机械设计简答题汇总考研必备资料

1、精品文档机械设计简答题汇总（考研复习必备）第三章强度3-7在材料的疲劳曲线上.为何需要人为规宦一朋换壘数叫，并将对短的极限应力称为 材朝的痕劳极限亍答：材料的持久疲劳极限 厂-所对应的循环次数为 Nd，不同的材料有不同的 Nd 值，有时Nd很大。为了便于材料的疲劳试验，人为地规定一个循环次数N o，称为循环基数，所对应的极限应力 厂称为材料的疲劳极限。err-和Nd为材料所固有的性质，通常是不知道的，在设计计算时，当> NN o时，则取rN = rr。3 -9弯曲披劳撥醍的综合彩确系毂忑的酋是是什么？它与哪些固累有类？它对零件的 應苛强度和静强度各有何笔痢？答：在对称循环时，Kr是试件的

2、与零件的疲劳极限的比值；在不对称循环时，K r是试件的与零件的极限应力幅的比值。K r与零件的有效应力集中系数k r、尺寸系数er、表面质量系数 旳和强化系数 內有关。K r对零件的疲劳强度有影响， 对零件的静 强度没有影响。3-11试说朗承受循环变应力的机械零件，柱什么情配下可按静强度条种卄算节什么AHE 下霜按疲劳逼度条弊计算？答：承受循环变应力的机械零件， 当应力循环次数 N <103时，应按静强度条件计算; 当应力循环次数N > 103时，在一定的应力变化规律下，如果极限应力点落在极限应力 线图中的屈服曲线 GC上时，也应按静强度条件计算；如果极限应力点落在极限应力 线图中

3、的疲劳曲线 AG上时，则应按疲劳强度条件计算；3-13報劳网杨址性累稅假说的禽兴是什么。写出兀数学表达欢。答：该假说认为零件在每次循环变应力作用下，造成的损伤程度是可以累加的。应 力循环次数增加，损伤程度也增加，两者满足线性关系。当损伤达到100%时，零件发生疲劳破坏。疲劳损伤线性累积假说的数学表达式为刀ni/Ni= 1。一 15幽蔽就药薇毎囲度前主耍五永1鹹申口倘丽捋件疲劳强度的出施科弊劲4答：影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件的应力集中大小，零件的尺寸，零件 的表面质量以及零件的强化方式。提高的措施是：1）降低零件应力集中的影响；2）提高零件的表面质量；3）对零件进行热处理和强化处理；4

4、）选用疲劳强度高的材料；5）尽可能地减少或消除零件表面的初始裂纹等。第四章 摩擦、磨损及润滑42簇厚比的韌肆盧交地什么？边界摩擦典合.降擦和谡休烁憔所对应的膜筝比范围存是多少J皿詢駆沖:：咋閏' !小：答：膜厚比 入是指两滑动表面间的最小公称油膜厚度与两表面轮廓的均方根偏差 的比值，边界摩擦状态时入< 1，流体摩擦状态时 入3,混合摩擦状态时1 <入< 3。-J _- - - . - - -, . - - t. -4-4什么是边界膜？边畀膜的旳成机理是什么。如何標鬲边界菠的强度/ H -= S '- -' ' < I*"： ”2

5、 |答：润滑剂的极性分子吸附在金属表面上形成的分子膜称为边界膜。边界膜按其形 成机理的不同分为吸附膜和反应膜，吸附膜是由润滑剂的极性分子力（或分子的化学键 和力）吸附于金属表面形成的膜， 反应膜是由润滑剂中的元素与金属起化学反应形成的 薄膜。在润滑剂中加入适量的油性添加剂或极压添加剂，都能提高边界膜强度。4-7測滑涵的粘度绘如何定义的？什么是润滑柚的粘诽定肄？什么样的蔽体称为半鞭答：润滑油的粘度即为润滑油的流动阻力。润滑油的粘性定律：在液体中任何点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比（即t - n?y/?u ）在摩擦学中，把凡是服从粘性定律的流体都称为牛顿液体。4 粘度的表示方憩通常有哪几种

6、？各种拈度的单位和换算关系罐什么？答：粘度通常分为以下几种：动力粘度、运动粘度、条件粘度。按国际单位制，动力粘度的单位为 Pa s （帕秒），运动粘度的单位为 m2/s，在 我国条件粘度的单位为 Et （恩氏度）。运动粘度v t与条件粘度n e的换算关系见式（4 5）；动力粘度n与运动粘度v t的关系见式（4 4）。流体站力涧冊和渝体排力剧穡的油膜层成屢理有诃不同？浣体静力制滑的主要优 点是什么？答：流体动力润滑是利用摩擦面间的相对运动而自动形成承载油膜的润滑。流体静力润滑是从外部将加压的油送入摩擦面间，强迫形成承载油膜的润滑。区别：流体静力润滑的承载能力不依赖于流体粘度，故能用低粘度的润滑油

7、，使摩 擦副既有高的承载能力，又有低的摩擦力矩。流体静力润滑能在各种转速情况下建立稳 定的承载油膜。4-2澱偉动力阀滑和悴动力禰滑阴音间有何本质区别？所碗究的对彖有何平同?答：流体动力润滑通常研究的是低副接触零件之间的润滑问题。弹性流体动力润滑是研究在相互滚动（或伴有滑动的滚动）条件下，两弹性体之间的润滑问题。流体动力润滑把零件摩擦表面视为刚体，并认为润滑剂的粘度不随压力而改变。弹 性流体动力润滑考虑到零件摩擦表面的弹性变形对润滑的影响，并考虑到润滑剂的粘度随压力变化对润滑的影响。第七章螺栓z常用螺织有哪儿种婪型？各用于什么场合？对连桂蝶纹和佟动螺绞的豎求有何 不同？ - -. - V.-；-

8、,7-*£'-j '答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。前两种 螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度和耐磨性。s-«推探栓连IS中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余笛长度，这咼为什幺？J . E-.-答：螺纹的余留长度越长，则螺栓杆的刚度Cb越低，这对提高螺栓连接的疲劳强度有利。因此，承受变载荷和冲击载荷的螺栓连接，要求有较长的余留长度。呂-y逢接躍纹都具右良妹的自锁性、为什么有时还需耍陆松装蛋?试各举出两牛机械防 松和摩撩

9、防松的倒子a八答：因为在冲击、振动和变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减少或瞬时消失， 高温和温度变化大的情况下，也会使连接松脱。机械防松：开口销和六角开槽螺母、止动垫片、串联钢丝摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫片、自锁螺母；破坏螺旋副运动关系防松：铆合、冲点、涂胶粘剂；5 -10讐通螺栓连抿和锲制仇用釀桂连播的主舉欠赠阳式是什幺？计様陋则是件么？答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的 静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。§ -12晋適紧蝶栓连擡所曼到

10、的轴向丄作战荷或欖阿工柞戟荷为脈动憶环曲，端蛭上趟总 拔荷區什么循歼？答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的 不对称循环变载荷，o<r < 1 ;所受横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为静载 荷，r = +1 o5 -17为什么堰母的惺纹圈数不畫:大于10?通常采用哪些结购带式可便各關螺级牙的戦 荷分布趋于闻匀丫答：在螺纹连接中，约有 1/3的载荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎 不承受载荷。因此采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高螺纹连接的强度。采用悬置螺母，环槽螺母，内斜螺母以及钢丝螺套，可以使各圈螺纹牙上的载荷分 布趋于均匀。

11、第六章键的连接6 城述鏈在轴上茲布置的原因：采用两个平融（怒蝕连接）时,和岸在轴的岡周上相 隔|御但踪布置：采用画个模惟吋"常樓隔w -；而采用两个半甌谶时则布蟹在增的同一 母躱上"答：两平键相隔180°布置，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。两楔键相隔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一个楔键的承载能力。因此，两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。半圆键在轴上的键槽较深， 对轴的削弱较大

12、，不宜将两个半圆键布置在轴的同一横 截面上。故可将两个半圆键布置在轴的同一母线上。通常半圆键只用于传递载荷不大的 场合，一般不采用两个半圆键。与平锲、换辟I半国锻相配的轴和轮毂上的键槽是如何加工的？答：轴上的键槽是在铳床上用端铳刀或盘铳刀加工的。轮毂上的键槽是在插床上用 插刀加工的，也可以由拉刀加工，也可以在线切割机上用电火花方法加工。第八章带传动S 10臬带传动由变遠电幼机驱动大帯轮的输出转速的变化范围为500 I QOT r/min& 茬大带轮上的負載为悵功率负戟,应演按一种转建设卄带传动?芝大粥轮上的负载为恒转矩 负载，应该按啣一种特連设计带传动？为什么？答：若大带轮上的负载为恒

13、功率负载，则转速高时带轮上的有效拉力小，转速低时 有效拉力大。因此，应当按转速为500r/min来设计带传动。若大带轮上的负载为恒转矩负载，则转速高时输出功率大，转速低时输出功率小。 因此，应当按转速为1000r/min来设计带传动。S_H V曙传动的传动比不紅L时裂刖人蟹毎腔理g抽直传蔚比 为什么会使答：因为单根普通 V带的基本额定功率 Po是在i=1 （主、从动带轮都是小带轮） 的条件下实验得到的。当i>1时，大带轮上带的弯曲应力小，对带的损伤减少，在相同的使用寿命情况下，允许带传递更大一些的功率，因此引入额定功率增量P。8帶传动中的弹性滑劭是如何发生的？打滑又是如何发生的？的者有何

14、区别？对带传动各产生什么彫响？打龄菅 先发生証哪个带轮上？为什么？-.答：在带传动中，带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉 力差造成的，是带在轮上的局部滑动，弹性滑动是带传动所固有的，是不可避免的。弹 性滑动使带传动的传动比增大。当带传动的负载过大，超过带与轮间的最大摩擦力时，将发生打滑，打滑时带在轮 上全面滑动，打滑是带传动的一种失效形式， 是可以避免的。打滑首先发生在小带轮上, 因为小带轮上带的包角小，带与轮间所能产生的最大摩擦力较小。喜在世忖带传动时*为什么要隈制小带轮毘小棊准育 -径和带的昴小.帰犬連蔭？答：小带轮的基准直径过小，将使V带在小带轮上的弯曲应力过大，使

15、带的使用寿命下降。小带轮的基准直径过小，也使得带传递的功率过小，带的传动能力没有得到 充分利用，是一种不合理的设计。带速v过小，带所能传递的功率也过小（因为 P=Fv）,带的传动能力没有得到充 分利用；带速v过大，离心力使得带的传动能力下降过大，带传动在不利条件下工作， 应当避免。8 "15放分柝带传渤中心臣钊拉力叫及带的根數Z的 大小对带传动的工作範力的影耶IsnFm答：带传动的中心距 a过小，会减小小带轮的包角，使得带所能传递的功率下降。 中心距a过小也使得带的长度过小，在同样的使用寿命条件下，单根带所能传递的功 率下降。中心距小的好处是带传动的结构尺寸紧凑。带传动中心距a过大的

16、优缺点则 相反，且中心距过大使得带传动时松边抖动过大，传动不平稳。初拉力F0过小，带的传动能力过小，带的传动能力没有得到充分利用。初拉力F0大，则带的传动能力大，但是，初拉力过大将使的带的寿命显著下降，也是不合适的。带的根数z过少（例如z=1），这有可能是由于将带的型号选得过大而造成的，这 使得带传动的结构尺寸偏大而不合适。 如果带传动传递的功率确实很小，只需要一根小 型号的带就可以了，这时使用 z=1完全合适。带的根数 z过多，将会造成带轮过宽,而且各根带的受力不均匀（带长偏差造成），每根带的能力得不到充分利用，应当改换带的型号重新进行设计。8 - ! « £30%左右。

17、三种方案$-饰殆式辅送机装置如图所示中巳槪小帶轮撰准直 径g X 140 mm,大带轮茲准童壮 = 400 tmn,豉能直牲D = 250 mm,为了提离生产事.拟在运输机鐵荷不变（即拉力尸不 变的条件下将输送帑的速度*提高.设电幼執的功率利越遽 購的强度足够且更换大小带轮后谢起中心距的变化对传竜功 舉的霜响可忽陀不计*为实理这-增也荽块，试分析采用下列 哪种方秦更为合理，为什么？答：输送机的F不变，v提高30%左右，则输出功率增大 都可以使输送带的速度 v提高，但 V带传动的工作能力却是不同的。（1 ） d d 2减小，V带传动的工作能力没有提高（P0 , K L, K a , AP0基本不

18、变），传递功率增大 30%将使小带轮打滑。故该方案不合理。（2） ddi增大，V带传动的工作能力提高（P0增大30%左右，K L , K a , AP0基本不变），故该方案合理（3） D增大不会改变 V带传动的工作能力。故该方案不合理弗-朴 在多根V带传动中，当-根帯疲劳斷裂时，应如何更换？为什么?答：应全部更换。因为带工作一段时间后带长会增大，新、旧带的长度相差很大, 这样会加剧载荷在各带上分配不均现象，影响传动能力。第九章链传动XIO国家标准滞滚子琏齿形擅如何规進的？-答：国家标准中没有规定具体的链轮齿形，仅规定了最小和最大齿槽形状及其极限 参数，实际齿槽形状位于最小与最大齿槽形状之间，都

19、是合适的滚子链齿形。0-14为什么小雅轮售效不说过多或过少叶答：小链轮的齿数 zi过小，运动不均匀性和动载荷增大，在转速和功率给定的情 况下，Z1过小使得链条上的有效圆周力增大，加速了链条和小链轮的磨损。小链轮齿数Z1过大将使的大链轮齿数 Z2过大，既增大了链传动的结构尺寸和重量, 又造成链条在大链轮上易于跳齿和脱链，降低了链条的使用寿命。9-15铀半歴的大小对链喪动有何影响？在离連、重®I工况下，应如何选择锻子橇？答：链的节距越大，则链条的承载能力就越大，动载荷也越大，周期性速度波动的 幅值也越大。在高速、重载工况下，应选择小节距多排链。9 -16輩传胡的中心蹬一叙观为多少7中心距

20、过大或过小对传功有何不和？答：链传动的中心距一般取为ao=（3O50）p（p为链节距）。中心距过小，单位时间内链条的绕转次数增多，链条的磨损和疲劳加剧，链的使用寿命下降。中心距过小则链 条在小链轮上的包角变小，链轮齿上的载荷增大。中心距过大，则链条松边的垂度过大，链条上下抖动加剧，且链传动的结构尺寸过 大。第十章齿轮在不改变齿轮的材料和尺寸的悄况下如何提高轮埒的抗折断能力？答：减小齿根处的应力集中；增大轴和轴承处的支承刚度；采用合适的热处理方法, 使齿面具有足够硬度，而齿芯具有足够的韧性；对齿根表面进行喷丸、滚压等强化处理10-12为什么齿面点烛一股首先发生我堆近节线的齿很面上7柱开式幽轮传动

21、中为什 么一般车出现点滋破坏节如何提高齿面抗点独的能力？答：在节线附近通常为单对齿啮合，齿面的接触应力大；在节线附近齿面相对滑动 速度小，不易形成承载油膜，润滑条件差，因此易出现点蚀。在开式齿轮传动中，由于齿面磨损较快，在点蚀发生之前，表层材料已被磨去，因 此，很少在开式齿轮传动中发现点蚀。却- 2 冈几齿轮倍动打开罠齿轮传动的失效形式和设计囂则有何不同？为什么？答：闭式齿轮传动的主要失效形式为轮齿折断、点蚀和胶合。设计准则为保证齿面 接触疲劳强度和保证齿根弯曲疲劳强度。采用合适的润滑方式和采用抗胶合能力强的润滑油来考虑胶合的影响。开式齿轮传动的主要失效形式为齿面磨损和轮齿折断，设计准则为保证

22、齿根弯曲疲劳强度。采用适当增大齿轮的模数来考虑齿面磨损对轮齿抗弯能力的影响。1416导致載荷沿轮齿揍鮭緩分布不均的1K因有哪些9如洞絨轻载荷分布不均的程度?答：轴、轴承以及支座的支承刚度不足，以及制造、装配误差等都会导致载荷沿轮 齿接触线分布不均，另一方面轴承相对于齿轮不对称布置，也会加大载荷在接触线上分 布不均的程度。改进措施有：增大轴、轴承以及支座的刚度；对称布置轴承；尽量避免将齿轮悬臂 布置；适当限制齿轮的宽度；提高齿轮的制造和安装精度等。10-20 对凰柱齿轮传动大齿轮和小齿轮的接敲应力是否相等？如大、小齿轮的材料尺 热处理悄况相同，则其许用接鮭应力是否相曙？答：在任何情况下，大、小齿

23、轮的接触应力都相等。若大、小齿轮的材料和热处理 情况相同，许用接触应力不一定相等，这与两齿轮的接触疲劳寿命系数K HN是否相等有关，如果 KHN1 = K HN2,则两者的许用接触应力相等，反之则不相等。示飛轴轮系気已知齿数环込=25201i «a h, 450 r/mintX柞瘵 奄鸟Nooo：如弟齿轮为主帥且转向不妇试館."小：冲 , 存）吿盖2念工柞过程中轮齿的接傩壶力和彎曲应另砧应力比；各为多少?化）齿轮2的接融应力和齊曲应力的循环次数晒各为多少？.:叮答：（1）将齿轮2轮齿的两个工作面分别称为 A面和B面。齿轮1为主动轮， 若齿轮1推动A面使齿轮2转动，则齿轮2靠

24、B面推动齿轮3转动。因此，轮齿的弯曲 应力为对称循环，r= -1，齿面接触应力总是脉动循环， r = 0。（2）在齿轮2上，轮齿的A面和B面接触应力具有相同的循环次数JV/2 = 60/71JLj = 60hJL/jZ / Z2 = 60x450x1x2000x25/20 = 6.75x10齿轮2转动一圈，轮齿的A面受力一次，B面受力一次，弯曲应力为一次对称循环。因 此，弯曲应力的循环次数川池=5 =6J5xlO?&第十一章涡轮蜗杆H -1*临杆传动中为何敢以蜗杆为主动件？駅轮能再作为主动杵？为什么”答：在机械系统中，原动机的转速通常比较高，因此，齿轮传动和蜗杆传动通常用 于减速传动，

25、故常以蜗杆为主动件。在蜗杆传动中，蜗杆头数少时通常反行程具有自锁 性，这时蜗轮不能作为主动件；当蜗杆头数多时，效率提高，反行程传动不自锁，蜗轮 可以作为主动件，但这种增速传动与齿轮传动相比，齿面相对滑动速度大，对材料要求 高，易发生磨损和胶合破坏，因此很少应用。H-20蜩杆传动设计中先何特别览视发热问題？如诃进行热平_衡计尊常用的散热搆撫有暉些？答：因为蜗杆传动效率低、发热量大，易发生胶合失效，因此应特别重视发热问题。 通过计算单位时间的发热量和单位时间的散热量，可以求得热平衡温度值，要求热平衡温度值在允许的范围内。如果热平衡温度过高，就应当加强散热能力。常用的散热措施 有：在箱体上设计散热片

26、以增大散热面积，在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通，在 箱内加装循环冷却管路来降低润滑油的温度。1L -21均什么龊杆悔动要进行竭杆的刚煙计算？姑于常朗的两端支承幌杆轴如何进行刚 度计算？答：如果蜗杆刚度不足，受力后产生过大的弹性变形，将会影响轮齿间的正确啮合。 因此需要对蜗杆进行刚度校核，第十二章滑动轴承U-7为什么滑动输承襲分成抽祇座轴输瓦,有时又在轴瓦上姣上层轴承村?答：滑动轴承分成轴承座和轴瓦，一方面是为了节省轴承材料，另一方面是当滑动 轴承磨损后，可调整或更换轴瓦，而不必更换轴承座。轴瓦上敷一层轴承衬主要是为了 节省贵重金属，并使轴承具有良好的摩擦顺应性和抗胶合能力。1皿在滑动轴承上

27、开设油孔和抽擠时应注意哪些问題？ 一.、”I A _ _ _. _ -答：油孔和油槽应开在轴承的非承载区，轴向油槽在轴承宽度方向上不能开通，以 免漏油。咅U分式轴承的油槽通常开在轴瓦的剖分面处，当载荷方向变动范围超过180时，应采用环形油槽，且布置在轴承宽度中部。1212樹动轴家常见的尖故膨式有哪些？答：磨粒磨损、疲劳磨损、胶合、刮伤、腐蚀12-13对滑动轴承材料的性能有坪几方血的要求？答：对滑动轴承材料的性能有以下几方面的要求：1）良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性；2）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性；3）足够的强度和抗腐蚀能力；4）良好的导热性、工艺性和经济性等。12-15翌设计滑动轴砥时，

28、啊对阿險0的选取与速度和戦荷的大小有何关系？答：滑动轴承速度高时，油的温升高，为了降低油的温升，设计时相对间隙2应取得大一些；速度低时则取得小一些，这也有利于提高承载能力。滑动轴承的承载能力 F与相对间隙2的平方成反比。因此载荷大时，相对间隙2应取得小一些；载荷小时则取得大一些，这也有利于降低油温。1217脸算滑动轴承的压力几速度旺和压力与速俄的乘积p叭疑不完全讓怵润滑轴承设 ij中的内容.对液俸动力润憎轴祇悬舊需耍进行此项验笳？为什么°答：液体动力润滑轴承在起动时仍处于不完全润滑状态，因此，仍对轴瓦材料有要 求，仍应进行压力 p,速度v和压力与速度的乘积 pv的验算。试分析液怵动力

29、润淆轴承和不亮全液体润滑轴祇的区别，幷讨论它们各自适用的答：液体润滑轴承与不完全液体润滑轴承的区别在于前者有一套连续供油系统，保 证轴承间隙中充满润滑油，液体润滑轴承用于重要轴承。不完全液体润滑轴承没有连续 供油的系统，不能保证连续供油，不完全润滑轴承用于一般轴承。1219试说明被休动压油膜形成的必要兼件“答：形成动压油膜的必要条件是： 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙； 被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，且使润滑油从大口进小口出 润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。n，20对已设计好的臧体动力搁滑径向滑动轴祇试分析圧枚濒动下列參数之一时.将如 何紹响该轴承的顒载齟力“(1

30、)转谨由 n = 500 r/miiL 为斗=700 "min(2) 宽径比少d由1.0改*0.8|(3) 耦滑闸由采用弼号全攔耗系统用抽改为他号全按耗系统用油；(4) 轴承孔喪面由&M.3屮 改为农-3-2 4叽答：液体动力润滑径向滑动轴承的承载能力可通过公式(12 21)和(12-24)分析。(1 )转速n提高，则承载能力 F提高。2)宽径比B / d减小，则承载能力 F降低。(3) 润滑油的粘度n提高，则承载能力 F提高。(4) 表面粗糙度值减小，则允许的最小油膜厚度减小，偏心率 x增大。因此，承 载能力提高。12 _21托设计被休泡滑轴承时'当出现下列情乱之一后.町垮肢采取什么改进揩旌对每 种惴况提出两种改进措施)？(1) 当时；(2) 半条件p