机械设计作业答案(1～6)

1作业答案（第一章至第六章）第一章、绪论填空题1、标准化、系列化、通用化2、零件第二章机械设计总论一、填空1、原动机部分、传动部分、执行部分2、理论设计、经验设计、试验设计二、名称解释1、通用零件：各种机器都能应用的零件；专用零件：某一种或有一类机器使用的零件；方案设计：确定机器的原理性方案；技术设计：对机器进行详细设计，包括机器的装配图、零部件图等；纸上装配：对设计好的零部件安装机器零件在机器中的装配关系组成机器的装配图。2、失效：机器零件不能完成该零件在机器中所承担的功能称为失效；刚度：零件的弹性变形不能超过准许的限度，其抵抗弹性变形的能力称为刚度；强度：零件在工作中不许断裂或永久性变形，其抵抗断裂或永久性变形的能力称为强度；可靠度：零件能够不出现失效的可靠性程度；浴盆曲线：零件的失效的概率和时间的关系的图形和浴盆的形状类似，该曲线称为可靠性曲线；计算安全系数：根据强度条件计算得到的安全系数为计算安全系数；设计安全系数：根据设计要求要满足的安全系数为设计安全系数。三、简答题1、对机器的要求主要包括哪些方面？主要包括使用要求、经济型要求、安全性要求等2、机器的设计过程包括哪几个阶段？任务提出阶段、方案设计阶段、技术设计阶段和文件编制阶段23、机械零件的失效形式主要有哪些？包括断裂失效、过大残余变形失效、表面破坏失效、正常工作条件引起失效等4、设计机械零件时应满足哪些基本要求？寿命期限内避免失效（包括强度要求、刚度要求、寿命要求）、工艺性要求、经济性要求、可靠性要等5、什么是机械设计中的“三化”？标准化、通用化、系列化第三章、机械零件的强度一、名称解释1、循环特性r：变应力的最小应力与最大应力之比maxminr称为循环特性；对称循环：当r=-1时的循环称为对称循环；当r=0时的循环称为脉动循环；2、静强度：当零件的应力大小不发生变化时的强度称为静强度，通常将应力变化次数小于103次的零件强度称为静强度；疲劳强度：零件或材料在变应力作用下其应力在小于其屈服极限（对脆性材料为强度极限）下发生破坏，这时的零件的强度为疲劳强度；高周疲劳：循环次数在104以上时为高周疲劳；低周疲劳：循环次数在103-104之间时为低周疲劳；N曲线：应力和循环次数来描述疲劳性质的曲线为N曲线；等寿命曲线：在一定的循环次数下，疲劳极限的应力幅a和平均应力m的关系曲线称为等寿命曲线或称极限应力线图。3、寿命系数KN：mNNNK0，为rN与N的比值；循环基数：在进行材料疲劳试验时当作用点的最大应力降到某一值时应力无论变化多少次材料都不会破坏，这时的循环次数有时很大，在工程上规定一个循环次数N0称为循环基数，当零件的应力变化到N0时的疲劳极限称为持久疲劳极限，记为r或r。单向稳定变应力：零件只受单向变应力（正应力或剪应力）作用，其循环变化是稳定的；单向不稳定变应力：零件只受单向变应力（正应力或剪应力）作用，其循环变化是不稳定的，其变化可分为规律性的和非规律性的两大类；双向稳定变应力：零件同时受到同相位的法向和切向变应力的作用；计算安全系数：根据强度条件计算得到的安全系数为计算安全系数；设计安全系数：根据设计要求要满足的安全系数为设计安全系数。3二、选择题1、B2、D3、B4、A5、A6、A三、1、如图所示2、综合影响系数qkK1)11，它和零件的形状等引起的应力集中、零件的尺寸大小、零件的表面加工质量、零件的表面强化措施等因素有关，在疲劳强度中导致零件的疲劳极限小于材料的疲劳极限，为Ke11，在静强度中对零件的强度没有影响。四、计算题1、4解1（计算法）：r＝C时，62.12003.01506.14851macaKSCm时33.1)200150(6.1200)3.06.1(485)()(1mamcaKKS解2(图解法)：r＝C时，62.120015028.32308.243caSCm时33.120015020059.265caS2、解：1）MPa.(nNmmica998400105001010511995946310543423313501..Scaca2）由：mmmmmNnnnn1044332211即：969495943501054504001050010n解出：n4=。第四章摩擦、磨损和润滑一、填空1、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦2、磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段二、名称解释1、干摩擦：摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦；边界摩擦：当摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开、摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性质时的摩擦称为边界摩擦；流体摩擦：当摩擦表面被流体隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦；混合摩擦：摩擦状态处于边界摩擦及流体摩擦状态时称为混合摩擦。2、粘度：润滑油的流动的阻力。（动力粘度：dydv，-为动力粘度，运动粘度；条件粘度：条件粘度为在一定条件下，利用某种规格的粘度计通过测定润滑油穿过规定孔道5的时间来进行计量的粘度）3、润滑油的润滑性：润滑性指润滑油中的极性分子和润滑表面吸附形成一层边界油膜，以减小摩擦和磨损的性质；润滑油的闪点温度：当润滑油在标准仪器中加热所蒸发的油气一遇火焰即能发出闪光时的最低温度；润滑油的凝点温度：当润滑油在规定的条件下，不能再自由流动时所达到的最高温度。4、润滑脂的针入度：重1.5N的标准锥体在25℃恒温下由润滑脂表面经5s后刺入的深度；润滑脂的滴点温度：在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴下第一滴液体时的温度。三、选择题1、D2、D3、A4、A第五章、螺纹连接和螺纹传动一、填空题1、大径2、螺杆的刚度3、60°连接30°传动4、防止螺旋副的相对转动5、采用测力矩扳手、定力矩扳手、测量拧紧后螺栓的伸长量6、双头螺柱连接7、螺旋升角小于螺纹副的当量摩擦角8、管9、英10、细牙螺纹11、小12、增加连接的可靠性和精密性13、摩擦防松和机械防松二、选择题1、B2、C3、A4、B5、B6、A三、问答题1、当受到变载荷、冲击、振动或高温和温度变化过大时，螺纹副间的摩擦力会减小或瞬间消失导致连接失效；机械防松有：开口销和开槽螺母、制动垫圈、串联钢丝；摩擦防松有：对顶螺母、弹簧垫圈、开槽螺母2、因为螺纹连接件是按等强度设计制造的。3、因为螺母和螺栓拧紧时每圈上收到的载荷是不均匀的，当圈数增加时增加的圈数并没有承担载荷；可采用悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母和在螺纹副之间加软的金属或尼龙材料。4、普通螺栓连接的失效是螺栓被拉断；铰制孔用螺栓的失效是接触面被压溃，设计准则是前者是拉伸强度、后者是挤压强度。5、a）螺钉连接的上面被连接件的孔应比螺栓直径大；b）双头螺柱的的中间螺柱部分不能进入下面有螺纹孔的被连接件，且上被连接件的孔比螺纹直径大；c）铰制孔用螺栓连接时6螺栓的光杆部分直径比螺纹部分直径大；d）紧定螺钉无法放入。四、计算题1、解：KNQF54204KN.F.F.FF856161602MPa][MPa...dF.180226983513411000831413122122、解：NPDQ753986.04004422NQF4712167539816载荷F在0～4712N之间变化由FFFFFCCCFFFFmbb6.11002，得NFFFF2.84818.18.06.20NFFFF2.1225147126.26.21max2NFF2.84810min2MPadF9.41294.1942.122514221max2maxMPadF29294.1942.84814221min2minMPaa45.62299.412minmaxMPam45.352299.412minmax5.135.2)2945.62)(2.095.3(29)2.095.3(1502)2)(()(2minmin1SKKSatcca7第六章键、花键、无键连接和销连接一、填空题1、180°2、薄型平键3、轴的直径4、对中心差5、A型、B型和C型（或圆头、平头和单圆头）6、齿形定心7、小径定心8、定位销、传动销、安全销9、30°和45°两种10、压溃磨损二、名称解释1、平键：键的截面为矩形，工作时靠键的侧边挤压来传动转矩；普通平键：一般连接的平键为普通平键，分为A型（圆头）、B型（平头）和C型（单圆头）；薄型平键：和普通平键相比，键的高度只有普通平键的60%～70%，用于薄壁结构和空心轴连接，也分A、B、C型；导向平键：导向平键是一种较长的平键固定在键槽中，用于毂类零件在工作中需要在轴上作移动；滑键：滑键是一种固定在毂类零件的键，当毂类零件在轴上移动时滑键在键槽中滑动；半圆键：键的形状为半圆形，可在轴上半圆形的键槽中绕其几何形状摆动，工作时靠键侧的挤压传递转矩；楔键：键的截面为矩形，上下表面有1:100的斜度，工作时靠上下表面楔紧轴和轮毂后的摩擦力传递转矩；切向键：切向键有一对斜度为1:100的楔键组成。2、静连接：工作时轴和轮毂相对位置不动；动连接：工作时轮毂可沿轴向移动；花键的定向方式：有内径定心（矩形花键）；齿形定向（渐开线花键）3、定位销：销的作用是固定被连接零件的相对位置的销；安全销：销的尺寸经过精确计算，当安全销传递转矩且当转矩超过一定的限度时销被剪断以保护零件不被损坏；连接销：用于手柄等传力不大的场合的销。三、选择题1、B2、B3、B4、A5、D6、A7、B8、B9、B四、问答题1、普通平键有A、B、C三类，A型平键用于用键槽铣刀铣床的键槽中；B型平键用于用盘形铣刀铣出的键槽中，C型平键用于轴的端部。2、许用应力应根据轴、轮毂和键的材料中最弱的材料确定其许用应力。3、平键连接的失效形式有：对于静连接平键，其主要失效形式是工作面被压溃，其次是键被剪断；动连接的平键其主要失效形式是工作面的过度磨损。4、平键的工作原理是依靠键的侧面挤压传动转矩，键的上下面不承受载荷；楔型键的工作原理是靠键的上下表面楔紧时产生的摩擦力传递转矩，当摩擦力不够时键的侧面受到挤压也8参与传递转矩；楔键的特点是传递的转矩大，但定心能力差。5、采用两个平键时相距180°布置是为了保证其对称性；两个楔键相距90°～120°布置是为了楔的更紧；两个半圆键布置在同一母线上是为了更好的导向性。6、a的错误是键的上表面和轮毂键槽有间歇；b的错误应使键相距90°～-120°布置；c的错误是两个切向键的方向装反了；d的错误是键无法楔紧。五、计算题1、由轴d=80mm，键的截面尺寸为1122hb，由轮毂L=150选取键的长度为150mm，则键的标记为：键1501122强度计算为：][2000ppkldTT=2000Nm，k=11mm，l=L-b=150-22=128mm，d=80mm，查表6-2MPap110][则MPaMPap110][718012811200020002、1）键的尺寸为：40810Lhb工作长度l=L-b=40-10=30mm2）MPaMPakldTpp100][9535304200200020003）