内燃机设计课后复习题答案(袁兆成主编)

第一章：内燃机设计总论

1-1根据公式 τ2

785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可

以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？

答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承 载能力下降，发动机寿命降低。②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。

1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？

答：柴油机优点：

1）燃料经济性好。

2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。

3）可以通过增压、扩缸来增加功率。

4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。

5）CO 和HC 的排放比汽油机少。

汽油机优点：

1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。

2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。

3）低温启动性好、加速性好，噪声低。

4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。

5）不冒黑烟，颗粒排放少。

1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？

答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下，

①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。

②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。

1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？

答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。缸径越大，柴油混合气完成燃烧过程的时间越长，设计转速越低。

1-5活塞平均速度提高，可以强化发动机动力性，请分析带来的副作用是什么？

答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。

② 惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。

③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。

1-6目前使发动机产生性能大幅度提高的新型结构措施有哪些？为什么？

答：新型燃烧室，多气门（提高ηv），可变配气相位VVT （提高ηv），可变进气管长度（提高ηv）,可变压缩比，可变增压器VGT 、VNT （可根据需要控制进气量），机械-涡轮复合增压，顶置凸轮机构DOHC 、SOHC （结构紧凑，往复惯性力小）。

1-8某发动机为了提高功率，采用了扩大汽缸直径的途径，如果汽缸直径扩大比较多，比如扩大5mm，与之相匹配的还要改变那些机构的设计？还要进行哪些必要的计算？

答：气缸直径改变之后，除估算功率、转矩外，活塞直径、气门直径、气门最大升程要重新确定，活塞环要重新选配，曲轴平衡要重新计算，要进行曲轴连杆机构动力计算和扭振计算，要进行压缩比验算、燃烧室设计、工作过程计算深知重新设计凸轮型线等。

1-9某发动机由于某种原因，改变了活塞行程，与之相匹配的还要进行哪些结构更改设计和计算？

答：活塞行程S改变后，在结构上要重新设计曲轴，要重新进行曲柄连杆机构动力计算、平衡计算、机体高度改变或者曲轴中心移动、压缩比验算与修正、工作过程计算等。

第二章：曲柄连杆机构受力分析

2-1写出中心曲柄连杆机构活塞的运动规律表达式，并说出位移、速度和加速度的用途。答：X = r[(1-cosα)+ λ/4(1-cos2α)] = XⅠ+XⅡ;

V = rω(sinα+sin2α*λ/2) = vⅠ+vⅡ;

a = rω2(cosα+λcos2α) = aⅠ+aⅡ;

用途：

1）活塞位移用于P-φ示功图与P-V示功图的转换，气门干涉的校验及动力计算；

2）活塞速度用于计算活塞平均速度Vm= =18 m/s，用于判断强化程度及计算功率，计算最大素的Vmax，评价汽缸的磨损；

3）活塞加速度用于计算往复惯性力的大小和变化，进行平衡分析及动力计算。

2-2气压力P g和往复惯性力P j的对外表现是什么？有什么不同？

答：气压力Fg的对外表现为输出转矩，而Fj的对外表现为有自由力产生使发动机产生的纵向振动。不同：除了上述两点，还有

?Fjmax < Fgmax

?Fj总是存在，但在一个周期内其正负值相互抵消，做功为零；Fg是脉冲性，一个周期内只有一个峰值。

第三章：内燃机的平衡

3-1四冲程四缸机，点火顺序1-3-4-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。

答：解：点火间隔角为 A= =180°

（1）作曲柄图和轴测图，假设缸心距为a。

一阶曲柄图二阶曲柄图轴测图

（2）惯性力分析。根据一阶曲柄图和二阶曲柄图作力的矢量图，做如图所示的四拐平面曲轴往复惯性力矩图。由于二阶惯性力不平衡，所以不能分析二阶力矩，因为此时随着取矩点的不同，合力矩的结果是不一样的。

一阶往复惯性力二阶往复惯性力一阶往复惯性力矩

3-2二冲程四缸机，点火顺序1-3-4-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。并指出M j1max及出现时刻。

答：解：点火间隔角为A==90°

（1）作曲柄图和轴测图。

（2）惯性力分析。显然，一阶和二阶往复惯性力之和都等于零，即FRjI=0，FRjII=0，静平衡。

（3）惯性力分析。根据右手定则向第四拐中心取矩，得到在水平轴上的投影

MjIx=aCcos18°26′。

可以看出，在第一缸曲拐处于上止点前18°26′时，该机有最大一阶往复惯性力，即

旋转惯性力矩

（4）平衡措施。采用整体平衡方法，有

3-3四冲程三缸机，点火顺序1-3-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。并指出M j1max及出现时刻。

答：解：点火间隔角为A==240°

（1）作曲柄图和轴测图

三拐曲轴一、二阶曲柄图和轴测图

（2）做惯性力矢量图

一阶惯性力二阶惯性力

得到 ????

（3）做力矩图

往复惯性力矩图旋转惯性力图

旋转惯性力矩

（4）采用用整体平衡法

3-4为了一个四冲程（1-3-4-2）设计一套用于平衡二阶往复惯性力的双轴平衡机构。答：此时发动机支撑还承受发动机本身重量和由于曲柄变形而产生的弯矩作用。

（1）一阶往复惯性力的平衡分析：

如上图所示，以气缸夹角平分线为始点，左右两列气缸的一阶往复惯性力分别为

=Ccos(+)

= Ccos(-)

向x轴和y轴投影，再求和，得

=+=Ccos?(1+cos)

=+=Csin?(1-cos)

合力==C

合力方向=arctan

而+=1，所以的端点轨迹是一个椭圆。

当<时，为长半轴；

当>时，为长半轴；

当=时，=C,其端点轨迹是一个圆。

（2）二阶往复惯性力的平衡分析

同样以气缸夹角平分线为起始点，左右两列气缸的二阶惯性力表示为

=Ccos2

=Ccos2

在坐标轴上的投影为：

=2Ccoscoscos2

=2Csinsinsin2

也是椭圆，合力为

==2C

合力方向为

当=时，有=，=，变为水平方向的往复惯性力，可以用兰氏机构平衡。

结论：=时，为一个圆，相当于离心力；为往复惯性力，方向垂直于气缸夹角平分线。

3-5四冲程六缸机的惯性力和惯性力矩都已经平衡了，此发动机的支撑还承受什么力作用？ 答：解：点火间隔角为A==120°

（1）作曲柄图和轴测图

三拐曲轴一、二阶曲柄图和轴测图

（2）做惯性力矢量图

一阶惯性力

二阶惯性力

得到 ，

（3）做力矩图

往复惯性力矩图 旋转惯性力图

第四章：曲轴系统的扭转振动

4-1什么是扭振？扭振的现象和原因是什么？

答：定义：扭转振动是使曲轴各轴段间发生周期性相互扭转的振动，简称扭振。

现象：1）发动机在某一转速下发生剧烈抖动，噪声增加，磨损增加，油耗增加，功率下降，严重时发生曲轴扭断。

2）发动机偏离该转速时，上述现象消失。

原因：1）曲轴系统由具有一定弹性和惯性的材料组成。本身具有一定的固有频率。

2）系统上作用有大小和方向呈周期性变化的干扰力矩。

3）干扰力矩的变化频率与系统固有频率合拍时，系统产生共振。

4-2列出单自由度扭振系统的自由振动方程，求出微分方程的解和初相位。

答：弹性力矩 M C ??=- ,惯性力矩I I M ???

=-

根据理论力学，得I M + M ?=0 ，I ???+ C ?=0

此二阶线性齐次微分方程的解为：sin()e t ε?φω+=

其中φ=

4-4什么是力矩简谐分析的摩托阶数？为什么四冲程发动机的转矩表达式中，简谐阶数不都是自然数，有半数的阶数？ 答：0011sin()sin()k n a

a k

k k k k k k k M t M t M M M ωδωδ=∞==++≈++=∑∑

= 01sin()

n a k t k k M k t M ωδ=++∑

其中sin()a k t k M k t ωδ+为转矩的第k 阶谐量，表示该谐量在在2π周期内变化k 次，称为摩

托阶数。对于四冲程发动机，曲轴两转即4π角为一个周期，因此相对于数学上的周期来讲，

曲轴一转（2π）内四冲程发动机第k 阶力矩仅变化了2k

次，因此四冲程的摩托阶数存在半阶数。

4-5对于多拐曲轴，可以画出几个相位图？什么情况是主谐量？什么情况是次主谐量？

答：1）当谐量的阶数为曲轴每一转中点火次数的整数倍时（k=2im/τ），该阶振幅矢量位于

同一方向，可以用代数方法合成，该阶谐量称为主谐量。

2）当k=(2m-1)i/τ时，各曲拐该阶力矩幅值作用在同一直线上，方向不同，称为次主谐

量。3）曲拐侧视图有q 个不同方向的曲拐，则有q τ/2个相位图。

4-6什么是临界转速？如何求对应第k 阶谐量引起的临界速度？计算和分析扭振的条件是什么？

答：曲轴固有频率与外界干扰力矩“合拍”，产生扭转共振的转速称为临界转速。共振时，k ωt =ωe ，则ωt =ωe /k ,其中ωt 为曲轴转动角频率。

计算和分析扭转共振的三个条件为：

①k n 在发动机工作转速范围内，方能称为临界转速

②一般只考虑摩托阶数k ≤18的情况，因为k 值太大时，对应的谐量幅值很小

③一般只考虑前两阶或前三阶固有频率

4-7计算曲轴系统扭振的假设条件是什么？

答：1）强迫振动引起的共振振型与自由振动的振型相同

2）只有引起共振的那一阶力矩对系统有能量输入

3）共振时激发力矩所做的功，等于曲轴上的阻尼功

4-8如果知道第一个集中质量的绝对振幅，其他集中质量的振幅如何求出？为什么？

答：因为共振时阻尼功等于激振功，激振频率等于固有频率，即W ξ= k W

, t e k ωω= ，ψ= 2π,所以π1a

k M Ф1sin ?1z i i a =∑= -πξk ωt Ф2

12

1z i i a =∑,

Ф1 = a

k 1

21M z i i z

e i i a

a ξω==∑∑ ,则由1i i a Φ=Φ，可以求出所有集中质量的绝对振幅

第五章：配气机构设计

5-1配气机构中平底挺柱的几何运动速度与凸轮接触点偏心距的关系如何？设计平底挺柱时，挺柱底面半径要满足什么要求？

答：数值相等。平底挺柱的底面半径要大于最大偏心距，也就是在数值上要大于挺柱的最大几何速度。

5-2气门通过时间断面是如何求出的？

答：2

1t f t A Adt =?，其中

5-3配气凸轮除工作段外，都要有缓冲段，为什么？

答：1）由于气门间隙的存在，使得气门实际开启时刻迟于挺柱动作时刻

2）由于弹簧预紧力的存在，使得机构在一开始要产生压缩弹性变形，等到弹性变形力克服了气门弹簧预紧力之后，气门才能开始运动

3）由于缸内气压力的存在，尤其是排气门，气缸压力的作用与气门弹簧预紧力的作用相同，都是阻止气门开启，使气门迟开。

上述原因的综合作用使得气门的实际开启时刻迟于理论开启时刻，若没有缓冲段，气门的初速度短时间内由零变得很大，有很强的冲击作用。同样，当气门落座时末速度很大，会对气门座产生强烈冲击，气门机构的磨损和噪声加剧。为了补偿气门间隙以及预紧力和气缸压力造成的弹性变形，要在实际工作段前后增设缓冲段，保证气门开启和落座时处于很小的速度。 5-4凸轮缓冲段由等加速—等速两段组成，已知缓冲段高度H 0、速度v 0、缓冲段包角 ，等加速度包角 ，请写出缓冲段各段的方程式。

答：等加速段：2t c h c ?=，

010c ?θ≤≤ 等速段： 200101()t c h c ν?θθ=-+ ， 5-5写出高次多项式凸轮型线的表达式。 答：

5-7如何确定气门的最大升程，为什么？

答：气门最大升程H max 与气门直径d 的关系应为H max /d=0.25。考虑到惯性载荷和活塞上止点时可能与气门发生干涉的问题，一般进气门的H/d vi =0.26~0.28。为保证有足够的流通面积和减少活塞推出功，一般排气门H/d ve =0.3~0.35

5-8写出凸轮型线丰满系数表达式，并陈述其含义？ 答：00max 0()()t c

Fm

h H d H H θ?θ-=-ψ? ，式中，t h 为挺柱或气门的位移；θ为凸轮工作半包角；max

H 为挺柱或气门的最大位移或者升程；0H 是缓冲段的高度；c ?为挺柱位移对应的凸轮转角。

凸轮型线丰满系数是一个相对量，表示的是位移曲线下的面积与最大升程和工作半包

角组成的矩形面积之比。在设计凸轮型线时，经常用来评判型线设计的好坏。

5-9通常的气门锥角是多少？增压发动机的气门锥角有何变化？为什么？

答：一般发动机的气门锥角45γ=o 。而对于增压柴油机，气门锥角30γ=o ，这是因为增压

发动机缸内压力高，气门盘受力变形大与气门座的相对滑移量大，而且不同于非增压发动机，完全排除了从气门导管获得机油的可能，因此，气门与气门座磨损的问题更加突出。增压发动机采用较小的气门锥角，就是为了减少与气门座的相对滑移量，减轻磨损。

5-10如何利用配气相位图计算出进、排气凸轮的工作段包角及半包角、同缸异名凸轮相对夹角、同名异缸凸轮相对夹角以及确定凸轮轴与曲轴的相对位置。

答：排气凸轮工作段包角为 e1e21802??θ++=o 排

排气凸轮工作段包角为 e1e21804??θ++=o 排半包

进气凸轮工作段包角为 121802i i ??θ++=o 进 进气凸轮工作段包角为121804i i ??θ++=o 进半包

同缸异名凸轮相对夹角为

异缸同名凸轮相对夹角为2A θ=TG , 其中A 为相应气缸点火间隔角 当活塞位于压缩上止点时，排气凸轮相对于挺柱轴线的夹角为T Φ e1e2e11801(180)222T ???++ΦΦ==+-o o

5-11凸轮设计完成后，如何验算气门与活塞是否相碰？

答：⑴ 缸垫按压紧后的厚度计算，除主轴承及活塞销孔以外，曲柄连杆机构的间隙均偏向

一侧，使活塞处于最高处。确定活塞在上止点的最高位置。

2) 画出活塞位移曲线；

3) 根据键槽，齿形及它们与曲拐所在平面、凸轮轴位置间的制造公差，进行正时齿轮

传动机构的尺寸链计算，确定进、排气门的实际开闭时刻并按照同一比例画出进排

气门 升程曲线，气门升程对应的角度要换算成曲轴转角；

4) 观察气门升程曲线与活塞位移曲线是否相交；如果相交，则需要在活塞上开避让坑，

或者改变配气相位。

第六章：曲轴飞轮组设计

6-1提高曲轴疲劳强度的结构措施和工艺措施分别有哪些？为什么？

答：结构措施：1）加大曲轴轴颈的重叠度A(A 增大，曲轴抗弯和抗扭刚度增加)

2）加大轴颈附近的过渡圆角（可减小应力集中效应，提高抗弯疲劳强度）

3）采用空心曲轴（可提高曲轴抗弯强度，同时课减轻曲轴重量和曲轴离心力）

4）沉割圆角（可在增加圆角半径的同时保证轴颈的有效承载长度）

5）开卸载槽（在相同载荷条件下，可使曲柄销圆角的最大压力值有所降低）

工艺措施：1）圆角滚压强化（表面产生剩余压应力，抵消部分工作拉伸应力，提高曲

轴的疲劳强度，还可降低圆角的表面粗糙度值，消除表面缺陷）

2）圆角淬火强化（用热处理的方法是金属发生组织相变，发生体积膨胀而

04080120160200240280320360400440480520560600

640680720)(4190 )]2180()2180(360[2121221212121i i e e i i e e i e T ??????????ψ

θ-+-+=++-++-++==οοοο

产生残余压应力，提高疲劳强度，还能提高硬度和表面的耐磨性）

3）喷丸强化处理（属于冷作硬化变形，在金属表面留下压应力，是表面硬度提高，从而提高疲劳强度）

4）氮化处理（利用辉光离子氮化或气体软氮化方法，使氮气渗入曲轴表面，由于氮的扩散作用，使金属体积增大，产生挤压应力，提高疲劳强度）6-2曲轴的连杆轴颈不变，增大主轴颈直径D1，有何优点？缺点是什么？

答：D2不变，D1增大

优点: 1. 可提高曲轴刚度，增加曲柄刚度而不增加离心力

2. 可增加扭转刚度，固有频率We增加，转动惯量I增加不多

缺点：主轴承圆周速度增加，摩擦损失增加，油温升高。

6-3为什么说连杆轴颈负荷大于主轴颈负荷？实际中主轴颈直径D1和连杆轴颈直径D2哪一个尺寸大？

答：对于每个曲拐而言，连杆轴颈是一个，主轴颈有两个。连杆轴颈承受着由连杆传来全部载荷，而每个主轴颈则只承担一半载荷，所以主轴颈载荷小于连杆轴颈载荷。

实际设计中主轴颈D1大于连杆轴颈D2，D1/D2≈1.05～1.25，因为增加主轴颈可以增加曲轴的重叠度，提高曲轴的抗弯刚度和抗疲劳强度，同时不增加曲轴的离心载荷。

6-4多拐曲轴强度最薄弱的环节是曲柄，曲柄的主要结构参数有哪两个？他们各自的变化对其强度有何影响？

答：曲柄的主要参数是厚度（h）和宽度（b）

曲柄界面的抗弯截面系数Wσ=bh2/6,

由此可知，h提高10%，Wσ理论上升20%，实际上升40%，因为h的增大，则磨圆处应力集中现象减轻，使应力分布趋于均匀；b上升10%，Wσ理论上升10%，实际上升5%，由于b上升，应力分布不均匀更加严重。

6-5曲轴的工作条件是什么？设计时有什么要求？

答：工作条件：1）受周期变化的力、力矩共同作用，曲轴既受弯曲又受扭转，承受交变疲劳载荷，重点是弯曲载荷；

2）由于曲轴形状复杂，应力集中严重，特别是在曲柄与轴颈过度的圆角部分；

3）曲轴轴颈比压大，摩擦磨损严重。

设计要求：1）有足够的耐疲劳强度

2）有足够的承压面积，轴颈表面要耐磨；

3）尽量减少应力集中；

4）刚度要好，变形小，否则使其他零件的工作条件恶化。

一般在制造工艺稳定的条件下，钢制曲轴的安全系数n≥1.5，对于高强度球墨铸铁曲轴，由于材料质量不均匀，而且疲劳强度的分散度比较大，应取n≥1.8。

第七章：连杆组设计

7-1连杆的拉伸载荷是由什么造成的？计算连杆不同截面的拉伸应力时，如何考虑？

答：连杆的拉伸载荷主要是由于往复惯性力所造成的；

在计算不同截面的拉伸应力可用下式： F′j =(m′+m′1)(1+λ)rω2

其中，m′、m′1分别为活塞组和计算断面以上那部分往复运动的连杆质量。

7-2计算连杆的最大拉伸应力选取什么工况？

答：标定转速工况（最大转速）

7-3计算连杆的压缩载荷时选取什么工况？

答：最大转矩工况和全负荷情况下的标定转速工况，而且要兼顾连杆侧弯的情况是否发生。7-4影响连杆小头应力分布的主要结构参数是什么？

答：固定角Φ

受拉伸载荷时，Φ增大，应力不均匀增加，σmax增大；受压缩载荷时，Φ增大，应力不均

匀性及最大值急剧增长，而且比拉伸载荷的情况更加严重。

第八章：活塞组设计

8-1活塞的工作条件是什么，请分项论述。然后论述对活塞的设计要求。

答：1）高温—导致热负荷大 :活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，

燃气的最高温度可达2000～2500℃，因而活塞顶的温度也很高。温度分布不均匀，

有很大的热应力；

2）高压—冲击性的高机械负荷：高压包括两方面①活塞组在工作中受周期性变化的气

压力直接作用，气压力Pz(MPa )一般在膨胀冲程开始的上止点后10°～20°达到最

大。②活塞组在气缸里作高速往复运动，产生很大的往复惯性力Fjmax

3）高速滑动：内燃机在工作中所产生的侧向力是较大的，特别是在短连杆内燃机中；

4）交变的侧压力：活塞上下行程时活塞要改变压力面，侧向力方向不断变化，造成了

活塞在工作时承受交变的侧向载荷。

设计要求:

1）选用热强度好，散热性好，膨胀系数小，耐磨、有良好减磨性和工艺性的材料

2）形状和壁厚合理，吸热少，散热好，强度和刚度符合要求，尽量避免应力集中，与

缸套有最佳的配合间隙

3）密封性好，摩擦损失小

4）重量轻。

8-2活塞环的工作应力与套装应力之间是什么关系？请用公式说明。实际上应如何考虑？

答：σmax + σ′max = 3.4Et 2 / (D - t)2 = 常量

一般选择σ′max = （1.2 ～ 1.5）σmax ，因为套装时间很短。

8-3高转速发动机与低转速发动机对活塞初始弹力P 0的要求有什么不同？为什么？缸径对P 0的要求如何，为什么？

答：当转速n 提高时，应提高0p 。因为活塞速度高，由于节流作用，活塞环背压下降。当

活塞直径增加时，活塞环的工作应力增加，应当适当减少初弹力

0p ，方能减少活塞环的工作应力。

8-5高速内燃机对活塞材料的要求是什么？

答：要求（1）热强度好，散热性好；（2）重量轻，惯性小；（3）膨胀系数小；（4）密度小

（5）热导率大 （6）有良好减摩性和工艺性

8-6活塞销通常采用什么材料？为什么？如何保证活塞销表面耐磨？

答：活塞销通常用低碳钢和合金钢制造。在负荷不高的发动机中常用15.、20、15Cr 、20Cr 、和20Mn2钢；在强化发动机上，采用高级合金钢，如12CrNi3A/18CrMnTi2及20SiMnVB

等，有时也可用45中碳钢。

之所以选择这样的材料是因为根据活塞的工作条件和设计要求，活塞销应具有足够高的机械强度和耐磨性、同时还要有较高的疲劳强度，活塞销的摩擦表面应具有高硬度。内

部应富有韧性和较高的强度，但是硬的表层和内部必须紧密结合，保证活塞销在冲击载

荷的作用下没有金属剥落和金属层之间的分离现象。

为保证活塞销表面硬并且耐磨，对其表面进行热处理。对于低碳钢材料的活塞销表面要

进行渗碳和淬火。对于45钢的活塞销则是进行表面淬火，注意淬火时不能将活塞销淬透，

否则活塞销变脆。

8-7减轻活塞热负荷的设计措施有哪些？

答：1）尽量减小顶部受热面积；强化顶面，采用不同的材料或将表面进行处理。

2）保证热流畅通。

3）采用适当的火力岸高度。

4）顶部内侧喷油冷却。

5）顶部设油腔冷却。

8-8活塞销座的工作条件如何？解决活塞销和活塞销座变形不协调的措施有哪些？

答：工作条件：活塞销座承受周期变化的气体作用力和活塞销座以上部分的往复惯性力的作

用，这些力都是带有冲击性的；从运动情况看，活塞销在活塞销座中由于连

杆小头的制约，其转动角度很小，在这样小的转动角度下，很难在销与销孔

之间形成一层良好的油膜，所以润滑条件较差。

采取措施：1） 在活塞销座与顶部连接处设置加强肋，增加活塞销座的刚度。

2） 将销孔内缘加工成圆角或者倒棱，或将活塞销座内侧上部加工出一个弹性凹槽，

可以减轻活塞销座的棱缘负荷；

3) 将销孔中心相对活塞销座外圆向下偏心3 – 4 mm ，将活塞销座的厚度上面比下

面大些，以加强活塞销座承压强度；

4）将活塞销座间距缩小，以减小活塞销的弯曲；

5）铸铝活塞的销孔中压入锻铝合金的衬套，可提高抗裂纹能力。

8-9活塞群部在工作时销轴方向变形大，请问原因是什么？一般采用什么措施来进行限制？ 答：1) 活塞受到侧向力F N 作用，承受侧向力作用的裙部表面，就有被压扁的倾向，使它在

活塞销方向上的尺寸增大；

2）由于加在活塞顶上的爆发压力和惯性力的联合作用，使活塞顶在活塞销的跨度内发

生弯曲，使整个活塞在活塞销座方向上的尺寸变大；

3）由于温度升高引起热膨胀，其中活塞销座部分因壁厚比其他地方要厚，刚度大，所

以发生热膨胀时的变形比较严重。防止裙部变形的主要方法有：选择膨胀系数小的

材料，进行反椭圆设计，采用绝热槽，销座采用恒范钢片，裙部加钢筒等方法来达

到。

第九章：内燃机滑动轴承设计

9-1内燃机滑动轴承的过盈量有几种表示方法？各是什么？

答：轴承的过盈量主要通过3种表示方法：

1) 自由弹势s ?

轴瓦在自由状态下的开口直径为

1d +s ?，一般为s ?=（0.25~2.5）mm 。

2) 半圆周过盈量h (mm) 0min min 2d h πσφ=

式中，0d 为轴瓦内孔直径（mm ），0d =1d -t ;φ为应力系数（N/2mm ）; min σ为最小预加压缩应力（N/2mm ）。

3) 余面高度 u (mm)

在试验压力0F (N)作用下，试验压缩量v(mm)为

60*610F v d t B -=? 则min u = min h - v = 0min 2d πσφ -

600*610F d t B -? 式中，*t 为当量壁厚(mm)，*t =（

0t t -）+α0t ,0t 为减摩层厚度，α为减摩层折算系数；B 为宽度(mm)。

9-2对内燃机滑动轴承减摩层都要求有哪些性能？

答：主要有三方面要求：

1) 抗咬粘性。油膜遭破坏时，轴承材料不擦伤和咬死轴颈，即亲油性好。

2) 顺应性。轴承副有几何形状偏差和变形时具有克服边缘负荷从而使负荷均匀的能力。

3) 嵌藏性。具有以微量塑性变形吸收混在机油中的外来异物颗粒(金属磨屑，灰尘等)的能

力。

9-3计算轴心轨迹有什么用处？

答：计算轴心轨迹的意义：

1) 可作为判断轴承实现液体润滑情况的重要依据。由轨迹曲线可以找出一个工作循环

中最小油膜厚度值（min h ）及其延续时间（下图A 区）。min h

应小于由发动机结构刚度、工艺水平等确定的许用值，这一区域的时间不宜过长。

2) 帮助分析轴承损坏原因，改进设计。下图中C 区表示轴心因高速向心运动使油楔中

出现局部真空，形成气泡；待到轴心高速离心运动时气泡破裂，突然放出很高的爆破压力击坏合金表面，形成穴蚀。D 区出现多次高速离心运动，油膜压力峰值剧增，可达轴承平均比压的10倍以上，造成合金疲劳剥落。

3) 合理布置油孔、油槽的位置，使供油舒畅。

4) 实现轴承润滑的最佳设计。可以改变直接影响轴承工作能力的因素，如轴承的间隙、

机油粘度、轴承宽径比等，保证轴承处于液体润滑下工作。

9-4滑动轴承上一般要开设油槽，请问曲轴主轴颈的油槽开在哪里？连杆轴颈的油槽开在哪里？试从油膜承载能力的角度分析。

答：试验证明，在其他条件不变的情况下，油膜压力与轴承宽度的三次方成正比，这里可以简单的用3

B 来代表轴承的承载能力。所以当轴承面积相同时，开油槽轴承的承载能力为332(/2)/4B B ,仅为无油槽轴承的1/4。

所以，主轴承要在上轴瓦开槽，连杆轴承应在下轴瓦开槽，以避免轴承的承载能力下降。

第十章：机体与气缸盖的设计

10-1机体的设计原则是什么？具体有哪些？

答：机体的总设计原则是：在尽可能轻巧的前提下，尽量提高刚度(降低变形、振动噪声)。

提高刚度的途径主要有以下几个方面；

1) 将汽缸体与上曲轴箱铸造成一个整体，形成一个刚度很好的空间梁板组成结构，除非是比较大型的内燃机才采用汽缸体与曲轴箱分开的结构。

2) 汽缸之间加隔板，以提高机体横向刚度。

3) 降低上下曲轴箱的剖分面。

4) 采用全支撑曲轴。

5) 剖分面处采用梯形框架。

6) 采用下主轴承盖与下曲轴箱一体的整体式，缸盖螺栓最好与主轴承盖布置在同一平面内。

7) 机体表面布置加强肋。

10-2汽缸盖设计考虑的重点是什么？

答：缸盖设计主要考虑的是；

1) 有足够的刚度和强度，工作变形小，保证密封。

2) 合理布置燃烧室、气门、气道，保证发动机的工作性能。

3) 工艺性良好，温度场尽量均匀，减少热应力，避免热裂现象。

10-3设计气缸盖时，应该先考虑哪些部件的布置？水套的设计原则是什么？

答：气缸盖的内部形状和结构十分复杂，设计时主要优先考虑内部气道、燃烧室（另有预燃室、涡流室）、喷油器或火花塞、气门等功能部件的布置，然后在保证壁厚均匀、受力均匀、刚度足够的条件下考虑内部冷却水套的布置。

水套的厚度应尽量各处均匀，不宜太厚，否则流速过低，造成与气缸的热交换能力下降，一般情况下，水套各截面的水流速尽量不要低于0.5m/s 。一般车用发动机的水套厚度应在4~10mm 之间。具体厚度要根据水套流场的仿真分析结果确定。机体水套的长度，应能够保证当活塞在下止点时活塞环能得到很好的冷却。

10-4气缸套产生穴蚀的原因是什么？如何避免？

答：穴蚀形成的原因；

1) 内因 缸套本身存在微观小孔、裂纹和沟槽等局部缺陷。

2) 外因 缸套振动，引起局部缺陷内气泡爆炸，产生瞬时高温高压，使水腔壁承

受很高的冲击和挤压应力，逐步剥离金属层，形成针孔和裂纹。

减轻穴蚀的措施；

(1) 减小缸套的振动

1) 减小活塞配合间隙

2) 减小活塞换向敲击力

3) 提高缸套刚度（含支撑）。

(2) 抑制气泡的形成

(3) 提高缸套本身的抗穴蚀能力

1) 合理的选择材料：机械强度、表面硬度要好。

2) 金相组织要合理。

3) 合理选择热处理工艺，不改变金相组织。

4) 适当的表面处理：表面镀铬、镉；表面涂层（环氧树脂）。

5) 冷却水中加添加剂，提高耐穴蚀能力。

10-5增加气缸套耐磨性的措施有哪些？

答：提高气缸套耐磨的措施：

1) 提高缸套表明加工精度，降低表面粗糙度值。

2) 合理选用材料。经常低温启动，并经常低负荷、中低转速运转的车用内燃机，其缸套以腐蚀性磨损为主，采用奥氏体铸铁较好。如果考虑成本，节省贵重材料，可以缸套上部采用奥氏体材料。对于经常高负荷工作及经常在灰尘较多地区工作的内燃机，汽缸套以磨料磨损为主，宜采用高磷铸铁、加硼铸铁。对于车用强化柴油机，汽缸套以溶着磨损为主，可采用薄缸套（干缸套），内表面镀铬或氮化。

3) 进行合理的表面处理。主要有镀铬、高频感应加热淬火、磷化处理、软氮化处理等。目的是提高表面硬度和表明的耐蚀性。

4) 充分重视空气和机油的滤清，以减少磨料磨损。

5) 避免频繁的冷启动，以减少酸性物质（2SO

等）在缸壁上的凝结而造成的腐蚀性磨损。

6) 活塞间隙要适当。缸套在安装和运转过程中要避免变形，以减少变形带来的不均匀磨损。 第十一章：内燃机的润滑和冷却系统

11-1润滑系统的设计要求是什么？为什么？

答：润滑系统的主要任务是供应一定数量的机油至摩擦表面，减小零部件之间的摩擦和磨损

并起冷却和清洁磨粒的作用，此外，润滑系在减少机械损失、提高机械效率、延长内燃机使用寿命方面也起着重要作用。润滑不良的内燃机不断工作的工程中，会被从空气中

吸入的尘土以及内燃机本身的燃烧产物和磨损产物所污染，并在高温影响下逐步变质。因此，润滑系统中必须用专门的机油滤清器不断的对机油进行滤清，在必要时采用强冷装置使机油温度不超过允许的数值。现代内燃机的转速和功率不断提高，热负荷也越来越高，所以一个良好的润滑系统，应满足下列各项要求：

1) 保证以一定的油压、一定的油量供应摩擦表面。

2) 能够自动滤清机油，保持机油的清洁。

3) 能够自动冷却机油，保持油温。

4) 消耗功率小，机油损失量小。

5) 无赌油、漏油现象，工作可靠；维护、维修方便。

11-2冷却水泵的泵水量如何确定？

答：冷却水泵的泵水量通过下面三个式子来确定：

P V q = W V V q η, W V q = W w w w t c φρ?，

3600e e u w Ag P H φ= 式中，W V q （3/m s ）是冷却水循环量，w t ?为冷却水在内燃机种循环时的容许温升()?，

w t ?=0~12c ?；w ρ为水的密度3(/)kg m ；w c 为水的比定压热容[/(.)kJ kg c ?]，w c =4.187[/(.)kJ kg c ?，V η为水泵的容积效率，主要考虑泄露情况，一般取0.6~0.85，w φ为冷却系统散走的热量，A 为比例系数，指传给冷却系统的热量占燃料热能的百分

比；u H 为燃料低热值（KJ/kg ）; e g 为燃油消耗率[g/(kW ?h)]; e P 为有效功率(Kw). 11-3根据什么确定润滑系统中润滑油的流量？

答：润滑油流量一般由被机油带走的热流量c φ（kJ/h ）计算。

C V q =C

C t φρ?，

式中，ρ为机油密度，一般取ρ=0.85kg/L ；c 为机油比热容，一般c=1.7~2.1/(.)kJ kg c ?;t ?为机油出口的温差，一般取8~15c ?。

而c φ=（15%~20%）f φ，f φ为每小时加入内燃机的热量（KJ/h ）。f φ=

3600e

e P η，e P 为有效功率，有效效率柴油机为0.4，汽油机为0.33，所以c φ≈（160~280）e P ，根据c φ范围和润滑油参数范围，可得 C V

q 的经验计算公式如下： 不用机油冷却活塞时：C V q =（0.12~0.28）e P

用机油冷却活塞时：C V q =（0.42~0.57）e P 。

11-4为了保证润滑油工作性能，一般要求润滑油的每分钟循环次数不小于多少？ 答：一般希望润滑油的循环次数y n ≤3次/min. ???=柴油机汽油机

25.0~18.0 3.0~23.0A

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机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮 2 用 45 号钢正火，则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1

机械设计基础试题库及答案详解DOC

《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀 加工齿形的方法属法。 29．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为圆。 30．在普通铣床上用铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀号据选取。 31．渐开线齿轮的特性称为中心距可分性。 32．齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须。 33．用齿条型刀具按范成法加工齿轮，如果切齿结束时，刀具的中线与轮坯分度圆相切，则加工 出来的齿轮是齿轮，刀具的中线与轮坯分度圆不相切，则加工出来的齿轮称为 齿轮。 34．规定渐开线标准斜齿圆柱齿轮____ 面上的参数为标准值。 35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在____端的圆上。 36．对于正确安装的一对渐开线圆柱齿轮，其啮合角等于圆上的角。 37．在课本上所介绍的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、 机构。 38．外槽轮机构由、和机架组成，其中拨盘作转动。 （机械零件部分）

机械设计四套期末考试试题及参考答案

精心整理《机械设计》课程试题（一） 一、填空题(每空1分共31分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的（?????）。 2、三角形螺纹的牙型角α＝（???），适用于（???），而梯形螺纹的牙型角α＝（?????），适用 于（?????）。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（????）防松、（????）防松和（????）防松。 4、（?????）。 5 6 7 力（ ??? 8、（η= （ ??效率。 9 10 1、循环特性r=－1的变应力是（?????）应力。 A．对称循环变???B、脉动循环变?C．非对称循环变???D．静 2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是(???)。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm?B．减小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm???D．减小Cb 和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．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 4、选取V 带型号，主要取决于（?????）。 ???A ．带的线速度???B ．带的紧边拉力 ???C ．带的有效拉力???D ．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y 的主要几何参数是（?????）。 A ．齿轮的模数??? B ．齿轮的压力角?? C ．齿轮的齿数??? D ．齿轮的顶隙系数 6 b 1＝80，b 2＝???A ．7（????????A 8A 9????A 10A 、F 0＝1000N 总拉力F 2＝?剩余预紧力F 1＝?在预紧力F 0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少??? 2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m ＝8mm ，蜗杆头数z 1＝1，蜗杆分度圆直径d 1＝80mm ，蜗轮齿数z 2＝40，卷筒直径D ＝200mm ，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数f V ＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问： ???(1)欲使重物W 上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。 ???(2)若重物W ＝ 5000N ，手摇手柄时施加的力F ＝

内燃机设计复试题目

1.10年笔试部分： 第一题是判断与选择混合的题目，即二选一。与往年差不多，但又加上了几个新题型。大体是以下内容。 （1）发动机气缸盖在什么时候受力最大？ （2）为避免发生共振，应提高机体频率还是减低机体频率？ 不好意思，记不起来了，呵呵。 第二题名词解释：系统误差和压电效应。 第三题是综合体：全新内容。 （1）测量发动机上止点位置时，通常使用哪几种方法，各有什么特点？ （2）发动机和测功机的匹配问题，就是给出发动机的转速和功率（比如1000min/s,2000kw）,再给出测功机的转速和功率（比如1000min/s,1800kw，也即测功机的各项数据都小于发动机的），问是否满足上述条件的任何测功机都适用于上述发动机。 （3）二缸，三缸，四缸，六缸发动机再曲轴上安装平衡重的作用是否相同，为什么。 （4）给出进排气门提前角和迟闭角四个数据，以及配气相位图，问同缸异门的凸轮轴中心线夹角是多少？（也不难，好好看看） 现代内燃机设计的流程是什么？ 天津大学2009年硕士研究生复试面试题 一、专业题 1.汽油机在各种典型负荷下的过量空气系数为多少 2.柴油机的油耗为什么比汽油机低 3.发动机进、排气为何要早开晚闭 4.柴油机排放后处理的措施 5.提高充量系数的措施 6.汽油机为什么要精确控制过量空气系数 7.EGR是如何降低NOx的 8.增压中冷的作用 9.泵气损失包括哪些 10.柴油燃烧的两个必要因素：浓度和温度 11.作用在曲轴上的有害力矩 12.提高曲轴强度的措施 13.热力学三大定律

14.汽油机、柴油机的温熵图（一般问热能或热物理专业跨过来考的学生） 15.发动机的负荷、速度特性实验 16.雷诺数是用来干什么的 二、实践能力 1.做过哪些实验及某个实验的相关问题 2.拆装发动机的过程 3.去过什么工厂实习及其相关问题 4.金工实习相关问题 三、英语口语 1. 为何选择天津大学 2.毕业论文的课题是什么，你将如何展开进行 3.你对内燃机国家重点燃烧实验室有哪些了解 4.你来自哪个学校 5.你的兴趣爱好 6.与工作过的同学相比，你有哪些优势 08年的笔试题 一：填空： 1.内燃机滑动轴承的承载油膜是由油楔油膜和挤压油膜两种油膜组成。 2.内燃机常规实验中需要监控冷却水温度、机油温度、机油压力。 3.内燃机的耐久性通常用大修期来表示，一般取决于缸套以及曲轴轴颈的磨损速率。 4.内燃机启动方式有手启动和电启动以及空气启动。

最新机械设计基础试题试题库及答案

机械设计基础试题库及答案 1 2 一、判断(每题一分) 3 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。……（√ 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。4 5 （×）4、机构是具有确定相对运动的构件组 6 合。………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也7 可以由几个零件组成。………………（√）6、整体式连杆是最小的制造8 单元，所以它是零件而不是构件。……（×）7、连杆是一个构件，也是9 一个零件。………………………（√） 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。…………………………… 10 11 （×） 12 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ） 13 14 A．机构 B．构件 C．部件 D．零件 15 2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ） 16 A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合17 而成 18 C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区 3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ） 19 20 A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器21 的装配单元 C．构件是机器的制造单元 D．构件 22 23 是机器的运动单元

4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ） 24 25 A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键 26 5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ） 27 A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂 28 C．汽车的轮子 D．空气压缩机 29 三、填空(每空一分) 1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传 30 31 动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部32 分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元 33 34 体 35 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装36 配的单元称为（机构）。 37 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 38 5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时，都能完成有39 用的__机械功___或实现转换__能量___。 40 2 平面机构 41 一、填空题(每空一分) 42 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。 43 44 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。

机械设计基础期末考试试卷及答案

淄博市技师学院2016 —2017学年第二学期期末考试机械工程系2016级技师班《机械设计基础》试卷（闭卷） 考试时间：60分钟 一、填空题（每空1分，共20分） 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是弯曲疲劳和齿面磨损。 2、开式齿轮的设计准则是按齿根弯曲疲劳强度计算。 3、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是齿面胶合。 4、直尺锥齿轮强度计算时，应以大端当量为计算依据。 5、斜齿轮的当量齿轮是指假想圆柱的直齿轮。 6、啮合弧与齿距之比称为重合度，用。 7、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等。 - 8、渐开线齿轮按原理可分为成形法和范成法两类。 9、齿轮的常见失效形式有齿面点蚀、轮齿折断、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 10、渐开线蜗杆适用于高转速、大功率和要求精密的多头螺杆传动。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中心与齿轮的分度圆。 A.相切 B.相割 C.分离 2、一对渐开线圆柱齿轮的齿数少于17时，可采用的办法来避免根切。 A.正变位 B.负变位 C.减少切削深度 3、增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起。 A.重合度减小，轴向力增加 B.重合度减小，轴向力减小 C. 重合度增加，轴向力增大 《 4、一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿廓间。 A.保持纯滚动 B.各处均有相对滑动 C.除节点外各处均有相对滑动 5、齿轮采用渗碳淬火处理方法，则齿轮材料只可能是。 钢 6、一对标准直齿圆柱齿轮，若Z1 =18，Z2 =72，则这对齿轮的弯曲应力。 A.σF1 >σF2 B.σF1 =σF2 C.σF1 <σF2 7、齿面硬度为56 62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程。 A.齿坯加工—淬火—磨齿—滚齿 B.齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 C. 齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 8、对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，当大小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为。 % A.小齿轮淬火大齿轮调质 B.小齿轮淬火大齿轮正火 C.小齿轮正火，大齿轮调质 9、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于。 A.分度圆 B.基圆 C.节圆 10、滚动轴承的主要失效形式是。 A.疲劳点蚀 B.磨损和塑性变形 C.疲劳点蚀和塑性变形 三、判断题（每题2分，共20分） 1、（N ）基圆内存在渐开线。 2、（）与标准齿轮相比，负变位齿轮的齿根厚度及齿顶高减小，抗弯曲能力下降。 3、（N ）渐开线蜗杆齿轮传动适用于高转速、大功率和要求精密的单头蜗杆传动。 4、（Y ）闭式蜗杆齿轮传动中，蜗轮齿多发生齿面胶合或点蚀而失效。 & 5、（N ）渐开线的形状取决于分度圆的大小。

复习(内燃机设计)

第一章内燃机设计总论 1、内燃机主要设计指标有哪些？动力性指标、经济性指标、紧凑性指标、可靠性与耐久性指标、适应性指标、运转性能指标、低公害指标。 2、内燃机的动力性指标有哪些？标定功率，标定转速，活塞平均速度，平均有效压力及扭矩 3、经济性指标有哪些？生产成本,运转中的消耗,以及维修费用等，燃油消耗率作为主要指标。 4、内燃机设计工作中的“三化”？产品系列化，零部件通用化，零件设计标准化。 5、内燃机主要结构参数有哪些？内燃机的主要结构参数，是指决定内燃机总体尺寸的参数，这些参数为：活塞行程S与气缸直径D的比值S/D；曲柄半径R与连杆长度L的比值λ，λ=R/L；气缸中心距L0与气径直径D的比值L0/D；对于V型内燃机还包括气缸夹角γ。 6、活塞行程与气缸直径的比值活塞行程S与气缸直径D的比值S/D，是决定内燃机设计的基本条件，由此即可确定气缸直径D及活塞行程S这两个主要参数。同一气缸容积的值，可以由不同的活塞行程与气缸直径组合而成。要正确确定出活塞行程和气缸直径值，必须正确确定S/D值。 7、曲柄半径R与连杆长度L的比值λ曲柄半径R与连杆L的比值λ是决定内燃机连杆长度L的一个结构参数。在确定参数λ之后，即可决定连杆长度的大小。 8、分析曲柄半径R与连杆长度L的比值λ对内燃机结构的影响对于单列式内燃机，λ值越大，连杆长度越短，D、S相同的条件下，内燃机的高度或宽度也越小，可是内燃机的外形尺寸减小，重量减轻。同时，连杆缩短后，使连杆杆身具有较大的刚度和强度。虽然由于λ加大，使往复运动质量的加速度和连杆摆角也加大，但因连杆重量减轻，往复惯性力与侧压力并没有什么增加。所以在设计时，为了尽可能缩小内燃机的外形尺寸和减轻重量，一般尽可能选取较大的 值，以使连杆的长度尽量短一些。 9、连杆长度的缩短，受到什么条件的限制：（1）活塞在下止点时，裙部不应与平衡重相碰。（2）活塞在上止点时，曲柄臂不应与气缸套下部相碰。（3）连杆在气缸套内摆动时，连杆杆身不应与气缸套下部相碰。 10、气缸中心距Lo与气缸直径D的比值Lo/D Lo/D是决定内燃机长度的主要参数 第二章内燃机曲柄连杆机构 1、作用在曲柄连杆机构上的力运动质量产生的惯性力和作用在活塞上的气体力，这些力随着曲柄转角的不同而变化，在稳定情况下，曲柄每转二周为一个变化周期，实际上，内燃机的工况是不断变化的，因此作用在曲柄连杆机构上的力和力矩也是在不断变化的。通常在动力学分析中，只计算标定工况下的作用力和力矩。并认为曲柄是作等速旋转运动。 2、进行内燃机的动力学计算的步骤 在进行动力学计算之前，必须根据实测的示功图或对工作过程的循环模拟计算来确定气体作用力的变化情况再根据运动学求出的各运动件的加速度，由此求出惯性力的变化情况，从而得到总的作用力及力矩，在此基础上，进一步分析这些力和力矩对内燃机平衡与振动的影响。

机械设计试题库及答案

机械设计试题库及答案 29001单级齿轮减速器由电动机直接驱动，减速器输入功率P ＝7.5kW ，电动机转速n=1450r/min,齿轮齿数z 1＝20，z 2＝50，减速器效率＝0.9。试求减速 器输出轴的功率和转矩。 P P 出入 所以，P 出75 09675...kW T P n 出 出出 95510 95510 675 145025 111105 5 5 .....N mm 29002带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带输出功率为 2.51kW ， 现有Y100L 2-4型电动机一台，电动机额定功率P ed =3kW ，满载转速n m =1420r/min ，试问此电动机能否使用。各效率如下： 联轴器 ＝0.99， 齿轮 ＝0.97， 轴承 ＝0.99。 验算此电动机能否使用 总 联 齿 轴承 2 232 2 3 0990970990895. . . . P 输入＝P 输出/ 总 ＝2.51/0.895=2.805kW P ed (=3kW)>P 输入（=2.805kW ） 此电动机能用。 29003带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带的工作拉力F ＝ 2300N(F 中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗的影响） ，输送带的速度 v=1.1m/s ，卷筒直径D ＝400mm ，齿轮的齿数为z 1＝17，z 2＝102，z 3＝24，z 4＝109，试求传动装置的输出功率、总效率、总传动比和输入功率。各效率如下： 联轴器 =0.99、 齿轮 ＝0.97、 轴承 ＝0.99。

1）输出功率：P Fv 1000 2300111000 253..kW 2）总效率： 总 联 齿 轴承 2232 2 3 0990970990895. . . . 3）总传动比：i i i z z z z 总＝123421 43 10217 10924 2725 = .4）输入功率P P 输入 输出 总 253 08952827.. .kW 29004一蜗杆减速器，蜗杆轴功率P 工 100kW ，传动总效率 08.，三班 制工作，如工业用电为每度0.12元，试计算五年（每年按260天计算）中用于 功率损耗的费用。 功率损耗P P 1 1 10810020()(.)工 kW 五年中损耗能量526024 20 624000kW h 损耗费用62410 012748804 ..元五年中用于功率损耗的费用为 74880元。 29005下图为一卷扬机传动系统简图，已知：被提升的重物W ＝5000N ，卷 筒直径D ＝300mm ，卷筒转速n G =25r/min ，电动机转速n E ＝720r/min ，试求： 1）重物W 的上升速度v ；2）卷筒的转矩T ； 3）匀速提升重物时卷筒的功率P ； 4）电动机所需功率P E （传动总效率 ＝0.886）； 5）减速器总传动比i 总。

机械设计期末考试试题及答案

机械设计期末考试试题及答案 一、选择题（共20分，每小题2分） 1、 通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 （） A.剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B.稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C.磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D.磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角B —般在8°?20°范围内选取，B 太小斜齿 轮 传动的优点不明显，太大则会引起（）。 A.大的切向力 B.大的轴向力 C.小的切向力 D.小的轴向力 3、 若一滚动轴承的寿命为 1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷（） 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 无法判断 4、 在不完全液体润滑滑动轴承设计中， 除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值 进行验算，其主要目的是（）。 A. 限制轴承过渡磨损 B.限制轴承的温升 C.保证轴承的强度 D.限制 轴承的质量 5、 通常，一部机器主要是由（）三部分构成的。 A.原动部分，传动部分，执行部分 B.原动部分，传动部分，控制部分 C.辅助系统，传动部分，控制部分 D.原动部分，控制部分，执行部分 6、 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 （）。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、 在V 带传动中，小轮包角一般应大于（）度。 &一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，贝尼们的 齿面接触应力（）。 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是（） 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HB3（） 小齿轮的齿面硬度HBS 。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题（共10分） 1、 在轴的结构设计中，轴的最小直径 d min 是按 ________ 初步确定的。（1分） 2、 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 ______ 与 _____________ 之和。（1分） 3、 在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H ]2 ___________________ 。（1分） A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 A. B. C. D. 无法判断 A. d 1 B. i 亞C. i Z 1 D. d 2

内燃机设计课后复习题答案(袁兆成主编)u

第二章：曲柄连杆机构受力分析 2-1写出中心曲柄连杆机构活塞的运动规律表达式，并说出位移、速度和加速度的用途。答：X = r[(1-cosα)+ λ/4(1-cos2α)] = XⅠ+XⅡ; V = rω(sinα+sin2α*λ/2) = vⅠ+vⅡ; a = rω2(cosα+λcos2α) = aⅠ+aⅡ; 用途：1）活塞位移用于P-φ示功图与P-V示功图的转换，气门干涉的校验及动力计算；2）活塞速度用于计算活塞平均速度Vm= =18 m/s，用于判断强化程度及计算功率，计算最大素的Vmax，评价汽缸的磨损；3）活塞加速度用于计算往复惯性力的大小和变化，进行平衡分析及动力计算。 2-2气压力P g和往复惯性力P j的对外表现是什么？有什么不同？ 答：气压力Fg的对外表现为输出转矩，而Fj的对外表现为有自由力产生使发动机产生的纵向振动。不同：除了上述两点，还有 ?Fjmax < Fgmax ?Fj总是存在，但在一个周期其正负值相互抵消，做功为零；Fg是脉冲性，一个周期只有一个峰值。 2-3 解：连杆力：；侧向力：； 曲柄切向力：；径向力：； 证明：输出力矩：； 翻倒力矩： ==. 所以翻倒力矩与输出力矩大小相等方向相反。 2-4 解：1，假设每一缸转矩都一样，是均匀的，仅仅是工作时刻即相位不同。 如果第一缸的转矩为，则第二缸的转矩为，； 第一主轴颈所受转矩； 第二主轴颈所受转矩； 第三主轴颈所受转矩； 第四主轴颈所受转矩； 2， 2.5 当连杆轴颈和连杆轴承承受负荷是，坐标系应该固定在哪个零件上? 2.6 轴颈负荷与轴承负荷有什么关系？

互为反作用力关系 2.7 什么叫做自由力？ 答 2.8提高转矩均匀性的措施？ 答 1，增加气缸数 2，点火要均匀 3，按质量公差带分组 4，增加飞轮惯量 2.9 3. 为什么说连杆轴颈负荷大于主轴颈负荷？ 答主轴径主要承受往复惯性力和气压力，曲轴一般动平衡，旋转惯性力较小，主轴径较短弯曲应力也较小，连杆轴径要承受连杆传来的往复惯性力和气压力，还要承受连杆及曲柄销的旋转惯性力。 2.10 连杆的当量质量换算原理表达式 2.11 从设计的角度出发说明什么是动力计算，以及计算出那些结果 答为了进行零件强度的计算，轴承负荷计算和输出转矩计算，曲柄连杆机构中力的计算是必不可少的。 1合成力 2 侧向力 3 连杆力 4 切向力 5 径向力 6 单杠转矩 7 翻倒力矩 2010-12-08 第三章：燃机的平衡 3-1四冲程四缸机，点火顺序1-3-4-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。 答：解：点火间隔角为 A= =180° （1）作曲柄图和轴测图，假设缸心距为a。 一阶曲柄图二阶曲柄图轴测图

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° 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、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。

(完整版)机械设计期末考试试题及答案

机械设计期末考试试题及答案 一、选择题(共20分，每小题2分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( )。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷( )基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值进行验算，其主要目的是( )。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( )三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在V 带传动中，小轮包角一般应大于( )度。 A. 90? B. 100? C. 150? D.120? 8、一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，则它们的齿面接触应力( )。 A. 12H H σσ> B. 12H H σσ< C. 12H H σσ= D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( )。 A. 21d i d = B. 21z i z = C. 21 n i n = D. 12d i d = 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 2HBS ( )小齿轮的齿面硬度1HBS 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题(共10分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min 是按 初步确定的。(1分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。(1分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许用接触应力可取为1[]H σ与2[]H σ 。(1分)

四冲程内燃机设计

机械原理课程设计指导书 四冲程内燃机设计 一．设计任务 1.机构设计 根据行程速比系数K及已知尺寸确定机构的主要尺寸，并绘制机构运动简图1张（A4）。 2.运动分析 图解求出连杆机构的位置、速度与加速度，绘制滑块的位移、速度与加速度曲线，完成运动分析图1张（A2）。 3.动态静力分析 通过计算和图解，求出机构中各运动副的约束反力及应加于曲柄OA的平衡M（每人负责完成5～6个位置），完成动态静力分析图1张（A1）。 力矩 b 4.计算并画出力矩变化曲线图1张（A3方格纸）。 5.计算飞轮转动惯量F J。 6.计算发动机功率。 7.用图解法设计进、排气凸轮，完成凸轮设计图1张（A3）。 8.绘制内燃机的工作循环图1张（A4）。 9.完成设计说明书（约20页）。 ●分组及组内数据见附表1； ●示功图见附表2； ●组内成员分功见附表3； ●课程设计进程表见附表4； ●四冲程内燃机中运动简图见附图1。

二．设计步骤及注意问题 1. 确定初始数据 根据分组情况（附表1），查出设计初始数据。 活塞行程 H = （mm ） 活塞直径 D= （mm ） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm ） 行程速比系数 K= 连杆重心2c 至A 点的距离 2AC l = （mm ） 曲柄重量 1Q = （N ） 连杆重量 2Q = （N ） 活塞重量 3Q = （N ） 连杆通过质心轴2c 的转动惯性半径c ρ 2c ρ= （m 2m ） 曲柄的转速 n 1= （rpm ） 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]= 曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l =OA l （mm ） 开放提前角： 进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数： m =3.5（mm ）； α=20°；a h *=1；25.0*=C 2Z =' 2Z =14； 3Z ='3Z =72 ；1Z =36

车用内燃机复习题库汇总

车用内燃机 第一章 1、简述发动机、热力发动机、外燃机和内燃机的定义。 答：发动机：是汽车的动力源，它是将某一种形式的能量转化为机械能的装置。 热力发动机：将热能转化为机械能的装置。 内燃机：利用燃烧产物直接推动机械装置作功。 外燃机：利用燃料对中间物质加热，利用中间物质产生的气体推动机械装置作功。 2、名词解释 答：燃烧室容积：活塞在上止点时，其顶部以上与气缸盖平面之间的空间容积称燃烧室容积，以Vc表示。燃烧室容积是活塞在气缸中运动所能达到的最小容积。 气缸工作容积：活塞从上至点运动到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积，以Vh表示。 气缸总容积：活塞在下止点时，其顶部以上与缸盖底平面之间的空间容积称为气缸总容积，以Va表示。是活塞在气缸中运动所能达到的最大体积。 压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。=Va/Vc=1+Vh/Vc. 3、内燃机工作循环由哪几个过程组成？简述四冲程汽油机、柴油机的工作原理。答：1.进气过程； 2.压缩过程；3. 燃烧与膨胀作功过程；4.排气过程四冲程汽油机柴油机：进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程 4、阐述柴油机和汽油机工作原理的差别。 答：1.燃料特性及原理的差别 (1) 燃料粘度蒸发性燃点 汽油小好高(390～420℃) 柴油大差低(230℃) (2) 工作原理差别: a）燃料雾化及混合气形成方式不同; b）点火方法不同，汽油机点燃方式，柴油机压燃方式 c）功率调节方式不同: 汽油机：量调节（节气门) ；柴油机：质调节 5、简述内燃机的分类情况。 答：1)按燃料分：汽油机与柴油机等 2)按气体循环与曲柄连杆机构运动的对应关系分：四冲程与二冲程 3)按进气方式分——非增压与增压 4)按冷却方式分——水冷和风冷

机械设计试题库及答案

一、填空题(每空1分共24分) 1.螺纹的公称直径是指螺纹的大径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。螺旋的自锁条件为γ≤。 2、三角形螺纹的牙型角α＝ 600 ，适用于联接，而梯形螺纹的牙型角α＝ 300 ，适用于传动。 3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。 4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据轴径d 查标准来确定的,普通平键的工作面是侧面。 5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使包角α，从而使带的有效拉力值减小。 6、链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。 8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。 9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核 p ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核 pv 。 10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。 二、单项选择题(每选项1分,共10分) 1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A螺栓联接； B双头螺柱联接； C螺钉联接。 2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 D 。 A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好；

B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差； C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差； D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好； 3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。(1分) A 在同—直线上; B相隔900 ; C．相隔1200； D相隔1800 4、普通平键联接强度校核的内容主要是。 A.校核键侧面的挤压强度; B.校核键的剪切强度； C.AB两者均需校核；D．校核磨损。 5、选取V带型号，主要取决于。 A．带的线速度 B．带的紧边拉力 C．带的有效拉力 D．带传递的功率和小带轮转速 6、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,．应该限制。 A．小链轮的转速n1； B.传动的功率P； C.传递的圆周力。 7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以。 A．提高轮齿的弯曲强度； B.提高轮齿的接触强度； C.提高轮齿的静强度； D．改善传动的平稳性。 8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。 A．深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承 C．角接触球轴承 9、温度升高时，润滑油的粘度。 A.随之升高； B.保持不变； C．随之降低； D.可能升高也可能降低。 10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于。 A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm 三、计算题(38分) 1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N ／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数K s＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)

《内燃机设计》课后习题答案(袁兆成主编)

第一章：燃机设计总论 1-1根据公式 τ 2 785 .0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可 以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承 载能力下降，发动机寿命降低。②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。 1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。 2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。 3）可以通过增压、扩缸来增加功率。 4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。 5）CO 和HC 的排放比汽油机少。 汽油机优点： 1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。 2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。 3）低温启动性好、加速性好，噪声低。 4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。 5）不冒黑烟，颗粒排放少。 1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？ 答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。 ②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。 1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？ 答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。缸径越大，柴油混合气完成燃烧过程的时间越长，设计转速越低。 1-5活塞平均速度提高，可以强化发动机动力性，请分析带来的副作用是什么？ 答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。 ② 惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。 ③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。 1-6目前使发动机产生性能大幅度提高的新型结构措施有哪些？为什么？ 答：新型燃烧室，多气门（提高ηv），可变配气相位VVT （提高ηv），可变进气管长度（提高ηv）,可变压缩比，可变增压器VGT 、VNT （可根据需要控制进气量），机械-涡轮复合增压，顶置凸轮机构DOHC 、SOHC （结构紧凑，往复惯性力小）。

(参考答案)机械设计基础试题库

《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 1.在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 2.确定凸轮基圆半径的原则是在保证αmax≤[α]条件下，选择尽可能小的基圆半径。 3.一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是不等的。 4.在设计V带传动时，V带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的。 5.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。 6.滚动轴承主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形。 7.在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、2、4 ，蜗杆头数越少，自锁性越好。 8.普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠接合面间的摩擦承载，螺栓本身受预紧力___ 作用，可能的失效形式为断裂。 9.平键联接中，两侧面是工作面，楔形键联接中，上下面是工作面。 10.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按接触强度进行设计，而按弯曲强度进行校核。 11.蜗杆传动发热计算的目的是防止温升过高而产生齿面胶合失效。 12.带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心拉应力。最大应力发生在 带的紧边开始绕上小带轮处。 13.链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。 14.轴上的键槽通常采用铣削加工方法获得。 15.联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是前者在运动中不能分离，后者可以 随时分离。 16.验算非液体摩擦滑动轴承的pv值是为了防止轴承过热而发生胶合；验算轴承速度v是为了防止轴 承加速磨损或产生巨大热量。普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。 17.紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻载荷增大至 ___1.3____倍。 18.受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度C1远远小于被联接件的刚度C2，则不论工作载荷 F接近___预紧力_____。 F是否变化，螺栓中的总拉力 2 19.带传动中，带的弹性滑动是带传动的_____固有______特性，是_不可______避免的。 20.带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 21.若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____减小_____， 接触强度______不变_________。 22.齿轮传动(大、小齿轮分度圆直径分别为d2、d1)传动比表达式为__i=d2/d1____。蜗杆传动（蜗 杆分度圆直径d1，蜗杆分度圆柱导程角?，蜗轮分度圆直径d2）传动比表达式为_______d2/d1tg? ___________。 23.轴承代号为7210AC/P2的轴承内径为50 、类型为角接触球轴承、公差等 级为 2 。 24.齿轮的齿形系数与模数无关，只与齿数有关。