华东理工-机械设计-复习思考题-含答案.docx

第1章复习思考题1、通用零件和专用零件有何区别？通用零件是指在各种机器中广泛使用的零件，所谓专用零件是指只在某一类特定的机器中使用的零件。2、机械设计的内容涵盖哪些方面？机械设计的内容：包括应用新的原理或新的概念，开发创造新的机器，改进现有机器或再设计。3、本课程的学习目的是什么？综合运用各种机械零件、各种机构，掌握设计机械传动装置和一般机械的能力4、设计机器应满足的要求有哪些？设计机器时：首先应满足功能要求，在此基础上还要考虑满足使用方便、安全可靠、环保、经济合理、外形美观、体积小、重量轻、能耗小、效率高等多种要求5、常用设计方法有哪几种？内插式设计、外推式设计、开发性设计6、机器的一般设计程序是怎样的？1调查研究、制订开发计划书 2初步设计阶段 3绘制装配图和零部件图 4样机试制和技术经济评价 5产品定型、投放市场 7、何谓零件的工作能力准则？设计时要根据可能发生的失效形式，确定零件在强度、刚度、振动稳定性、耐磨性、温度等各方面必须满足的条件8、零件的一般设计步骤如何？1确定零件的载荷 2选择零件的材料 3确定零件的尺寸 4零件图绘制 9、何谓机械零件的“三化”？标准化、系列化、通用化 10、国标代号是什么？GB第2章复习思考题1、何谓零件的失效？常见形式有哪些？失效：机械零件在工作时出现丧失工作能力或达不到设计要求性能的现象；常见的失效形式有：（1）整体断裂；（2）过大的弹性变形或残余变形；（3）零件表面的破坏（过度磨损、过度腐蚀、接触疲劳破坏、过热等）；（4）不能满足工作条件所导致的失效（联接的松动、压力容器和管道的泄漏、运动精度达不到要求、皮带传动出现打滑现象、滑动轴承的油膜压力太小、转动速度与固有频率重合而发生共振等）。2、载荷、应力各如何分类？基本变应力有哪几种？用哪些参数描述变应力？静载荷：不随时间变化、变化缓慢或者变化幅度相对很小的载荷。如零件所受到的重力、锅炉稳定工作时所受到的压力等。变载荷：随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷。如汽车齿轮箱中的齿轮、轴、轴承等所受的载荷均为变载荷。应力体应力静应力变应力对称循环变应力非对称循环变应力脉动循环变应力表面应力最大应力、最小应力、平均应力、应力幅、循环特性3、如何判断零件受力类型？五个参数中任意取出两个就可以准确地描述一个应力的性质。4、两种判断零件强度的方式是什么？两种计算准则：一种是根据许用应力建立的计算准则，另一种是根据安全系数建立的计算准则5、安全系数如何选择？其大小会产生什么影响？安全系数：零件所能承受的极限应力与实际应力的比值,它反映的是零件的安全工作程度；安全系数如果选择过大，则造成材料浪费、机器笨重、加工运输困难、成本提高等一系列问题。安全系数过小，则可能导致不安全；许用安全系数的确定要考虑：（1）载荷和应力的性质和计算的准确程度；（2）运行条件的平稳程度（是否有冲击载荷）；（3）材料的性质和材质的均匀程度；（4）零件的重要程度；（5）工艺和探伤水平；（6）环境是否具有腐蚀性。安全系数的选择原则：在保证安全、可靠的前提下，尽可能选用较小的安全系数。6、提高零件强度有哪些措施？（1）合理布置零件，减少零件所受到的最大载荷（2）采用等强度结构 （3）减小载荷和应力集中 （4）选用合理截面 （5）对零件表面进行强化处理 7、表面强度有哪几种？如何计算挤压和磨损强度？表面挤压强度：是指零件表面抵抗表面挤压破坏的能力。表面接触强度：是指高副接触的表面抵抗接触破坏的能力表面磨损强度：对于滑动速度低、载荷较大，可以通过限制工作表面的压强进行计算，以限制过度磨损：滑动速度较高时，要限制摩擦功耗（限制pv值），以免工作温度过高而使润滑失效：对高速情况，还要限制滑动速度，以免由于速度过高而加速磨损：8、何谓刚度和柔度？刚度不足会产生什么影响？影响刚度的因素有哪些？刚度：零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力；刚度：一般用产生单位弹性变形所需要的外力或力矩进行表示；柔度：与刚度对应，用单位外力或力矩所产生的弹性变形表示。刚度对机械零件的影响主要包括：（1）刚度不足将影响机器的正常工作，比如轴弯曲过大使得轴颈处发生干涉；（2）机械加工中，被加工零件和加工设备的刚度必须满足一定的要求，否则会造成过大的加工误差；（3）刚度的满足也是保证强度的重要因素之一。对于受压长杆、受外压的压力容器，变形稳定性是决定其强度的关键，要提高承载能力就必须首先提高刚度；（4）零件的自振频率也取决于刚度的大小。刚度大则固有频率高，刚度小则自振频率低，对于那些对频率有要求的零件，改变刚度是重要的措施之一；（5）对于弹簧等弹性元件，保证其具有一定的柔度是设计中要满足的条件材料的弹性模量通过改变支承方式可以大大提高刚度 通过预紧装配实现刚度提高9、根据冲击模型推导解释冲击载荷的危害及如何缓和冲击作用。减缓冲击所引起的破坏作用。比如：采用能增大零件弹性变形的结构；采用弹性模量低的材料以获得大的弹性变形；增加橡胶垫、弹簧等缓冲零件吸收冲击能；尽量消除或减小联接间的间隙，防止由于间隙过大引起的冲击载荷。10、何谓振动、共振及失稳？稳定性计算的准则是什么？减轻振动的措施有哪些？振动：就是机械零件发生周期性变形的现象。引起振动的因素：由往复运动零件产生的惯性力和由摆动零件产生的惯性力矩；由转动零件的不平衡产生的离心力；周期性作用的外力等。描述振动的参数：振幅和频率。共振现象：当零件的自振频率和外来周期性刺激力变化频率相等或者接近的时候，将导致振幅急剧增大，出现失稳现象，即丧失振动稳定性。振动零件计算的准则：使零件的自振频率与外来作用的频率既不相等也不接近。减轻振动的一般措施：（1）尽量采用对称结构（如花键联接）、减少悬臂长度、缩短中心距等；（2）对转动零件进行平衡，尽量满足动、静平衡条件；（3）采用阻尼作用消耗引起振动的能量，比如设置滑动轴承的油膜阻尼器、液压缸端部的阻尼孔等；（4）设置隔振零件，比如加装弹簧、橡胶垫、隔振层等都具有减振作用。11、什么是可靠度？产品在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的可靠程度；第3章复习思考题1、机械零件疲劳强度计算方法有哪两种？许用应力计算准则，许用安全系数计算准则2、零件的疲劳断裂过程分为哪几个过程？断裂面有何特点？何谓疲劳极限？对于表面无缺陷的金属材料，疲劳断裂的过程一般由两个阶段构成：第一个阶段是零件表面上应力较大位置的材料发生剪切滑移，产生初始裂纹，形成疲劳源，疲劳源的个数可以是一个或多个，与表面的缺陷数目有关；第二个阶段为裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形，使裂纹扩展直至发生疲劳断裂。对于实际的零件疲劳过程来说，由于材料内部存在夹渣、缺陷、微孔，表面存在划伤、微裂纹、酸洗等形成天然疲劳源，因此零件的疲劳破坏过程一般都是从第二阶段开始的。疲劳断面的特征为：(1)、断裂面由光滑的疲劳发展区和粗糙的脆性断裂区所构成；(2)、有以疲劳源为中心，同心弧状的前沿线；(3)、自疲劳源向外放射的垄沟条纹。疲劳极限-在循环特性一定的变应力作用下,经过N次循环作用而不发生疲劳破坏的最大应力称为疲劳极限 (srN或trN)3、什么叫疲劳曲线？分为哪几个区？KN, N0,m,r的几何意义及如何确定？r对srN如何影响？疲劳曲线-循环次数N与疲劳极限srN或trN之间的关系曲线疲劳曲线上每一点所对应的应力 或 称为疲劳极限，表示循环次数N下材料不发生疲劳破坏的应力最大值。钢在受到弯曲、拉压和扭转剪切作用时的疲劳极限值不同，但疲劳曲线具有大致相似的形状。 m为随材料和应力而定的指数，一般对于受拉应力、弯应力和切应力的钢取m=9，受接触应力的钢取m=6；N0为与材料性质有关的循环基数，钢的硬度愈高，其循环基数就愈大。一般来说，硬度350HB的钢，N0106107，硬度>350HB的钢N010×10725×107，有色金属N025×107。通常的金属材料都是在107循环次数下试验取得的，所以在进行计算时常取N0107。C和C为试验常数。N0左侧的水平直线段的含义为：当NN0或者说当作用在材料上的疲劳应力小到 时，疲劳极限不再随循环次数的增加而降低。 循环特性r 对疲劳曲线的影响：循环特性的变化范围为+1>r>-1，不同循环特性的应力作用下的材料的疲劳曲线具有相似性，在同样的循环次数下，r的数值愈大， 也愈大。这也说明，在所有的循环应力中，对称循环应力（r= -1）的疲劳破坏作用最强。4、什么是极限应力图？如何绘制简化？三种简化方法5、影响零件疲劳强度的主要因素有哪些？如何加以修正？铸铁件为何不考虑应力集中？高强度钢零件为何表面要求加工质量较高？综合影响系数如何定义？它只影响什么？6、何谓稳定变应力、非稳定变应力？怎样对随机非稳定变应力进行处理？7、如何在极限应力图中绘制许用极限应力图？工作应力增长的方式有哪几种？8、许用极限应力图中的塑性安全区及疲劳安全区如何划分？每个区中的安全系数如何计算？复合应力作用下安全系数如何计算？9、什么是疲劳损伤积累假说？规律性非稳定变应力作用下零件的安全系数如何计算？第4章复习思考题1、什么叫摩擦、摩擦力、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦、流体润滑、混合润滑、固体润滑？2、摩擦特性曲线分为哪几个阶段？3、摩擦的粘着理论如何解释摩擦的产生？4、边界膜有哪几种？各有何特点？5、什么叫磨损？其过程分为哪几个阶段？影响磨损的因素有哪些？6、常见磨损类型有哪些？7、什么叫轴承数？什么叫流体动力润滑和弹性流体动力润滑？什么叫流体静压润滑？ 8、如何判断润滑所处的状态？9、润滑剂有哪几种？各有何特点？10、润滑剂通常有哪些指标？什么叫添加剂？11、粘度是如何定义的？常用单位是什么？12、温度和压力是如何影响粘度的？第5章复习思考题1、键联接有哪些类型？以何种最为常用？2、平键、楔键各有何特点？平键联结的强度条件是什么？3、花键联接有何优点？各适用于什么工况？4、矩形及渐开线花键的定心方式有哪几种？5、如何校核花键联接的强度？6、销联接有哪几种？作用是什么？