机械设计思考题

第1章机械及机械零件设计概要

思考题：

1．在机械零件设计中，确定许用应力时，极限应力要根据零件的材料性质和应力种类选定，试区分金属材料的几种极限应力：σB（τB）、σS（τS）、σ-1（τ-1）、σ0（τ0）、σr（τr），它们各适用于什么工作情况

3．稳定变应力有那几种类型？它们的变化规律如何？

第2章机械零件的强度

思考题：

1．什么叫疲劳曲线？绘制疲劳曲线的根据是什么？如何划分有限寿命区和无限寿命区？

2．采用有限寿命设计的目的是什么？如何计算有限寿命下零件材料的疲劳极限？

3．绘制疲劳极限应力线图（σm—σa）的根据是什么？简化的极限应力线图（σm—σa）是由哪些实验数据绘制而成的？

4．在确定许用疲劳极限应力线图时，应考虑哪些对零件疲劳极限起作用的影响因素？许用疲劳极限应力线图在强度计算中有什么用处？

5．在单向稳定变应力作用下，怎样进行机械零件的疲劳强度计算？

第5章螺纹联接

思考题：

1．常用的螺纹按牙形分为哪几种？其中哪一种没有标准化？为什么三角形螺纹主要用于联接？

2．普通粗牙螺纹和细牙螺纹在强度、自锁性和耐磨性方面有何不同？

3．螺纹联接的主要类型有哪些？各有什么特点？适用于什么场合？

4．普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接在联接结构和传递横向载荷的工作原理上有何特点？

5．对螺纹联接进行预紧的目的是什么？在预紧的过程中螺杆的受力有何特点？在设计计算中是如何考虑的？

6．螺纹联接件中用的螺纹都满足自锁条件，为什么在使用中仍可能发生松动？是否所有的螺纹联接都必须进行防松？简述原因。

7．螺纹联接防松的根本问题是什么？按工作原理防松的方法可分为几类？试举1——2实例予以说明。

8．普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接在主要失效形式和设计准则上有何不同？

9．普通螺栓联接中存在的主要失效形式有多种，为什么仅对螺杆危险断面拉伸强度进行计算？

10．结合单个紧螺栓联接受力变形线图，说明螺杆总拉力F2，轴向工作载荷F，预紧力F0，残余预紧力F1之间的关系。

11．结构设计中，为什么要求将支承表面加工平整且与螺孔轴线垂直？为减小加工面积常采用哪些结构措施？

12．联接件刚度c b和被联接件刚度c m对联接的疲劳强度有何影响？对静强度有无影响？

13．为什么螺栓发生断裂的部位多在第一圈受载螺牙处？为提高该处强度可采取哪些措施？

第6章键联接

思考题：

1．键联接在结构、工作原理和使用上各有何特点？

2．半圆键联接有何特点？适用于什么场合？

3．普通平键和导向平键在使用上有何不同？对应的主要失效形式各是什么？

4．键的尺寸是根据什么选择的？

5．根据工作需要采用双键联接时，对平键、半圆键、楔键应如何布置？简述理由。

第8章带传动

思考题：

1．带传动的工作原理、主要特点是什么？同步齿形带与之相比有何不同？试简要分析。

2．普通V带的公称长度和计算长度是如何规定的？

3．柔韧体摩擦的欧拉公式适用于什么情况？从欧拉方程出发，试分析：

1）在其他条件相同的情况下，V带比平带工作能力大。

2）带传动的打滑一般发生在小带轮处。

4．什么是带传动的打滑和弹性滑动？两者的主要区别是什么？对传动有什么影响？

5．带工作时带上的应力由那几部分组成？最大应力为多少？发生在何处？其中以何种应力所占比例最大？这种应力的变化对传动带寿命有什么影响？试画出带传动的应力分布图。

6．带传动的失效形式和设计计算准则是什么？

7．分析下列参数：传动比i、小带轮直径D1、带轮中心距a、张紧力F0等对带传动的影响？

如何选取这些参数？

8．带的根数计算公式中引入的系数k A、k L、kα、ΔP0的名称及物理意义是什么？

9．带传动设计中，若带的根数过多，或小带轮上的包角过小，应如何调整设计参数？

10．带传动为什么要进行张紧？常用的张紧方法有哪些？各适用于什么场合？

第9章链传动

思考题：

1．套筒滚子链的链板为什么通常做成“8”字形？

2．什么是链传动的多边形效应，为减轻该效应，传动参数（如p、Z、n）选取时应如何考虑？

3．链传动的动载荷是由那几方面引起的？

4．在确定链轮的齿数时，通常要求15≤Z≤120，为什么？

第10章齿轮传动

思考题：

1．什么是传动比？什么是齿数比？两者有何区别？

2．齿轮传动的主要失效形式有哪些？各发生在什么条件之下？有何减免的措施？

3．齿面点蚀首先发生在什么部位？

4．对齿轮材料的基本要求是什么？

5．何谓软齿面齿轮？何谓硬齿面齿轮？在设计一对软齿面齿轮时，为什么应使小齿轮的硬度比大齿轮高（即HBS1–HBS2=30—50）？

6．对齿轮进行受力分析时，为什么应首先分清主、从动轮？在画齿轮受力图时，为什么应特别注意力的作用点的位置？

7．齿轮传动的载荷系数K=K A K V KαKβ中各系数的名称和物理意义是什么？其影响因素有哪些？用什么方法可以减小动载荷系数和载荷分布系数？

8．齿根弯曲疲劳强度计算针对那种失效形式？其力学模型是什么？计算点选在何处？危险截面如何确定？

9．齿面接触疲劳强度计算针对那种失效形式？其力学模型是什么？计算点选在何处？

10．齿轮传动的强度计算公式中的参数Y Fa、Y sa、Yε、Z H、Z E的名称及物理意义是什么？

数值的大小与什么参数有关？

11．设计齿轮传动时，都需先选齿数Z1，试分析对开式传动、闭式硬齿面传动和闭式软齿面传动应如何选取Z1？简述其原因。

12．设计圆柱齿轮传动时，为什么取b1=b2+（5—10）mm？设计圆锥齿轮时是否也如此？

13．一对齿轮传动，齿根弯曲应力σF1、σF2哪个大？应对哪一个齿轮进行计算？如何判断？

14．一对齿轮传动，齿面接触应力σH1、σH2哪个大？应对哪一个齿轮进行计算？如何判断？

15．一对闭式软齿面齿轮传动，在传动比i、中心距a及其他条件不变的前提下，仅减小模数m并相应增大齿数Z1、Z2，对其弯曲强度和接触强度有何影响？

16．现有甲、乙两对齿轮传动，已知甲对m=10mm，Z1=20，Z2=40；乙对m=5mm，Z1=40，Z2=80。其他条件全部相同。并不计各载荷系数的影响，试问那对齿轮的接触强度高？

那对齿轮的弯曲强度高？为什么？

第11章蜗杆传动

思考题：

1．与齿轮传动相比，普通圆柱蜗杆传动的主要特点是什么？

2．为什么对蜗杆直径标准化？设计中是否必须取标准值？