机械设计习题解答..
《教学日历上规定的作业》
注：1、蓝色字体表示已用word文档制出；
2、黑色字体是图片，请改为word文档（分给学生做）；
3、没有答案的部分，请将答案做出（写了“答案略”的题不做答案）
一章
1—2 什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。
答：零件是组成机器的不可拆的最小单元，可以分为通用零件和专用零件，例如：螺栓、齿轮、轴、弹簧。构件是机器中每一个独立的运动单元体，例如：连杆、曲轴。
部件是机械的一部分，由若干装配在一起的零件所组成，例如：发动机底盘、车身、电气设备。
1—4 机械设计课程研究的内容是什么？
答：主要是介绍整台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件下的设计，包括它们的基本设计理论和方法以及技术资料、标准的应用等。
具体内容包括：
1）总论部分——机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；
2）联接部分——螺纹联接，键、花键及无键联接，销联接，铆接，焊接，胶接与过盈联接等；
3）传动部分——螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦轮传动等；
4）轴系传动——滑动轴承、滚动轴承，联轴器与离合器以及轴等；
5）其它部分——弹簧，机座和箱体，减速机和变速器等。
二章
2—3 机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？
答：机械零件主要失效形式有：
1）整体断裂——过载、疲劳；
2）过大的残余应变——应力超过屈服极限；
3）零件的表面破坏——腐蚀磨损点蚀；
4）破坏正常的工作条件而引起的失效——带传动的打滑，共振，螺纹的松弛。
常用的计算准则主要有：
1）强度准则；
2) 刚度准则；
3) 寿命准则；
4) 振动稳定性准则；
5）可靠性准则。
2—8 机械零件设计中选择材料的原则是什么？
答：机械零件设计中选择材料的原则有：
一，载荷及应力的大小和性质；
二，零件的工作情况；
三，零件的尺寸及重量；
四，零件的结构复杂程度及工艺性； 五，材料的经济性； 六，材料的供应状况。
2—9 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HT150，ZG230—450，65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSn10Pb5。
答： HT150为黑色金属，“HT”代表灰铸铁，“150”代表最小抗拉强度为150MPa 。
ZG230—450为黑色金属，“ZG”代表铸钢，“230—450”中“230”代表最小屈服强度为230 MPa ，“450”代表最小抗拉强度为450 MPa 。 65Mn 为黑色金属（合金弹簧钢），“65”代表含碳量为 0.65％，“Mn”为加入合金元素。 45为黑色金属（优质碳素结构钢），“45”代表含碳量为 0.45％。 Q235为黑色金属（低合金高强度钢），“Q”代表低合金高强度钢，“235”代表屈服强度为235 MPa 。 40Cr 为黑色金属（合金调质钢）,“40”代表含碳量为 0.40％，“Cr”代表加入的合金元素。 20CrMnTi 为黑色金属（合金渗碳钢），“20”代表含碳量为0.20％，“Cr”“Mn”“Ti”为加入的合金元素。
ZCuSn10Pb5为有色金属（铸造锡青铜），“ZCuSn”代表铸造锡青铜，“Sn”“Pb”为合金元素，“10”“5”为合金元素“Sn”“Pb”的含量分别为0.10％、0.05％。
三章
3—18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa ，屈服极限σs =550MPa ，强度极限σв=750MPa ，循环基数Nо=5×106,m=9,试求对称循环次数N 分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。 解：由公式9
11N
N N --=σσ得： 当N=5×104时，Mpa N
N N 5839
11==--σσ﹥σs=550MPa ，已发生塑性变形，因此认为该点处于应变疲劳区，所以取σ-1N =σs=550MPa ；
N=5×105时，Mpa N
N N 4529
11==--σσ，所以取σ-1N =452MPa ； N=5×107时，Mpa N
N N 2719
11==--σσ<σ-1N =350MPa ，所以取σ-1N =350MPa （或N ﹥Nо,处于无限寿命阶段）
五章
题5－20 如图所示，两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28KN ，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。
（解答见PPT习题，移植成word文档）
题5－22
受轴向载荷的紧螺栓联接，被连接件间采用橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N，当工作载荷F=1000N 时，求螺栓受到的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。
（解答见PPT习题，移植成word文档）
题5－23
图示凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允许传递的最大转矩T=630N·m，两半联轴器采用4个M12的铰制孔螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其联接强度。
4
3.143.10
??32912
.11
22.098720=???=≤
s K fzi F F 5—22（略） 5—23 解：
1．计算单个螺栓的工作剪力
N 2423130
410630223=???==zD T F
2．确定许用应力
联轴器的材料为铸铁HT200，MPa 200=B σ，设联轴器工作时受变载荷，查表5-10，取3=p S 。螺栓的性能等级为8.8级，MPa 640=s σ，查表5-10，取5=τS ，许用应力
MPa 7.663200][===p B p S σσ ； MPa 1285
640
][===τστS s
3．验算连接强度
查手册，铰制孔用螺栓GB/T 27-88 M12×60，光杆部分的直径mm 130=d ，光杆部分的长度为60－22＝38mm ，因此连接处的最小挤压高度mm 18min =L ，由公式（5-35），接合面的挤压应力
][MPa 35.1018
132423
min 0p p L d F σσ<=?==
由公式（5-36），螺栓杆的剪切应力
][MPa 25.181********
20τππτ<=??==d F
满足强度条件。 5—24 解：
9.0=+m
b b
C C C
题5－24
铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知
L=300mm ，a=60mm ，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？
（解答见PPT 习题，移植成word 文档）
六章
题6－16
图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知：轴传递的转矩T ＝1000N·m ，齿轮材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核其联接强度。
mm 15822180=-=l mm
11452/22130=--=l 2． 许用挤压应力MPa 110][=p σ错误，应当为MPa 40][=P 。 6—16 解：
1．确定联轴器处键的类型和尺寸
选A 型平键，根据轴径mm 70=d ，查表6-1得键的截面尺寸为：mm 20=b ，mm 12=h ，取键长mm 110=L ，键的标记为：键20×110 GB/T 1096-2003。
2．校核连接强度
联轴器的材料为铸铁，查表6-2，取MPa 55][=p σ，mm 6125.05.0=?==h k ，=-=b L l mm 9020110=-，由公式（6-1）
，挤压应力 ][MPa 9.5270
9061000
20002000p p kld T σσ<=???==
满足强度条件。
3．确定齿轮处键的类型和尺寸。
选A 型平键，根据轴径mm 90=d ，查表6-1得键的截面尺寸为：mm 25=b ，mm 14=h ，取键长mm 80=L ，键的标记为：键25×80 GB/T 1096-2003。 4．校核连接强度
齿轮和轴的材料均为钢，查表6-2，取MPa 110][=p σ，mm 7145.05.0=?=
=h k ，b L l -= mm 552580=-=，由公式（6-1）
，挤压应力 ][MPa 7.57905571000
20002000p p kld T σσ<=???== 满足强度条件。 m N 5.1872/25015002/?=?==d
e d F T mm
45=d mm
14=b mm
9=h mm
70=L MPa 55][=p σ15.0=f mm
61970=-=-=h L l ]
[MPa 3.48)4515.0614(61145
.18712000)6(12000p p fd b bl T σσ<=??+???=+=
八章 题8-22 一V 带传动传递的功率p=7.5KW ，带速 v=10m/s ，测得紧边拉力是松边拉力的两倍，即F 1=2F 2，试求紧边拉力F 1、有效拉力F e 和预紧力F 0。
1606
5304)90250()25090(25302 4)()(22202122100=?-+++?=-+
++=ππ
a d d d d a L d d d d d mm 1600=d L 0a a ≈
6.1625.57530902501805.571801
21=?--=?--=a d d d d α955
.0=αK 99.0=L K kW
07.10=P kW 17.00=
?P 68.399.0955.0)17.007.1(32.4)(00=??+=?+=L
ca K K P P P z α取4=z ，型号为A 型。 8—22 解：
由公式（8-4），带传动的有效拉力
N 75010
5
.710001000=?==v P F e 由公式（8-3），有效拉力222212F F F F F F e =-=-=。因此，带的松边拉力和紧边拉力分别为
N 7502==e F F ；N 1500221==F F 由公式（8-1），带的初拉力
N 1125)7501500(21
)(21210=+=+=
F F F
8—23（略）
题8-23
现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通V 带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机，额定功率P=11kW ，转速n 1=1460r/min ，减速器输入轴转速为400r/min ，允许传动比误差为±5%，该输送机每天工作16小时，试设计此普通V 带传动，并选定带轮结构形式与材料。
（答案略）
九章
题9－18
有一链传动，小链轮主动，转速n 1=900r/min ，齿数z 1=25，z 2=75。现因工作要求，拟将大齿轮的转速降低到n 2≈250r/min ，链条长度不变，试问：
⑴若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？ ⑵若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
9－18答：
1、从动轮齿数不变，则主动小链轮齿数变为
8.20900/25075//122121=?=='n n z i z z z ＝
取211＝z '。小链轮的齿数从25减少到21，齿数系数K z 增大，根据公式（9－15），在相同的计算功率P ca 的情况下，链传动所能传递的功率P 下降。
2、主动轮齿数不变，则从动大链轮齿数变为
90
250/90025//2111212=?=='n n z i z z ＝ 大链轮的齿数从75增加到90，其他参数不变，由公式（9－15）可知，在相同的计算功率P ca 的情况下，链传动所能传递的功率P 不变。
09
.61330219602111=?==n z n z 61
2=z 3.136600
7
.12)22161(261217.126002)
2(2220
2122100=?-+++?=
-+++=ππa p
z z z z p a L p 136=p L z K r/min 9601=n mm
7.12=p kW
2.4=ca P 23
.22.45
.62.12.1=??==ca z A P P P K K K 5.2=P K 6
.1399104.25)221105(2105214.259102 )2(2220
2122100=?-+++?=-+++=
ππa p
z z z z p a L p 140=p L z K r/min 6001=n mm 4.25=p kW 20=ca P 9.132
.12.1201=??==Z A ca P K K P K P
题9－21
设计一输送装置用的链传动。已知传动的功率P=16.8KW ，主动轮转速n 1=960r/min ，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距
a≤800mm ，水平布置。 （答案略） 十章
题10－7
一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两齿轮的材料、热处理及齿面硬度相同，则齿根弯曲应力___ 。 （1）σF1>σF2 （2）σF1 =σF2 （3）σF1 <σF2 答： （1） 题10－20 一对圆柱齿轮传动,大、小齿轮齿面接触应力是否相等? 如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则其许用接触应力是否相等? m 1d 1T n F 1d n F H σn F m F σ1z m 1d 1d H σ弯曲应力，1
z 增大使得F
σ少量减小，而m 减小则使得F σ大量增大。因此，F
σ增大。
10—20 答：
在任何情况下，大、小齿轮的接触应力都相等。若大、小齿轮的材料和热处理情况相同，许用接触应力不一定相等，这与两齿轮的接触疲劳寿命系数HN
K 是否相等有关，如果2
1
HN HN K
K =，则两者的许用接触应力相等，反之则不相等。
10－21答：
题10－25
两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向
n 1如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力F a 、径向力F r 和圆周力F t 的方向。
题解10—24图
10—25 解：
题解10—25图
题10－34 一直齿圆柱齿轮传动，已知Z1=20，Z2=60，m=4mm ，B1=45mm ，B2=40mm ，齿轮材料为锻钢，许用接触应力[σH]1=500Mpa, [σH]2=430Mpa ， 许用弯曲应力 [σF]1=340Mpa, [σF]2=280Mpa,弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷系数K=1.4，求大齿轮所能传递的扭矩
T2（不计功率损失） h
1000052508=??=h L 8
111064.810000114406060?=???==h jL n N 8
21121079.293/3064.8/?=?==z z N N 01
.11=HN K 09
.12=HN K MPa
5801lim =H σMPa 3902lim =H σ0
.1=H S MPa
5861580
01.1][1lim 11=?==H H HN H S K σσMPa 4251
390
09.1][2
lim 22=?=
=
H
H HN H S K σσ121==FN FN K K MPa
4201lim =F σMPa 3202lim =F σ4
.1=F S MPa 3004
.1420
1][1lim 11=?==F
F FN F S K σσMPa 2294
.1320
1][2
lim 22=?=
=
F
F FN F S K σσ1T 1
1/2d T F t =]
[5.21211H E Z u u b KT d σ+≥
]
[][5.212)1(21 )1(21)(211121H H E A
Z u u b KT i d i d d a σσ=
++=+=+=A K a '][H σ']/[]/[H H A A a a σσ'='mm
150400600100][][=?='='H
H a a σσ10—34 解：
1．计算弯曲强度允许的输出转矩
由表10-5查得80.21=Fa Y ，55.11=sa Y ，28.22=Fa Y ，73.12=sa Y 。传动比320/60/12===z z i ，将i T T /21=，1/d b d =Φ代入公式（10-5a ）
，得大齿轮的输出转矩 m N 737mm N 736727 }
73
.128.2280, 55.180.2340min{85.12420340 }
]
[, ][min{222
22111212?≈?=??????=≤sa Fa F sa Fa F Y Y Y Y K m biz T σσ
2． 计算接触强度允许的输出转矩
将i d T d T F t 1211/2/2==代入公式（10-8a ），得大齿轮的输出转矩
m
N 169mm N 168939 )8.1895.2430
( 13340.12420340)5.2][( 122
222222?≈?=??+?????=+≤E H Z u u K m biz T σ
大齿轮允许的输出转矩m N 169 2?=T
十一章 题11-17 图示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗杆，提升重物G ，试确定： 1)蜗杆和蜗轮齿的旋向；
2)蜗轮所受作用力的方向(画出)；
3)当提升重物或降下重物时,蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载。
1
2122121////d d z z n n i ≠===ωω2
/)(2/)(2/)(21221z z m z q m d d a +≠+=+=2
121222/2/2/2d
i T d i T d T F t ≠==η齿面相对滑动速度大，对材料要求高，易发生磨损和胶合破坏，因此很少应用。
11—17答：
蜗杆和蜗轮均为右旋，蜗轮轮齿的受力方向如图所示。反转手柄使重物下降时，重力为驱动力，蜗轮和蜗杆的工作齿面没有改变，与提升重物时的工作齿面相同。因此蜗轮轮齿是单側受载。
题解11—17图
11－18答：
题11-25
试设计轻纺机械中的一单级蜗杆减速器，传递功率P 1=8.5kW,主动轴转速n 1=1460r/min,传动比i=20,载荷平稳,单向工作,长期连续运转,润滑情况良好,工作寿命L h =15000h 。 （答案略）
十二章
题12－21
对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。
（1） 转速由n=500r/min 改为n=700r/min ； （2） 宽径比B/d 由1.0改为0.8；
（3） 润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油；
（4） 轴承孔表面粗糙度由R z =6.3μm 改为R z =3.2μm 。 12-21答
（1） 由公式：p C dB
F 2
ψ
ηω=
，转速增加，角速度增加，故承载能力提高； （2） 由公式：p C dB
F 2
ψηω=
，B/d 下降，Cp 下降，承载能力下降。 （3） 由公式：ηψ
ηω,2
p C dB
F =
上升，承载能力上升。 （4） 粗糙度增加，会导致轴承温升增加，粘度下降，承载能力下降。
题12－22
在设计液体润滑轴承时，当出现下列情况之一后，可考虑采取什么改进措施（对每种情况提出两种改进措施）?
(1) 当h min <[h]时；
(2) 当条件p<[p]，v<[v],pv<[pv]不满足时； (3) 当计算入口温度t i 偏低时。 12-22答：
（1）δχδψχψ/,/),1(min e r r h ==-=其中
方案1：设法增加hmin ，增加δ，↑↓?↑min ,h χψ，故可以加大D ，或减少d ；
方案2：设法减少[h],即减少表面粗糙度
（2）方案1：从结构着手，增加B （增加d 虽可以使p 降低，但却引起v 增加） 方案2：从材料着手，采用需用值大的材料 （3）主要是控制温升t ?
方案1：加大间隙； 方案2：降低粗糙度
题12－26
起重机卷筒轴采用两个不完全液体润滑径向滑动轴承支承，已知每个轴承上的径向载荷F=100kN ，轴径d=90mm ，转速n=90r/min 。拟采用整体式轴瓦，试设计此轴承，并选择润滑剂牌号。 12-26答
解：1.选取轴承宽径比 选取宽径比为1。 2.计算轴承宽度
B=（B/d ）*d=90mm 3.计算轴颈圆周速度 9090
/0.424/601000
601000
dn
m s m s ππυ??=
=
=??
4.计算轴承工作压力
Mpa mm
N Bd F P 35.1290901000002=?==
5.选择轴瓦材料
查表12-2，在保证[]P P ≤ []υυ≤ []P P υυ≤ 的条件下，选材为ZCuSn 10P 1
6.初估润滑油动力粘度
η'(
)60
n =-1/3/107/6
≈0.06 Pa·
s 7.计算相应得运动粘度
取润滑油密度ρ=900 Kg/m 3 由式4-4得
υ'=
H ρ
'
?106 =66.6 cSt
8.选定平均温度
现取平均温度t m =50 o C
9.选牌号
参定表4-1，选牌号为L-An68
十三章
题13-2
若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷 基本额定动载荷。 （1）大于 （2）等于 （3）小于 13-2答：（1）大于
题13-23
如图所示，轴上装有一斜齿元柱齿轮，轴支承在一对装的7209AC 轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力F te =8100N ，径向力F re =3052N,轴向力F ae =2170N,转速n=300r/min ，载荷系数?p=1.2。试计算两轴承的基本寿命（以小时计）。（想一想：若两轴承反装，轴承的基本额定寿命将有何变化？）
（答案略）
十五章
题15－15
图示为一台二级圆锥－圆柱齿轮减速器简图输入轴由左端看为逆时针转动。已知N F t 50001=，
N F r 19601=，N F a 6761=，mm d m 1201=，mm d m 3002=，N F t 100003=，N F r 37513=，N F a 24933=，mm d 1503=，mm l l 6031==，mm l 1202=，mm l l l 100654===。试画出输入
轴的计算简图，计算轴的支承反力，画出轴的弯矩图和扭矩图，并将计算结果标在图中。
题15－15图
mm 6.63)85
75(
185)(
13
3
1=-?=-=d d d d %
5.43%10075
)
6.6385(75%100)
(2
2222
212
02=?--=
?--d
d d d 空心轴比实心轴减轻重量43.5%。
15—15 解：
1．计算小锥齿轮轴的支反力
0601201=+t NHA F F ； 01801201=-t NHB F F ； 2/111m a a d F M =
06012011=-+a r NVA M F F ； 018012011=+-a r NVB M F F
解得：N 2500-=NHA F ，N 7500=NHB F ，N 507-=NVA F ，N 2197-=NVB F ，N.m 6.40N.mm 405601==a M 。
2．计算小锥齿轮轴的弯矩和扭矩
-300N.m N.mm 300000)2500(120120=-=-?==NHA HB F M
-60.8N.m N.mm 60840)570(120120=-=-?==NVA VB F M
306.1N.m N.mm 30610760840300000222
2==+=+=VB HB B M M M
300N.m N.mm 3000002
120
5000211
==?==m t d F T
题解15—15图
题15－19
试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。
题15－19图
题解15—18图
15—19 答：
①处两轴承应当正装；②处应有间隙并加密封圈；③处应有轴肩；④处键不能伸入盖端，轴的伸出部分应加长；⑤处齿轮不能保证夹紧；⑥处应有轴肩定位；⑦处应加调整片；⑧处套筒直径应减小，以便拆轴承。改正图从略。
题解15—19图
机械设计基础》习题与解答
《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答 一、选择题 1. 曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时， B 死点位置。 （A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为 2. 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时， C 死点位置。 （A）曲柄与连杆共线时（B）摇杆与连杆共线时（C）不存在 3. 为保证四杆机构良好的机械性能， B不应小于最小许用值。 （A）压力角；（B）传动角（C）极位夹角 4. 平面四杆机构无急回特性时的行程速比系数 C。 （A）K＞1 （B）K＜1 （C）K=1 5. 在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm，b=150mm，c=120mm，则d杆长度为 B 。 （A）＜110mm （B）110mm≤d≤190mm （C）≥190mm 6. 凸轮机构中的压力角是指 A 间的夹角。 （A）凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向 （B）凸轮上接触点的法线与该点线速度 （C）凸轮上接触点的切线与从动件的运动方向 7. B 决定了从动杆的运动规律。 （A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状 8. 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心至_C_向径。 （A）理论轮廓线上的最大（B）实际轮廓线上的最大 （C）理论轮廓线上的最小（D）实际轮廓线上的最小 9. 在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，_C_死点位置。 （A）有一个（B）没有（C）有两个（D）有三个 10.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取__C_为机架，将得到双曲柄机构。 （A）最长杆（B）与最短杆相邻的构件 （C）最短杆（D）与最短杆相对的构件 11.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_B_。 （A）摇杆两个极限位置之间的夹角（B）连杆与摇杆之间所夹锐角
机械设计试题及答案
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。
机械设计基础试题及答案解析
A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之 锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900 。压力角（传动角）越小（越大）， 机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？
机械设计课后习题答案完整版
机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σ Φ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D，067 .0 45 3 = = d r，查附表3-2，插值得88.1= α σ ，查附 图3-1得78.0≈ σ q，将所查值代入公式，即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2，得75.0= σ ε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ， 已知1= q β，则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ，应力幅MPa 20 a = σ，试分别按①C r=②C σ= m ，求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ
机械设计习题与参考答案
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，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. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹 6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用 7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A. B. C. D. 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，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 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本
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【】 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。
机械设计的试题及答案
专业：机电一体化队别：卷型：A 卷 课程名称：机械设计考试日期：考试方式：闭卷 学生学号: 学生XX: 在试题纸上答题无效，教师命题时不需要留出答题空间 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。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【】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° C.135° D.180° 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、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横线上。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。 10．直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为。 三、简答题：本大题共6个小题，每题5分，共30分。把答案填在题中横线上。1．简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？ 螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接紧定螺钉连接 2．提高螺栓联接强度的措施有哪些？
机械设计复习题答案
2012年机械设计自学考试备考试题 、选择填空: 1 ?如果危险截面上的应力超过零件的强度极限，则发生的失效形式为 _________ 。 C A.表面破坏 B.残余变形 C.整体断裂 D.功能失效 2?零件设计时，限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为 _________ 。A A.强度准则B.刚度准则C.寿命准则 D. 振动稳定性准则 3?按照机器的组成原理，变速箱是汽车的 ____________ 。B A.原动机 B.传动部分 C.执行部分 D.控制系统 4. _______________________________________________ 为了防止零件发生破坏，应采用的设计准则是 ________________________________________ 。 D A.刚度准则 B.寿命准则 C.振动稳定性准则 D.强度准则 AVV * 第二早 、选择填空: 1. 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 A.降低B.提高C. 不变D.提高或降低视处理方法而定 5. 下列四种叙述中正确的是 二、填空题： 1. 传动件包括带传 动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和 _ 2. 驱动机器完成预定功能的部分称为 __________ 。原动机 3. 金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占 4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和 _ 5. 机械零件制造中使用最广的金属材料是 ____________ 。钢铁 6. 机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和 ______________ 。执行部分 7. 按照机器的组成原理，发动机是汽车的 ____________ 。原动机部分 8. 如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生 _______ 9. 一部机器的质量基本上取决于 ___________________ 。设计阶段 。齿轮传动 _。90%^上 。应力比（或循环特 。塑性变形 2.应力的循环特性 （应力比）常用“ r ”表示，其值为 CJ B.」 -a CJ C max ■ a . D° min ?a max 3.变应力的应力幅值 -a 为 A ^max — ^min . 2 B ^max +Omin . 2 C. J max ""2" D.fx -fn 4.对称循环应力，其循环特性 r ”值是 A.1 B.0.5 C. 0 D.-1
机械设计复习题及答案
机械设计复习题及答案 一、单项选择题 得分 1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（） A. 机构 B. 零件 C. 部件 D. 构件 2. 若两构件组成高副，则其接触形式为（） A. 线或面接触 B. 面接触 C. 点或面接触 D. 点或线接触 3. 在平面机构中，每增加一个低副将引入（） A. 1个约束 B. 2个约束 C. 3个约束 D. 0个约束 4. 无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角（） A. θ=0° B. θ≥0° C. θ>0° D. θ<0° 5. 下列螺纹联接的防松措施中，属于摩擦防松原理的是（） A. 止动垫片 B. 对顶螺母 C. 串联钢丝 D. 开口销 6. 下列凸轮机构中，图_______所画的压力角是正确的。
7. 只受预紧力的普通螺栓联接，其强度计算式][4 3.12 1σπσ≤' = d F 中的“”主要是考虑（ ） A. 螺栓受到扭切应力的影响 B. 可靠性的影响 C. 摩擦系数不稳定的影响 D.受载后补充拧紧的影响 8. 带传动最大应力发生在如图所示的（ ）。 A. 松边绕出主动轮的A 点 B. 松边绕上从动轮的B 点 C. 紧边绕出从动轮的C 点 D. 紧边绕上主动轮的D 点 9. 如右图所示螺纹的类型为（ ） 。 A. 单线右旋 B.单线左旋 C.双线右旋 D.双线左旋 10. 对齿面硬度≤350HBS 的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（ ） A ．小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度 B ．小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬度 C ．小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度 D. 小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度 11. 电影院放电影时，实现胶片画面的依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景的机构是（ ）。 A ．凸轮机构 B ．连杆机构 C ．棘轮机构 D. 槽轮机构 C D A B
机械设计习题解答1
机械设计习题解答 机械设计（西北工大第八版） 3-1 某材料的对称弯曲循环疲劳极限1180 MPa σ-=，取循环基数6 0510N =?，9m =，试求 循环次数N 分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 解 由公式0 11m N N N σσ- -= （教科书式3-3） 1 6 091131510180373.6 710m N N MPa N σσ--?==?=? 2 6091142510180324.3 2.510m N N MPa N σσ--?==?=? 3 6091153510180227.0 6.210 m N N MPa N σσ--?==?=? 3-2已知材料的力学性能为260 s MPa σ=，1170 MPa σ-=，0.2σ?=，试绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线。 解 根据所给的条件，()0,170A '和()260,0C 由试件受循环弯曲应力材料常数10 2σσσ?σ--= ，可得 1022170 283.33 110.2 MPa σσσ?-?= ==++ 由上式可得()141.67,141.67D '。 由三点()0,170A '、()260,0C 和()141.67,141.67D '，可绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线如下。
3-3 一圆轴的轴肩尺寸为：72 D mm =，62 d mm =， 3 r mm =。材料为40CrNi ，其强度极限900 b MPa σ=，屈服极限750 S MPa σ=，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数k σ。 解 /72/62 1.16D d ==，/3/620.048r d ==，所以，查教科书附表3-2得 2.09σα≈，查教科书附图3-1得0.9q σ≈，故有 ()()1110.92.091 1.981k q σσσα=+-=+-= 5-4 图5-48所示的底板螺栓组连接受外力F ∑的作用，外力F ∑作用在包含x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析螺栓组的受力情况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？ 解 将底板螺栓组连接受外力F ∑力等效转化到底板面上，可知底板受轴向力sin y F F θ∑∑=，横向力 cos x F F θ ∑∑=和绕 z 的倾斜力矩 sin cos z M lF hF θθ∑∑=-。从图可看出sin cos 0z M lF hF θθ∑∑=-<。 （1） 底板最左侧的两个螺栓受拉力最大，应验算该螺栓的拉伸强度（螺栓拉断），要求拉应力 []σσ<。 （2） 底板最右侧边缘的最大挤压力（底板左侧压溃），要求挤压应力max p p σσ??。 （4） 应验算底板在横向力作用下不发生滑移，要求摩擦力() 0f y x F f F F F ∑∑=->。（注：0F 为螺栓组总的预紧力）。 5-6 已知一托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250 mm ，大小为60 kN 的载荷作用。现有如图5-50所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径较小？为什么？
机械设计试题及答案 bb
机械设计试题及答案 b b
一、填空题〔每空1分，计25分〕 1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 b 。 a 、2H 1H σσ>； b 、2H 1H σσ=； c 、2H 1H σσ<。 2、带传动中紧边拉力为1F ，松边拉力为2F ，则其传递的有效圆周力F 为 c 。 a 、21F F +； b 、2/)(21F F -； c 、21F F -； d 、2/)(21F F +。 3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计，然后校核 齿面接触疲劳 强度。 4、蜗杆的 c 模数为标准模数，蜗轮的 b 压力角为标准压力角。 a 、法面； b 、端面； c 、轴面。 5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，1F 与2F 的关系可用著名的欧拉公式表示为 121αf e F F = 。 6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 b 蜗杆导程角。 a 、小于； b 、大于； c 、等于。 7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 c 是错误的。 a 、21/ωω=i ； b 、21/n n i =； c 、12/ d d i =；d 、12/z z i =。 8、蜗杆传动的失效通常是发生在 蜗轮轮齿 上。 9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d 按 强度 条件确定，其工作圈数n 按 刚度 条件确定。 10、弹簧指数C ＝ D 2/d ，C 值越大，刚度越 小 。 11、楔键联接靠 摩擦力 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。 12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C 的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承，其内径为 50 mm ，宽度系列为 窄、系列，直径系列为 轻 系列，C 代表 公称接触角15o，其精度为 P0 级。 13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 f ；可实现两轴线角位移最大的是 c ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 d 和 e 。 a 套筒联轴器；b. 凸缘联轴器；c. 万向联轴器；d. 十字滑块联轴器；e. 齿轮联轴器；f. 弹性柱销联轴器。 二、问答题〔每题5分、计30分〕 1、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） 110max 11112ααf f e e F F +-= m ax F 与初拉力0F 、包角1α和摩擦系数 f 有关。（3’）
(完整版)机械设计课后习题答案
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。
(完整版)机械设计考题及答案
... .. 2010-2011学年第一学期《机械设计》单元测验四学号：姓名：成绩： 一、选择题（每小题1分，共38分） 1、在尺寸相同的情况下，（ B ）轴承能承受的轴向载荷最大。 A、深沟球轴承 B、角接触轴承 C、调心轴承 D、滚针轴承 2、滑动轴承材料应有良好的嵌藏性是指（ C ）。 A 摩擦系数小 B 顺应对中误差 C 容纳硬污粒以防磨粒磨损 D 易于跑合 3、下列各材料中，可作为滑动轴承衬使用的是（A ）。 A ZchSnSb8-4 B 38SiMnMo C GCr15 D HT200 4、设计动压向心滑动轴承时，若通过热平衡计算发现轴承温升过高，在下列改进设计的措施中有效的是（）。 A 增大轴承的宽径比B/d B 减少供油量 C 增大相对间隙 D 换用粘度较高的油 5、设计动压向心滑动轴承时，若宽径比B/d取得较大，则（ D ）。 A 轴承端泄量大，承载能力高，温升高 B 轴承端泄量大，承载能力高，温升低 C 轴承端泄量小，承载能力高，温升低 D 轴承端泄量小，承载能力高，温升高 6、一流体动压滑动轴承，若其它条件都不变，只增大转速n，其承载能力（ A ）。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不会增大 7、向心滑动轴承的直径增大1倍，宽径比不变，载荷及转速不变，则轴承的压强pv变为原来的（ B ）倍。 A 2 B 1/2 C 1/4 D 4 8、三油楔可倾瓦向心滑动轴承与单油楔圆瓦向心轴承相比，其优点是（ B ）。 A 承载能力高 B 运转稳定 C 结构简单 D 耗油量小 9、径向滑动轴承的直径增大1倍，宽径比不变，载荷及转速不变，则轴承的压强pv变为原来的（ B ）倍。 A 2 B 1/2 C 1/4 D 4 10、流体动压润滑轴承达到液体摩擦的许用最小油膜厚度受到（ C ）限制。 A 轴瓦材料 B 润滑油粘度 C 加工表面粗糙度 D 轴承孔径 11、在下列各种设备中，（ D ）只宜采用滑动轴承。 A 中小型减速器齿轮轴 B 电动机转子 C 铁路机车车辆轴 D 大型水轮机主轴 12、在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式是（ A ）。 A、工作表面疲劳点蚀 B、滚动体碎裂 C、滚道磨损 D、全不是 13、下列滚动轴承中（ A ）轴承的极限转速最高。 A、深沟轴承 B、角接触球轴承 C、推力球轴承 D、滚针轴承 14、（ C ）不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。 A 深沟球轴承 B 角接触球轴承 C 圆柱滚子轴承 D 调心球轴承 15、角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角α的增大而（ A ）。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不定 16、有a）7230C和b）7230AC两种滚动轴承，在相等的径向载荷作用下，它们的派生轴向力Sa和Sb相比较，应是（ C ）。 A Sa ＞Sb B Sa = Sb C Sa ＜Sb D 大小不能确定 17、若转轴在载荷作用下弯曲变形较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为（ A ）
机械设计考试试题及答案汇总
考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 题号 一 二 三 四 五 总分 得分 评卷 教师 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？ （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（8分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分） 得 分
联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（6分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 二、选择题 （在每题若干个选项中选出正确的选项填在横 线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。 A ．螺栓联接 B ．双头螺柱联接 C ．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z 1＜Z 2 ， b 1>b 2,其齿面接触应力的大小为 A 。 得 分
机械设计试题及答案 bb
一、填空题〔每空1分，计25分〕 1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 b 。 a 、2H 1H σσ>； b 、2H 1H σσ=； c 、2H 1H σσ<。 2、带传动中紧边拉力为1F ，松边拉力为2F ，则其传递的有效圆周力F 为 c 。 a 、21F F +；b 、2/)(21F F -；c 、21F F -；d 、2/)(21F F +。 3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计，然后校核 齿面接触疲劳 强度。 4、蜗杆的 c 模数为标准模数，蜗轮的 b 压力角为标准压力角。 a 、法面； b 、端面； c 、轴面。 5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，1F 与2F 的关系可用著名的欧拉公式表示为 1 21αf e F F = 。 6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 b 蜗杆导程角。 a 、小于； b 、大于； c 、等于。 7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 c 是错误的。 a 、21/ωω=i ；b 、21/n n i =；c 、12/d d i =；d 、12/z z i =。 8、蜗杆传动的失效通常是发生在 蜗轮轮齿 上。 9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d 按 强度 条件确定，其工作圈数n 按 刚度 条件确定。 10、弹簧指数C ＝ D 2/d ，C 值越大，刚度越 小 。 11、楔键联接靠 摩擦力 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。 12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C 的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承，其内径为 50 mm ，宽度系列为 窄、系列，直径系列为 轻 系列，C 代表 公称接触角15o，其精度为 P0 级。 13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 f ；可实现两轴线角位移最大的是 c ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 d 和 e 。 a 套筒联轴器；b. 凸缘联轴器；c. 万向联轴器；d. 十字滑块联轴器；e. 齿轮联轴器；f. 弹性柱销联轴器。 二、问答题〔每题5分、计30分〕 1、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） 1 1 0max 111 12ααf f e e F F +- = m ax F 与初拉力0F 、包角1α和摩擦系数f 有关。（3’） 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’）
机械设计习题集(带答案)
齿轮传动习题 1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？ 答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。 2.问：在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？ 答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。 3.问：为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上？ 答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。 4.问：在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？ 答：开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。 5.问：如何提高齿面抗点蚀的能力？ 答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。 6.问：什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？ 答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。 7.问：闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？ 答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。 8.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？ 答：软齿面：HB≤350，硬齿面：HB>350。软齿面热处理一般为调质或正火，而硬齿面则是正火或调质后切齿，再经表面硬化处理。 9.问：在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？ 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大，用载荷系数K 计入其影响 10.问：齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？为什么选择节点作为齿面接触应力的计算点？ 答：齿面接触疲劳强度公式是按照两圆柱体接触的赫兹公式建立的；因齿面接触疲劳首先发
机械设计历年试题及答案
机械设计历年试题及答 案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
哈工大2004秋季学期机械设计试题答案 一、选择填空题〔每空1分，共25分〕 1、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为 干摩擦 、 边界摩擦 、液体摩擦 和混合摩擦。 2、已知某三线螺纹中径为，螺距为1mm ，则螺纹的导程为 3 mm 。 3、螺纹连接防松的实质就是防止螺纹副的相对转动。按照防松方法的工作原理可将其分为三类，分别是 摩擦防松 、 机械防松 、和 永久防松 。 4、受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉力F 0与预紧力F′、残余预紧力 F 〞和工作拉力F 之间的关系为 b 。 a 、F F F +'=0 ； b 、F C C C F F m B B ++'=0 ； c 、F F F ''+'=0 。 5、导向平键的工作面是 键的两侧面 ，导向平键连接的主要失效形式是 工作面的磨损 。 6、V 带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处， 其值为c b11max σσσσ++=。 7、齿轮传动中选取齿宽系数时，一般采用硬齿面齿轮时齿宽系数 b 采用软齿面齿轮时齿宽系数，齿轮相对于轴承对称布置时的齿宽系数 a 齿轮悬臂布置时的齿宽系数。 a 、大于； b 、小于； c 、等于。 8、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是1H σ b 2H σ, 齿根弯曲应力的关系是1F σ a 2F σ。 a 、>； b 、=； c 、<。 9、按国家标准GB/292-1993规定，代号为32208的滚动轴承类型为 圆锥滚子 轴承，其内径为 40 mm ，其精度为 P0 级。 10、下列各种联轴器中，属于弹性联轴器的是 d ；属于可移式刚性联轴器的是 a ；属于固定式刚性联轴器的是 b 和 c 。
机械设计复习题及答案
机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一．分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么 1-2 什么是零件什么是构件什么是部件试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一．选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种 2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。
(1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比 零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比 零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限 二．分析与思考题 2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 2-2 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些2-3 什么是零件的强度要求强度条件是如何表示的如何提高零件的强度 2-4 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提高零件刚度的措施有哪些 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么 2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别 第三章机械零件的强度 一．选择题