第三章习题答案： 3.1
(a) 0 (b) 0 (c) 1 (d) 0 (e) uncertainty (f) 0 (g) 1 (h) 1 3.7
(1) 2-input CMOS NAND:4个. (2) PMOS 、NMOS 各2个 3.11
(1)表达式：Z=(AB+C+D)’; (2)真值表：
A B C D Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Z L L L L OFF ON OFF ON OFF ON OFF
ON H L L L H OFF ON OFF ON ON ON OFF OFF L L L H L OFF ON OFF ON OFF
OFF
ON ON L L L H H OFF ON OFF
ON ON OFF
ON OFF L
L H L L OFF ON ON OFF OFF ON OFF ON H L H L H OFF ON ON OFF ON ON OFF OFF L L H H L OFF ON ON OFF OFF
OFF
ON ON L L H H H OFF ON ON OFF ON OFF
ON OFF L
H L L L ON OFF OFF ON OFF ON OFF ON H H L L H ON OFF OFF ON ON ON OFF OFF L H L H L ON OFF OFF ON OFF
OFF
ON ON L H L H H ON OFF OFF
ON ON OFF
ON OFF L
H H L L ON OFF ON OFF OFF ON OFF ON L H H L H ON OFF ON OFF ON ON OFF OFF L H H H L ON OFF ON OFF OFF
OFF
ON ON L H H H H ON OFF
ON OFF
ON OFF
ON OFF L
(3)电路图：
3.13
(1)三输入或非门画法：三个N 型管并联，三个P 型管串联。
(2)真值表：
A B C
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Z L L L ON ON ON OFF OFF OFF H L L H ON ON OFF OFF OFF ON L L H L ON OFF ON OFF ON OFF L L H H ON OFF OFF OFF ON ON L H L L OFF ON ON ON OFF OFF L H
L
H
OFF ON OFF ON OFF ON L
H H L OFF OFF ON ON ON OFF L H H H OFF OFF OFF ON ON ON L
(3)逻辑符号：
3.16
COMS 反相器需要的晶体管数较少。 3.20
在输出电流|I|=4mA 的情况下：高电平噪声容限：3.84-3.15=0.69V 低电平噪声容限：1.35-0.33=1.02V 在输出电流|I|=20uA 的情况下：高电平噪声容限：4.4-3.15=1.25V 低电平噪声容限：1.35-0.1=1.25V 3.21
高电平噪声容限：3.5V-2.4V=1.1V
低电平噪声容限：2.5V-1.5V=1.0V ，我网上查了下其他的答案，多数的答案为//后的。 3.25
OLMAX ILMAX 74HC00:I =4mA,74ALS00:I =-0.2mA,20低电平：所以，低电平扇出为： OHMAX IHMAX 74HC00:I =-4mA,74ALS00:I =20uA,200高电平：所以，高电平扇出为：
取较小者，因此74HC00的驱动74ALS00的能力为20。 3.27
(a)当低态输出时：()50.33V 12038.9174,mA mA ?Ω=>超出范围。
(c)当用高电平3.84V 驱动此电阻时：3.84V =4.6834,mA mA Ω>超出范围。 (h)低态输出时：
[
]()V/1.2k 0.33V/1k 3.8920.33 2.7034mA mA Ω?Ω=?=<（5-0.33），未超出范围。
高态输出时：
()[
]3.84V/1k V/1.2k 3.840.967 2.8734mA mA Ω?Ω=?=<（5-3.84），未超出范围。，高低电平时，均未超出范围。
注：高电平时，电流输出，即拉电流；低电平时，电流输入，即灌电流。 3.30
因为去耦电容的作用就是滤除高频噪声的干扰，数字逻辑电路在工作过程中，会产生尖峰电流而引起干扰，小电容在电源与地之间的高频阻抗比大电容的阻抗小，更有利于滤除高频噪声，因此将小电容换成大电容不是好建议。 3.35
CMOS 集成电路是电压控制器件，集成电路的输入是MOS 管的栅极，所需要的电流很小，而MOS 集成电路的输出电流较大，因此CMOS 驱动CMOS 集成电路时，可以不用考虑静态的扇出系数。 3.37
1.7V-1.2V=0.5V 3.40
OLMAX 3.7.5V 0.37V =Ω根据的条件，低电平，（5-2-0.37）V/5mA=0.526k 3.41
()33V 3.84V 3.84V-2V/2mA 0.92k ?==Ω根据表知，最大输出电压，。 注：驱动LED 最小的电流是2mA ，因此只能选择输出电流4mA 所对应的电压，而保证可靠工作，选择低值，而不是典型值。因为低电压值能正常工作的话，典型值显然也是可以的，但典型值正常并不能保证低值正常。 3.47
n 个二极管 3.49
3-10(a)74LS 74AS:
uA A 162016
20uA
excess 40016*2080uA
(c)74F 74LS:
mA/0.4mA=50uA excess ==?=根据表：驱动400低态：
8mA 0.5m ；高态：；因此扇出为：驱动低态：20；高态：1000/20uA=50,因此扇出为50 ：0
3.56
ILMAX OLMAXT IHMIN OHMINT ILMAX OLMAXT IHMIN OHMINT 根据Figure3-60和Table3-10:
(a):低电平：V =0.8V,V =0.33V,margins:0.47V;
高电平：V =2.0V,V =3.84V,margins:1.84V.(b):低电平：V =0.8V,V =0.5V,margins:0.3V; 高电平：V =2.0V,V =2.7V,margins:0.7V.
3.57
(a)74HCT 74LS:
0uA 44A 1020010,20uA
excess:4000uA-20uA*10=3800uA
==驱动400低态：mA 0.m ；高态：
；因此扇出为高电平状态：
3.60
Z=A(B+C)
3.61
C=A B AB A B ==+
3.87．
R2
V=
*5v,R=R1//R2
R1+R2R23(a),R=R1//R2=1201200,2300R1+R25R2 2.7(b),R=R1//R2=1791331.4,2389.1R1+R25R2 2.4(c),R=R1//R2=1501312.5,2288.5R1+R25R2 1.5(d),R=R1//R2=501166.7,2R1+R25R R R R R R R R =?=Ω=Ω=?=Ω=Ω=?=Ω=Ω=?=Ω=71.4Ω
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---3 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 v γ?≤ 。 2、三角形螺纹的牙型角α＝ 60度 ，适用于 联接 ，而梯形螺纹的牙型角α＝30度 ，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 包角变大 ，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
一、选择题： 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.循环特性r=－1的变应力是(A ）应力。 A．对称循环变 B、脉动循环变 C．非对称循环变 D．静 3.普通平键联接强度校核的内容主要是(A)。 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。 4.半圆键联接当采用双键时两键应 D 布置。 Ａ.在周向相隔９０oＢ.在周向相隔１２０o Ｃ.在周向相隔１８０oＤ.在轴向沿同一直线 5．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 1. 普通平键联接传递动力是靠_____。( B ) (A)两侧面的摩擦力；(B)两侧面的挤压力； (C) 上下面的挤压力；(D)上下面的摩擦力。 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 ( B ) （A）增大Cb，减小Cm （B）减小Cb．增大Cm（C）增大Cb和Cm（ D）减小Cb和Cm （应尽量小） 3. 带传动中最大应力发生在（ B ） （A）紧边与大带轮接触处；（B）紧边与小带轮接触处； （C）松边与小带轮接触处；（D）松边与大带轮接触处。 4. 带在工作时产生弹性滑动，是由于。（ C ） （A）带不是绝对挠性件；（B）带与带轮间的摩擦系数偏低； （C）带的紧边与松边拉力不等；（D）带绕过带轮产生离心力。 5. 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 ) （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 6. 选取V带型号，主要取决于。 ( D ) （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 7. 同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可以提高轴的而不能提高轴的。（ A ）（ B ） （A）强度（B）刚度 8. 当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用______。（C ） (A) 带传动；(B)一对齿轮传动；(C) 轮系传动；（D）凸轮传动。 9. 自行车的前轮轴是什么轴？（ A ） （A）心轴；（B）转轴；（C）传动轴；（D）曲轴。(自行车的前轮轴只承受弯矩而且不转动，所以是固定心轴，中轴既承受扭矩又承受弯矩所以是转轴，后轮轴只承受弯矩而且不转动所以也是固定心轴) 10. 考虑滑动率ε，则带传动的实际传动比______________。（ C ） （A.）i d d = + d2 d1 () 1ε （B）.i d d = + d2 d1 () 12ε ,
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。
第三章 内燃机的平衡 第一节 概述 内燃机运转时产生往复惯性力，旋转惯性力及反扭矩等，这些力或力矩是曲柄转角的周期性函数。在内燃机一个运转周期中，惯性力及其力矩和反扭知的大小、方向在变化，或大小和方向都在变化，并通过曲柄轴承和机体传给支架，使之产生振动。所以，这些力或力矩就是使内燃机运转不平衡的原因。 静平衡和动平衡 曲柄旋转质量系统，不但要求静平衡，也要求动平衡。 静平衡：质量系统旋转时离心合力等于零，即系统的质心（重心）位于旋转轴线上。 动平衡：质量系统旋转是，旋转惯性力合力等于零，而且合力矩r M 也等于零。 第二节 单缸内燃机的平衡 一、旋转惯性力的平衡 单缸内燃机的总旋转惯性力，包括曲柄不平衡质量和连杆换算到大头处的质量所产生离心力之和。 2ωR m P r r -= 该离心力的作用线与曲柄重合，方向背离曲柄中心，因此，只需在曲柄的对方，装上平衡重，使其所产生的离心力与原有的总旋转惯性力大小相等、方向相反即可将其平衡。 通常平衡重是配置两块，每个曲柄臂上各一块，这样可以使曲柄及轴承的负荷状况较好。所加平衡重的大小B m '为： 2 22ωωR m r m r B B ='' r B B m r R m '='2 B m '——平衡重质量 B r '——平衡重质心与曲轴中心线之间的距离 为了减轻平衡重质量并充分利用曲轴箱空间，可尽量使平衡重的质心远离曲轴中心线。 二、往复惯性力的平衡 一次往复惯性力 αωcos 2R m P j jI -= 二次往复惯性力 αωλ2cos 2R m P j jII -= 令2ωR m C j -
从形式上看，j P 与离心力一样，但这是j m 的往复质量而不是旋转质量。 如果把C 假想看成是一个作用在曲柄上的离心力，则一次往复惯性力jI P ，就相当于该离心力在气缸中心线上的投影。因为这个离心力是假想的，只是形式上相当于一个离心力，故把它作为一次往复惯性力的当量离心力。 现把这个当量离心力的质量分成完全相等的两部分。即各等于 2 j m ，并使一部分内气缸中心线 开始，半径R 的圆上，以向速度顺时针方向旋转，另一部分以同样条件下反时针方向旋转，显然它 们的离心力分为2C 。正转部分离心力作为jI P 的正转矢量，A 1表示。反转部分离心力作为jI P 的反 转矢量，B 1表示。 在活塞位于止点时，此两当量重合于气缸中心线上。在任一曲轴转角时，正转矢量A 1与反转矢量B 1的合矢量都落在气缸中心线上，其方向及大小与一次往复惯性力的方向及大小一致。这是因为A 1、B 1在气缸中心上的投影为 ()jI P C C C B A ==+=-+αααααcos cos 2 cos 2cos cos 11 在垂直于气缸中心线方向，A 1与B 1的投影正好大小相等，方向相反，其和为零。 ()0sin 2 sin 2sin sin 11=-=-+ααααC C B A 同理，二次惯性力正、反转矢量，用A 2、B 2表示。两矢量重合于气缸中心线上，一正、一反，以2倍于曲轴角速度（ω2）旋转。在任一曲轴转角时，A 2＋B 2的矢量合，都落在气缸中心线上，其方向及大小与二次往复惯性力jII P 的方向及大小相同。 用正、反转两个矢量来分析惯性力的作用，是平衡分析中行之有效的一种方法。 一次惯性力jI P 可用两个质量所产生的离心力矢量来代替，所以要想将jI P 全部平衡，只要平衡掉这两个离心力即可。具体的做法是采用两根旋转方向相反的平衡轴。 第三节 单列式多缸内燃机的平衡 多缸机，各缸产生的一、二次往复惯性力却是沿各自气缸中心线，因此是互相平等，且作用在同一平面内（气缸轴线平面）；只是一次惯性力与二次惯性力变化频率不相同。各气缸的旋转惯性力沿各自曲柄方向作用在不同平面内。由于各气缸中心线之间有一距离，因此各缸的往复惯性力，和旋转惯性力对于与曲轴轴线垂直的某一参考平面（一般取通过曲轴中央的平面为参考平面），还将产生力矩，如互相抵消，本身就平衡了，如不能抵消，则是不平衡的。
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 【 】
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
... .. 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 ）
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）。
《机械设计》试题（一） 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。1．一般工作条件下，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．下列四种型号的滚动轴承，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，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
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
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．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。
《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.doczj.com/doc/9714125228.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》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（）的能力。 零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（）。 3．润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强； （）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（）。 5．正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。 带传动的主要失效形式为（）和（）。6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）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，应根据被联接轴的转速、（）和（）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（）； 而（）与（）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（）个键计算。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （） 3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （） 4．相啮合的蜗杆和蜗轮的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，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （） 6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （） 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。