6688体育精密机械设计 第一章 精密机械设计的基础知识 什么是机械？ 答：一般认为它是“机器”和“机构”的总称 机器的基本组成要素是什么？ 答：机械零件 机器的基本组成部件是什么？ 答：各种机构 什么叫部件？ 答：几个零件的组合体称为部件 设计精密机械时应满足那些基本要求？ 答：1、功能要求 设计精密机械时首先应满足它的功能要求。2、可靠性要求 要使精密机械在一定的时间内和一定的使用条件下有效的实现预期的功能，则要求其工作安全可靠，操作维修方便6688体育。为此，零件应该具有一定的强度、刚度和振动稳定性等工作能力。3、精度要求 精度是精密机械的一项重要技术指标，设计时必须保证机密机械正常工作时所要求的精度。4、经济性要求 组成精密机械的零、部件能最经济的被制造出来，要求零件结构简单、节省材料、工艺性好，尽量采用标准尺寸和标准件。5、外观要求 设计精密机械时应使其造型美观大方、色泽柔和。 强度的概念是什么？ 答：强度是零件抵抗外载荷作用的能力。 什么叫静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷 答：静载荷和静应力 不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力 变载荷和变应力 随时间作周期性变化的载荷和应力 名义载荷 在稳定和理想的工作条件下，作用在零件上的载荷 计算载荷 考虑影响零件强度的各种因素时，将名义载荷乘以某些系数，作为计算时采用的载荷，此载荷称为计算载荷 8、什么叫静应力、变应力、应力循环，应力循环的三种形式 答：静载荷和静应力 不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力 变载荷和变应力 随时间作周期性变化的载荷和应力 应力循环 应力作周期性变化时，一个周期所对应的应力变化称为应力循环 三种形式 ①当r=-1时，称为对称循环； ②当r≠-1时，称为非对称循环； ③特例r=0时称为脉动循环 9、什么是疲劳极限？何为有限寿命疲劳极限阶段和无限寿命疲劳阶段？ 答：当循环特性r一定时，应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳极限，用表示，称为循环基数，区为无限寿命区，区为有限寿命区。 10、表示变应力的基本参数有哪些？它们之间的关系式是什么？ 答：平均应力，、应力幅度，、循环特性r（r=σmin/σmax）、最大应力、最小应力。 11、刚度的概念是什么? 答：刚度是反映零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 12、改善零件强度和刚度的主要措施有哪些？ 答：提高零件强度：1）尽可能降低零件上的应力集中的影响，是提高零件疲劳强度的首要措施。2）选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺。 3）提高零件的表面质量。4）尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹；提高零件刚度的有效措施是改变零件的截面形状和尺寸，缩短支撑点间的距离，或采用加强筋等结构措施 136688体育、什么是误差，精度与误差的关系是什么？ 答：误差可概括的理解为实际值与理想值只见到额差异。在精密机械设计中，精度的高低是用误差的大小来度量的，误差越小，则精度越高。 14、影响零件和机构特性的原始误差可归纳为哪几类？ 答： ①设计误差（原理误差）、②工艺误差、③使用误差 15、什么是标准化、系统化、通用化？ 答： 在不同类型、不同规格的各种精密机械中，有相当多的零、部件是相同的，将这些零、部件加以标准化，并按尺寸不同加以系列化，则设计者毋须重复设计，可直接从有关手册的标准中选用。通用化是指系列之内或跨系列的产品之间，尽量采用同一结构和尺寸的零、部件，以减少零部件种数，从而简化生产管理和获得较高的经济效益。 第七章 摩擦轮传动和带传动 摩擦轮传动的工作原理是什么？ 答：摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力。 带传动的工作原理是什么？ 答：当主动轮转动时，利用带与带轮接触面间产生的摩擦力来传递运动和转矩。 摩擦轮传动和带传动有何优缺点？ 答：主要优点是： 1）传动零件的结构简单，易于制造；2）传动平稳，工作时噪声很小；3）用作变速传动时，传动比调节简便；4）过载时，传动件间产生滑动，可对零件实施过载保护。 主要缺点是： 1）不能保持恒定的传动比，传动精度低； 2）不易传递较大转矩，机构不紧凑； 3）传动件工作表面磨损较快，寿命低； 4）传动效率低。 何为摩擦轮传动和带传动的弹性滑动和打滑？弹性滑动和打滑各是什么原因引起的？对传动的影响是什么？二者的性质有何不同？ 答：弹性滑动是由于材料弹性变形而产生的滑动；当它在从动轮上产生的驱动转矩小于从动轮实际阻转矩时，接触面即产生。打滑是摩擦轮传动的非正常工作状态，经常打滑，摩擦轮表面将产生严重磨损，传动寿命降低。 滑动是由于带有弹性，且松边紧边存在拉力差所产生的，使v１ v2，不可避免。过载打滑由于载荷过大，需要传递的圆周力超过最大摩擦力而引起。 带传动的类型有那些？ 答：传动带可分为平型带、V带、圆形带、多楔带和靠啮合传动的同步齿形带等。 与平带传动相比，V带传动有何特点？ 答：V带的摩擦力大约相当平型带的三倍，V带传递功率的能力比平型带大。 带传动所能传递的最大有效圆周力与那些因素有关？为什么？ 答：张紧力Fo，包角a，当量摩擦系数fo。当Fo和a一定时，fo越大，Ft越大。 带传动时，带中所受的应力有那几种？带中所受最大应力应在何处？ 答：１、拉力产生的拉应力2、惯性离心力产生的拉应力3、弯曲应力σB；最大应力发生在带紧边进入小带轮处。 带轮的结构形式有哪些？根据什麽来选带轮的结构形式？ 答：实心轮、孔板式、辐板式；根据带轮直径。 与一般带传动相比，同步带传动有那些特点？主要适应于何种工作场合？ 答：1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； 3）传动效率高，节能效果明显； 4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低； 5）速比范围大、具有较大的功率传递范围6）可用于长距离传动 场合：要求传动精度高，距离较远的地方 第八章 齿轮传动 齿轮传动的主要特点是什么？缺点是什麽？ 答：传动比准确(稳定、精确)；结构紧凑；工作可靠；效率高；寿命长；适用范围广。缺点：制造精度要求高；成本较高；不适用较大中心距传动。 齿轮传动有那些失效形式？各是什麽原因造成的？ 答：1、轮齿折断：一是轮齿因短时过载或冲击过载而引起的折断，另外是齿轮在多次重复的交变应力作用下引起的疲劳折断。齿面因交变应力接触导致齿面产生疲劳点蚀在高速重载情况下工作的齿轮，由于其滑动速度大而导致瞬时温度过高，使油膜破裂而产生粘焊，从而引起的胶合称为热胶合。在低速重载情况下，由于齿面应力过大，相对速度低，油膜不易形成，使接触处产生了局部高温而发生的胶合，称为冷胶合。金属微粒、灰尘、异物等落入相啮合的齿面之间由于主动轮齿齿面上所受到的摩擦力背离节线，分别朝向齿顶和齿根作用，因此产生塑性变形后，齿面上节线附近就下凹；从动轮轮齿表面所受到的摩擦力则分别由齿顶及齿根朝向节线作用，产生塑性变形之后，齿面上节线、轴承的长度与其直径的比值。动载荷系数Kv：1、齿轮的制造精度2、圆周速度。 齿宽系数Φd的定义及选择原则？ 答：；齿轮在支承间布置情况和齿面硬度综合选择。 一对相啮合的大小齿轮，其齿轮的接触应力是否相等？齿根弯曲应力是否相等？答：是；否 一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为多少？答：20° 斜齿轮传动有何特点？螺旋角β应如何确定？ 答：同时啮合的齿数较多，重合度比直齿轮大，与直齿轮相比传动平稳，承载能力较高，适用于高速重载，且冲击和噪声小。螺旋角β：考虑重合度和轴向力，一般单斜齿轮传动中，在中心距、齿距、模数等确定下，常用β= 8°( 15。 第九章 螺旋传动 什么叫螺旋传动？ 答：螺旋传动就是利用螺杆与螺母的相对运动,将旋转运动变为直线运动。 滑动螺旋传动的主要优缺点是什么？主要传动型式是什么？ 答：主要优缺点：1）降速传动比大2）具有增力作用3）能自锁4）效率低、磨损快。主要传动型式：1）螺母固定，螺杆转动并移动2）螺杆转动，螺母移动。3）差动螺旋传动 影响螺旋传动精度的因素有那些？其中最主要的因素是什么？如何提高螺旋传动精度？ 答：（一）螺纹参数误差：包括螺距误差、中径误差和牙型半角误差（二）螺杆轴向窜动误差（三）偏斜误差（四）温度误差 最主要因素：螺杆的螺距误差 提高螺旋传动精度：采用螺距误差校正装置；提高制造精度：采用某些结构措施 何谓螺旋传动的空回误差？消除空回方法的基本原则是什么？ 答：空回：当螺旋机构中存在间隙，若螺杆的转动方向改变，螺母不能立即产生反向运动，只有螺杆转动某一角度后，才能使螺母开始反向运动，这种现象称为空回。 消除空回方法的基本原则：就是在保证螺旋副相对运动要求的前提下，消除螺杆与螺母之间的间隙。常见的方法：1、利用单向作用力2、利用调整螺母3、利用塑料螺母消除空回。 滚珠螺旋传动由那几个部分组成？ 答：滚珠螺旋传动是由螺杆、螺母、滚珠和滚珠循环返回装置四部分组成。 滚珠螺旋传动有那些主要优点？多用于何种场合？ 答:1）传动效率高，一般可达90%以上，约为滑动螺旋传动效率的三倍。2）传动精度高。3）具有传动的可逆性，但不能自锁。4）但使用寿命长，维护简单。适用场合：伺服控制系统，以及要求传动效率、精度高的场合。 第十章 轴、联轴器、离合器 轴的功能是什么？按照所受的载荷和应力的不同，轴可分为几种类型？又各有何特点？ 答：功用：轴是机器中的重要零件之一，支撑旋转零件，传递运动和动力。 转轴：既传递转矩又承受弯矩；传动轴：只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小；心轴：只承受弯矩。 轴设计的主要内容是什么？ 答：轴的设计包括选定轴的材料、确定结构、计算强度和刚度，对于高速运转的轴，有时还要计算振动稳定性，并绘制轴的零件工作图。 轴的材料主要是什么？最常用的是什么？ 答：轴的材料主要采用中碳素钢35或45钢和合金钢20Cr或40Cr等；最常用的是45#钢。 轴的结构设计应满足的基本要求是什么？ 答：轴的结构设计主要有两个方面要求： 轴和轴上零件要有准确的轴向工作位置，并且便于安装和调整；轴应有良好的加工工艺性。 轴上零件的轴向固定有那些方法？有何特点？轴上零件的周向固定有那些方法？有何特点？ 答：轴向固定：常用轴肩、套筒、圆螺母（止退垫圈）和轴端挡圈等固定形式。轴肩定位：最方便可靠的方法；套筒定位：结构简单可靠，不需开槽、钻孔和切制螺纹，不影响疲劳强度。轴端挡圈：适用于轴端零件，可承受较大轴向力。 周向固定：常采用键联接、销联接、过盈配合（轴承内圈）、紧定螺钉等固定形式。键联接简单方便、花键和过盈配合能承受较大的转矩。 轴上为什么要有过渡圆角、到角、中心孔、砂轮越程槽和螺纹退刀槽？ 答：过度圆角:中心孔加工时定位越程槽为了工件表面光泽度一制，因为沙轮磨到工件根部时人的潜意识就回往回摇手把，工件根部往往磨不上，所以要切槽 看图改错 联轴器可分为哪两大类？各使用于何种场合？ 答：联轴器：刚性联轴器，用于两轴能严格的对中并在工作中不发生相对唯一的地方；弹性联轴器，用于两轴有相对位移的地方。 联轴器和离合器的作用是什么？两者有何区别？ 答：联接轴与轴（有时也联接轴和其他回转零件），以传递运动和转矩。 区别：用联轴器联接的两轴只有在机器停止运行时才能拆装。 离合器：在运动时可以进行接合和分离。 第十一章 支承 滑动摩擦支承（滑动轴承） 滑动摩擦支承的种类有那些？各结构特点是什么？ 答：一、圆柱轴承：其承导件是圆柱面轴承，具有很高的旋转精度，在重载、振动、有冲击的条件下工作，具有较小的尺寸并且可拆卸；二、顶针支承：轴颈有倾斜时仍能正常工作，磨损较快，只适用于在低速和轻载场合。三、轴尖支承：置中精度和方向精度均不高，并且轴尖与垫座的接触面积很小，一次抗摩擦能力差，但具有摩擦力矩很小的优点；四、球支承：轴颈为球形，承导件为内锥面或内球面。这种支承自由度高。 元圆柱面支承适用于什么场合？结构上分那两种形式？ 答： 要求很高的旋转精度；在重载、振动、有冲击的条件下工作；具有较小的尺寸并且可拆卸；用于低速、轻载的场合。结构上分整体式向心滑动轴承和剖分式滑动轴承。 滑动轴承的轴瓦材料应具有什么性能？试举几种常用的轴瓦材料？ 答： 轴瓦材料的要求： 足够的强度、好的减摩性、耐磨性好、易跑合、耐腐蚀、好的导热性、易于加工制造。 常用的轴瓦材料：铜合金、锡锑轴承合金、粉末冶金、铸铁。 滚动轴承 滚动轴承主要由哪些零件组成？ 答： 由内圈、外圈、滚动体和保持架等四种零件组成。 滚动体主要由哪些形状？ 答： 球、圆柱滚子、圆锥滚子、鼓形滚子、滚针 与滑动轴承相比，滚动轴承主要由哪些特点？ 答： 摩擦阻力小 f=0.002-0.008；启动灵活；效率高 ；效率:0.98-0.99；润滑方便；易于更换。 按外载荷不同，滚动轴承可分为哪三大类？ 答： 按承受载荷的方向的不同，分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。 滚动轴承代号的构成？ 答： 轴承由前置代号、基本代号（类型代号、尺寸系列代号、内径代号）和后置代号组成。 选择滚动轴承类型的主要依据是什么？ 答：选择轴承应根据载荷的大小、方向、转速的高低和其它使用要求。 滚动轴承的正常失效形式是什么？ 答： 1) 疲劳点蚀2)塑性变形3）磨损 什么是滚动轴承的基本额定寿命？ 答： 90％不发生疲劳点蚀时，转过的总转数或在一定转数下工作的总小时数。 什么是滚动轴承的基本额定动载荷？ 答：基本额定动载荷：额定寿命为1百万转，可靠度90％加在轴承上的载荷。 滚动轴承内孔与轴、外径与外壳孔的配合各采用什么基准制？ 答：基孔制、基轴制。 滚动轴承润滑和密封的目的是什么？常用密封装置有那些？ 答：润滑是为了减小摩擦和减轻摩擦，防止锈蚀，加速散热，吸收振动和减小噪音。密封是为了防止润滑剂的流失和外界灰尘和水分的侵入。 常用密封装置:毡圈密封、皮碗密封、间隙密封、迷宫密封。 第十二章 直线运动导轨 直线运动导轨的作用？基本组成部分是什么？ 答：作用：用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。基本组成部分：（1）运动件——作直线）承导件——用来支承和限制运动件，使其按给定方向作直线运动的零件。 按摩擦性质不同，导轨分那几类？ 答：按摩擦性质分四类：滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨。 导轨的基本要求是什么？ 答： 1、导向精度高2、运动轻便、平稳、低速时无爬行现象3、耐磨性好 4、对温度变化不敏感5、足够的刚度6、结构工艺性好 滑动摩擦导轨的优缺点？ 答：滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。其优点是：结构简单、接触刚度大；其缺点是：摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。 与滑动摩擦导轨比较，滚动摩擦导轨的特点？ 答：与滑动摩擦导轨比较，滚动摩擦导轨的优点是：1、摩擦系数小，静、动摩擦系数之差很小，故运动灵活，不宜出现爬行现象；26688体育、定位精度高；3、磨损小，寿命长，润滑简便。 缺点是：1、机构复杂，加工比较困难，成本高；2、对赃物及导轨面的误差比较敏感。 滑动摩擦导轨为什么在低速条件下易出现爬行现象？ 答：低速运行时导轨速度不均匀，是运动件出现时快时慢、时动时停的爬行现象。爬行现象取决于导轨副中摩擦力的大小及其稳定性。 第十三章 弹性元件 什么是弹性元件？ 答：弹性元件：利用材料的弹性性能，能完成各种功能的零件或部件。 在精密机械设计中，常见的弹性元件类型是什么？ 答：a)片簧b)平面涡卷簧c)螺旋弹簧d)压力弹簧管e)波纹管f)膜片 什么是螺旋弹簧？简述其功能和特点。 答：螺旋弹簧：用弹簧钢丝绕制成的螺旋状弹簧。 第十四章 联接 根据联接结构特点，联接可分为那两种类型？各主要包括那些联接形式？答：机械中的联接一般分为:1.可拆联接:螺纹、键联接、销联接;2.不可拆联接:铆接、焊接、压合、铸合。 螺纹连接的基本类型有哪些？各应用于什么场合？ 答：1）螺栓联接：被联接件为通孔,两被联接件不太厚。2）双头螺柱联接：一个被联接件较厚或不宜做成通孔，需经常拆卸的地方。3）螺钉联接：用于受力不大又不需要经常拆装的地方，被联接件中的一个加工为螺孔，其余是通孔。 4）紧定螺钉联接：用于固定两个零件的相对位置，并可以传递不大的力或转矩。 在精密机械设计中，常用联接螺纹的主要类型是什么？粗牙螺纹与细牙螺纹的区别？ 答：粗牙螺纹和细牙螺纹；区别：当螺纹的大径相同时，细牙螺纹的螺距和牙型高度比粗牙小，因此细牙螺纹适用于精密零件或薄壁零件的连接因为导入角较小,细牙螺纹系列比粗牙螺纹系列在震动状况下有更好的防松能力: a. 定位 b.联接 圆柱销：结构简单，制造时易达到精度；场合：定位，不需要多次拆卸； 圆锥销：在承受横向载荷时能自锁，可以多次拆卸；场合：用于联接和需要多次拆卸的地方。 键联接的主要目的是什么？ 答：实现轴与轮毂的周向固定，传递扭矩。 键联接有哪些类型？平键和楔键在结构和工作原理上有什么不同？ 答：平键、半圆键、楔键、花键； 平键：结构：通常制成圆头或方头，分为普通平键和导向平键；工作原理：用两侧面工作。 楔键：结构：分为普通楔件和钩头楔件；工作原理： 楔键的上下两面是工作面，工作时，靠摩擦力来传递扭矩T。 在机械零件与光学零件联接的结构设计中，应满足那些基本要求？ 答：: ① 联接要牢固可靠,并在保证光学零件在系统中相对位置 的同时,又不致引起光学零件的变形和应力. ② 便于装配,调整,并保证调前后光学零件有彻底清洗的 可能性. ③ 保证有效通光孔径不受镜框切割. ④ 应能减小或消除当温度变化时,由于光学零件与机械零 件联接材料线膨胀系数不同而产生的附加内应力. ⑤ 尽可能不用软木,纸片等有机材料与光学零件相接触, 以防止光学零件生霉,必须采用时,应采取防霉处理。 整理：吴桥 测控08 12月7日 2

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