机械设计习题卡及答案

第一章 绪论、第二章 机械设计总论

填空题

1．机械零件一般可以分为 通用零件 和 专用零件 两大类。

2．观察一辆自行车， 螺钉、链轮、链条 等明显属于通用零件，而＿龙头、大梁、脚蹬＿则属于专用零件。

3．机器通常由三个部分和两个系统组成，它们是＿原动机部分＿＿、＿传动部分＿、＿执行部分＿、＿＿控制系统＿和＿辅助系统＿。

4．机械零件的主要失效形式包括＿整体断裂＿、＿过大的残余变形＿、＿零件的表面破坏＿和 破坏正常工作条件引起的失效 。

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5．根据不同失效形式，机械零件的一般的设计准则包括＿强度准则＿、＿刚度准则＿、 寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则 。

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第三章 机械零件的强度

一、填空题：

1．零件材料的疲劳根据疲劳次数的明显不同可分为＿低周疲劳＿和＿高周疲劳＿，例如＿＿材料断裂试件＿和＿发动机曲轴＿。

2．材料疲劳曲线是表达 疲劳极限 与 应力循环次数 的相对关系。

2

3．零件的疲劳强度极限除与材料自身疲劳强度极限有关外，还与＿零件的应力集中状况、＿零件具体尺寸＿、＿零件表面质量＿以及＿零件的热处理强化方式＿四个方面有关。 4．对于单向稳定变应力进行分析时，可能发生最常见三种变化规律为＿r?c＿＿＿＿＿＿＿、＿?m?c＿和＿?min?c＿，例如＿心轴、大多数底座类零件、举重设备中的吊臂＿。

5．对规律性单向不稳定变应力采用 疲劳损伤累积 假说进行计算。

6．极限应力线图是以 ?m 为横坐标的，其含义是＿工作平均应力＿；以＿?a为纵坐标的，其含义是＿工作应力幅＿。 二、选择题

1、零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限将随之 C 。 A.增加 B.不变 C.降低

2、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 3. 零件受静载荷作用时, 则在其内部 C

A.只会产生静应力 B.只会产生变应力 C.可能产生静应力, 也可能产生变应力 三、计算题

1．某材料的对称循环弯曲疲劳强度为??1?180MPa,?s?260MPa取循环基数为

N0?5?106，m?9，试计算循环次数分别为700次，25000次和620000次时的有限

寿命弯曲疲劳极限。

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第三章 机械零件的强度

小于1000次，静强度；对中等尺寸零件，N0?5?106

3

2．试作图说明承受循环变应力的机械零件，应力变化规律ｒ＝ｃ时，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？

3．一零件由45钢制成, 材料的机械性能为: ?s=360MPa, ?-1=250MPa, ??=0.2。已知零件上最大工作应力?max=200MPa, 最小工作应力?min=100MPa, 应力变化规律为?m=常数, 弯曲疲劳极限的综合影响系数K?=1.5。试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。

?a?2??1??0?0?0.2,??1?250MPa

??0?416.7MPa

?max??m??a,?min??m??a

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第三章 机械零件的强度

??m?150,?a?50

4

对（150，50），为屈服失效，所以安全系数 360/200=1.8

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第五章 螺纹联接和螺纹传动

一、选择与填空题

1．普通螺纹的公称直径指的是螺纹的_ A _，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的 __ B __，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的_ C ___ 。 A．大径 B.中径 C.小径

2．螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性__C____，传动的效率_A__；牙型角α增大，则联接的自锁性__A____，传动的效率__C__。 A.提高 B.不变 C.降低

3．在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为___B___。 A.间隙配合 B.过渡配合 C.过盈配合

4．在螺栓联接的破坏形式中，约有_ 90 _％的螺栓属于疲劳破坏，疲劳断裂常发生在_螺纹根部_____。

5．在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组联接中，螺栓杆__B___作用。 A.受切应力 B.受扭转切应力和拉应力

C.受拉应力 D.既可能只受切应力又可能只受拉应力

6．紧螺栓联接受轴向外载荷作用。假定螺栓的刚度Cb与被联接件的刚度Cm相等，联

5

接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当外载荷F等于预紧力F0时，则__D___。 A.被联接件分离，联接失效 B.被联接件即将分离，联接不可靠 C.联接可靠，但不能继续再加载

D.联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F 二、分析与思考题

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？

普通螺纹、管螺纹、米制锥螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹。见P62页表5-1

联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。

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6. 在设计链传动时，欲使传动结构紧凑，寿命长，则应尽量选取 D 。 A．大节距单排链 B．小节距多排链 C．大节距多排链 D．小节距单排链 三、简答分析题：

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1. 链条的链节数应选择奇数还是偶数？为什么？滚子链的链轮齿数应选择奇数还是偶数？为什么？

答：链条的链节数应选择偶数，这样可避免过渡链节所产生的附加弯矩。滚子链的链轮齿数应选择奇数。因链条的链节数选择了偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数应选择与链节数互质的奇数。

2. 在选择链条的节距时，应如何确定？

链条的节距p的大小，反映了链条和链轮各部分尺寸的大小。在一定条件下，链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要相应增大，振动、冲击、噪声也越严重。所以设计时，为使传动结构紧凑、寿命长，应尽量选取较小节距的单排链。速度高、功率大时，选用小节距多排链。从经济上考虑，中心距小、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小时，选大节距单排链。

3. 图示传动方案是否合理？为什么？ 不合理。应将带传动和链传动位置对调。 原因：链传动转速越高，多边形效应越严重，引起的动载荷越大，所以应尽量放在低速轴上，减少由此引起的振动和冲击；在传递同样的功率时，带速小，则所需有效拉力大，因而所需带的根数增多，同时，带传动因有弹性元件皮带而具有平稳吸振的特点，所以可放在电动机输出轴上。 电动机 运输带 链传动 带传动 专业： 学号： 姓名： 《机械设计》习题卡

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