1. 下图为某零件的许用极限应力图，A ’G ’C 为疲劳极限曲线，M 为工作应力点，下列3种情况下的极限应力点分别为：
1）应力比r 为常数时，（ ）点。 2）m σ为常数时，（ ）点。 3）min σ为常数时，（ ）点。
2.如一零件的应力比r=0.6，a σ =80MPa ，则此时的m σ=（ ），m i n σ=（ ），m a x σ=（ ）
。 3.某零件的s σ =500MPa ，1σ- =220MPa ，工作应力m σ =300MPa ，a σ =100MPa ，工作点位于塑性安全区，则该零件的安全系数为： A.1.78 B.5.0 C.1.25 D.1.67
4.某受稳定弯曲变应力作用的轴类零件，最大工作应力max σ =400MPa ，最小工作应力min σ =-100MPa 。已知材料的对称循环疲劳极限1σ- =450MPa ，脉动循环疲劳极限0σ =700MPa ，屈服极限为s σ =800MPa 。 1）试绘出材料的极限应力图。
2）在极限应力图中表明工作应力点M ，以及极限应力点M1。 3）说明该零件可能的失效形式。
题一、图示为一气缸螺栓联接预紧时的受力—变形图。当螺栓再承受F=1000~2000N 的工作载荷时，试求：
螺栓总拉力F2应如何变化，其最大拉力和最小拉力为多少？ 螺栓受拉应力循环特性系数是多少？
题二、图示为一托架的边板用6个铰制孔用螺栓与相邻机架联接，托架受一个大小为60kN 的载荷FQ 作用，试问哪个螺栓受力最大？
题三.图示钢板用两只普通螺栓联接,已知横向工作载荷为R ，接合面之间的摩擦系数f =0.15,为使联接可靠，取防滑系数K s =1.2，则每个螺栓需要的预紧力F 0为 。 A.0.5R B.R C.2R D.4R
题四. 受轴向力的紧螺栓联接，已知螺栓刚度b C =60.410?N/mm ，被联接件的刚度m C =61.610?N/mm ，螺栓所受的预紧力0F =8000N ，螺栓所受的工作拉力
F =4000N ，求螺栓所受的总拉力2F 和残余预紧力1F 分别为多少？
题五、如图所示为螺栓联接结构，当工作载荷F=5000N 加在下端后，在结合面
A 处，仍要求一定的剩余预紧力，其大小为1.4F ，设材料的许用拉应力为200MPa ，
R/2 R/2
R
求螺栓危险截面直径？
一双线螺纹副，螺距为4mm，则螺杆相对螺母转过一圈时，它们沿轴向相对位移的距离应为（）。
1．用四个普通螺栓将钢板A 固定在钢板B 上。图中尺寸a =70mm ，L ＝400mm 。钢
板间摩擦系数μ=0.10，联接可靠系数（防滑系数）K f =1.2，螺栓的许用拉应力
1．如图所示螺栓和被联接件的力——变形图。若保证残余预紧力1F 的大小等于其预紧力0F 的一半。试求该联接所能承受的最大工作载荷。
题一、图示为一气缸螺栓联接预紧时的受力—变形图。当螺栓再承受F=1000~2000N的工作载荷时，试求：
1.螺栓总拉力F2应如何变化，其最大拉力和最小拉力
为多少？
2. 螺栓受拉应力循环特性系数是多少？
解：
螺栓刚度tan300.57735b C == ，被联接件刚度tan 451m C == ，从图中可知
0F =4000N ，则螺栓的总拉力为：
20b
b m
C F F F C C =+
+=4000+
0.5773(1000~2000)0.57731?+=4366~4732N 应力循环特性系数为：min 2min max 2max 4366
0.922654732
F r F σσ====
题二、图示为一托架的边板用6个铰制孔用螺栓与相邻机架联接，托架受一个大小为60kN 的载荷F Q 作用，试问哪个螺栓受力最大？
由于F Q ，每个螺栓受向下的剪力为：
4106
Q ip F F N =
=
由于T ，受力最大的螺栓为
6
2max max 1/i i F Tr r ==∑
, max 139.75r mm ==
计算max 24394F N =， 螺栓3,4受力最大，
F =
.图示钢板用两只普通螺栓联接,已知横向工作载荷为R ，接合面之间的摩擦系数
f =0.15,为使联接可靠，取防滑系数K s =1.2，则每个螺栓需要的预紧力F 0为
。
A.0.5R
B.R
C.2R
D.4R
R/2
R/2
R
受轴向力的紧螺栓联接，已知螺栓刚度b C =60.410?N/mm ，被联接件的刚度
m C =61.610?N/mm ，螺栓所受的预紧力0F =8000N ，螺栓所受的工作拉力
F =4000N ，求螺栓所受的总拉力2F 和残余预紧力1F 分别为多少？
题三、如图所示为螺栓联接结构，当工作载荷F=5000N 加在下端后，在结合面A 处，仍要求一定的剩余预紧力，其大小为1.4F ，设材料的许用拉应力为200MPa ，求螺栓危险截面直径？
解：
()()[]2111.3//4F F d πσ+≤
则，19.97d mm ≥
题四、已知某蜗轮传递的功率为P=5kW ，转速n=90r/min ，载荷有轻微冲击，轴径d=60mm ，轮毂长'L =100mm ，轮毂材料为45号钢。试设计此蜗轮与轴的键联接。 解：
1. 选择键的类型。考虑到蜗轮工作时有较高的对中性要求，故选择普通平键；蜗轮安装在轴的中段，可选用A 型平键。
2. 确定键的尺寸。由轴的直径d=60mm ，从机械手册查得键的截面尺寸为1811b h ?=?，由于轮毂长'L =100mm ，取较为接近的标准键长L=90mm 。
3. 计算工作转矩：
69.5510P T n
?==
659.55105
5.311090N mm ??=? 4. 校核挤压强度。轴和键为钢制，则联接中较弱的为铸铁轮毂，按照载荷有轻微冲击，查得铸铁的许用挤压应力
50~60p MPa σ??=??
则挤压应力为：
5
22 5.311044.665.57260
p p T MPa kld σσ????===
按照键头部形状，普通平键分为（）（）（）。普通平键用于（）联接，导键和滑键用于（）联接。 平键的工作面是（），楔键的工作面是（）。
普通平键联接当采用双键时，两键应在周向相隔（）(度)布置;半圆键联接采用双键时则应布置在（）。
半圆键联接的主要优点是（），其键槽多采用（）加工。 A 键对轴的削弱较小 B 工艺性好、键槽加工方便 C 指状铣刀 D 圆盘铣刀
普通平键静联接，其主要失效形式是（），导键与滑键属于动联接，其主要失效形式是（）。
设平键联接原来传递的最大转矩为T ，现欲增为1.5T ，则应（）
A 将键宽增大到1.5倍
B 将轴直径增大到1.5倍
C 安装一对平键
D 将键高增大到1.5倍 平键是（标准件或非标准件），其剖面尺寸是根据（）按标准选取的，其长度是根据（）按标准选取的。
1.V带传动的效率比平带传动的效率高，所以v带应用更为
广泛。
在相同的张紧力F作用下，v带传动较带传动能产生更大的摩擦力，v带传动允许的传动比较大，结构紧凑。
2.在传动比不变的条件下，当v带传动的中心距较大时，
承载力也较高。
3.在机械传动中，v带传动通常应放在传动的低速级。
4.带传动中，两带轮与带的摩擦系数相同，直径不同，如
发生打滑则先发生在( )
5.v带传动的传动比不恒定主要是由于( )
6.带传动中，带中的最小应力发生在( )
7.带传动中，带中的最大应力发生在( )
8.V带的楔角等于（），V带带轮的轮槽角（）
9.带传动采用张紧轮的目的是（）
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 调节带的张紧力
10.与齿轮传动相比，带传动的主要优点是（）
A 工作平稳，无噪音
B 传动的重量轻
C摩擦损失小，效率高 D 寿命较长
11.采用张紧轮调节V带传动中带的张紧力是，张紧力应
安装在（）
A 紧边外侧，靠近小带轮处B紧边内侧，靠近小带轮处
C 松边外侧，靠近大带轮处
D 松边内侧，靠近大带轮处
12. 带传动的主要失效形式为（ ）（ ）
13. 带传动工作时，带上的应力由（）（）（）三部分组成。
计算题： V 带传动的功率为P=7.5kW ，带的速度v=10m/s ，紧边拉力是松边拉力的两倍，122F F =，试求紧边拉力1F 以及预紧力0F 。 解：
1． 求带传动的有效拉力e F
100010007.5
75010
e P F N v ?=
== 2. 求带的紧边拉力1F
12222750e F F F F F N =-=-= 1221500F F N ==
3.
求带的预紧力
12
011252
F F F N +=
= 一v 带能传递的最大功率max 4.7,P kW =主动轮直径1D =200mm ，主动轮转速11800/min n r =，小带轮的包角135α= ，带与带轮之间的当量摩擦系数0.25v f =，求紧边拉力1F 及有效拉力e F 。 解：
1. 求带传动的有效拉力e F
max 1110001000 4.71000 4.7
249.342001800601000601000
e P F N D n v
ππ??=
===???? 此时，有效拉力实为带所能传递的最大有效拉力ec F 2. 求紧边拉力1F
1211350.25
180
11350.25
180
1
(1)249.34
560.131
1
f ec f f ec
f F F e F F e e e F F N e
e
ααπαπα
??==-===--
习题一：引起链传动速度不均匀的原因是是什么？其主要影响因素有哪些？为什么一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的？那么在什么情况下能使其瞬时传动比恒定？
1.链传动速度不均匀的原因是链条绕在链轮上形成了正多
边形，即形成了多边形效应。
2.啮合过程中链节铰链在主动轮上的相位角β与其在从动
轮的相位角γ。
3.链传动的瞬时传动比与β、γ比值有关，在传动过程中，
它们不是时时相等的，因此瞬时传动比就不是定值。
4.ppt上有
习题二：链传动为什么要张紧？如图所示的链传动，轮3为张紧轮，问小链轮1按什么方向旋转比较合理，并说明原因？
主要是为了避免在链条的垂度过大时，产生啮合不良和链条的振动现象，同时也可以增大链条与链轮的啮合包角。当两轮轴心连线倾斜角大于60°时，通常应设有张紧装置。
一号小链轮应逆时针转动比较合理。原因为当小链轮逆时针旋转时，其松边在下。若松边在上，则可能有少数链节垂落到小链轮上，产生链条卡住的现象。
习题三：中心距a的大小，对链传动有何影响？
中心距小时，
当链速不变，中心距小、链节数少的传动，在单位时间内同一链节的屈伸次数增多，因此会加速链的磨损。
中心距大时：
1.合理的大时，链较长，则链的弹性好，抗振能力较高，
又因磨损较慢，所以链的使用寿命较长。
2.太大时，会发生松边上下颤动现象，使传动运行不平稳。
习题四：链条磨损后，脱链通常发生在：大链轮上
习题五：在链传动中，限制链轮最少齿数的目的是为了，减少传动的不均匀性和动载荷。
习题六：在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载荷，应减少链条节距，增大链轮齿数。
习题七：链传动的传动比过大时，将导致链条在小链轮上的包角减小，啮合的齿数减少，这样容易出现跳齿或加速链条的磨损。
习题八:一般情况下，小链轮采用的材料较大链轮好，这是由于小链轮轮齿啮合的次数比大链轮轮齿啮合次数多之故。
习题九：已知主动链轮转速1960/min n r =，传动比 2.53i =，从动轮分度圆直径2194.19d mm =，从动轮齿数2z =48，试计算平均链速。 解： 1. 求链节距p
180sin
p
d z
=
，p=12.70mm
2. 求平均链速
12
n i n =，2n =960/2.53
再根据链的平均速度公式：
1122601000601000
z n p z n p
v =
=??，v=3.86m/s
习题十：单列滚子链水平传动，已知主动链轮转速1n =970r/min ，
从动链转速2n =323r/min ，平均链速v=5.85m/s ，
求链轮齿数12,z z 和两个链轮分度圆直径。 解：
1. 链轮齿数12,z z
1122601000601000
z n p z n p
v =
=??
2. 计算两个链轮分度圆直径
180sin
p d z
=
现有一对啮合的大小齿轮，问：1.哪个齿轮的弯曲应力大？2.写出大小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件表达式；3.若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？
1. 由于小齿轮的齿数z 1小于大齿轮齿数z 2，可知
1122F a S a
F a
S a
Y Y Y Y >，所以12F F σσ>。 2.
[]
[]1211
22
F F Fa Sa Fa Sa Y Y Y Y σσ=
3. 大齿轮的弯曲疲劳强度高。
一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知： 120z =，240z =，小轮材料为40Cr ，大轮材料为45，齿形系数1Sa Y =2.8，2Sa Y =2.4，应力修正系数1Sa Y =1.55，2Sa Y =1.67，许用应力[]1H σ=600MPa ，
[]2H σ=500MPa ，[]1F σ=179MPa ，[]2F σ=144MPa 。问：1）哪
个齿轮的接触强度弱？2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？ 解： 1. 接触强度
相互啮合的一对齿轮，其接触应力相等，即12H H σσ=，由于[]1H σ=600MPa>[]2H σ=500MPa ，因此，大齿轮的接触强度弱。 2. 弯曲强度
相互啮合的一对齿轮，其弯曲强度的大小主要取决于
[]F Fa Sa
Y Y σ的比值。
[]
[]
1211
22
0.024,
0.028F F Fa Sa Fa Sa Y Y Y Y σσ==
可见：
[]
[]1211
22
F F Fa Sa Fa Sa Y Y Y Y σσ>
因此大齿轮的弯曲强度弱。
如图所示的斜齿圆柱齿轮传动，轮1通过轮2带动从动轮3转动，已知轮1转向n1及螺旋线方向。 1画出轮2、轮3的转向及螺旋线方向。
2画出Ⅱ轴上齿轮2的啮合点出受各分力的方向。 3分析轮2齿根弯曲应力是什么性质的应力。
1.某深沟球轴承需在径向载荷r F =7500N 作用下，以n =2000min r 的转速工作4000h 。试求此轴承应具有的基本额定动载荷C 。
解：根据轴承寿命和载荷的关系，可知则此轴承应具有的基本额定动载荷
C =（N ） （2分） 由于该深沟球轴承只受到径向载荷的作用，则当量动载荷P =r F =7500N ，（1分） 又ε=3， （1分）
'h L =4000h
363610
400020006075001060??=='
h nL P C =58723.0146 N （1分） 2.图示某轴由一对30320型轴承支承，A F =520N ，1r F =612N ，2r F =918N 。试判断轴的运动趋势，并指出哪端轴承被“压紧”和“放松”？ （提示：派生轴向力
(2)
R
s F F Y =， 1.7Y =）
解：11612
180(N)2 3.4r s F F Y =
==（方向指向右） （2分） 22918
270(N)2 3.4
r s F F Y ==
= (方向指向左 ) （2分） 因为
21A s s F F F +> （2分） 所以轴有向左窜动的趋势，（2分）
轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”。 （2分）
F r1 F r2
Ⅰ
2.图中所示一对圆锥滚子轴承面对面正安装。已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为1R =1r F =584N 、2R =2r F =1776N ，轴上作用的轴向载荷A F =146N ，轴承的派生轴向力s F 的计算式2r s F F Y =
，e=0.37，轴承的轴向载荷a F 与径向载荷r F 之比a r
F
F ＞e 时，X =0.4，Y =1.6; a
r
F e F ≤时，X=1，Y =0。试求：轴承1和轴承2的当量动载荷1P 和2P 。
解：11584182.5()()22 1.6r s F F N Y =
==?方向指向右 （1分） 221776555()()22 1.6
r s F F N Y ===?方向指向左 （1分）
21555146701182.5s A d F F F +=+=>= （1分） 则轴有向左窜动的趋势，故轴承1被“压紧”，轴承2被“放松” （1分）
12701()()a s A F F F N =+=指向右 （1分） 22555()()a s F F N ==指向左 （1分） 由
37021584
701
11..=>≈=e F F r a ，则401.=X ，611.=Y （1分） 所以，)(...N 21355701615844011111=?+?=+=a r F Y F X P （1分） 由
3703101776
555
22..=<≈=e F F r a ，则12=X ，02=Y （1分） 所以，)(N 177622222=+=a r F Y F X P （1分） 2.某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：派生轴向力
A
F
《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
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。
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 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
华南理工大学期末考试 《机械设计》试卷B 一、选择题（共30分、每小题2分） 1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ C ）。 A、链传动只用来传递较小功率 B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小 C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力 D、链的质量大，离心力大 2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ C ）。 A、提高了轮齿的弯曲强度 B、提高了齿面的接触强度 C、降低了轮齿的弯曲强度 D、降低了齿面的接触强度 3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ A ）。 A．弹性柱销联轴器 B．凸缘联轴器 C. 十字滑块联轴器 D．万向联轴器 4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（ C ）。 A．进入大带轮处 B．离开大带轮处 C. 进入小带轮处 D．离开小带轮处 5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案 （ A ）为好。 A．带传动齿轮传动链传动 B．链传动齿轮传动带传动 C．带传动链传动齿轮传动 D．链传动带传动齿轮传动 6．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 7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（ A ）。 A．螺栓联接 B. 双头螺柱联接 C．螺钉联接 D. 紧定螺钉联接
8．齿面硬度HB ≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（ B ）。 A ．齿面磨损 B ．齿面点蚀 C ．齿面胶合 D. 轮齿折断 9.不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv 是为了防止轴承（ B ）。 A. 过度磨损 B. 过热产生胶合 C. 产生塑性变形 D. 发生疲劳点蚀 10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（ A ）。 A ．两端固定 B ．两端游动 C ．一端固定一端游动 D ．A ，B ，C 均可以 11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d 1取标准，其目的是（ B ）。 A ．限制加工蜗杆的刀具数量 B ．限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化 C ．为了装配方便 D ．为了提高加工精度 12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（ B ）。 A 、转动心轴 B 、转轴 C 、传动轴 D 、固定心轴 13、普通平键的主要失效是（ A ）。 A ．工作面被压溃或键被剪断 B ．工作面产生胶合破坏 C. 工作面产生过度磨损 D ．键被弯曲折断 14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（ D ）。 A 、带不是绝对挠性体 B 、带与带轮间的摩擦系数偏低 C 、带绕过带轮时产生离心力 D 、带的紧边与松边拉力不等 15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（ C ）。 A 、完全液体摩擦状态 B 、干摩擦状态 C 、边界摩擦或混合摩擦状态 D 、不确定 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 【 】
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。
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
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？
第9章 齿轮传动设计 习题解答 9.2 有一渐开线直齿轮如题图所示，用卡尺测量得两个齿和三个齿反向渐开线之间的法向距离(称为公法线长度)分别为mm 11.382=W 和mm 73.613=W ，齿顶圆直径mm 208=a d ，齿根圆直径mm 172=f d ，数得齿数其24=z 。试求： （1）该齿轮的模数m 、分度圆压力角α、齿顶高系数? a h 和顶隙系数?c ； （2）分度圆直径d 、、基圆直径b d 、齿厚s 及齿顶厚a s 。 题9.2图 解：（1）απcos 23m p W W b ==?。 取°=20α进行试算，则mm 001.820cos 11 .3873.61=° ?=πm ， 考虑测量误差，可知该齿轮的模数应为mm 8=m 。 因)2(?+=a a h z m d ，即)224(8208?+=a h ，故1=? a h 因)22(????=c h z m d a f ，即)224(8172???=c ，故25.0=?c （2）mm 192248=×==mz d ，mm 421.18020cos 248cos =°×==αmz d b 以下按标准齿轮进行计算：mm 566.122/82/===ππm s )(2ααinv inv r r r s s a a a a ??=，°===842.29)104/21.90arccos()/arccos(11a b a r r α 052838.0180/842.29842.29tan tan =°°?°=?==παααθa a a a inv （也可查表9.2） 014904.0180/2020tan tan =°°?°=?==παααθinv mm 723.5)014904.0052838.0(104296 104 566.12=?×?×=a s 9.3 试问渐开线标准直齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数应为多少？又问当齿数大于求得的齿数时，齿根圆与基圆哪一个大？ 解：)22(?? ??=c h z m d a f ，αcos mz d b =， )](2)cos 1([cos )22(?? ??+??=???=?c h z m mz c h z m d d a a b f αα 当齿根圆与基圆重合时：b f d d =，4145.4120cos 1) 25.01(2cos 1)(2≈=° ?+= ?+=?? αc h z a （按正常齿制进行计算） 因此，当41=z 时，齿根圆和基圆接近重合，实际是齿根圆略小于基圆。 而当45.41>z 时，齿根圆将大于基圆。
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
机械设计答案 第1章机械设计概论 1－2 设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：1、功能要求 满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。 2、安全可靠性要求 （1）使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。 （2）能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。 （3）对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。 3、经济性 在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。 4、其他要求 机械系统外形美观，便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。 1－4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系？常用的设计准则有哪些？它们各针对什么失效形式？ 答：在设计中，应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。它是设计机械零件的理论依据。 常用的设计准则有： 1、强度准则：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。 2、刚度准则：确保零件不发生过大的弹性变形。 3、寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。 4、振动稳定性准则：高速运转机械的设计应注重此项准则。 5、可靠性准则：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。 1－7 机械零件设计的一般步骤有哪些？其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用？
... .. 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’）
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。
2012年机械设计自学考试备考试题 第二章 一、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 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___＿_____。齿轮传动 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_＿__＿。90％以上 4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和______。应力比（或循环特性） 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 。塑性变形 ９. 一部机器的质量基本上取决于______＿＿________。设计阶段 10．机器的设计阶段是决定机器质量的____＿＿__＿______＿。关键 第三章 一、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___＿__。B A.降低 B ．提高 Ｃ. 不变 D. 提高或降低视处理方法而定 2.应力的循环特性（应力比)常用“r ”表示，其值为________。D B ．a m σσ?C ? 3.变应力的应力幅值a σ为__＿_____。 A Ａ． 2min max σσ- B. 2min max σσ+ C ． 2max σ?D.min max σσ- ４.对称循环应力,其循环特性“r ”值是____＿___。 Ｄ A.1? B.0.５ C. 0 D ．-1 5.下列四种叙述中正确的是＿__＿__。D A.变应力只能由变载荷产生 B.静载荷不能产生变应力
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105?=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 6.37310 710518093 6 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 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=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 0 12σσσΦσ-= -Θ σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(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 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得 75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,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 20m =σ，应力幅MPa 20a =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35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 ()()()() 81 .1203035.220 2.035.2170m a m 1-=+??-+=+-+= σσσσca σσK σΦK σS
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 的关系可用着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） 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’） 2、试说明齿形系数F Y 与齿轮的哪些参数有关，F Y 对齿根弯曲应力F σ有何影响？（5分） 齿形系数F Y 反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F σ的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z 、变位系数x 和分度圆压力角α都影响F Y 。(3’) 如果齿数z 增大、变位系数x 和分度圆压力角α增大，均可以使齿根增厚，齿形系数F Y 减小，F σ减小。 (2’) 3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（5分） 可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1’） 合理提高齿轮的制造精度和安装精度；(1’) 正确选择材料和热处理方式；(2’) 以及对齿根部位进行喷丸、辗压等强化处理。(1’) 4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？ 答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。（2分）