1、一、強度（分析題，較難，10分）題目滾動軸承運轉時，工作溫度影響軸承游隙量。1. 試分析內、外圈及滾動體三者的熱膨脹關系;2. 分析溫度升高后，軸承游隙是增大還是減小;3.導出因熱膨脹差使軸承游隙變化的近似估算式（設線膨脹系數=12.5咒19，內 外圈溫差也t=51009,外圈滾道直徑為D）。參考答案1軸承箱散熱效果一般比軸好，所以外圈溫度最低。軸承內部零件溫度比外圈高：滾動體溫度最高，內圈溫度次之。所以內圈、滾動 體熱膨脹值均比外圈大； 2.因外圈熱膨脹值小于內部零件熱膨脹值，使游隙減少;3. 徑向游隙減少量6止G沁（粗略計算）。何謂可靠度Rt?并寫出Rt的表達式，一般機械設計手冊中給出的疲

2、勞極限b的可靠度是多少？ 參考答案1. 產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。2.R=0M （該產品到時間t的可靠度）。3. 一般手冊中給出的疲勞極限CT丄的可靠度R=5血。二、摩擦磨損潤滑（分析題，中，5分）題目何謂腐蝕磨損？單純的腐蝕現象與腐蝕磨損有無差別?試分析與判斷圖中板間流體能否建立壓力油膜。Viblc)V,a)如e)參考答案b）、d）、e）可能建立壓力油膜，其余情況不可能。分析:b）存在收斂油楔。d)情況存在收斂油楔;情況不能形成壓力油膜。e）情況：分析同上。f）情況:%情況：因為V2>Vi,構成發散油楔，不能形成壓力油膜;情況不能形成壓力油膜。零件的正常磨損分為

3、幾個階段（畫出磨損量 q-時間t圖），各階段有何特點?參考答案I 跑合磨損階段：機器使用（磨合）初期發生，磨損率 s=dq/dt先大、逐漸減小 到穩定值，因為新摩擦表面經磨合后，接觸面積增大，訃降。n .穩定磨損階段：磨損速度緩慢且穩定，E =常量，曲線斜率越小，磨損速度越 慢，使用壽命越長。m.劇烈磨損階段：經過穩定磨損階段后，零件精度下降，間隙增大，潤滑惡化, 導致工作條件惡化，磨損劇烈，零件迅速報廢。為什么說庫倫摩擦定律只能近似地反映摩擦現象的規律，在實際應用中存在一定的局限性？ 參考答案1）庫倫摩擦定律認為：滑動摩擦力大小與接觸面積無關，只適用于粗糙表面， 而對于光滑表面，在接觸表面之

4、間出現強烈的分子吸引力，所以摩擦力將與接觸 面積成正比；不適用光滑表面：表面愈光滑，按庫倫定律，摩擦力愈小，實際上 相反，對于光滑表面，表面愈光滑，摩擦力也愈大。2） “滑動摩擦力大小與滑動速度無關”不適用于滑動速度大的場合，該情況下, 還與速度有關。3） F=AF "公式不適用于極硬材料或極軟材料。何謂磨粒磨損？零件工作表面的硬度與磨粒的硬度間關系對磨粒磨損壽命有什 么影響？參考答案1.硬質顆粒或摩擦表面的硬質突出物，在摩擦過程中引起材料脫落的現象稱為 “磨粒磨損”。2.影響方面：試驗研究表明，金屬材料的硬度 Hm應比磨粒硬度Ha大30%以上, 使磨粒磨損處于低磨損區，則可保證一定

5、的使用壽 試述氧化磨損屬于哪類磨損？并簡述溫度、環境、磨損速度等對氧化磨損程度的 影響。參考答案1.屬于腐蝕磨損類。2.1 ）溫度高，環境潮濕條件下，加劇氧化磨損速度。2）因氧化膜在金屬表面的增長率（氧化膜生成速度）是隨時間變化的（如鋼鐵 表面按指數規律降低），通常氧化作用迅速減慢（除非氧化膜因摩擦作用而被剝 落），所以磨損速度小于氧化速度時，則表面存有氧化膜，起保護表面作用；反 之，磨損速度大于氧化速度，則極易磨損。有哪些措施可減輕粘著磨損？（舉出三種。） 參考答案1.合理選擇摩擦副材料;2. 采用含有油性和極壓添加劑的潤滑劑;3. 限制摩擦表面的溫度，限制pv值;4.控制壓強:P0二H門。

6、（H為硬度值。）為什么具有邊界膜的兩摩擦表面在邊界摩擦狀態時，一般會發生磨損?參考答案因邊界膜一般極薄，通常只幾個分子層厚，一般膜厚遠遠小于兩表面的加工粗糙 度，故磨損不可避免。四、其他、綜合應用題 （分析題，中，3分）題目簡述把機器分為幾個部件有什么好處?參考答案便于設計、加工、裝配、修理、更換、運輸、標準化和通用化 試畫出圖示三種情況下，軸所受的扭矩圖。a)J 0bt參考答案I)1 1 C）什么是等強度設計？在設計中如何應用?參考答案一個機器的各零件或一個零件對于各種失效方式具有同樣的承載能力。1）使各部分等強度，避免某些部分強度過大，最大限度地發揮材料的作用。2）故意設置薄弱環節，過載時

7、失效，使其他部分在過載時，不致損害而得到保 護。五、螺紋聯接（分析題，較易，5分）題目管螺紋的公稱直徑是指什么直徑？為什么管子上的螺紋通常采用細牙螺紋或圓 錐螺紋？ 參考答案管螺紋的公稱直徑指管子的通徑（內徑）。管螺紋采用細牙螺紋主要是考慮薄壁。 管螺紋采用圓錐螺紋主要是保證緊密性，無需填料，密封簡單。常用螺紋的主要類型有哪些？其主要用途是什么?參考答案常用螺紋的主要類型有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。 前兩種主要用于聯接，后三種主要用于傳動。與粗牙螺紋相比，細牙螺紋有什么特點?參考答案公稱直徑相同時，細牙螺紋的螺距小，因而細牙螺紋小徑較大，升角和導程較小, 細牙螺紋強度較

8、高，自鎖性較好，多應用于薄壁零件，或受變載、沖擊及振動的 聯接中。螺紋升角屮的大小，對螺紋副的自鎖性和效率有何影響？試簡述之。參考答案tan怦螺紋升角屮愈小，自鎖性能愈好，因自鎖條件 屮久，久為當量摩擦角。螺紋升# =角屮愈小，效率愈低，因螺紋副效率n的公式為阪（卩+幾）。圖示表明環形螺母的兩種裝配方法，請說明哪種合理，為什么?rh單丄卑耳豐參考答案圖b合理。下面受力最大處螺母的剛度得以減小， 螺紋受力向上分移，在螺母高 度方向各圈受力較均勻。十一、圓柱齒輪傳動（分析題，中，5分）題目設計一對閉式齒輪傳動，若先按接觸疲勞強度設計，再按彎曲疲勞強度校核時發 現強度不夠，可采取哪些改進措施（說出兩

9、條）？并說明理由。參考答案1)改變齒輪材料，提高5。2)3)適當增大齒寬b, bj。中心距不變，減少齒數，增大模數，bj，彎曲強度。一對傳動比大于1的標準齒輪嚙合時，哪個齒輪的齒面接觸應力較大？哪個齒輪 的齒根彎曲應力較大？為什么？ 參考答案兩輪齒面接觸應力相等，因為互為反作用力。小齒輪的齒根彎曲應力較大，因為sFYY（ mb），兩輪作用力F相等，齒寬b1=b2, 模數m相同，而小輪齒根較薄，使齒形系數 YFa較大，Ysa小一些，但乘積YFaYsa 較大，故齒根彎曲應力較大。齒輪的制造精度對齒輪傳動有何影響？在齒輪強度計算公式中它反映在哪些參 數中？ 參考答案1）影響齒輪傳遞運動的準確性；影響

10、齒輪傳動的平穩、振動和噪聲，以及機床 的加工精度；影響輪齒在嚙合過程中實際接觸面積， 即影響齒輪傳動的強度和磨 損壽命。2）反映在K、KpK參數中。旋（如圖示）；斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示。1）主動輪1螺旋線方向是2）在圖中畫出從動輪所受三個分力的方向和螺旋線方向。參考答案右，力分析見圖。一對直齒圓柱齒輪傳動，在傳動比、中心距、載荷等其它條件不變時，若減小模 數并相應增加齒數，試分析對彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度有何影響，并說明對 閉式傳動，如強度允許，這樣做有無好處，為什么？ 參考答案1）彎曲疲勞強度降低，接觸疲勞強度不變。2）有好處。增大重合度，使傳動平穩；減少切削加工量，省工時，經濟。試分析

11、齒輪輪齒折斷失效的原因及預防辦法。參考答案1）齒輪工作時，輪齒像一個懸臂梁，在齒根處產生的彎曲應力最大；再加上齒 根過渡部分尺寸的變化，及沿齒寬方向留下的加工刀痕等引起的應力集中等影 響；又齒根處彎曲應力為變應力，故使輪齒產生疲勞折斷。輪齒受尖峰載荷時也 會發生折斷現象。偏載還會產生局部折斷。2）增大齒根過渡圓角半徑，消除加工刀痕，降低應力集中；增大軸及支承的剛 度，減小局部受載程度；使輪齒芯部有足夠的韌性；齒根處采取強化措施；齒根 疲勞應力小于許用應力；尖峰載荷產生的彎曲應力小于靜載許用應力； 對偏載在 載荷分布系數中考慮；此外，還應限制齒寬系數，采用鼓形齒，提高齒向精度、 軸的平行度等。在

12、不改變材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力?參考答案可采取如下措施：1）減小齒根應力集中；2）增大軸及支承剛度；3）采用適當的熱處理方法提高齒芯的韌性；4）對齒根表層進行強化處理。十二、圓錐齒輪傳動 （分析題，較易，5分）題目直齒錐齒輪所受的法向力Fn認為是作用在何處？為什么?參考答案直齒錐齒輪所受法向力Fn認為是作用在齒寬中點處。因為齒輪的受力分析時是把沿齒寬均布載荷作為集中載荷處理的；強度計算時是用齒寬中點的當量齒輪進行的。圖示一對直齒錐齒輪傳動，輪1主動，輪2轉向如圖示，試在圖上畫出輪2所受 各分力的方向，并寫出輪1和輪2各分力之間的對應關系。參考答案1）各分力見圖。2) Ft1

13、 =Ft2， Fa1=Fr2， Fr1 =Fa2|X11他錐齒輪分度圓直徑d頂圓直徑da、大端模數m平均模數mm、錐距R中，哪 些應該取標準值，哪些不應該圓整？ 參考答案大端模數m應取標準值，其余均不應該圓整。說明為什么大錐齒輪的輪轂一般取較寬的尺寸。參考答案因為錐齒輪有較大的軸向力，而輪的寬度較窄，所以要取較寬的輪轂。直齒錐齒輪傳動適用于什么傳動形式?參考答案適用于相交軸間的傳動。十三、蝸桿傳動（分析題，中，5分）題目蝸桿傳動變位的特點是什么？ 參考答案1）只能對蝸輪進行變位，蝸桿尺寸不變。2）變位后，蝸輪的分度圓和節圓仍舊重合，蝸桿中間平面內的節線改變，不再 與其中間平面的分度線重合在閉式

14、蝸桿傳動中，為什么必須進行熱平衡計算？提高散熱能力的措施有哪些?參考答案由于蝸桿傳動的效率低于齒輪傳動， 故在閉式傳動中，如果產生的熱量不能及時 散逸，將因油溫不斷升高而使潤滑油稀釋，從而增大摩擦損失，甚至發生膠合。 故必須根據單位時間內的發熱量等于 （或小于）同時間內的散熱量條件進行熱平 衡計算，以保證油溫穩定地處于規定范圍內，這是蝸桿傳動的設計準則之一。提高散熱能力的措施有：1）加散熱片以增大散熱面積；2）在蝸桿軸端裝風扇以 加快空氣流通速度；3）箱體內加冷卻系統。阿基米德蝸桿與蝸輪正確嚙合的條件是什么?參考答案1）蝸桿的軸向模數 ma仁蝸輪的端面模數 mt2且等于標準模數；2）桿的軸向壓

15、力角 a a1蝸輪的端面壓力 角at2且等于標準壓力角；3）蝸桿的導程角Y=蝸輪的螺旋角P且均可用Y表示，蝸輪與蝸輪的螺旋線方向 相同。為什么連續傳動的閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算？ 參考答案由于蝸桿傳動效率低，工作時發熱量大。在閉式傳動中，如果產生的熱量不能及時散逸，將因油溫不斷升 高使潤滑油稀釋，從而增大摩擦損失，甚至發生膠合。所以進行熱平衡計算。蝸桿通常與軸做成一個整體，按蝸桿螺旋部分的加工方法如何分類?參考答案按蝸桿螺旋部分的加工方法可分為車制蝸桿和銃制蝸桿。十五、帶傳動（分析題，易，3分）題目與普通V帶相比，窄V帶的截面形狀及尺寸有何不同？其傳動有何特點?參考答案窄V帶是用合成纖維

16、作抗拉體，與普通 V帶相比，當高度相同時，窄V帶的寬度約縮小1/3，而承載能力可提高1.52.5倍，適用于傳遞動力大而又要求傳動裝置緊湊的場合。帶輪的結構形式有哪些?參考答案鑄鐵制V帶輪的典型結構有：實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。提高帶傳動工作能力的措施主要有哪些?參考答案增大摩擦系數、增大包角、盡量使傳動在靠近最佳速度下工作、采用新型帶傳動、采用高強度帶材料等。帶傳動的設計準則是什么?參考答案在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。帶傳動的主要失效形式是什么?參考答案 打滑和疲勞破壞。當小帶輪為主動輪時，最大應力發生在何處?參考答案 彈性滑動引起什么后果?參考答案1）從動

17、輪的圓周速度低于主動輪；2）降低了傳動效率；3）引起帶的磨損；4 ）使帶溫度升高。V帶傳動常見的張緊裝置有哪些?參考答案定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪的裝置。帶傳動的打滑是如何發生的？它與彈性滑動有何區別？打滑對帶傳動會產生什么影響?參考答案打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上全面滑動。打滑可以避免，而彈性滑動不可以避免。打滑將使帶的磨 損加劇，從動輪轉速急劇下降，使帶的運動處于不穩定狀態，甚至使傳動失效。帶傳動中，在什么情況下需采用張緊輪？張緊輪布置在什么位置較為合理?參考答案當中心距不能調節時，可采用張緊輪將帶張緊。張緊輪一般應放在松邊內側，使帶只受單向彎曲。同時張 緊輪還應盡量靠近大

18、輪，以免過分影響帶在小輪上的包角。帶傳動工作時，帶中的應力有幾種？ 參考答案帶傳動工作時，帶中的應力有：拉應力、彎曲應力、離心應力。什么是帶的基準長度?參考答案V帶在規定的張緊力下，其截面上與測量帶輪”輪槽基準寬度相重合的寬度處，V帶的周線長度稱為基準 長度Ld，并以Ld表示V帶的公稱長度。V帶的主要類型有哪些?參考答案V帶有普通V帶、窄V帶、聯組V帶、齒形V帶、大楔角V帶、寬V帶等多種類型，其中普通 V帶應用 最廣，近年來窄 V帶也得到廣泛的應用。二十、軸（分析題，易，3分）題目提高軸的強度的常用措施？參考答案主要措施有：合理布置軸上零件以減小軸的載荷、改進軸上零件的結構以減小軸的載荷、改進

19、軸的結構以 減小應力集中的影響、改進軸的表面質量以提高軸的疲勞強度等。說明為什么材料的疲勞強度與軸的尺寸有關，尺寸愈大，強度愈低。參考答案因為軸的尺寸愈大時，材料晶粒較粗，出現缺陷的概率也較大，機加工后表面冷 作硬化層（對疲勞強度有利）相對較薄，所以尺寸愈大強度愈低。什么情況下可以采用光軸，什么情況必須用階梯軸？分析其優缺點，進行比較。參考答案階梯軸的軸上零件安裝定位方便，當軸的各部分所受彎矩、扭矩不同時，階梯軸 可以按強度要求確定各部分直徑，因而階梯軸可以節省材料、減輕重量。一般情 況下以用階梯軸為宜。只有一些特殊情況才用光軸，扭軸受力（力矩、扭矩）均勻一致，可以把配合不 同的零件（基軸制）

20、裝在軸上以達到不同的要求（如活塞銷），這種軸加工方便, 但用得較少。軸的毛坯可以選用:（1）熱軋圓鋼；（2）鍛件；（3）鑄鋼件。試分析比較它們的優缺點，并說明其適用于具有哪種特點的軸。參考答案（1）熱軋圓鋼毛坯加工方便，但階梯軸的各段直徑不宜相差過大。宜用于各段 直徑比較接近的直軸。（2）鍛件經鍛造后力學性能得以改善。宜用于形狀比較復雜的軸，如齒輪軸, 形狀較簡單的曲軸等。（3）鑄鋼件，可以作成復雜形狀，如形狀較復雜的曲軸等。在承受相同載荷時空心軸比實心軸輕。說明當二軸重量相同時，空心軸的強度、 剛性較好。但是為什么在機械中大量使用的還是實心軸？請分析其原因。請舉出一種使用空心軸的實例，并說明

21、其采用空心軸的原因。參考答案雖然空心軸與實心軸相比在強度、岡寸度相同的情況下，重量減少許多，但因為空 心軸加工比較困難，費時費工，所以在機械中考慮到經濟技術指標， 還是使用實 心軸較多。采用空心軸例子:（1）航空發動機主軸為空心軸。目的：減輕重量。（2）車床主軸是空心軸，是結構上的需要。前部內錐面可用來安裝頂尖，細長 孔可裝入長棒料。、滑動軸承（分析題，中，10分）題目解釋滑動軸承中的名詞：1.邊界摩擦潤滑，2.軸承材料的順（適）應性，嵌藏性 要求。參考答案1.油中極性分子能牢固地吸附在金屬表面，形成一層吸附膜（邊界膜），并且有 減摩作用，形成吸附膜能力與其油性有關。摩擦副之間吸附膜起主要作用

22、的摩擦 稱邊界摩擦潤滑。2.順（適）應性補償對中誤差和順應其他幾何誤差的能力。嵌藏性嵌藏污物和外來顆粒防止刮傷和磨損的能力?；瑒虞S承承載量系數Cp取決于哪幾個參數?在圖表上可以根據哪幾個參數查得軸承的承載量系數C ?參考答案 6 = 2耳卩8，即Cp取決于載荷、相對間隙、粘度、線速度、軸承寬度，在圖表 上可以根據滑動軸承的包角a、相對偏心距/ （偏心率和寬徑比B/d查得?；瑒虞S承寬徑比B/d對軸承的工作性能有何影響？設計時應如何合理選取?參考答案B/d越小，端泄越顯著，會降低軸承承載能力或最小油膜厚度；但有利于散熱， 使溫升不致過高。B/d越大，軸承溫升增大，油的粘度隨之下降，且對軸的變形 和

23、制造安裝誤差敏感性大，易產生“邊緣接觸”。對B/d選擇要恰當，不能過大, 也不能過小，一般取 B/d = 0.51.5,載荷越小，取值也越小，目前取值有減小 趨勢?；瑒虞S承相對間隙屮對軸承工作性能有何影響？設計時應如何合理選取?參考答案在一定范圍下，屮越小，軸承承載能力越高或最小油膜厚度越大，旋轉精度也越 高，但潤滑油流量減小，使溫升增加。 屮越大，則上述情況反之。通常對于高速、輕載、高溫和旋轉精度要求不高的軸承可取較大的間隙；反之, 應取較小的間隙。、滾動軸承（分析題，易，3分）題目常用的滾動體有哪些？參考答案滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對稱球面滾子等幾種。滾動軸承由哪

24、幾個基本部分組成?參考答案由內圈、外圈、滾動體和保持架等四部分組成。滾動體是滾動軸承中的核心元件，它使相對運動表面間的 滑動摩擦變為滾動摩擦。軸承裝置設計中，常用的軸承配置方法有哪幾種?參考答案1）雙支點單向固定；2） 支點雙向固定，另一端支點游動；3）兩端游動支承。選擇滾動軸承類型時應考慮的主要因素有哪些?參考答案1）軸承的載荷：軸承所受載荷的大小、方向和性質，是選擇軸承類型的主要依據。2）軸承的轉速：在一般轉速下，轉速的高低對類型的選擇不發生什么影響，只有在轉速較高時，才會有比較顯著的影響。3 ）軸承的調心性能；4）軸承的安裝和拆卸。試分析滾針軸承的特點和應用場合。參考答案滾針軸承結構緊湊，徑向尺寸小，只能