掌握一点点—20个机械设计知识点总结
2019/10/27 22:00:33
1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么?
答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。
2．提高螺栓联接强度的措施
答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。
3．轮齿的失效形式
答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。
4．齿轮传动的润滑。
答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。
5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施
答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。
措施：1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
6．带传动的有缺点。
答，优点
1）适用于中心距较大的传动
2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动
3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件
4）结构简单，成本低廉。
缺点
1）传动的外廓尺寸较大
2）需要张紧装置
3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比
4）带的寿命短
5）传动效率较低。
7．弹性滑动和打滑的定义。
答：弹性滑动是指由于材料的弹性变形而产生的滑动。打滑是指由于过载引起的全面滑动。弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的，进而V2总是大于V1。
8．与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点
答：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减小轴承的摩擦损失，结构紧凑，能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。
9．轴的作用，转轴，传动轴以及心轴的区别。
答：轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。
10．轴的结构设计主要要求。
答：1）轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。
2)轴和轴上零件要有准确的加工位置
3）各零件要牢固而可靠的相对固定
4）改善受力状况，减小应力集中。
图片来源：hippopx
11．形成动压油膜的必要条件。
答：1）两工作面间必须有楔形形间隙
2）两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体
3）两工作面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大截面流进，小截面流出，此外，对于一定的载荷，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。
12．联轴器和离合器的联系和区别。
答：两者都主要用于轴与轴之间的链接，使他们一起回转并传递转矩，用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸后才可以把它们分离。而用离合器联接的两根轴，在机器工作中即能方便的使它们分离或接合。
13．变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。
答：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。
14．机械磨损的主要类型——磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。
15．垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。
16．滚动螺旋的优缺点。
答：优点：1）磨损很小，还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度，因此其传动精度很高，2）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。
缺点：1）结构复杂，制造困难，2）有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。
17．齿轮传动中，误差对传动的影响。
答：1）影响传递运动的准确性，2）瞬时传动比不能保持恒定不变，影响传动的平稳性，3）影响载荷分布的均匀性。
18．齿轮传动的功率损耗包括
啮合中的摩擦损耗，搅动润滑油的油阻损耗，轴承中的摩擦损耗。
19．单圆弧齿轮的优缺点
优点：1）齿面接触强度高，2）齿廓形状对润滑有利，效率较高，3）齿面容易饱和，4）无根切，齿面数可较少。
缺点：1—）中心距及切齿深度的精度要求较高，这两者的误差使传动的承载能力显著降低，2）噪声较大，在高速传动中其应用受到限制，3）通常轮齿弯曲强度较低，4）切削同一模数的凸圆弧齿廓和凹圆弧齿廓要用部同的滚刀。
20．轴瓦材料的性能
1）摩擦系数小
2）导热性好,热膨胀系数小
3）耐磨，耐蚀，抗胶合能力强
4）要有足够的机械强度和可塑性。
答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。
2．提高螺栓联接强度的措施
答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。
3．轮齿的失效形式
答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。
4．齿轮传动的润滑。
答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。
5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施
答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。
措施：1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
6．带传动的有缺点。
答，优点
1）适用于中心距较大的传动
2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动
3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件
4）结构简单，成本低廉。
缺点
1）传动的外廓尺寸较大
2）需要张紧装置
3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比
4）带的寿命短
5）传动效率较低。
7．弹性滑动和打滑的定义。
答：弹性滑动是指由于材料的弹性变形而产生的滑动。打滑是指由于过载引起的全面滑动。弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的，进而V2总是大于V1。
8．与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点
答：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减小轴承的摩擦损失，结构紧凑，能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。
9．轴的作用，转轴，传动轴以及心轴的区别。
答：轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。
10．轴的结构设计主要要求。
答：1）轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。
2)轴和轴上零件要有准确的加工位置
3）各零件要牢固而可靠的相对固定
4）改善受力状况，减小应力集中。
图片来源：hippopx
11．形成动压油膜的必要条件。
答：1）两工作面间必须有楔形形间隙
2）两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体
3）两工作面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大截面流进，小截面流出，此外，对于一定的载荷，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。
12．联轴器和离合器的联系和区别。
答：两者都主要用于轴与轴之间的链接，使他们一起回转并传递转矩，用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸后才可以把它们分离。而用离合器联接的两根轴，在机器工作中即能方便的使它们分离或接合。
13．变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。
答：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。
14．机械磨损的主要类型——磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。
15．垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。
16．滚动螺旋的优缺点。
答：优点：1）磨损很小，还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度，因此其传动精度很高，2）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。
缺点：1）结构复杂，制造困难，2）有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。
17．齿轮传动中，误差对传动的影响。
答：1）影响传递运动的准确性，2）瞬时传动比不能保持恒定不变，影响传动的平稳性，3）影响载荷分布的均匀性。
18．齿轮传动的功率损耗包括
啮合中的摩擦损耗，搅动润滑油的油阻损耗，轴承中的摩擦损耗。
19．单圆弧齿轮的优缺点
优点：1）齿面接触强度高，2）齿廓形状对润滑有利，效率较高，3）齿面容易饱和，4）无根切，齿面数可较少。
缺点：1—）中心距及切齿深度的精度要求较高，这两者的误差使传动的承载能力显著降低，2）噪声较大，在高速传动中其应用受到限制，3）通常轮齿弯曲强度较低，4）切削同一模数的凸圆弧齿廓和凹圆弧齿廓要用部同的滚刀。
20．轴瓦材料的性能
1）摩擦系数小
2）导热性好,热膨胀系数小
3）耐磨，耐蚀，抗胶合能力强
4）要有足够的机械强度和可塑性。