机械设计考试范围内全部简答题.docx

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1、机械设计考试范围内全部简答题机械设计考试范围内全部简答题 第1章 平面机构 3什么叫运动副？常见的运动副有哪几种？它们之间有什么区别？ 运动副是使两构件直接接触而又彼此有一定相对运动的联接。常见的运动副有低副和高副。低副为面接触，包括转动副和移动副；高副为点或线接触，包括凸轮副、齿轮副等。 4什么叫平面机构？平面机构具有确定运动的条件是什么？ 若机构中的所有活动构件都在同一或彼此互相平行的平面内运动，这样的机构称为平面机构。平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数目等于其原动件的数目。 第2章 平面连杆机构 1什么是连杆机构的急回运动？什么情况下会出现急回运动？ 当连杆机构的曲柄作主动件并匀

2、速回转时，从动件回程速度高于其工作行程的速度，这种现象称为连杆机构的急回运动。 从动件处于其行程的两极限位置时，主动件曲柄对应的两位置线之间所夹的锐角叫做极位夹角。极位夹角大于零即可产生急回运动。 2什么是平面连杆机构的压力角、传动角？这两个参数的大小对传动有何影响？ 平面连杆机构的压力角是从动件受力方向线与其受力点速度方向线之间所夹的锐角；传动角是压力角的余角。 压力角越小，传动就越省力；反之就越费力，甚至造成机构自锁。 3什么是平面连杆机构的死点位置？何种情况下会出现死点位置？ 平面连杆机构当其连杆与从动件处于共线位置时，因为传动角为0，无论施加多大的力，机构均不能运动。这时机构所处的位置

3、就是死点位置。 4什么叫曲柄、连杆和摇杆？ 能整周转动的连架杆称为曲柄；只能往复摆动的连架杆称为摇杆；不与机架相连，作平面一般运动的杆状构件称为连杆。 5铰链四杆机构和含有一个移动副的平面四杆机构有哪些基本类型？ 铰链四杆机构的基本类型包括：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 含有一个移动副的平面四杆机构的基本类型包括：曲柄滑块机构、偏心轮滑块机构、转动导杆机构、曲柄摇块机构、定块机构、 第3章 凸轮机构 1按照从动件的型式，凸轮机构可分为哪些类型？各有什么特点？适用于什么场合？ 可以分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件三种类型。 尖顶从动件可以实现任意预期的运动规律，但容易磨损，适用于

4、低速轻载的场合。 滚子从动件磨损较小，传递动力较大，应用广泛。 平底从动件容易与凸轮轮廓曲面间形成动压油膜，摩擦小，通常压力角为0，传动效率高，适用于高速场合。 第4章 螺纹联接 3螺栓、双头螺柱、螺钉各适用于什么场合？紧定螺钉有什么作用？ 螺栓通常用于被联接件厚度较小的场合；双头螺柱多用于被联接件之一厚度较大，需要经常拆装的场合；联接螺钉适用于被联接件之一厚度较大，不经常拆装的场合；紧定螺钉用来在受力不大的情况下固定零件的相对位置，如轴上零件的轮毂与轴之间的固定等。 4螺旋副的效率与哪些参数有关？为什么传动用的螺纹采用矩形、梯形、锯齿形螺纹？ 根据公式 =tan/tan(+) ，螺旋副的效率

5、与螺纹升角和当量摩擦角有关；螺纹升角越大，当量摩擦角越小，效率就越高。 由于= arctan( nP/d2)，= arctan( f /cos)，所以增加线数n，减小摩擦系数f和牙侧角，都会使效率提高。 矩形、梯形、锯齿形螺纹的牙侧角较小，故在其它条件相同时其较小，较小，螺旋副的效率较高，多用于传动。 5螺旋副的自锁条件是什么？为什么联接用的螺纹都是三角形螺纹？ 螺旋副的自锁条件是 。其中螺纹升角= arctan( nP/d2)，当量摩擦角= arctan( f/cos)。螺纹升角越小，当量摩擦角越大，自锁性能就越好。 由于三角形螺纹的牙侧角较大，故在其它条件相同时其当量摩擦角较大，所以多用于

6、联接。 7螺纹联接在什么场合下会出现松脱？常用哪些防松方法和装置？ 一般情况下，螺纹联接满足自锁条件。但在变载荷、振动、局部受热膨胀等作用下会出现松脱。 常用的防松方法和装置有： 利用附加摩擦力防松：弹簧垫圈、对顶螺母、锁紧螺母等； 采用用专门防松元件防松：槽形螺母与开口销、止动垫片、圆螺母与止退垫圈、串联金属丝等； 不可拆防松：粘合、冲点、点焊等。 8如何判别左旋螺纹和右旋螺纹？机械中经常使用的是哪一种旋向的螺纹？ 若将螺纹轴线竖直放置，左旋螺纹的螺旋线自右向左升高，右旋螺纹则自左向右升高。 机械中经常使用的是右旋螺纹。 9松螺栓联接和紧螺栓联接的主要区别是什么？ 松螺栓联接和紧螺栓联接的主

7、要区别是：后者在装配时须施加预紧力拧紧，螺栓除了承受拉应力以外，通常还受扭剪应力的作用。 10常用的提高螺栓联接疲劳强度的措施有哪些？ 常用的提高螺栓联接疲劳强度的措施有： 增加被联接件的刚度； 减少螺栓的刚度； 改善螺纹牙间的载荷分布； 减少应力集中； 增大预紧力； 采用特殊工艺制造螺栓； 避免螺栓的附加应力。 第5章 带传动及链传动 1带传动一般应放在高速级还是低速级，为什么？ 带传动一般应放在高速级。 因为在传动功率一定的情况下，高速级转矩较小，较易发生振动。带传动放在高速级恰好发挥了其缓冲吸振的优点而避免了其传力较小的缺点。 2试说明带传动中的紧边拉力F1、松边拉力F2和有效拉力F及张

8、紧力F0之间的关系。 F1 = F2 ef1 F = F1F2 2F0 = F1 + F2 6带传动的主要失效形式有哪些？带传动的设计准则是什么？ 带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。 带传动的设计准则是：传动带在工作中不发生打滑且有足够的疲劳寿命。 7带传动为什么必须安装张紧装置？常用的张紧装置有哪些类型？ 带并非完全弹性体，工作一段时间后会发生松弛，使传动能力下降，所以带传动必须安装张紧装置。 常用的张紧装置的型式有： 调中心距：将装有小带轮的电动机安装在带有T型槽的基板或摆架上，通过调整螺旋或重力张紧； 张紧轮：装于松边内侧靠近大带轮处，通过调整螺旋或重力张紧。 10带传动中弹性

9、滑动是怎样产生的？造成什么后果？ 带传动中弹性滑动是由于带工作时紧边与松边之间的拉力差以及由此引起的带本身的弹性变形的变化所造成的，是不可避免的，其大小随工况变化而变化。 弹性滑动造成的后果是带传动的瞬时传动比不准确，不能应用于精密传动。 11带传动中打滑是怎样产生的？打滑的有害和有利方面各是什么？ 当带动负载所需的圆周力超过带与带轮间的极限摩擦力时，带传动发生打滑。 打滑的有害方面是带磨损加剧，功率损耗大，传动比不准，甚至丧失传动能力；有利方面是可以实现过载保护。 第6章 齿轮机构与齿轮传动 1一对齿轮的齿廓曲线应当满足什么条件才能保证其瞬时传动比为常数？ 为了保证一对齿轮啮合时瞬时传动比为

10、常数，其齿廓曲线必须满足： 无论一对齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线必须通过两齿轮轴心连线上的固定点C。 6什么叫渐开线齿廓的压力角？齿轮齿廓上什么圆上的压力角最大？什么圆上的压力角最小？什么圆上的压力角为标准值？ 渐开线齿廓上某点的的法线方向与该点速度方向之间所夹的锐角称为渐开线齿廓上该点的压力角。 齿轮齿廓上齿顶圆上的压力角最大，基圆上的压力角最小，分度圆上的压力角为标准值。 10用范成法加工渐开线齿轮时，在什么情况下会发生根切现象？发生根切的齿轮将引起什么不良后果？ 用范成法加工渐开线齿轮时，在齿数较少的情况下会发生根切现象。 根切的原因是范成法加工时刀具的齿顶线超过啮合极限

11、点N1。 发生根切的齿轮轮齿根部被削弱，弯曲强度下降，重合度减小。 12齿轮常见的失效形式有哪些？在设计和维护中应该怎样防止这些失效？ 齿轮常见的失效形式有5种： 断齿：弯曲强度计算，防止冲击过载； 齿面疲劳点蚀：接触强度计算，提高齿面硬度； 齿面磨损：良好润滑，开式传动适当加大模数； 齿面胶合：提高齿面硬度，降低粗糙度，两轮不同材质，低速用高粘度滑油，高速滑油加抗胶合添加剂，必要时胶合计算； 齿面塑性变形：用高粘度滑油，提高齿面硬度。 15直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的正确啮合条件是什么？ 直齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮模数m和压力角分别相等。 斜齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮法向

12、模数mn和法向压力角n分别相等，螺旋角1=2 直齿圆锥齿轮正确啮合条件：两轮大端模数me和压力角分别相等，且两轮外锥距必须相等。 第7章 蜗杆传动 1蜗杆传动有哪些特点？什么情况下适宜于采用蜗杆传动？ 蜗杆传动的特点是：传动比大，结构紧凑；工作平稳，无噪声；可以实现自锁；传动效率低。适用于中小功率，间歇工作，要求传动比大而结构紧凑，要求自锁的场合。 2蜗杆的标准模数和蜗轮的标准模数分别指的是哪一个面上的模数？ 蜗杆传动以中间平面为基准面，对于蜗杆来说是轴向，对于蜗轮来说是端面。所以，蜗杆的模数指的是其轴向模数，蜗轮的模数指的是其端面模数。 3试述蜗杆传动的正确啮合条件。 蜗杆轴向模数m a等于

13、蜗轮端面模数m t； 蜗杆轴向压力角a等于蜗轮端面压力角t； 蜗杆导程角1与蜗轮螺旋角2的大小相等，旋向相同。 4为什么要规定标准的蜗杆直径系数q？ 蜗杆直径系数q是蜗杆分度圆直径d1与模数m的比值(q = d1 /m )。规定标准的蜗杆直径系数，也就规定了每一种模数所对应的标准的蜗杆分度圆直径值，从而规范并减少了加工蜗轮的刀具种类。 5蜗杆传动为何不适合用于大功率连续传动？ 蜗杆传动齿面相对滑动速度高，传动效率低。若用于大功率连续传动，则一方面造成大量的能源消耗；另一方面会使散热困难，造成热量过多蓄积，温升过高，易发生齿面胶合。 7蜗杆传动的自锁现象是指什么？在什么条件下会产生自锁？ 蜗杆传

14、动的自锁现象，指的是蜗轮主动时，不能反过来带动蜗杆转动。 类似螺旋副的自锁，在蜗杆导程角小于或等于当量摩擦角的条件下会产生自锁。 9蜗杆传动的主要失效形式是什么？ 闭式蜗杆传动的主要失效形式是胶合和蜗轮点蚀；开式蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮磨损。 10蜗杆传动常采用的散热措施有哪些？ 蜗杆传动常采用的散热措施有： 蜗杆轴端安装风扇；箱体外加散热片；油池内加蛇形冷却水管；采用压力供油循环润滑方式。 第9章 轴、键联接、联轴器 1何谓心轴、转轴和传动轴，举例说明。 心轴：工作中主要或仅仅承受弯矩的轴，如活塞销轴、滑轮轴、列车车轮轴等。 传动轴：工作中主要或仅仅承受转矩的轴，如汽车传动轴、船舶中间轴

15、等。 转轴：工作中既承受弯矩又承受转矩的轴，如齿轮减速器轴等。 3轴结构设计时应考虑哪些主要问题？ 进行轴的结构设计时应考虑： 轴和轴上零件的定位； 轴上零件相对轴的固定； 加工和装配的工艺性； 减少应力集中。 4轴上零件的轴向固定方法有哪些种？各有什么特点？ 轴上零件的轴向固定方法有： 圆螺母：承载力大； 挡圈：承载力不大； 弹性挡圈：承载力不大； 轴端挡圈：用于轴端，承载力不大； 楔键：影响轴上传动零件的同心度； 销：对轴的削弱较大； 紧定螺钉：用于轮毂，承载力不大。 6如何提高轴的疲劳强度？ 提高轴的疲劳强度的措施有： 避免截面尺寸剧变； 加大过渡圆角； 加卸载槽； 避免在应力大的部位开

16、横孔、切口或凹槽。 7键联接有几种类型？各有何特点？适用于什么场合？ 键联接包括： 普通平键联接：分为A、B、C型，侧面工作，应用广泛； 导向平键联接：侧面工作，可对轴上零件导向； 半圆键联接：侧面工作，多用于锥形轴头； 楔键联接：分为普通楔键和钩头楔键，上下面工作，靠摩擦传力，有轴向固定作用，装拆方便，影响轴上零件与轴的同轴度； 花键联接：侧面工作，可对轴上零件导向，要求加工精度高，传递扭矩大； 9平键和楔键在结构、工作原理和使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？ 平键包括普通平键和导向平键，靠键和键槽的侧面挤压来传递扭矩，对轴上零件与轴的同轴度没有影响，结构简单，所以应用广泛。 楔键上面

17、有1：100的斜度，靠上下面的楔紧力所产生的摩擦力来传递转矩，有轴向固定作用，装拆方便，但影响轴上零件与轴的同轴度，所以常用于对同轴度要求不高的联接。 14常用联轴器有哪些主要类型？其结构特点及应用范围如何？ 联轴器包括固定式刚性、可移式刚性和弹性三大类。 1.固定式刚性联轴器包括： 凸缘联轴器：分为型和型，适用于便于对中、冲击较小、低速、大转矩场合； 套筒联轴器：靠套筒与两轴头间的配合对中，键或销传递转矩，结构简单，适用于便于对中、冲击较小、低速场合。 2.可移式刚性联轴器包括： 滑块联轴器：靠中间盘的两垂直凸榫与两个半联轴器的凹槽接合传递扭矩，适用于两轴间有一定径向位移、低速的场合； 齿式

18、联轴器：靠内外齿的接合传递扭矩，适用于两轴间有综合位移，大转矩的重要机械。 万向联轴器：靠十字轴销与叉形接头传递转矩，适用于两轴间有较大的角位移的场合，成对使用才能使两轴同步转动。 3.弹性联轴器包括： 弹性套柱销联轴器：靠弹性套柱销传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于两轴间有综合位移的场合； 弹性柱销联轴器：靠尼龙柱销传递转矩，结构简单，有一定缓冲吸振能力，适用于两轴间有轴向位移的场合； 蛇形弹簧联轴器：靠蛇形弹簧和凸齿传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于大功率的场合； 盖斯林格联轴器：靠键槽、径向层板弹簧和楔块传递转矩，缓冲吸振能力优良，适用于大功率的场合； 高弹性橡胶联轴器：靠特殊断面的橡胶环传

19、递转矩，有缓冲吸振能力，适用于两轴间有一定综合位移的场合； 轮胎联轴器：靠轮胎状橡胶环传递转矩，有缓冲吸振能力，适用于两轴间有一定综合位移的场合。 15万向联轴器为什么成对使用，成对使用时应注意什么问题？ 使用单个万向联轴器时，若输入轴角速度为1，则输出轴角速度2在1cos 1/cos之间变化。为了使输入轴与输出轴同步转动，必须成对使用万向联轴器。 成对使用时应注意： 中间轴两端的叉形接头必须安装在同一平面内； 输入轴与中间轴间的夹角必须与中间轴与输出轴间的夹角相等。 16摩擦离合器与牙嵌离合器工作原理有何区别？各应用在什么场合？ 摩擦离合器是通过压紧主、从动摩擦盘，利用结合面之间产生的摩擦力

20、来传递转矩的。在接合或分离过程中有打滑现象，造成功率损耗和发热。可以在任意转速下平稳地接合或分离。过载时发生打滑，可以实现安全保护。 牙嵌离合器是通过接合两个半离合器端面上的牙来传递转矩的。工作中可以保证主、从动轴的同步转动。适用于允许停车时或低速时接合主、从动轴的场合。 第10章 滚动轴承 3何谓滚动轴承的寿命、基本额定寿命和基本额定动载荷？ 滚动轴承寿命：滚动轴承中任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀时所经历的总转数或在一定转速下的工作小时数。 滚动轴承基本额定寿命：一批相同型号的轴承，在同样条件下运转，其中90的轴承尚未发生疲劳点蚀时的总转数L(10 6转)或在一定转速下的工作小时数L

21、h(h)。 滚动轴承基本额定动载荷：滚动轴承基本额定寿命正好为1时所能承受的最大载荷。 5滚动轴承为什么要进行轴向固定及间隙调整，有几种轴向固定方式？各适用于什么场合？ 为了使轴在工作时保持正确的位置并能承受轴向载荷，滚动轴承必须进行轴向固定。为了使滚动轴承处于良好的工作状态，既不在轴受热膨胀时卡死，又不出现过大的轴向窜动，也必须进行间隙调整。 有三种轴向固定方式： 两端支承均单向固定：适用于支承跨距较小，温升不大的情况； 一端支承双向固定，一端支承游动：适用于支承跨距较大，温升较大的情况； 双支承均游动：适用于小人字齿轮轴。 6滚动轴承组合设计时，应考虑哪些问题？为什么？ 滚动轴承组合设计时

22、，应考虑： 轴向位置固定； 间隙或游隙的调整； 与轴和机座孔的配合； 装拆等 7滚动轴承外圈与座孔，内圈与轴各采用什么配合制度，为什么？ 因为滚动轴承是标准部件，不允许对其进行再次加工，所以为了达到符合工作需求的配合，外圈与座孔采用基轴制配合，内圈与轴采用基孔制配合。 9滚动轴承轴系轴向固定的典型结构形式有三类：两端固定；一端固定、一端游动；两端游动。试问这三种类型各适用于什么场合？ 两端支承均单向固定：适用于支承跨距较小，温升不大的情况； 一端支承双向固定，一端支承游动：适用于支承跨距较大，温升较大的情况； 双支承均游动：适用于小人字齿轮轴。 10滚动轴承的装、拆方法如何？应注意哪些事项？

23、安装方法：压力机压入，温差法安装，手锤通过装配套管打入。 拆卸方法：用滚动轴承拉卸器。 不允许用手锤直接敲打轴承。 第11章 滑动轴承 1按摩擦面间的润滑状况，滑动摩擦可分为哪几种？ 按摩擦面间的润滑状况，滑动摩擦可分为： 干摩擦； 边界摩擦； 流体摩擦； 混合摩擦。 5滑动轴承有几种摩擦润滑状态？各有何特点？ 滑动轴承的摩擦润滑状态有两种： 非液体摩擦滑动轴承：摩擦面间的摩擦状态为边界摩擦或混合摩擦； 液体摩擦滑动轴承：摩擦面间的摩擦状态为流体摩擦，根据其形成机理的不同，又可分为动压轴承和静压轴承。 6非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是什么？计算p、pv值的基本出发点及意义？ 非液体摩擦滑动

24、轴承的主要失效形式是轴瓦的过度磨损和胶合。 非液体摩擦滑动轴承应以维持边界摩擦状态为计算准则。通过限制平均压强p来防止工作面间的润滑油被完全挤出，以保证轴瓦不产生过度磨损；通过限制与摩擦功率有关的pv值来防止因温升过高而导致胶合。 8常用的连续式润滑方式有哪些？ 常用的连续式润滑方式有： 油芯润滑；滴油润滑；油环或油链润滑；飞溅润滑；油雾润滑；压力供油润滑。 9什么叫动压轴承和静压轴承？ 动压轴承：利用轴颈和轴瓦表面间的相对运动，将流体润滑剂带入两者间的楔形间隙，从而形成具有压力的流体膜来支承轴颈的滑动轴承。 静压轴承：在轴颈和轴瓦表面间用足以平衡外载的压力输入润滑油，从而将两表面隔开的滑动轴

25、承。 10常用的密封装置有哪些？ 常用的密封装置有： 动密封：O形密封圈密封、唇形密封圈密封、毡圈密封、间隙密封、迷宫式密封、填料箱密封、机械密封。 静密封：研合面密封、垫片密封、密封胶密封。 第12章 机械速度波动的调节 1机械的周期性速度波动和非周期性速度波动各有何特点？各用什么方法加以调节？ 机械的周期性速度波动，其速度的波动呈现有规律的周期性变化。每经过一个运动周期，速度恢复初始状态。就一个运动周期而言，驱动功等于阻力功；但在任一时间微段内，驱动功不等于阻力功，存在盈亏功。 非周期性速度波动，其速度的变化往往是突然的，没有一定的规律或周期。在一段时间内，驱动功总是不等于阻力功，始终出现

26、盈功或亏功。 前者通过安装飞轮进行调节，后者用调速器加以调节。 2什么是机械运转的平均速度及不均匀系数？说明机械周期性速度波动的调节原理。 机器运转的平均速度m = (max + min) / 2。 机器运转速度不均匀系数 = (max - min) / m 。 利用飞轮来调节机械周期性速度波动。在出现盈功时飞轮吸纳能量，出现亏功时飞轮释放能量。因为飞轮本身的转动惯量很大，所以速度波动的幅度得到减小。 6在确定飞轮转动惯量J时，不均匀系数是否选得愈小愈好？为什么？ 在确定飞轮转动惯量J时，只要不均匀系数在许用范围内即可。 根据公式 J = 900Amax / (n)，不均匀系数选得过小，会造成

27、飞轮尺寸过大，占用空间尺寸大，成本高。 第13章 回转件的平衡 1哪些构件需静平衡？哪些构件需动平衡？二者有何区别？所谓“平衡”实际上是平衡什么力？ 宽度不大的盘形转子需要进行静平衡；宽度较大的转子需要进行动平衡。 静平衡的条件是使转子上各偏心质量所产生的离心惯性力的合力为零；动平衡的条件除了这一条以外，还要使各偏心质量所产生的离心惯性力的合力偶矩也为零。 所谓“平衡”实际上是平衡转子上的偏心质量所造成的离心惯性力系。 2满足静平衡的构件是否就已动平衡？而已动平衡的构件是否一定就静平衡？ 根据静平衡和动平衡的条件，满足静平衡的构件不一定动平衡；而已动平衡的构件一定是静平衡的。 3质径积m表示什么意思？ 重径积m是个向量，相对地反映了离心惯性力的大小和方向；该向量的大小等于转子上的偏心质量与该偏心质量的质心到回转轴心距离的乘积，向量的方向与相同。