机械设计课堂复习题111

第二章 机械设计总论

2.1变应力不一定只由变载荷产生（对）

2.2增大零件过渡曲线的圆角半径可以减少应力集中（对） 2.3 应力只要随时间发生变化，均称为变应力。（对）

2.4在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂；而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。（对）

2.5只有静载荷产生静强度破坏，只有变载荷才产生疲劳破坏。（错） 2.6 当零件可能出现疲劳断裂是，应按（强度）准则计算。

2.7 零件的工作安全系数为零件的（疲劳极限）应力比（许用）应力。 2.8 零件的表面破坏主要是（腐蚀）、（磨损）和（接触疲劳）。

2.9 在静强度条件下，塑性材料的极限应力是（屈服）极限，脆性材料的极限应力是（强度）极限。

第三章 机械零件的强度

3.1影响零件疲劳强度的综合影响系数Kζ与（零件的有效应力集中系数，尺寸系数，表面质量系数，强化系数）因素有关。

3.2当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是最大应力的（二分之一）

3.3弯曲疲劳极限的综合影响系数Kζ的含义是什么？它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响？（答：对称循环时，是试件与零件的对称循环弯曲疲劳极限的比值。不对称循环时，是试件与零件的极限应力幅的比值。对零件疲劳强度的尺寸、几何形状变化、表面加工质量及强化因素有影响，对零件的静强度无影响）

3.4一零件最大横截面积为20mm*60mm，最小横截面积为20mm*50mm，受横向载荷F作用，F的变化范围为105~2*105N。材料的ζs=500MPa，ζ-1=400MPa，危险截面上有效应力集中系数kζ=1.4，尺寸系数ε数Sca。

3.5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.20钢 C.20CrMnTi D.15钢

3.6某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，疲劳极限值将随之（减小） 3.7交变应力中，应力循环特性是指（ζmin/ζmax）的比值

3.8大多数通用机械零件及专用零件的失效都是由高周疲劳引起的（对） 3.9绘制材料的极限应力线图（ζa-ζ

、（）和（）。（提示，m图）时，必须知道的数据是（）

ζ

=0.7，表面质量系数βζ=1，强化系数βq=1，材料常

数φζ=0.25。（1）画出零件的极限应力线图；（2）计算当r=C以及ζm=C时零件的安全系

本题答案不唯一，尝试写出各种可能的组合，例如δ-1、φδ和δs） 绘制零件的极限应力线图（ζa-ζ

m图）时，必须知道的数据是（ζ

-1，ζ0，ζs，Kζ）

3.10 45钢经调质后的性能为ζ-1=300MPa，m=9，N0=107，以此材料作试件进行试验，先以对称循环变应力ζ1=500MPa作用n1=104次，再以ζ2=400MPa作用于试件，求还能循环多少次会使试件破坏。

3.11 一钢制零件受弯曲变应力作用，最大工作应力ζ

min=170MPa，材料的力学性能ζs=400MPa，

max=230MPa。最小工作应力ζ

ζ-1=300MPa，ζ0=360MPa，弯曲疲劳极限综合影响系数Kζ=1.2。（1）分别画出材料和零件的极限应力线图（ζa-ζ

；（2）当应力按压力比m图）

r=C规律增长时，从零件的极限

应力线图中①找出该零件的极限平均应力、极限应力幅和极限应力的值；②计算该零件的安全系数Sca；③指出在上述应力增长规律下可能的失效形式。 3.12 典型的应力变化规律有哪三种？并各指出一代表性零件。

3.13 机械零件受载时，在（结构和尺寸突变处）产生应力集中，应力集中的程度通常随材料的强度增大而（增大）。

3.14 在载荷和几何形状相同的情况下，钢制零件间的接触应力（大）铸铁零件间的接触应力（小）

3.15 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（小）。 3.16 零件受不稳定变应力作用，若各级应力是递减的，则发生疲劳破坏是的总损伤率将（）。

3.17 变应力特性可用δ第四章 润滑概述

4.1 根据摩擦面存在润滑剂的情况，滑动摩擦可分为哪几种？

（1） 干摩擦： 表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。（2） 边界摩擦： 在相互接触的表面上有边界膜（吸附膜或反应膜），由于边界膜很薄，不足以使两表面脱离直接接触，所以只能使摩擦系数有所下降。（3） 流体摩擦： 当摩擦面间的润滑膜厚度足以隔开两表面的直接接触就形成了完全在液体内部分子之间的摩擦，摩擦系数极小且没有磨损产生。（4） 混合摩擦： 两表面间的摩擦状态介于流体摩擦和边界摩擦之间时称混合摩擦

4.2 说明机械零件的一般磨损过程，并说明跑合的意义。

新的摩擦副在运行初期，由于对偶表面的表面粗糙度值较大，实际接触面积较小，接触点数少而多数接触点的面积又较大，接触点粘着严重，因此磨损率较大。但随着跑合的

max、δmin、δa、δm、r

等参数中的任意（2）个来表示。

进行，表面微峰峰顶逐渐磨去，表面粗糙度值降低，实际接触面积增大，接触点数增多，磨损率降低，为稳定磨损阶段创造了条件。为了避免跑合磨损阶段损坏摩擦副，因此跑合磨损阶段多采取在空车或低负荷下进行；为了缩短跑合时间，也可采用含添加剂和固体润滑剂的润滑材料，在一定负荷和较高速度下进行跑合。跑合结束后，应进行清洗并换上新的润滑材料。 第五章 螺纹连接

5.1减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善螺纹牙间的载荷分配不均的程度。（对） 5.2被连接件是锻件或铸件时，可将安装螺栓处加工成小凸台或沉头座，其目的是易拧紧。（错）

5.3在受预紧力的紧螺栓连接中，螺栓危险截面的应力状态为（D） A.纯扭剪 B.简单拉伸 C.弯扭组合 D.拉扭组合

5.4为连接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用（A） A.螺栓连接 B.双头螺柱连接 C..螺钉连接 D.紧定螺钉连接

5.5铰制孔用螺栓连接的失效形式是？（P79螺栓杆和孔壁贴合面的压溃或螺栓杆的剪断） 5.6螺纹连接防松的根本问题在于？按其工作原理，防松的方法可分为哪些？（P70防止螺旋副在受载是发生相对松动。分为摩擦防松、机械防松和冲点防松以及黏合法防松） 5.7普通螺栓连接中的螺栓受横向载荷时，只需计算剪切强度和挤压强度（错） 5.8被连接件受横向外力作用，若采用一组普通螺栓连接，则靠（A）来平衡外力。A.被连接件接合面间的摩擦力 B.螺栓的拉伸和挤压C.螺栓的剪切和挤压 D.螺栓的剪切和被连接件的挤压

5.9在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是（P88改善螺纹牙上载荷分布不均）。 5.10提高螺纹连接强度的措施有哪些？P88-P91

⑴改善螺纹牙强度不均采用悬置螺母，内斜螺母，钢丝螺套

⑵减小螺栓应力幅：减小螺栓刚度（增加螺栓长度）增大被联接件刚度（用刚度大的垫片） ⑶减小附加弯曲应力：加工出沉头座，采用斜垫圈，球面垫圈。 ⑷采用合理制造工艺

5.11为了提高受轴向变载荷螺栓连接的疲劳强度，可以增加螺栓的刚度。（错） 5.12螺纹的升角越大，其连接的自锁性能就越好。（错）

5.13在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组连接中，螺栓杆（C）作用。A.受切应力 B.受拉应力 C.受扭转切应力和拉应力 D.可能只受切应力，也可能只受拉应力。

5.14 螺纹连接中常用的螺纹牙型是（C）.

A.锯齿形螺纹 B.矩形螺纹 C.普通螺纹 D.梯形螺纹 ★松螺栓连接强度计算、紧螺栓连接强度计算

5.15 计算采用三角形螺纹的紧螺栓联接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的（1.3）倍。

5.16 采用普通螺栓联接的凸缘联轴器，在传递转矩时，螺栓受（拉伸）与（扭矩）作用。 5.17 受轴向工作载荷F的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力等于（F）与（残余预紧力）之和。

5.18 当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔，且联接不需要经常拆卸是，往往采用（螺钉连接）。

5.19 常见的可拆连接和不可拆连接各有哪几种？

可拆连接如键、销、螺纹连接等；不可拆连接如焊接、粘接、铆接等。 第六章 键

6.1切向键是靠工作面上的挤压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩（对）

6.2采用两个普通平键连接时，为了使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（沿周向相隔180°）。

6.3导向平键连接的主要失效形式是（工作面的过度磨损）。

6.4键的截面尺寸由（轴的直径）确定，而长度是根据（轮毂的长度）来选定的。 6.5普通平键的主要失效形式是工作面的挤压破坏。（错）

6.6一个平键连接能传递的最大转矩为T，则安装两个平键能传递的最大转矩为2T。（错） 6.7平键连接中，（两侧）面是工作面；楔键连接中，（上下两）面是工作面。 6.8平键连接可以实现轴与轮毂的轴向和轴向固定。（错）

6.9半圆键的（侧）面为工作面，当需要两个半圆键时，一般布置在轴的（同一条母线上）。 第八章 带传动

8.1为了使普通V带和带轮上的工作槽面相互紧贴，应使带轮的轮槽角与带的楔角相等。（错）

8.2带传动中打滑和弹性滑动都会引起带传动的失效，只要设计合理，都可以避免。（错） 8.3带传动中主动轮圆周速度V1，从动轮圆周速度V2，带速V之间的大小关系是（V1>V>V2）。

8.4传动比大于1的带传动中，带中产生的瞬时最大应力、最小应力分别发生在（紧边开

始绕上小带轮处）、（）处。

8.5带的型号是由（计算功率）和（小带轮转速）确定的。

如果正好是两种型号的V带都可以采用，问采用截面尺寸大的型号和截面尺寸小的型号将分别导致什么后果？为什么？

8.6带传动中的弹性滑动和打滑是如何发生的？两者有何区别，对带传动各产生什么影响？P150

带传动中，由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动，叫做弹性滑动。 弹性滑动是皮带的固有性质，不可避免。

弹性滑动的负面影响，包括造成传动比不准确、传动效率较低、使带温升高、加速带的磨损等。

带传动中，存在弹性打滑，当工作载荷进一步加大时，弹性滑动的发生区域（即弹性弧）将扩大到整个接触弧，此时就会发生打滑。 在带传动中，应该尽量避免打滑的出现。

打滑现象的负面影响：导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效。 打滑现象的好处在于：过载保护，即当高速端出现异常（比如异常增速），可以使低速端停止工作，保护相应的传动件及设备。

8.7 一V带传动，主动轮转速为n转/分。中心距保持不变，其他条件均相同，分别作为a减速带传动和b增速带传动使用，试分析： （1）哪种传动装置传递的圆周力大？为什么？ （2）哪种传动装置传递的功率大？为什么？ （3）哪种传动装置的带寿命长？为什么？

1）两种传动装置的圆周力一样大。根据Fe=2Fo（1—2/1+ef?）而两种传动装置的小包角α一样，摩擦系数f和初拉力Fo也相同，故Fe相等

2）a传动装置传递的功率大，因为（减速）d1<（加速）d3，Va=πd1n/60×1000

3)a传动装置的带寿命长。因为两种传动装置传递的圆周力相同，但Va

8.8一V带传动传递功率P=5KW，小带轮直径d1=100mm，转速n1=955r/min，并测得紧

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yff2.html