机械设计简答题答案

简答题

1.机械设计的一般步骤是怎样的？

选择零件类型、结构计算零件上的载荷确定计算准则选择零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计校核计算画出零件工作图写出计算说明书

3. 螺纹升角的大小对自锁和效率有何影响？写出自锁条件及效率公式。

答：螺母被拧紧时，其拧紧力矩为M1＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ+ρν)/2，无摩擦时，M10＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ)/2，机械效率为η1＝M10 / M1＝tanψ/tan(ψ+ρν)。

螺母被放松时，其阻碍放松的力矩为M2＝F d2/2＝G d2tan(ψ－ρν)/2，无摩擦时，M20＝F d2/2＝G d2tan(ψ)/2，机械效率为η2＝M2 / M20＝tan(ψ－ρν)/tanψ。

由η1＝＝tanψ/tan(ψ+ρν)得知，当ψ越小，机械效率越低。

由η2＝tan(ψ－ρν)/tanψ得知，当ψ－ρν≤0时，螺纹具有自锁性。

4.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？

答：因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度.

5. 作出螺栓与被联接件的受力—变形图，写出F'、F、F''、 F0间的关系式。

6. 在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？

答：两种传输动力都是靠摩擦力，同样的皮带和轮的材质摩擦系数是一样的，但是三角带接触面是V型表面压力大于平行带，所以摩擦力大，所以传输的动能要大一些。

7.在非液体摩擦滑动轴承的计算中，为什么要限制轴承的压强p和pv值

答：限制p 目的是防止轴瓦过度磨损。限制pv目的是控制温度，防止边界膜破裂。

8.什么是带传动的弹性滑动和打滑？弹性滑动和打滑对传动有何影响？

答：（1）由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为带的弹性滑动。

打滑是指带传动中带传递的外载荷超过最大有效圆周力，带在带轮上发生显著相对滑动现象。（2）影响：弹性滑动： 1 ）带的传动比不稳定； 2 ）降低了传动效率； 3 ）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。打滑： 1 ）打滑将造成带的严重磨损； 2 ）从动轮转速急速下降，甚至停转，带的运动处于不稳定状态，带不能正常工作，致使传动失效。

9.试简述带传动中的弹性滑动与打滑现象的联系与区别。

答：弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，故弹性滑动是不可以避免的。打滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，故在工作中可以，而且应该避免。打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑可以起到过载保

10.带传动中，带上可能产生的瞬时最大应力发生在何处？它是由哪几种应力组成的和？

答：紧边开始进入小带轮处。紧边应力σ1 松边应力σ2 张紧应力σo 离心应力σc 弯曲应力σb

11.带传动为什么要限制带速，限制范围是多少？

答:因带速愈大,则离心力愈大,使轮面上的正压力和摩擦力减小,带承受的应力增大,对传动不

利,但有效圆周力不变时,带速高有利于提高承载能力,通常带速在5-25m/s范围为宜.

12.带传动的带速v为什么规定在5-25m/S范围内？

答:带速越大离心力越大，使轮面上的正压力摩擦力减小，带承受的应力增大对传动不利，但有效圆周力不变时带速高有利于提高承载能力，通常带速在5-25m/s范围内为宜。为了控制离心力和带中的拉力，考虑带的承载能力和寿命

13.在设计V带传动时，为什么要限制其最小中心距和最大传动比？

答:中心距越小，则带的长度越短，在一定的速度下，单位时间内带的应力变化次数越多，会加速带的疲劳损坏;当传动比较大时，短的中心距将导致包角过小。

14.在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿轮的主要失效形式是什么？发生在哪个部位？试举出三种措施答:齿面接触疲劳磨损（点蚀），1.提高齿面硬度和降低表面粗糙度。2.在许可范围内采用大的变位系数和以增大综合曲面半径。3.采用粘度较高的润滑油。4.减小动载荷。

15.齿轮传动中，主要有哪几种失效形式？并分析开式与闭式齿轮传动时主要失效情况及计算准则。答:齿轮失效的主要形式有断齿、磨损、点蚀、胶合。⑴闭式传动闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲疲劳折断。当采用软齿面（齿面硬度≤350HBS）时，其齿面接触疲劳强度相对较低。因此，一般应首先按齿面接触疲劳强度条件，计算齿轮的分度圆直径及其主要几何参数（如中心距、齿宽等），然后再对其轮齿的抗弯曲疲劳强度进行校核。当采用硬齿面（齿面硬度＞350HBS）时，则一般应首先按齿轮的抗弯曲疲劳强度条件，确定齿轮的模数及其主要几何参数，然后再校核其齿面接触疲劳强度。

⑵开式传动开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法，因此通常只对其进行抗弯曲疲劳强度计算，并采用适当加大模数的方法来考虑磨粒磨损的影响。

16.蜗杆传动为什么要引入直径系数q？

答:为了限制切削涡轮时所需的滚刀数目，便于刀具标准化，以提高生产的经济性并保证配对的蜗杆与涡轮能够正确的啮合

17.闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？当热平衡计算不能满足要求时怎么办？

答：由于蜗杆传动中蜗轮齿和蜗杆齿面间有较大的相对滑动速度，所以发热量大，传动效率低。如果蜗杆传动的散热条件差，使工作温度过高，润滑油粘度降低，油膜破坏，引起润滑失效，导致齿面胶合，并加剧磨损。所以，对连续工作的闭式蜗杆传动进行热平衡计算是为了使产生的热量及时散出去，不发生胶合失效。

当热平衡不满足要求时，应采用不列措施，以增加传动的散热能力：（1）在箱体处增加散热片，以增大散热面积；(2)在蜗杆轴伸上装风扇，以提高散热系数；（3）在油池中在装蛇形冷却水管，以降低油温；