二 机械设计总论机器由原动机部分,传动部分,执行部分组成什么叫机械零件的失效?机械零件的主要失效形式有哪些?机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能机械零件的主要失效形式有:整体断裂;过大的残余变形;零件的表面破坏什么是机械零件的设计准则?机械零件的主要设计准则有哪些?机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。主要准则:强度准则,刚度准则,寿命准则,震动稳定性准则影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件几何形状、尺寸大小、加工质[1]量及强化因素。四 螺纹连接和螺旋[2]传动螺纹连接为何要防松?常见的防松方法有哪些?[答]在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下,连接松动松开,失效,引起机器损坏,在设计螺纹连接时,必须考虑防松问题。螺纹连接防松可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系简要说明螺纹连接的主要类型和特点。[答]螺纹联接的主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。主要特点是:螺栓联接:孔的加工精度低,结构简单、装拆方便,不受连接件材料限制螺钉联接:结构比螺栓联接复杂。不适用于经常拆装的场合。双头螺柱联接:用于不易制成通孔,材料比较软的场合紧定螺钉联接:可传递不大的力或扭矩,多用于固定轴上零件的相对位置。提高螺栓联接强度的措施有哪些?降低螺栓总拉伸载荷的变化范围;改善螺纹牙间的载荷分布;减小应力集中;避免或减小附加应力。键、花键、无键连接和销连接普通平键按构造分有圆头(A型)、平头(B型)及单圆头(C型)平键连接有哪些失效形式?普通平键的截面尺寸和长度如何确定?[答]主要失效形式是较弱零件(通常为轮毂)的工作面被压溃或磨损。 键的截面尺寸应根据轴径d从键的标准中选取。键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取,L值应略短于轮毂长度。为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180°的位置,采用两个楔键时,则应沿周向相隔90°~120°,而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上?[答]两个平键连接,一般沿周向相隔布置,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。采用两个楔键相隔布置。夹角过小,对轴的局部削弱过大。过大,楔键的总承载能力下降。当夹角时,两楔键承载能力只相当于一个楔键盘的承载能力。采用两个半圆键时,在轴的同一母线上布置。半圆键对轴的削弱较大,两个半圆键不能放在同一横截面上。只能放在同一母线上。五 带 传 动影响带传动工作能力的因素有哪些?预紧力,包角,摩擦系数带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的?对带传动有何影响?[答]带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同,导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的。由于工作载荷超过临界值并增大,带与带轮间产生显著相对滑动称打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急剧降低,甚至使传动失效。带传动的主要失效形式和设计准则是什么?[答]带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。带传动设计准则:带传动不打滑条件下,具有一定疲劳强度和寿命。简述带传动的优点?适于中心矩较大场合;带具有良好的扰性,缓和冲击、吸收振动;打滑可防止损坏其他零件,结构简单成本低廉六 链 传 动何谓链传动[3]的多边形效应?如何减轻多边形效应的影响?[答]链传动中链条围绕在链轮[4]上形成了正多边形造成了运动不均匀性主要措施有:减小链条节距[5];增加链轮齿数;降低链速。简述滚子链传动的主要失效形式和原因。[答]滚子链传动的主要失效形式:疲劳破坏。磨损。胶合。静力拉断。七 齿 轮 传 动齿轮传动[6]常见的失效形式有哪些?[答]齿轮传动常见的失效形式有以下几种:(1)轮齿折断;(2)齿面点蚀[7];(3)齿面磨损;(4)齿面胶合;(5)塑性变形。齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大5~10 mm?[答]以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象?

答:在开式齿轮传动中,磨粒磨损^[8]的速度比产生点蚀的速度还快,在点

蚀形成之前,齿面的材料已经被磨掉,故而一般不会出现点蚀现象。

齿向载荷分布系数Kβ物理意义?改善齿向载荷分布不均匀状况措施?

考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。

措施:齿轮的制造和安装精度;轴、轴承及机体的刚度↑

齿轮在轴上的布置;轮齿的宽度——设计时合理选择

在进行齿轮强度计算时,为什么要引入载荷系数K?各考虑什么因素

答:为了考虑齿轮工作时不同因素对齿轮参数的影响,计算载荷进行

齿轮强度计算。原动机和工作机的性能,齿轮传动的误差,齿轮制造

误差和接触部位的差别,载荷沿接触线分布不均匀

八 蜗 杆 传 动

蜗杆传动失效形式主有齿面点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等。

大斜齿轮和蜗杆轴向力方向一致,轴承轴向载荷最大,影响强度和寿命

九 滑 动 轴 承

滑动轴承的失效形式有:磨粒磨损、刮伤、咬合(胶合)、疲劳剥落和腐蚀

非液体润滑轴承的设计依据是什么?限制和的目的是什么?

[答]边界油膜不遭破坏,维持粗糙表面微腔有流体润滑为设计的最低要求。

限制p的目的是保证润滑油不被过大的压力挤出,间接保证轴瓦^[9]不致

过度磨损。轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗成正比,限

制的目的就是限制轴承的温升,防止吸附在金属表面油膜发生破裂。

形成流体动力润滑(即形成动压油膜)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

润滑油必须有一定的粘度,供油要充分。

同滚动轴承相比,液体摩擦滑动轴承有哪些特点?

在高速重载下能正常工作,寿命长;精度高;能满足特殊

结构需要。液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用

轴承材料满足以下要求: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、经济性等

轴承材料分三大类:1,金属材料;2,多孔制金属材料;3,非金属材料

1,轴承合金(巴氏合金或白合金),不能单独制作轴瓦,重载,中高速

2,铜合金,较高强度,较好减摩性耐磨性,适用于高速、重载轴承

3,铝基轴承合金,可以制成双金属零件

4,灰铸铁及耐磨铸铁,适用于轻载低俗和不受冲击载荷的场合

5,多孔质金属材料(粉末冶金),制作发电机轴承。含油轴承

十 滚 动 轴 承

滚动轴承的主要失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。

什么是滚动轴承的基本额定寿命?什么是滚动轴承的基本额定动载荷?

[答]一组轴承中,10%的轴承发生点蚀破坏,90%的轴承不发生点蚀

破坏前的转数或工作小时数称为滚动轴承的基本额定寿命,以L表示。

滚动轴承的基本额定动载荷就是使轴承的基本额定寿命恰好为10转时,

轴承所能承受的载荷值,用字母C 表示。

试说明下面各轴承的类型和内径,并说明哪个轴承的公差等级最高?

哪个允许的极限转速最高?哪个承受径向载荷的能力最大?哪个

不能承受径向载荷?N307/P4 6207/P2 30207 51307/P6

[答]各轴承的内径均为35 mm;

6207/P2为深沟球轴承,公差等级最高;允许的极限转速最高;

N307/P4为圆柱滚子轴承,承受径向载荷能力最高;

30207为圆锥滚子轴承;

51307/P6为双列推力球轴承,不能承受径向载荷。

试说明滚动轴承代号6308的含义。6─深沟球轴承3─尺寸系列

08─内径d=40mm,公差等级为0级,游隙组为0组

按国家标准GB/292-93规定,型号7212 C/DB轴承的类型为

角接触球轴承,宽度类型为窄系列 ,精度等级为 P0 ,公称

接触角α = 15 º。

滚动轴承的基本类型:调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、

推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、

圆柱滚子轴承、滚针轴承

十二 轴

何谓传动轴、心轴和转轴?自行车的前轴、中轴和后轴各属于什么轴?

[答]工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。只承受弯矩而不承

受扭矩的轴称为心轴。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。

轴的常用周向和轴向定位方式有哪些?

[答]周向定位方式有:键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。

轴向定位方式有:轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等。

若轴的强度不足或刚度不足时,可分别采取哪些措施?

[答]轴的强度不足时,可采取:增大轴的直径;改变材料类型;

增大过渡圆角半径;对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理;

提高表面加工质量;用开卸载槽等方法降低过盈配合处的应力集中

程度;改进轴的结构形状等措施。

刚度不足时只能采取增大轴径,改变轴外形等措施。

为什么要进行轴的静强度校核计算?校核计算时为什么不考虑应

力集中等因素的影响?

[答]静强度校核的目的在于评定轴抵抗塑性变形的能力。这对

那些瞬时载荷很大或应力循环不对称较为严重时的轴是很必要的。

校核计算时不考虑应力集中等因素的影响,因为应力集中不影响

静应力的大小,只影响轴的疲劳强度。