《机械设计复习要点及重点习题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计复习要点及重点习题（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摩擦、磨损及润滑概述1、如何用膜厚比衡量两滑动表面间的摩擦状态？【答】膜厚比（）用来大体估计两滑动表面所处的摩擦（润滑)状态。式中，为两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度，、分别为两表面轮廓的均方根偏差。膜厚比时,为边界摩擦(润滑)状态；当时,为混合摩擦（润滑）状态;当时为流体摩擦（润滑）状态。2、机件磨损的过程大体可分为几种阶段?每个阶段的特性如何？ 【答】实验成果表白,机械零件的一般磨损过程大体分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。1） 磨合阶段:新的摩擦副表面较粗糙，在一定载荷的作用下,摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积逐渐增大,磨损速度开始不久,然后减慢;2） 稳定磨损阶段
2、：通过磨合,摩擦表面加工硬化,微观几何形状变化，从而建立了弹性接触的条件,磨损速度缓慢,处在稳定状态；3） 剧烈磨损阶段:通过较长时间的稳定磨损后,因零件表面遭到破化,湿摩擦条件发生加大的变化(如温度的急剧升高,金属组织的变化等)，磨损速度急剧增长，这时机械效率下降,精度减少，浮现异常的噪声及振动，最后导致零件失效。3、何谓油性与极压性?【答】油性(润滑性)是指润滑油中极性分子湿润或吸附于摩擦表面形成边界油膜的性能,是影响边界油膜性能好坏的重要指标。油性越好，吸附能力越强。对于那些低速、重载或润滑不充足的场合，润滑性具有特别重要的意义。极压性是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合物后,油中极
3、性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反映边界膜的性能。它在重载、高速、高温条件下，可改善边界润滑性能。4、润滑油和润滑脂的重要质量指标有哪几项？【答】润滑油的重要质量指标有：粘度、润滑性(油性)、极压性、闪点、凝点和氧化稳定性。润滑脂的重要质量指标有：锥(针）入度(或稠度)和滴点。5、什么是粘度?粘度的常用单位有哪些?【答】粘度是指润滑油抵御剪切变形的能力，标志着油液内部产生相对运动运动时内摩擦阻力的大小,可定性地定义为它的流动阻力。粘度越大,内摩擦阻力越大，流动性越差。粘度是润滑油最重要的性能指标，也是选用润滑油的重要根据。粘度的常用单位有(国际单位制)，(泊,cP厘泊)，St(斯），cS
4、t（厘斯),(恩氏度）,(赛氏通用秒),(雷氏秒)等。6、流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理在本质上有何不同?【答】流体动力润滑是借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开,由流体膜产生的压力来平衡外载荷，具有一定粘性的流体流入楔形收敛间隙产生压力效应而形成。流体静力润滑是靠液压泵（或其他压力流体源），将加压后的流体送入两摩擦表面之间，运用流体静压力来平衡外载荷。 四 螺纹连接和螺旋传动1、简要分析一般螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点,并阐明哪些螺纹合用于连接,哪些螺纹合用于传动?哪些螺纹已经原则化?【答】一般螺纹:牙型为等边三角形,牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径
5、向间隙,外螺纹牙根容许有较大的圆角，以减小应力集中。同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙，细牙螺纹升角小，自锁性好，抗剪切强度高，但因牙细不耐磨，容易滑扣。应用：一般连接多用粗牙螺纹。细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中,也可作为微调机构的调节螺纹用。矩形螺纹:牙型为正方形,牙型角，传动效率较其他螺纹高,但牙根强度弱,螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度减少。梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为0度,内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好,牙根强度高,对中性好。重要用于传动螺纹。锯齿型螺纹:牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角3度,非工作面牙侧角30度。外螺纹牙根有较大
6、的圆角，以减小应力集中,内外螺纹旋合后,大径无间隙便于对中，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。用于单向受力的传动螺纹。一般螺纹合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹合用于传动。一般螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经原则化。2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？【答】可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓连接的强度。3、螺纹连接为什么要防松?常用的防松措施有哪些?【答】连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后,螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也均有防松作用,因此在承受静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接一般都不会自动松脱。但在冲击、振动、变载荷及温度变
7、化较大的状况下，连接有也许松动，甚至松开，导致连接失效,引起机器损坏，甚至导致严重的人身事故等。因此在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题。螺纹连接防松的主线问题在于避免螺旋副相对转动。具体的防松装置或措施诸多,按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其他措施,如端面冲点法防松、粘合法防松,防松效果良好，但仅合用于很少拆开或不拆的连接。4、简要阐明螺纹连接的重要类型和特点。【答】螺纹联接的重要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。重要特点是：）螺栓联接：有一般螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种。一般螺栓联接被联接件的通孔与螺栓杆之间有间隙,因此孔的加工精度可以低些,不需在被联接件上切制螺
8、纹，同步构造简朴、装拆以便,因此应用最广。铰制孔螺栓联接螺栓杆与孔之间没有间隙，能拟定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷。2）螺钉联接:螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中。合用于被联接件之一较厚,或另一端不能装螺母的场合。由于不用螺母，因此易于实现外观平整、构造紧凑；但要在被联接件上切制螺纹,因而其构造比螺栓联接复杂某些。 不合用于常常拆装的场合。如常常拆装，会使螺纹孔磨损,导致被联接件过早失效。3)双头螺柱联接:使用两端均有螺纹的螺柱,一端旋入并紧定在较厚被联接件的螺纹孔中，另一端穿过较薄被联接件的通孔，加上垫片,旋上螺母并拧紧，即成为双头螺柱联接。这种联接在构造上较前两种复杂,但兼有前两者的
9、特点,即便于拆装,又可用于有较厚被联接件或规定构造紧凑的场合。4)紧定螺钉联接：将紧定螺钉拧入一零件的螺纹孔中，其末端顶住另一零件的表面,或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或扭矩,多用于固定轴上零件的相对位置。5、简要阐明平垫圈、斜垫圈和球面垫圈的用途？【答】垫圈的重要作用是增长被联接件的支承面积或避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。常用的是平垫圈。当被联接件表面有斜度时,应使用斜垫圈，特殊状况下可使用球面垫圈。6、在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时,为什么应制成凸台或沉头座？【答】）减少表面粗造度,保证连接的紧密性；2）避免螺栓承受偏心载荷;3)减少加工面,减少加工
10、成本。7、如图所示的底板螺栓组连接受外力的作用,外力作用在涉及轴并垂直于底板结合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力状况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？【解】将等效转化究竟板面上，可知底板受到轴向力，横向力和倾覆力矩。（1） 底板最左侧螺栓受力最大，为避免螺栓拉断,应验算该螺栓的拉伸强度,规定拉应力;（2） 为避免底板右侧压碎,应验算底板右侧边沿的最大挤压应力，规定最大挤压应力；（3） 为避免底板左侧浮现间隙，应验算底板左侧边沿的最小挤压应力，规定最小挤压应力;（4） 为避免底板向右滑移，应验算底板在横向力作用下与否会滑动，规定摩擦力。8、如图所示，两块金属板用两个12
11、的一般螺栓连接。若结合面的摩擦系数，螺栓预紧力控制在屈服极限的7%,螺栓用性能级别为.8的中碳钢制造,求此连接所能传递的最大横向载荷。题 8 图【解】参照书给出的答案有问题:螺栓数目为2,接合面数为1，取防滑系数为,性能级别为48的碳钢。螺栓所需预紧力为因此,所能传递的最大载荷为 N对的解法：1、 M12的螺纹内径为；2、 拟定螺栓的预紧力性能级别为.8的碳钢，由题意,预紧力为3、 由公式，因此，该连接能传递的最大横向载荷为9、受轴向载荷的紧螺栓连接,被连接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力 N，当受轴向工作载荷 N时,求螺栓所受的总拉力及被连接件之间的残存预紧力。【解】采用橡胶垫片密封，取螺
12、栓的相对刚度由教材公式（-)，螺栓总拉力 N由教材公式（.15），残存预紧力为 N键、花键、无键连接和销连接、分析比较平键和楔键的工作特点和应用场合。【答】平键连接的工作面是两侧面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙,工作时，靠键与键槽的互压传递转矩，但不能实现轴上零件的轴向定位，因此也不能承受轴向力。具有制造简朴、装拆以便、定心性较好等长处，应用广泛。楔键连接的工作面是上下面,其上表面和轮毂键槽底面均有1:00的斜度,装配时需打紧,靠楔紧后上下面产生的摩擦力传递转矩，并能实现轴上零件的轴向固定和承受单向轴向力。由于楔紧后使轴和轮毂产生偏心,故多用于定心精度规定不高、载荷平稳和低速的场合。2、平键连
13、接有哪些失效形式?一般平键的截面尺寸和长度如何拟定？【答】平键连接的重要失效形式是较弱零件（一般为轮毂）的工作面被压溃（静连接)或磨损(动连接,特别是在载荷作用下移动时),除非有严重过载，一般不会浮现键的剪断。键的截面尺寸应根据轴径d从键的原则中选用。键的长度L可参照轮毂长度从原则中选用,L值应略短于轮毂长度。3、为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180的位置，采用两个楔键时，则应沿周向相隔920，而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上?【答】两个平键连接,一般沿周向相隔布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡,对轴不产生附加弯矩,受力状态好。采用两个楔键时，相隔布置。若夹角
14、过小,则对轴的局部削弱过大。若夹角过大,则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为时,两个楔键的承载能力大体上只相称于一种楔键盘的承载能力。采用两个半圆键时，在轴的同一母线上布置。半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上。只能放在同一母线上。五 带 传 动、影响带传动工作能力的因素有哪些?【答】由公式(8-7)影响带传动工作能力的因素有：（1） 预紧力：预紧力越大，工作能力越强，但应适度,以避免过大拉应力；（2） 包角:包角越大越好,一般不不不小于12度；（3） 摩擦系数:摩擦系数越大越好。、带传动的带速为什么不适宜太高也不适宜太低?【答】由公式（810)可知,为避免过大的离心应力，带速
15、不适宜太高;1） 由公式(8-3)和（-4）可知，紧边拉力因此,为避免紧边过大的拉应力,带速不适宜太低。3、带传动中的弹性滑动和打滑是如何产生的?对带传动有何影响?【答】带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同,导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的，是带传动固有的物理现象。带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时，带与带轮间将产生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急剧减少,甚至使传动失效,这种状况应当避免。4、带传动的重要失效形式和设计准则是什么?【答】带传动的重要失效形式是打滑和疲劳破坏。带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。5、V带传动的，带与带轮的当量摩擦系数,包角，预紧力。试问：1） 该传动所能传递的最大有效拉力为多少;2） 若，其传递的最大转矩为多少；3） 若传动效率为095，弹性滑动忽视不计,求从动轮的输出功率。【解】(1) () 传递的最大扭矩.m(3） 输出功率6、V带传动传递的功率 W，带速,紧边拉力是松边拉力的两倍，即 ,试求紧边拉力、有效拉力和预紧力。【解】由，得由，又，得由,得六 链 传 动1、与带传
