机械设计考试复习题

机械设计考试复习题问题1。

齿载荷分布系数Kβ的物理意义是什么？有什么措施来改善牙齿负荷的不均匀分布？a:Kβ的物理意义——考虑沿齿宽不均匀载荷分布对轮齿应力的影响系数措施:(1)齿轮的制造和安装精度=2)轴、轴承和机体的刚度= 3)轴上齿轮的布置-合理选择4)齿轮齿宽-设计时的合理选择(5)采用软齿面-通过磨合均匀载荷(6)硬齿面齿轮-齿端变薄或制成鼓形齿7)齿轮应布置在远离扭矩输入端的位置2.试描述齿轮传动设计准则A:齿轮设计准则:保证齿根有足够的弯曲疲劳强度，避免齿根断裂；确保足够的齿面接触疲劳强度，以避免齿面点蚀；对于高速重载齿轮传动，除了上述两个设计准则外，还应根据齿面抗擦伤性准则进行设计。

工程实践表明，封闭软齿面齿轮传动往往因齿面点蚀而失效，因此通常先根据齿面接触疲劳强度进行设计，然后再校核齿根弯曲疲劳强度。

封闭硬齿面:其齿面具有较高的接触承载能力，因此通常先根据齿根的弯曲疲劳强度进行设计，然后再检查齿面的接触疲劳强度。

开式齿轮传动:其主要失效形式是齿面磨损，齿薄后经常断裂。

因此，目前的设计主要基于齿根的弯曲疲劳强度，考虑到磨损的影响，模数适当增加。

高速重载齿轮传动:齿面胶合可能发生，因此有必要检查齿面胶合强度。

3.根据轴上不同类型的载荷，有哪些类型的轴？并分别举例说明(1)仅承受弯矩M的心轴仅用作支撑部件，例如自行车的前轴。

(2)仅由扭矩t轴驱动，即传动轴，仅传递运动和扭矩，没有支撑功能，如汽车后轮的传动轴。

(3)同时承受弯矩和扭矩的轴——旋转轴，起到支撑和传递运动和扭矩的作用，如减速器的输出轴。

4。

给出了滚动轴承等效静载荷P0的定义A:等效静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静载荷相同。

在等效静载荷作用下，轴承最大载荷滚动体与滚道接触处的总塑性变形与实际载荷下相同。

5，为什么齿轮传动中两个车轮的齿面会有一定的硬度差？A:在齿轮传动中，小齿轮的齿面硬度大于大齿轮的齿面硬度。

这是因为:1。

小齿轮齿根的厚度小于大齿轮齿根的厚度；2。

当硬齿面和软齿面配合时，由于冷加工硬化的作用，齿面的接触疲劳强度可以提高。

3.小齿轮的应力循环次数比大齿轮多。

4、可以提高啮合性能 6.齿轮齿的失效模式是什么？封闭式和开放式变速器有哪些不同的故障模式？答:轮齿的主要失效形式有:轮齿断裂、齿面损伤、疲劳断裂和过载断裂的齿面损伤主要包括疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形。

一般情况下，如果设计正确且润滑良好，封闭软齿面的主要失效形式是疲劳点蚀。

封闭硬齿面的主要失效模式是弯曲疲劳断裂。

封闭高速重载的主要故障是点蚀和胶合。

开式传动的主要失效模式是磨损。

7，提高齿轮齿的抗断裂性和抗点蚀性的可能措施是什么？答:提高轮齿抗断能力的措施有:1。

增加根部过渡圆角的半径，消除加工刀痕，可以减少根部的应力集中；2.增加轴和支架的刚度可以减少齿面上的局部载荷；3。

采取适当的热处理方法，使轮芯具有足够的韧性；(4)对齿根进行喷丸、滚压等表面强度处理，降低齿轮表面粗糙度；齿轮采用正排量等。

提高齿面抗点蚀能力的措施包括:提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增加润滑油的粘度；提高加工和安装精度，降低动态负载；在允许范围内具有较大位移系数的正向传动可以增加齿轮传动的综合曲率半径。

8提高螺纹连接强度的措施:降低影响螺栓疲劳强度的应力幅度；改善了螺纹齿上载荷分布不均匀的现象；减少应力集中的影响；采用合理的制造工艺填充问题和填充问题的选择1。

当流体动力润滑条件不可用且边界膜损坏时，流体摩擦、边界摩擦和干摩擦共存。

这种摩擦状态称为混合摩擦。

2。

公称直径d = 16mm毫米、螺纹头数n=2、螺距p = 4毫米、螺距直径D2 = D2 = 14毫米、齿侧角β= 15°的螺纹副，螺纹副材料的等效摩擦系数F′= 0.08 ~ 0.10。

计算螺纹副A的自锁要求A.满足b。

不满足3。

导向平键接头的主要失效模式是工作面磨损。

耐磨性是通过在设计期间限制工作面之间的压力来计算的。

半圆键的缺点是键槽大大削弱了轴的强度，所以主要适用于轴端。

4。

标准普通三角带工作面两侧的夹角φ=40o，而对应的三角带滑轮槽两侧的夹角小于40o。

5。

传动带能传递的最大有效圆周力Fmax与初始张力F0、皮带在小皮带轮上的包角α1、皮带与皮带轮之间的摩擦系数F等因素有关。

它们的值越大，Fmax就越大。

当传递的外部载荷超过最大有效圆周力下的承载能力时，皮带在皮带轮上滑动。

此外，当传动比大于1时，滑动总是首先在小滑轮上开始，因为小滑轮上的包角小于大滑轮上的包角。

6。

在齿轮传动的五种主要失效模式中，必须避免的最严重失效模式是轮齿断裂。

软齿面封闭齿轮传动的主要失效形式是齿面疲劳点蚀。

高速重载齿轮传动容易发生热胶合。

齿面材料柔软、低速、重载、频繁起动的传动中，齿轮齿经常发生塑性变形。

7。

在下列齿轮参数中，模数对齿廓系数YF没有影响8。

根据国家标准GB/292-93，7212 C/DB型轴承为角接触球轴承，宽度型为窄系列，精度等级为P0公称接触角α = 15 o9。

对于旋转滚动轴承，主要的失效形式是疲劳点蚀。

对于不旋转、低速旋转或摆动的轴承，主要的失效形式是局部塑性变形。

对于高速轴承，加热甚至胶合是主要的失效形式10.滑动轴承一般由轴颈、轴瓦和轴承座组成，其失效形式主要是胶合和磨损，主要发生在轴瓦上11。

所用螺母的性能等级不得低于配套螺栓的性能等级；12。

有许多种材料适合制造螺纹连接。

常用材料包括低碳钢(Q215，10钢)和中碳钢(Q235，35钢，45钢)13。

低合金钢和合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi等。

，可用于受冲击、振动或可变载荷影响的螺纹连接。

14。

普通垫片材料推荐使用Q235、15钢和35钢，弹簧垫片推荐使用65Mn，弹簧垫片经过热处理和表面处理。

15。

塑性变形属于轮齿永久变形的失效形式。

塑性变形通常发生在低硬度齿轮上。

然而，它也可能出现在高硬度齿轮在重载下。

16。

使用系数KA是在齿轮啮合时考虑由外部因素引起的附加载荷的影响的系数。

这种附加载荷取决于原动机和驱动机械的特性、质量比、联轴器类型和运行状态等。

17。

在计算齿强度时，为了考虑齿面上载荷沿接触线的不均匀分布，通常使用系数KB来表征齿面上载荷的不均匀分布对齿强度的影响。

18。

为了改善载荷沿接触线分布不均匀的程度，可以采取增加轴、轴承和支架的刚度、对称布置轴、适当限制轮齿宽度等措施。

齿轮的轮齿也可以做成鼓形。

19.中国通用齿轮的标准压力角α= 20，航空齿轮的标准压力角α= 25。

20.链传动是一种径向传动，由链条和链轮组成，通过链轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。

21。

滚子链的结构由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。

内链板与套筒之间、外链板与销轴之间、滚轮与套筒之间存在过盈配合套筒与销轴间隙配合。

22。

小链轮的齿数Z1越少，外部轮廓尺寸越小，但是齿数越少，运动和动态载荷的不均匀性越大。

23.当中心距小、传动比大时，应选择小节距多排链条。

如果中心距大，传动比小，应选择单排大节距链条。

24.螺纹连接的基本类型:螺栓连接、双头螺栓连接(用于结构中不允许螺栓连接的情况)、螺纹连接(用于应力小或不需要频繁拆装的情况)、固定螺纹连接(用于调整零件的位置)当使用普通螺栓时，连接预加载后，扭矩T被接头表面之间产生的摩擦扭矩所抵抗。

使用铰孔螺栓时，在扭矩t的作用下，每个螺栓受到剪切和挤压，每个螺栓的横向工作剪切力垂直于螺栓轴线与螺栓组对称中心o的连线25，绝大多数螺纹连接必须在装配过程中拧紧，以便连接在承受工作载荷之前受到力的作用。

这个预载力就是预载力。

预紧的目的是提高连接的可靠性和紧密性。

为了防止连接部件在加载后出现裂纹或相对滑动26，防松的根本问题是防止螺纹副在加载时相对转动。

根据其工作原理，防松方法可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系的防松等。

27，键连接的主要类型有:平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接28，普通平键分为圆头(A型)、平头(B型)、半圆头(C型)29，键的截面尺寸B×h是按轴的直径D标准选取的键的长度L通常可以由毂的长度决定，即键的长度等于或略短于毂的长度。

30，花键连接由外花键和内花键组成根据齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键。

31.花键连接的优点:(1)连接力均匀；(2)齿根应力集中小，轴和轮毂强度减弱小；(3)能承受较大载荷；(4)零件在轴和轴上对中好；(5)导向性能好；(6)磨削法提高加工精度和连接质量32，花键连接适用于精度要求高、载荷大或滑动频繁的连接。

矩形花键的定心方法是小直径定心，即外花键和内花键的小直径是配合面33，无键连接:轴和轮毂之间的连接不需要键或花键连接。

34.轮廓连接:由轴与轮毂孔匹配形成的连接35，膨胀连接:通过在轮毂孔和轴之间安装一个或多个膨胀连接套筒，并在轴向力的作用下同时膨胀轴和轮毂而形成的静态连接36，机械传动:皮带传动、链条传动、齿轮传动、蜗杆传动37，带传动类型:根据工作原理分为摩擦带传动和齿形带传动根据输送带的不同截面形状，摩擦带传动分为平带传动、圆带传动、三角带传动和三角带传动。

38，皮带传动弹性滑动:皮带弹性变形导致皮带与皮带轮之间轻微滑动弹性滑动总是存在的，而且是不可避免的。

40。

当皮带传动传递的功率突然增加超过设计功率时打滑，可起到过载保护作用。

41.皮带传动设计准则:在保证不打滑的情况下，皮带传动具有一定的疲劳强度和使用寿命。

42.单个公共频段可以传输的最大功率P0称为基本额定功率它是在特定的实验条件下获得的。

43、滚动轴承可大致分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承44.滚动轴承的正常失效模式是内外圈滚道或滚动体的点蚀损伤。

45，滚动轴承的基本额定寿命:轴承寿命是指一组中10%的轴承和90%的无点蚀故障的轴承发生点蚀故障前的转数或工作小时数。

46，滚动轴承的轴向紧固方法很多，常用的内环紧固方法有:(1)弹性挡圈嵌在轴的凹槽内，主要在轴向力不大、转速不高时使用；(2)螺钉固定的轴端挡圈紧固，可在高转速下承受较大的轴向力；(3)用圆螺母和止动垫圈紧固，主要用于转速高、轴向力大的轴承；(4)用紧固衬套、止动垫圈和圆形螺母紧固内圈带锥形孔的轴承，这些轴承位于光轴上，轴向力和转速很小。