《机械设计基础》试题

### 机械设计基础知识点解析 #### 一、填空题解析 **1. 带传动的设计准则是保证带，并具有一定的。** - **答案解析：** - 保证带不打滑：带传动设计的核心目标之一就是确保带在工作过程中不会发生打滑现象。这主要是通过控制带的张紧力、带轮之间的摩擦系数以及带轮的包角等因素实现的。 - 具有一定的寿命：带的使用寿命是衡量带传动性能的重要指标。设计时需确保带在正常工作条件下的预期寿命。 **2. 螺纹防松的关键在于防止。** - **答案解析：** - 防止螺纹相对转动：螺纹连接中的防松技术主要目的是防止螺母或螺栓头与被连接件之间发生相对转动，从而保证连接的可靠性。 **3. 滑动轴承的润滑作用是减少，提高，轴瓦的油槽应该开在的部位。** - **答案解析：** - 减少摩擦：润滑剂能够显著降低滑动轴承内部零件间的摩擦，这是润滑的基本功能之一。 - 提高承载能力：良好的润滑可以提高轴承的承载能力，使得轴承能够在更高的负载下正常工作。 - 轴瓦的油槽应该开在非承载区：这样可以在不影响轴承承载能力的同时，确保润滑剂的有效分配。 **4. 滚动轴承内圈与轴颈的配合采用制，外圈与座孔的配合应采用制。** - **答案解析：** - 内圈与轴颈的配合采用过盈配合：这种配合方式可以确保轴承内圈与轴颈之间有足够的摩擦力，防止相对转动。 - 外圈与座孔的配合采用过渡配合：过渡配合既能保证一定的定位效果，又能方便轴承的安装与拆卸。 **5. 径向滑动轴承的直径增大一倍，长径比不变，载荷不变，则轴承压强P为原来的倍。** - **答案解析：** - 轴承压强P与轴承直径成反比：因此，当轴承直径增大一倍时，在相同载荷下，轴承压强P将减小至原来的1/4倍。 **6. 设计一对减速软齿面齿轮时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择应使齿轮硬度高些。** - **答案解析：** - 小齿轮硬度高些：在减速软齿面齿轮的设计中，为了延长齿轮的使用寿命，通常会让小齿轮的硬度略高于大齿轮，以提高小齿轮的耐磨性和抗点蚀能力。 **7. 在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和其余两杆长度之和。** - **答案解析：** - 最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和：这是构成双曲柄机构的基本条件之一，以确保机构的连杆能够完成连续的转动。 **8. 平键工作时，依靠传递扭矩。** - **答案解析：** - 依靠侧面传递扭矩：平键的主要作用是传递扭矩，它通过键与键槽侧面的紧密接触来实现这一功能。 **9. 链传动中，链节数常取，而链齿数常采用。** - **答案解析：** - 链节数常取偶数：链节数通常选择偶数是为了确保链条能够均匀地分布在链轮上，减少噪音和磨损。 - 链齿数常采用奇数：链轮的齿数通常为奇数，以避免链条上的销轴与链轮上的同一位置连续啮合，进而提高链轮和链条的使用寿命。 **10. 在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的力大于平带。** - **答案解析：** - V带与带轮之间的接触面积更大：由于V带与带轮之间形成的是楔形接触，接触面积比平带大，这导致了更大的摩擦力，进而提高了传动效率。 **11. 当两轴线时，可采用蜗杆传动。** - **答案解析：** - 交叉时采用蜗杆传动：蜗杆传动特别适用于两轴线呈直角交叉的情况，它能够实现大传动比，同时结构紧凑。 **12. 从减少应力集中考虑，轴上的平键键槽用铣刀加工比较好。** - **答案解析：** - 使用铣刀加工键槽可以减小应力集中：通过精确控制键槽的尺寸和形状，可以减少轴在键槽处的应力集中，提高轴的强度和使用寿命。 **13. 按轴类的承载形式，一般可分为受和传递的转轴，不受只传递的传动轴，以及受不传递的心轴。** - **答案解析：** - 转轴：既承受弯矩又传递扭矩； - 传动轴：主要用来传递扭矩而不承受或承受很小的弯矩； - 心轴：用来支撑转动零件而不传递扭矩。 **14. 链轮的转速，节距，齿数，则链传动的动载荷就越大。** - **答案解析：** - 转速越高、节距越大、齿数越多：这三个因素都会增加链传动中的动载荷，进而影响链传动的平稳性和使用寿命。 **15. 在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数，则会使轮齿的弯曲强度，接触强度，传动的平稳性。** - **答案解析：** - 弯曲强度和接触强度下降：减小模数会导致轮齿变细，从而降低轮齿的弯曲强度和接触强度。 - 传动的平稳性提高：减小模数可以增加齿数，从而使传动更加平稳。 **16. 联轴器中能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击、吸收振动的是。** - **答案解析：** - 弹性联轴器：这类联轴器不仅能够补偿两轴间的相对位移，还能有效地缓和冲击和吸收振动，适用于高速重载的场合。 #### 二、判断题解析 - **螺旋副中，螺纹的升角愈高，自锁性愈差。**（正确） - 升角越高，自锁性越差：螺纹的升角越大，意味着螺纹的倾斜角度越大，螺纹副自锁的能力会减弱。 - **材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适当的热处理方式是表面淬火。**（正确） - 表面淬火：通过表面淬火可以使20Cr材料的齿轮表面硬度大大提高，从而满足硬齿面的要求。 - **非液体滑动轴承的主要失效形式是磨损和胶合。**（正确） - 磨损和胶合：非液体润滑滑动轴承在缺乏足够润滑的情况下容易出现这两种失效形式。 - **滚动轴承的公称接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。**（正确） - 公称接触角越大，承受轴向载荷的能力越强：这是因为接触角越大，接触线越长，轴承承受轴向载荷的能力就越强。 - **在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。**（错误） - 基圆半径越大，压力角越小：基圆半径的增大有助于减小凸轮机构的压力角，从而提高传动效率。 - **若带传动的初拉力一定，增大摩擦系数和包角都可提高带传动的极限摩擦力。**（正确） - 增大摩擦系数和包角：这两个因素都能有效提高带传动的极限摩擦力，从而提高传动效率。 - **闭式蜗杆传动的主要失效形式是蜗杆齿面的胶合。**（正确） - 蜗杆齿面的胶合：闭式蜗杆传动在高温和重载条件下容易发生蜗杆齿面的胶合现象。 - **滚动轴承中，极限转速最高的轴承是调心滚子轴承。**（错误） - 极限转速最高的通常是深沟球轴承：调心滚子轴承虽然具有良好的调心性能，但其极限转速并非最高。 - **传递功率一定时，带传动的速度过低，会使有效拉力加大，所需带的根数过多。**（正确） - 速度过低会使有效拉力加大，导致所需带的根数增多：这是因为在相同的功率下，速度越低，带的线速度越慢，有效拉力越大，需要更多的带才能传递相同的功率。 - **一对标准直齿圆柱齿轮，若Z1＝18、Z2＝72则这对齿轮的弯曲应力[pic]。**（缺失具体数值，无法判断） - **可以用飞轮来调节机器的非周期性速度波动。**（错误） - 飞轮主要用于调节周期性的速度波动：而非周期性的速度波动通常需要通过其他方法如控制系统来解决。 - **设计普通平键的设计时，若采用两个按1800对称布置的平键时，强度比采用一个平键要大。**（正确） - 对称布置的两个平键可以更好地分散扭矩，提高整体的强度。 - **闭式软齿面齿轮传动设计中，小齿轮齿数的选择应以不根切为原则，选少些。**（错误） - 在闭式软齿面齿轮传动设计中，小齿轮齿数的选择一般要多于17个，以避免根切现象的发生。 - **减速器输出轴的直径应大于输入轴的直径。**（错误） - 输出轴的直径不一定大于输入轴：这取决于具体的设计要求和工作条件，而不是一个固定的规则。 - **圆盘摩擦离合器靠在主、从摩擦盘的接触面间产生的摩擦力矩来传递转矩。**（正确） - 圆盘摩擦离合器通过主、从摩擦盘之间的摩擦力矩来传递扭矩，这是一种常见的机械传动方式。 #### 三、问答题解析 **1. 花键连接的类型有那几种？各有何定心方式？** - **花键连接类型及其定心方式：** - 矩形花键：依靠外花键与内花键侧面接触定心。 - 渐开线花键：利用渐开线齿廓接触定心。 - 三角形花键：采用外花键与内花键侧面接触定心。 - 环形花键：采用环形齿廓接触定心。 **2. 试述齿轮传动的失效形式？** - **齿轮传动的失效形式主要包括：** - 齿面点蚀：由于齿面接触疲劳而产生的微小裂纹和剥落。 - 齿面磨损：长期运转后齿面材料的损失。 - 齿面胶合：在高温、高压条件下齿面金属的熔焊现象。 - 轮齿折断：由于过载或长期疲劳导致的轮齿断裂。 - 齿面塑性变形：在重载或冲击载荷作用下齿面发生塑性流动。 **3. 与带传动及齿轮传动相比，链传动的主要优缺点是什么？** - **链传动的优点包括：** - 适用于中心距较大的场合。 - 无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确。 - 传动效率较高。 - 能够在恶劣的工作环境下工作。 - **链传动的缺点主要有：** - 工作时有噪声。 - 不适合于高速传动。 - 需要定期调整张紧力，维护较为复杂。 **4. 斜齿圆柱齿轮传动中螺旋角β的大小对传动有何影响，其值通常限制在什么范围？** - **螺旋角β的影响：** - 螺旋角越大，传动越平稳。 - 螺旋角的大小会影响轴向力的大小，从而影响轴承的选用和布置。 - 过大的螺旋角可能导致齿轮加工困难。 - **螺旋角β的常用范围：** - 通常在8°到20°之间，以获得较好的综合性能。 **5. 带传动中，为何产生弹性滑动？** - **弹性滑动的原因：** - 由于带的弹性变形不同，使得带与带轮之间的线速度存在差异。 - 带在紧边和松边的张紧力不同，导致带在带轮上的线速度变化。 - 弹性滑动是不可避免的现象，但可以通过合理的设计和维护来减少其影响。