机械设计简答题

1、螺纹联接为什么要防松，防松方法有几种？各举两例。

【答案】螺纹联接在冲击、振动和变载作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接仍有可能松脱；温度变化较大而联接件与被联接件的温变差异较大时，联接也可能松脱。因此在设计时，就应考虑防松。防松方法一般有三类：

第一类：摩擦力防松，例如弹簧垫圈，双螺母等。

第二类：机械防松，例如槽形螺母和开口销、止动垫圈等。

第三类：其它方法防松（破坏防松），例如冲击法、粘合法。

2、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？

【答案】（1）弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不等，从而造成带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动，它是带传动正常工作的固有特性。打滑是由于随着有效拉力增大，弹性滑动的区段也将扩大，当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧，带的有效拉力达到最大值，如果工作载荷进一步增大，带与带轮间将发生显著的相对滑动，这称为打滑。打滑是带传动的失效形式之一。

（2）弹性滑动造成带传动的传动比不为常数，它是不可避免的。打滑使带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，它是应当避免的。

3、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？

【答案】因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧；

常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置。

4、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？

【答案】链轮齿数少，可以减小带传动的外廓尺寸，但是过小将导致：（1）传动的不均匀性和动载荷增加；（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。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。

在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。

5、对于齿面硬度HBS≤350的一对齿轮传动，选取齿面硬度时，哪个齿轮的齿面硬度应高些？为什么？

【答案】小齿轮的齿面硬度高。

因为当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差，且转速又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起到明显的冷作硬化效应，从而大大提高大齿轮齿面的疲劳极限；而且小齿轮的转速比大齿轮的转速高，啮合的次数多，为了使大小齿轮达到等强度，故使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30~50HBS

6、试述直齿圆柱齿轮传动失效形式有哪些？并说明闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是什么？

【答案】失效形式有：轮齿的折断、齿面的点蚀、齿面的磨损、齿面的胶合、塑性变形闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是：按弯曲疲劳强度计算、接触疲劳强度校核

7、蜗杆传动中，为什么要进行热平衡计算？当热平衡计算不满足要求时应采取哪些措施？【答案】（1）蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中,如果热量散发不出去，造成油温升高，润滑油粘度下降，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合失效。（2）当热平衡计算不满足?

1）加散热片以增加散热面积

2）在蜗杆轴端加装风扇增加散热系数

3）在传动箱内装循环冷却水管或冷却器

8、简述动压油膜形成的必要条件？

【答案】答：

（1）相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形空间

（2）被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向应使润滑油从大口流进，小口流出

（3）润滑油必须有一定粘度，而且供油充分

9、说明下列滚动轴承的意义

6208 (GB272/T-93); 7305C/P2 (GB272/T-93)

【答案】6208表示内径为40mm，深沟球轴承，尺寸系列为02，0级公差

7305C/P2表示内径为25mm，角接触球轴承，尺寸系列为03，5级公差，接触角为150

10、滚动轴承轴系轴向固定的典型结构形式有哪三类？各适用于什么场合？

【答案】滚动轴承轴系轴向固定的典型结构形式有（1）双支点单向固定：适用于温度变化小、跨距短的轴；（2）一支点双向固定，另一支点游动：适用于温度变化较大、跨距较大的轴。（3）两端游动：适用于人字齿轮轴。

11、请说明下列滚动轴承代号的意义

（1）7312AC/P4 （GB/T 272 -93）（2）51103/P6（GB/T 272 -93）

【答案】（1）内径为60mm，3（中）系列，4级（超精密级）公差，接触角为250的角接触球轴承

（2）内径为17mm，1（特轻）系列，6级（标准级）公差的推力球轴承

12、为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子

【答案】答：

可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。

13、导向平键与滑键的区别是什么？

【答案】导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，为了便于拆卸，键上制有起键螺孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。轴上的传动零件则可沿键作轴向滑动。当零件需滑移的距离较大时，因所需导向平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键。滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上移动。

14、带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？

【答案】(1)中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。

(2)传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。

15、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？

【答案】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。

16、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？

【答案】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。

17、链传动的可能失效形式有哪些？

【答案】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。

18、为什么点蚀主要发生在节线附近齿根面上？

【答案】这是因为当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度较低，形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，所以点蚀主要发生在节线附近齿根面上。

19、说明下列滚动轴承代号的意义。

62097311AC/P4

【答案】1.深沟球轴承，窄、轻系列，内径45，公差等级Po级。

2.角接触球轴承，窄、中系列，内径55，接触角250，公差等级P4级。

20、请说明下列滚动轴承代号的意义）

（1）6208 （GB/T 272 -93）（2）30310（GB/T 272 -93）

【答案】

（1）内径为40mm，轻（2）系列，普通级公差的深沟球轴承

（2）内径为50mm，中（3）系列，普通级公差的圆锥滚子轴承

21、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？

【答案】(1)带的速度过大，离心力过大；带的速度过小所需的有效拉力过大，即所需带的根数过多，于是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。一般限制在5～25m/s。(2）小带轮的直径过小，将使带的弯曲应力增加，强度下降；如果保证传递的功率，这势必使得带的根数增加；如果保证带的根数，这势必使得带传递的功率下降；