防松能力提高螺栓在变载荷下的疲劳强度4
机械设计总论及螺纹连接-答案
《机械设计》作业一 —— 机械设计总论及螺纹连接姓名班级学号成绩一、填空题1、若一零件的应力循环特性r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时σm 为210N/ mm 2，σmax 为280 N/mm 2，σmin 为140 N/mm 2。
2、材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1 =300N/mm 2，循环基数N 0=106，寿命指数m=9，当应力循环次数N=105时，材料的弯曲疲劳极限 σ-1N =387.5N/mm 2。
3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是疲劳断裂，这种损坏的断面包括光滑区和粗糙区。
4、机械零件常见的失效形式有整体断裂、过大的残余变形、表面破坏、正常工作条件的破坏。
5、螺纹的公称直径是指螺纹的___大径__。
6、粗牙螺纹的定义是_同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹。
7、螺纹的升角是指螺纹中径处的升角,拧紧螺母时效率公式为)(v tg tg ρψψη+=。
8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用普通螺栓连接时，往往采用_____螺钉___连接或双头螺柱连接。
9、三角形螺纹主要用于联接，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。
10、螺纹连接常用的防松方法有摩擦防松、机械防松、破坏防松。
11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的阻力矩和螺母与被联接件支承面间的摩擦阻力矩。
12、计算螺栓强度时用螺栓的小径，分析螺纹的受力时用螺栓的中径。
13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有拉伸和扭转载荷联合作用。
因此，在截面上有拉应力和剪应力。
14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了避免螺栓受到偏心载荷。
15、螺栓强度等级标记6.6级，6⨯6⨯10=360MPa表示材料的屈服强度；螺母强度等级标记8级，8⨯100=800MPa表示材料的抗拉强度。
16、对于重要的联接不宜用小于M12-M16的螺栓主要是因为避免预紧时拧断螺栓。
最新大学机械设计期末模拟试题带答案
大学机械设计期末模拟试题姓名： 考号： 分数：一、是非题（对的写“√” ，错的写“×” ，每题2分）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。
（√）2．楔键在安装时要楔紧，故定心性能好。
（×）3．切向键连接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。
（√）4．被连接件是锻件或铸件时，应将安装螺栓处加工成小凸台或鱼眼坑，其目的是为了避免偏心载荷。
（√）5．应力只要随时间发生变化，均称为变应力。
（ × ）6．当某零件上受载荷作用时，其上结构和尺寸突变处不会产生应力集中。
（ × ）7. 变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。
（√）8. 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之增大。
（×）9. 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值不相等。
（×）10. 键的截面尺寸b ×h 是按轴的直径d 由标准中选定的。
(√)11. 由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一母线上 (×)12. 在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮工作载荷相同，所以两者的齿根弯曲应力以及齿面接触应力也分别相等。
( × )13. 由于锥齿轮的几何尺寸是以大端为标准的，因此，受力分析也在大端上进行。
（ × ）14. 只要设计和使用正确，带传动的打滑是完全可以避免的 （ √ ）15. 在相同的初拉力作用下，V 带的传动能力明显高于平带的传动能力 （ √ ）16. 普通螺纹用于连接时，一般多用粗牙螺纹。
（ √ ）17. 受变载荷作用的零件在有限寿命下工作时，其材料的疲劳极限比无限寿命的要高。
（√）二、单项选择题(在空格处填上正确答案的字母代号 ，每题2分)1．在以下几种工况中，____A ____ 齿轮传动的齿宽系数d φ可以取大些。
螺纹联接与螺旋传动_题目与答案
螺纹联接与螺旋传动一、简答题(1)为什么螺纹联接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？ 试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？ (2)试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？ (3)一螺栓联接预紧后，受轴向变载荷作用，在最大工作载荷max F 及剩余预紧力不变的情况下，试问提高这种螺栓疲劳强度的具体措施有哪些？(4)为提高螺栓的疲劳强度，欲减小螺栓的应力幅，请举出一个措施，并用螺栓受力—变形协调图来说明。
(5)螺栓的主要失效形式有哪些？(6)拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算？哪些螺纹参数影响螺纹副的效率？ 二、填空（1）螺纹的公称直径是指螺纹的 径，螺纹的升角是指螺纹 径处的升角。
螺纹的自锁条件为 ，拧紧螺母时效率公式为 。
（2）螺纹联接常用的防松原理有， ， ， 。
其对应的防松装置有 ， ， 。
（3）三角形螺纹主要用于 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于 。
（4）标记为螺栓GB5782—86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是 形，牙形角等于度，线数等于 ，16代表 ，80代表 。
（5）若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程S和牙形角。
（6）为了提高螺栓强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小 刚度或增大 刚度。
（7）有一单个紧螺栓连接，已知该螺栓所受预紧力N Q 10000=，所受轴向工作载荷N Q l 500=，螺栓的相对刚度系数2.0=+cb bK K K ，则螺栓所受的总拉伸载荷 ，残余预紧力 ；为保证结合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷 。
（需注明式中各符号的意义） （8）受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。
（9）压力容器的紧螺栓联接中，若螺栓的预紧力和容器的压强不变，而仅将凸缘间的铜垫片换成胶垫片，则螺栓所受的总拉力b Q 和联接的紧密性 。
机械设计基础 简答题
连接问答题1.常用螺纹的类型主要有哪些？答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。
2.哪些螺纹主要用于连接？哪些螺纹主要用于传动？答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于连接。
梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。
3.螺纹连接的基本类型有哪些？答：螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。
其它还有地脚螺栓连接、吊环螺钉连接和T型槽螺栓连接等。
4.螺纹连接预紧的目的是什么？答：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间出现缝隙或发生相对滑移。
5.螺纹连接防松的方法按工作原理可分为哪几种？答：摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。
6.受拉螺栓的主要破坏形式是什么？答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。
变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。
7.受剪螺栓的主要破坏形式是什么？答：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。
8.为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。
答：可采取减小螺栓刚度或增大被连接件刚度的方法来降低应力幅。
1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。
9.螺纹连接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？答：在静载荷及工作温度变化不大时，连接一般不会自动松脱。
但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成连接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生连接松脱。
10.横向载荷作用下的普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种答：前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被连接件的剪切和挤压来承载。
前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，螺栓直径也较大。
11.承受预紧力F0和工作拉力F的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F2是否等于F0+F？为什么？答：不等于。
2014考研西安交通大学《802机械设计基础》习题解析 (9)
Fmax 2 Fmax F2 (1.67 0.83) 104 2.50 104 N
14
（c）在扭矩T作用下： 受力最大螺栓所受的工作剪力 Fmax
Trmax ri 2
i 1 z
rmin 75mm
Fmax Trmax ri 2
通过分析计算可以看出：方案（b）的布置形式螺栓受力最
小。
16
15-15 一传递横向载荷 FR的受拉螺栓组连接。已知：
FR =1000N ；接合面对数m=1；螺栓数目z=2；摩擦因数
75MPa
f=0.15；可靠性系数 k f 1.2 ；螺栓材料的许用拉应力 。求接合面不滑移条件下的螺栓最小直径。
Fmax 和F3之间的夹角的余弦值： 150 cos = =0.894 167.7
受力大小为：
Fmax 3 Fmax 2 F32 2 Fmax F3 cos 1800 2.032 0.832 2 2.03 0.83 0.894 104 2.797 104 N
i 1
在力FQ作用下，每个螺栓受力F1为：
5 104 F1 0.83 104 N 6 6 FQ
12
此时受力最大的是右上角的螺栓：
Fmax 和F1之间的夹角的余弦值： 150 cos = =0.866 173.2
受力大小为：
Fmax1 Fmax 2 F12 2 Fmax F1 cos 1800 2.312 0.832 2 2.31 0.83 0.866 104 3.06 104 N
受冲击振动和变载荷的连接，也可用作微调机构的调节螺纹。 15-3 螺纹连接预紧的作用是什么？为什么对重要连接要控制
机械设计复习题
一． 选择题1.在带、链、齿轮组成的多级传动中，带传动应放在。
A.高速级B.低速级C.高速级或低速级均可2．悬置螺母的主要作用是。
A.作为联接的防松装置B.减小螺栓系统的刚度C.使螺母中各圈螺纹受力较均匀D.防止螺栓受弯曲载荷3．为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r 与轴肩处的圆角半径rl 应有关系。
A. r=rl ；B. r>r1；C. r<rl4．滚动轴承代号由三段组成，其中分别为：。
A. 前置代号、基本代号和后置代号B. 精度、类型和尺寸代号C. 类型、直径系列和内径代号D. 精度、类型和内径代号5．键的截面尺寸（b 、h ）通常是根据按标准选择。
A.轴传递扭矩的大小B.传递功率的大小C.轮毂的长度D. 轴的直径6. 在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可缓冲吸振的是。
A. 凸缘联轴器B. 齿式联轴器C. 万向联轴器D. 弹性柱销联轴器7. 增大轴的阶梯过渡圆角半径的优点是。
A. 使零件的轴向定位比较可靠B. 使轴的加工比较方便C. 使零件的轴向固定比较可靠D. 降低应力集中，提高轴的疲劳强度8.链传动张紧的目的是。
A. 使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和功率B. 使链条与齿轮之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和功率C. 避免链条垂度过大时产生啮合不良D. 避免打滑9. 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随接触角α的增大而。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 增大或减小随轴承型号而定10．联轴器和离合器的主要作用是。
A. 缓和冲击和振动B. 补偿两轴间可能的位移C. 传递扭矩D. 防止机器发生过载11. 承受预紧力F 0的螺栓连接在受到轴向工作载荷F ，残余预紧力F 1时，螺栓将受到总拉力F 2为。
A. 20m b mC F F F C C =++ B. 20F F F =+z C. 2b b m C F F F C C =++ D. 20b b mC F F F C C =++ 12. 在轴的强度计算时，危险剖面处的计算弯矩为ca M =，式中α为考虑的一个循环特性差异系数。
长沙理工大学机械设计期末考试题库含答案
长沙理工大学机械设计期末考试题库含答案机械设计试卷3一 选择填空题 （每空一分共20分）1在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是 普通螺纹 ，其牙型角60α= 。
2普通平键连接工作时，平键的工作面是 侧面，平键的剖面尺寸b h ⨯按 轴径 从标准中查取。
平键连接主要失效形式是 压溃 。
3带传动中，若1υ为主动轮圆周速度，2υ为从动轮圆周速度，υ为带速，则这些速度之间存在的关系是 12υυυ>> 。
4 V 带传动中，V 带截面楔角40ϕ= ，则V 带轮的轮槽角φ0应 < 40 。
5在设计V 带传动时，V 带的型号可根据 计算功率 和 小带轮转速 查选型图确定。
6对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，为使大小齿轮接近等强度，常用的热处理方法是小齿轮 调质 ，大齿轮 正火 。
7根据轴的承载情况，自行车的前轴承受弯矩作用应称为 心 轴。
中间轴应称为 转 轴。
8代号为6206的滚动轴承，其类型是 深沟球轴承，内径d= 30 mm 。
9温度和压力是影响粘度的主要因素，若温度升高，则 粘度降低（或减少） ，若压力升高，则 粘度增加（或变大）。
10 在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可缓冲吸振的是 D 。
A 凸缘联轴器B 齿式联轴器C 万向联轴器D 弹性柱销轴器11在蜗杆传动中，规定蜗杆分度圆直径的目的是 减少蜗轮滚刀的数量，利于刀具标准化。
12普通平键连接工作时，平键的工作面是 侧面。
二 简答题(共5题，每题6分)1 简述齿轮传动的失效形式和开式齿轮传动的设计准则答：失效形式包括：轮齿折断（1分）、齿面疲劳点蚀（1分）、齿面磨损（1分）、齿面胶合（1分）、轮齿塑性变形（1分）。
开式齿轮传动的设计准则：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数适当加大。
（1分）2 以框图形式说明转轴的设计过程。
3简述蜗杆传动的正确啮合条件。
答：中间平面上，蜗杆轴向模数与蜗轮端面模数相等，均为标准值（2分）；蜗杆轴面压力角与蜗轮端面压力角相等，且为标准值（2分）；蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线方向相同并且蜗杆分度圆柱上的导程角等与蜗轮分度圆柱上的螺旋角。
机械设计课后答案
3-1已知材料的对称循环弯曲疲劳极限乙=200\吗循环基数叫=10了，加= 循环i 欠数N 分别为8000, 30000, 600000次时，材科的有限寿命弯曲疲劳极限.解・/VI ■当AJ8000时2・2已矢喋合金钢的机械性能为乙・7j0MP “ ＜7.,-460- 0.2 ＞试绘制此材 料的极卩融力国。
3-3已知一经过精车加工的圆轴轴肩尺寸三D = 70mm : d = 60nun : r = 3mm,材料为碳钢，其强度极限＜7严500兀必，试计算轴肩处的鸾曲应力综合影响系数K 。
・试计算=”0灯 107 600000= 2117材料的极跟应力閤如下;当 3^30000 时当 W600000 时①七=J解:t根据方程式C2-7),轴肩处的弯曲应力综合影响慕数Kj2. 查表定系换d SO d查附图LI®得弯曲时园角的肓趙应力集中^&<=1.77；查附图2七得零件的尺寸系魏耳=0-78,查附图2-8醤零件的加工表丽虎量系数0二0.9,3. 计算综合影响系数将竟得的各系数代入上式得穹圧应力综合影响系数；177礼= =2.520,72x0.$已知一经过粗车加工的IS轴轴肩尺寸；0=70^, <M5nm Hnrn如果使用题2-2中的村料，其强度极限込.二900A"e试绘带J该轴的极隈应力图.解:1 •根据已知条件确定脉动循环疲劳极限，由由平均应力折算为应力幅的系数,得 o •。
二竺-二竺竺二 767MPa ° 1+忆 1 + 0.2 2.确定弯曲应力综合彫响系数恳疔=1.27 ,陋 1.2< — <2 d查附图2・l （c ：得上，二2.06 查附閨2・5得耳=0.73查附图2・8得Q 二0.743.计算坐标值根据 心可以获得零件的对称循环极限应力2脉动循环极限应力幅分别为’和屈服极限应力点（6』）•绘制零件极限应力图:4. 绘制零件极P 艮应力图代入上式亀—M = 3.81=\2\MPa 2K 一 2xK 7672x3.81 = l)lMPa在乐-矶坐标中，利用零件的对称循环极限应力点（0, 心，脉幼循环极限应力点普2K 460 ?813-5如果题目3^4中危险戡ffi上的平均应力Q齐=口,应力幅兀= 36_W7b,试讒IB循环特性尸常数.求出该截面的计算安全系数亠沙解:1.根据危险截面的应力= 25 MP包和叭=充MPa,在零件擲艮应力图上画出工作应力点2.因尸=常甑M点/位于Q4D区域之内，M点捣极限应力鼠应搜磯劳强度计算安全系艱根据方程式S11八计算安全系数险九第三章3-1螺纹按牙形不同分有哪几种？各有何特点？各适用于何种场合?答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。
机械设计期末考试试卷-机自15级B卷(含答案)
2015－2016学年第一学期期末 考试试题 B 卷第 1 页 共 10 页考试科目：机械设计 考试时间：120分钟 试卷总分: 100分 考试方式： 闭卷考试 考生系： 机械学院 (注：答案集中填于1-4页答题纸)一、填空题（每题1分，共20分）1. 防止螺旋副在受载时发生相对转动。
2. 正多边型 、多边形 。
3. 降低摩擦阻力 、 散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀。
4. 普通螺纹 、60α=。
5. 轴径 、 压溃 。
6. < 。
7. 打滑 。
8. 啮合传动 。
9． 摩擦损耗效率 。
10. 计算功率、 小带轮转速 。
11. 调质 、 正火 。
12. 粘度降低（或减少） 、粘度增加（或变大） 。
13． 12υυυ>>。
二、选择题（每题1分，共15分）三、判断题（每题1分，共10分）（共25分）1．（3分）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．（3分）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。
3．（5分）【答】带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同，导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的，是带传动固有的物理现象。
带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时，带与带轮间将产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。
打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。
4．（5分）答：预紧可夹紧被连接件，使连接接合面产生压紧力（即预紧力），它能防止被连接件的分离、相对滑移或接合面开缝。
适当的预紧力，可提高连接的可靠性、紧密性。
螺栓联接的预紧力与疲劳强度的讨论
螺栓联接的预紧力与疲劳强度的讨论轴向拉力作用下螺栓联接的失效多数为疲劳失效。
统计表明百分之九十以上螺栓失效都与应力集中作用产生的疲劳失效有关。
由于螺栓联接是一个多接触面的弹塑性接触问题，在重复加载作用下的应力应变关系十分复杂，并且影响疲劳强度的参素众多，因此，直接通过对螺纹的应力应变分析来计算螺栓联接的疲劳强度的实用意义不大。
通常的做法是先计算出外力与预紧力作用下螺栓中的平均应力与变化应力，然后对应力集中，尺寸效应等影响疲劳强度的参数进行综合考虑，再应用古德曼法则来计算螺栓联接的疲劳强度。
一般情况下联接件的有效刚度远大于螺栓刚度。
螺栓预紧力的存在，除了使零件之间产生紧密联接，增强联接的刚性之外，还会大幅度降低在拉伸载荷作用下螺杆应力的变化幅度，由此提高了螺栓联接的疲劳强度。
如果预紧力不够大，拉伸载荷有可能超过螺栓联接的预紧力，造成联接件分离，这会使螺栓联接的刚度大幅下降，同时也使应力变化幅度大幅增大而迅速降低螺栓联接的疲劳强度。
增大螺栓联接的预紧力，不但能降低联接件在载荷作用下产生分离的风险，还能提高螺栓联接的防松能力，防止预紧力在重复外力作用下变小。
以下分析从疲劳强度计算的角度来讨论螺栓联接预紧力对螺栓联接疲劳强度安全系数的影响。
1/ 71 螺栓联接疲劳强度安全系数计算螺栓联接的疲劳强度可通过古德曼准则作近似计算。
在周期循环应力作用下，根据古德曼准则，金属零件的持久极限疲劳强度曲线可由下式决定：其中，Sa，Sm为古德曼持久极限疲劳强度线上任一点上对应的交变应力与平均应力，Su为材料的抗拉强度，Se为零件的综合疲劳极限强度。
零件的持久极限疲劳强度安全系数的计算与应力的加载路径有关。
对比例加载，零件持久极限疲劳强度设计的安全系数可用持久极限疲劳强度曲线上的应力幅度Sa与实际应力幅度σa 的比值来定义。
在外力作用为零时，螺栓联接中存在一个预紧力Fi作用。
预紧力在螺杆中产生的平均预应力可通过σi = Fi / At计算，其中Fi 为螺栓联接的预紧力，At为螺杆的有效受力面积。
濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第5章 螺纹连接和螺旋传动【圣才出品】
第5章 螺纹连接和螺旋传动一、选择题1．采用螺纹连接时，若被连接件的厚度总厚度较大，且材料较软，强度较低，需经常装拆的情况下，一般多选用（ ）。
A．螺栓连接B．双头螺柱连接C．螺钉连接D．紧定螺钉连接【答案】B【解析】A项，螺栓连接的特点是被连接件的孔中不切制螺纹，适用于承受垂直于螺栓轴线的横向载荷。
B项，双头螺柱连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合。
例如被连接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比较软（例如用铝镁合金制造的壳体），且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱连接。
C项，螺钉连接直接旋入被连接件的螺纹孔中，不宜经常装拆。
D项，紧定螺钉连接利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。
2．对于受轴向变载荷的紧螺栓连接，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．增大被连接件的刚度B．减小被连接件的刚度C．增大螺栓的刚度D．减小螺栓的长度【答案】A【解析】ABC三项，提高螺栓疲劳强度可以通过降低影响螺栓疲劳强度的应力幅来实现。
由螺栓总拉力公式F2＝F0＋FC b/（C b＋C m）可知，在保持预紧力F0不变的条件下，若减小螺栓刚度C b或增大被连接件刚度C m，都可以达到减小总拉力F2的变动范围（即减小应力幅σa）的目的。
而D项，减小螺栓的长度会增大螺栓的刚度。
3．螺旋副相对转动一转时，螺钉螺母沿轴线方向的相对位移是（ ）。
A．一个螺距B．一个导程C．导程×头数D．导程÷头数【答案】B【解析】螺旋副相对转动一转时，螺钉螺母沿轴线方向的相对位移是一个导程。
螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离为螺距。
导程＝螺距×头数。
4．螺旋传动最常用的螺纹是（ ）。
A．矩形螺纹B．梯形螺纹C．三角形螺纹D．锯齿螺旋【答案】B【解析】A项，矩形螺纹，效率高，用于传动，但由于制造困难，螺母和螺杆同心度差，牙根强度弱，常被梯形螺纹代替。
机械设计期末习题
江苏师范大学连云港校区机械设计期末复习一、选择题1.为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r与轴肩处的圆角半径r l应有 2 关系。
①r=r l；②r>r1；③r<r l2．带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的 2 。
①绕进段②退离段③全部包围弧段3. 对顶螺母和弹簧垫圈是 2 。
①用机械方法的防松装置②靠轴向压紧摩擦的防松装置③靠径向压紧摩擦的防松装置4．带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 4 。
①提高传动寿命；②减小对轴的压力；③减小结构尺寸；④提高摩擦力保证有一定承载能力5．非液体滑动轴承，其润滑状态通常为 1 。
①边界润滑②流体膜润滑③混合润滑④边界润滑或混合润滑6．蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 2 。
①蜗杆机械性能下降②润滑油变性或齿面胶合③传动效率下降④蜗轮材料退火7．为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取 3 的措施。
①增大螺栓刚度②适当减小预紧力③减小螺栓刚度④减小被联接件刚度8．只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 3 。
①简单拉伸②纯剪切③拉扭组合④拉弯组合9．转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据 4 来进行计算或校核。
①抗弯强度；②扭转强度；③扭转刚度；④弯扭合成强度10．对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了 1 。
①补充端泄油；②提高承载能力；③提高轴承效率；④减轻磨损11. 与公称直径、牙型角、螺纹头数相同的粗牙螺纹相比较，细牙螺纹能比粗牙螺纹 3 。
①自锁性好，强度高；②自锁性差，强度低；③自锁性好，强度低；④自锁性差，强度高12. 当进行螺栓组的结构设计时，一般各个联接螺栓材料、直径和长度应 1 。
①相同；②不同；③视具体情况决定13. 受旋转力矩的配合螺栓组，每个螺栓所受的载荷是 2 。
①相等的；②与螺栓到几何中心距离成正比；③与螺栓到几何中心距离成反比；④以上答案都不对14. 疲劳磨损是由于接触应力反复作用引起金属微粒脱落的现象，一般也叫 3 。
机械设计期末考试试卷(含答案)
2018－2019 学年第 一 学期 期 末 考试（查）试题 A 卷考试科目： 机械设计 考试时间： 120 分钟 试卷总分: 100 分考试方式： 闭卷 考生学院： 机械工程学院题号一二三四五 总分 复核人 得分评卷教师签名一、 填空题（每题1分，共15分）1、螺旋传动的自锁条件为 螺纹升角小于等于当量摩擦角 。
2、带传动主的设计准则是 在保证传动不打滑的前提下使带具有足够的疲劳强度。
3、由于链传动的结构特点，瞬时传动比不确定，造成其运动的不均匀性，这种现象被称之 为 多边形 效应。
4、为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取 减小螺栓刚度 的措施。
5、在带、链和齿轮组成的多级传动中，带传动宜布置在 高速 级。
6、带传动的最大有效圆周力与张紧力、包角和摩擦系数有关。
7、只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 拉扭组合 。
8、在一定转速时，要减小链条传动的不均匀性和动载荷，应 减小链条节距，增大链轮齿数 。
9、6312表示轴承内径为60mm ，的深沟球轴承。
10、在圆柱齿轮传动设计中，在中心距及其他条件不变时，增大模数m ，其齿面接触应力不变；齿根弯曲应力减小 。
11、按受载情况不同，轴可分为 心轴 、转轴和传动轴 。
12、对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为 齿面疲劳点蚀 ，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。
13、在蜗杆传动中，规定蜗杆分度圆直径的目的是 减少蜗轮滚刀的数量，利于刀具标准化。
学院： 班级： 学号： 姓名：14、蜗杆传动的失效通常是发生在蜗轮轮齿上。
15、蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是齿轮啮合时的摩擦损耗效率。
二、选择题（每题1分，共15分）1、下列磨损中，不属于磨损基本类型的是 B 。
A.粘着磨损B.磨合磨损C.表面疲劳磨损D.磨粒磨损3、设计平键连接时，键的宽度值应根据轴的 C 查机械设计手册初选；A.长度B.截面形状C.直径D.材料4、带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 D 。
螺纹连接和螺旋传动练习题
第五章螺纹联接及螺旋传动一、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普通螺纹的牙型角a为60°,当摩擦系数四=0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数%=。
（1）0.105 （2）0.115 （3）0.1115 （4）0.1045—7 在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如 ___________ 。
（1）增加拧紧力（2）增加扳手力臂（3）使用测力矩扳手或定力矩扳手5—8 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—9 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 —10承受预紧力F,的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F〃，其螺栓所受的总拉力F0为。
（1）F = F + F（2）F = F + F"（3）F = F'+ F" （4）F°= F + 一C—Fo o C + C5 —11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F o的最大值和被联接件的刚度C m不变时，螺栓的刚度C b愈小，则。
机械设计作业第5答案
第五章螺纹联接和螺旋传动一、选择题5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角 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5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。
A、三角形螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。
A、双头螺柱联接B、螺栓联接C、螺钉联接D、紧定螺钉联接5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。
A、摩擦B、机械C、不可拆5—6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5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。
A、受剪切应力B、受拉应力C、受扭转切应力和拉应力D、既可能只受切应力又可能只受拉应力5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。
A、接合面间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C、螺栓的剪切和被联接件的挤压5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷是D。
A、工作载荷B、预紧力C、工作载荷+预紧力D、工作载荷+残余预紧力E、残余预紧力5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。
假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C m相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0时，则D。
A、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，但不能再继续加载D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。
机械设计题库(含答案)
机械设计---3一、填空题(每空1分共24分)1、螺纹的公称直径是指螺纹的 _ 径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。
螺旋的自锁条件为_________ v。
2、三角形螺纹的牙型角口= 60 度 ,适用于联接，而梯形螺纹的牙型角a= 30度—，适用于传动_。
3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。
4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b X h)是根据轴径d查标准来确定的，普通平键的工作面是侧面。
5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使包角变^」，从而使带的有效拉力值减小。
6、链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数_。
7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不亘，材料的许用弯曲应力不同。
8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。
9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核p __ ，为防止轴承温升过高产生胶合，应校核pv___ 。
10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。
二、单项选择题（每选项1分，共10分）1. 采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用__B—。
A 螺栓联接；B 双头螺柱联接；C 螺钉联接。
2. 螺纹副在摩擦系数一定时，螺纹的牙型角越大，则D ____ 。
A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B. 当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D. 当量摩擦系数越大，自锁性能越好；3. 当键联接强度不足时可采用双键。
使用两个平键时要求键_D _____ 布置。
（1分）A 在同一直线上；B 相隔900; C.相隔1200；D相隔18004、普通平键联接强度校核的内容主要是AA. 校核键侧面的挤压强度；B.校核键的剪切强度；C.AB 两者均需校核；D.校核磨损。
机设课后题答案
3-1答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。
特点及应用：普通螺纹是米制三角螺纹，牙型角 a=60，因牙型角较大，故当量摩擦系数也较大，自锁性能好，主要用于联接。
管螺纹是英制三角螺纹，牙型角 a=55度。
它有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹之分，常用圆柱管螺纹。
这种螺纹联接常用于高温、高压及紧密性要求较高的管与管的联接中。
矩形螺纹牙型为正方形，牙型角 a=0度，因牙型角小，当量摩擦系数小，传动效率高，故常用于传动。
梯形螺纹牙型呈梯形，牙型角 a=30度。
因牙型角较小，所以传动效率较高，对中性较好，故为应用较多的传动螺纹。
锯齿形螺纹牙型呈锯齿形，工作面牙侧角。
传动效率高，牙根强度高。
因只有一个工作面，故多用于承受单方向轴向力的场合。
3-2答：螺栓有普通螺栓和铰制孔螺栓两种。
普通螺栓常用于被联接件比较薄，能够放置螺母及需要经常拆卸的场合。
铰制孔螺栓在承受横向载荷或（和）转矩以及需精确固定被联接件的相对位置时常采用铰制孔螺栓。
双头螺柱被联接件之一太厚不宜制成通孔，无法放置螺钉头，材料较软且需经常拆装时宜采用双头螺柱。
螺钉被联接件之一太厚，无法放置螺母，不需经常拆装的场合。
3-3 答：螺纹联接在冲击、振动、变载荷或高温环境下，将使螺旋副的摩擦力减小或瞬间消失，经多次重复后，最终导致联接松脱。
因此，设计时应采取有效的防松措施。
防松方法有摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。
3-4 答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此大多数螺纹联接都要拧紧。
拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。
3-5 答：提高螺栓联接强度的措施有：1 ．降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；2 ．改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象；3 ．减小应力集中的影响；4 ．避免附加弯曲应力；5 ．采用合理的制造工艺方法。
3-6 由上图可知，在螺母下加弹性元件将使螺栓刚度由 C b1 减小到C b2 ，可使螺栓承载截面的应力幅值减小，所以螺栓的疲劳强度提高。
湖南科技大学2014机械设计基础卷子
二、选择题（每题2′，共12′）
1
2
3
4
5
6
C
D
B
B
C
A
三、判断题（每题1′，共5′。正确的画“√”，错误的画“×”）
1
2
3
4
5
×
×
×
×
×
四、简答题，选做4题（每题5′，共20′）
1、当主动件以等速运动时，从动件在回程时具有较大的平均速度。从动件的这种性质称为急回运动。为了表明急回运动的急回程度，通常用所谓行程速度变化系数K来衡量。
五、作图题（每题15′，共15′）
3、斜齿轮3、4的旋向分别为左旋、右旋；2分
齿轮2上啮合点各分力的方向为：3分
六、综合题（每题10′，共30′）
1、E处有1复合铰链；局部自由度为滚子接触处，在B点附近；1虚约束在I或G处。4.5分
活动构件数n=9,低副Pl=12,高副Ph=2，机构自由度为F=3n-2Pl-Ph=15.5分
若d不是最长杆，则b应是最长杆，所以满足杆长条件需a+b≤c+d，即240+640≤400+d，故d≥480mm；
若d是最长杆，则需满足a+d≤b+c，即240+d≤400+640，d≤800mm；
综合考虑以上两种情况，可知，480mm≤d≤800mm。4分
3、
1）根据齿轮的正确啮合条件，其端面模数相等，假定为mt，则根据齿轮标准安装后的中心距关系有：(z1+2z2)mt/2=z3mt/2，所以z3= z1+2z2=66。
（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？3分
机械设计简答题答案解析
1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。
除此之外，还有自动控制部分。
动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。
工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于机器的用途。
例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。
传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。
例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。
机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。
2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？答：设计阶段3.机械零件的失效形式有哪些？答：（一）整体断裂（二）过大的残余变形（三）零件的表面破坏（四）破坏正常工作条件引起的失效4.常规的机械零件设计方法有哪些？答：（一）理论设计（二）经验设计（三）模型试验设计5.机械零件的理论设计有哪几种？答：设计计算校核计算6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？答：接触应力为：脉动循环变应力弯曲应力为：对称循环变应力7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？答：可用最大应力max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。
8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。
9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？答：应力幅。
10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。
σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。
等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。
11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？分为AB BC CD 三段。
在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。
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变形
Cb b F a
b a C b C m d12
FQ
Fp
F
F
Fp
b
Fp
变形
m
减小螺栓刚度（空心螺栓、加长螺栓）
抗疲劳强度得到提高 可用竖心杆、细长杆、柔性螺栓联接
力
FQ Fp
2、增大被连接件刚度（金属垫片）
F
F
Cm FP FP F Cb Cm
速测螺栓球网壳中高强 螺杆拧入球深度的方法
螺栓球节点体系
青岛颐中体育馆 钢结构工程
思 考 题
• 1、普通螺纹其 大 径为公称直径，其小径作为 强度计算时危险截面直径。 • 2、拧紧螺纹的力矩包括克服螺纹副 力矩和螺母 支撑面上的摩擦阻力力矩。 • 3、螺纹连接预紧的目的是为了提高连接的刚性、 紧密性、防松能力、提高螺栓在变载荷下的疲劳 强度。 • 4、螺纹连接防松的本质在于防止螺纹副的相对 转动。
力
§3-6 提高螺纹连接强度的措施
一、降低应力幅
FQ
Fp
Cb 2F a Cb C m d12
Cb
Cm
F
Fp
b
m
变形
1、降低螺栓刚性 力
FQ Fp
Cb Fp
F
b
tan b
F
Cm
Fp
m
tan m
b
m
m
Fp
F tanb Cb
Cm m F a
b
m
m
Fp
变形
b
m
3、减小螺栓刚度、增大被连接件刚度，同时增加预紧力
Fp
FQ Fp
F
残余预紧力不变 Fp
理想方法 → 现实
二、改善螺纹牙间的载荷分布
螺栓受拉，螺距增大 螺母受压，螺距减小 旋合圈数越多，载荷分布不均 匀的程度越显著。
5、开口销与六角开槽螺母组成的防松，依据的是 机械防松的原理。 6、一组螺栓连接中，螺栓的个数一般应取成偶数。 7、螺栓组采用普通螺栓连接，承受横向外载荷， 应该保证连接预紧后，结合面间产生的最大摩擦 力必须大于或等于横向载荷。 8、为提高受轴向载荷螺栓连接的强度，应 减小螺 栓的刚度，增大被连接件的刚度，
重点： 1. 螺纹连接的类型及应用。 2. 螺栓组连接受力分析，承受横向载荷、轴 向载荷、转矩3种特殊情况。 3. 单个螺栓连接的强度计算（主要是普通螺 栓连接的强度计算）。 4. 提高螺纹连接强度的措施。 难点：多种载荷情况作用下螺栓组连接的受 力分析。
FQ
采用圈数多的厚螺母，并不能 提高连接强度。
办法：降低 刚性，易变 形、增加协 调性
Q
螺栓螺母 同时受拉 螺距差减小
载荷外移 受力均匀
FQ
悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母
三、减小应力集中
视频1
视频2
1）加大过渡处圆角；2）改用退刀槽；3）卸载槽。
四、避免附加弯曲应力
例如，在铸件或锻件等未加工表面上安装螺栓时，常采用凸台或 沉头座等结构，经切削加工后可获得平整的支承面。
FP
凸台与沉孔 斜面垫圈
五、采用合理的制造方法
1）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高30~40% ； 2）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等 可提高疲劳强度；
3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度提高70~100%，
此法具有优质、高产、低消耗功能； 4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。