机械设计复习内容及典型例题
《机械设计》复习内容
方法
零件
机械设计
各种标准件的标注方法 第3章 螺纹连接
1、螺纹牙的截面形状有很多种，哪些适用于使用与连接，哪些适用于传动。适合连接的：三角形螺纹。传动螺纹：梯形螺纹（应用最广泛的传动螺纹），锯齿螺纹，管螺纹，矩形螺纹。
2、螺纹的计量单位如何？大径，中径，小径，螺距，线数，导程，升角，牙型角，压测角，接触高度？。
3、螺纹连接有哪些基本类型，各适用的场合如何？螺旋连接，，双头螺木全连接，双头螺柱连接，螺钉连接。紧定螺钉连接。
4、螺纹连接的防松措施有哪些？对顶螺母，自锁螺母，弹簧垫圈，止转垫片，点冲放松，焊接放松，粘结放松，串联钢丝放松，开口销与六角开槽螺母。
5、提高螺纹连接件强度的措施有哪些？降低螺钉刚度，或提高连接件刚度，降低应力增量，改善螺纹牙间的载荷分布。减少或避免附加应力，减少应力集中。
6、螺栓组连接的计算（公式要记）
1）单个螺栓连接的强度计算：
（1）普通螺栓连接
松螺栓连接
只受预紧力的螺栓连接
承受预紧力和横向工作载荷的紧螺栓连接
承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接
（2）铰制孔螺栓连接
承受横向载荷
2）螺栓组的强度设计
（1）受横向载荷的螺栓组（两种情况：普通螺栓连接和铰制孔螺栓连接）
（2）受转矩的螺栓组连接（两种情况：普通螺栓连接和铰制孔螺栓连接）
（3）受轴向载荷的螺栓组（普通螺栓连接）
第4章键连接
1、键连接有哪些类型平键半圆键销键，切向键，花键
2、普通平键的工作面是什么？侧面
3、普通平键通常的失效形式是什么？接触面压溃，或破坏
4、普通平键的键高和键长（即截面尺寸）如何选取？根据传输的转轴转矩
5、普通平键的长度如何选取？
第5章带传动与链传动设计
1、带传动和链传动的特点各是什么？各应用在什么场合？带是通过摩擦力传输动力，链是通过咬合传输动力。
2、影响带传动性能的主要因素有哪些？是如何影响的？预紧力，摩擦力系数，包角《就是摩擦面积》
3、带受哪些应力，什么位置的应力最大？紧边开始绕上小带轮处。
4、什么是弹性滑动，什么是打滑？他们之间的区别是什么？因为带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动
为弹性滑动。打滑是由于摩擦力不够而产生的相对运动。弹性。
5、控制小带轮的最小直径的原因是什么？保证足够的传动能力。
6、小带轮的包角控制在什么范围内？至少九十度。
7、带的主要失效形式是什么？设计准则？打滑和疲劳破坏。
8、根据什么选择带的型号？计算功率和小带轮的转速。
9、链传动运动的不均匀的原因是什么？多边形效应。
10、影响链传动平稳性的因素是什么？松弛。采取什么措施来减少传动的振动和冲击。张紧措施。
11、链传动的主要失效形式有哪些？疲劳破坏，塑性变形。
第6章齿轮传动设计
1、齿轮传动的失效形式。轮齿折断，齿面接触疲劳，齿面胶合，齿面塑性变形，齿面磨粒磨损。
2、齿轮传动的设计准则（软齿面和硬齿面）
3、齿形系数与那个（些）因素有关
4、齿轮传动强度设计方法(齿面接触强度和齿根弯曲强度)
5、齿轮的受力分析和旋向的判定（直齿、斜齿、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆）
第7章蜗杆传动设计
1、蜗轮蜗杆传动的特点是什么？实现大的传动比，结构紧凑，传动平稳，噪声低，具有自锁性，但啮合齿面产生
很大的相对滑动速度，摩擦发热大，传动效率低，不适合大功率和长期工作传动。
2、什么是蜗杆直径系数，为何要引入该系数？q=d/m其中d是分度圆直径，m是模数，这是为了减少涡轮滚刀数
目，便于道具标准化。
3、蜗杆分度圆的直径如何确定。
4、 蜗杆传动的失效形式和设计准则是什么？点蚀，折断，胶合，磨损。
5、 蜗轮常采用的材料是什么？常用的涡轮材料是铸造锡青铜，铸造铝铁青铜，灰铸铁。
6、 蜗杆传动为什么要，进行热平衡计算。由于蜗杆传动效率低，所以工作发热量大，如果产生的热量不能及时排
出或散逸，必将导致温度明显升高，温度升高会使润滑油稀释，从而加大摩擦表面的接触机会，增加啮合摩擦损耗。
第8章 轴的设计
1、 什么是转轴、心轴和传动轴。
2、 轴上零件的轴向定位方法和周向定位方法。
3、 按弯曲扭转合成计算轴的应力公式中各符号代表的意思是什么？如何来取？
4、 轴的结构改错
第9章 滑动轴承设计
1、 滑动轴承表面的摩擦状态有哪几种。自润滑多油锲滑动轴承，液体静压滑动轴承，空气轴承。干摩擦。
2、 常用的轴瓦和轴承衬材料有哪些？
3、 滑动轴承润滑中，油槽的开设
4、 非液体摩擦滑动轴承设计中校核平均压强p 和pv 以及v 的目的是什么？避免单位压强过大，出现点蚀，避免传
递功率过大，避免相对滑动速度过大。 5、 液体润滑滑动轴承最小油膜厚度
6、 形成液体动压润滑的条件是什么？影响其承载能力的因素有哪些？
第10章 滚动轴承设计
1、 什么是向心轴承、推力轴承和向心推力轴承，各自代表的类型有哪些？代号的表示。
2、 滚动轴承的失效形式以及设计准则
3、 什么是轴承的基本额定寿命。
4、 什么是滚动轴承基本额定动载荷和基本额定静载荷
5、 什么是滚动轴承当量动载荷，计算方法。
6、 滚动轴承寿命计算公式
7、 角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向力的计算方法。 8、 滚动轴承的支承结构形式，各自适用的场合？ 9、 滚动轴承的润滑和密封方式
第11章 联轴器、离合器和制动器
1、 联轴器和离合器的区别
2、 联轴器分为哪三大类型，各自的适用场合是什么？每个类型的代表轴承有哪些？
3、 常用的离合器有哪些？
4、 ．滚动轴承为什么要进行寿命计算？计算的条件是什么？
5、 齿轮在什么情况下发生胶合？采取哪些措施可以提高齿面抗胶合能力？
6、 蜗杆传动中为何常用蜗杆为主动件？蜗轮能否作主动件？为什么？
7、 滚动轴承为什么要进行寿命计算？计算的条件是什么？
8、 1. 螺栓的光杆部分做细些，可以使螺栓的刚度减小，即1C 减小。设工作载荷F 不变，由1
12
C F F C C ?=
+，应力
副2
1
40.5[]a a F
d σσπ???=
≤，可知1C 的减小，使应力副a σ减小，所以可以提高其疲劳强度工作载荷F 不变的前提下，刚度小的螺栓对应的F ?明显小于刚度大的螺栓，即疲劳强度较高。
9、 2. 若带速过低，则圆周力就很大，容易打滑。若带速太高，又会因离心力太大而降低带与带轮间的正压力，
从而降低摩擦力和传动的工作能力。此外，随着离心力的增大，离心拉应力也增大，使带的疲劳强度有所降低。所以带速要适宜，一般应在 5~25 m/s 的范围内，最适宜的速度为10~20 m/s 。
10、 3. 增大齿宽；增大模数；增大分度圆直径；用斜齿代替直齿；用正变位齿轮代替标准齿轮；采用机
械强度高的材料；改软齿面为硬齿面，提高齿轮材料的硬度。 11、 4. 滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效形式，套圈和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承的一
种最基本和常见的失效形式。轴承发生点蚀破坏后，在运转时通常会出现较强的振动、噪声和发热现象。 12、
计算的条件是，定义具有90％可靠度的轴承寿命为轴承的额定寿命。
13、
试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力F max 的主要因素。（5分）
14、
1
1
max
111
12ααf f e
e F F +-
= 15、 max F 与初拉力0F 、包角1α和摩擦系数f 有关。
（3’） 16、 0F 大、1α大、f 大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。
（2’） 17、 2、试说明齿形系数F Y 与齿轮的哪些参数有关，F Y 对齿根弯曲应力F σ有何影响？（5分）
18、 齿形系数F Y 反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F σ的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z 、变位系数x 和分度圆压力角α都影响F Y 。(3’)
19、 如果齿数z 增大、变位系数x 和分度圆压力角α增大，均可以使齿根增厚，齿形系数F Y 减小，F σ减小。 (2’) 20、 3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（5分）
21、 可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1’） 22、 合理提高齿轮的制造精度和安装精度；(1’) 23、 正确选择材料和热处理方式；(2’)
24、 以及对齿根部位进行喷丸、輾压等强化处理。(1’)
25、 4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？ 26、 答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。（2分） 27、 防松的方法有摩擦防松、机械防松、永久防松。（3分）
28、 5、什么是滚动轴承的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（5分）
29、
答：轴承工作温度在100oC 以下，基本额定寿命L=1x10 6
r 时，轴承所能承受的最大载荷，称为基本额定
动负荷。(2分) 30、 对于向心轴承，其方向为径向载荷；（1分） 31、 对于推力轴承，其方向为轴向载荷；（1分） 32、 对于角接触轴承，其方向为载荷的径向分量。（1分） 33、 6、简述非液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（5分） 34、 答：（1）验算压强：滑动轴承压强p ≤许用压强[p]；（2分） 35、 验算pv 值：pv ≤[pv]; （2分） 36、 验算轴径圆周速度v ：v ≤[v]。（1分） 37、 写出一维流体动压基本方程（雷诺方程）并利用该方程说明形成流体动压润滑的必要条件。 38、 答：一维流体动压基本方程：
3
06h
h h V dx dp
-?=η （3分） 39、 形成流体动压力的必要条件是：
40、
①流体必须流经收敛形间隙，入口处h>h0，dp/dx>0，压力逐渐增大，出口处h 200b MPa σ=小； （1分） 41、 ②流体必须有足够的速度，V≠0； （1分） 42、 ③流体必须是粘性流体，η≠0。 （1分） 43、 典型例题 1. 一刚性凸缘联轴器用6个M10的绞制孔用螺栓（螺栓GB27-88）连接，结构尺寸如图所示，两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235，性能等级5.6级。试求： 1) 该螺栓组连接允许传递的最大转矩 2) 若传递的最大转矩不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓最小直径。 （设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2） 螺栓材料Q235有： 500,300b s MPa MPa σσ==， 2.5, 1.25,2p S S S τσ===。 被连接件材料HT200有： ，2p S = 2.在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对70000AC 角接触球轴承。已知Fr1=3500N,Fr2=1800N.斜齿圆柱齿轮的轴向力Fa=1000N ，载荷有轻微冲击。试分别按题图中两种装配方案，计算两轴承的当量动荷载。(fp=1.2) （Fs=0.7Fr ，e=0.68,Fa/Fr>e,X=0.41,Y=0.87;Fa/Fr<=e,X=1,Y=0） Fs1=0.7*3500=2450N Fs2=0.7*1800=1260N 3、在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试决定： 1、若要使Ⅱ、Ⅲ轴的轴向力抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋方向及 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向。 2、Ⅱ、Ⅲ轴上各啮合点处受力方向。 4.下图为双极斜齿轮圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图，齿轮用油润滑，轴承采用油脂润滑。试分析轴系结构的错误，在有错误的标号，说明原因并提出整改方法。