机械设计常见问答题

1、一般的机器由原动机、传动、执行三部分组成；设计机器的一般程序是计划、方案设计、技术设计、技术文件的编制这几个阶段；对机器的主要要求有：使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命与可靠性要求、其他专业要求。

2、机械零件的主要失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。

设计机械零件应该满足的基本要求：避免在预定的寿命期内失效的要求、结构工艺的要求、经济性要求、质量小的要求、可靠性要求。

机械零件的设计准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则。

机械零件的设计方法：理论设计、经验设计、模型实验设计。

机械零件的常用材料有金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料几大类。

机械零件的选用原则：使用要求、工艺要求、经济性要求、材料的供应情况。

3、机械零件设计中的标准化，按使用范围分：国家标准、行业标准、企业标准；按使用的强制性分：强制标准、推荐标准。

4、常见的摩擦状态有干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。

机械零件的正常磨损分为磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。

5、按建立压力油膜的原理不同，流体润滑主要有流体动力润滑、弹性流体动力润滑及流体静力润滑。

在高速运转或载荷较小的摩擦部位及低温工况下，宜选用粘度较低的润滑油；在低速运转或载荷较大的摩擦部位及高温工况下，宜选用粘度较高的润滑油。

润滑济中加入添加剂的作用是改善润滑剂的性能，提高润滑油的品质；常用的添加济有极压添加剂、油性添加剂、粘度指数添加剂、抗蚀添加剂。

6、减少磨损的主要措施有：选择合适的材料、选择合适的润滑剂及润滑方法、加强表面处理，提高表面质量、正确的使用和保养机器。

7、添加剂的作用有：提高润滑剂的油性、极压性和在极端工作条件下更有效的工作能力；推迟润滑剂的老化变质，延长其正常使用寿命；改善润滑剂的物理性能，如降低凝点、消除泡沫、提高粘度、改善其粘温特性等。

8、润滑油的主要性能指标有：粘度、油性、燃点、闪点、凝点、氧化稳定性。

9、控制预紧力的方法很多，常用的借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。

10、提高螺纹连接强度的措施主要有：降低影响螺栓疲劳强度的应力蝠；改善螺纹牙上载荷分布不均匀现象；减少应力集中的影响；采用合理的制造。

11、弹性滑动是指由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，打滑则是指带与带轮间发生显著的相对滑动。

12、齿轮的主要失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形五种。

13、提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中；增大轴和支撑的刚度，可减少齿面局部受载；采取合理的热处理方法合轮芯部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强化处理，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变换等。

14、提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；在啮合的轮齿间加注润滑油并增大润滑油粘度；提高加工、安装精度以减小动载荷；在许可范围内采用较大的变位系数的正传动，使其增大齿轮传动的综合曲率半径。

15、闭式齿轮中为什么要进行蜗杆的热平衡计算？蜗杆传动由于效率低，所以加工时发热量大。

在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。

所以必须进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。

16、齿轮传动的主要特点：效率高、结构紧凑、工作可靠，寿命长、传动比稳定。

常用的齿轮材料有钢、铸铁、非金属材料三种，其中最主要的是锻钢和铸钢。

17、蜗杆传动的特点：能实现大的传动比，结构紧凑、冲击载荷小，传动平稳，噪音低、当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆具有自锁性；摩擦损失较大，效率低。

18、蜗杆传动的主要失效形式：在开式传动中，多发生齿面磨损和轮齿折断；在闭式传动中，蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。

蜗杆的材料一般为碳钢或合金钢，蜗轮的材料为铸造锡青铜（vs>3m/s）、铸造铝青铜（vs<4m/s）和灰铸铁（vs<2m/s）。

19、如何选择普通径向滑动轴承的宽径比？一般轴承的宽径比B/d在0.3~1.5
之间，宽径比小有利于提高运转稳定性，增大端泄量以降低温升。

20、形成流体动力润滑的必要条件是：相对滑动的两表面间必须形成收剑的楔形间隙；被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出；润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。

21、提高轴强度的常用措施：合理布置轴上零件以减小轴的载荷、改进轴上零件的结构以减小轴的载荷、改进轴的结构以减小应力集中的影响、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。

22、带传动工作时的应力有三种：拉应力、离心应力、弯曲应力。

拉应力分布在整条带上，紧边拉应力等于F1/A，松边拉应力等于F2/A，拉应力1>2，带在绕过带办轮段的拉应力从紧边到松边由1逐渐减到2，影响拉应力的因素是紧松边拉力及带的横截面积；离心应力，分布在整条带轮上，各处大小均相同，离心应力c大小为qv*v/A，影响离心应力的因素是带的线速度及带的横截面积和单位长度的质量；弯曲应力分布在绕带轮的曲线段，绕小带轮的弯曲应力大于绕大带轮的弯曲应力，弯曲应力b=Eh/D，影响弯曲应力的因素是带轮的基准直径、带
的高度及弹性模量。

带的最大应力点在带的紧边开始绕上小带轮处。

23、试分析动压滑动轴承与静压滑动轴承在形成油膜机理上的异同。

动压滑动轴承利用轴颈与轴承表面间形成的收剑间隙，靠两表面间的相对滑动速度使具有一定粘度的润滑油充满楔形间隙，形成油膜，油膜产生的动压力与外载荷平衡，形成液体润滑。

静压滑动轴承利用油泵将具有一定压力的润滑油送入轴承间隙里，强制形成压力油膜以完全隔开摩擦表面，形成液体摩擦滑动，可实现轴颈在任何转速下都能得到液体润滑。

24、试分析齿轮传动中为何两齿面要有一定的硬度差？因为小齿轮的轮齿啮合次数比大齿轮多，且小齿轮的齿根厚度小于大齿轮的，为了使大小齿轮的强度接近，软齿面齿轮配对中小齿轮齿面硬度应比大齿轮的高30-50HBS。

另外，转速较高时，小齿轮较硬的齿面将对大齿轮较软的齿面起到冷作硬化作用，从而提高大齿轮齿面的疲劳强度，所以两齿轮要有一定的硬度差。