机械设计(第八版-濮良贵主编)-总复习-考试知识点

机械设计(第八版-濮良贵主编)-总复习-考试知识点PAGEPAGE1机械设计总复习一、填空题1、在V带传动中，带的型号是由计算功率和小带轮转速两个参数确定的。2、在圆柱齿轮传动设计中，在中心距a及其他条件不变时，增大模数m，其齿面接触应力不变；齿根弯曲应力减小。3、普通外圆柱螺纹联接的公称直径指的是螺纹的大径，计算螺纹的危险截面时使用的是螺纹的小径。4、6312表示轴承内径为60mm，类型为深沟球轴承。5、对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。6、在一般情况下，链传动的平均传动比为常数，瞬时传动比不为常数。7、带传动主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏，其设计准则是在保证传动不打滑的前提下使带具有足够的疲劳强度。8、链传动水平布置时，最好紧边在上，松边在下。9、蜗杆传动的主要缺点是齿面间的相对滑动速度很大，因此导致传动的效率较低、温升较高。10、转速与基本额定动载荷一定的球轴承，若将轴承的当量动载荷增加一倍，则轴承寿命将变为原来的1/8。11、在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为无限寿命区；；当N＜N0时，为有限寿命区。12、由于弹性滑动现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏。13、按键齿齿廓曲线的不同，花键分为矩形花键和渐开线花键。14、径向滑动轴承的条件性计算主要是限制平均压强、平均压强与轴颈圆周速度的乘积pv和轴颈圆周速度v不超过许用值。15、按受载情况不同，轴可分为心轴；转轴；传动轴。16、螺纹的公称直径是大径，对外螺纹它是指螺纹牙顶所在圆柱的直径。17、对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。18、由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为：部件19、零件表面的疲劳是受到接触应力长期作用的表面产生裂纹或微粒剥落的现象。20、键连接的主要类型有：平键、半圆件、楔键、切向件21、普通V型带共有七种型号，按传递功率大小依次排为：E、D、C、B、A、Z、Y；22、轮齿的主要失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形五种。23、机器的可靠度R是指：在规定的使用时间（寿命）内和预定的环境条件下机器能够正常工作的概率；24、螺纹防松的根本问题在于：防止螺旋副在受载时发生相对转动；25、焊接件焊后应经去应力退火处理，以消除残余应力。26、链传动的瞬时传动比不断变化的原因是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边型称之为多边形效应。27、轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。二、选择题1、某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数N0=107，当该零件工作的实际应力循环次数N=105时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限为CMPa。A.428B.430.5C.500.42、带张紧的目的是D。A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命C.改变带的运动方向D.使带具有一定的初拉力3、滚子链通常设计成链节数为偶数，这是因为C。A.防止脱链B.磨损均匀C.不需要采用受附加弯矩的过渡链节D.便于度量4、滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与座孔的配合C。A.全部采用基轴制B.全部采用基孔制C.前者采用基孔制，后者采用基轴制D.前者采用基轴制，后者采用基孔制5、下列磨损中，不属于磨损基本类型的是B。A.粘着磨损B.磨合磨损C.表面疲劳磨损D.磨粒磨损6、蜗杆传动的总效率,主要取决于B时的效率。A.轴承摩擦损耗B.啮合摩擦损耗C.加装风扇损耗D.搅油损耗7、只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为A。A.心轴B.传动轴C.曲轴D.转轴8、两个具有相同材料、齿宽及齿数的齿轮A和B，A的模数为2mm，B的模数为4mm，则以下叙述正确的是C。A.齿轮A和B的抗弯承载能力相同B.齿轮A的抗弯承载能力比B大C.齿轮B的抗弯承载能力比A大D.抗弯承载能力与模数无关9、下列最适于承受横向载荷的螺纹联接是B。A.普通螺栓联接B.铰制孔用螺栓联接C.螺钉联接D.双头螺柱联接10、一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的B必须相等。A、直径B、模数C、齿宽D、齿数1、带传动主要是依靠C来传递运动和功率的。A.带的初拉力B.带的紧边拉力C.带和两轮接触面之间的摩擦力2、为保证轴上零件轴向定位的可靠性，零件毂孔的倒角高度C或圆角半径R应A。轴肩处的圆角半径r。A.大于B.小于C.等于3、普通平键是靠键的B来传递扭矩。A.上表面B.两侧面C.下表面4、以下传动中，能起到缓冲减振及过载安全保护作用的是B。A.链传动B.带传动C.齿轮传动5、链传动中，小带轮包角一般不宜小于C。A.90°B.100°C.120°6、以下各传动中，需要进行热平衡计算的是B。A.直齿圆柱齿轮传动B.蜗杆传动C.链传动7、下列轴承中，必须成对使用的是C。A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆锥滚子轴承8、齿轮齿面塑性流动在主动轮节线附近形成A；在从动轮上节线形成C。A.凹沟B.无变化C.凸棱磨损后易发生跳齿；工作时有噪音；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。14、链传动与齿轮传动比较有何优、缺点？14、齿轮的强度计算准则有几种？在软、硬齿面搭配的设计中，为什么大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮？答：齿轮的强度计算准则有：（1）保证齿根弯曲疲劳强度；（2）保证齿面接触疲劳强度。在软、硬齿面搭配的设计中，大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮是因为：对于金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多，当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差、且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高大齿轮齿面的疲劳极限。四、计算题1、一根轴用两个角接触球轴承支承，如图所示。，轴端作用有轴向力，径向力。试分别求出两轴承所受的径向载荷、和轴向载荷、，取轴承内部派生轴向力。轴承2轴承1解：①对轴系进行受力分析，如下图所示：轴承2轴承1R2R1R1、R2分别为轴承1、轴承2所受的径向力，S1、S2分别为轴承1、2的内部派生轴向力。②求轴承径向载荷R1、R2分别对两支点处取矩，则根据力矩平衡有③求轴承内部派生轴向力，④因为，所以轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”，故有：，2、有一直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知：轴Ⅲ的输出功率，转速。各轮齿数为，，，。锥齿轮啮合效率0.96，斜齿圆柱齿轮啮合效率为0.98，滚动轴承效率为0.99。Ⅰ轴转向如图所示。①在图中标出各齿轮的转向；②为使轴Ⅱ受力平衡，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向，说明判断依据；③计算各轴的扭矩。解：(1)各齿轮转向如图中箭头所示(2)由锥齿轮的受力分析可知锥齿轮2所受轴向力方向向下，故为使轴Ⅱ受力平衡，则斜齿轮3所受轴力方向应向上，故根据左右手法则，可判断出齿轮3的螺旋齿旋向为右旋，再根据外啮合斜齿轮正确啮合条件可知齿轮4的旋向为左旋。旋向在图中的标示为齿轮3、4上的斜线。(3)计算各轴扭矩①，，②r/min；r/min③总效率④3、题目：如图，缸径，缸内蒸汽压力，螺栓分布圆直径。为保证气密性要求，螺栓间距不得小于140mm，且不得大于150mm。试计算所用螺栓允许的最小直径。（10分）附：螺栓性能等级为4.8级，安全系数S=1.5，残余预紧力取为最大工作载荷的1.5倍。解：螺栓组受预紧力和工作载荷，且压力p为常数，故螺栓组只需按静强度设计即可。(1)确定螺栓数目z因螺栓所在圆周直径，且螺栓间距不得小于140mm，不得大于150mm故有，因此取螺栓数目。(2)确定许用应力[σ]因所用螺栓性能等级为4.8级，故可知其屈服强度，安全系数S=1.5，故许用应力。(3)确定单个螺栓最大工作载荷Fmax缸径，故螺栓组最大工作载荷为，则单个螺栓的最大工作载荷为：(4)确定残余预紧力：取(5)确定螺栓总拉力F0螺栓所受最大总拉力为：(6)确定满足静强度要求的最小螺栓直径d1螺栓既受扭又受拉，故故所用螺栓允许的最小直径为17.457mm。4、如下图所示，采用深沟球轴承6307支承一对称布置的渐开线标准直齿圆柱齿轮，作用在齿轮上的法向力，转速,轴承温度＜100℃，无冲击，求轴承的使用寿命。轴承内径基本额定动载荷C30mm27000N35mm33400N40mm40800N解：（1）计算当量动载荷由于轴承只承受径向载荷，故当量动载荷即为轴承承受的径向载荷（即轴承的支反力），此处两轴承的支反力相等。已知齿轮所受法向力，两轴承相对齿轮对称布置，故齿轮所受法向力平均分配至两轴承上，即为轴承的当量动载荷。即单个轴承之当量动载荷。（2）计算轴承的实际寿命由轴承型号6307可知轴承内径，寿命指数，查题后附表可得轴承基本额定动载荷。已知转速，因轴承温度＜100℃，且无冲击，故温度系数和载荷系数均取为1。于是轴承寿命为：5、下图所示为由开式链传动和闭式直齿圆柱齿轮传动组成的一带式运输机的简图，要求运输带的线速度，设已知运输带所受拉力，全部采用滚动轴承，试求需要电动机输出的功率。附：查得滚动轴承和联轴器的效率为0.99，闭式齿轮传动的效率为0.96，开式链传动的效率为0.91，运输带效率为0.90。解：运输带输出的功率为各部分机械效率：滚动轴承效率，共3对；联轴器效率；闭式齿轮传动效率；开式链传动的效率；运输带效率；故该装置的总效率为，需要电动机输出的功率6、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所用螺栓的最小计算直径，取可靠性系数，安全系数S=3。（11分）解：此螺栓联接受预紧力，横向载荷F由接合面之间的摩擦力来承担。已知摩擦面数目m=2，摩擦系数f=0.2，螺栓数目Z=4，可靠性系数，安全系数S=3，总载荷为静载荷。(1)确定许用应力[σ]因所用螺栓性能等级为4.6级，故可知其屈服强度，安全系数S=3，故许用应力。(2)确定单个螺栓的预紧力Fp：(3)确定螺栓的最小计算直径d1因螺栓受预紧力，故螺栓的最小计算直径为：故所用螺栓允许的最小直径为20.85mm。五、论述题结合选材与热处理方法辩证地论述齿轮精度等级与其使用寿命、生产周期及经济性能之间的关系。答题要点：1、齿轮的精度等级一般有3、4、5、6、7、8、9、10、11等九级，4～6级精度为高精度等级，7～8级精度为中精度等级，9～11级精度为高精度等级；2、简述齿轮精度等级与齿轮选材及热处理方法之间的关系；(1)齿轮精度等级与齿轮选材的关系：飞行器、重要的机械设备如：高级轿车、数控高精度机床等机器中工作的齿轮以及高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮一般采用精度等级高的齿轮选用高强度、高耐磨性的合金钢材料。而精度等级低的齿轮则选用中等强度、一般耐磨性材料，矿山机械中的传动齿轮一般选用铸钢或铸铁，中、小齿轮尽量选用锻钢，较大齿轮采用中碳铸钢，大型齿轮尽量采用低碳铸钢或铸铁芯，中碳铸钢齿圈。以工程塑料为材料的齿轮能在少润滑或无润滑状态下工作，传动平稳、低噪声或无噪声，但传递功率小适合于家用及办公机械设备以及计算机等电子设备。(2)热处理的一般原则：承受轻微冲击载荷以上的齿轮必须调质。提高齿轮表面耐磨性的措施是对其进行表面硬化处理，方法有：渗碳、氮化和软氮化、氰化以及表面淬火。正火碳钢只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮。3、论述要点：(1)齿轮的精度等级高，适合高性能、特殊材料，使用寿命长，但生产周期长，制造成本较高；使用成本较低；(2)齿轮的精度等级低，适合一般性能、普通材料，则使用寿命短，但生产周期短，制造成本低，使用成本高；六、综合题1、请标示出下图中共有几个零件（零件名称自取）；简述该部件的拆、装顺序。答：一、零件序号如右上图所示，名称如下：螺栓(1)；2、弹簧垫圈（1）；3、挡圈；4、键（1）；5、联轴器；6、密封圈；7、透盖；8、箱体；9、轴套；10、大齿轮；11、键（2）；12、轴承；13、调整垫片；14、螺栓(2)；15、弹簧垫圈（2）；16、闷盖；17、轴。拆、装顺序及过程：1、拆：(1)、拧松并拆出1、2及3，接着拆分5与17后取出4；(2)、分别拧松并拆出压紧透盖7及闷盖16上的14与15，接着分别拆出7、16后拆出6及两边已被压贴在箱体8上的13；(3)、向右挤压17使右边轴承12的外圈脱离箱体8得右边轴承外圈及滚子，一直挤压到左边轴承12的内圈已经脱开与17的过渡配合，拆分右边轴承12的内圈与17，得右边轴承12的内圈；(4)、继续向右挤压17直到其与轴套9、大齿轮10脱离后得17和11，从17中取出11，而左边轴承12的滚子与内圈、轴套9、大齿轮10落入箱体中；(5)、从箱体8中取出左边轴承12的滚子与内圈、轴套9、大齿轮10。2、装：(1)、将轴承12的外圈装入箱体8的左边，从左向右依次将左边轴承12的滚子与内圈、轴套9、大齿轮10放入8中，(2)、将10装入17的键槽中后将17从箱体8未装轴承的右孔中穿入，从右向左依次穿过大齿轮10、轴套9、左边轴承12的滚子与内圈，挤压17的右端使17与左边轴承12的滚子与内圈、9、10的联接均到位后在17的右边依次装入轴承12的内圈、滚子和外圈，并使其与17和8的联接均到位；强调：在挤压17以及装入右边的轴承12时发生的挤压过程中，应注意挤压力适中，采取措施保证不将左边已装入的轴承12挤出箱体8。(3)、将7与16套上调整垫圈13后分别装入箱体8的左边与右边，两边均用14、15拧紧（注意应使轴承留有适当的游动间隙）；(4)、把4装入17的键槽中后将5装入17，再用1依次套上2、3后拧入17并拧紧使4安装到位。2、请标示出下图中共有几个零件（零件名称自取）；简述该部件的拆、装顺序。答：一、零件序号如右上图所示，名称如下：螺栓(1)；2、弹簧垫圈1；3、挡圈；4、键（1）；5、联轴器；6、密封圈；7、透盖；8、箱体；9、调整环；10、键（2）；11、大齿轮；12、轴套；13、轴承；14、调整垫片；15、螺栓(2)；16、弹簧垫圈（2）；17、闷盖；18、轴。二、拆、装顺序及过程：1、拆：(1)拧松并拆出1、2及3，接着拆分5与17后取出4；(2)分别拧松并拆出压紧透盖7及闷盖17上的15与16，接着分别拆出7、17后拆出6及两边已被压贴在箱体8上的14；(3)向右挤压18，一直挤压到右边轴承13的内圈已经脱开与箱体8的过渡配合后取出右边轴承13的外