机械设计简答题

1、在V带传动中，影响临界有效拉力的主要因素有哪些（要求答出3种因素）？如何影响的？①初拉力：初拉力大，临界摩擦力增大；初拉力过大，带过度磨损而松弛；②包角：包角大，临界摩擦力增大，包角与传动比和中心距有关；③摩擦系数：摩擦系数大，临界摩擦力增大，但摩擦系数太大，带磨损严重。2、试分析链传动的中心距过大或过小有何不利，小链轮的齿数过大或过小对链传动有何不好。①中心距过大，松边垂度过大，传动是造成松边颤动；中心距过小，单位时间内链条的绕转次数增多，链条屈伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。②小链轮的齿数不宜取得太大，在传动比一定时，小链轮齿数大，大链轮齿数也相应增大，其结果不仅增大了传动的总体尺寸，而且还容易发生跳齿和脱链，降低了链条的使用寿命；小链轮齿数过少，会增加运动的不均匀性和动载荷，链条在进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，链传动的圆周力增大，加速铰链和链轮的磨损。3、试分析说明采取哪些措施可以提高圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度？①增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；②增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；③采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；④采用抛喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理；⑤增大尺寸，如模数、齿数等（有些勉强）；⑥采用高强度的材料（有些勉强）。4、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？能否避免？如何减少动载荷？①由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形（链传动的多边形效应），链条的速度产生周期性变化，链传动在工作时引起动载荷。②只有在Z1=Z2（即R1=R2），且传动的中心距恰好为节距p的整数倍时，传动比才能在全部啮合过程中保持不变，避免产生动载荷。③减小节距、降低链轮转速、增大小链轮齿数，可以减少动载荷。6分5、带传动载荷不变，提高速度v，分析下列措施是否合理。输送机的F不变，v提高30%左右，则输出功率增大30%左右。三种方案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）dd2减小，V带传动的工作能力没有提高（P0，KL，Ka，ΔP0基本不变），传递功率增大30%将使小带轮打滑。故该方案不合理。（2）dd1增大，V带传动的工作能力提高（P0增大30%左右，KL，Ka，ΔP0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。6、标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i、转矩T1、齿宽b均保持不变，在下列条件下齿轮的弯曲应力与接触应力各将发生什么变化？（1）模数m不变，齿数z1增加一倍（2）齿数z1不变，模数m增大（3）齿数z1增加一倍，模数m减小一半。答：（1）z1增大则d1增大，在T1不变的条件下，Fn将减小。对于接触应力，d1增大和Fn减小都使得σH减小。对于弯曲应力，nF减小使得Fσ减小，z1增加使得YFaYsa减小，也同样使σF减小。（2）m增大则d1增大，在T1不变的条件下，Fn将减小。对于接触应力，d1增大和Fn减小都使得σH减小。对于弯曲应力，Fn减小和m增大都使得σF减小。（3）z1增加一倍，m减小一半，则d1不变，Fn也不变。对于接触应力，d1不变则σH不变。对于弯曲应力，z1增大使得σF少量减小，而m减小则使得σF大量增大。因此，σF增大。样卷1、心轴是既承受弯矩又承受扭矩的轴。转轴是既承受弯矩又承受扭矩的轴。2、选择滑动轴承的润滑油时，转速高、压力大和温度高适应选择粘度高的润滑油。转速低、压力大和温度高适应选择粘度高的润滑油3、斜齿圆柱齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算时，齿形系数YFa应按齿轮的齿数和模数两参数查表计算。齿形系数YFa应按齿轮的齿数和螺旋角两参数4、采用变位蜗杆传动时，通常要对蜗杆和蜗轮同时变位。只对蜗轮变位5、普通平键的截面尺寸应按轴的直径和轮榖长度由标准中选定。按轴的直径由标准中选定螺纹连接1、螺栓连接的失效形式及设计准则（1）主要失效形式：①受拉螺栓：螺栓杆螺纹部分发生断裂。②受剪螺栓：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。③地基接合面的压碎及被连接件之间的滑移。（2）设计准则：保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度；保证受剪螺栓连接的挤压强度和螺栓的抗剪强度。另外还应保证地基接合面不被压碎，以及被连接件间不能滑移。即不断、不溃、不碎、不移。2、螺纹连接防松措施：（1）摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母。（2）机械防松：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝。（3）破坏螺旋副运动关系防松：铆合、冲点、涂胶粘剂。1、螺纹联接的基本类型有哪些？答：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T型槽螺栓联接等。2、螺纹联接预紧的目的是什么？答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。4、螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？答：在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成联接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生联接松脱。5、横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种答：前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被联接件的剪切和挤压来承载。前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，螺栓直径也较大。带传动1、什么是带的基准长度？答：V带在规定的张紧力下，其截面上与“测量带轮”轮槽基准宽度相重合的宽度处，V带的周线长度称为基准长度Ld，并以Ld表示V带的公称长度。2、带传动中的弹性滑动是如何发生的？答：由于带的弹性变形差而引起的带与带轮之间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。3、问：带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影响？答：打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑可以避免，而弹性滑动不可以避免。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，使带的运动处于不稳定状态，甚至使传动失效。4、问：打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？答：由于带在大轮上的包角大于在小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始。5、问：弹性滑动引起什么后果？答：1）从动轮的圆周速度低于主动轮；2）降低了传动效率；3）引起带的磨损；4）使带温度升高。带传动的主要失效形式是什么？答：打滑和疲劳破坏。6、问：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、问：提高带传动工作能力的措施主要有哪些？答：增大摩擦系数、增大包角、尽量使传动在靠近最佳速度下工作、采用新型带传动、采用高强度带材料等。8、问：带轮的结构形式有哪些？答：铸铁制V带轮的典型结构有：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。9、带传动中，在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置较为合理？答：当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。10、为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？答：不合理。这样会加剧带的磨损，降低带的寿命。11、带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？答：最大有效拉力随摩擦系数的增大而增大。这是因为摩擦系数越大，则摩擦力就越大，传动能力也就越高。12、V带传动常见的张紧装置有哪些？答：定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的装置。链传动1、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？答：一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是若链张紧不好，链条松弛。2、问：链在传动中的主要作用力有哪些？答：主要有：工作拉力F1，离心拉力Fe，垂度拉力Ff。3、问：链传动的可能失效形式可能有哪些？答：1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。4、问：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。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。5、问：链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？一般取为多少？答：中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大，会引起从动边垂度过大。6、问：与带传动相比，链传动有何优缺点？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得很紧，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。齿轮传动1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。2.问：在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。3、如何提高齿面抗点蚀的能力？答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。4、什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。5、闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。6、在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大，用载荷系数K计入其影响7、一对圆柱齿轮传动，大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等？如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则其许用接触答：一对齿轮传动，其大小齿轮的接触应力一定相等。两齿轮材料和热处理相同时，其许用应力不一定相等。因为许用应力还与寿命系数有关，大小齿轮的应力循环齿数不等，故许用应力不一定相等。8、配对齿轮的齿面有较大的硬度差时，对较软齿面会产生什么影响？答：当小齿轮与大齿轮有较大的硬度差，且速度又较高时，较硬的齿面对较软的齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高其疲劳极限。9、问：在直齿轮和斜齿轮传动中，为什么常将小齿轮设计得比大齿轮宽一些？答：其目的是防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合宽度减小而增大轮齿的工作载荷。10、为什么设计齿轮时，齿宽系数既不能太大，又不能太小？答：齿宽系数过