合工大机械设计作业参考答案_绪论
绪论
1、【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成
要素就是机械零件。
2、【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。
在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。
3、【答】本课程的主要任务是培养学生
1）有正确的设计思想并勇于探索创新；
2）掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单机械的能力；
3）具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；
4）掌握典型机械零件的试验方法，获得实验技能的基本训练；
5）了解国家当前的有关技术经济政策，并对机械设计的新发展有所了解。
机械设计总论
1、【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。
传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。
2、【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。
机械零件的主要失效形式有
1）整体断裂；
2）过大的残余变形（塑性变形）；
3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；
4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
3、【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则
4、【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化
称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关
系，一般用实验方法求得。
浴盆曲线分为三段：第Ⅰ段代表早期失效
阶段，失效率由开始时很高的数值急剧地下降
到某一稳定的数值；第Ⅱ段代表正常使用阶
段，失效率数值缓慢增长；第Ⅲ段代表损坏阶
段，失效率数值由稳定的数值逐渐急剧上升。
5、【答】机械零件的基本设计要求有：避免在预定寿命期内失效的要求；结构工艺性要求；经济
性要求；质量小要求；可靠性要求。
6、【答】机械零件的一般设计步骤是：
（1）选择零件的类型和结构；（2）计算作用载荷；（3）选择材料；（4）确定基本尺寸；
（5）结构设计；（6）校核计算；（7）绘图和编写技术文件。
7、【答】机械零件的常规设计方法有：
（1）理论设计：根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。理论设计中常采用的处理方法有设计计算和校核计算两种。前者是指由公式直接算出所需的零件尺寸，后者是指对初步选定的零件尺寸进行校核计算；
（2）经验设计：根据从某类零件已有的设计与使用实践中归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的办法所进行的设计；
（3）模型实验设计：对于一些尺寸巨大而且结构又很复杂的重要零件件，尤其是一些重型整体机械零件，为了提高设计质量，可采用模型实验设计的方法。
计算机辅助设计、可靠性设计、优化设计、并行设计属于现代设计方法。
8、【答】机械零件金属材料的在选用时主要考虑下列因素：
1、载荷、应力及其分布状况；
2、零件的工作情况；
3、零件的尺寸及质量；
4、零件结构的复杂程度及材料的加工可能性；
5、材料的经济性；
6、材料的供应状况。
9、【答】零件的标准化就是对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、制图要求等制定出
各种各样大家共同遵守的标准。
标准化的意义主要表现为：
1）能以最先进的方法在专门化工厂中对那些用途最广的零件进行大量、集中的制造，以提高质量、降低成本；
2）统一了材料和零件的性能指标，使其能够进行比较，提高了零件性能的可靠性； 3）采用了标准结构及零、部件，可以简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量，同时也简化了机器的维修工作。
机械零件的强度
1、【答】影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件几何形状、尺寸大小、加工质量及强化因素。
零件设计时，可以采用如下的措施来提高机械零件的疲劳强度：
1）尽可能降低零件上应力集中的影响是提高零件疲劳强度的首要措施。应尽量减少零件结构形状和尺寸的突变或使其变化尽可能地平滑和均匀。在不可避免地要产生较大的应力集中的结构处，可采用减荷槽来降低应力集中的作用；
2）选用疲劳强度大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）尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。 2、【解】由公式 m
r rN N
N σσ0= 得
N 1 = 7000时 MPa 6.373=700010×5180==96
101
11
m
N N N σ
σ
N 2 = 25000时 MPa 3.324=2500010×5180
==9
6201
12
m
N N N σ
σ
N 3 = 620000时 MPa 0.227=620000
10
×5180
==9
63
01
13
m
N N N σ
σ
3、【解】由公式3-6 0
1
2=
σσσ
ψσ 得
MPa 33.283=2
.0+1170×2=+12=
1
0σ
ψσ
σ
简化极限应力线图上各点的坐标分别为
），（）；，（）；，（02607.1417.1411700C D A ''
按比例绘制的简化极限应力线图如图所示。 4、【解】
1）绘制零件的简化极限应力线图
零件极限应力线图上各点的坐标分别为：
）
，（），（；），（0260),1.118,7.141(=2
.17
.1417.141)7.141,0(=2.11700C D A 工作点M 坐标为)20,30(=),(m a σσ
2）标出极限应力点S 1和S 2
C r = 和C σm =时在零件的简化极限应力线
图上的极限应力点S 1和S 2如图所示。
3）按C r =和C σm =求该截面的计算安全系数
ca S
显然，两种情况可能的失效形式均为疲劳失效。
故安全系数分别为：
C r =时
25.4=20
×2.0+30×2.1170
=
+=
1
m
σa σca σψσK σ
S
C σm =时
17.3=)
20+30(2.120
×)2.02.1(+170=
)
+()(+=
1
m a σm
σσca σσK σψK σ
S
摩擦、磨损及润滑概述
1、【答】膜厚比（λ）用来大致估计两滑动表面所处的摩擦（润滑）状态。
2
/12
22
1min
)
+(=
q q R R h λ
式中，min h 为两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度，1q R 、2q R 分别为两表面轮廓的均方根偏差。
膜厚比1≤λ时，为边界摩擦（润滑）状态；当31=～λ时，为混合摩擦（润滑）状态；当3>λ时为流体摩擦（润滑）状态。
2、【答】试验结果表明，机械零件的一般磨损过程大致分为三个阶段，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，磨损速度开始很快，然后减慢；
2） 稳定磨损阶段：经过磨合，摩擦表面加工硬化，微观几何形状改变，从而建立了弹性
接触的条件，磨损速度缓慢，处于稳定状态；
3） 剧烈磨损阶段：经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），磨损速度急剧增加，这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪声及振动，最后导致零件失效。
3、【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、重载或润滑不充分的场合，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，油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜的性能。它在重载、高速、高温条件下，可改善边界润滑性能。 4、【答】润滑油的主要质量指标有：粘度、润滑性（油性）、极压性、闪点、凝点和氧化稳定性。
润滑脂的主要质量指标有：锥（针）入度（或稠度）和滴点。
5、【答】粘度是指润滑油抵抗剪切变形的能力，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，也是选用润滑油的主要依据。 粘度的常用单位有s Pa （国际单位制），2
cm
s dyn
(P 泊，cP 厘泊)，St(斯)，cSt （厘斯），
t E
（恩氏度）
，SUS （赛氏通用秒），R （雷氏秒）等。
6、【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（或其它压力流体源），将加压后的流体送入两摩擦表面之间，利用流体静压力来平衡外载荷。
螺纹连接和螺旋传动
1、【答】普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹
牙根允许有较大的圆角，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整螺纹用。
矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角
0=α，传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。
梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为30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。主要用于传动螺纹。
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。
普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。
普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。
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、【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都有防松作用，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、变载荷及温度变化较大的情况下，连接有可能松动，甚至松开，造成连接失效，引起机器损坏，甚至导致严重的人身事故等。所以在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题。
螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。具体的防松装置或方法很多，按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法，如端面冲点法防松、粘合法防松，防松效果良好，但仅适用于很少拆开或不拆的连接。
4、【答】螺纹联接的主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。主要
特点是：
１）螺栓联接：有普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种。普通螺栓联接被联接件的通孔与螺栓杆之间有间隙，所以孔的加工精度可以低些，不需在被联接件上切制螺纹，同时结构简单、装拆方便，所以应用最广。铰制孔螺栓联接螺栓杆与孔之间没有间隙，能确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。适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，所以易于实现外观平整、结构紧凑；但要在被联接件上切制螺纹，因而其结构比螺栓联接复杂一些。不适用于经常拆装的场合。如经常拆装，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。这种联接在结构上较前两种复杂，但兼有前两者的特点，即便于拆装，又可用于有较厚被联接件或要求结构紧凑的场合。
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、【答】垫圈的主要作用是增加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，特殊情况下可使用球面垫圈。
6、【答】1）降低表面粗造度，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，
降低加工成本。 7、【解】
将∑F 等效转化到底板面上，可知底板受到轴向力y F ∑，横向力x F ∑和倾覆力矩M 。
（1） 底板最左侧螺栓受力最大，为防止螺栓拉断，
应验算该螺栓的拉伸强度，要求拉应力
][≤σσ；
（2） 为防止底板右侧压碎，应验算底板右侧边缘
的最大挤压应力，要求最大挤压应力
][≤max
σσ
p ；
（3） 为防止底板左侧出现间隙，应验算底板左侧
边缘的最小挤压应力，要求最小挤压应力
0>m in
p σ
；
（4） 为防止底板向右滑移，应验算底板在横向力作用下是否会滑动，要求摩擦力x f F F Σ>。 8、【解】
1、 M12的螺纹小径为mm 106.10=1d ；
2、 确定螺栓的预紧力
性能等级4.8的碳钢MPa 320=s σ，由题意，预紧力为
4
7.0=7.0=2
110d πσA σF s
s
3、 由公式 Σ0≥F K fziF s
2.1=
3.0=1=2=s K f i z ，取，，
因此，该连接能传递的最大横向载荷为
N 93.8983=4
106
.10××
320×7.0×2
.11×2×3.0=
=
2
0max πK fziF F s
（注意：图书馆借的《机械设计学习辅导》书给出的答案有问题，其解法为：螺栓数目为2，
题 5 图
F
F
题 4 图
接合面数为1，取防滑系数为2.1=s K ，性能等级为4.8的碳钢MPa 320=s σ。螺栓所需预紧力0F 为
fzi
F K F s Σ0≥
因此，所能传递的最大载荷为
8
6
0Σ10×12.1=2
.11
×2×3.0×10×320×7.0=
≤
s
K fzi F F N ）
9、【解】采用橡胶垫片密封，取螺栓的相对刚度
9.0=+m
b b C C C
由教材公式（5-18），螺栓总拉力
24000=10000×9.0+1500=++
=02F C C C F F m
b b N
由教材公式（5.15），残余预紧力为 14000=1000024000==2
1F F F N
键、花键、无键连接和销连接
1、【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，所以也不能承受轴向力。具有制造简单、装拆方便、定心性较好等优点，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1:100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，故多用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的场合。
2、【答】平键连接的主要失效形式是较弱零件（通常为轮毂）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，一般不会出现键的剪断。 键的截面尺寸h b ×应根据轴径d 从键的标准中选取。 键的长度L 可参照轮毂长度从标准中选取。
为了保证轮毂轴向定位可靠，键的长度L 值应略短于轮毂长度。
3、【答】两个平键连接，一般沿周向相隔 180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 120~90布置。若夹角过小，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 180时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。
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。 4、【解】（1）确定联轴器段的键
根据结构特点，选A 型平键。由轴径mm d 70=，查手册得键的截面尺寸为
mm b 20=，mm h 12=，取键的公称长度mm L 110=。 键的标记：键1979-GB/T1069 110×20
键
的
工作长度
为mm b L
l 90=20110
==，键与轮毂键槽接
触高度为mm h k 6=2/=，根据联轴器材料铸铁，载荷有轻微冲击，查教材表6-1，取许用挤压应力MPa σp 55=][，则其挤压强度
][=55≤91.52=70
×90×61000×1000×2=
10×2=
3
p p σMPa MPa kld
T σ
满足强度要求。
（注：（1）该键也可以选择长度125=L mm ；（2）由于在轴端部，因此也可以选用单圆头普通平键。）
（2）确定齿轮段的键
根据结构特点，选A 型平键。由轴径mm 90=d ，查手册得键的截面尺寸为mm 25=b ，
mm 14 h ，取键的公称长度mm 80=L 。
键的标记：键1979-GB/T1069 80×25
键的工作长度为mm 55=2580
==b L
l ，键与轮毂键槽接触高度为
mm 7=2/=h k ，根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查教材表6-1，取许用挤压应力MPa 110=][p σ，则其挤压强度
MPa 110=][≤MPa 72.57=90
×55×710×1000×2=
10×2=
3
3
p p σkld
T σ
满足强度要求。
题 4 图
带 传 动
1、【答】由公式（8-7）α
f αf ec e
e
F F /1+1/11
2=0
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，一般不小于120度； （3） 摩擦系数：摩擦系数越大越好。 2、【答】由公式A
υq σc 2
=
可知，为避免过大的离心应力，带速不宜太高；
1） 由公式（8-3）和（8-4）可知，紧边拉力
υ
P F F F F e 1000
+=2
+
=001
因此，为避免紧边过大的拉应力A
F σ11=
，带速不宜太低。
3、【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，带与带轮间将产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。
4、【答】带传动的主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、【解】(1) N e
e
e
e
F F π
πfa
fa ec 35.478=/1+1/11×
360×2=/1+1/11
2=51.051.00
(2) 传递的最大扭矩
N d F T d ec
5.23917=2
100×
35.478=2
=1.mm
(3) 输出功率
kW
63.3=95.0×1000
×1000×60100
××1450×35.478=
95
.0×1000
×1000×60×=
95.0×1000
=11πd πn F υF P d ec ec
6、V 带传动传递的功率5.7=P kW ，带速m/s 10=υ，紧边拉力是松边拉力的两倍，即
212=F F ，试求紧边拉力1F 、有效拉力e F 和预紧力0F 。
【解】由kW υF P e 1000
=
，得
N υ
P F e 750=10
5
.7×1000=1000=
由21=F F F e ，又212=F F ，得
N F F 1500=750×2=2=21
由2
+
=01e F F F ，得
N F F F e 1125=2
7501500
=2
=1
7、【解】1）确定计算功率 由表8-7查得2.1=A K ，计算功率为
4.8=7×2.1==P K P A ca kW
2）选取V 带型号 根据r/min 609=,kW 8.4=1n P ca ，由图8-11选用B 型带。 3）确定带轮的基准直径，并验算带速
? 确定小带轮基准直径 由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径mm 150=1d d ? 验算带速 按式8-13
m/s 7.54=1000
×60960×150×=
1000
×60=
11πn d πυd
由于 m/s 03< 传动比 91.2=330 960= = 2 1n n i ，根据式8-15a ，有 5.436=150×91.2=≈12d d id d 根据表8-8，圆整为 mm 4502=d d 。 ? 验算带速误差 由式8-14，从动轮实际转速 r/min 13.63=450) 02.01 (×960×150= )1 (= 2112′d d d εn d n 带速误差 %5<%97.4=%100×330 6.313330 = =Δ2 2′ 2 n n n ，满足要求。 4）确定V 带的中心距和基准长度 ? 确定小带轮基准直径 根据式8-20 1200=)+(2<<420=)+(7.021021d d d d d d a d d ，初定中心距mm 600=0a ， ? 计算带的基准长度 按式8-22 mm 2180=600 ×4) 150450 (+ )450+150(2 +600×2= 4)(+)+(2 + 2=22 12 2100πa d d d d πa L d d d d d 由表8-2选带的基准长度mm L d 2240= ? 计算实际中心距 由式8-23 630=22180 2240 + 600=2+ ≈0 0d d L L a a mm 由式8-24，中心距的变化范围为 mm 667.2=2240×03.0+600=03.0+=mm 566.4=2240×015.0600 =015.0=max min d d L a a L a a 5）验算小带轮上的包角α 120>7.152=3.57×630 150 450180 =3.57×180 =1 2 a d d αd d 包角合适。 6）计算带的根数 ? 计算单根V 带的额定计算功率 由mm 150=1d d 和r/min 960=1n ，查表8-4a 得60.20=P kW 查表8-4b 得30.0=Δ0P kW 查表8-5得92.0=αK ，查表8-2得0.1=L K ，根据式8-26 15.3=0 .1×92.0×)30.0+60.2(4 .8= )Δ+(= 00L αca K K P P P z 取4根。 7）计算单根V 带的最小初拉力min 0)(F 由表8-3得B 型带的单位长度质量18.0=q kg/m 4.249=54 .7×18.0+54 .7×4×92.04 .8×)92.05 .2(500 =+)5 .2(500 =)(2 2 min 0υ q υ z K P K F αca α N 8）计算压轴力P F 压轴力的最小值为 85.1938=2 7.152sin ×4.249×4×2=2 sin )(2=)(1min 0min αF z F P N 9）带轮结构设计（略） 链 传 动 1、【答】与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保证准确的平均 传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样的条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温和低温的情况下工作。 2、【答】链传动运动中由于链条围绕在链轮上形成了正多边形，造成了运动的不均匀性，称为链 传动的多边形效应。这是链传动固有的特性。 减轻链传动多边形效应的主要措施有： 1） 减小链条节距； 2） 增加链轮齿数; 3） 降低链速。 3、【答】滚子链传动的主要失效形式和原因如下： 1）链的疲劳破坏：链在工作时，周而复始地由松边到紧边不断运动着，因而它的各个元件 都是在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或者套筒、滚子表面将会出现疲劳点蚀（多边形效应引起的冲击疲劳）。 2）链条铰链的磨损：链条在工作过程中，由于铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，传动时彼此又产生相对转动,导致铰链磨损,使链条总长伸长,从而使链的松边垂度变化,增大动载荷,发生振动,引起跳齿,加大噪声以及其它破坏,如销轴因磨损削弱而断裂等。 3）链条铰链的胶合：当链轮转速高达一定数值时，链节啮入时受到的冲击能量增大，销轴和套筒间润滑油被破坏，使两者的工作表面在很高的温度和压力下直接接触，从而导致胶合。因此，胶合在一定程度上限制了链的传动的极限转速。 4）链条静力拉断：低速（6.0<υm/s ）的链条过载，并超过了链条静力强度的情况下，链条就会被拉断。 4、 a ） b ） c ） 题 4 图 【答】 a ）和 b ）按逆时针方向旋转合理。 c ）两轮轴线布置在同一铅垂面内下垂量增大，下链轮的有效啮合齿数减少，降低了传动能力，应采取（1）调整中心距（2）加张紧轮（3）两轮偏置等措施。 5、【解】（1）选择链轮齿数21,z z 。假定链速s m v /8~3=，由教材表9-8取主动链轮齿数 23=1z ，则从动链轮齿数69=23×3==12iz z 。 （2）确定链节距p 。计算功率 kW P K P A ca 25.11=5.7×5.1== 由教材图9-13按小链轮转速估计链工作在额定功率曲线顶点的左侧。查教材表9-10得 23.1=) 19 23( =) 19( =08 .108 .11z K Z 初选中心距p a 40 则 a =2 ) 2( +2++ 2=2 1 2 2 1p π z z z z p a L p 34.127=40× )22369 ( +2 69+23+ 40×22 p p π p p 取128=p L ，根据教材表9-10得 07.1=) 100 128( =) 100 ( =26 .026 .0p L L K 选取单排链，由教材表9-11得1=p K ，所需传递的功率为 kW K K K P P P L Z ca 55.8=1 ×07.1×23.125.11= = 根据kW P 55.80=和m in /9601r n =，由教材图9-13选链号为10A 的单排链。同时也证实原估计链工作在额定功率曲线顶点的左侧是正确的。由教材表9-1查得链节距mm p 875.15=。 （3）确定链长L 及中心距a 。 m P L L p 03.2=1000 875 .15×128= 1000 = =])2( 8) 2 +(+ )2 +[(4 = 2 1 2 2 2 12 1π z z z z L z z L p a p p =) 223 69( 8)2 69+23128 (+)2 69+23128 (×4 875.152 2 π mm 61.645 中心距减小量 =)004.0~002.0(=Δa a mm 58.2~29.1=61.645×)004.0~002.0( 实际中心距 mm a a a 03.643~32.644=)58.2~29.1(61 .645=Δ=' 取mm a 644=，接近mm 650，符合题目要求。 （4）验算链速。 s m pn z v /482.5=1000 ×60960 ×875.15×23= 1000 ×60= 11 与原假设相符。根据教材图9-14采用油浴或飞溅润滑。 （5）压轴力计算。有效圆周力 N v P F e 81.1283=482 .55.7× 1000=1000 = 按水平传动，取压轴力系数 . 1=p F K ，则压轴力 N F p 38.1476=81.1283×15.1= 齿 轮 传 动 1、【答】齿轮传动常见的失效形式有以下几种：（1）轮齿折断；（2）齿面点蚀；（3）齿面磨损； （4）齿面胶合；（5）塑性变形。 闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主；闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主；开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 2、【答】齿轮轮齿修缘是为了减小齿轮传动过程中由于各种原因引起的动载荷。做成鼓形是为了 改善载荷沿接触线分布不均的程度。 3、【答】金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中，小齿轮齿根强度较弱，且小齿轮的应力循环次数 较多，当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大30~50HBS 。 4、【解】 题 5 图 5、【解】 （1）由于中间轴上两齿轮分别为主动和从动轮，且旋转方向相同，因此为使轴向力方向相反，必须使齿轮3的螺旋方向与齿轮2的相同。齿轮2为左旋，故齿轮3必须左旋，齿轮4右旋。 F t2 F r1 F r2 F r3 F r4 F t1 F t3 F t4 F a2 F a1 F a3 F a4 （2）使中间轴上轮2和轮3的轴向力互相完全抵消，需要满足32a a F F 。 333222tan =, tan =βF F βF F t a t a 因齿轮2和齿轮3传递的转矩相同 2 =2 =33 22 d F d F T t t ，且 33332222cos /=, cos /=βm z d βm z d n n 整理后可得 3 222332 33 22 3cos cos = ==tan tan βm z βm z d d F F ββn n t t 因此 1438.0=15sin 51 ×317×5= sin =sin 22 2333 βm z m z βn n "2'168=27 .8=3 β 6、【答】将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5~10mm ，以防止大小齿轮因装配误差产 生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷。 7、【答】齿面接触应力是脉动循环，齿根弯曲应力是对称循环。 在作弯曲强度计算时应将图中查出的极限应力值乘以0.7。 8、【解】1）选择齿轮的材料和精度等级 根据教材表10-1选大小齿轮材料均为20CrMnTi 渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取62HRC,大齿轮齿面硬度取38HRC ，芯部300HBS 。选精度等级为6级。 2）按齿根弯曲疲劳强度设计 ①小齿轮传递的转矩 N.mm 106658=11640 130× 10×55.9=10 ×55.9=6 1 16 1n P T ②初选载荷系数：6.1=t K ③确定齿宽系数：小齿轮作悬臂布置，据教材表10-7选取5.0=d φ ④初选螺旋角： 14=β ⑤计算斜齿轮的当量齿数： 9.19=14 cos 73= cos = , 2.25=14 cos 23= cos = 3 3 223 3 11 β z z β z z v v ⑥确定齿形系数和应力集中系数： 查教材表10-5得 77.1=,22.2=,59.1=,62.2=2211Sa Fa Sa Fa Y Y Y Y ⑦确定斜齿轮端面重合度： 查教材图10-26得 66.1=88.0+78.0=+=,88.0=,78.0=2121a a a a a εεεεε ⑧确定弯曲强度许用应力： 循环次数 7 1110×0.7=100×1×11640×60=60=h jL n N 7 2210×2.2=100×1×73/23×11640×60=60=h jL n N 由教材图10-18查得 ==21FN FN K K 取安全系数 5.1=F S 由教材图10-20（d ）得 M P a 93021==FN FN σσ 按对称循环变应力确定许用弯曲应力为 MPa 434=5 .1930×1× 7.0=× 7.0=][=][1 121F FN FN F F S σK σσ ⑨由弯曲强度计算齿轮的模数： 因][=][, >212221F F Sa Fa Sa Fa σσY Y Y Y ，将齿轮1的参数代入设计公式中得 3 2 12 1] [cos 2 ≥F Sa Fa a d βnt σY Y εz β Y KT m =434 59 .1×62.22 ×66 .1×23×5.014 cos ×89.0×106658×6.1×2= 2 2 mm 84.1 取标准值mm m n 2=。 ⑩验算载荷系数： 小齿轮的分度圆直径 mm 47.4=14 cos 2×23=cos = 11 β m z d n 齿轮的圆周速度 m /s 28.9=1000 ×60116470 ×4.47×141.3= 1000 ×60= 11n d πυ 由教材图10-8查得：16.1=υK 假设 100≥/b F K t A ，由教材图10-3查得 1.1==Ha Fa K K 齿宽 mm 23.7=4.47×5.0==1d φb d 齿宽与齿高比 3.5=2 ×25.27.23= 25.2= /n m b h b 由教材表10-4查得15.1=βH K ，由教材图10-13查得12.1=βF K 弯曲强度载荷系数 79.1=12.1×1.1×16.1×25.1==βF Fa v A K K K K K ○ 11修正模数： mm K K m m t nt n 91.1=6.1/79.1×84.1=/=33 因此取标准值mm 2=n m 合适。 ○ 12确定螺旋角： 中心距 mm 98.94=14 cos 2× 2 73+23= cos 2 += 2 1 β m z z a n 圆整中心距 mm 99=a 后，螺旋角 "28'814=99 ×22 ×)73+23(arccos =2)+(arccos =21 a m z z βn ○ 13斜齿轮的相关参数 mm βm z d n 437.47="28'814cos 2×23= cos = 11 mm β m z d n 562.150=" 28'814cos 2×73=cos = 22 mm d φb d 7.23=437.47×5.0==1 对齿宽圆整：mm b mm b 28=, 24=12 3）齿面接触强度校核 ①确定接触强度载荷系数 83.1=15.1×1.1×16.1×25.1==βF Fa v A K K K K K ②确定接触强度许用应力： 查教材图10-21（e ）得 M P a σσH H 1500==2l i m 1l i m 查教材图10-19中曲线2得 08.1=,0.1=21HN HN K K 取安全系数 .1=H S MPa 1500=0.11500 ×0.1= = ][1 lim 11H H HN H S σK σ MPa 1620=0 .11500 ×08.1== ][2 lim 22H H HN H S σK σ ③确定弹性影响系数：据教材表10-6查得MPa 8.189=E Z ④确定区域载荷系数：据教材图10-30查得.2=H Z ⑤校核接触强度 u u εbd KT Z Z σa H E H 1+2=2 11 =17 .31+17.3× 66 .1×437 .47×24106658×83.1×2× 43.2×8.189=3 ][<140MPa 1H σ 满足接触强度要求，以上所选参数合适。 蜗 杆 传 动 1、【答】蜗杆传动的主要特点有：（1）传动比大，零件数目少，结构紧凑；（2）冲击载荷小、传 动平稳，噪声低；（3）当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；（4）摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0。4左右；（5）由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮（或轮圈），以便与钢制蜗杆配对组成减摩性良好的滑动摩擦副。 蜗杆传动通常用于空间两轴线交错，要求结构紧凑，传动比大的减速装置，也有少数机器用作增速装置。 2、【答】蜗杆直径系数是蜗杆分度圆直径和模数的比值。 第三章 机械零件的强度 一、选择题 3—1 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之 C 。 A 增加 B 不变 C 降低 D 规律不定 3—2 在图中所示的极限应力图中，工作应力有C 1、C 2所示的两点，若加载规律为r=常数。在进行安全系数校核时，对应C 1点的极限应力点应取为 A ，对应C 2点的极限应力点应取为 B 。 A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 3—3 同上题，若加载规律为σm =常数，则对应C 1点 的极限应力点应取为 C ，对应C 2点的极限应力点 应取为 D 。 A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 题3—2图 3—4 在图中所示的极限应力图中，工作应力点为C ，OC 线与横坐标轴的交角θ=600 ，则该零件 所受的应力为 D 。 A 对称循环变应力 B 脉动循环变应力 C σmax 、σmin 符号（正负）相同的不对称循环变应力 D σmax 、σmin 符号（正负）不同的不对称循环变应力 3—5 某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力循环特性r 分别为+1、-1、0、，则其中最易发生失效的零件是 B 。 A 甲 B 乙 C 丙 D 丁 3—6 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa ，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基 数N 0=107，当该零件工作的实际应力循环次数N=105 时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极限σ-1N 为 C MPa 。 A 300 B 420 C D 3—7 某结构尺寸相同的零件,当采用 C 材料制造时,其有效应力集中系数最大。 A HT200 B 35号钢 C 40CrNi D 45号钢 3—8 某个40Cr 钢制成的零件，已知σB =750MPa ，σs =550MPa ，σ-1=350MPa ，ψσ=，零件危险截面处的最大工作应力量σmax =185MPa ，最小工作应力σmin =-75MPa ，疲劳强度的综合影响系数K σ=，则当循环特性r=常数时，该零件的疲劳强度安全系数S σa 为 B 。 A B 1.74 C D 3—9 对于循环基数N 0=107 的金属材料,下列公式中, A 是正确的。 A σr m N=C B σN m =C C 寿命系数m N N N k 0/ D 寿命系数k N < 3—10 已知某转轴在弯-扭复合应力状态下工作，其弯曲与扭转作用下的计算安全系数分别为 S σ=、S τ=，则该轴的实际计算安全系数为 C 。 A B 6.0 C D 3—11 在载荷和几何尺寸相同的情况下,钢制零件间的接触应力 A 铸铁零件间的接触应力。 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于等于 3—12 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 A 。 A 相等 B 不相等 C 是否相等与材料和几何尺寸有关 D 材料软的接触应力值大 3—13 两等宽的圆柱体接触，其直径d 1=2d 2，弹性模量E 1=2E 2，则其接触应力为 A 。 A σH1=σH2 B σH1=2σH2 C σH1=4σH2 D σH1=8σH2 S m σa O σ 《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 1314133431==P P ω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω 机械设计B第1次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共13道小题) 1. 对于大量生产，形状较复杂、尺寸大的零件应选择_________________毛坯。 (A)自由锻造 (B)冲压 (C)模锻 (D)铸造 正确答案：D 解答参考： 2. 对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用________。 (A)升角小，单线三角形螺纹 ??(B)?升角大，双线三角形螺纹 ??(C)?开角小，单线梯形螺纹 ??(D)?升角大，双线矩形螺纹 正确答案：A 解答参考： 3. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是_______。 ??(A)?提高强度 ??(B)?提高刚度 ??(C)?防松 ??(D)?减小每圈螺纹牙上的受力 正确答案：C 解答参考： 4. 在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制做沉头座孔或凸台，其目的是_______。 ??(A)?避免螺栓受附加弯曲应力作用 ??(B)?便于安装 ??(C)?为安置防松装置 ??(D)?为避免螺栓受拉力过大 正确答案：A 解答参考： 5. 普通平键联接工作时，键的主要失效形式为_________。 ??(A)?键受剪切破坏 ??(B)?键侧面受挤压破坏 ??(C)?剪切与挤压同时产生 ??(D)?磨损和键被剪断 正确答案：B 解答参考： 6. 采用两个普通平键时，为使轴与轮毅对中良好，两键通常布置成_________。 ??(A)?相隔180度 ??(B)?相隔120～130度 ??(C)?相隔90度 ??(D)?在同一母线上 正确答案：A 解答参考： 7. 带张紧的目的是_______。 ??(A)?减轻带的弹性滑动 ??(B)?提高带的寿命 ??(C)?改变带的运动方向 ??(D)?使带具有一定的初拉力 正确答案：D 解答参考： 1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【】 A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【】 A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【】 A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【】 A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【】A．90° B. 120°°° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C． V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【】 A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【】 A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力 二、 1．轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。 2．代号62203的滚动轴承，为轴承，其内径为 mm。 3．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取。 4．普通平键联接的工作面是键的；楔键联接的工作面是键的。 5．为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。 6．不随时间变化的应力称为，随时间变化的应力称为，具有周期性的变应力称为。7．按照平面图形的形状，螺纹分为、和等。 8．按照工作条件，齿轮传动可分为和两种。 9．齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。 第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角 增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、联接件分离，联接失效 B、被联接件即将分离，联接不可靠 C、联接可靠，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、便于装配 《机械设计原理》作业参考答案 作业一 一、填空题: 1.零件 2.通用零件专用零件 3.零件构件 4.直接接触可动 5.运动副构件传递运动和力 6.主动构件从动构件机架 7.平面高副平面低副 8.机器机构 二、判断题： 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 三、选择题： 1.C 2.B 3.B 4.D 5.C 6.D 四、综合题： 1.答：机器基本上是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。动力部分是机器动力的来源。工作 部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途。 传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。 2.答：低副是面接触的运动副，其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承受载荷时单位面 积压力较低（故称低副），因而低副比高副的承载能力大。低副属滑动磨擦，摩擦损失大，因而效率较低；此外，低副不能传递较复杂的运动。 高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积压力较高（故称高副），两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。高副的特点是能传递较复杂的运动。 3.答：机构运动简图能够表达各构件的相对运动关系、揭示机构的运动规律和特性。其绘制步骤如下： （1）分析机构运动，确定构件数目。（2）确定运动副的类型和数量。（3）确定视图平面。 （4）徒手画草图并测量各运动副之间的相对位置。 （5）选择适当的长度比例尺μl= a mm／mm，并将实长换算为图长。（6）完成机构运动简图。 作业二 一、填空题： 1.转动副 2. 2 1 1 3.曲柄摇杆双曲柄双摇杆 4.双曲柄 5.曲柄滑块 6.转动导杆 7.对心曲柄滑块偏置曲柄滑块 8.整周转动往复直线移动 9.转动导杆摆动导杆 10.工作行程比空回行程所需时间短 11.凸轮从动件机架 12.低高 13.高副预期 14.盘形凸轮移动凸轮 15.尖顶滚子平底 二、判断题： 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.√ 11．√ 12.× 13.× 14.× 15.× 16.√ 17.√ 18.√ 19.√ 20.√ 三、选择题： 1.B 2.A 3.D 4.A 5.A 6.D 7.A 8.A 9.A 10.C 四、综合题： 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（无限寿命区）区；当N ＜N0时，为（有限寿命区）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。 3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（添加剂）。 5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（1.5 ）个键计算。 1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。 3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。 4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。 5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。 6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限 与（循环次数）之间关系的曲线。 γN 7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。 8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。 9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。 二、选择填空（每空1分，共10分） 1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ 3 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ 2 ）。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。 2．在通过轴线的截面内，（1 ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3 ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。 （1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆； （3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。 3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（4 ）；其表面接触疲劳强度主要 取决于（ 1 ）。 （1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数； （3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。 4、对于径向滑动轴承，（1 ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ 3 ）轴承必须成对使 用。 （1）整体式；（2）剖分式； （3）调心式；（4）调隙式。 5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（4 ）。 （1）增大链节距和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数； （3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。 6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ 1 ）联接。 机械设计作业集(答案) 第五章螺纹 一、简答题 1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别? 答普通三角螺纹的牙型角为60 0,又分为粗牙螺纹和细牙螺纹，粗牙螺纹用于—般连接，细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置。细牙螺纹的自锁性能好，抗振动防松的能力强，但由于螺纹牙深度浅，承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。 2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同? 答 (1)普通螺栓连接：被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。 (2)精密螺栓(铰制孔螺栓)连接：装配间无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。 (3)双头螺柱连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母，适于常拆卸而被连接件之一较厚时。装拆时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被连接件中拧出。 (4)螺钉连接：适于被连接件之一较厚( 上带螺纹孔) 、不需经常装拆、受载较小的情况。一端有螺钉头、不需螺母。 (5)紧定螺钉连接：拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零 件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。 3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？ 答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用。这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ 力。预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性，以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。 4.连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施? 答; 对于一般单线螺纹，螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角，本身能满足自锁条件，但是在冲击、振动或变载荷作用下，螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失，多次反复作用后，就可能松脱。另外，在温度大幅度变化的情况下，反复的热胀冷缩，也会造成松脱。 5.防松原理和防松装置有哪些? 答防松的根本在于防止螺旋副在受载荷时发生相对转动，防松的方法分为：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副关系的永久防松。具体装置如下； (1)摩擦防松：对顶螺母，弹簧垫图，自锁螺毋。 (2)机械防松：开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝。 (3)破坏螺旋副关系的永久防松：铆合，冲点，涂胶粘剂。 6.为什么只受预紧力的紧螺栓连接，对螺栓的强度计算要将预紧力增大到它的1．3 倍按纯拉伸计算? 答受顶紧力的紧螺栓连接在拧紧力矩的作用下，螺栓除了要受到顶 《机械设计作业集》（第四版）解题指南 西北工业大学机电学院 2012.7 前言 本书是高等教育出版社出版、西北工业大学濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）和李育锡主编《机械设计作业集》（第三版）的配套教学参考书，其编写目的是为了帮助青年教师使用好上述两本教材，并为教师批改作业提供 方便。 本书是机械设计课程教师的教学参考书，也可供自学机械设计课程的读者和 考研学生参考。 《机械设计作业集》已经使用多年，希望广大教师将使用中发现的问题和错误、希望增加或删去的作业题、以及对《机械设计作业集》的改进建议告知编 者（电子信箱：liyuxi05@https://www.wendangku.net/doc/244449189.html,），我们会认真参考，努力改进。 本书由李育锡编写，由于编者水平所限，误漏之处在所难免，敬请广大使用 者批评指正。 编者 2012.7 目录 第三章机械零件的强度 (1) 第四章摩擦、磨损及润滑概述 (5) 第五章螺纹连接和螺旋传动 (6) 第六章键、花键、无键连接和销连接 (9) 第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接 (11) 第八章带传动 (15) 第九章链传动 (18) 第十章齿轮传动 (19) 第十一章蜗杆传动 (24) 第十二章滑动轴承 (28) 第十三章滚动轴承 (30) 第十四章联轴器和离合器 (34) 第十五章轴 (36) 第十六章弹簧 (41) 机械设计自测试题 (43) 第三章机械零件的强度 3—1 表面化学热处理；高频表面淬火；表面硬化加工；3—2 （3）； 3—3 截面形状突变；增大；3—4 （1）；（1）；3—5 （1）； 3－6 答： 零件上的应力接近屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数在 103～104范围内，零件破坏断口处 有塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为低周疲劳破坏，例如飞机起落架、火箭发射架中的零件。 零件上的应力远低于屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数大于104时，零件破坏断口处无塑性 变形的特征，这种疲劳破坏称为高周疲劳破坏，例如一般机械上的齿轮、轴承、螺栓等通用零件。 3－7 答： 材料的持久疲劳极限σr∞ 所对应的循环次数为N D，不同的材料有不同的N D值，有时N D很大。为 了便于材料的疲劳试验，人为地规定一个循环次数N0，称为循环基数，所对应的极限应力σr称为材料 的疲劳极限。σr∞ 和N D为材料所固有的性质，通常是不知道的，在设计计算时，当N > N0时，则取 σrN= σr。 3—8 答： 图a 中A点为静应力，r = 1 。图b 中A点为对称循环变应力，r= ?1。图c 中A点为不对称循环变 应力，?1 < r < 1。 3—9 答： 在对称循环时，Kσ是试件的与零件的疲劳极限的比值；在不对称循环时，Kσ是试件的与零件的 极限应力幅的比值。Kσ与零件的有效应力集中系数kσ、尺寸系数εσ、表面质量系数βσ和强化系数βq 有关。Kσ对零件的疲劳强度有影响，对零件的静强度没有影响。 3—10 答： 区别在于零件的等寿命疲劳曲线相对于试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离（不是平行下移）。 在相同的应力变化规律下，两者的失效形式通常是相同的，如图中m1′和m2′。但两者的失效形式也有可 能不同，如图中n1′和n2′。这是由于Kσ的影响，使得在极限应力线图中零件发生疲劳破坏的范围增大。 题解3—10 图 3—11 答： 承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数N≤ 103时，应按静强度条件计算；当应力循环次数 N > 103时，在一定的应力变化规律下，如果极限应力点落在极限应力线图中的屈服曲线GC上时，也 应按静强度条件计算；如果极限应力点落在极限应力线图中的疲劳曲线AG上时，则应按疲劳强度条件 《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 0 45 sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时 方向如图中所示 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。 解： 以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角030=ψ，摇杆的行程速比变化系数2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇ 《机械设计》试题A 一填空（每空1分,共20分） 1．在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时,为（）区；当N＜N0时,为（）区. 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）地能力.零件材料地弹性模量越小,其刚度就越（）. 3．润滑油地（）性越好,则其产生边界膜地能力就越强；（）越大,则其内摩擦阻力就越大. 4．为改善润滑油在某些方面地性能,在润滑油中加入地各种具有独特性能地化学合成物即为（）. 5．正是由于（）现象,使带传动地传动比不准确.带传动地主要失效形式为（）和（）. 6．蜗杆传动地主要缺点是齿面间地（）很大,因此导致传动地（）较低温升较高. 7．链传动水平布置时,最好（）边在上,（）在下. 8．设计中,应根据被联接轴地转速（）和（）选择联轴器地型号. 9．径向滑动轴承地半径间隙与轴颈半径之比称为（）；而（）与（）之比称为偏心率ε. 10．对于普通平键,考虑到载荷分布地不均匀性,双键联接地强度按（）个键计算. 二判断题（每小题1分,共10分）（正确地划“√”,错误地划“×”） 1．十字滑块联轴器中地所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器. （） 2．两摩擦表面地粗糙度值越小,则越容易实现液体动力润滑.（） 3．在计算转轴地强度时,安全系数法比当量弯矩法更精确. （） 4．相啮合地蜗杆和蜗轮地螺旋角必须大小相等,旋向相反. （） 5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动地几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度. （） 6．由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上地载荷较小. （） 7．正是由于过载时产生“弹性滑动”,故带传动对传动系统具有保护作用. （） 8．楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键. （） σ＝600MPa. （） 9．性能等级为6.6级地螺栓,其屈服点s 10．机械零件地计算分为设计计算和校核计算,两种计算地目地都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效. （） 三简答题（每小题5分,共20分） 1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 2．对于滚动轴承地轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”？ 机械设计作业及解答 第3章 强度 1.某零件的材料σB MPa =1000，σS MPa =800，σ-=1400MPa ，ψσ=025.，试画出其 2）K ：σσσmax =+=m a 300，σσσmin =-=-m a 100 σm MPa =100，σa MPa =200 所以K ()100200， 3）位于安全区 2. 已知塑性材料的极限应力图如下：试在图上标出：1)对称循环疲劳极限σ-1；2)屈服极限 σS ；3)脉动循环疲劳极限σ0；4)arctan φσ 。 解：如图 3. 某钢制零件，已知其许用极限应力图，且工作应力的循环特性r=0.268。 (2)自原点0作?=30α 射线交S E A ''折线于C '点(极限应力点) (3)安全系数为1.5时,即C C C 02 3 05.10==' C C '=03 2 0,直接在直线上可量得工作应力点C (4)对应于C 点的 MPa 320000max m a =''=''+=+==+C C H H HC H σ σσ 2)可能失效形式:静强度失效(塑性变形) 第5章 螺栓连接 1. 图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷F Q ＝10000N ，螺栓材料为5.8级，Q235，σS =400 MPa ，安装时不控制预紧力，取安全系数[]S S =4，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。 许用拉应力[][] σσ= = =S S MPa S 400 4 100 2个螺栓，z ＝2，每个螺栓的工作载荷F F z = = =Q 5000 N 10000 2 剩余预紧力F 1=0.4F=0.4×5000=2000N 故得螺钉中总拉力F 2=F +F 1=5000+2000=7000N 按强度条件，螺栓小径[] mm 764.10100 7000 3.143.14)(2 c 1=???= ?πσπF d d ≥ 或 2. 如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F ＝5KN ，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷F smax 。 解：（1）将F 向螺栓组形心平移，同时得转矩T 。 T=500×F ＝5×103×500＝2.5×106（Nmm ） 在F 作用下，各螺栓所受横向力为 F s1＝12504 1053 =?= z F （N ） 在T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为 226 2280804105.244F +??===r T r rT s ＝3.5524（N ） 显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为 αc o s 2212221m a x s s s s s F F F F F -+= 135c o s 3.5524125023 .5524125022???-+= 6469=（ N ） 3. 气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D =250mm ，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm 、中径16.376mm ，许用拉应力[]σ=120MPa ，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径d c =d 1）。 第一章绪论 1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？ 答：组成子系统及其功能如下： （1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。 （2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。 （3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要 求。 （4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。 第二章机械设计基础知识 2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？ 答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。 （2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。 （3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。 2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。 变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。 名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。 计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。 静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。 变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。 2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？ 答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下： （1）材料的使用性能应满足工作要求。使用性能包含以下几个方面： ①力学性能 ②物理性能 ③化学性能 （2）材料的工艺性能应满足加工要求。具体考虑以下几点： ①铸造性 ②可锻性 ③焊接性 ④热处理性 ⑤切削加工性 （3）力求零件生产的总成本最低。主要考虑以下因素： ①材料的相对价格 ②国家的资源状况 ③零件的总成本 2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？ 答：衡量润滑油的主要指标有：粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。 衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。 第十章齿轮传动 一、选择题 10—1 在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__；应圆整的有D、E__；没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。 A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距a D斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角α H螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a 10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是______B____。 A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火 10—3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。 A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火 C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿 10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。 A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径 C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽 10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。 A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽10—6一减速齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则两轮齿根的弯曲应力_A_。 A σF1>σF2 B σF1<σF2 C σF1=σF2 10—7一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质，大齿轮2选用45钢正火，它们的齿面接触应力__C__。 A σH1>σH2 B σH1<σH2 C σH1=σH2 10—8 一对标准圆柱齿轮传动，若大、小齿轮的材料或热处理方法不同，则工作时，两齿轮间的应力关系属于下列第 C 种。 A σH1≠σH2，σF1≠σF2，[σH]1＝[σH]2，[σF]1＝[σF]2 B σH1＝σH2，σF1＝σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 C σH1＝σH2，σF1≠σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 D σH1≠σH2，σF1＝σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 （σH、σF、[σH]、[σF]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力） 10—9一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数K N1=K N2，则两轮的弯曲强度为___A_____。 A大齿轮较高B小齿轮较高C相同 10—10一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动，若两轮的许用接触应力[σH1]= [σH2]，则两轮的接触强度___C_____。 A大齿轮较高B小齿轮较高C相同 10—11有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1模数m1=5mm，z1=25；齿轮2模数m2=3mm，z2=25，它们的齿形系数___ C___。 AY Fa1>Y Fa2 B Y Fa1 机械设计考试试题及其答案 1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【B】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【D 】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B】A．90° B. 120° C.135° D.180° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力 1章 齿轮传动 一、补充题 1、 在齿轮传动的设计与计算中,对于下列参数与尺寸应标准化的有 (1)、(6) ;应圆整的有 (5)、(9) ;没有标准的化也不应圆整的有 (2)、(3)、(4)、(7)、(8)、(10) 。 （1）斜齿圆柱齿轮的法面模数m n ;(2)斜齿圆柱齿轮的端面模数m t; (3) 分度圆直径d; (4)齿顶圆直径d a ; (5) 齿轮宽度B; (6)分度圆压力角α;(7)斜齿轮螺旋角β;(8) 变为系数x; (9)中心距a; (10)齿厚s 2.材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面,适宜的热处理方法就是 (2) 。 (1)整体淬火;(2)渗碳淬火;(3)调质;(4)表面淬火 3.将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度硬齿面直齿圆柱外齿轮,该齿轮制造工艺顺序应就是 (1) 为宜。 （1） 滚齿、表面淬火、磨齿;(2)滚齿、磨齿、表面淬火; （2） 表面淬火、滚齿、磨齿;(4)滚齿、调质、磨齿 4.在下列措施中, (2) 不利于减轻与防止齿面点蚀发生。 （1） 提高齿面硬度;(2)采用粘度低的润滑油; (3)降低齿面粗糙度值;(4)采用较大的变位系数 5.一对正确啮合的标准渐开线齿轮做减速传动时,如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,则齿根弯曲应力 (1) 。 (1)21 F F σ>σ; (2)21F F σ=σ;(3)21F F σ<σ 6.有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数30511==Z ,mm m 齿数;齿轮2的模数50322==Z ,mm m 齿数,则齿形系数与应力校正系数的乘积11Sa Fa Y Y (1) 22Sa Fa Y Y (1)大于;(2)等于;(3)小于;(4)不一定大于、等于或小于 2章 V 带传动 一、 选择与填空 1.带传动正常工作时,紧边拉力F 1与松边拉力F 2满足关系 (2) 。 (1)F 1 =F 2 (2)F 1 - F 2 = F e (3)F 1 /F 1 =e f α (4)F 1 +F 2 =F 0 2、 若将传动比不为1的平带传动的中心距减少1/3,带长做相应调整,而其它条件不变,则带传动的最大有效拉力F ec (3) 。 (1) 增大 (2)不变 (3)降低 第十五章 轴 一、选择题 15—1按所受载荷的性质分类，车床的主轴是 A ，自行车的前轴是 B ，连接汽车变速箱与后桥，以传递动力的轴是 C 。 A 转动心轴 B 固定心轴 C 传动轴 D 转轴 15—2 为了提高轴的刚度，措施 B 是无效的。 A 加大阶梯轴个部分直径 B 碳钢改为合金钢 C 改变轴承之间的距离 D 改变轴上零件位置 15—3 轴上安装有过盈联接零件时，应力集中将发生在 B 。 A 轮毂中间部位 B 沿轮毂两端部位 C 距离轮毂端部为1/3轮毂长度处 15—4 轴直径计算公式3n P C d ≥， C 。 A 只考虑了轴的弯曲疲劳强度 B 考虑了弯曲、扭转应力的合成 C 只考虑了扭转应力 D 考虑了轴的扭转刚度 15—5 轴的强度计算公式22)(T M M e α+=中，α是 C 。 A 弯矩化为当量转矩的转化系数 B 转矩转化成当量弯矩的转化系数 C 考虑弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同的校正系数 D 强度理论的要求 15—6 轴的安全系数校核计算，应按 D 计算。 A 弯矩最大的一个截面 B 弯矩和扭矩都是最大的一个截面 C 应力集中最大的一个截面 D 设计者认为可能不安全的一个或几个截面 15—7 轴的安全系数校核计算中，在确定许用安全系数S 时,不必考虑 A 。 A 轴的应力集中 B 材料质地是否均匀 C 载荷计算的精确度 D 轴的重要性 15—8 对轴上零件作轴向固定，当双向轴向力都很大时，宜采用 C 。 A 过盈配合 B 用紧定螺钉固定的挡圈 C 轴肩—套筒 D 轴肩—弹性挡圈 15—9 对轴进行表面强化处理，可以提高轴的 C 。 A 静强度 B 刚度 C 疲劳强度 D 耐冲击性能 15—10 如阶梯轴的过渡圆角半径为r ，轴肩高度为h,上面安装一个齿轮，齿轮孔倒角为C 45°,则要求 A 。 A r机械设计作业集第3章答案解析
(完整版)《机械设计基础》答案
机械设计B,次作业客观题答案
机械设计考试试题及其答案
机械设计作业答案
机械设计原理作业参考答案
机械设计试题及答案
机械设计作业集(答案)
机械设计作业集答案-第四版-西北工大版
《机械设计基础》答案.. ()()
《机械设计》试题及答案
机械设计作业及答案11~12(2)
(完整版)机械设计课后习题答案
机械设计作业集10、11答案
机械设计考试试题及其答案
机械设计各章习题答案
机械设计作业集答案