机械设计(第八濮良贵主编)-总复习-考试知识点

1、名师总结优秀知识点机械设计总复习一、填空题1、在V带传动中，带的型号是由计算功率和小带轮转速两个参数确定的。2、在圆柱齿轮传动设计中，在中心距 a及其他条件不变时，增大模数 mi其齿面接触应力不变; 齿根弯曲应力减小。3、普通外圆柱螺纹联接的公称直径指的是螺纹的大 径,计算螺纹的危险截面时使用的是螺纹的小径。4、6312表示轴承内径为60mm!类型为深沟球轴承。5、对一般参数的闭式齿轮西软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。6、在一般情况下，链传动的 平均传动比为常数, 瞬时传动比不为常数。7、带传动主要失效形式为 打滑和带的疲劳损坏，其设计准则是在保证传

2、动不打滑的前提下 使带具有足够的疲劳强度。8、链传动水平布置时，最好 紧边在上,松边在下。9、蜗杆传动的主要缺点是齿面间的 相对滑动速度很大，因此导致传动的 效率较低、温升较高。10、转速与基本额定动载荷一定的球轴承， 若将轴承的当量动载荷增加一倍，则轴承寿命将变为原 来的V8_o11、在疲劳曲线上，以循环基数 N为界分为两个区：当NJ> N时，为 无限寿命 区;当N< N时, 为有限寿命区。12、由于 弹性滑动 现象、使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为汩 和 带的疲劳损坏。13、按键齿齿廓曲线的不同，花键分为 矩形 花键和 渐开线 花键。14、径向滑动轴承的条件性计算

3、主要是限制平均压强、平均压强与轴颈圆周速度的乘积 pv和轴颈圆周速度v不超过许用值。15、接受载情况不同，轴可分为 心轴;转轴；传动轴。16、螺纹的公称直径是 上_径,对外螺纹它是指螺纹 牙顶所在圆柱的直径。17、对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为 齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主 要失效形式为轮齿折断。18、由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为：部 件19、零件表面的疲劳是受到接触应力长期作用的表面产生裂纹或微粒剥落的现象。20、键连接的主要类型有：平键、半圆件、楔键、切向件21、普通V型带共有七种型号.按传递功率大小依次排为：E、D C、B、A Z、Y

4、;22、轮齿的主要失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形五种。23、机器的可靠度R是指：在规定的使用时间（寿命）内和预定的环境条件下机器能够正常工作 的概率;24、螺纹防松的根本问题在于：防止螺旋副在受载时发生相对转动;25、焊接件焊后应经 去应力退火 处理，以消除残余应力。26、链传动的瞬时传动比不断变化的原因是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边型称之为多边形效应。27、轴承中的润滑剂不仅可以 降低摩擦阻力,还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、 防止锈蚀等作用。、选择题1、某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限（7-1数N =107,当该零件工作的实际应力循环次数=3

5、00 MPa,若疲劳曲线指数m= 9 ,应力循环基N=105时，则按有限寿命计算，对应于 N的疲劳极限为C MPaA.428B.430.5C.500.42、带张紧的目的是口A.减轻带的弹性滑动B.C.改变带的运动方向D.D.300提高带的寿命 使带具有一定的初拉力3、滚子链通常设计成链节数为偶数，这是因为_C。A.防止脱链 B.磨损均匀C.不需要采用受附加弯矩的过渡链节D.便于度量4、滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与座孔的配合CA.全部采用基轴制B.C.前者采用基孔制，后者采用基轴制5、下列磨损中，不属于磨损基本类型的是A.粘着磨损 B. 磨合磨损全部采用基孔制D.前者采用基轴制，后者采用基

6、孔制B 。CD面疲劳磨损D. 磨粒磨损6、蜗杆传动的总效率，主要取决于 B 时的效率。加装风扇损耗D.搅油损耗曲轴 D. 转轴A的模数为2mm B的模数为4mm则以下齿轮A的抗弯承载能力比B大抗弯承载能力与模数无关:.螺钉联接D.双头螺柱联接A.轴承摩擦损耗B.啮合摩擦损耗C.7、只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为 AA. 心轴 B. 传动轴 C.8、两个具有相同材料、齿宽及齿数的齿轮 A和B, 叙述正确的是二。A.齿轮A和B的抗弯承载能力相同B.C.齿轮B的抗弯承载能力比A大 D.9、下列最适于承受横向载荷的螺纹联接是 旦。A.普通螺栓联接B.校制孔用螺栓联接!10、一对标准渐开线圆柱齿轮要正确

7、啮合时，它们的 B必须相等。A、直径B 、模数C 、齿宽D 、齿数1、带传动主要是依靠C来传递运动和功率的。带和两轮接触面之间的摩擦力A.带的初拉力B.带的紧边拉力C.2、为保证轴上零件轴向定位的可靠性，零件毂孔的倒角高度C或圆角半径R应 A轴肩处的圆角半径r。A.大于B.小于C.等于3、普通平键是靠键的 B_来传递扭矩。A.上表面B.两侧面C. 下表面4、以下传动中，能起到缓冲减振及过载安全保护作用的是B。A.链传动B. 带传动 C.齿轮传石5、链传动中，小带轮包角一般不宜小于A.90 0B.1000 C.12006、以下各传动中，需要进行热平衡计算的是B_oA.直齿圆柱齿轮传动B.蜗杆传动

8、C. 链传动7、下列轴承中，必须成对使用的是_C 。A.深沟球轴承B. 推力球轴承 C. 圆锥滚子轴承8、齿轮齿面塑性流动在主动轮节线附近形成 A ;在从动轮上节线形成 CA. 凹沟 B. 无变化 C. 凸棱9、下列最适于承受横向载荷的螺纹联接是_AoA.较制孔用螺栓联接 B. 普通螺栓联接 C. 螺钉联接10、链传动设计中，限制最小和最大齿数的原因是：（c）a、链传动的传动比不能过大；b、避免产生振动和冲击；c、避免加速链条的磨损和产生跳齿;11、某轴系结构中，轴上所安装的齿轮为斜齿轮，频繁正反转启动，中速中载场合，选配轴承宜采用：（ba、一对深沟球轴承；b、一对角接触球轴承；c、一对调心球

9、轴承；d、一对推力球轴承；12、要求自锁性强的连接螺纹，牙型宜采用：（a）a、三角形粗牙螺纹；b、三角形细牙螺纹；c、管螺纹；d、米制锥螺纹；13、利用键实现轴毂连接的结构中，定位精度最高的是：（d）a、平键；b、半圆键 ；c、导向平键；d、矩型花键；14、提齿轮精度等级，改善齿轮材料和热处理方式可提高齿轮的：（b）a、弯曲疲劳强度；b、接触疲劳强度；c、使用寿命；d、生产成本；15、V带传动设计中，限制小带轮直径的原因是：©_a、使结构紧凑；b、防止才T滑；c、避免产生过大的弯曲应力。16、下列滚动轴承中角接触球轴承是：缸；其内径尺寸为：（100）;a、6210; b、N2218;

10、 c、7020AC; d、32307/P517、某阶梯轴应用于中速中载场合，承受弯矩和扭矩，材料宜采用下列中的a、40Cr ; b、HT300 ; c、QT600-3A ; d、ZG45 ; e、KTB350- 04 ;18、重要的连接采用测力矩扳手或定力矩扳手是为了：a、便于操作；b、不至于过分拧紧导致滑牙；c、防松 ；d、控制预紧力；19、设计平键连接时，键的宽度值应根据轴的 ©_查机械设计手册初选；a、长度 ；b、截面形状 ；c、直径；d、材料 ；三、简答题1、开式和闭式两种齿轮传动中，哪种传动一般不会出现点蚀现象？说明原因。答：开式齿轮传动一般不会出现点蚀，这主要是因为开式齿

11、轮磨损速度一般大于疲劳裂纹扩展速度。也就是开式齿轮传动因为磨损严重，接触疲劳裂纹发生后，即被迅速磨去，因而不会发生点蚀。2、简述流体形成稳定动压润滑油膜的条件。答：润滑油要具有一定的粘度；两摩擦表面要具有一定的相对滑动速度； 相对滑动的表面问 要形成收敛的楔形间隙；有充足的供油量。3、什么是滚动轴承的寿命？什么是基本额定寿命？答：滚动轴承的寿命是指轴承中任意元件发生失效前的总转数，或在一定转速下的工作小时数； 滚动轴承的基本额定寿命是指同一型号、同一批次的轴承，在相同的条件下，其中10%勺轴承发生失效时的总转数，或在一定转速下的工作小时数。4、试分析张紧力F。的大小对带传动的影响。答：张紧力F

12、0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，带的磨损加 居I，从而降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承 载能力会降低，工作时易跳动和打滑。5、下图所示为某零件与机架通过螺栓联接的示意图，试分析 该联接在载荷F作用下可能发生的失效形式。答：如图，该联接可能发生的失效形式有：左端受力最大的螺栓被拉断；在载荷F产生的力矩作用下，接合面左端可能分离，零件或机架的右接合面处可能被压坏；在载荷F作用下，零件相对机架产生滑移。6、以磨损量为纵坐标、时间为横坐标画图表示机械零件的正常磨损过程，在图中相应位置标示正 常磨损过程经历的几个磨损阶段，简述各阶

13、段磨损情况。答：磨损图如右图所示。磨合磨损阶段：是指在机器使用初期，为改善机器零件的适应性、表面形态和摩擦相容性的磨损过程；稳定磨损阶段：磨损率保持不变，属于正常工作阶段；失效磨损阶段：磨损率急剧增加，使工作条件迅速恶化，导致失效。7、简述齿向载荷分布系数Kp和齿间载荷分配系数K口分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？。答：齿向载荷分布系数Kp考虑的是由于轴的变形和齿轮制造误差等引起载荷沿齿宽方向分布不 均匀性的影响；齿间载荷分配系数K仪考虑的是同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的影响。8、简述齿面点蚀的种类及其概念。答：齿面点蚀分为初期点蚀和扩展性点蚀。初期点蚀是指工作初期由于啮合的齿面

14、接触不良造成局 部应力过高而出现麻点，齿面经一段时间跑合后，接触应力趋于均匀，麻点不再扩展，甚至消 失的现象。扩展性点蚀是指随工作时间增加，齿面点蚀面积不断扩展，麻点尺寸、数量不断增 多的现象，此时会产生强烈的振动和噪声，导致齿轮失效。9、试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。答：张紧力F0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，带的磨损加 居I，从而降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承 载能力会降低，工作时易跳动和打滑。10、简述螺纹连接过程中预紧和防松的重要性。答：预紧可夹紧被连接件，使连接接合面产生压紧力（即预紧力） ，它能

15、防止被连接件的分离、相 对滑移或接合面开缝。适当的预紧力，可提高连接的可靠性、紧密性。静载下，连接螺纹副中由于预紧和自锁，螺母和螺栓头部的支承面摩擦力可有效地放止连接松 脱，但在冲击、振动及变载荷作用下或当高温、 温度变化较大时，连接中的预紧力和摩擦力会名师总结 优秀知识点逐渐减小或瞬时消失，使螺母松脱，导致连接失效。而螺纹连接一旦失效，轻者影响机器正常 运转，重则机毁人亡，因此，螺纹连接过程中不仅要有适当的预紧，还必须采取有效、合理的 防松措施。11、简述提高螺纹联接强度的措施。答：（1）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；（2）改善螺纹牙上载荷分部不均的现象；（3）减小应力集中的影响；（4）采用

16、合理的制造工艺方法。12、轴的结构设计中要考虑那些因素？答：（1）轴上零件（传动件、轴承）的布置，应使轴处于最佳的受力状态。（2）有利于轴上零件具有准确的工作位置（定位）和牢靠的固定。（3）轴的结构应满足“结构工艺性要求”。对轴自身而言，应便于加工；对轴上零件而言， 要便于安装、拆卸、调整。（4）尽量减少应力集中，提高轴的疲劳强度。13、链传动与皮带传动比较有何优、缺点？答：（1）链传动与皮带传动比较有如下优点：无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，不需要较大的张紧力，作用于轴上的径向压 力较小；在同样使用条件下，结构较为紧凑，传动效率较高，能在高温及速度较低的情况下工作； （2）链传

17、动与皮带传动比较有如下有缺点：只能用于平行轴间的传动且只能用于同向回转的传动； 运转时不能保证恒定的瞬时传动比； 磨 损后易发生跳齿；工作时有噪音；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。14、链传动 与齿轮传动比较有何优、缺点？14、齿轮的强度计算准则有几种？在软、硬齿面搭配的设计中，为什么大齿轮的齿面硬度要低于小 齿轮？答：齿轮的强度计算准则有：（1）保证齿根弯曲疲劳强度；（2）保证齿面接触疲劳强度。在软、硬齿面搭配的设计中，大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮是因为：对于金属制的软齿面齿 轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为 3050HBSIE更多，当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的 硬度差、且速度

18、又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应， 从而提高大齿轮齿面的疲劳极限。四、计算题1、一根轴用两个角接触球轴承支承，如图所示。L1 =40mm, L2 = 200mm ,轴端作用有轴向力Fa =40N，径向力Fr =1640N。试分别求出两轴承所受的径向载荷 R、R2和轴向载荷A、A , 取轴承内部派生轴向力s =0.68R。名师总结优秀知识点Fr解：对轴系进行受力分析，如下图所示:Ri、R分别为轴承1、轴承2所受的径向力，Si、4分别为轴承1、2的内部派生轴向力。求轴承径向载荷R、R分别对两支点处取矩，则根据力矩平衡有Li L240 2002F =-2 Fr =

19、 1640 V1968NL2200L140R2 = Fr1640 =328NL2200求轴承内部派生轴向力S1 =0.68x1968 =1338.24N , S2 = 0.68父328 = 223.04N因为 S2 +Fa =223.04 +40 =263.04N <S1 =1338.24N ,所以轴承 1 被“放松”，轴承 2 被 “压紧”，故有：A1 =S1 =1338 .24N , A2 = S1 - Fa =1338.24 -40 = 1298 .24 N2、有一直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知：轴田的输出功率P输出=5kW ,转速n m =157r/min。各轮齿数为

20、z1 =25, z2 =60 , z3 = 22 , z4 =84。锥齿轮啮合效率0.96 ,斜齿 圆柱齿轮啮合效率为0.98,滚动轴承效率为0.99。I轴转向如图所示。在图中标出各齿轮的转向；为使轴II受力平衡，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向，说明判断依据；计算各轴的扭矩。解：(1)各齿轮转向如图中箭头所示(2)由锥齿轮的受力分析可知锥齿轮2所受 轴向力方向向下，故为使轴II受力平衡，则斜齿轮3所受轴力方向应向上，故根据左右手法 则，可判断出齿轮3的螺旋齿旋向为右旋，再根据外啮合斜齿轮正确啮合条件可知齿轮4的旋向为左旋。旋向在图中的标本为齿轮3、4上的斜线。(3)计算各轴扭矩i12z2

21、60z125-2.4i14"4取360 8425 22= 9.16i34zz38422= 3.822) nz= i14nm =9.16x157 =1438.12 r/min ; n = i34n皿= 3.82黑 157 = 599.74 r/min总效率n ="锥齿箝斜齿以由承=0.913P二 9550 一 = 9550ni9550nn5/0.9131438.12= 36.37 N mTn =Z J 由轴承由锥齿=36.37 父2.4父0.99父0.96 =82.96 N mTm =丁口 i34 M轴承箝斜齿=82.96 m 3.82x0.99x0.98 = 307.46

22、N m3、题目：如图，缸径 D=500mm,缸内蒸汽压力p=1.2MPa ,螺栓分布圆直径 D0 =680mm。为保证气密性要求，螺栓间距不得小于 140 mm,且不得大于150mm。试计算所用螺栓允许的最小直径。(10分)附：螺栓性能等级为4.8级，安全系数S=1.5,残余 预紧力取为最大工作载荷的1.5倍。解：螺栓组受预紧力和工作载荷，且压力p为常数，故螺栓组只需按静强度设计即可。(1)确定螺栓数目z因螺栓所在圆周直径Do = 680mm ,且螺栓间距不得小于140 mm 不得大于150mm故有140 M150n 14.2 <z <15.3,因此取螺栓数目 zz 二O(2)确定

23、许用应力因所用螺栓性能等级为4.8级，故可知其屈服强度仃s=320MPa,安全系数S=1.5,故许用应力仃=as/S =320/1.5 = 213.3MPa 0(3)确定单个螺栓最大工作载荷Fmax缸径D = 500mm,故螺栓组最大工作载荷为螺栓的最大工作载荷为：Fmax =F，.z =235500 15 =15700NP =一一 23.14 5001.2 = 235500N(4)确定残余预紧力 Fp'：取 Fp'=1.5Fmax =1.5x15700 = 23550N(5)确定螺栓总拉力Fo螺栓所受最大总拉力为：Fo = Fmax + F； = 15700 +23550 =

24、 39250 NI max p(6)确定满足静强度要求的最小螺栓直径di螺栓既受扭又受拉，故d” ；1-3X4F0尸 39250 = 17.457mm 二二.3.14 213.3故所用螺栓允许的最小直径为17.457mm4、如下图所示，采用深沟球轴承6307支承一对称布置的渐开线标准直齿圆柱齿轮，作用在齿轮上的法向力Fn =2000N ,转速n=960r/min，轴承温度 100C,无冲击，求轴承的使用寿命Lh轴承内径基本额定动载荷C30mm27000N35mm33400N40mm40800N10660 960解：(1)计算当量动载荷Fp由于轴承只承受径向载荷，故当量动载荷即为轴承承受的径向载

25、荷(即轴承的支反力)，此处两轴承的支反力相等。已知齿轮所受法向力Fn =2000N ,两轴承相对齿轮对称布置，故齿轮所受法向力Fn平均分配至两轴承上，即为轴承的当量动载荷。即单个轴承之当量动载荷Fp =F=1000N 02(2)计算轴承的实际寿命Lh2由轴承型号6307可知轴承内径d=5M7 = 35mm,寿命指数e=3,查题后附表可得轴承基本 额定动载荷C = 33400N。已知转速n=960r/min ,因轴承温度 100C,且无冲击，故温度系 数和载荷系数均取为1。于是轴承寿命为：333400 '公/2公0 QC. I =646869.86h<1000 )5、下图所示为由开

26、式链传动和闭式直齿圆柱齿轮传动组成的一带式运输机的简图，要求运输带的线速度v =0.55m/s,设已知运输带所受拉力F =2000N ,全部采用滚动轴承，试求需要电动机输出的功率Pd。附：查得滚动轴承和联轴器的效率为0.99 ,闭式齿轮传动的效率为0.96 ,开式链传动的效率为0.91,运输带效率为0.90。解：运输带输出的功率为Pw =Fv = 2000 0.55 =1.1kW1000各部分机械效率：滚动轴承效率"z =0.99 ,共3对；联轴器效率l =0.99；闭式齿轮传动效率 c =0.96;开式链传动的效率nLT =0.91 ；运输带效率1 =0.90；故该装置的总效率为“=nCnZnLnLTnY =0.96父0.993 父0.99Mo.91Mo.90 归0.755 ,需要电动机输出的功率 Pd = PW =i.46kW0.7556、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28kN摩擦系数f=0.2 ,控制预紧力，试确定所用螺栓的最小计算直径，取可靠性系数 Kf =1.2,安全系数S=30 (11分)解：此螺栓联接受预紧力，横向载荷 F由 接合面之间的摩擦力来承担。已知摩擦面数目m =2,摩擦系数f =0.2