《机械设计》复习思考题 解答

机械零件的强度

复习思考题

1、静应力与变应力的区别？静应力与变应力下零件的强度计算有何不同？

静应力只受静载荷作用而变应力则可能受到静载荷作用也可能受到动载荷作用

静应力：1）脆性材料取抗拉强度极限2）塑性材料取屈服极限 变应力：均取疲劳极限

2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

静应力，非对称循环应力，对称循环应力，脉动循环应力

3、静应力是否一定由静载荷产生？变应力是否一定由变载荷产生？ 是；不一定

4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？

整体断裂，表面破坏，变形量过大，破坏正常工作中引起的失效 应力集中，尺寸大小，表面状态 5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？ 以σ-1、在y轴上确定点A，以σs在x轴上确定点C，定坐标点B（σ0／2,σ0／2）,连接AB两点作直线，过C点作与OC成45°角的直线交线AB于点E就可以得到简化的极限应力图

6、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素Kσ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？

1应力集中，尺寸大小，表面状态 （K)=σ-1／σ-1e

σ-1材料对称循环弯曲疲劳极限 σ-1e零件对称循环弯曲疲劳极限

7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？

有

8、按Hertz（接触应力）公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度

与哪些因素有关？

作用于接触面上的总压力，初始接触线长度，初始接触线处的曲率半径，材料泊松比，材料的弹性模量

9．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？

零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效；在一定的使用寿命时间内零件的各性能可以满足机械工作的各项要求的能力。

10．机械零件常用的计算准则有哪些？

强度 刚度 寿命 振动稳定性 可靠性

11、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是___屈服极限应力_______；而脆性材料的极限应力是______抗拉极限应力_____。

摩擦、磨损与润滑

复习思考题

1、滑动摩擦为哪几种类型？各有何特点？

1）干摩擦：表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属摩擦

2）边界摩擦：表面有边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附能力

3）流体摩擦：表面被流栖膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力

4）混合摩擦：此摩擦处于流体擦擦和边界摩擦的混合状态 2、典型的磨损分哪三个阶段？磨损按机理分哪几种类型？ 分磨合阶段，稳定磨损阶段，剧烈磨损阶段 粘附，磨粒，疲劳，冲蚀，腐蚀，微动51 3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些？

粘度，润滑性，极压性，内闪点，凝点，氧化稳定性 润滑脂：锥入度，滴点

4、什么是流体的粘性定律？

5、粘度的常用单位有哪些？影响粘度的主要因素是什么？如何影响？

恩氏粘度，通用赛氏粘度，商用雷氏秒，巴氏度。

温度，压力；温度升高，粘度下降。压力增大粘度增大。 6、流体润滑有哪些类型？各有何特点？

1流休动力润滑,借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表

面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷的润滑

2弹性流体动力润滑，在相互滚动或伴有滑动的滚动条件下，两弹性物体间的流动力润滑膜的润滑

3流体静力润滑，靠液压泵将加压后的流体送入到两摩擦表面之间，利用流体静压力来平衡外载荷的润滑

7、根据摩擦面间存在润滑剂的状况，滑动摩擦分为哪几种？ 油润滑，脂润滑

8、获得流体动力润滑的基本条件是什么？

1相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙 2被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出

3润滑油必须有一定的粘度，供油要充分

9、评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个？ 润滑脂：锥入度，滴点

润滑油：粘度 ，润滑性 ，极极压性，闪点，凝点，氧化稳定性 10、根据机器中摩擦副表面间的润滑情况，摩擦状态可分为哪四种？ 干摩擦，边界摩擦，流体摩擦，混合摩擦

螺纹联接和螺旋传动

复习思考题

1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时，每个螺栓所受的载荷是 2 。

①相等的；②与到几何中心距离成正比；③与到几何中心距离成反比；④都不变

2、在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了 3 。

①不致损伤螺栓头和螺母；②增大接触面积，不易松脱；③防止产生附加偏心载荷；④便于装配。

3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式??1.3Q?[?]，Q为 2 。

ca?d124①工作载荷；②预紧力；③预紧力+工作载荷；④工作载荷+残余预紧力。

4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了 4 。

①美观；②受力最小；③联接方便；④接合面受力较均匀。

5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时，预紧力QP比一般值提高30%，这是考虑了 2 。

①螺纹上的应力集中；②螺栓杆横截面上的扭转应力；③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性；④螺纹毛刺的部分挤压。 6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点？p81

7、为什么大多数螺纹联接都要预紧？预紧力QP过小后果是什么？预紧力QP过大有什么结果？p68

8、简述提高螺纹联接强度的四种措施：p88 1）降低影响螺栓疲劳强度的力幅 2）改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 3）减小应力集中的影响

4）采用合理的制造工藝方法

9、若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度，试作力和变形图说明之。89

10、举二种常用螺纹联接的类型，并分别说明应用场合？66 螺栓联接：用于能从被联接件两边进行装配的场合 螺钉连接：用于受力不大，或不需要经常拆装的场合

11、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种？（各举出二例）。

摩擦防松：对顶螺母／弹簧垫圈／自锁螺母

机械防松：开口销与六角开曹螺母／止动垫圈／串联钢丝 12、螺旋传动有哪些类型？滚珠螺旋传动有何特点？ 类型：1传力螺旋2传导螺旋3调整螺旋

传动效率高，起动力矩小，传动灵敏平稳，工作寿命长。 13、只受预紧力的紧联接螺栓横剖面上的拉应力为什么应力？ 拉伸应力，扭转应力

键、花键、无键联接及销联接

复习思考题

1、平键联接的可能失效形式为 4 。

①疲劳点蚀；②弯曲疲劳破坏；③胶合；④压溃、摩损、剪切破坏

等

2、楔键联接与平键联接相比，前者对中性 2 。 ①好；②差；③相同；④无法比较 3、半圆键联接具有 3 特点。

①对轴强度削弱小；②工艺性差、装配不方便；③调心性好；④承载能力大

4、渐开线花键的定心方式有哪些？p11o 齿形定心

5、花键联接与平键联接相比，有哪些特点？p109

1）因为在轴上与毂孔直接而匀称地出较多的齿和槽，故受力较均匀 2）因槽浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱小 3）齿数多，总接触面积较大，因而可以承受较大载荷 4）轴上零件与轴的对中性好 5）导向性较好

6）可用磨削的方法提高加工精度和连接质量

6、设计键联结时，平键的截面尺寸（b×h）是按照什么从标准中选取的？

按轴的直径由标准中选定

7、花键联接，对于静联接其主要失效形式是什么？对于动联接其主要失效形式是什么？

1：压溃（静连接）2：工作面过渡磨损（动连接）

带传动

复习思考题

1、带传动正常工作时，小带轮上的滑动角 2 小带轮的包角。 ①大于；②小于；③小于或等于；④大于或等于。

2、设计中限制小带轮的直径D1≥D1min是为了 1 。

①限制带的弯曲应力；②限制相对滑移量；③保证带与轮面间的摩擦力；④带轮在轴上安装需要。

3、带传动的设计准则是 4 。

①保证带具有一定寿命；②保证带不被拉断；③保证不发生滑动情况下，带又不被拉断；④保证传动不打滑条件下，带具有一定的疲劳强度。

4、在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？ 带的两侧面和轮槽接触，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力

复习思考题

1、角接触球轴承承受轴向载荷的能力是随接触角的增大如何变化？

升高

2、典型的滚动轴承由哪四部分组成？ 内圈，外圈，滚动体，保持架 3、什么是滚动轴承的接触角？

滚动轴承中滚动体与外圈接触我不怕法线与垂直于轴承轴心线的径向平面之间的夹角

4、滚动轴承最常见的失效形式是什么？ 内外圈滚道或滚体上的点蚀破坏

5、安装滚动轴承时为什么要施加预紧力？

为了提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动，

6、增加滚动轴承刚度的办法有哪些？

7、什么是轴承的寿命？什么是轴承的额定寿命？

轴承在一定的载荷作用下，从开始运转到发生点蚀所经历的总转数，或在一定的转速下所经历的时间（以小时计）称为滚动轴承的寿命。

采用一批（20~30套）相同型号的轴承，在相同的载荷作用下做寿命试验，从而得到其中90%的轴承不出现疲劳点蚀时的总转数，称为滚动轴承额定寿命

8、为什么角接触球轴承、圆锥滚子轴承必须成对安装使用？

因为它们在承受径向载荷时，产生内部轴向力，其方向始终使轴承内圈从外圈里脱离出来，成对使用，对称安装才能使内部轴向力互相抵消，轴承才能正常工作。

9、什么是滚动轴承的当量动载荷P？P应如何计算？

此载荷为一假定的载荷，在该载荷作用下，轴承寿命与实际载荷作用下的使用寿命相同。

P=fp(XFr+YFa)

Fa为轴承所受的轴向载荷Fr为轴承所受的径向载荷fp为考虑振动.冲击等工作情况的载荷系数

10、轴向载荷是如何影响角接触滚动轴承滚动体的载荷分布的？323

11、滚动轴承的支承形式有哪些？各有何特点？ 1内圈固定：防止轴向窜动 2外圈固定：承受的轴向力不大

12、选择滚动轴承配合的原则有哪些？

轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用基轴制

13．试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最大？哪个不能承受径向载荷？6208/P2、30208、5308/P6、N2208

各轴承内径分别为40；公差等级最高为6208／p2；允许的极限转速最高的是N2208；承受径向载荷最大的是30208；不能承受径向载荷的是5308／p6

14、滚动轴承工作时，固定座圈承载区的接触应力为什么应力？ 压应力

弹簧

复习思考题

1、按承载性质和外形弹簧各分为哪几种主要类型？ 1拉伸，压缩，扭转，弯曲弹簧 2螺旋，环形，，碟形，板形，平面涡卷弹簧

2、什么是弹簧的刚度？什么是弹簧的阻尼系数？ 1使弹簧产生单位变形时所需的力，

3、如何确定弹簧的材料及许用应

4、什么是弹簧的弹簧指数？它与弹簧的工作性能有什么关系？C=D2/d

弹簧指数愈小，弹簧丝内外侧的应力大小愈贤殊，材料利用率也就愈低

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