机械设计简答题总结

机械设计简答题总结
1.提高机械零件疲劳强度的措施
①减小应力集中；②提高表面加工质量；③采用能提高疲劳强度的热处理和强化方法；
④减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹尺寸；
2.螺纹连接预紧的目的
预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件出现缝隙或相对滑移。

3.连接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。

在静载荷或工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。

但在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。

重复多次后就会使连接松脱。

摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母；
机械防松：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝；
4.提高螺纹连接强度的措施
1）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅
①降低螺栓的刚度C b（增加螺栓长度、腰状杆螺栓和空心螺栓）；②增大被连接件的刚度C m（不用垫片或采用刚度较大的垫片）；
同时增大预紧力
2）改善螺纹牙上载荷分布不均的现象
均载螺母：悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母、
钢丝螺套
3）减小应力集中的影响（较大的圆角和卸载槽，或将螺纹收尾改为退刀槽）
4）采用合理的制造工艺方法（冷镦螺栓头部、滚压螺纹）
5.V带传动中，小带轮基准直径d1的选取对带传动的影响是什么带速V的选取对带传动的影响是什么
当带传动的功率P和转速一定时，d1减小则带速V降低，单根V带所传递的功率减小，从而导致V带根数增加。

这就加大了带轮的宽度，也增大了载荷在V带之间分配的不均匀性，同时d1的减小也将导致V带弯曲应力增大。

故d1不能太小。

当带传动的功率P一定时，提高带速，则单根V带所传递的功率增加，相应的可减少带的根数或者减小V带的横截面积，使带传动的总体尺寸减小；带速V过高，则离心拉应力增大，使得单根V带所传递的功率减小，带的寿命降低。

带速过低，单根V带所传递的功率过小，带的根数增多，传动能力没有得到发挥。

（大部分速度范围内，V带的基本额定功率都是增高的。

只有极高速的情况下才会下降。

所以V带应设置在高速级）
6.带传动设置张紧轮应注意什么
1）一般应在松边内侧，使带只受单项弯曲；2）张紧轮尽量靠近大带轮，以免减小带在小带轮上的包角；3）张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径
7.什么叫做带传动的弹性滑动试分析其产生的原因。

由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的微量滑动；
由于带传动总是存在松边与紧边，在大带轮上，带的拉力从松边F2逐渐上升为紧边拉力F1时，带的弹性变形增加，带相对于大齿轮向前伸长使得带的速度高于大带轮的速度v2。

在小带轮上，带的拉力从紧边拉力F1逐渐降低到松边F2为时，带的弹性变形减小，带相对于小带轮向后退缩，使得带的速度低于小带轮的速度v1。

8.什么是链传动的多边形效应
βγωωcos cos i 1221R R ==
链传动的瞬时传动比是变化的，传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关，将这种现象叫做多边形效应。

9.链传动张紧的目的是什么常采用什么方式来张紧
主要是为了避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象，同时也增加了链条与链轮的啮合包角。

当中心线与水平线的夹角大于60°时，通常有张紧装置。

中心距可调时，调节中心距控制张紧程度；中心距不可调时，可设置张紧轮；
10.点蚀为什么首先出现在靠近节线的齿根圆上，然后再向其他部位扩展如何提高轮齿抗点蚀的能力
齿面点蚀与齿面间的相对滑动与润滑油的粘度有关。

相对滑动速度高，粘度大，齿面间容易形成油膜，齿面有效接触面积较大，接触应力小，点蚀不容易发生。

但在轮齿节线附近，相对滑动速度低，形成油膜条件差，特别是对于直齿轮传动，这时只有一对轮齿啮合，轮齿受力也比较大，因此该处最容易出现点蚀。

点蚀往往首先出现在靠近节线的齿根面上，然后再向其他部位扩展。

提高齿轮材料的硬度；加注润滑油，减小摩擦延缓点蚀，在合理的限度内，润滑油粘度越高，抗点蚀效果越好。

（出现疲劳裂纹后，润滑油会浸入裂纹，粘度越低越容易浸入，浸入裂纹后，在轮齿啮合时，会在裂纹内受到挤胀，从而加快裂纹的扩展）
速度不高的齿轮传动（v ≤12m/s ），宜用粘度高的油；
速度较高的齿轮传动（v ＞12m/s ），要用喷油润滑，只宜用粘度低的油；
11.闭式齿轮传动与开式齿轮传动的主要失效形式和设计准则
齿轮传动的主要失效形式：齿轮折断，齿面磨损，齿面点蚀，齿面胶合，塑性变形。

闭式齿轮传动：通常证齿面接触疲劳强度为主，对于齿面硬度高，齿芯强度低的齿轮以保证齿根弯曲疲劳强度为主
开式齿轮传动：按理应更具保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则计算。

通常按保证齿根弯曲疲劳强度。

12.载荷系数K 有几部分组成各考虑什么因素影响
K=K A K V K αK β
使用系数；动载系数；齿间载荷分配系数；齿向载荷分配系数；
K A 受齿轮啮合时外部工作条件引起的附加载荷影响的系数。

K V 受制造及装配以及受载后弹性变形的误差影响。

（齿顶修缘）
K α轮齿制造误差和接触部位的影响，，多对齿受载时，承担载荷不相等。

K β受扭转变形，轴承，支座变形，制造装配误差等影响，齿面上的载荷沿接触线分布不均。

（鼓形齿）
13.提高轮齿抗折断能力的措施
1）采用正变位齿轮增大齿根的强度2）减小应力集中3）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上的受载较为均匀4）采用合适的热处理方法，增大齿心韧度5）采用喷丸滚压对齿根表面强化处理
14.齿数的选择
在保证接触强度的前提下，增加齿数，使重合度提高，改善齿轮传动的平稳性。

还能降低齿高，减小齿坯尺寸，降低加工切削量，节省制造费用。

另外，齿顶处的滑动速度减小，降
低磨损及胶合的可能性。

但模数小了，齿厚变薄，齿轮的弯曲强度有所下降。

Z1和z2互为质数。

15.齿轮的润滑
V 小于12m/s 时，浸入油池润滑；大于12m/s 时喷油润滑；
16.形成流体动力润滑的必要条件
一、相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔隙。

二、被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，运动方向必须使润滑油大口进小口出。

三、润滑油必须有一定粘度，供油充分。

17.轴承的配置
1）双支点各单向固定（用于工作温度不高的短轴l ＜400）2）一支点双向固定，另一端支点游动（对于跨距较大且温度较高的轴）3）两端游动支承（人字齿轮本身有相互轴向限位的作用，他们的轴承内外圈的轴向紧固应设计成只保证一根轴相对机座有固定的轴向位置，另一根轴上的两个轴承都必须是游动的，防止齿轮卡死或人字齿的两侧受力不均）
18.滚动轴承基本额定寿命与基本额定动载荷的含义
书P315
19.滚动轴承的预紧及目的
为了提高轴承的旋转精度，增加轴承的刚性，减小机器工作时轴的振动。

预紧，就是在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的轴向间隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生初变形。

预紧后的轴承受到工作载荷时，其内、外圈的径向及轴向相对移动量要比未预紧的轴承大大减少。

20.提高轴的强度常用的措施有哪些
1）合理布置轴上零件以减小轴的载荷；2）改进轴上零件的结构以减小轴的载荷；3）改进轴的结构以减小应力集中的影响；4）改进轴表面的质量以提高轴的疲劳强度。

21.弯扭合成校核轴的强度时，引入折合系数α的原因
由弯矩所产生的弯曲应力σ是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力τ常常不是对称循环变应力。

为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数α
22ca )(4ατσσ+=
扭转切应力τ为对称循环变应力时，α=1
扭转切应力τ为静应力时，α=
扭转切应力τ为脉动循环变应力时，α=
22.弹性特性曲线：
为表示弹簧的载荷与变形的关系，取纵坐标来表示弹簧承受的载荷，横坐标表示弹簧的变形，通常载荷和变形成直线关系
23.弹簧刚度的含义，和那些因素有关：
使弹簧产生单位变形所需的载荷kF ，称为弹簧刚度。

影响因素：C 旋绕比的三次方对KF 的影响很大，G 弹簧材料的切变模量，n 弹簧的有效圈数，中径D ，弹簧的直径d。