2022年完整word版,机械设计分析题汇总.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、强度分析题,较难, 10 分题目 滚动轴承运转时,工作温度影响轴承游隙量;1. 试分析内、外圈及滚动体三者的热膨胀关系;2. 分析温度上升后,轴承游隙是增大仍是减小;3. 导出因热膨胀差使轴承游隙变化的近似估算式 设线膨胀系数 外圈温差 t =5100 C,外圈滚道直径为 D2 ;=12.5 10-6 C -1,内参考答案 1.轴承箱散热成效一般比轴好,所以外圈温度最低;轴承内部零件温度比外圈高:滚动体温度最高,内圈温度次之;所以内圈、滚动体热膨胀值均比外圈大;2. 因外圈热膨胀值小于内部零件热膨胀值,使游隙削减;3. 径向游隙削减量 tD
2、2(粗略运算);何谓牢靠度 Rt.并写出 Rt的表达式,一般机械设计手册中给出的疲惫极限 1的可靠度是多少 .参考答案 1.产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率;2. Rt= 该产品到时间 t 的牢靠度 ;3. 一般手册中给出的疲惫极限 1的牢靠度 R=50;二、摩擦磨损润滑 分析题,中,5 分题目 何谓腐蚀磨损?单纯的腐蚀现象与腐蚀磨损有无差别?参考答案 1.在摩擦过程中, 摩擦表面与四周介质发生化学反应或电化学反应的磨损称为腐蚀磨损;名师归纳总结 2. 单纯的腐蚀现象可在没有摩擦条件下产生,它不能定义为腐蚀磨损; 只有当腐第 1 页,共 18 页蚀现象与机械磨损过程相混合,同时
3、起作用的磨损,才称为“ 腐蚀磨损” ;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 试分析与判定图中板间流体能否建立压力油膜;参考答案 b)、 d)、 e)可能建立压力油膜,其余情形不行能;分析:b)存在收敛油楔;d)情形存在收敛油楔;情形不能形成压力油膜;e)情形:分析同上;f )情形:名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 情形:由于 v2v1,构成发散油楔,不能形成压力油膜;情形不能形成压力油膜;零件的正常磨损分为几个阶段(画出磨损量 参考答案 q-时间 t 图),各阶段有何特点?.跑
4、合磨损阶段:机器使用(磨合)初期发生,磨损率 =dq/dt 先大、逐步减小到稳固值,由于新摩擦表面经磨合后,接触面积增大,下降;. 稳固磨损阶段:磨损速度缓慢且稳固,慢,使用寿命越长;常量,曲线斜率越小,磨损速度越. 猛烈磨损阶段:经过稳固磨损阶段后,零件精度下降,间隙增大,润滑恶化,导致工作条件恶化,磨损猛烈,零件快速报废;为什么说库伦摩擦定律只能近似地反映摩擦现象的规律,的局限性?参考答案 在实际应用中存在肯定1)库伦摩擦定律认为:滑动摩擦力大小与接触面积无关,只适用于粗糙表面,而对于光滑表面, 在接触表面之间显现猛烈的分子吸引力,所以摩擦力将与接触面积成正比 ;不适用光滑表面:表面愈光滑
5、,按库伦定律,摩擦力愈小,实际上 相反,对于光滑表面,表面愈光滑,摩擦力也愈大;2)“ 滑动摩擦力大小与滑动速度无关” 不适用于滑动速度大的场合,该情形下,仍与速度有关;3)F= 公式不适用于极硬材料或极软材料;何谓磨粒磨损?零件工作表面的硬度与磨粒的硬度间关系对磨粒磨损寿命有什 么影响?名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案 1.硬质颗粒或摩擦表面的硬质突出物,在摩擦过程中引起材料脱落的现象称为“ 磨粒磨损” ;2. 影响方面:试验讨论说明,金属材料的硬度Hm应比磨粒硬度 Ha大 30以上,使磨粒磨损处于低磨
6、损区,就可保证肯定的使用寿试述氧化磨损属于哪类磨损?并简述温度、影响;参考答案 1.属于腐蚀磨损类;环境、磨损速度等对氧化磨损程度的2.1 )温度高,环境潮湿条件下,加剧氧化磨损速度;2)因氧化膜在金属表面的增长率(氧化膜生成速度)是随时间变化的(如钢铁表面按指数规律降低) ,通常氧化作用快速减慢 (除非氧化膜因摩擦作用而被剥 落),所以磨损速度小于氧化速度时,就表面存有氧化膜,起爱护表面作用;反 之,磨损速度大于氧化速度,就极易磨损;有哪些措施可减轻粘着磨损?举出三种; 参考答案 1.合理挑选摩擦副材料;2. 采纳含有油性和极压添加剂的润滑剂;3. 限制摩擦表面的温度,限制 pv 值;4.
7、掌握压强 :; H为硬度值; 为什么具有边界膜的两摩擦表面在边界摩擦状态时,一般会发生磨损?参考答案 因边界膜一般极薄, 通常只几个分子层厚, 一般膜厚远远小于两表面的加工粗糙 度,故磨损不行防止;四、其他、综合应用题分析题,中,3 分题目 简述把机器分为几个部件有什么好处?名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案 便于设计、加工、装配、修理、更换、运输、标准化和通用化试画出图示三种情形下,轴所受的扭矩图;参考答案 什么是等强度设计?在设计中如何应用?参考答案 一个机器的各零件或一个零件对于各种失效方式具有同样的
8、承载才能;1)使各部分等强度,防止某些部分强度过大,最大限度地发挥材料的作用;2)有意设置薄弱环节,过载时失效,使其他部分在过载时,不致损害而得到保 护;五、螺纹联接分析题,较易, 5 分 题目 管螺纹的公称直径是指什么直径?为什么管子上的螺纹通常采纳细牙螺纹或圆 锥螺纹?参考答案 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 管螺纹的公称直径指管子的通径 (内径);管螺纹采纳细牙螺纹主要是考虑薄壁;管螺纹采纳圆锥螺纹主要是保证紧密性,无需填料,密封简洁;常用螺纹的主要类型有哪些?其主要用途是什么?参考答案 常用螺纹的主要类型
9、有一般螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹;前两种主要用于联接,后三种主要用于传动;与粗牙螺纹相比,细牙螺纹有什么特点?参考答案 公称直径相同时, 细牙螺纹的螺距小, 因而细牙螺纹小径较大, 升角和导程较小,细牙螺纹强度较高,自锁性较好,多应用于薄壁零件,或受变载、冲击及振动的联接中;螺纹升角 的大小,对螺纹副的自锁性和效率有何影响?试简述之;参考答案 螺纹升角 愈小,自锁性能愈好,因自锁条件 为当量摩擦角;螺纹升角 愈小,效率愈低,因螺纹副效率 的公式为;图示说明环形螺母的两种装配方法,请说明哪种合理,为什么?参考答案 图 b 合理;下面受力最大处螺母的刚度得以减小,度方向各圈受力较
10、匀称;螺纹受力向上分移, 在螺母高名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 十一、圆柱齿轮传动分析题,中, 5 分 题目 设计一对闭式齿轮传动, 如先按接触疲惫强度设计, 再按弯曲疲惫强度校核时发 现强度不够,可实行哪些改进措施(说出两条)?并说明理由;参考答案 1)转变齿轮材料,提高;2)中心距不变,削减齿数,增大模数,F ,弯曲强度;3)适当增大齿宽 b,F ;一对传动比大于 1 的标准齿轮啮合时, 哪个齿轮的齿面接触应力较大?哪个齿轮 的齿根弯曲应力较大?为什么?参考答案 两轮齿面接触应力相等,由于互为反作用力;小齿
11、轮的齿根弯曲应力较大, 由于 F FYFaYSa/ mb ,两轮作用力 F 相等,齿宽 b1=b2,模数 m相同,而小轮齿根较薄,使齿形系数 YFa较大, YSa小一些,但乘积 YFaYSa 较大,故齿根弯曲应力较大;齿轮的制造精度对齿轮传动有何影响?在齿轮强度运算公式中它反映在哪些参 数中?参考答案 1)影响齿轮传递运动的精确性;影响齿轮传动的平稳、振动和噪声,以及机床 的加工精度; 影响轮齿在啮合过程中实际接触面积,即影响齿轮传动的强度和磨 损寿命;2)反映在 Kv、K、K 参数中;斜齿圆柱齿轮传动如下列图; 1主动轮 1 螺旋线方向是 _旋(如图示);2在图中画出从动轮所受三个分力的方向
12、和螺旋线方向;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案 右,力分析见图;一对直齿圆柱齿轮传动,在传动比、中心距、载荷等其它条件不变时,如减小模 数并相应增加齿数, 试分析对弯曲疲惫强度和接触疲惫强度有何影响,并说明对 闭式传动,如强度答应,这样做有无好处,为什么?参考答案 1)弯曲疲惫强度降低,接触疲惫强度不变;2)有好处;增大重合度,使传动平稳;削减切削加工量,省工时,经济;试分析齿轮轮齿折断失效的缘由及预防方法;参考答案 1)齿轮工作时,轮齿像一个悬臂梁,在齿根处产生的弯曲应力最大;再加上齿 根过渡部分尺寸的
13、变化,及沿齿宽方向留下的加工刀痕等引起的应力集中等影响;又齿根处弯曲应力为变应力,故使轮齿产生疲惫折断; 轮齿受尖峰载荷时也会发生折断现象;偏载仍会产生局部折断;名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2)增大齿根过渡圆角半径,排除加工刀痕,降低应力集中;增大轴及支承的刚 度,减小局部受载程度;使轮齿芯部有足够的韧性;齿根处实行强化措施;齿根 疲惫应力小于许用应力; 尖峰载荷产生的弯曲应力小于静载许用应力;对偏载在 载荷分布系数中考虑;此外,仍应限制齿宽系数,采纳鼓形齿,提高齿向精度、轴的平行度等;在不转变材料和尺寸的情
14、形下,如何提高轮齿的抗折断才能?参考答案 可实行如下措施:1减小齿根应力集中;2增大轴及支承刚度;3采纳适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4对齿根表层进行强化处理;十二、圆锥齿轮传动分析题,较易,5 分题目 直齿锥齿轮所受的法向力Fn认为是作用在何处?为什么?参考答案 强度运算时是直齿锥齿轮所受法向力Fn认为是作用在齿宽中点处;由于齿轮的受力分析时是把沿齿宽均布载荷作为集中载荷处理的;用齿宽中点的当量齿轮进行的;图示一对直齿锥齿轮传动, 轮 1 主动,轮 2 转向如图示, 试在图上画出轮 2 所受各分力的方向,并写出轮参考答案 1)各分力见图;1 和轮 2 各分力之间的对应关系;2)Ft1=Ft
15、2,Fa1=Fr2,Fr1=Fa2名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 锥齿轮分度圆直径 d、顶圆直径 da、大端模数 m、平均模数 mm、锥距 R 中,哪些应当取标准值,哪些不应当圆整?参考答案 大端模数 m 应取标准值,其余均不应当圆整;说明为什么大锥齿轮的轮毂一般取较宽的尺寸;参考答案 由于锥齿轮有较大的轴向力,而轮的宽度较窄,所以要取较宽的轮毂;直齿锥齿轮传动适用于什么传动形式?参考答案 适用于相交轴间的传动;十三、蜗杆传动分析题,中, 5 分 题目 蜗杆传动变位的特点是什么?参考答案 1)只能对蜗轮进行变位,
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