2022年机械设计简答题汇总.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计简答题汇总（考研复习必备）答：材料的长久疲惫极限第三章强度ND ,不同的材料有不同的ND r 所对应的循环次数为值,有时 ND 很大；为了便于材料的疲惫试验,人为地规定一个循环次数 N 0 ,称为循环基数,所对应的极限应力 r 称为材料的疲惫极限；r和 ND 为材料所固有的性质,通常是不知道的,在设计运算时,当 NN 0 时,就取 rN = r ；答：在对称循环时,K 是试件的与零件的疲惫极限的比值；在不对称循环时,K 是试件的与零件的极限应力幅的比值；K 与零件的有效应力集中系数 k 、尺寸系数 、表面质量系数 和强化系数 q有关；

2、K 对零件的疲惫强度有影响,对零件的静强度没有影响；答：承担循环变应力的机械零件,当应力循环次数N 103时,应按静强度条件计算；当应力循环次数 N 103 时,在肯定的应力变化规律下,假如极限应力点落在极限应力线图中的屈服曲线 GC 上时,也应按静强度条件运算；假如极限应力点落在极限应力线图中的疲惫曲线 AG 上时,就应按疲惫强度条件运算；答：该假说认为零件在每次循环变应力作用下,造成的损耗程度是可以累加的；应力循环次数增加,损耗程度也增加,两者满意线性关系；当损耗达到 100时,零件发生疲惫破坏；疲惫损耗线性累积假说的数学表达式为ni/Ni1；答：影响机械零件疲惫强度的主要因素有零件的应力

3、集中大小,零件的尺寸,零件的表面质量以及零件的强化方式；提高的措施是：1）降低零件应力集中的影响；2）提高零件的表面质量；3）对零件进行热处理和强化处理；4）选用疲惫强度高的材料；5）尽可能地削减或排除零件表面的初始裂纹等；第四章 摩擦、磨损及润滑答：膜厚比 是指两滑动表面间的最小公称油膜厚度与两表面轮廓的均方根偏差的比值,边界摩擦状态时 1,流体摩擦状态时 3,混合摩擦状态时1 3；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：润滑剂的极性分子吸附在金属表面上形成的分子膜称为边界膜；边界膜按其 形成机理的不同分为吸附膜和

4、反应膜,吸附膜是由润滑剂的极性分子力（或分子的化 学键和力）吸附于金属表面形成的膜,反应膜是由润滑剂中的元素与金属起化学反应 形成的薄膜；在润滑剂中加入适量的油性添加剂或极压添加剂,都能提高边界膜强度；答：润滑油的粘度即为润滑油的流淌阻力；润滑油的粘性定律：在液体中任何点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比（即= *.y/.u）；在摩擦学中,把凡是听从粘性定律的流体都称为牛顿液体；答：粘度通常分为以下几种：动力粘度、运动粘度、条件粘度；按国际单位制,动力粘度的单位为 Pa s（帕 秒）,运动粘度的单位为 m 2/s,在 我国条件粘度的单位为 Et（恩氏度）；运动粘度 t 与条件粘度 E 的换

5、算关系见式（45）；动力粘度 与运动粘度 t 的关系见式（4 4）；答：流体动力润滑是利用摩擦面间的相对运动而自动形成承载油膜的润滑；流体静力润滑是从外部将加压的油送入摩擦面间,强迫形成承载油膜的润滑；区分：流体静力润滑的承载才能不依靠于流体粘度,故能用低粘度的润滑油,使 摩擦副既有高的承载才能,又有低的摩擦力矩；流体静力润滑能在各种转速情形下建 立稳固的承载油膜；答：流体动力润滑通常讨论的是低副接触零件之间的润滑问题；弹性流体动力润 滑是讨论在相互滚动（或伴有滑动的滚动）条件下,两弹性体之间的润滑问题；流体动力润滑把零件摩擦表面视为刚体,并认为润滑剂的粘度不随压力而转变；弹性流体动力润滑考虑

6、到零件摩擦表面的弹性变形对润滑的影响,并考虑到润滑剂的 粘度随压力变化对润滑的影响；第七章 螺栓答：常用螺纹有一般螺纹、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；答：螺纹的余留长度越长,就螺栓杆的刚度Cb 越低,这对提高螺栓连接的疲惫强度有利；因此,承担变载荷和冲击载荷的螺栓连接,要求有较长的余留长度；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：由于在冲击、振

7、动和变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能削减或瞬时消 失,高温顺温度变化大的情形下,也会使连接松脱；机械防松：开口销和六角开槽螺母、止动垫片、串联钢丝 摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫片、自锁螺母；破坏螺旋副运动关系防松：铆合、冲点、涂胶粘剂；答：一般螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂,设计准就是保证螺栓 的静力拉伸强度或疲惫拉伸强度；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 准就是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度；答：一般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,0r 1；所受横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷

8、为 静载荷,r = +1；答：在螺纹连接中,约有1/3 的载荷集中在第一圈上,第八圈以后的螺纹牙几乎不承担载荷；因此采纳螺纹牙圈数过多的加厚螺母,并不能提高螺纹连接的强度；采纳悬置螺母,环槽螺母,内斜螺母以及钢丝螺套,可以使各圈螺纹牙上的载荷 分布趋于匀称；第六章 键的连接答：两平键相隔 180 布置,对轴的减弱匀称,并且两键的挤压力对轴平稳,对 轴不产生附加弯矩,受力状态好；两楔键相隔 90 120布置；如夹角过小,就对轴的局部减弱过大；如夹角过大,就两个楔键的总承载才能下降；当夹角为 180 时,两个楔键的承载才能大体上只相当于一个楔键的承载才能；因此,两个楔键间的夹角既不能过大,也不能过

9、小；半圆键在轴上的键槽较深,对轴的减弱较大,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,一般不采纳两个半圆键；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；第八章 带传动答：如大带轮上的负载为恒功率负载,就转速高时带轮上的有效拉力小,转速低时有效拉力大；因此,应当按转速为500r/min 来设计带传动；如大带轮上的负载为恒

10、转矩负载,就转速高时输出功率大,转速低时输出功率小；因此,应当按转速为 1000r/min 来设计带传动；答：由于单根一般 V 带的基本额定功率 P0 是在 i=1（主、从动带轮都是小带轮）的条件下试验得到的；当 i1 时,大带轮上带的弯曲应力小,对带的损耗削减,在 相同的使用寿命情形下,答应带传递更大一些的功率,因此引入额定功率增量P0；答：在带传动中,带的弹性滑动是由于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,是不行防止的；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

11、滑动,打滑是带传动的一种失效形式,是可以防止的；打滑第一发生在小带 轮上,由于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；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,带的传动才能没有得 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（由于P=Fv）,带的传动才能没有得到充分利用；带速 v 过大,离心力使得带的传动才能下降过大,带传动在不利条件下工作,应当防止；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：带

12、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 过大的优缺点就相反,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,带的传动才能过小,带的传动才能没有得到充分利用；初拉力F0大,就带的传动才能大,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；假如带传动传递的功率的确很小,只需要一根小型号的带就可以了

13、,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匀称（带长偏差造成）改换带的型号重新进行设计；,每根带的才能得不到充分利用,应当答：输送机的 F 不变,v 提高 30%左右,就输出功率增大 30%左右；三种方案都可以使输送带的速度 v 提高,但 V 带传动的工作才能却是不同的；（ 1） d d 2 减小,V 带传动的工作才能没有提高（P0 , K L, K a , P0 基本不变）,传递功率增大 30%将使小带轮打滑；故该方案不合理；（ 2） dd1 增大,V 带传动的工作才能提高（P0 增大 30%左右,K L , K a ,P0 基本不变）,故该方案合理；

14、（ 3） D 增大不会转变V 带传动的工作才能；故该方案不合理；答：应全部更换；由于带工作一段时间后带长会增大,新、旧带的长度相差很大,这样会加剧载荷在各带上安排不均现象,影响传动才能；第九章 链传动答：国家标准中没有规定详细的链轮齿形,仅规定了最小和最大齿槽外形及其极 限参数,实际齿槽外形位于最小与最大齿槽外形之间,都是合适的滚子链齿形；答：小链轮的齿数 z1 过小,运动不匀称性和动载荷增大,在转速和功率给定的情 况下,z1 过小使得链条上的有效圆周力增大,加速了链条和小链轮的磨损；小链轮齿数 z1 过大将使的大链轮齿数 z2 过大,既增大了链传动的结构尺寸和重量,又造成链条在大链轮上易于跳

15、齿和脱链,降低了链条的使用寿命；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：链的节距越大,就链条的承载才能就越大,动载荷也越大,周期性速度波动的幅值也越大；在高速、重载工况下,应挑选小节距多排链；答：链传动的中心距一般取为a0=3050pp 为链节距 ；中心距过小,单位时间内链条的绕转次数增多,链条的磨损和疲惫加剧,链的使用寿命下降；中心距过小就 链条在小链轮上的包角变小,链轮齿上的载荷增大；中心距过大,就链条松边的垂度过大,链条上下抖动加剧,且链传动的结构尺寸 过大；第十章 齿轮答：减小齿根处的应力集中；增大轴和轴承处

16、的支承刚度；采纳合适的热处理方 法,使齿面具有足够硬度,而齿芯具有足够的韧性；对齿根表面进行喷丸、滚压等强 化处理；答：在节线邻近通常为单对齿啮合,齿面的接触应力大；在节线邻近齿面相对滑 动速度小,不易形成承载油膜,润滑条件差,因此易显现点蚀；在开式齿轮传动中,由于齿面磨损较快,在点蚀发生之前,表层材料已被磨去,因此,很少在开式齿轮传动中发觉点蚀；答：闭式齿轮传动的主要失效形式为轮齿折断、点蚀和胶合；设计准就为保证齿 面接触疲惫强度和保证齿根弯曲疲惫强度；采纳合适的润滑方式和采纳抗胶合才能强 的润滑油来考虑胶合的影响；开式齿轮传动的主要失效形式为齿面磨损和轮齿折断,设计准就为保证齿根弯曲 疲惫

17、强度；采纳适当增大齿轮的模数来考虑齿面磨损对轮齿抗弯才能的影响；答：轴、轴承以及支座的支承刚度不足,以及制造、装配误差等都会导致载荷沿 轮齿接触线分布不均,另一方面轴承相对于齿轮不对称布置,也会加大载荷在接触线 上分布不均的程度；改进措施有：增大轴、轴承以及支座的刚度；对称布置轴承；尽量防止将齿轮悬 臂布置；适当限制齿轮的宽度；提高齿轮的制造和安装精度等；答：在任何情形下,大、小齿轮的接触应力都相等；如大、小齿轮的材料和热处名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 理情形相同,许用接触应力不肯定相等,这与两齿轮的接触疲惫寿

18、命系数 K HN 是否相等有关,假如KHN1 = K HN2,就两者的许用接触应力相等,反之就不相等；1 为主动答：（1）将齿轮2 轮齿的两个工作面分别称为A 面和B 面；齿轮轮,如齿轮 1 推动 A 面使齿轮 2 转动,就齿轮 2 靠 B 面推动齿轮 3 转动；因此,轮齿的弯曲应力为对称循环,r= -1,齿面接触应力总是脉动循环,r = 0 ；（ 2）在齿轮 2 上,轮齿的A 面和 B 面接触应力具有相同的循环次数齿轮 2 转动一圈,轮齿的 A 面受力一次, B 面受力一次,弯曲应力为一次对称循环；因此,弯曲应力的循环次数第十一章 涡轮蜗杆答：在机械系统中,原动机的转速通常比较高,因此,齿轮

19、传动和蜗杆传动通常 用于减速传动,故常以蜗杆为主动件；在蜗杆传动中,蜗杆头数少时通常反行程具有 自锁性,这时蜗轮不能作为主动件；当蜗杆头数多时,效率提高,反行程传动不自锁,蜗轮可以作为主动件,但这种增速传动与齿轮传动相比,齿面相对滑动速度大,对材 料要求高,易发生磨损和胶合破坏,因此很少应用；答：由于蜗杆传动效率低、发热量大,易发生胶合失效,因此应特殊重视发热问 题；通过运算单位时间的发热量和单位时间的散热量,可以求得热平稳温度值,要求 热平稳温度值在答应的范畴内；假如热平稳温度过高,就应当加强散热才能；常用的 散热措施有：在箱体上设计散热片以增大散热面积,在蜗杆轴端加装风扇以加速空气 的流通

20、,在箱内加装循环冷却管路来降低润滑油的温度；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：假如蜗杆刚度不足,受力后产生过大的弹性变形,将会影响轮齿间的正确啮 合；因此需要对蜗杆进行刚度校核,第十二章 滑动轴承答：滑动轴承分成轴承座和轴瓦,一方面是为了节约轴承材料,另一方面是当滑动轴承磨损后,可调整或更换轴瓦,而不必更换轴承座；轴瓦上敷一层轴承衬主要是 为了节约珍贵金属,并使轴承具有良好的摩擦顺应性和抗胶合才能；答：油孔和油槽应开在轴承的非承载区,轴向油槽在轴承宽度方向上不能开通,以免漏油；剖分式轴承的油槽通常开在轴瓦的剖分

21、面处,当载荷方向变动范畴超过180 时,应采纳环形油槽,且布置在轴承宽度中部；答：磨粒磨损、疲惫磨损、胶合、刮伤、腐蚀答：对滑动轴承材料的性能有以下几方面的要求：1）良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性；2）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性；3）足够的强度和抗腐蚀才能；4）良好的导热性、工艺性和经济性等；应答：滑动轴承速度高时,油的温上升,为了降低油的温升,设计时相对间隙取得大一些；速度低时就取得小一些,这也有利于提高承载才能；滑动轴承的承载才能F 与相对间隙 的平方成反比；因此载荷大时,相对间隙 应取得小一些；载荷小时就取得大一些,这也有利于降低油温；答：液体动力润滑轴承在起动时仍处于不完全润滑状

22、态,因此,仍对轴瓦材料有要求,仍应进行压力p,速度v 和压力与速度的乘积pv 的验算；答：液体润滑轴承与不完全液体润滑轴承的区分在于前者有一套连续供油系统,保证轴承间隙中布满润滑油,液体润滑轴承用于重要轴承；不完全液体润滑轴承没有 连续供油的系统,不能保证连续供油,不完全润滑轴承用于一般轴承；答：形成动压油膜的必要条件是：相对滑动的两表面间必需形成收敛的楔形间隙；被油膜分开的两表面必需有足够的相对滑动速度,且使润滑油从大口进小口出 润滑油必需有肯定的粘度,供油要充分；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：液体动力润

23、滑径向滑动轴承的承载才能可通过公式（1221）和（12 24）分析；（ 1）转速 n 提高,就承载才能 F 提高；（ 2）宽径比 B / d 减小,就承载才能 F 降低；（ 3）润滑油的粘度 提高,就承载才能 F 提高；（4）表面粗糙度值减小,就答应的最小油膜厚度减小,偏心率 x 增大；因此,承载才能提高；答：（1）当最小油膜厚度hmin 的运算值小于许用油膜厚度h 时,说明轴承的承载才能不够；可考虑采纳以下方法进行改进,如增大d,B,B/d,或减小 等；（ 2）可考虑改选材料,增大 B 等来提高承载才能；（3）当入口温度 ti 的运算值偏低时,说明轴承的温升过高,承载量过大；可考虑增 大 d

24、,B 等来提高承载才能；答：液体润滑轴承的润滑油除了起润滑作用外,仍起到带走摩擦面间热量的作用；不完全润滑轴承的润滑油主要起润滑作用；第十三章 滚动轴承答：两支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小且支承跨度不大的短轴；一支点双向固定,另一支点游动的支承方式用于支承跨度较大或工作温度变化较 大的轴；两支点游动的支承方式用于人字齿轮传动的游动齿轮轴；答：为了提高轴承的旋转精度、提高轴承装置的刚度、削减轴的振动,常采纳具 有预紧结构的轴承装置；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：小锥齿轮轴通常采纳悬臂支承方式,将

25、轴和轴承支承在套杯里,这种结构可 以通过两组调整垫片便利地调整小锥齿轮的轴向位置以及轴承游隙的大小；第十五章 轴答：扭转强度条件用于仅（主要）承担扭矩的传动轴的运算,也用于转轴结构设 计时的初步估算轴径；弯扭合成强度条件用于转轴的强度校核运算；疲惫强度条件用于校核运算变应力情形下轴的安全程度；静强度条件用于校核运算轴对塑性变形的抗击才能；答：按弯扭合成强度校核轴时,危急截面应选在弯曲应力和扭转切应力大的截面,考虑的因素主要是轴上的弯矩、扭矩和轴径；按疲惫强度校核轴时,危急截面应选在弯曲应力和扭转切应力较大且应力集中系 数大的截面,考虑的因素除了轴上的弯矩、扭矩和轴径外,仍应考虑综合影响系数的 影响；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页