机械设计之简答题汇总

连杆机构

1． 偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构有无急回特性？

答：有急回特性，极位夹角不等于零 2． 机构的“死点位置”是什么？机构的“死点”位置在什么情况下需要克服，在什么情况下应当利用？

答：在曲柄摇杆机构中，连杆与曲柄共线时，机构的这种位置称为“死点位置”。 运动时克服，固定夹紧时利用

凸轮

1、凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合?（从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状）

答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律); 等速运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场合;

等加速等减速运动规律有柔性冲击,中低速的场合;

简谐运动规律(余弦加速度运动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于高速场合。

2、什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？

答：向径高度无变化 齿轮

1、对齿轮材料的基本要求是什么？常用的齿轮材料有哪些？

①、齿面应用足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等

②、齿芯应用足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷

③、应用良好的加工工艺性能及热处理性能，使其便于加工且便于提高其力学性能。

锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造等优点，大多数齿轮用锻钢，当齿轮直径较大不便于锻造时，可用铸钢铸造齿轮，低速轻载的齿轮可用铸铁制齿坯，非金属材料适用于高速轻载。精度要求高的场合。

2、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。

答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。

蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。齿轮传动以点蚀、断齿失效为主。

3、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则，在闭式齿轮传动设计中，分别用这两个准则来设计哪两个参数？

答：齿面接触疲劳准则：?H≦[?H] 齿根弯曲疲劳准则：?F≦[?F]

使用?H≦[?H]计算准则计算分度圆直径d1

使用?F≦[?F]计算准则计算或校核模数m

4、简述齿廓啮合基本定律。

答:不论齿廓在任何位置接触,过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点,才能保证传动比恒定不变。

5. 试述齿廓啮合基本定律。

答：所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。

6. 在选择大小齿轮材料及热处理方法时，所要考虑的“配对”问题指的是什么？为什么要这样考虑？

答：大小齿轮材料及热处理硬度差50左右，由于小齿轮转数多，更快失效

7、分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有无影响？ 答：有影响

8． 怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力？

答：Ft1=2T1/d1 Fr1=Ft1tg200 9． 为什么要限制标准齿轮的最少齿数？ 答： 范成法加工齿轮齿数少于17发生根切 10． 在选择大小齿轮材料及热处理方法时，应考虑一个什么问题，为什么？

答： 配对材料大齿轮硬度大于小齿轮硬度50左右， 因为小齿轮受载次数多，齿根薄 11． 何谓斜齿轮的当量齿轮？当量齿数如何计算？一对斜齿轮正确啮合条件是什么？（10分）

答：斜齿轮的设计和制造都是以轮齿的法面齿形为依据，就需要用一个与斜齿轮法面齿形相当的虚拟直齿轮的齿形来近似的进行研究，该虚拟直齿齿轮称为斜齿轮的当量齿轮，它的齿数就是当量齿数，用Zv表示 蜗杆

1、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算? 答:蜗杆传动存在着相对滑动,摩擦力大,又因为闭式蜗杆传动散热性差,容易产生胶合,所以要进行热平衡计算。

带

1.试述摩擦型带传动工作中为什么会产生弹性滑动现象？写出滑动率计算式。

答：摩擦型带传动中的变形在弹性范围内，带的变形与应力成正比，因带的伸长量不同，因此带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，而从动轮的圆周速度落后于主动轮的圆周速度，带绕过从动轮时也有类似的现象，这里时带速超前于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动。滑动率：

??v1?v2n1?dd1?n2?dd2v?1n1?dd1

2、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？对传动有何影响？可否避免?

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念， 弹性滑动是由于带的弹性变形及松、紧边拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避名的。弹性滑动引起滑动率。

打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。打滑使从动件转速急剧下降，使传动失效，加剧带的磨损。

3、三角带传动中，为什么要验算下列几项：

（1）5m/s???25m/s （2）?o1?120 （3）

D1?Dmin

答：1、验算v是为了控制离心力和带中的拉力，考虑带的承载能力和寿命 2、?1?120?是为了提高承载能力，防止小轮打滑 3、D1?D1min是为了控制弯曲应力?b

4、 同一型号的三角带, 为何小带轮直径越小,

单根三角带所能传递的功率越小?

答：由P=Ft·v得，直径越小，转速一定时，线速度越小，所以能传递的功率越小。 直径越小，皮带在小带轮上的弯曲应力越大，许可的最大拉应力即Ft就越小，因此能传递的功率也就越小。

5、 带传动与链传动具有优缺点的互补性，带传动有些优点恰好是链传动的缺点，而链传动有些优点又恰好是带传动的缺点，请各举一例说明。当某传动装置采用一级带传动、一级链传动时, 两级传动的配置的顺序该怎样才合理。

答：带传动传动平缓，具有缓冲减振作用，链传动传动平稳性较差。

链传动平均传动比是一个定值，但带传动传动比不准确。

带传动放高速级，链传动放低速级。

6. 试分析影响带传动承载能力的因素？ 答：初拉力 包角 摩擦系数 带的单位长度质量 速度v

7.简述带传动中，为何限制带速在5——25m/s范围内？

答:为了控制离心力和带中的拉力，考虑带的承载能力和寿命

链

1、链速V一定时,链轮齿数Z的多少和链节距P的大小对链传动的动载荷有何影响? 答：齿数Z越大，动载荷越小。

链节距越小，动载荷越小。

2、 请简要说明链传动的多边形效应对传动性能的影响，链轮齿数Z的多少对多边形效应有何影响?

答：链传动的多边形效应造成瞬时传动比不是个定值（波动），因此传动不平稳。

链轮齿数Z越大，多边形效应越小。

螺纹、销、键联接

1、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结

件。有何应用特点？ 答：螺钉联接

需使用六角头螺栓及垫

圈。

适用于被联接件之一不

便钻通孔，且不需经常装拆

的场合。

2、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？

答： 双头螺柱联接； 使用双头螺柱,六角螺母；垫圈，适用于被联接件之一不便钻通孔，且需经常装拆的场合。

3、说明螺纹连接的基本类型及应用。

答:螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。

螺栓连接：用于被连接件

不厚、通孔且经常拆卸的

场合;双头螺柱连接：用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合;

螺钉连接：用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。

紧定螺钉连接：用以固定两零件的相对位置，并可传递不大的力和转矩。 4. 试述螺纹联接防松的方法。

答：螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母

机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝

破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。5.螺纹联接的自锁条件是什么？在公称直径，螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形螺纹、 梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性（简述理由）。

答：螺旋升角小于当量摩擦角

由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差

6． 在螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形，梯形，矩形螺纹的自锁性和效率（简述理由）。

答：由于牙型角三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。

轴

1.叙述转轴的主要设计步骤，并说明原因。 答：1）、按工作要求选择轴的材料；

2）、估算轴的最小直径； 3）、轴的结构设计；

4）、轴的强度校核计算；

5）、在必要时做刚度或振动稳定性校核计算； 2,常用提高轴的强度和刚度的措施有哪些？ 答：使轴的形状接近于等强度条件，以充分利用材料的承载能力。

尽量避免各轴段剖面突然改变以降低局部应力集中，提高轴的疲劳强度。

改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷 改进轴上零件的结构可以减小轴上的载荷 3、轴上零件的周向固定各有哪些方法?(指出四种以上方法)

答:周向固定: 销、键、花键、过盈配合及成型联接、。 4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?(指出四种以上)

轴向固定:轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡板、弹性档圈、。

轴肩、轴环、轴套固定简单可靠,可承受较大的轴向力;

圆螺母能承受较大的轴向力；

轴端挡板用于轴端零件的固定，常用于有冲击载荷； 弹性档圈固定可以承受较小的轴向力

轴承

1、简述滚动轴承的3类、6类、7类的类型名称及应用特点。

答题要点：3类为圆锥滚子轴承，承载能力强，既可

承受径向力，又可承受单向轴向力；

6类为深沟球轴承，应用广泛；主要承受径向力，又可承受较小的双向轴向力；

7类为角接触球轴承，按接触角的大小可分为C、AC、B等三种。既可承受径向力，又可承受轴向力，接触角越大，承受轴向力的能力越强

2、6314轴承代号的含义（轴承类型、精度等级、内

径尺寸、直径系列）

6314表示轴承类型代号为6，即深沟球轴承。

尺寸系列代号为03，即直径系列为3系列。（中系列）

内径尺寸为14×5=70mm。 精度等级为Ip0，即普通级。

3、什么是轴承的寿命？什么是轴承的额定寿命？

答：轴承的寿命是指轴承在发生点蚀前所能达到的或超过的总转数或总工作小时数。额定寿命是指一批零件在相同的运转条件下，90%的轴承在发生点蚀前所达到的或超过的总转数或总工作小时数。

4、滚动轴承的失效形式有哪些？计算准则是什么？

答：滚动轴承的失效形式有三种：疲劳点蚀、塑性变形和磨损 计算准则：

①、对于一般转速的轴承，即10r/min

②、对于高速轴承，工作表面的过热也会引起失效，因此除需进行寿命计算外，还应校验其极限转速。

③、对于低速轴承，即n<1 r/min，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。

联轴器与离合器

1．联轴器有几种类型？在补偿轴偏移的能力方面各有何不同（7分）

答：⑴根据联轴器补偿两轴偏移的能力不同，可将其分为刚性联轴器与挠性联轴器两大类。

⑵常用的刚性联轴器有套筒联轴器、凸缘刚性联轴器等，都没有补偿轴偏移的能力。

⑶挠性联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，可分为无弹性元件挠性联轴器、弹性联轴器等两类。 ⑷常用的无弹性元件挠性联轴器有：十字滑块联轴器---可补偿两轴的综合偏移；万向联轴器---可补偿两轴较大的角偏移；齿式联轴器---具有良好的补偿两轴的综合偏移的能力。

⑸常用的弹性联轴器有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等，都具有补偿两轴的综合偏移的能力。

其它

1．简述齿轮产生根切的原因及防止措施。

齿轮产生根切的原因是由于范成加工时刀具的齿顶圆超过轮坯的啮合极限点，把渐开线轮廓切掉一部分。 防止措施：增大齿数；采取正变位。

2．带和带轮的摩擦系数、包角与有效拉力的关系。 摩擦系数、包角增大，有效拉力增大。其最大有效拉力满足欧拉公式。

3．滑动轴承的摩擦状态有哪几种？何为动压润滑和静压润滑？

滑动轴承的摩擦状态有：干摩擦、液体摩擦和边界摩擦和混合摩擦。

自动形成油膜的液体摩擦称为动压润滑；靠外界压力形成油膜的称为静压润滑。

4.试简述飞轮进行周期性速度波动调节的原理。 由于飞轮具有很大的转动惯量，在转速增加时吸收能量，在转速减小时施放能量，因此可以进行周期性速度波动的调节。

5．说明下列牌号的意义

ZG230—450是铸钢，抗拉强度230Mpa HT200 灰铸铁，抗拉强度200Mpa

7321C 是角接触的球轴承，宽度系列0，直径系列3，内径105，C型（接触角15度） 6．计算所示机构的自由度（若有复 合铰链，局部自由度或虚约束应明确 指出），图中画有箭头的构件为原动件。

4×3－2×5－1＝1

7．简述轮系的功能？试举例说明。 获得大的传动比（如减速器），实现变速变

向（如减速器）；实现运动的合成分分解；如汽

车后桥； 实现大功率传动（如行星减速器）。

8．简述轴的弯扭组合强度计算时弯矩和扭矩合

成的方法，不同的应力循环如何处理的？

扭转应力为静力时，合成系数取0.3 扭转

应力为脉动循环应力时合成系数取0.6 ；

扭转应力为对称循环应力时合成系数取1。

9．简述滚动轴承的类型选择的影响因素？ 转速高低，径向力还是轴向受力，载荷的大小，安装尺寸的要求等。

10．既然虚约束对机构实际上不起约束作用，

为什么在实际机构中又常常存在虚约束？举例

说明之。（3分） 答： 为了改善机构的受力情况，增加机构刚度或者保证机械运动的顺利等。行星减速器等。 11．设计带传动时，为什么要限制小带轮的最小直径和带的最小、最大速度？

答：1）若Dl过小，则带的弯曲应力将过大而导致带的寿命降低；

2）带速太小时，使在传递功率一定时则传递的有效圆周力增大，带的根数增加； 3）带速过大时，带中产生的离心力大，而且单位时间内带的绕行次数太多，应力循环次数增加，容易使带发生疲劳破坏，降低带的寿命。

12．选用轴瓦和轴承衬材料时，对材料性能有什么要求？（3分）

材料具有如下性能：强度和塑性；减磨

性和耐磨性；容易跑合；良好的导热、防腐蚀

和抗胶合性能；工艺性好；价格便宜

13．试说明滚动轴承代号31212/P6x的含义。（3分）

答：公差等级为：6x级；内径：60mm；直径系

列代号:2轻系列；宽度系列代号：1正常系列；类

型代号：圆锥滚子轴承。

14. 在铰链四杆机构中，已知lBC?50mm，lCD?35mm，lAD?30mm，AD为机架，如果此机构为双曲柄机构，问lAB的取值范围为多少。（4分） CBAD 解： lAB?30且满足：

若AB杆最长，则：

30?lAB?50?35 得出：lAB?55 若AB杆不是最长，则：30?50?lAB?35 得出：

lAB?45

所以，总的结果是：

45?lAB?55

15. 试述螺纹联接防松的方法。

一、摩擦防松：弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧

螺母；

二、机械防松：开口销与开槽螺母、止动垫圈、

串联钢丝；

三、粘合防松。

16. 何谓标准齿轮和标准中心距？

标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。

标准中心距指一对齿轮正确安装（即分度圆和节圆重合）时的中心距。

17. 两个牙型和中径相同的螺旋副，一个导程比另一个大，而轴向载荷FQ以及其它条件相同，试问旋转哪一个螺旋副的螺母所需的力矩较大？为什么？

导程越大，螺纹升角越大，所需转矩越大，所以导程大的所需力矩大。

18. 试说明下列轴承代号的意义：6308、30207。 6308是指内径为40mm，尺寸系列为03的深的深沟球轴承；

30207是指内径为35mm，尺寸系列为02的圆锥滚子轴承。

19．简要说明形成液体动压润滑的必要条件是什么？

答：1）、相对运动表面间必须形成收敛形间隙（通称油楔）；

2）、要有一定的相对运动速度，并使润滑油由大口流入，小口流出；

3）、间隙内要充满具有一定粘度的润滑油。

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