机械设计习题及答案

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3-1零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。(1)增高(2)不变(3)降低3-2零件的形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。(1)较高(2)较低(3)相同3-3零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。(1)增高(2)降低(3)不变(4)增高或降低视处理方法而定二．分析与思考题3-1图示各零件均受静载荷作用，试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力；并确定应力比r的大小或范围。题3-1图3-2弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响?3-3零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别?在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么?3-4试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静强度条件计算?什么情况下需按疲劳强度条件计算?3-5在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?3-6疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式。3-7在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度计算?3-8影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳强度的措施有哪些?3-9导致机械结构发生低应力断裂的原因有哪些?3-10机械结构的裂纹是否会失稳扩展是如何判定的?第四章摩擦，磨损及润滑概述一．选择题4-1现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为_______。(1)摩擦理论(2)磨损理论(3)润滑理论(4)摩擦学4-2两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为_______。(1)液体摩擦(2)干摩擦(3)混合摩擦(4)边界摩擦4-3为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中________不是正确的措施。(1)合理选择表面粗糙度(2)合理选择润滑油粘度(3)合理选择表面硬度(4)合理控制相对滑动速度4-4当压力加大时，润滑油的粘度_______。(1)随之加大(2)随之降低(3)保持不变(4)升高或降低视润滑油性质而定二．分析与思考题4-5按照摩擦面间的润滑状态不同，滑动摩擦可分为哪几种?4-6膜厚比的物理意义是什么?边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦所对应的膜厚比范围各是多少?4-7在工程中，常用金属材料副的摩擦系数是如何得来的?4-8什么是边界膜?边界膜的形成机理是什么?如何提高边界膜的强度?4-9零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段?每个阶段的特征是什么?4-10根据磨损机理的不同，磨损通常分为哪几种类型?它们各有什么主要特点?4-11润滑油的粘度是如何定义的?什么是润滑油的粘性定律?什么样的液体称为牛顿液体?4-12粘度的表示方法通常有哪几种?各种粘度的单位和换算关系是什么?4-13润滑油的主要性能指标有哪些?润滑脂的主要性能指标有哪些?4-14在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用是什么?4-15流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同?流体静力润滑的主要优缺点是什么?4-16流体动力润滑和弹性流体动力润滑两者间有何本质区别?所研究的对象有何不同?第二篇联接第五章螺纹联接和螺旋传动一．选择题5-1在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是________。(1)三角形螺纹(2)梯形螺纹(3)锯齿形螺纹(4)矩形螺纹5-2在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是_______。(1)三角形螺纹(2)梯形螺纹(3)锯齿形螺纹(4)矩形螺纹5-3当两个被联接件不太厚时，宜采用________。(1)双头螺柱联接(2)螺栓联接(3)螺钉联接(4)紧定螺钉联接5-4当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用______。(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接5-5当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用______。(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接5-6在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如_________。(1)增加拧紧力(2)增加扳手力臂(3)使用指针式扭力扳手或定力矩扳手5-7螺纹联接防松的根本问题在于________。(1)增加螺纹联接的轴向力(2)增加螺纹联接的横向力(3)防止螺纹副的相对转动(4)增加螺纹联接的刚度5-8螺纹联接预紧的目的之一是________。(1)增强联接的可靠性和紧密性(2)增加被联接件的刚性(3)减小螺栓的刚性5-9承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时，螺栓的刚度Cb愈小，则________。(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力变化幅度不变(4)螺栓中的疲劳强度降低5-10有一气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在0～2Mpa之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为______。(1)对称循环变应力(2)脉动循环变应力(3)非对称循环变应力(4)非稳定循环变应力5-11拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定大小的预紧力。如果要以比较小的拧紧力距T来得到所要求的预紧力F´可采用_______。(1)细牙螺纹(2)双线螺纹(3)加弹簧垫圈5-12为了改善螺纹牙上的载荷分布，通常都以______的方法来实现。(1)采用双螺母(2)采用加高的螺母(3)采用减薄螺母(4)减少螺栓和螺母的螺距变化差5-13被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠______来传递。(1)接合面之间的摩擦力(2)螺栓的剪切和挤压(3)螺栓的剪切和被联接件的挤压5-14滑动螺旋传动，其失效形式多为______。(1)螺纹牙弯断(2)螺纹磨损(3)螺纹牙剪切(4)螺纹副咬死二．分析与思考题5-1常用螺纹有哪几种类型?各用于什么场合?对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同?5-2在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么?5-3联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置?试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。5-4普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式是什么?计算准则是什么?5-5计算普通螺栓联接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度?5-6普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是什么循环?5-7试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。a)螺钉联接b)双头螺柱联接c)铰制孔用螺栓联接d)紧定螺钉联接e)吊环螺钉联接f)螺钉联接5-8螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为多少?性能等级数字代号的含义是什么?5-9在什么情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓直径有关?试说明其原因。5-10紧螺栓联接所受轴向变载荷在0～F间变化，当预紧力F0一定时，改变螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接的疲劳强度和联接的紧密性有何影响?5-11在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下，要提高螺栓联接的疲劳强度，应如何改变螺栓和被联接件的刚度及预紧力大小?试通过受力变形线图来说明。5-12为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10?通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀?5-13滑动螺旋的主要失效形式是什么?其基本尺寸(即螺杆直径及螺母高度)通常是根据什么条件确定的?5-14滚动螺旋传动与滑动螺旋传动相比较，有何优缺点?第六章键，花键，无键联接和销联接一．选择题6-1普通平键联结的主要用途是使轴与轮毂之间______。(1)沿轴向固定并传递轴向力(2)沿轴向可作相对滑动并具有导向作用(3)沿周向固定并传递转矩(4)安装与拆卸方便6-2键的剖面尺寸通常是根据_____按标准选择。(1)传递转矩的大小(2)传递功率的大小(3)轮毂的长度(4)轴的直径6-3键的长度主要是根据______来选择。(1)传递转矩的大小(2)轮毂的长度(3)轴的直径6-4常用来制造键的材料是_____。(1)低碳钢(2)中碳钢(3)高碳钢(4)合金钢6-5能够构成紧键联结的两种键是______。(1)楔键和半圆键(2)平键和切向键(3)半圆键和切向键(4)楔键和切向键6-6楔键和_____，两者的接触面都具有1：100的斜度。(1)轴上键槽的底面(2)轮毂上键槽的底面(3)键槽的侧面6-7楔键联结的主要缺点是_____。(1)键的斜面加工困难(2)键安装时易损坏(3)键装入键槽后，在轮毂中产生初应力(4)轴和轴上的零件对中性差6-8切向键联结的斜度是做在______上。(1)轮毂键槽的底面(2)轴的键槽底面(3)一对键的接触面(4)键的侧面6-9平键联结如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔_______。(1)90º(2)120º(3)135º（4）180º6-10平键联结与楔键联结相对比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，这是因为____。(1)楔键端部具有钩头(2)平键摩擦力小于楔键的摩擦力(3)楔键的工作表面有斜度而键槽没有斜度，接触时可以卡紧(4)在安装时，楔键可沿轴向楔紧6-11半圆键联结的主要优点是_____。(1)对轴的强度削弱较轻(2)键槽的应力集中较小(3)工艺性好，安装方便6-12应用较广的花键齿形是______。(1)矩形与三角形(2)渐开线与三角形(3)矩形与渐开线(4)矩形，渐开线与三角形二．分析与思考题6-1薄型平键联接与普通平键联接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别?6-2半圆键联接与普通平键联接相比，有什么优缺点?它适用于什么场合?6-3采用两个平键(双键联接)时，通常在轴的圆周上相隔180°位置布置；采用两个楔键时，常相隔90°～120°；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上；这是为什么?6-4与平键、楔键、半圆键相配的轴和轮毂上的键槽是如何加工的?6-5在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压应力小，试说明其原因。6-6花键联接的主要失效形式是什么?如何进行强度计算?6-7在胀紧联接中，胀套串联使用时引入额