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机械设计考试

来源:用户分享 时间:2025/5/26 11:17:06 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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1、常用螺纹有哪几种类型?各用于什么场合?对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同?

答:常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹,前两种主要用于联接,后三种主要用于传动。

对联接螺纹的要求:联接可靠,当量摩擦系数大,自锁性能好。 对传动螺纹的要求:当量摩擦系数系数小,传动效率高。

2、在螺栓联接中,不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度,这是为什么?

答:螺纹的余留长度越长,则螺栓杆的刚度Cb越低,这对提高螺栓联接的疲劳强度有利。因此,承受变载荷和冲击载荷的螺栓联接,要求有较长的余留长度。

3联接螺纹都具有良好的自锁性,为什么有时还需要防松装置?试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。

答:在冲击、振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失,这种现象多次重复后,就会使联接松脱。在高温或温度变化较大的情况下,由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛,也会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,最终导致联接失效。因此螺纹联接需要防松。

例:开口销与六角开槽螺母、止动垫圈为机械防松;

对顶螺母、弹簧垫圈为摩擦防松。

4、普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式各是什么?计算准则各是什么? 答:普通螺栓联接(受横向载荷)的主要失效形式:① 接合面滑移 ②螺栓杆被拉断 计算准则:

1.3F0承载条件 螺杆的拉伸强度 KSF????F0? ?2ifd1

4铰制孔用螺栓联接的主要失效形式:① 螺杆被剪断 ② 螺杆与孔壁接触面被压溃(碎)

计算准则:

F螺杆的剪切强度 F ? ? 螺杆与孔壁接触面的挤压强度 ? ????P?2 d0Lmind0 45、计算普通螺栓联接时,为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度,而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度?

答:螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的,实践中很少发生失效,因此,通常不需进行其强度计算。

6、 松螺栓联接和紧螺栓联接的区别是什么?在计算中如何考虑这些区别? 答:松螺栓联接,装配时螺母不需要拧紧。在承受载荷之前,螺栓不受力。

紧螺栓联接,装配时螺母需要拧紧。在拧紧力矩作用下,螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生的拉应力外还受摩擦力矩T1的扭转而产生的扭切应力,使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态。

强度计算时,松螺栓联接只考虑工作载荷即可。

紧螺栓联接应综合考虑拉应力和扭切应力的作用,计入扭切应力的影响,即螺栓所受的轴向拉力乘以1.3。

8、普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷各是什么循环?

??????P?答:普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷为F?F0?CbF,

Cb?Cm即同方向(不变号)的非对称循环变载荷,0<r<1;所受到的横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷为预紧力,即大小不变的静载荷, r=1。

9、螺栓的为8.8级,与它相配的螺母的性能等级应为多少?性能等级数字代号的含义是什么? 答:与之相配的螺母的性能等级应为8级或9级(d >16~39mm)。

性能等级8.8 ,表示小数点前的数字8代表材料的抗拉强度极限的1/100(?B /100,?B=8×100MPa),

小数点后的数字8代表材料的屈服极限(?s)与抗拉强度极限(?B)之比值(屈强比 )的10倍(10?s/?B, ?s=8?B/10=640 MPa)。

5—48在什么情况下,螺栓联接的安全系数大小与螺栓的直径有关?试说明其原因。

答:在不控制预紧力的情况下,螺栓联接的安全系数大小与螺栓的直径有关,直径越小,则安全系数取得越大。因为扳手的长度随螺栓直径的减小而线性减短,而螺栓的承载能力随螺栓直径的减小而平方性

降低。因此,螺栓直径越细越易过拧紧,造成螺栓过载断裂。所以小直径的螺栓应取较大的安全系数。 10、紧螺栓联接所受轴向变载荷在0~F间变化,在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下,要提高螺栓联接的疲劳强度,应如何改变螺栓或被联接件的刚度及预紧力的大小?试通过受力变形线图来说明

答:在总拉力F2、残余预紧力F1不变时, a)如图示,减小螺栓的刚度( ),增大预紧力F0,可减小△F,提高螺栓联接的疲劳强度。 ?b? b)如图示,增大被联接件的刚度( ),增大预紧力F0,可减小△F,提高螺栓联接的疲劳强度。 ? ?m

1 带传动的主要类型有哪些?各有何特点?试分析摩擦带传动的工作原理。

答:按传动原理的不同,带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动;后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。

摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的,当原动机驱动主功轮转动时,2 什么是有效拉力?什么是初拉力?它们之间有何关系?

答:当传动带静止时,带两边承受相等的拉力,此力称为初拉力F0。

当传动带传动时,带两边的拉力不再相等。紧边拉力为F1,松边拉力为F2。带两边的拉力之差称为由于带与带轮间摩擦力的作用,使从动轮一起转动,从而实现运动和动力的传递。

带传动的有效拉力F 。

设环形带的总长度不变,可推出F0?1?F1?F2? 23 小带轮包角对带传动有何影响?为什么只给出小带轮包角?1的公式?

答:?1角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加,从而提高传动能力。由于大带轮的包角?2大于小带轮的包角?1,打滑首先发在小带轮,因此,只要考虑小带轮的包角?1值。

.4 带传动工作时,带截面上产生哪些应力?应力沿带全长是如何分布的?最大应力在何处? 答:带传动时,带中的应力有三个:(1)由拉力产生的拉应力,带全长上分布的,紧边上为?1、松边上为?2、?1> ?2。(2)由离心力产生和离心拉应力?c,作用于带的全长的。(3)带绕过带轮时发生弯曲,产生的弯曲后应力?b,发生在带上包角所对的圆孤部分,?b1最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。

??b2。

5 带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的?它们对传动有何影响?是否可以避免?

答:弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免的。而弹性滑动是由拉力差引起的,只要传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,是一种不可避免的物理现象。

6 一般来说,带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上,为什么? 答:因为?1??2,故打滑总是先发生在小轮上。因为小带轮的接触弧上产生的摩擦力小于大带轮。

7 带传动的设计准则是什么?

答:在传递规定功率时不打滑,同时具有足够的疲劳强度和一定的使且寿命。 8 在V带动设计过程中,为什么要校验带速5m/s?v?25m/s和包角??120?

答:带速太高会使离心力增大,使带与带轮间的摩擦力减小,传动容易打滑。另外单位时间内带绕过带轮的次数也增加,降低传动带的工作寿命 。若带速太低,则当传递功率一定时,使传递的圆周力增大,带的根数增多。因此设计时,一定要校验带速5m/s

?1是影响带传动工作能力的重要参数之一,因此,一般应使?1?120外张紧轮又该怎样?并分析说明两种张紧方式的利弊。

9带传动张紧的目的是什么?张紧轮应安放在松边还是紧边上?内张紧轮应靠近大带轮还是小带轮?答:带传动工作一段时间后就会由于传动带的塑性变形而使带松驰,带内的初拉力减小,传动能力下降,这时必须要重新使带张紧。

张紧轮一般设置在松边的内侧且靠近大带轮处。若设置在外侧时,则后使其靠近小带轮,选择可以增加小带轮的包角,提高带的疲劳强度。

10 窄V带强度比普通V带高,这是为什么?窄V带与普通V带高度相同时,哪种传动能力大,为什么?

答:窄V带的截面高度与其节宽之比为0.9。且其顶宽约为同高度普通V带的3/4;顶面呈拱形,受载后抗拉层仍处于同一平面内,受力均匀;两侧面略呈内凹,使其在带轮上弯曲变形时能与槽很好地贴合,增大摩擦力,从而提高承载能力。

当窄V带与普通V带高度相同时,窄V带的承载能力可提高1.5~2.5倍。

1 、 常用联轴器有哪些类型?各有哪些特点?应用于哪些场合?

答:常用联轴器可分为刚性联轴器和挠性联器两大类,刚性联轴器不能补尝两轴的相对位移,用于两轴严格对中并在工作中不发生相对位移的场合;挠性联轴器具有一定的补尝两轴相对位移的能力,用于工作中两轴可能会发生相对位移的场合。

动力机的机械特性 载荷类别联轴器的许用转速 联轴器所联两轴相对位移联轴器的传动精度 联轴器尺寸、安装和维护 工作环境 经济性

2、金属和非金属两大类,非金属材料质量小,价格便宜,有良好的弹性滞后性能,因而减震能力强,金属材料制成的弹性原件则强度高,尺寸小而寿命长。

3、万向联轴器为什么常成对使用,在成对使用时应如何布置才能保证从动轴与主动轴的角速度随时相等?

4、齿轮联轴器能补偿综合位移的原因: 外齿的齿顶制成椭球面,且保证与内齿啮合后具有适当的顶隙和侧隙,故在传动时,套筒可有轴向和径向位移以及角位移。 主要有三种:

平行偏差,即两轴之间的同心度偏差,这也是安装中最常见的偏差 角度偏差,即两轴之间有个夹角,轴线不平行

轴向位移,即轴向的窜动,例如由热膨胀导致轴的伸缩等。 综合偏差,即以上三种偏差的任意组合。

答:齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒和两个带有外齿的内套筒所组成。由于外齿的齿顶制成球面,球面中心线在齿轮轴线上,且内外齿啮合时具有较大的顶隙和侧隙,因此能补偿综合位移。

一.填空题。

1.组成机械的各个相对运动的运动单元称为构件。机械中不可拆卸的 制造单元 称为零件。构件可以是 单一 的零件,也可以是几个零件组成的刚性体。构件是机械中 独立的运动单元 ,零件是机械中制造单元。 2.机器具有的三个共同的特征: 它是人为的实物组合 ; 各部分形成运动单元 , 各单元之间具有确定的相对运动; 能实现能量的转换 。

3.零件可分为两类:一类是 通用零件 ,一类是 专用零件 。

4.根据磨擦副表面间的润滑状态将磨擦状态分为四种: 干磨擦 、 流体磨擦 、 边界磨擦 、 混合磨擦 。 5.在机械正常运动中,磨损过程大致可分为三个阶段: 跑合磨损阶段 、 稳定磨损阶段 、 剧烈磨损阶段 。

6.磨损可分为: 粘着磨损 、 磨粒磨损 、 表面疲劳磨损(点蚀) 、 腐蚀磨损 。 7.润滑油最重要的一项物理性能指标为 粘度 。

8.构件可以分为三种类型: 固定件(又称机架) 、 原动件 、 从动件 。 9.表示机构各构件间相对运动关系的简单图形称为 机构运动简图 。 10机构自由度计算公式: F=3n—2PL—PH (PL表示低副,PH表示高副。) 11.根据自由度与原动件数目之间的关系可以判定机构是否具有确定的运动:

⑴若原动件数目小于F,机构可以运动,但运动不确定; ⑵若F>0且等于原动件数目,机构具有确定的运动; ⑶若原动件数目大于F或F<=0,机构不能运动。

12.机械运行时克服生产阻力所消耗的功与输入功之比称为 机械的效率 ,以 η 表示。

13.根据两个连架杆的运动情况不同,可以将铰链四杆机构分为:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构

三种类型。

14.铰链四杆机构可以演化成曲柄滑块机构、导杆机构、摇杆机构、定块机构 四种类型。

15.可以构成曲柄摇杆机构的必要条件:曲柄为最短杆;最短杆与最长杆长度之和小于等于另外两杆的长度

之和。

16.若最短杆与最长杆长度之和大于另外两杆长度之和,无论以哪一构件作为机架,均不存在曲柄,都只能

是双摇杆机构。

17.若最短杆与最长杆长度之和小于或等于另外两杆的长度之和,是否存在曲柄取决于以哪一个机构作为机

架:

① 以最短杆邻边作为机架,构成曲柄摇杆机构。 ② 以最短杆作为机架,构成双曲柄机构。 ③ 以最短杆对边作为机架,构成双摇杆机构。

作为特例,平行四边形机构以任何一边作为机架,均构成双曲柄机构。 18.从动件受到的驱动力方向与受力点速度方向所夹的锐角α称为压力角。

19.压力角α=90°,因而不产生驱动力矩来推动曲柄转动,而使整个机构处于静止状态。即 α=90°时,Ft=0,这种位置称为死点。

20.凸轮机构的类型按凸轮形状分类分为 盘形凸轮 、移动凸轮 、 圆柱凸轮。

按从动件类型分为 尖顶从动件、 滚子从动件、 平底从动件。 21.凸轮的加工方法有:铣、锉削加工、 数控加工。

22.在其他参数相同的情况下基圆半径r0越小,凸轮的压力角越大。 23.棘轮机构主要有: 棘轮 、 棘爪 、 摇杆 、止回棘爪和机架等组成。

24.棘轮机构转角的调节方法:调节摇杆控制棘轮转角 、 利用遮板调节棘轮转角。 25.由于运动特性系数τ必须大于零,故径向槽数Z应等于或大于3。一般取4~8。

单圆柱销槽轮机构的值τ总是小于0.5,即槽轮的运动时间总小于静止时间。 26.根据牙型,螺纹可以分为:三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和 矩形螺纹。

27.普通螺纹的牙型角为60°、管螺纹的牙型角为55°、梯形螺纹牙型角为30°、锯齿形螺纹两侧的牙型

斜角分别为β=3°和β′=30°。

28.螺纹连接的基本类型有:螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接这四种。 29.键可以分为:平键、半圆键、楔键和切向键等类型,其中以平键最为常用。

30.键的连接可以分为:平键连接,平键的两侧面为工作面。半圆键连接,半圆键也是以两侧面作为工作面。

楔键连接,楔键的上、下表面是工作面。

31.平键连接强度计算时通常只需按工作面上的挤压强度进行计算。

32.设计的键强度不够时可以増加键的长度,但不能使键长超过2.25d。加大键长后强度仍不能够或设计条

件不允许加大键长时,可采用双键。 33.带的工作速度一般为5-25m/s,传动比i≤5。

34. 普通V带两侧面为工作面,普通V带分为帘布结构和线绳结构两种。 35.普通V带的截面高度h与其节宽bp比值为0.7。

36.窄V带截面高度h与节宽bp之比为0.9。且其顶宽b约为同高度普通V带的3/4。 37.由于带的弹性变形,而引起带在带轮上的微小相对滑动,称为带的弹性滑动。 38.通常带传动的张紧装置采用两种方法,即调整中心距和使用张紧轮。 39.套筒滚子链的标记:链号-列数-节数 国标号

例如:08A-1-60 GB/T 1243—2006 表示:节距 12.70mm、单排、60节、A系列套筒滚子链。 40.链传动的布置是否合理,可从以下方面考虑:

①.两链轮的回转平面应在同一平面内,否则易使链条脱落,或产生不正常磨损。

②.两链轮中心连线最好在水平面内,若需要倾斜布置时,倾角也应小于45°。应避免垂直布置,因为过

大的下垂量会影响链轮与链条的正确啮合,降低传动能力。

③.链传动最好紧边在上、松边在下,以防松边下垂量过大使链条与链轮轮齿发生干涉或松边与紧边相碰。

链节数选用偶数,链轮齿数最好取奇数。

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