兰州交通大学机械设计考研问答题真题和答案及及解析.docx
《兰州交通大学机械设计考研问答题真题和答案及及解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《兰州交通大学机械设计考研问答题真题和答案及及解析.docx(12页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、1螺纹联接1列出四种常用标准螺纹联接件。连接螺纹能满足自锁条件,为什么在设计螺纹联接时必须 考虑放松问题螺纹联接防松的 基本问题是常用的防松方法分哪几种每类中有哪些具体构造 预紧螺栓承受轴向载荷作用时,螺栓上的总载荷为什么不等于轴向载荷和预紧力之和常用螺 纹联接的类型有哪些常用标准螺纹联接件有:螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母和垫圈等。在冲击、振动载荷作用或者材料高温变化等情况下,螺纹幅间的摩擦力可能减小或者瞬间 消失。这种情况反复出现几次后就会使联接松脱,导致联接失效。为了防止螺纹联接松脱, 保证螺纹联接安全可靠,设计时必须考虑防松问题。螺纹联接放松的基本问题是防止螺纹幅的相对转动。常用
2、防松的方法有:摩擦防松、机械防松以及破坏螺纹幅关系防松。A摩擦防松:弹簧垫片、双螺母、尼龙垫片、自锁螺母B机械防松:六角开槽螺母、开口销、止动垫片、圆螺母、串联钢丝C破坏螺纹幅关系防松:有端钾、冲点、点焊和粘合由于螺栓和被连接件的变形使得总载荷不等于预紧力和轴向力之和螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接2采用腰杆螺栓和空心螺栓的目的是什么,它和哪几种构造作用一样分布在同一圆周上的螺 栓数目为什么尽量取偶数螺栓组设计中为什么会出现偏心载荷,防止偏载的措施有哪些受横 向载荷的螺栓组联接采用什么方式减小螺栓的预紧力及其机构采用腰杆螺栓和空心螺栓的主要目的是:减小螺栓刚度,提高被联接件的刚度
3、,使螺栓的 应力幅降低。在螺母下面安装弹性元件,其效果和采用腰杆螺栓和空心螺栓时相似。分布在同一圆周上的螺栓数目取偶数,以便在圆周上钻孔时的分度和划线。同一组螺栓的 材料、直径和长度均相等。当被联接件支承面有突起、外表与孔不垂直或者钩头螺栓联接时会产生偏心载荷,螺栓组 设计中防止偏载的措施有:凸台、凹坑、球形垫圈、斜面垫圈。采用套筒、销、键等抗剪切件来承受局部横向载荷。3提高螺栓强度的方法有哪些普通螺栓联接和校制孔用螺栓联接的构造有什么区别画出受横 向载荷时普通螺栓和较制孔用螺栓的构造。分析其工况、主要失效形式及其强度计算准则, 写出强度计算公式提高螺栓强度措施:A改善螺纹牙间载荷分布不均的情
4、况B降低螺栓应力幅C减小应力集中的影响D采用合理的工艺方法普通螺栓联接中,螺杆和被联接件的孔件有间隙,主要靠拧紧后的正压力所产生的摩擦力 来传递载荷,预紧力必须足够大才可以保证联接可靠。较制孔用螺栓螺杆被联接件的孔件无 间隙,由光杆直接承受挤压和剪切来传递外载荷进展工作,所受预紧力很小。A普通螺栓的失效形式一般是拉断,设计准则是为保证螺栓的疲劳强度和静强度强度条件为: B较制孔用螺栓一般的失效形式是压溃、剪断,设计准则是为保证螺栓的挤压强度和剪切强度 剪切强度条件为:二者的构造图如下挤压强度条件为:4什么是螺纹的大径、中径和小径各有什么用处列出螺纹升角指什么列出其的计算公式。螺纹大径:与外螺纹
5、牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径,亦称公称直径。作用是 决定连接配合的基本尺寸。螺纹中径:螺纹的牙厚与牙间向等处的圆柱直径,作用是确定螺纹机和参数和配合性质。子轴承、圆锥滚子轴承、球面轴承、滚针轴承滚动轴承的内外圈以及滚动体一般是用含格的轴承钢制造,如GCr9、GCr15. G门5SiMn等, 热处理后硬度一般不低于HRC60-65。3滚动轴承的装拆要求、安装方法、拆卸方法有哪些滚动轴承为什么要进展预紧装拆要求:压力应该直接作用于配合较紧的套圈上;不允许通过滚动体传递装拆力;要求 均匀施加装拆力。安装:用软锤均匀敲击套圈装入;压力机压入。拆卸:压力机压出轴颈,轴承拆卸器将内圈拉下。预紧
6、是轴承部件工作之前受一定预紧力,以消除轴承内的间隙,并且使内外圈和滚动体产 生预压变形,使轴承带负游隙运行。预紧的目的:提高轴承的旋转精度,增加支承的刚性,减小振动和噪音,延长轴承的寿命。 4滚动轴承的轴向固定分为哪几个方面,紧固方法分别有哪些滚动轴承游隙和轴向位置以及 轴上零件位置的若何调整滚动轴承的固定分为两个方面,紧固方法如下所示:轴承内圈与轴的固定:轴肩、轴用弹性挡圈、轴端挡圈+紧固螺钉、圆螺母+止动垫圈、开 口圆锥紧定套+圆螺母和止动垫圈。轴承外圈与机座孔的固定:孔用弹性挡圈、轴承外圈止动槽内嵌入止动环固定、轴承盖、 轴承座孔凸肩、螺纹环、轴承套杯。轴承游隙的调整可以采用:A端盖下的
7、垫片,这样对比方便B带螺纹的零件如轴上的圆螺 母,这种不方便;且更为不利之处是在轴上切制应力集中的螺纹,削弱了轴的强度。C锥齿轮和蜗杆在装配时通常需要进展轴向位置的调整。为了便于调整,可将确定其轴向位 置的轴承装在一个套杯中,套杯则装在外壳孔中,通过增减套杯端面与外壳之间垫片的厚度, 即可调整锥齿轮或者蜗杆的轴向位置。5常用滚动轴承支承构造的形式有哪些分别适用于何种场合两端固定,适用于普通工作温度下较短轴的支承。一端固定,一端游动,适用于转速较高,温差较大和跨距较大的的场合。两端游动,对于高速主动轴,使轴能左右游动以自动补偿左右两侧螺旋角的制作误差。6在设计滚动轴承组合构造时,应若何考虑补偿轴
8、受热后的伸长对于跨距较大且工作温度较高的轴,其热伸长量大,应该采用一支点双向固定,另一支点游 动的支承构造以补偿轴受热后的伸长。作为固定支承的轴承,应能承受双向轴向载荷,故内 外圈在轴向都要固定。作为补偿轴的热膨胀的游动支承,假设使用的是内外圈不可别离型轴 承,只需固定内圈,其外圈可以在轴承座孔内应可以轴向游动;假设使用可别离型圆柱滚子 轴承或滚针轴承,则内外圈都要固定。7滚动轴承的失效形式和计算准则分别是什么失效形式有:疲劳点蚀、塑性变形、磨损。计算准则:一般轴承:进展疲劳寿命计算;静强 度校核。低速轴承:只进展静强度校核。高速轴承:进展疲劳寿命计算,校验极限转速。8滚动轴承中的一些基本概念
9、轴承的寿命:单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或者一定转速下工作 的小时数。 基本额定寿命:同一批轴承在一样工作条件下工作,其中90%的轴承产生疲 劳点蚀前所能运转的总转数L或者一定转速下工作的小时数4。轴承的 基本额定动载荷 C:使轴承的 基本额定寿命恰好为1()6转时,轴承所能承受的载荷值9滚动轴承的转速n过高时会产生何种现象若何处理轴承的转速n过高会产生高温而使润滑剂的性能、粘度降低,油膜破坏,使滚动体回火磨损 或者胶合失效。应该对轴承的极限转速进展修正,提高轴承的许用转速的措施:改良润滑条 件;改善冷却条件;提高轴承精度;适当增大游隙;改变轴承和保持架的材料。10为什么向
10、心角接触球轴承要成对使用向心角接触球轴承在承受径向力时会产生附加轴向力,方向是由轴承的外圈的宽边指向窄边, 通过内圈作用在轴上,因此要成对使用使其附加的轴向力互相平衡.9轴1轴按承受载荷情况分类有哪些形式按轴线形状可分为哪些分别举例说明。轴按承受载荷情况分为转轴、心轴、传动轴。按轴线形状可以分为直轴、曲轴和软轴。转轴 是同时承受转矩和弯矩的轴,如齿轮轴,自行车中轴。心轴是只承受弯矩的轴,又分为转动 心轴和固定心轴,如自行车的前轴是固定心轴。传动轴主要传递转矩而不受弯矩或者受弯矩 很小,汽车传动轴。2轴上零件的轴向定位和周向定位可利用何种构造来实现轴的功用有哪些轴的材料轴向定位:轴肩和轴环、套筒
11、、轴用圆螺母、轴端挡圈、轴承端盖、弹性挡圈、锁紧挡圈、 紧定螺钉或销、圆锥面等。周向定位:利用键、花键、紧定螺钉、销、过盈配合等。轴 的功用:支承回转零件;传递运动和力轴的材料有碳素钢和合金钢,形状复杂的轴可以采 用球墨铸铁和高强度铸铁。3提高轴的强度、刚度和疲劳强度的措施有哪些轴的构造、外表质量、轴上零件构造、布置、受力位置等都轴的承载能力和尺寸都有影响。 改良轴的构造,减小应力集中合理布置轴上零件减少轴的载荷选择合理的受力方式以 减小轴的载荷,改善轴的刚度和强度改善外表质量提高轴的疲劳强度4轴的构造设计主要考虑哪些因素轴的构造设计的目的是为了确定轴的各段直径d和各段长度L,轴没有固定的标准
12、机构,设 计时应该保证:轴和轴上零件有惟一准确的轴向定位和周向定位。轴上零件便于拆装和调整; 轴具有良好的机构工艺性;轴的构造有利于提高其强度和刚度,尤其应减少应力集中。5轴的三种强度计算的方法有何区别各适用于何种场合许用切应力计算:只需要知道转矩的大小便可计算,但计算精度较低。适用于:A用于只 受扭矩或者主要受扭矩的传动轴的强度计算B构造设计前按扭矩初估轴直径d C不重要的轴 许用弯曲应力计算:必须先知道作用力的大小,作用点位置、轴承跨距、各段轴径等参数。 主要通过绘制轴的弯扭合成图,进而计算不安全截面的最大弯曲应力。适用情况为一般重要 的弯扭组合的轴及中等计算精度。安全系数校核:要在构造设
13、计后确定出轴的各段直径,而且要定出过渡圆角、轴毂配合外 表粗糙度等细节。适用于重要的轴且计算精度高,但计算复杂,需要有足够的资料。6请举出三种轴上零件的轴向固定方法。简要说明所提出的方法各有什么特点适用于什么场 合轴上零件的轴向固定方法有:轴肩定位,轴套定位,轴端挡圈,轴承端盖和圆螺母,弹性挡 圈,紧定螺钉,锁紧挡圈定位等.各种周向定位方法的特点及应用场合:a轴肩定位方便可靠,但会使轴径增 大,而且轴肩 处会因截面突变而引起应力集中,另外轴肩过多也不利于加工,因此轴肩定位多用于轴向力较 大的场合;b轴套定位构造简单,定位可靠,轴上不需要开槽,钻孔和切制螺纹因而不影响轴的 疲劳强度,一般用于轴上
14、零件之间的定位;c轴端挡圈适用于固定轴端零件,可以承受较大的轴 向力;d圆螺母定位可承受较大的轴向力,但由于轴上螺纹处用较大的应力集中,会降低轴的疲 劳强度,一般用于轴端零件的定位.e轴承端盖是用螺钉或桦槽与箱体联结而对轴承外圈起到 轴向定位;千弹性挡圈,紧定螺钉,锁紧挡圈进展轴向定位,只用于轴向力不大的场合.7为了提高轴的刚度,把轴的材料由45钢变为合金钢是否有效为什么 轴在工作时,受到载荷后发生弯曲和扭转变形,轴的刚度反映出轴抵抗变形的能力,衡量的 标准是挠度、转角和扭转角。由公式可知三者的大小只与轴所受的载荷、轴的构造尺寸及受 力状况有关,与轴的材料无关。只有在轴的构造和工艺上采取措施才
15、可以提高轴的承载能力螺纹小径:与外螺纹牙底或内螺纹压顶相重合的假想圆柱面的直径。作用是在强度计算中作为 螺杆不安全截面的计算直径。螺纹升角:螺旋线的切线与垂直螺纹轴线的平面的夹角。在螺纹的不同直径处,螺纹升角各 不一样。通常按照螺纹中径处计算。计算公式:5为什么采用圈数较多的加厚螺母不能提高联接的强度工作中螺栓牙要抗拉变长,螺母牙受压缩短,伸与缩的螺距变化差以紧靠螺母支承面处第一 圈为最大,应变最大,应力最大,其余各圈依次递减,所以采用圈数过多的加厚螺母不能提 高螺栓联接的强度。6分析活塞式空气压缩机气缸盖联接螺栓工作时的受力变化情况,它的最大应力、最小应力 若何得出当气缸内的最高压力提高时,
16、它的最大应力、最小应力将若何变化螺栓的预紧力是确定的,而联接件和被连接件的刚度是一定的,则工作载荷最大时应力最大, 工作载荷最小时应力最小。最大总拉力为Bmax =与+/ax,则最大应力Cnax =五G + Cm皿最小总应力为gmin=+ 5 凡最小应力为皿;当气缸内的最大压力提高时, 5 + g*最大应力也将提高。最小应力不变。2键联接1键的作用键联接分类有哪些无键联接的类型有哪些键是一种标准零件,通常用于实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩,有的还能实现轴 上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。导向键、花键、滑键用作在轴上的导向装置。键的类 型根据要求和工作条件来确定。键联接的主要类型有:平键
17、联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接。无键联接有:型面联接和胀紧联接。2花键的类型有哪些花键联接的特点和失效形式分别是什么 答:花键按齿形不同可以分为:矩形花键和渐开线花键。花键联接的特点:齿数多、承载能力高;各个键齿受力较为均匀齿槽线、齿根应力集中 小,对轴的强度削弱较小轴上零件的对中性好,导向性好加工制造成本高。花键联接的失效形式:静联接:工作面被压溃 动联接:工作面过度磨损。3为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180。的位置;采用两个楔键时相隔90。 -120 ;采用两个半圆键时,却布置在轴上的同一条母线上;采用切向键时布置在周向相距 120。 -130。两个平键时相隔180。
18、布置,工作面上产生的挤压力的方向正好相反,不会产生附加应力, 并且全部转化为扭转力矩,减少了键和轴受损的可能性,保证受力的对称。对于楔键传递工作载荷时,可以将键和轴视为一体,将轴下方分布的压力用集中力N代替, 由于轴和轮毂有相对运动的趋势,压力的合力将不再通过圆心。不能将两个楔键相隔180。 布置,这样布置能传递的转矩和一个键一样。一般我们选择布置相距90。-120效果最好, 两个键相距更近,虽然对传递转矩有利,但是因为键槽相距太近,使轴的强度降低较多。 半圆键是依靠侧面传力的,如在一个剖面内布置相差180。,这样对轴的强度削弱很大。 半圆键长度较短,一般选择布置在轴的同一条母线上。切向键的上
19、下面是工作平面,键在联接中必须有一个工作面处于包含轴心线的平面之内,这样则当联接工作时,工作面上的挤压力沿轴的切向作用,而靠挤压力传递转矩。所以布置 在周向相距120 -130 o4平键有哪些普通平键失效形式有哪些强度校核判断强度缺乏时应该采取何种措施平键分为:普通平键、薄形平键、导向平键和滑键。普通平键的失效形式有:压溃、磨损、 剪断。强度缺乏时,可以考虑选取更长的键,A型改为B、C型,用双键或者花键。5矩形花键联接的定心方式有哪些渐开线花键的定心方式有哪些适用于什么场合矩形花键的定心方式为小径定心,即外花键和内花键的小径为配合面。定心精度高,稳定性 好,能用磨削的方法消除热处理引起的变形。
20、渐开线花键采用的定心方式为齿形定心。当齿受载时,齿上的径向力能起到自动定心作用, 有利于各齿均匀承载。6销根据具体作用不同分类有几种销主要用来固定零件之间的相对位置称为定位销,它是组合加工和装配时的重要辅助零件; 可以用于联接,称为联接销,可传递不大的载荷;还可以作为安全装置中过载剪断元件,称 为安全销。销有多种类型:如圆柱销、圆柱销、槽销、销轴和开口销。7在材料和性质一样的条件下,动联接的许用压力比静联接的许用压力小,说明原因。由于动联接和静联接的失效形式不同,因而计算准则也不一样。对于动联接和静联接,强度 校核公式的主要不同在于许用值不同。当静联接与动联接的材料一样时,%卜(2-3)p在
21、选取许用值时应该注意,% p应为联接中最弱材料的许用值。08平键联接设计的过程有哪些在设计平键联接时,首先轴和轮毂的材料和尺寸已经确定,联接中所传递的转矩也知道,因 此根据联接构造和使用条件,先确定键的类型,由轴的直径尺寸按标准选取平键的剖面尺寸 并以轮毂尺寸确定键的长度,最后利用强度条件作校核计算。3带传动1分析带传动中小带轮的最小直径4nm心最大传动比入带的根数Z、中心距a、小带轮包 角四、带速丫和带的功率P对传动的影响(1)小带轮直径“min愈小,则带的弯曲应力愈大,而弯曲应力是引起疲劳损坏的重要因素,所 以小带轮的直径不能太小,要加以限制。带的传动比,是大带轮和小带轮的基准直径之比,限
22、制最大传动比实质上是为了限制两轮 直径之差。防止小带轮的包角过小,带的承载能力下降,可能发生打滑。一般情况下带的根数z选择170之间,根数太多会造成带的受力不均。最正确选择是2-4 根。中心距过过大,当载荷变化时会引起带的颤抖;而过小,则单位时间内带的应力变化 次数增多,加速了带的疲劳破坏。由于%,所以打滑先发生在小带轮上,即小带轮的包角的大小反映带的承载能力。可以采用提高小带轮包角名来提高带的承载能力。具体措施有:传动比i 一定时增大中心距。可以使包角/增大中心距Q一定时,减小传动比可以增大小带轮的包角。一般传动比/二3-5V带imax10 加张紧轮。当传动功率一定时,带速V小,所需的有效拉
23、力心就越大,那么所需要带的根数增多;而 当带的根数一定时,增大带速则可以提高带的工作能力,所以带传动常布置在高速级上。如果带速太大,则带中的离心应力增大,使带与带轮之间的正压力减小,随之摩擦力减小, 所能传递的载荷减低,因而传递同样的载荷时需要的初拉力居增大,带的疲劳寿命下降。 当带传动的功率P增大时,带两边拉力差也将增大,即带与带轮接触面间的摩擦力增大。2弹性滑动与打滑的区别及联系弹性滑动是局部带在带轮的局部接触弧面上发生的微量相对滑动;打滑则是整个带在带轮的 全部接触弧上发生的显著相对滑动。从本质上看弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边 拉力差引起的,只要传递圆周力,两边就必然出现拉力差
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 兰州 交通大学 机械设计 考研 问答题 答案 解析
限制150内