术要求。 画出轴的工作图。14. 为何大多数轴呈阶梯形？答：主要为便于零件在釉上的装拆和固定，同时也有利于节省材料、减轻重量、便于加工。1