机械设计 分析与思考 简答题专用 参考机械设计第四版和第八版
机械设计基础第八版课后习题答案
绪论1、机器的基本组成要素是什么？【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。
所以，机器的基本组成要素就是机械零件。
2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。
【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。
如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。
在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。
如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。
3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？【答】在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系；在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。
机械设计总论1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用是什么？【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。
传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。
2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？【答】机械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。
机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义？【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。
机械设计基础简答题
机械设计基础简答题一、什么是机械设计基础？机械设计基础是机械工程学科中的一门基础课程，主要涉及机械系统的设计、分析和优化。
它涵盖了从基本原理到复杂系统设计的各个方面，包括力学、材料科学、热力学、机构学、动力学、传动和控制系统等。
二、简述机械设计的过程。
机械设计的过程是一个系统性的过程，通常可以分为以下几个步骤：1、确定设计目标：明确设计的目的和需求，考虑设计的功能、性能、可靠性、成本等要素。
2、概念设计：根据设计目标，进行初步的概念设计，包括机构形式、运动方案、结构布局等。
3、详细设计：对概念设计进行详细的分析和优化，包括机构尺寸、材料选择、热力学分析、动力学仿真等。
4、校核和验证：对设计进行各种校核和验证，包括强度校核、刚度校核、稳定性校核等，以确保设计的可靠性和安全性。
5、试制和试验：制造和试验设计的机械系统，以验证其性能和达到预期的设计目标。
6、改进和优化：根据试制和试验的结果，对设计进行改进和优化，以提高性能和可靠性。
三、什么是机构？列举几种常见的机构。
机构是机械系统中实现运动和力的传递或转换的组成部分。
常见的机构包括：1、连杆机构：通过连杆的组合实现运动和力的传递，如曲柄摇杆机构、双曲柄机构等。
2、凸轮机构：通过凸轮的转动实现指定运动，如盘形凸轮机构、圆柱凸轮机构等。
3、齿轮机构：通过齿轮的啮合实现运动和力的传递，如圆柱齿轮机构、圆锥齿轮机构等。
4、螺旋机构：通过螺旋的转动实现直线运动或角度运动，如螺纹丝杠机构、螺旋压力机等。
5、摩擦传动机构：通过摩擦力实现运动和力的传递，如带传动机构、摩擦轮传动机构等。
6、液压传动机构：通过液压油的传递实现运动和力的控制，如液压泵机构、液压缸机构等。
机械设计基础简答题库一、什么是机械设计基础？机械设计基础是机械工程学科中的一门基础课程，主要涉及机械系统的基本组成、力学性质、设计方法和优化等方面的知识。
它是机械工程专业学生必修的一门课程，也是工程师在设计机械设备时必须掌握的基本理论和技术。
机械设计简答题
7、蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要是针对_______4___来进行的。
（1）蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度 （2）蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度 （3）蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度 (4) 蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度
（2）用两个键相隔 布置，考虑到载荷在两个键上分布的不均匀性，双键联接的强度只按 个键计算。
7、答：平键联接的工作原理是：平键的工作面为其两个侧面，上表面与轮毂键槽底面间有间
隙。工作时靠轴上键槽、键及轮毂键槽的侧面相互挤压来传递运动和转矩。
普通平键联接的主要失效形式是键、轴和轮毂中强度较弱的工作表面被压溃，而导向平键和滑键联接的主要失效形式是工作面的过度磨损。
7、 平键联接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平键的剖面尺寸b×h和键的长度L是如何确定的？
8、圆头（A型）、平头（B型）及单圆头（C型）普通平键各有何优缺点？它们分别用在什么场合？轴上的键槽是如何加工出来的？
三、结构改错题
图所示为一对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。试按下例所示，指出图中的其它结构错误（不少于10个），润滑方式、倒角和圆角忽略不计。
应用：蜗杆传动主要用于传动比大而要求结构紧凑或自锁的中小功率场合
2、答：普通圆柱蜗杆有阿基米德圆柱蜗杆、法面直廓圆柱蜗杆、渐开线圆柱蜗杆三种类型。
阿基米德圆柱蜗杆、法面直廓圆柱蜗杆不便于磨削，精度较低。
3、答：由于加工蜗轮须用与之啮合的蜗杆参数相同的滚刀来加工，所以对于同一尺寸的蜗杆必须一把对应的蜗轮滚刀，即对同一模数不同直径的蜗杆，必须配相应数量的滚刀，这是很不经济的。为了限制蜗轮滚刀的数量，便刀具标准化，取蜗杆分度圆直径d1为标准值。
机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-Θ σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计(第八版)课后习题答案及解析(最新-参考答案及解析)
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-Θ σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计课程思考题和习题(适用教材_李建功主编《机械设计》(第四版)
机械设计课程思考题和习题（适用教材：李建功主编《机械设计》（第四版））机械设计课程组第一章机械设计总论思考题1－1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成？1－2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段？每个阶段的主要工作是什么？1－3 作为一个设计者应具备哪些素质？1－4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么？1－5 机械设计课程有哪些特点？学习中应注意哪些问题？1－6 什么是失效？什么是机械零件的计算准则？常用的计算准则有哪些？1－7 什么是校核计算？什么是设计计算？1－8 什么是名义载荷？什么是计算载荷？为什么要引入载荷系数？1－9 静应力由静载荷产生，那么变应力是否一定由变载荷产生？1－10 什么是强度准则？对于零件的整体强度，分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么？1－11 在计算许用应力时，如何选取极限应力？1－12 什么是表面接触强度和挤压强度？这两种强度不足时，分别会发生怎样的失效？1－13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么？这些准则得不到满足时，可能的失效形式是什么？1－14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度，是否也可以提高零件的刚度？1－15 什么是机械零件的“三化”？“三化”有什么实际意义？1－16 机械零件的常用材料有哪些？设计机械零件时需遵循哪些原则？第二章机械零件的疲劳强度设计思考题2－1 什么是疲劳破坏？疲劳断口有哪些特征？2－2 变应力有哪几种不同的类型？2－2 什么是疲劳极限？什么是疲劳寿命？2－4 什么是疲劳曲线？什么是极限应力图？用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题？2－5 什么是有限寿命设计？什么是无限寿命设计？如何确定两者的极限应力？2－6 塑性材料和脆性材料的σm－σa极限应力图应如何简化？2－7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么？它们是否对应力幅和平均应力均有影响？2－8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm－σa极限应力图？2－9 机械零件受恒幅循环应力时，可能的应力增长规律有哪几种？如何确定每种规律下的极限应力点？如何计算安全系数？2－10 什么是Miner 法则？用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题？2－11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数？习 题2－1 已知：45钢的σ－1＝270MPa ，寿命指数m=9，循环基数N 0＝107。
机械设计（第八版）课后习题答案及解析（最新_参考答案及解析）
机械设计（第⼋版）课后习题答案及解析（最新_参考答案及解析）3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111===--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112===--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113===--N N σσN 3-2已知材料的⼒学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-ΘσΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+?=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按⽐例绘制该材料的极限应⼒图如下图所⽰3-4 圆轴轴肩处的尺⼨为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如⽤题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代⼊公式，即()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加⼯⼯艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =???? ??-+=???-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按⽐例绘出该零件的极限应⼒线图如下图3-5 如题3-4中危险截⾯上的平均应⼒MPa 20m =σ，应⼒幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截⾯的计算安全系数ca S 。
机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)10页word文档
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
[解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ（1）C r =工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 （2）C σ=m工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压 力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？解：最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。
机械设计(第八版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计基础课后习题答案(第四版)陈立德 罗卫平
第4章平面连杆机构
4.1机构运动分析时的速度多边形与加速度多边形特性是什么？
答：同一构件上各点的速度和加速度构成的多边形与构件原来的形状相似，且字母顺序一致。
4.2为什么要研究机械中的摩擦？机械中的摩擦是否全是有害的？
答：机械在运转时，其相邻的两构件间发生相对运动时，就必然产生摩擦力，它一方面会消耗一部分的输入功，使机械发热和降低其机械效率，另一方面又使机械磨损，影响了机械零件的强度和寿命，降低了机械工作的可靠性，因此必须要研究机械中的摩擦。
章平面机构的结构分析12章平面连杆机构16章凸轮机构36章间歇运动机构46章螺纹连接与螺旋传动48章带传动60章链传动73第10齿轮传动80第11蜗杆传动112第12齿轮系124第13机械传动设计131第14轴和轴毂连接133第15轴承138第16其他常用零部件152第17机械的平衡与调速156第18机械设计cad简介163word可编辑
第14章轴和轴毂连接133
第15章轴承138
第16章其他常用零、部件152
第17章机械的平衡与调速156
第18章机械设计CAD简介163
第1章机械设计概述
1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？
答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：
1.产品规划 主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
机械中的摩擦是不一定有害的，有时会利用摩擦力进行工作，如带传动和摩擦轮传动等。
4.3何谓摩擦角？如何确定移动副中总反力的方向？
答：（1）移动或具有移动趋势的物体所受的总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角 。
（2）总反力与相对运动方向或相对运动趋势的方向成一钝角 ，据此来确定总反力的方向。
4.4何谓摩擦圆？如何确定转动副中总反力的作用线？
机械设计基础课后习题答案(第四版)陈立德 罗卫平
取速度比例尺 ，作速度矢量如题4.11答案图b所示，由图可知：
③求 。因为 所以构件2在此瞬时作平动，即
方向为顺时针转。
（2）加速度分析。
1求 。由已知条件可知： ，方向 ，
。
②求 。根据相对运动原理，可建立下列方程式
大小？ ？0.80？
方向？
取 作加速度矢量图如题4.11答案图c所示，则 代表 。
①认真研究机构的结构及其动作原理，分清机架，确定主动件。
②循着运动传递的路线，搞清各构件间相对运动的性质，确定运动副的种类。
③测量出运动副间的相对位置。
④选择视图平面和比例尺，用规定的线条和符号表示其构件和运动副，绘制成机构运动简图。
3.4计算如题3.4图所示各机构的自由度，并说明欲使其具有确定运动，需要有几个原动件？
题3.7答案图
第4章平面连杆机构
4.1机构运动分析时的速度多边形与加速度多边形特性是什么？
答：同一构件上各点的速度和加速度构成的多边形与构件原来的形状相似，且字母顺序一致。
4.2为什么要研究机械中的摩擦？机械中的摩擦是否全是有害的？
答：机械在运转时，其相邻的两构件间发生相对运动时，就必然产生摩擦力，它一方面会消耗一部分的输入功，使机械发热和降低其机械效率，另一方面又使机械磨损，影响了机械零件的强度和寿命，降低了机械工作的可靠性，因此必须要研究机械中的摩擦。
答：（1）以转轴的轴心为圆心，以 为半径所作的圆称为摩擦圆。
（2）总反力与摩擦圆相切，其位置取决于两构件的相对转动方向，总反力产生的摩擦力矩与相对转动的转向相反。
4.5从机械效率的观点看，机械自锁的条件是什么？
答：机械自锁的条件为 。
4.6连杆机构中的急回特性是什么含义？什么条件下机构才具有急回特性？
机械设计第八版课后答案
3.5课后习题详解3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限M P a -σ=1180，取循环基数N ,m =⨯=605109，试求循环次数N 分别为7 000，25 000，620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
解N .M P a --σ=σ=⨯=111803736N.M P a --σ=σ=⨯=111803243N.M P a --σ=σ=⨯=1118022703-2 已知材料的力学性能为s M P a ,M P a ,.-σσ=σ=φ=126017002，试绘制此材料的简化极限应力线图（参看图3.2的A ’D ’G ’C ）。
解 ()()A ',,C ,01702600，由.M P a .σ-σ-σσ-σ⨯φ=⇒σ===σ+φ+10100222170283331102得()D './,./283332283332。
根据点()()()A ',,C ,D '.,.017026001416714167按比例绘出该材料的极限应力线图如3.13所示。
有图3-3 一圆轴的轴肩尺寸为：D m m ,d m m ,r m m ===72623，材料为C rN i 40，其强度极限a M P a σ=900，屈服极限s M P a σ=750，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数k σ。
解 由于D /d /.,r /d /.====72621163620048，所以查教材附表 3.1，插值得a .σ≈246，查教材附科3.1，插值得q .σ≈090，则()()k q a ...σσσ=+-=+⨯-=11109024612313-4 圆轴的轴肩尺寸为：D m m ,d m m ,r m m ===54453，如用题3-2中的材料，设其强度极限B M P a σ=420，试绘制此零件的简化极限应力线图。
解 由D /d /.,r /d /.====5445123450067，所以，查教村附表 3.1,插值得a .σ≈299，查教材附图3.1，插值得q .σ≈078，则()()k q a ...σσσ=+-=+⨯-=1110782291201查教材附图3.2，插值得.σε≈074，按粗车加工工艺，查教材附图3.4，插值得.σβ≈13，则qk .K ....σσσσ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪εββ⎝⎭⎝⎭11201111122507408313得()()()A ',,,C ,D '.,.075562600141676296按比例绘出该零件的极限应力线图如图 3.14所示。
机械设计简答题总结（5篇）
机械设计简答题总结（5篇）第一篇：机械设计简答题总结机械设计简答题总结1.提高机械零件疲劳强度的措施？①减小应力集中；②提高表面加工质量；③采用能提高疲劳强度的热处理和强化方法；④减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹尺寸；2.螺纹连接预紧的目的？预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件出现缝隙或相对滑移。
3.连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。
在静载荷或工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。
但在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。
重复多次后就会使连接松脱。
摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母；机械防松：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝；4.提高螺纹连接强度的措施1）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅①降低螺栓的刚度Cb（增加螺栓长度、腰状杆螺栓和空心螺栓）；②增大被连接件的刚度Cm（不用垫片或采用刚度较大的垫片）；同时增大预紧力2）改善螺纹牙上载荷分布不均的现象均载螺母：悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母、钢丝螺套3）减小应力集中的影响（较大的圆角和卸载槽，或将螺纹收尾改为退刀槽）4）采用合理的制造工艺方法（冷镦螺栓头部、滚压螺纹）5.V带传动中，小带轮基准直径d1的选取对带传动的影响是什么？带速V的选取对带传动的影响是什么？当带传动的功率P和转速一定时，d1减小则带速V降低，单根V 带所传递的功率减小，从而导致V带根数增加。
这就加大了带轮的宽度，也增大了载荷在V带之间分配的不均匀性，同时d1的减小也将导致V带弯曲应力增大。
故d1不能太小。
当带传动的功率P一定时，提高带速，则单根V带所传递的功率增加，相应的可减少带的根数或者减小V带的横截面积，使带传动的总体尺寸减小；带速V过高，则离心拉应力增大，使得单根V带所传递的功率减小，带的寿命降低。
带速过低，单根V带所传递的功率过小，带的根数增多，传动能力没有得到发挥。
机械设计分析思考题及答案
第一章机械设计概论1，一部完整的机器由哪些部分所组成？各部分的作用是什么？试以汽车为例说明这些组成部分各主要包括些什么？答：包括：动力部分，执行部分，控制部分，辅助部分，传动部分。
2,人们常说的机械的含义是什么？机器和机构各指的是什么？答：机械是机器和机构的总称。
机器是人类进行生产以减轻体力劳动和提高生产率的主要工具。
有两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统称为机构。
3，什么是部件？什么是零件？什么是构件？答：为完成同一使命在结构上组合在在一起并协同工作的零件成为部件。
组成机器的不可拆的基本单元称为机械零件。
构件是机械系统中实际存在的可更换部分，它实现特定的功能，符合一套接口标准并实现一组接口。
4，什么是通用零件？什么是专用零件？答：各种机器中普遍使用的零件称为通用零件。
只有在一定类型的机器中使用的零件称为专用零件。
5，什么是标准件？答：经过优选，简化，统一并经以标准代号的零件和部件称为标准件。
6：机器设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本设计要求？答：（1），在使用方面，机器应能在给定的工作期限内具有高的工作可靠性，并能始终正常工作；在经济方面，应从机器费用，产品制造成本等多种因素中综合衡量，以能获得最大经济效益的方案为最佳设计方案；机器外观造型应比例协调，大方，给人以时代感，美感，安全感；限制噪声分贝数。
（2）工作可靠，又要成本低廉，应正确选择材料，合理规定公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。
7,机械零件的计算可分为哪两种？它们大致可包含哪些内容？答：可分为设计计算和校核计算两种。
设计计算根据零件的工作情况和选定的工作能力准则拟定出安全条件，用计算方法求出零件危险截面的尺寸，然后根据结构与工艺条件和尺寸协调的原则，使结构进一步具体化。
校核计算是先参照已有实物，图纸和经验数据初步拟定零件的结构布局和有关尺寸，然后根据工作能力准则核验危险截面是否安全。
第二章机械零件的工作能力和计算准则1，什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？答：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。
机械设计基础课后习题答案(第四版)
机械设计基础课后习题答案(第四版) 第1章总论课后习题答案题1-1试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。
答：机械是机器与机构的总称。
其中机构是指用来传递与交换运动和力的可动的装置；机器是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动，用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体；机器用来完成有用的机械功或转换机械能，而机构在习惯上主要是指传递运动的机械（如仪表等）以及从运动的观点加以研究而言的。
机器中必包含一个或一个以上的机构。
零件是机器及各种设备的基本组成单元；根据机器功能、结构要求，某些零件需固联成没有相对运动的刚性组合，成为机器中运动的一个基本单元体，通常称为构件；构件与零件的区别在于：构件是运动的基本单元，而零件是制造的基本单元；有时一个单独的零件也是一个最简单的构件。
构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持确定相对运动的“可动联接”，这种可动联接称为“运动副”；当构件之间用运动副联接以后，在其联接处，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对于相对运动的限制称为运动副的约束。
题1-2机械运动简图和装配图有何不同？正确绘制运动简图应抓住哪些关键？请画出图1-1所列机构和机械的运动简图。
陈秀宁机械设计基础教材答案答：把复杂的机械采用一些简单的线条和规定的符号将其传动系统、传动机构间的相互联系、运动特性表示出来，表示这些内容的图称为机械运动简图；装配图是表示机器或部件的图样，它是生产中的主要技术文件之一；从机械运动简图中可以清晰地看出原动机的运动和动力通过哪些机构、采用何种方式，使机器工作部分实现怎样的运动；根据运动简图再配上某些参数便可进行机器传动方案比较、运动分析和受力分析，并为机械系统设计、主要传动件工作能力计算、机件（构件和零件之统称）结构具体化和绘制装配图提供条件。
根据实际机械绘制其运动简图时，首先应分清各种机构，判别固定构件与运动构件，数出运动构件的数目，并根据构件间相对运动性质确定其运动副的类型；测量各个构件上的运动尺寸，然后根据这些尺寸选择适当的长度比例尺和视图平面用规定的或惯用的机构、构件和运动副的代表符号绘制简图；最后仔细检查运动构件的数目、运动副的类型和数目及其相对位置与联接关系等是否正确，否则将不能正确反映实际机械的真实运动。
《机械设计基础》4版 教学资源 教材习题解答 轴的设计
习题与参考答案一、复习思考题1 按轴所受载荷的情况可分哪三类?试分析自行车的前轴、中轴、后轴的受载情况，说明它们各属于哪类轴?2 为提高轴的刚度，把轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效?为什么?3 轴上零件的轴向及周向固定各有哪些方法?各有何特点?各应用于什么场合?4 轴的计算当量弯矩公式()22T M M ca α+=中，应力校正系数α的含义是什么?如何取值?5 影响轴的疲劳强度的因素有哪些?在设计轴的过程中，当疲劳强度不够时，应采取哪些措施使其满足强度要求?二、单项选择题1 工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为 。
A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 D ．曲轴2 采用 的措施不能有效地改善轴的刚度。
A ．改用高强度合金钢B ．改变轴的直径C ．改变轴的支承位置D ．改变轴的结构3 按弯扭合成强度计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑 。
A ．轴上键槽削弱轴的强度 B ．合成正应力与切应力时的折算系数 C ．正应力与切应力的循环特性不同的系数 D ．正应力与切应力方向不同4 转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质为 。
A ．脉动循环 B ．对称循环 C ．静应力 D ．非对称循环5 对于受对称循环转矩的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩）()22T M M ca α+=，α应取。
A ．α≈0.3B ．α≈0.6C ．α≈1D ．α≈ 6 根据轴的承载情况， 的轴称为转轴。
A ．既承受弯矩又承受转矩B ．只承受弯矩不承受转矩C ．不承受弯矩只承受转矩D ．承受较大轴向载荷 三、填空题1 自行车的中轴是 轴，而前轮轴是 轴。
2 为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径 轴上零件的圆角半径或倒角C 。
3 对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对 的敏感性。
4 传动轴所受的载荷是 。
5 一般单向回转的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性质按 处理。
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第一章 机械设计概论第二章 机械零件的工作能力和计算准则二、分析与思考题1、机械设计的基本要求包括哪些方面？答：功能要求；安全可靠性要求；经济性；其他要求2、机械设计的一般程序如何？答：设计任务→调查研究→开发计划书→实验研究→技术设计→样机试制→样机试验→技术经济评价→生产设计→小批试制→正式投产→销售服务3、对机械零件设计有哪些一般步骤？答：1、选择零件类型、结构；2、计算零件上的载荷；3、选择零件的材料；4、确定计算准则；5、理论设计计算；6、结构设计；7、校核计算；8、绘制零件工作图；9、编写计算说明书及有关技术文件，其中步骤4对零件尺寸的确定起决定性的作用。
4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？答：强度准则；刚度准则；寿命准则；振动稳定性准则；可靠性准则。
5、什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？答：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。
常见失效形式有：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；压力容器、管道等得泄露；运动精度达不到要求等。
6 、什么是零件的工作能力？什么是零件的承载能力？答：零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力；对载荷而言的工作能力称为承载能力。
7、什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷？什么是静应力和变应力？答：不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷；随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷称为变载荷；在稳定和理想的工作条件下，作用在零件上的载荷称为名义载荷；再设计计算中，常把载荷分为名义载荷和计算载荷，计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数Ｋ。
8、什么是变应力的应力比r ？静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力的r 值各是多少？答：最小应力与最大应力之比称为变应力的循环特性ｒ。
静应力ｒ＝１；脉动循环变应力ｒ＝０；对称循环变应力ｒ＝－１．9、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的应力？它们的应力比分别是多少？10 、什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？答：材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为工作应力；根据计算载荷求的应力称为计算应力；工作的时候，工件被破坏的应力值，称为零件的极限应力；机械设计中允许零件或构件承受的最大应力值称为许用应力；11、在静应力下工作的零件其失效形式有哪些？用塑性材料制造的零件和用脆性材料、低塑性材料制造的零件，其极限应力各应是什么？答：静应力时零件的主要失效形式：塑性变形、断裂；脆性材料的极限应力为B （强度极限）；塑性材料的极限应力为s σ（屈服极限）12、如图所示，各轴均受静载荷的作用，试判断零件上A 点的应力是静应力还是变应力，并确定应力循环特性r 的大小或范围。
（a ）(b) (c)第三章 机械零件的疲劳强度设计二、分析与思考题1 、机械零件疲劳强度的计算方法有哪两种？其计算准则各是什么？答：安全－寿命计算，其设计准则是：在规定的工作期间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦出现，即认为失效。
这是应按N -σ曲线进行寿命疲劳计算，或按N p -ε曲线进行低周循环疲劳计算；破损－安全设计，其准则是：允许零件存在裂纹并缓慢扩展，但必须保证在规定的工作期间内，仍能安全可靠地工作，这是按K d d Na ∆-曲线进行的疲劳强度计算。
2 、机械零件在变应力条件下工作发生疲劳断裂而失效的过程怎样？答：一阶段是零件表面上的应力较大处的材料发生剪切滑移，产生初始裂纹，形成疲劳源，疲劳源可以有一个或数个。
二阶段是裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形，使裂纹扩展直至发生疲劳断裂。
3 、什么是应力循环基数？一般碳钢和高硬度合金钢的循环基数是多少？答：在疲劳试验曲线上对应于接触强度极限的应力循环次数，称为应力循环基数（0N ）。
4 、试区分金属材料的几种应力极限：b σ、s σ、1-σ、0σ和r σ。
在零件设计中确定许用应力时，应当怎样根据具体工作情况选取这些应力极限？答：b σ－强度屈服极限；s σ－屈服极限；1-σ－材料对称循环弯曲弯曲疲劳极限；0σ－材料脉动循环弯曲疲劳极限；r σ－有限寿命疲劳极限；5 、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？答；有应力集中，零件尺寸，表面状态，环境介质，加载顺序和频率等，其中前三个最重要。
6 、疲劳强度的综合影响系数KσD ，KτD 的意义是什么？其计算公式是什么？ 答；σσσσβεk K D =)( ττττβεk K D =)(（P41）7 、怎样区分变应力是稳定的还是非稳定的？怎样进行在稳定变应力下的零件强度计算？怎样进行在规律性非稳定变应力下的零件强度计算？答：在每次循环中，平均应力m σ、应力幅a σ和周期都不随时间t 变化的应力称为稳定变应力。
若其中之一随时间变化的则称为非稳定变应力。
8 、何谓疲劳损伤累积假说？疲劳损伤累积计算的数学表达式为何？答：在每一次应力作用下，零件寿命就要受到微量的疲劳损伤，当疲劳损伤累积到一定程度达到疲劳寿命极限时便发生疲劳折断。
'1''221'1ii n i n n N N N N N N N N F =∑=+⋯⋯++= 9 、零件在非稳定变应力下工作的安全系数如何计算？要求写出计算步骤和计算公式并加以必要的说明。
（P46）10 、怎样求复合应力状态下的安全系数？ （P51）第六章 螺纹联接及螺旋传动二、分析与思考题1、螺纹的主要参数有哪些？各参数间的关系如何？在设计中如何应用？答：d --螺纹大径；d1-螺纹小径；d2--螺纹中径；p --螺距；n --线数；S --导程；λ--螺纹升角；α，牙型角；β--牙型斜角；旋向。
2 、根据螺纹旋向的不同，螺纹可以分为哪几种？如何判断螺纹的旋向？答：机械制造中一般采用右旋螺纹，由特殊要求时才采用左旋螺纹。
按照螺旋线的数目螺纹还可以分为左旋螺纹和右旋螺纹，为了制造方便螺纹的线数一般不超过4，时多线螺纹，这时为了制造方便。
3 、常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋？是单线还是多线？为什么？答：常见螺纹是右旋单线。
4 、圆柱螺纹的公称直径指的是哪个直径？计算螺纹的摩擦力矩时使用哪个直径？计算螺纹危险截面时使用的是哪个直径？5 、螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么？答：实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。
因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。
防松根本问题是：消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。
6 、防松的基本原理有哪几种？具体的防松方法和装置各有哪些？答：基本原理：可分为利用摩擦、直接锁住和破坏螺纹副关系三种。
方法和装置：1）摩擦防松——双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等；2）机械防松——开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等；3）永久防松——端铆、冲点、点焊；4）化学防松——粘合7 、什么叫螺纹的自锁现象？自锁条件如何？螺旋副的传动效率又如何计算？答：自锁现象：某些机械，就其结构而言是能够运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无论驱动力如何增大，也无法使机械运动的现象。
机械的自锁实质就是其中的运动副发生了自锁。
移动副发生自锁的条件为：在移动副中，如果作用于滑块上的驱动力作用在其摩擦角之内（即传动角β≤摩擦角φ ），则发生自锁。
转动副发生自锁的条件为：作用在轴颈上的驱动力为单力F ，且作用于摩擦角之内，即 a （臂长） ≤ ρ（摩擦圆半径）。
螺旋副的自锁条件为：r v f f arctan cos tan 1==≤-βϕψ 螺旋副的传动效率为：)tan(tan v ϕϕϕη+= 8 、螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么？9、何为松螺纹联接？何为紧螺栓联接？它们的强度计算方法有何区别？10 、试画出螺纹联接的力－变形图，并说明联接在受到轴向工作载荷后，螺纹所受的总拉力、被联接件的剩余预紧力和轴向工作载荷之间的关系。
（NP83）11 、进行螺栓组联接受力分析的目的是什么？答：目的——找出受力最大的螺栓，然后验算或者设计。
12 、承受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其工作原理是什么？螺栓的危险截面在哪里？螺栓受到什么力的作用？产生什么应力？13 、对承受横向载荷或传递力矩的紧螺栓联接采用普通螺栓时，强度计算公式中为什么要将预紧力提高到1.3倍来计算？若采用铰制孔用螺栓时是否也这样考虑？为什么？14 、按螺旋副摩擦性质的不同，螺旋传动可分为哪几类？试说明它们的优缺点。
答：可分为滑动螺旋，滚动螺旋和静压螺旋。
静压螺旋实际上是采用静压静压流体润滑的滑动螺旋。
活动螺旋构造简单、加工方便、易于自锁，但摩擦大、效率低（一般为30%-40%）、磨损快，低速时可能爬行，定位精度和轴向刚度较差。
滚动螺旋和静压螺旋没有这些缺点，前者效率在90%以上，后者效率可达99%；但构造比较复杂，加工不便。
静压螺旋还需要供油系统。
15 、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）主要根据哪些计算准则来确定？答：失效形式是螺纹磨损，而螺杆的直径和螺母的高度也常由耐磨性要求决定。
（P119）16、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是 。
A ．增大被联接件的刚度 B. 减小被联接件的刚度 C. 增大螺栓的刚度第七章 键、花键和销联接二、分析与思考题1 、键联接有哪些主要类型？各有何主要特点？平键和半圆键联接的共同特点：1) 键的侧面是工作面；2) 一般情况下，不影响被联接件的定心。
斜键联接只用于静联接2、平键联接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平键的剖面尺寸b×h 和键的长度L 是如何确定的？ 答：平键的工作原理：键的侧面是工作面，靠键和键槽互压传递转矩。
按轴颈d 确定b×h ，按轮毂长度确定L 的。
3 、导向平键联接和滑键联接有什么不同，各适用于何种场合？答：导键固定在轴上而毂可以沿着键移动，滑键固定在毂上而随毂一同沿着轴上键槽移动。
当轴向移动距离较大时，宜采用滑键，因为如同导键，键将很长，增加制造困难。
4、花键联接和平键联接相比有哪些优缺点？为什么矩形花键和渐开线型花键应用较广？答：花键优点：1）齿对称布置，使轴毂受力均匀；2）齿轴一体而且齿槽较浅，齿根的应力集中较小，被连接件的强度削弱较少；3）齿数多，总接触面积大，压力分布较均匀。
不过，齿的制造要用专门的设备和工具，这就是花键联接的应用到一定的限制。