机械设计简答题集锦

常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对连接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？

答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。前两种螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度和耐磨性。

普通螺栓连接和绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？

答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。

计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母和螺纹牙的强度？答：螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。

螺栓上的总循环是什么循环？

答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，

10<

在什么情况下，螺栓连接的安全系数大小与螺栓直径有关？

答：在不控制预紧力的情况下，螺栓连接的安全系数与螺栓直径有关，螺栓直径越小，则安全系数取得越大。这是因为扳手的长度随螺栓直径减小而线性减短，而螺栓的承载能力随螺栓直径减小而平方性降低，因此，用扳手拧紧螺栓时，螺栓直径越细越易过拧紧，造成螺栓过载断裂。所以小直径的螺栓应取较大的安全系数

要提高螺栓连接的疲劳强度，应如何改变螺栓和被连接件的刚度和预紧力大小？答：降低螺栓的刚度，提高被连接件的刚度和提高预紧力，其受力变形线图参见教材图5－28c。

薄型平键连接与普通平键连接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别？

答：薄型平键的高度约为普通平键的60%〜70%，传递转矩的能力比普通平键低，常用于

薄壁结构，空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。

半圆键连接与普通平键连接相比，有什么优缺点？它适用于什么场合？

答：半圆键的主要优点是加工工艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的链接。主要缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大。一般用于轻载静连接中。

采用两个平键时，通常在轴的圆周上相隔180度位置布置；采用两个楔键时，常相隔90到120 度；采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上；这是为什么？

答：两平键相隔180°布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生

120~90 布置。若夹角过小，则对轴的局部削弱过大；若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180°时，两个楔键的承载能力

大体上只相当于一个楔键的承载能力。因此，两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。半圆键在轴上的键槽较深，对轴的削弱较大，不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。

故可将两个半圆键布置在轴的同一母线上。通常半圆键只用于传递载荷不大的场合，一般不采用两个半圆

键。

与平键、楔键、半圆键相配的轴和轮毂上的键槽是如何加工的？

答：轴上的键槽是在铣床上用端铣刀或盘铣刀加工的。轮毂上的键槽是在插床上用插刀加工的，也可以由拉刀加工，也可以在线切割机上用电火花方法加工。

带传动工作时，带与小带轮间的摩擦力和带与大带轮间的摩擦力两者大小是否相等，?为什么?带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等?为什么?

答：带与大、小带轮间的摩擦力相等。因为带与带轮间的摩擦力就等于带的紧边拉力F1 与

松边拉力F2 之差，即Ff= F1-F2 ，在大小带轮上是一样的，减速工作时若考虑到带的传动效率，小带轮上的摩擦略大些。

正常工作与打滑时的摩擦力不相等。因为正常工作时，带与轮间的摩擦力随传递功率的不同而在一定的范围里变化，其值应等于有效拉力。而打滑时，带与带轮间的摩擦力达到最大值。

带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响?为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙

些以增大摩擦系数，这样做是否合理?为什么?

答：摩擦系数f 增大，则带的传动能力增大，反之则减小。这样做不合理，因为若带轮工作面加工得粗糙，则带的磨损加剧，带的寿命缩短。

带传动中的弹性滑动是如何发生的?打滑又是如何发生的?两者有何区别?对带传动各产生什么影响?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?

答：在带传动中，带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的，是带在轮上的局部滑动，弹性滑动是带传动所固有的，是不可避免的。弹性滑动使带传动的传动比增大。当带传动的负载过大，超过带与轮间的最大摩擦力时，将发生打滑，打滑时带在轮上全面滑动，打滑是带传动的一种失效形式，是可以避免的。打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮上带的包角小，带与轮间所能产生的最大摩擦力较小。

在设计带传动时，为什么要限制小带轮最小直径和带的最小、最大速度? 答：小带轮的基准直径过小，将使

V 带在小带轮上的弯曲应力过大，使带的使用寿命下降。

小带轮的基准直径过小，也使得带传递的功率过小，带的传动能力没有得到充分利用，是一种不合理的设计。带速v过小，带所能传递的功率也过小（因为P=Fv）,带的传动能力没有

得到充分利用；带速v 过大，离心力使得带的传动能力下降过大，带传动在不利条件下工作，应当避免。

试分析带传动中心距a、预紧力F0及带的根数z的大小对带传动的工作能力的影响。

答：带传动的中心距a过小，会减小小带轮的包角，使得带所能传递的功率下降。中心距a 过小也使得带的长度过小，在同样的使用寿命条件下，单根带所能传递的功率下降。中心距小的好处是带传动的结构尺寸紧凑。带传动中心距a过大的优缺点则相反，且中心距过大使

得带传动时松边抖动过大，传动不平稳。初拉力F0 过小，带的传动能力过小，带的传动能力没有得到充分利用。初拉力F0大，则带的传动能力大，但是，初拉力过大将使的带的寿

命显著下降，也是不合适的。带的根数z过少（例如z=1）,这有可能是由于将带的型号选

得过大而造成的，这使得带传动的结构尺寸偏大而不合适。如果带传动传递的功率确实很小，只需要一根小型号的带就可以了，这时使用z=1完全合适。带的根数z过多，将会造成带轮

过宽，而且各根带的受力不均匀（带长偏差造成）换带的，每根带的能力得不到充分利用，应当改