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机械基础简答题

简答题:

1. 机器与机构的主要区别是什么?

答:机构不能作为传递能量的装置。

2. 构件与零件的主要区别是什么?

答:构件运动的最小单元,而零件是制造的最小单元。

3. 何谓标准件?它最重要的特点是什么?试列举出五种标准件。

答:是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。最重要的特点是:具有通用性。例如:螺栓、螺母、键、销、链条等。

4. 什么叫二力杆?

答:一个杆件所受二力大小相等、方向相反、作用在两铰中心连线上。

5. 某刚体受平面力系作用,问哪一图是平衡力系?哪一图有合力?合力是哪一个?(题2-11)

答:b) 、d) 平衡,c) 力系的合力为F3。

6. 什么是自锁?

答:当主动力位于摩擦锥范围内,不论增加多少,正压力和摩擦力的合力与主动力始终处于平衡状态,而不会产生滑动,这种现象称为自锁。

7. 何谓“截面法”,它与静力学中的“分离体”有何区别?

答:截面法是揭示和确定杆件内力的方法。分离体是取消约束后的实物,用以画出所受全部主动力和约束反力的受力图。

8. 杆件有哪些基本变形?

答:杆件有四种基本变形:拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲。

9. 杆件在怎样的受力情况下才会发生拉伸(压缩)变形?

答:杆件在轴向拉(压)力作用下才会发生拉伸(压缩)变形。

10. 根据构件的强度条件,可以解决工程实际中的哪三方面的问题?

答:①校核强度、②确定截面尺寸、③确定载荷。

11. 圆轴扭转时,横截面上产生什么应力?怎样分布?怎样计算?

答:扭转剪应力。剪应力沿半径分布,与到圆心的距离成正比,圆心处剪应力为零,最大应力发生在周边,剪应力方向与半径垂直。

12. 何谓中性层、中性轴?

答:中性层:在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。这个长度不变的材料层称为中性层。

中性轴:中性层与横截面的交线称为中性轴。

13. 直梁弯曲时,横截面上产生什么应力?怎样分布?怎样计算?

答:直梁弯曲时,横截面上由弯矩产生弯曲正应力。中性轴把截面分成两部分,梁弯曲的外凸部分受拉应力,内凹部分受压应力。计算公式为:ζmax=Mmax/W。

14. 受弯矩的杆件,弯矩最大处是否一定是危险截面?为什么?

答:不一定,由公式可知ζmax不仅取决于Mmax,还与W(或直径d) 有关,比值最大处才是危险截面。

15. 工程中常见的交变应力有哪几种?

答:有对称循环交变应力和非对称循环交变应力两种。

16. 疲劳破坏有哪些特点?

答:①构件在交变应力作用下产生破坏,破坏应力值远低于静应力值;②断口分为光滑区和粗糙区;③疲劳破坏时,为脆性断裂。

17. 何为材料的持久极限?

答:材料的持久极限代表材料抵抗疲劳破坏的能力。

18. 为什么空心圆截面比实心圆截面的抗扭性能好?

答:由于横截面上的扭矩主要由靠近圆轴表面的那部分材料承受,靠近中心部分的材料几乎没有发挥承载作用。若把中心部分的材料移到边缘,使其成为空心轴,不仅应力提高而且半径增加,能提供更大的扭矩,就能有效提高轴的承载能力。

19. 何谓脆性材料及塑性材料?如何衡量材料的塑性?比较脆性材料及塑性材料的力学性质。

答:塑性材料是延伸率和断面收缩率很大的材料,延伸率δ≥5的材料。脆性材料是延伸率δ<5的材料。其力学性质用延伸率、断面收缩率和冲击韧性来衡量。

20. 根据工作机所需的功率选择电机应注意什么原则?

答:根据工作机负载特点选择电机,一般分为三类:①连续工作:要求电机的额定功率应接近或稍超过输入功率;②断续工作:一般电机的额定功率低于负载所需功率;③短时工作:电机的额定功率可比负载所需功率低很多,即允许电机短时超负荷工作,不会引起绕组温升过高。

21. 剪切的受力特点是什么?变形特点是什么?

答:受力特点:构件受剪切时,其两侧受一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力作用。

变形特点:介于作用力中间部分的截面将沿力作用的方向发生相对错动。

22. 铰链四杆机构的基本形式有哪几种?各有何特点?

答:基本形式有三种:曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构。曲柄摇杆机构:一般曲柄为原动件,作等速转动,连杆和摇杆为从动件分别作平面运动和往复摆动。双摇杆机构:两连架杆均为摇杆的四杆机构。双曲柄机构:两连架杆均为曲柄的四杆机构。

23. 什么是机架、连架杆、连杆?最短的连架杆是否一定是曲柄?

答:机架:固定不动的杆;连架杆:与机架相连的杆;连杆:不与机架相连的杆。只有当曲柄与最长杆之和小于戊等于其他两杆长度之和时,最短的连架杆才是曲柄。

24. 连杆机构的压力角是确定值还是变化值?它对机构的传力性能有何影响?

答:连杆机构的压力角是变化值。压力角小使传动运转轻便,机械效率高。

25. 如何判断四杆机构是否有急回性质?极位夹角θ与急回性质有何关系?

答:判断四杆机构是否有极位夹角θ;如θ越大,行程速比系数K越大,急回特性越好。26. 棘轮机构的从动件转角如何调整?

答:①调节主动曲柄长度,以改变棘轮摇杆的摆动角度;②采用遮板调节棘轮的转角;③反变棘轮的转向。

27. 槽轮机构有何特点?

答:槽轮机构结构简单,效率高,能较平稳地改变从动件的角速度实现周期性的转位。但槽数较少的外槽轮机构高速运转时会产生冲击和振动。

28. 为了避免带的打滑,将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力,这样处理是否正确,为什么?

答:不可以。由于带传动工作时存在弹性滑动,粗糙表面将加速带的疲劳破坏。

29. 何谓带传动的弹性滑动和打滑?能否避免?

答:弹性滑动:带具有弹性,紧边拉力大,应变大,松为拉力小,应变小。当带由紧边侧进入主动轮到从松边侧离开主动轮有个收缩过程,而带由进入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。弹性滑动不能避免。

打滑:由于张紧不足,摩擦面有润滑油,过载而松弛等原因,使带在带轮上打滑而不能

传递动力。打滑能避免。

30. 在设计带传动时为什么要限制带速v、小带轮直径d1和带轮包角α?

答:带速大则离心拉应力大,所以限制v<30m/s;小带轮直径d1小则弯曲拉应力大,造成工作应力过大在交变应力作用下,带将产生疲劳破坏;一般要求带轮包角α≥120°,以防带与带轮接触弧长不足,带在轮上打滑。

31. 为什么渐开线能满足齿轮的啮合基本定律?

答:参见教材P240的证明。

32. 一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么?

答:正确啮合条件:两齿轮的模数必须相等;两齿轮的压力角必须相等。

33. 一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么?

答:连续传动的条件:一对齿轮必须满足正确啮合条件,而且重合度ε>1。

34. 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较,啮合和传动特点是什么?

答:斜齿轮与直齿轮传动相比,具有重合度大,逐渐进入和退出啮合的特点,最小齿数较少。因此,传动平稳,振动和噪音小,承载能力较高,适用于高速和大功率传动。

35. 为什么斜齿轮以法面参数为标准值?

答:加工齿轮时,刀具是沿着斜齿轮的齿槽宽进行切削,所以取法面参数为标准值。

36. 齿轮为什么会发生根切现象?

答:当用展成法加工齿轮时,若齿轮齿数太少,刀具会把轮齿根部齿廓多切去一部分,产生根切现象。

37. 怎样避免根切现象的发生?

答:①一般应使标准齿轮的齿数大于不发生根切的最小齿数;②如果必须减小齿轮齿数时,可采用齿轮刀具变位的方法,作成变位齿轮。

38. 蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是什么?

答:①在主平面内蜗杆与蜗轮的模数相等,压力角相等;②蜗杆分度圆螺旋角等于蜗轮分度圆螺旋角,两者旋向相同。

39. 螺杆螺纹的牙型有哪几种?各有什么特点?

答:①三角形螺纹:牙形角为60°、自锁性好、牙根厚、强度高,用作联接螺纹;②矩形螺纹:牙形角为0°、传动效率最高,但牙根强度低、制造较困难、对中精度低、磨损后间隙较难补偿,应用较少;③梯形螺纹:牙形角为30°、牙根强度高、对中性好、便于加工、传动效率较高、磨损后间隙可以调整,常用作双向传动螺纹;④锯齿形螺纹:工作面牙形斜角为3°、非工作面牙形斜角为30°、效率高、牙根强度高,用作单向传动螺纹。

40. 有何区别?各用于何种工作场合?

答:①粗牙螺纹:应用最广,②细牙螺纹:牙型和螺距小、螺纹升角小、小径大、强度高、自锁性好,但不耐磨、易滑扣,用于薄壁管件、受振动的联接和微调机构中。

41. 渐开线有哪些几何性质?如何用作图表示渐开线任一点的压力角?

答:见教材P239,“渐开线齿廓的几何性质”。

42. 标准直齿圆柱齿轮的主要参数有哪些?

答:模数m、齿数z、压力角α。

43. 能实现将转动变为直动的有哪几种机构?

答:凸轮机构、曲柄滑块机构、齿轮-齿条机构、螺旋机构。

44. 何谓定轴轮系,何谓周转轮系?

答:.定轴轮系:轮系齿轮轴线均固定不动,称为定轴轮系。

周转轮系:至少有一个齿轮的轴线绕其他齿轮的轴线转动的轮系。

45. 周转轮系是如何组成的?一般用什么方法求周转轮系的传动比?

答:周转轮系由中心轮、行星轮和转臂组成。利用反转法,将周转轮系转化为转化轮系,即定轴轮系进行计算。

46. 何为力的平移定理?

答:作用在物体上的力,向某一指定点平行移动必须同时在物体上附加一个力偶,此附加力偶值等于原来力对该指定点之矩。

47. 什么是力矩?力矩有何特点?

答:力与力臂的乘积称为力对点之矩。特点是:①当力的作用线通过矩儿心时,力臂为零,力矩亦为零;②当力沿其作用线移动时,力臂和力矩值不变;③当力不变,矩心改变时,会引起力臂变化,力矩的大小或转向也会随之改变。

48. 何为塔式起重机的稳定性?

答:起重机必须在各种不利的外载作用下,抵抗整机发生倾覆事故的能力,称为塔式起重机的稳定性。

49. 何为静定结构,其主要特点是什么?

答:未知力数等于有效平衡方程数,能用平衡方程求得全部未知力的几何稳定的承载结构。

50. 何为静不定结构,其主要特点是什么?

答:未知力数多于独立的平衡方程数,不能用平衡方程求得全部未知力的承载结构。

51. 何谓齿面疲劳点蚀,它是如何形成的?

答:齿轮传动时,齿面承受很高交变的接触应力,在齿面上产生微小疲劳裂纹,裂缝中渗入润滑油,再经轮齿辗压,封闭在裂缝中的油压憎高,加速疲劳裂缝的扩展,使齿面表层小片金属剥落形成小坑,称为疲劳点蚀。

52. 试写出7208轴承的类型、直径系列和公称内径。

答:角接触球轴承,轻系列,内径为40mm。

53. 齿轮齿面疲劳点蚀多发生在齿面的什么部位?为什么?

答:疲劳点蚀多发生在齿面的节圆附近。由于该处为单齿传力,接触应力高。

54. 在什么情况下会发生齿轮齿面的胶合失效?

答:重载齿轮传动,润滑不良时,齿面接触应力高,齿面产生瞬时高温,使齿面熔合粘着,并沿相对滑动方向撕裂造成齿面损伤。

55. 齿轮轮齿折断可有哪两种情况?为什么?

答:①在严重超载或承受冲击以几偏载而引起的轮齿的过载折断。②在交变弯曲正应力长期反复作用,在齿根受拉应力集中处产生疲劳裂纹的扩展,导制疲劳折断。

56. 为什么螺纹联接结构中,支承螺母的端面常做成凸台和沉头座?

答:避免因被联接件支承面倾斜或被联接件变形过大,引起螺栓承受偏心拉伸,使螺栓受到很大的弯曲正应力。

57. 铰制孔螺栓联接的应进行哪几项强度计算?

答:应按剪切强度和挤压强度进行计算。

58. 为什么一般普通螺栓联接都需要预紧?

答:预紧力的作用是防止螺纹联接松动脱落,并增强被联接件工作时的牢固性和紧密性,防止受载后被联接件之间发生位移或出现间隙。

59. 齿轮系分为哪两种基本类型?它们的主要区别是什么?

答:定轴轮系:轮系齿轮轴线均固定不动;周转轮系:轮系的某些齿轮既有自转也有公转。

60. 齿轮系的功用有哪些?

答:可以实现减速传动、变速传动、差速传动、增减扭矩。

61. 花键联接与平键联接相比有哪些优缺点?

答:花键联接与平键联接相比有键齿较多,侧面接触面积大,对轴的削弱较轻,承载能力大,

对中性能和导向性能好。但制造较复杂,成本较高。

62. 销的基本类型及其功用如何?

答:销按形状可分为圆柱销、圆锥销、异形销。销联接一般用于轴毂联接,或作为安全或定位装置。

63. 为什么大多数螺纹联接必须防松?防松措施有哪些?

答:在静载何作用下或温度变化不大时,螺纹联接不会自行松脱,而在冲击、振动、受变载荷作用或被联接件有相对转动等,螺纹联接可能逐渐松脱而失效,因此,必须防松。

防松措施有:①靠摩擦力防松;②机械防松;③破坏螺纹副防松。

64. 螺纹联接预紧后,螺栓与被联接件各受到什么载荷?

答:螺栓受拉,被联接件受压。

65. 联轴器与离合器的主要功能是什么?两者功能的主要区别是什么?

答:联轴器与离合器是联接两根轴,使之一同转动并传递动力的部件。联轴器只有在析器停车后,用拆卸的方法才能使两轴的联接部分分离。离合器可在机器运动时,操纵两轴接合或分离。

66. 刚性联轴器与弹性联轴器的主要区别是什么?

答:刚性联轴器由刚性很大的零件组成。弹性联轴器内含有弹性元件,既有缓冲和减振功能,又可以补偿两轴轴线间的位移。

67. 摩擦离合器与嵌入式离合器的主要区别是什么?哪种适用于较高转速?

答:摩擦离合器:是靠主从动接合元件间的摩擦力传递扭矩。嵌入式离合器:靠接合元件作轴向移动实现接合和分离。摩擦离合器适用于较高转速。

68. 自行车的中轴和后轴是什么类型的轴,为什么?

答:自行车的中轴为转轴,既受弯矩又受扭矩。自行车的后轴为心轴,只受弯矩。

69. 在多级齿轮减速器中,高速轴的直径总比低速轴的直径小,为什么?

答:因为高速轴的转速高右在传递同一功率时,转速高扭矩小。

70. 轴上传动零件常见的轴系支承方式有哪些?

答:常见的有两端固定支承和一端固定支承一端游动两种。

71. 选择轴承类型时要考虑哪些因素?

答:①轴承承受的载荷,②轴承的转速,③特殊要求,④价格等。

72. 为什么要提高轴系的支承刚度?

答:提高轴系的支承刚度对提高轴的刚度,旋转精度,减少振动、噪音和保证轴承工作寿命很有利。

73. 在确定阶梯轴的直径时应注意哪几点?

答:①应符合国标的直径尺寸系列,和公差配合的有关规定。②便于装卸。

74. 液压系统由哪几部分组成?

答:动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分。