机械设计试题简答题要点

第1页，共15页简答题（57题）一、平面连杆机构（11题）1、简述铰链四杆机构中曲柄存在的条件答：1、最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；2、取最短杆的邻边为机架或取最短杆为机架条件1、2同时满足，铰链四杆机构中存在曲柄。

2、由图示尺寸，判断铰链四杆机构的类型，写出判断依据答：∵最长杆和最短杆之和 80+220＜140+180且最短杆为机架，∴机构存在曲柄，为双曲柄机构。

3、由图示尺寸，判断铰链四杆机构的类型，写出判断依据答：∵最长杆和最短杆之和 90+240＜140+200且最短杆的邻边杆为机架，∴机构存在曲柄，为曲柄摇杆机构。

第2页，共15页4、由图示尺寸，判断铰链四杆机构的类型，写出判断依据答：∵最长杆和最短杆之和 100+200＜140+180但最短杆的对边杆为机架，∴机构不存在曲柄，为双摇杆机构。

5、什么是曲柄摇杆机构的急回特性？什么是极位夹角？两者有何相互关系？答：急回特性指摇杆的返回速度大于其工作进程速度的特性极位夹角指曲柄与连杆两次共线位置之间的夹角急回特性与极位夹角关系：K=（180º+θ）/（180º-θ）θ值越大，K 值也越大，机构急回程度也就越高。

6、什么是平面连杆机构的压力角和传动角，它们的大小对机构的工作有何影响？答：压力角α是指作用在从动件的力与该力作用点的绝对速度之间所夹锐角，传动角γ是指压力角的余角。

α、γ是反映机构传动性能的重要指标，α越大、γ越小，不利机构传动。

7、曲柄摇杆机构如何会产生“死点”位置？列举避免和利用“死点”位置的例子。

答：曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，从动件曲柄与连杆共线的位置出现“死点”位置，使从动件卡死。

可以利用飞轮的惯性作用或机构错位排列的方法来渡过“死点”；利用“死点”第3页，共15的例子有飞机起落架机构、夹具的夹紧机构等。

8、画出图示机构的压力角和传动角答：所求压力角和传动角如图9、画出图示机构的压力角和传动角答：所求压力角和传动角如图10、画出图示机构的压力角和传动角答：所求压力角和传动角如图第4页，共15页11、画出图示机构的压力角和传动角答：所求压力角α=90º（如图），传动角γ=0º。

三、凸轮机构（7题）1、凸轮机构的基圆半径与哪些因素有关？如何来选取？答：凸轮机构的基圆半径与凸轮尺寸和压力角有关，设计时应在保证凸轮轮廓的最大压力角不超过许用值的前提下，考虑缩小凸轮的尺寸。

2、用作图法求出凸轮从图示位置转到D 点接触时凸轮的转角（在图上标出）答：画偏心圆、基圆，画凸轮理论廓线，由反转法求Φ，如图。

第5页，共15页3、用作图法求出凸轮从图示位置转到D 点接触时凸轮的转角（在图上标出）答：画偏心圆、基圆，由反转法求Φ，如图。

4、用作图法求出凸轮从图示位置转到D 点接触时的压力角（在图上标出）答：画偏心圆；由反转法求α，如图。

5、用作图法求出凸轮从图示位置转到D 点接触时的压力角（在图上标出）第6页，共15页答：画偏心圆；画凸轮理论廓线，由反转法求α，如图。

6、图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓线为一圆，其圆心在A 点，凸轮转动方向如图示，转动中心在O 点，要求：1）绘制凸轮机构的理论廓线2）绘制基圆，标注出ro3）在图中标注出最大升程h第7页，共15页解：凸轮机构理论廓线、基圆和最大升程如图所示。

7、图示对心直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓线为一圆，其圆心在A 点，凸轮转动方向如图示，转动中心在O 点，要求：1）标注出凸轮机构的理论廓线2）绘制基圆，标注出ro3）在图中标注出最大升程h解：凸轮机构理论廓线、基圆和最大升程如图所示。

四、连接（8题）1、简述普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹的用途答：普通螺纹用于连接零件；管螺纹用于管道的连接；梯形螺纹用于传动；锯齿形螺纹用于单向传动。

第8页，共15页2、简述螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接在应用上的区别答：螺栓连接用于被连接件厚度不大，两边都有装配空间的场合；双头螺柱连接用于被连接件之一较厚，且需要经常拆装的场合；螺钉连接用于被连接件之一较厚，且不需经常拆装的场合；.紧定螺钉连接用于固定轴和轴上零件，并可传递不大载荷。

3、简述普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接的结构特点答：普通螺栓连接时，被连接件上的通孔与螺杆间留有间隙，孔加工精度低，结构简单，装拆方便，适用于一般螺栓连接的场合；铰制孔用螺栓连接时，孔与螺杆采用基孔制过渡配合，孔加工精度高，适用于螺杆承受轴向载荷或精确固定被连接件相对位置的场合。

4、什么是螺纹的预紧？简述螺纹预紧的目的及控制预紧力的方法答：螺纹预紧指装配时拧紧螺纹连接，使螺栓和被连接件在承受工作载荷前就受到力的作用。

螺纹预紧的目的是增加连接的可靠性、紧密性和防松能力。

5、为什么要控制螺纹连接的预紧力？如何在螺纹连接中控制预紧力？答：过大的预紧力会导致螺栓在装配或偶然过载时被拉断，因此对重要的螺纹连接，在装配时要控制预紧力。

控制预紧力的方法是采用测力矩或定力矩扳手。

6、为什么螺纹连接中要考虑防松问题？螺纹连接中常用的防松方法有哪些？答：在冲击、振动、变载荷及温度变化很大情况下，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，多次重复时就会使连接松脱，影响连接的牢固和紧密，甚至引第9页，共15页起事故，因此在螺纹连接中要考虑防松问题。

螺纹连接中常用的防松方法有：摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松。

7、螺纹连接的防松方法按工作原理可分为哪几种？试举例说明答：螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松。

采用双螺母、弹簧垫片属于摩擦防松；采用开口销、止动垫圈属于机械防松；采用冲点、胶合属于破坏螺纹副防松。

8、简述螺纹组连接结构设计的注意事项答：主要考虑：装拆方便、连接可靠、合理布置螺栓、螺栓材料和规格相同、重要连接中采用防松装置等。

五、带、链传动（6题）1、简述带传动的特点答：优点：结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑等；缺点：传动比不稳定、传动装置外形尺寸较大、效率较低、带寿命较短及不适应高温易燃场合等。

2、简述带的弹性滑动和达滑的区别答：弹性滑动指带的弹性变形引起的带与带轮间的相对滑动，是不可避免的。

原因：1）紧、松边拉力不等，2）带是弹性体。

造成：1）V 从动轮＜V 带＜V 主动轮，2）传动效率下降，3）带温度升高与磨损第10页，共15页打滑由过载引起，打滑造成带的严重磨损，使传动失效。

3、带传动中，为什么应使普通V 带的带速控制在5-25 m/s范围内？答：因为带速过低，在传动功率一定的情况下，使有效拉力过大，所需带的根数过多；带速过高，则离心力过大，使带与带轮间的磨擦力减小，传动容易引起打滑。

4、简述V 带传动安装和维护的注意事项答：安装时，两带轮轴线必须平行，轮槽对齐，加装保护罩；定期检查胶带，新带全部更换，不能新旧混用；胶带不宜与酸、碱或油接触，工作温度不应超过60C º。

5、简述链传动中链条失效的主要形式答：链条失效的主要形式有：链板的疲劳破坏、链条铰链的磨损、销轴与套筒间的胶合、滚子与套筒间的的冲击疲劳破坏、链条静力拉断。

6、带传动中，常用的张紧装置有哪几种？其具体做法如何？答：带传动中，常用定期张紧装置、自动张紧装置及张紧轮张紧装置。

定期张紧装置通过调节螺钉（杆）来调节带的张紧程度；自动张紧装置利用电机自重，使带在一定的张紧力下工作；张紧轮张紧装置在带的松边内侧，并尽量靠近大带轮安装张紧轮，张紧轮应比小带轮小，且轮槽尺寸与带轮相同。

六、齿轮机构（7题）1、简述齿轮传动特点答：优点：适用范围广、传动比准确、传动效率较高、工作可靠、使用寿命长、结构紧凑等；缺点：制造成本和装配精度较高、不适宜于远距离两轴之间的传动。

2、简述渐开线齿廓的啮合特性答：渐开线齿廓能保证定传动比传动；渐开线齿廓之间的正压力方向不变；渐开第11页，共15页线齿轮传动具有可分性。

3、简述渐开线齿廓根切的原因、危害及避免答：用范成法加工齿轮，当刀具的齿顶线或齿顶圆超过理论啮合线极限点时，被加工齿轮的齿根渐开线齿廓产生根切。

轮齿的根切将削弱轮齿的弯曲强度，降低齿轮传动的平稳性和重合度。

避免渐开线齿廓根切，可限制标准齿轮的最少齿数或采用变位齿轮。

4、简述齿轮传动中常见的失效形式答：齿轮传动中常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。

5、简述斜齿圆柱齿轮的优缺点答：优点：传动较平稳、承载能力高、冲击振动小、适用于高速、重载场合；缺点：产生轴向分力，使传动装置结构复杂化。

6、简述斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件答：一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两轮的法向模数、法向压力角相等，两轮分度圆柱上的螺旋角大小相等，外啮合时方向相反，内啮合时方向相同。

7、简述蜗杆传动的正确啮合条件答：蜗杆传动的正确啮合条件是：在中间平面内，蜗轮的端面模数应等于蜗杆的轴面模数，蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角，且模数和压力角均为标准值，同时蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角等值同向。

七、齿轮传动（8题）1、简述齿轮传动的计算准则答：闭式齿轮传动中，对软齿面齿轮，主要失效形式是点蚀，按齿面接触疲劳强度设计计算，并校核其齿根弯曲疲劳强度；对硬齿面齿轮，主要失效形式是轮齿折断，按齿根弯曲疲劳强度设计计算，并校核其齿面接触疲劳强度。

开式齿轮传动中，主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，通常按齿根弯曲疲劳强度设计计算，并加大模数来考虑磨损的影响。

第12页，共15页2、简述蜗杆传动的计算原则答：闭式蜗杆传动，按齿面接触疲劳强度设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核，考虑闭式蜗杆传动散热较困难，还应做热平衡核算；开式蜗杆传动只按齿根弯曲疲劳强度设计计算。

3、简述蜗杆传动中提高散热能力的方法答：在箱壳外面增加散热片；在蜗杆轴上安装风扇；在箱体内装蛇形冷却水管；采用压力喷油循环润滑等。

4、答：轴上零件常用的定位方法如下轴向定位：采用轴肩、套筒、圆螺母或轴端挡圈（压板）、弹性挡圈及圆锥面等；周向定位：采用键、花键、销连接、过盈配合及紧定螺钉等。

5、图示蜗杆传动，已知蜗杆的旋向和转向，试判断蜗轮的转向和旋向。

答：蜗杆右旋，其轴向力由右向左，蜗轮右旋，顺时针旋转，如图示。

6、图示蜗杆传动，已知蜗杆的旋向和转向，试判断蜗轮的转向和旋向。

第13页，共15页答：蜗杆左旋，其轴向力由下向上，蜗轮左旋，逆时针旋转，如图示。

7、图示蜗杆传动，已知蜗杆的旋向和蜗轮的转向，试判断蜗杆的转向和蜗轮的旋向。

答：蜗杆转向如图示，蜗轮右旋。

8、简述轮系的应用答：实现相距较远的两轴之间的传动；获得大传动比；实现变速和变向传动；实现分路传动；实现运动的合成与分解。

八、轴和轴承（10题）1、简述轴的结构设计内容答：拟定轴上零件的装配方案；确定轴的基本直径和各段长度；确定轴上零件的轴向和周向定位及固定；考虑轴的结构工艺性等。