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机械设计常考问答题举例

1、机器主要组成部分，设计机器的程序？对机器有哪些主要要求？
答：一般的机器由原动机、传动、执行三部分组成；设计机器的一般程序是计划、方案设计、技术设计、技术文件的编制这几个阶段；对机器的主要要求有：使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命与可靠性要求、其他专业要求。
2、机械零件的主要失效形式有哪些？机械零件就满足哪些基本要求？机械零件的设计方法？
答：机械零件的主要失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。设计机械零件应该满足的基本要求：避免在预定的寿命期内失效的要求、结构工艺的要求、经济性要求、质量小的要求、可靠性要求。机械零件的设计准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则。机械零件的设计方法：理论设计、经验设计、模型实验设计。机械零件的常用材料有金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料几大类。机械零件的选用原则：使用要求、工艺要求、经济性要求、材料的供应情况。
3、机械零件设计中标准分类？答：机械零件设计中的标准化，按使用范围分：国家标准、行业标准、企业标准；按使用的强制性分：强制标准、推荐标准。
4、常见的摩擦状态？答：常见的摩擦状态有干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。机械零件的正常磨损分为磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。
5、按建立压力油膜的原理不同，流体润滑主要有流体动力润滑、弹性流体动力润滑及流体静力润滑。在高速运转或载荷较小的摩擦部位及低温工况下，宜选用粘度较低的润滑油；在低速运转或载荷较大的摩擦部位及高温工况下，宜选用粘度较高的润滑油。润滑济中加入添加剂的作用是改善润滑剂的性能，提高润滑油的品质；常用的添加济有极压添加剂、油性添加剂、粘度指数添加剂、抗蚀添加剂。
6、减少磨损的主要措施有：选择合适的材料、选择合适的润滑剂及润滑方法、加强表面处理，提高表面质量、正确的使用和保养机器。
7、添加剂的作用有：提高润滑剂的油性、极压性和在极端工作条件下更有效的工作能力；推迟润滑剂的老化变质，延长其正常使用寿命；改善润滑剂的物理性能，如降低凝点、消除泡沫、提高粘度、改善其粘温特性等。
8、润滑油的主要性能指标有：粘度、油性、燃点、闪点、凝点、氧化稳定性。
9、控制预紧力的方法很多，常用的借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。
10、提高螺纹连接强度的措施主要有：降低影响螺栓疲劳强度的应力蝠；改善螺纹牙上载荷分布不均匀现象；减少应力集中的影响；采用合理的制造。
11、弹性滑动是指由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，打滑则是指带与带轮间发生显著的相对滑动。
12、齿轮的主要失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形五种。
13、提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中；增大轴和支撑的刚度，可减少齿面局部受载；采取合理的热处理方法合轮芯部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强化处理，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变换等。
14、提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；在啮合的轮齿间加注润滑油并增大润滑油粘度；提高加工、安装精度以减小动载荷；在许可范围内采用较大的变位系数的正传动，使其增大齿轮传动的综合曲率半径。
15、闭式齿轮中为什么要进行蜗杆的热平衡计算？答：蜗杆传动由于效率低，所以加工时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。
16、齿轮传动的主要特点：效率高、结构紧凑、工作可靠，寿命长、传动比稳定。常用的齿轮材料有钢、铸铁、非金属材料三种，其中最主要的是锻钢和铸钢。
17、蜗杆传动的特点：能实现大的传动比，结构紧凑、冲击载荷小，传动平稳，噪音低、当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆具有自锁性；摩擦损失较大，效率低。
18、蜗杆传动的主要失效形式：在开式传动中，多发生齿面磨损和轮齿折断；在闭式传动中，蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。蜗杆的材料一般为碳钢或合金钢，蜗轮的材料为铸造锡青铜（vs>3m/s）、铸造铝青铜（vs<4m/s）和灰铸铁（vs<2m/s）。
19、如何选择普通径向滑动轴承的宽径比？一般轴承的宽径比B/d在0.3~1.5之间，宽径比小有利于提高运转稳定性，增大端泄量以降低温升。
20、形成流体动力润滑的必要条件是：相对滑动的两表面间必须形成收剑的楔形间隙；被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出；润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。
21、提高轴强度的常用措施：合理布置轴上零件以减小轴的载荷、改进轴上零件的结构以减小轴的载荷、改进轴的结构以减小应力集中的影响、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。
22、带传动工作时的应力有三种：拉应力、离心应力、弯曲应力。拉应力分布在整条带上，紧边拉应力等于F1/A，松边拉应力等于F2/A，拉应力1>2，带在绕过带办轮段的拉应力从紧边到松边由1逐渐减到2，影响拉应力的因素是紧松边拉力及带的横截面积；离心应力，分布在整条带轮上，各处大小均相同，离心应力c大小为qv*v/A，影响离心应力的因素是带的线速度及带的横截面积和单位长度的质量；弯曲应力分布在绕带轮的曲线段，绕小带轮的弯曲应力大于绕大带轮的弯曲应力，弯曲应力b=Eh/D，影响弯曲应力的因素是带轮的基准直径、带的高度及弹性模量。带的最大应力点在带的紧边开始绕上小带轮处。
23、试分析动压滑动轴承与静压滑动轴承在形成油膜机理上的异同。答：动压滑动轴承利用轴颈与轴承表面间形成的收剑间隙，靠两表面间的相对滑动速度使具有一定粘度的润滑油充满楔形间隙，形成油膜，油膜产生的动压力与外载荷平衡，形成液体润滑。静压滑动轴承利用油泵将具有一定压力的润滑油送入轴承间隙里，强制形成压力油膜以完全隔开摩擦表面，形成液体摩擦滑动，可实现轴颈在任何转速下都能得到液体润滑。
24、试分析齿轮传动中为何两齿面要有一定的硬度差？答：因为小齿轮的轮齿啮合次数比大齿轮多，且小齿轮的齿根厚度小于大齿轮的，为了使大小齿轮的强度接近，软齿面齿轮配对中小齿轮齿面硬度应比大齿轮的高30-50HBS。另外，转速较高时，小齿轮较硬的齿面将对大齿轮较软的齿面起到冷作硬化作用，从而提高大齿轮齿面的疲劳强度，所以两齿轮要有一定的硬度差。
模拟一
一、单项选择题（20分，每题只有一个正确答案）
1、 当螺栓联接的被联接件是铸件时，应在安装螺栓处加工凸台或沉孔，其目的是 增大接触面积，提高承载能力
2、当温度升高时，润滑油的粘度_随之降低
3、键的长度一般根据 轮毂的长度 来选择。
4、带传动工作时产生弹性滑动是因为 带的弹性和拉力差
5、链传动张紧的主要目的是 避免松边垂度过大而引起啮合不良和链条振动
6、斜齿圆柱齿轮的齿形系数YFa与_齿轮齿数 有关。
7、动压润滑的径向滑动轴承的相对间隙是根据_载荷和轴颈的圆周速度
选择
8、设计动压润滑径向滑动轴承，验算最小油膜厚度hmin的目的是_确定轴承是否能获得液体摩擦
9、内燃机曲轴中部的轴承应采用_圆锥滚子轴承　
10、某零件用合金钢制造，该材料力学性能为：σ-1=410MPa，ψσ=0.25，综合影响系数Kσ=1.47，则该零件受脉动循环变应力时（KN=1），其极限应力为____________MPa。
A 223 B 328
C 551 D 656
二、填空题（12分）
１、带传动的设计准则是____________________________。
２、减速带传动的打滑首先发生在____________________。
3、一般参数闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是__________，开式齿轮传动的失效形式是____________。
4、蜗杆蜗轮传动中强度计算的对象是____________，其原因是：_________________、______________________。
5、设计不完全（混合）液体润滑径向滑动轴承，常采用条件性计算，这些限制条件是______P_____________、_________PV__________、_______V____________。
6、套筒滚子链传动中，当主动链轮的直径和转速不变的条件下，对16A和32A的链条，均能满足强度要求，那么选用____________较合理，理由是_____________________。
模拟二
1. 键的剖面尺寸b×h通常是根据___D___从标准中选取。
A. 传递的转矩 B. 传递的功率
C. 轮毂的长度 D. 轴的直径d
2. 工作时仅受预紧力F0作用的紧螺栓联接，其强度校核公式为：
式中的1.3是考虑__B____
A. 可靠性系数 B. 螺杆受拉扭联合作用
C. 螺纹中的应力集中 D. 载荷变化与冲
3. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是_C____。
A. 提高联接强度 B. 提高联接刚度
C. 防松 D. 减小每圈螺牙上的受力
4. 一定型号的普通V带传动，当小带轮转速一定时，其所能传递的功率增量取决于___C_____
A. 小带轮上的包角 B. 大带轮上的包角
C. 传动比 D. 带的线速度
5. 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是__D_____。
A. 传递的功率过大 B. 带的弹性
C. 紧边与松边的拉力差 D. B和C

6. 带传动正常工作时，紧边拉力F1与松边拉力F2应满足的关系是：

7. 普通V带传动张紧轮安装的最合适位置是___C____。
A. 紧边靠近小带轮外则 B. 松边靠近小带轮外则
C. 松边靠近大带轮内则 D. 松边靠近小带轮内则

8. 在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应__D__。
A.增大链节距和链轮齿数 B. 减小链节距和链轮齿数
C.增大链节距和减小链轮齿数 D. 减小链节距和增大链轮齿数
9. 大链轮齿数不能取得过多的原因是__C___。
A.齿数越多、链条的磨损就越大
B.齿数越多、链条的动载荷与冲击就越大
C.齿数越多、链条磨损后，就越容易发生脱链现象
D.齿数越多、链传动的噪声就越大
10.一对直（斜）齿圆柱齿轮设计中，通常把小轮的齿宽做的比大轮宽一些，其主要原因是___A__。
A. 为了便于安装，保证接触线长 B. 为使传动平稳
C.为了提高齿面接触疲劳强度 D. 为了提高传动效率
11.在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，而增大模数m,则可以___A__。
A. 提高轮齿的弯曲疲劳强度 B. 提高轮齿的接触疲劳强度
C. 弯曲与接触疲劳强度均可提高 D. 弯曲与接触疲劳强度均不变
12. 下列__a___的措施可以降低齿向载荷分布系数Kβ。
A. 把一个轮齿作成鼓形 B. 轮齿进行修缘
C. 增加轮齿的宽度 D. 增大重合度
13. 按基本额定动载荷通过计算选用的滚动轴承，在预定的使用期限内，其工作的可靠度为 90%
14.___D___不是滚动轴承预紧的目的。
A. 增大支承刚度 B. 提高旋转精度
C. 减小振动与噪声 D. 降低摩擦阻力
15. 按弯扭合成计算轴的应力时，要引人折合系数a，a是考虑__C___。
A.轴上键槽削弱轴的强度
B. 合成正应力时的折合系数
C. 正应力与切应力的循环特性不同
D. 正应力与切应力的方向不同
二、填空题（共10分）
1．为使V带与带轮轮槽更好接触，轮槽楔角应___小___于带截面的楔角。
2. 不完全液体润滑滑动轴承验算平均压力p≤[p]的目的是________________________________________；验算pv≤[pv]的目的是________________________________________ 。
3.在设计动力润滑滑动轴承时，若减小相对间隙ψ，则轴承承载能力将______增大_______；旋转精度将___________；温升将_______。
4.在齿轮传动的齿根弯曲强度计算中的基本假设是将轮齿视为________________________；齿面接触疲劳强度计算以节点P为计算点的理由是_______________________________________。
5.开式齿轮传动设计的准则是_____________________________