机械原理简答题答案(新)

2024年1月29日发(作者：)

三、简答题

1、什么叫机械零件的计算准则？常用的机械零件的计算准则有那些？答：机械零件的计算准则就是为了防止机械零件的失效而制定的判定条件，常用的准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性规则、可靠性准则。

2、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？提高机械零件疲劳强度的措施？答：主要因素有：应 力 集 中，零 件 尺寸，表 面 状 态，措施：降低应力集中的影响；选用疲劳强度高的材料或规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺，提高零件的表面质量；④尽可能的减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸

3、画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？

答：经历磨合磨损阶段稳定磨损阶段

剧烈磨损阶段 磨合 稳定 剧烈

4、根据磨损机理的不同，磨损通常可分为哪几种类型？它们各有什么主要特点？答：粘着磨损：由于干摩擦，在有油，无油的表面，都需要切向力使吸附膜和脏污膜破裂后，由新表面直接接触才能发生粘着，载荷越大，表面温度越高，粘着现象也越严重；表面疲劳磨损：受交变接触应力的摩擦副，在其表面上将形成疲劳点蚀，有小块金属剥落；磨粒磨损：硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物，在摩擦过程中引起材料脱落，与摩擦材料的硬度，磨粒的硬度有关；④腐蚀磨损：与周围介质发生化学反应或电化学反应。

5、何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？答：螺纹连接的预紧：螺纹连接的预紧是指在装配时拧紧，是连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。目的：增强连接的可靠性与紧密性，以防受载后被连接件间出现间隙或者发生相对滑移。

6、螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？

答：螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。

螺钉联接：用于不能采用螺栓联接，如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间，又不需要经常拆卸的场合。

双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。

④紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。

7、联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？答：在冲击、振动或者变载荷的作用下，螺旋副高温或温差过大的环境下自锁容易破坏。防松类型：摩擦防松、机械防松、破坏螺旋副运动关系防松。

8、在相同条件下，V带传动与平带传动的传动能力有何不同？为什么？如何提高带的传动能力？

V带传动没有接头，运动较平稳；数根同时使用时，即使损坏一根，不会导致机器立刻停车；但是使用寿命较平带短；带轮价格昂贵；传动效率较平带低一些。

平带工作时，带的内面是工作面，V带传动工作时，带的两侧面是工作面，由于带的拉力是变化的，同时引起带宽尺寸的改变，从而使带轮沿轮槽做径向移动

增 大 摩 擦 系 数；增大 包 角；尽 量使传动在靠近最佳速度下工作；采用新型带传动；采用高强度带材料。

9、为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象？

答：弹性滑动在带传动中是不可避免的。因为产生弹性滑动的原因是：带的弹性和带在紧边和松边所受拉力不等（拉力差），而带的弹性是固有的，又因为传动多大圆周力就有多大拉力差，拉力差随载荷变化而变化，因此拉力差也是不可避免的。所以，弹性滑动在带传动中不可避免，传动比的大小也随载荷变化

10、在V带传动设计时，为什么要求小带轮直径dd1≥dmin，小带轮包角α1≥120°，带速5≤v

≤25m/s？答：带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低；包角过小可加大中心距或增加张紧轮；带速过大，则会因离心力过大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度，带速过小，传动能力降低或者使所需的圆周力过大，易打滑，从而使所需的带根数增多

11、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？能否避免？如何减小动载荷？答：因为链速和从动轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷；链沿垂直方向分速度也做周期性变化；当链节进入链轮的瞬间，链节和轮齿以一定的相对速度相啮合，产生冲击；张紧不好，链条松弛，会有惯性冲击不能；采用较小的链节距并限制链轮的极限转速；进行链张紧。

12、为什么链传动的平均速度是常数，而瞬时速度是做周期性变化？这种变化给链传动带来什么影响？如何减轻这种影响？答：链速是做着由小到大，又由大到小的变化。给链传动带来了速度的不均匀性，工作上的不平稳性和有规律的震动。当两链轮的齿数相等，紧边的长度又恰为链节距的整数倍，可以减轻这种影响

13、什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？答：齿轮重载传动，齿面间压力变大，相对滑动速度大等

提高齿面硬度、减小齿面粗糙度，增加润滑、粘性情况下可防止齿轮齿面胶合失效。

14、斜齿圆住齿轮传动中螺旋角β太小或太大会怎样，应怎样取值？

答：螺旋角太小，没发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆住齿轮传动相对优越性，即传动平稳和承载能力大。螺旋角β越大，齿轮传动的平稳性和承载能力越高。但β值太大，会引起轴向力太大，大了轴和轴承的载荷。同一轴上两齿轮螺旋角方向应相同，以便轴向力相互抵消。把高速级螺旋角取大，低速级螺旋角取小，以减小低速级的轴向力。通常β要求在8°～25°范围内选取。

15、某输送带由电机通过三级减速传动系统来驱动，减速装置有：二级斜齿圆柱齿轮传动、滚子链传动、V 带传动。试分析如图所示传动布置方案的不合理之处，简单说明错误原因。答：V带传动比较适合高速传动，而不适合低速传动，故放在高速级； 链传动不适合高速传动，而适合低速传动，所以应该放在低速级； 齿轮传动使用条件及其速度范围比较宽，这里应放在中间。

16、齿根弯曲疲劳裂纹首先发生在危险截面的哪一边？为什么？提高轮齿抗弯曲疲劳折断的能力可采取哪些措施？

答：疲劳裂纹首先发生在危险截面受拉一侧。因为材料的抗压能力大于抗拉能力。 提高轮齿抗弯曲疲劳折断的能力的措施有：提高轮齿齿面硬度并使轮齿芯部有足够的强度和韧性；采用较大的的模数；改直齿轮为斜齿轮；采用正变位齿轮，增大齿根厚度；增大齿根过渡圆角半径，减小应力集中；提高制造精度，降低表面粗糙度；改善载荷分布；表面强化处理。

17、对于闭式软齿面，闭式硬齿面和开式齿轮传动，齿数选的太多或者太少，将分别出现什么问题？设计时应分别按什么原则选取？

答：对于闭式软齿面，传动尺寸主要取决于接触疲劳强度，而弯曲疲劳强度往往比较富裕，齿数宜取多些，齿数增加有利于增大重合度，提高传动稳定性；减小滑动系数，提高传动效率；减小毛柸外径，减轻齿轮质量；减少切削量，延长刀具使用寿命。对于闭式硬齿面，传动尺寸有可能取决于轮齿弯曲疲劳强度，故齿数不宜过多。对于开式齿轮传动，齿数不宜过多。

18、为增加蜗杆减速器输出轴的转速，决定用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆，问原来的蜗轮是否可以继续使用？为什么？

答：不可以。蜗轮蜗杆正确啮合的条件中有1 =

2，依题意，如

用原来的蜗轮，当蜗杆头数z1由1变为2，模数m和分度圆直径d1不能变，

据d1mz1可知，tg增大为原来的2倍，即导程角1增大了，与蜗轮tg的螺旋角β不再相等。因此，不再符合蜗轮蜗杆的正确啮合条件。

19、设计蜗杆传动时，确定蜗杆的头数z1 和蜗轮的齿数z2 应考虑哪些因素？答：要考虑：传动比要求；传动效率要求；避免加工蜗轮时产生根切；蜗杆的刚度要求；蜗轮的齿根弯曲强度要求；蜗杆传动的反向自锁性要求等

20、为什么铸铝青铜和灰铸铁蜗轮的许用接触应力与齿向滑动速度有关，而铸锡青铜蜗轮的许用接触应力与滑动速度无关？答：铸铝青铜和灰铸铁蜗轮的主要失效形式是齿面胶合，而胶合的发生与滑动速度有关，所以其许用接触应力与齿向滑动速度有关。铸锡青铜蜗轮的主要失效形式是齿面点蚀，其发生是由接触应力所致，故许用接触应力与滑动速度无关。

21、蜗杆传动设计中，为何特别重视发热问题？如何进行热平衡计算？常用的散热措施有哪些？答：因为蜗杆传动在其啮合平面间会产生很大的相对滑动速度，摩擦损失大，效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中，若散热不良，会因油温不断升高，使润滑失效而导致齿面胶合即，要求达到热平衡时的工作油温t1≤06℃~70

降低其温升：在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；若上述还不能满足热平衡条件，可在箱体油池中装设蛇形冷水管，或采用压力喷油循环润滑。

22、根据滑动轴承可能发生的失效形式，分析对轴瓦材料有哪些性能要求？答：良好的减摩性、耐磨性；良好的抗胶合性、顺应性，嵌入性和跑合性；足够的强度（抗压和疲劳强度 )；良好的耐腐蚀性、热化学性能（传热性和热膨胀性）和调滑性（对油的吸附能力）；良好的工艺性和经济性等。

23、何谓角接触轴承的正装和反装，这两种安装方式对轴系刚度有何影响？答：轴承外圈窄边相对称为正装，又叫＂面对面＂安装，轴承外圈窄边相背称为反装，又叫＂背靠背＂安装。当传动零件悬臂安装时，反装的轴系刚度比正装的轴系高，这是因为反装的轴承压力中心距离较大，使轴承的反力、变形及轴的最大弯矩和变形均小于正装。当传动零件介于两轴承中间时，正装使轴承压力中心距离减小而有助于提高轴的刚度，反装则相反。

24、滚动轴承的组合设计要考虑哪些问题？

答：轴系支承端结构；轴承与相关零件的配合；轴承的润滑与密封；提高轴承系统的刚度。

25、滚动轴承的失效形式有哪些？选择轴承时进行的寿命计算，静载荷计算及极限转速校核是针对哪种失效？答：1）滚动轴承的主要失效形式，是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。2）当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。

26、向心角接触轴承为什么要成对使用？试比较正装和反装的特点。

答：单个的角接触轴承只能承受单面的轴向力，所以一般用组合安装。

一般有3种组合：正面组合、反面组合、串联组合，根据实际情况进行选择。反面组合的优点是可以承受径向负荷和双向轴向负荷，特别适用于承受力矩。

27、如何提高轴的疲劳强度及刚度？

减小应力集中；降低表面粗糙度；强化轴的表面，如碾压、喷丸、表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗等。合理分布轴载荷