机械设计系统习题

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机械设计习题

机械设计习题第十三单元习题1、构件是机构的_____________单元，零件是是机构的_____________单元。

2、机构是由_______组合而成；构件是机构的_____________单元，零件是是机构的_____________单元。

3、机构是由_________组合而成，它们之间具有____________________________。

4、运动副可分为_______和________两种；它们分别是______和_______不同接触形式。

5、复合铰链是_______个以上构件铰链在一起构成的转动副；计算自由度时处理的方法是____________________________________。

6、机构具有确定相对运动的条件是机构的______________并与机构___________相等。

7、构件是机构中（）的单元；从动件行程速比系数为（）时，机构具有急回特性。

A、联接B、制造C、运动D、K>0E、K≥1F、K>18、机构运动简图是（），机构示意图是（）。

A、用构件和运动副的代表符号，表示出机构运动特征的图形。

B、按一定的比例，用构件和运动副的代表符号，表示出机构运动特征的图形。

9、计算机构的自由度，并判断机构是否具有确定的相对运动？2、计算机构的自由度。

第十四单元习题1、铰链四杆机构可演化成为______________、______________、______________、____________四种基本类型。

2、在铰链四杆机构中，存在一个曲柄的条件是__________________________________、____________________________。

3、在曲柄摇杆机构中，以曲柄为原动件机构可能存在_______特性；以摇杆为原动件机构可能存在_______位置。

4、雷达天线为______________机构、火车车轮的联动机构为______________机构；空气压缩机采用的是_____________机构。

(完整版)机械设计课后习题答案

第一章绪论（1）1-2 现代机械系统由哪些子系统组成, 各子系统具有什么功能？（2）答: 组成子系统及其功能如下:（3）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。

（4）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。

第二章执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置, 或对作业对象进行检测、度量等, 按预定规律运动, 进行生产或达到其他预定要求。

第三章控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作, 并准确可靠地完成整个机械系统功能。

第四章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时, 由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂, 如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。

（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限, 零件产生塑性变形。

（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。

2-4 解释名词: 静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。

答: 静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。

变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。

名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。

计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。

静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。

变应力随时间变化的应力, 可以由变载荷产生, 也可由静载荷产生。

（1）2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？（2）答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题, 其基本原则如下：①材料的使用性能应满足工作要求。

使用性能包含以下几个方面:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。

具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。

主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答: 衡量润滑油的主要指标有: 粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。

机械设计习题及答案

机械设计习题第一章机械设计概述思考题1.1 一部完整的机器由哪几部分组成?1.2 设计机器时应满足哪些基本要求?1.3 设计机械零件时应满足哪些基本要求?1.4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系? 常用的计算准则有哪些? 它们各针对什么失效形式?1.5 什么叫机械零件的可靠度?它与零件的可靠性有什么关系? 机械零件的可靠度与失效率有什么关系?1.6 机械零件的设计计算有哪两种方法? 它们各包括哪些内容? 各在什么条件下采用?1.7 机械零件设计的一般步骤有哪些? 其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用? 为什么?1.8 选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能? 合理选择零件材料的原则是什么?1.9 机械设计时为什么要考虑零件的结构工艺性问题? 主要应从哪些方面来考虑零件的结构工艺性?1.10 什么是标准化、系列化和通用化?标准化的重要意义是什么?1.11 机械设计方法通常分哪两大类?简述两者的区别和联系。

1.12 什么是传统设计方法?传统设计方法又分哪3种? 各在什么条件下被采用?1.13 什么是现代设计方法?简述现代设计方法的特点。

第四章带传动思考题4.1 按工作原理的不同，带传动的主要类型有哪些?各自适用于什么场合?4.2 V带传动为什么比平带传动的承载能力大?4.3 影响带传动承载能力的因素有哪些? 如何提高带传动的承载能力?4.4 什么是弹性滑动? 什么是打滑? 它们对带传动有何影响? 是否可以避免?4.5 一般情况下，带传动的打滑首先发生在大带轮上还是小带轮上? 为什么?4.6 简述V带传动的极限有效拉力F elim与摩擦系数f，小带轮包角α1及初拉力F0之间的关系。

4.7 分析带传动工作时带截面上产生的应力及其分布，并指出最大应力发生处。

4.8 简述带传动的主要失效形式和设计准则。

4.9 机械传动系统中，为什么一般将带传动布置在高速级?4.10 如何确定小带轮的直径?4.11 为什么V 带剖面的楔角为40°，而带轮的槽角则为32°、34°、36°或38°? 4.12 试说明公式L K K P P P α)(00'0∆+=中各符号的含义。

机械设计基础习题集及参考答案

机械设计基础习题集及参考答案一、判断题(正确T,错误F)1、构件就是机械中独立制造的单元。

( )2、能实现确定的相对运动,又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。

( )3、机构就是由构件组成的,构件就是机构中每个作整体相对运动的单元体。

( )4、所有构件一定都就是由两个以上零件组成的。

( )二、单项选择题1、如图所示,内燃机连杆中的连杆体1就是( )。

A 机构B 零件C 部件D 构件2、一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成,本课程主要研究( )。

A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1、构件就是机械的运动单元体,零件就是机械的______单元体。

2、机械就是______与______的总称。

参考答案一、判断题(正确T,错误F)1、F2、T3、T4、F二、单项选择题1、B2、B三、填空题1、制造2、机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题(正确T,错误F)1、两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。

( )2、机械运动简图就是用来表示机械结构的简单图形。

( )3、两构件用平面低副联接时相对自由度为1。

( )4、将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件就是自由度数为1。

( )5、运动副就是两构件之间具有相对运动的联接。

( )6、对独立运动所加的限制称为约束。

( )7、由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉,故设计机构时应尽量避免出现虚约束( )8、在一个确定运动的机构中,计算自由度时主动件只能有一个。

( )二、单项选择题1、两构件通过( )接触组成的运动副称为高副。

A 面B 点或线C 点或面D 面或线2、一般情况下,门与门框之间存在两个铰链,这属于( )。

A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 机构自由度3、平面机构具有确定运动的条件就是其自由度数等于( )数。

A 1B 从动件C 主动件D 04、所谓机架就是指( )的构件。

A 相对地面固定B 运动规律确定C 绝对运动为零D 作为描述其她构件运动的参考坐标点5、两构件组成运动副必须具备的条件就是两构件( )。

机械设计考试习题

机械设计总论一. 判断1. 凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。

F2. 当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。

F3. 机械零件在工作中发生失效，即意味着该零件一定产生了破坏。

F4. 在变应力中，当r=-1时，σm=0，σa=σmax 。

T5. 在变应力中，当r=C （常数）时，σa/σm 时随时间变化的。

F6. 润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。

F7. 某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之降低。

T8. 对于理论上为线接触的两接触面处的接触应力σH 与法向外载荷F 成线性关心。

F9. 机械零件设计计算中最基本的设计准则时强度准则。

T10. 工业用润滑油的粘度会因为温度的升高而降低。

T11. 钢的强敌极限愈高，对应力集中愈敏感。

T12. 变应力时由变载荷产生，也可能由静载荷产生。

T二．单项选择题12．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa ，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数N0=10^7，当该零件工作的实际应力循环次数N=10^5时，则按有限寿命计算，对应于N MPa 。

34．变应力特性可用σmax 、σmin 、σm、r5．在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角θ=45°，则该零件受的是67．零件的截面形状一定，当绝对尺寸(横截面尺寸)8910．某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力σmax 的值相等，而应力循环特性分别为+1、0、-0.5、-1最易发生失效的零件是丁。

11三、填空题1．影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件尺寸及几何形状变化、加工质量、及强化因素 2．静应力由静载荷产生，变应力可由静载荷和变载荷产生。

3．在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生静应力应力，也可能产生交变应力应力。

4．机械零件的表面破坏形式主要有腐蚀、磨损、接触疲劳。

机械设计习题解答

机械设计习题解答第2章机械设计总论一、填空题1．当机械零件出现疲劳断裂时，应按 A 准则计算。

A．强度； B.刚度； C.寿命； D.振动稳定性2.零件的工作安全系数为 B 。

A．零件的极限应力比许用应力； B.零件的极限应力比工作应力C.零件的工作应力比许用应力；D.零件的工作应力比极限应力3.对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择 D 。

A．铸造； B.冲压； C.自由锻造； D.模锻二、是非题1.当零件可能出现塑性变形时，应按刚性准则计算。

（×）2．调质钢的回火温度越高，其硬度和强度将越低，塑性越好。

（√）3.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。

（√）4.疲劳破坏是引起大部分机械零件破坏的主要原因。

（√）5.随着工作时间的延长，零件的可靠度总是不变。

（×）第3章机械零件的强度一、简答题1.弯曲疲劳极限的综合影响系数的含义是什么？它与那些因素有关？它对零件疲劳强度与静强度各有何影响？答：① 综合影响系数()D k σ的含义：在对称循环时，()D k σ是试件与零件疲劳极限的比值；在非对称循环时，()D k σ是试件与零件极限应力幅的比值。

② ()D k σ与零件的有效应力集中系数、尺寸系数、表面状态系数有关。

③ ()D k σ对零件的疲劳强度有影响，对零件的静强度没有影响。

2.零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么？答：① 零件的等寿命疲劳曲线相对于材料试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离。

② 在相同变应力作用下，两者的失效规律并不总是相同的，因为零件疲劳曲线中疲劳破坏的范围增大了。

3.试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静条件强度计算？在什么情况下按疲劳强度条件计算？答：承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数310N ≤时，按静强度条件计算；当极限应力点与疲劳极限应力曲线中的屈服曲线相交时，也按静强度计算。

机械设计练习题_(6)

1、为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧解题要点：（1）齿根弯曲疲劳强度计算时，将轮齿视为悬臂梁，受载荷后齿根处产生的弯曲应力最大。

（2）齿根过渡圆角处尺寸发生急剧变化，又由于沿齿宽方向留下加工刀痕产生应力集中。

（3）在反复变应力的作用下，由于齿轮材料对拉应力敏感，故疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧。

2、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBS 的齿轮工作表面上出现小的凹坑。

试问：（1）这是什么现象（2）如何判断该齿轮是否可以继续使用（3）应采取什么措施解题要点：（1）已开始产生齿面疲劳点蚀，但因“出现小的凹坑”，故属于早期点蚀。

（2）若早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，该齿轮仍可继续使用。

（3）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于没中，均可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。

3、一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断并简述其理由。

解题要点：（1）大、小齿轮的材料与热处理硬度及循环次数N 不等，通常21HP HP σσ>，而21H H σσ=，故小齿轮齿面接触强度较高，则不易出现疲劳点蚀。

（2）比较大、小齿轮的111Sa Fa FP Y Y σ与222Sa Fa FP Y Y σ，若111Sa Fa FP Y Y σ<222Sa Fa FP Y Y σ，则表明小齿的弯曲疲劳强底低于大齿轮，易产生弯曲疲劳折断；反之亦然。

4、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。

试问：（1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反（2）低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使轴Ⅱ轴上轴向力相互抵解题要点：（1）轴Ⅱ上小齿轮为左旋；Ⅲ轴上大齿轮为左旋。

（2）若要求Ⅱ轴上轮1、2的轴向力能互相抵消，则必须满足下式： F a1=F a2即 12122211tan tan ,tan tan ββββt t t t F F F F == 由中间轴的力矩平衡，得222211d F d F t t = 则 1121211212tan cos /513cos /175tan tan tan ββββββ⨯⨯===d d F F t t 得1438.015sin 513175sin 2=︒⨯⨯=β 则 2161827.82'''︒=︒=β5、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P 1=13kW ，n 1=200r/min ，齿轮的法面模数m n =4mm ，齿数z 1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。

机械设计习题

第三章机械零件的强度一、名词解释1、循环特性r 、对称循环、脉动循环2、静强度、疲劳强度、高周疲劳、低周疲劳、N -σ曲线、等寿命曲线（极限应力线图）3、寿命系数K N 、循环基数、单向稳定变应力、单向不稳定变应力、双向稳定变应力、设计安全系数、计算安全系数二、选择题1、若传动轴作正、反向转动，则轴上某点的扭转应力（剪应力）可按处理。

A 、脉动循环B 、对称循环C 、静止不变D 、以上都不是2、以下四种叙述中，是正确的。

A 、变应力只能由变载荷产生B 、静载荷不能产生变应力C 、变应力是由静载荷产生的D 、变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生3、变应力特性可用max σ、min σ、a σ、m σ、r 中五个参数的任意个来描述。

A 、一个B 、两个C 、三个D 、四个4、零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。

A 、增高B 、不变C 、降低D 、不确定5、零件的材料、形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。

A 、较高B 、较低C 、相同6、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。

A 、增高B 、降低C 、不变D 、增高或降低视处理方法而定三、问答题1、在N -σ曲线上指出静强度、低周疲劳和高周疲劳区及有限寿命疲劳阶段和无限寿命疲劳阶段。

2、弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响?四、计算题1、一零件用合金钢制造，已知材料的弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ=1.6，MPa MPa MPa MPa O S B 746,485,800,10001====-σσσσ，试绘制该零件的简化极限应力限图。

若测得零件的工作应力MPa MPa 50,350min max ==σσ，当（1）r=C,(2)C m =σ时, 分别用计算法和图解法求该零件的计算安全系数S ca 。

机械设计习题库(含参考答案)

机械设计习题库（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、机构具有相对运动的条件是（）A、机构的自由度数目小于主动件数目B、机构的自由度数目大于主动件数目C、机构的自由度数目大于等于主动件数目D、机构的自由度数目等于主动件数目正确答案：D2、杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是（）机构A、双曲柄B、双曲柄或双摇杆C、双摇杆D、曲柄摇杆正确答案：B3、驱动力与运动方向的夹角为压力角，驱动力与径向方向的夹角为传动角，二者之和是( ).A、90°B、60°C、30°D、60°正确答案：A4、在高速运转的情况下，下列哪种轴承可以代替推力轴承？（）A、润心球轴承B、滚针轴承C、圆锥滚子轴承D、向心球轴承正确答案：D5、对于i12=n1/n2说法最正确的是( )A、表示圆柱齿轮传动比B、1为主动轮，2为从动轮C、表示蜗杆蜗轮传动比D、表示圆锥齿轮传动比正确答案：B6、浇铸巴氏合金轴瓦首先清理轴瓦基体然后对轴瓦基体浇铸表面（）A、镀铬B、镀铜C、镀锡D、镀锌正确答案：C7、以下哪个不是滚动轴承的结构特征（）？A、接触角B、偏转角C、游隙D、偏移角正确答案：B8、基本周转轮系是由（）构成。

A、行星轮、惰轮和中心轮B、行星轮和中心轮C、行星轮、行星架和中心轮D、行星轮、惰轮和行星架正确答案：C9、蜗杆传动的精度有（）个等级A、12B、7C、8D、9正确答案：A10、轴的结构形状和尺寸应尽量满足加工、装配和维修的要求。

为此常采用的措施（）①当某一轴段需车制或磨销加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽；②轴上所有鏪槽应沿轴的同一母线布置；③为了便于所有轴上零件的装配和去除毛刺，轴端及轴肩一般均应制45度的倒角。

过盈配合轴段的装入端加工出半锥圆角为30度的导向锥面；④为便于加工，应使轴上直径相近的圆角、倒角、键槽和越程槽等尺寸一致A、①②③B、①③C、①②③④D、②④正确答案：C11、我国国家标准规定的标准压力角为( )A、60°B、90°C、20°D、30°正确答案：C12、根据轴的载荷性质分：（）①心轴②传动轴③转轴A、①②③B、①③C、②③D、①②正确答案：A13、铰链四杆机构中，与机架相连，并能实现360°旋转的构件是（）A、摇杆B、机架C、曲柄D、连杆正确答案：C14、常见的推力滑动轴承有实心、空心、（）、多环。

机械设计习题1

一、填空题（11分，每空1分）1、由机械零件强度疲劳试验可知：________________、________________和________________只对应力幅有影响。

2、在套筒滚子链设计中，在满足承载能力要求的前题下，节距选得______，齿数选得___________，传动越平稳。

（越大；越小）3、带传动工作时的应力有__________________、__________________和________________。

4、在闭式齿轮传动中，软齿面齿轮常发生 ____________ 破坏，硬齿面齿轮常发生 ____________破坏，开式齿轮传动中，常发生____________ 破坏。

二、选择题(20分，每空2分)1、滚动轴承的基本额定寿命是指同一批轴承中______的轴承所能达到的寿命。

（A、99%；B、90%；C、98%；D、50%）2、在作轴的疲劳强度校核计算时，对于一般单向转动的转轴，其弯曲应力应按______ 计算。

（A、脉动循环变应力； B、静应力；C、非对称循环变应力；D、对称循环变应力）3、对蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高导致______。

（A、材料的机械性能下降；B、润滑油变质；C、蜗杆热变形过大；D、润滑条件恶化而产生胶合失效）4、一对正确啮合的标准渐开线齿轮减速传动，z1=18，z2=72，两轮材料、热处理相同，工作时轮齿根部危险截面上的弯曲应力_______。

（A、 s F1 > s F2；B、 s F1< s F2； C、s F1 ＝s F2）5、两轮轴线不在同一水平面的链传动，链条的紧边应布置在上面，松边应布置在下面，这样可以使______。

（A、链条平稳工作，降低运行噪声B、松边下垂量增大后不致与链轮卡死；C、链条的磨损减小；D、链传动达到自动张紧的目的）6、各种型号的三角带，其截面的槽角均为40°．为使三角带的工作面能与轮槽保持良好接触，必须使带轮槽角 ______。

机械设计基础习题及答案

（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角 g ； min （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置。
题 2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。
l1
l2
φ1
-1 图
(a)
(b)
题解 3-1 图
题 3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构（ l 0.001 m/mm），已知凸轮的轮廓是一个偏心圆，其圆心为 C，试用图解法求：（1）凸轮从初始位置到达图示位置时转角φ0 及推杆的角位移ψ0；（2）推杆的最大角位移ψmax 及凸轮的推程运动角Φ；（3）凸轮从初始位置回转 900 时，推杆的角位移ψ90。
题 1—5 计算题 1—5 图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。
题 1—5 图题 1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
题解 1—5 图
第二章
连杆机构
题 2-1 在图示铰链四杆机构中，已知 lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD 为机架。试问：
B 3
C 4
2
A
B
1
3 2A
4
C
1
a) 曲柄摇块机构
b) 摆动导杆机构
题解 1－1 图
题 1—3 计算题 1－3 图 a）与图 b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。
题 1－3 图 a）
题 1－3 图 b）
题 1—4 计算题 1—4 图 a、图 b 所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

机械设计基础习题及答案

s2.
选取a

0.033m/ s2 mm
, aCk 2C3的方向为V将C2C3沿3方向（逆时针）90转
作加速度多边形 b'c2''c2' k'.
根据加速度影象法求得aE=2.8m/s2指向如图,aD=2.6m/s2指向如图
3
2
aC t 2B lC2B
c2''c2' a
lC2B
V
2 F1
l FE
？ 12 lFA
？ 21VF3F1
aCaBaC n BaC t BaDaC n DaC t D B→A C→B ⊥CB π→d’ C→D ⊥CD 12 lAB52 lBC ？ a d ' 42 lCD ？
aCac'9.5ms2
//导路 B→A ⊥导路
？ 12 lAB ？
a B 2 220 lA B 4 0 0 .0 0 5 2m 0 s2
作加速度多边形：
VB21lAB 2 00.05 1ms 取 v作速度 V 多 B3 边 vp形 3b0.72
aB3 a b3' 14ms

37 .5 0.0067 0 . 124
2秒 1
由V
C
2
的代表向量
B
bc
2
知

的方向为逆时针。
3
（ 4）求 a D , a E , 3 .
aB

a
n B

l
AB

2 1

0.03 10 2

3米
/ 秒 2。
由aC2 aB

a
n C

(完整版)机械设计基础练习题+答案解析

机械设计基础试题库一一一绪论机械设计概述一、判断(每题一分)1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。

……（√）2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。

（× ）4、机构是具有确定相对运动的构件组合。

………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。

………………（√）6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。

……（ × ）7、连杆是一个构件，也是一个零件。

………………………（√）8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。

………………………………（× ）二、选择(每题一分)1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ）A．机构 B．构件 C．部件 D．零件2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ）A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ）A．构件是机器零件组合而成的。

B．构件是机器的装配单元C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ）A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ）A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂C．汽车的轮子 D．空气压缩机三、填空(每空一分)1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。

车床上的主轴属于（执行）部分。

2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。

3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。

4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。

5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。

机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。

机械设计习题（1）

机械设计习题机械设计总论习题1-1、设计机器时应满足哪些基本要求?设计机械零件时应满足哪些基本要求?1-2 、机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?1-3 、什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?1-4、机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?零件的强度习题2-1、已知循环特性r=0.125, σm= -225MPa,求σmax、、σmin、σa。

2-2、弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响?2-3、在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?2-4、疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式。

摩擦、磨损及润滑习题3-1、机械中有几种摩擦？各有何特点？3-2、磨损过程分为几个阶段？怎样跑合可以延长零件的寿命？3-3、边界摩擦的特征为摩擦表面间形成一层很薄的边界膜，问有几种边界膜？它们之间的区别是什么？3-4、获得流体动压润滑的基本条件是什么？螺栓联接与螺旋传动习题5-1 如图所示的底板螺栓组联接爱外力FΞ的作用。

外力FΞ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。

试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证联接安全工作的必要条件有哪些？题5-1图5-2题目：图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓，螺栓材料为45钢，受剪面处螺栓直径为φ17mm，其许用最大扭矩T=1.5kN·m（设为静载荷），试校核其强度。

联轴器材料HT250。

图5-2图5-3：上题的刚性联轴器中，若采用M16受拉螺栓，靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩，螺栓材料为45钢，接合面间的摩擦系数f=0.16，安装时不控制预紧力，试决定螺栓数（螺栓数应为双数）。

5-4、如图，缸径D=500mm，蒸汽压力p=1.2MPa，螺栓分布圆直径D0=640mm。

为保证气密性要求，螺栓间距不得大于150mm。

机械设计习题与参考答案

习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。

A. 好B. 差C. 相同D. 不一定2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。

A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。

A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。

A. 升角小，单线三角形螺纹B. 升角大，双线三角形螺纹C. 升角小，单线梯形螺纹D. 升角大，双线矩形螺纹5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。

A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。

A. 必受剪切力作用B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，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倍。

A. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。

A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。

A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。

A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。

A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低成本12 螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表。

机械设计练习题及参考答案

机械设计练习题及参考答案一、填空题（共20分,每小题2分）1, 轻载，转速高并要求旋转精度高的支承可采用（球）轴承。

当轴的跨度大，刚度低时可采用（调心）轴承。

2，在平键联接中，键的（侧）面是工作面，剖面尺寸b×h是根据（轴径）按标准选取。

3，齿轮传动的失效形式是（点蚀），（折断），（磨损），（胶合）。

4，轴的结构设计中，实现轴上零件轴向定位的方法有（轴肩），（套筒）。

5，皮带传动中，松边应布置在（上），链传动中松边应布置在（下）。

6，滑动轴承的常用材料中，（轴承合金）不能单独制作轴瓦，只能贴附在轴瓦上作（轴承衬）。

7，齿轮的失效形式中，点蚀是由（接触）应力引起的，折断是由（弯曲）应力引起的。

8，角接触球轴承在使用中应（成对使用），（反向安装）。

9，一对相互啮合传动的齿轮，其齿面接触应力σH1和σH2的大小关系是（相等），而齿根弯曲应力σF1 和σF1的大小关系是（不等）。

10，皮带传动不能保正精确传动比是因为皮带的（弹性滑动），而链传动的瞬时传动比变化则是由于链条的（多边形效应）。

二、选择题（共15分,每小题1.5分）1，带传动的主动轮圆周速度V1，从动轮圆周速度V2，带速度V，则___。

（B）A，V1=V=V2 B，V1>V>V2 C，V1<V<V2 D，V1<V=V22，以打滑和疲劳断裂为主要失效形式的传动为___。

（ B）A, 齿轮 B, 皮带 C, 蜗杆 D，链3，闭式软齿面齿轮的设计准则是___。

（ C）A,按弯曲疲劳强度设计B,按弯曲疲劳强度设计，按接触疲劳强度校核C,按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核D，按弯曲疲劳强度校核4，带传动的紧边拉力F1，松边拉力F2，初拉力F0。

则有效圆周为__ _ 。

（D ）A,F2+F0 B,F1 +F0 C, F1+F2 D,F1-F25，齿轮弯曲强度不足时会导致___。

（ B）A,齿面磨损 B, 轮齿折断 C, 齿面胶合 D, 齿面点蚀6，蜗杆传动用于传递___之间的运动和动力。

机械设计习题集

机械设计习题集一、填空题3．机械设计中的失效是指，常见的失效形式有、和。

4．静应力强度计算时，塑性材料的极限应力为，脆性材料的极限应力为，而变应力强度计算时，材料的极限应力为。

4．在静载荷作用下的机械零件，可能产生的是应力，也可能产生的是应力。

5．影响零件疲劳强度的因素主要是、、，且由试验知只对影响。

6．对高强度钢制造的零件，必须特别注意减少和。

7．按摩擦状态不同，摩擦可分为、、、四种。

8．图示板A用4个铰制孔螺栓固定在板B上，受力F，其中螺栓受力最大。

或者9．用于连接的螺纹应采用螺纹，其原因。

10．受轴向工作载荷的紧螺栓连接，螺栓和被连接件的刚度分别为CL和CT,其预紧力QP，则残余预紧力为。

10．拧紧螺母时，螺栓的横截面产生应力和应力。

11．变载荷下工作的紧螺栓连接，当螺栓总拉力F。

不变的情况下，减小螺栓长度而不改变直径，螺栓的应力幅将，其连接强度将。

12．螺纹联接防松的关键是，按工作原理，主要分为防松、防松和防松。

13．对于承受变载荷的受拉螺栓连接，在工作载荷和残余预紧力不变的情况下，通过和可以达到减小应力幅的目的。

14．平键连接的主要失效形式为。

15．键连接中，和用于动连接。

当轴向移动距离较大时，宜采用，其失效形式为。

16．在平键连接中，静连接应验算强度，动连接应验算强度。

17．齿轮的齿面接触疲劳强度计算通常以为计算点。

18．计算齿轮强度时引进的寿命系数ZN和YN 的原因是。

19．有一对直齿圆柱齿轮传动m＝4，Z1＝25，Z2＝75；若另一对齿轮m＝2，Z1＝50，Z2＝150，当两对齿轮齿宽及其它条件相同时，则两对齿轮的接触强度；弯曲强度。

20．齿形系数YFa是表示；它的大小与有关，与无关，YFa越小，抗弯强度越。

21．为防止齿轮轮齿疲劳折断，除进行齿根弯曲疲劳强度计算外，还可采取的两种措施是：和。

22．在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数，则轮齿的弯曲强度，接触强度将；传动平稳性将。

机械设计习题集（全）

机械设计习题集（全）机械设计课程习题集（填空、简答、计算题部分）（第⼀章~第五章）第⼀章机械设计概论填空题1-1 ⼤多数机器都由( )、( )、( )三部分组成。

1-2 机械设计课程研究的对象是( )，研究的⽬的是( )。

1-3 进⾏机器设计时，除了要满⾜使⽤和经济⽅⾯的要求外，还要满⾜( )和( )⽅⾯的要求。

问答题1-4 写出下列标准代号的中⽂名称：GB JB ISO1-5 解释下列名词：零件构件通⽤零件专⽤零件1-6 简述机器和机械零件的设计过程。

1-7 简述机械零件标准化、系列化和通⽤化的意义。

1-8 机械零件有哪些主要的失效形式？1-9 设计机械零件时应满⾜哪些基本要求？第⼆章机械零件的⼯作能⼒和计算准则选择题2-1 限制齿轮传动中齿轮的接触宽度是为了提⾼齿轮的( )。

A 硬度B 强度C 刚度D ⼯艺性2-2 因为钢材的种类和热处理对弹性模量影响甚⼩，欲采⽤合⾦钢和热处理来提⾼零件的( )并⽆实效。

A 硬度B 强度C 刚度D ⼯艺性2-3 静应⼒的循环特性r =( )。

A -1B 0C 0.5D 12-4 改变轴的⽀承位置时，轴的刚度( )。

A 增⼤B 减⼩C 不变D 可能增⼤也可能减⼩2-5 增⼤零件的刚度，其抗冲击的能⼒( )。

A 增⼤B 减⼩C 不变D 不⼀定2-6 圆柱与圆柱间的接触应⼒σH 与所受载荷F 的关系是( )。

A F H ∝σB 2/1F H ∝σC 3/1F H ∝σD 4/1F H ∝σ填空题2-7 稳定循环变应⼒的三种基本形式是( )、( )和( )。

2-8 有⼀传动轴的应⼒谱如图所⽰。

则其应⼒幅a τ=( )、平均应⼒m τ=( )、循环特性r =( )。

2-9 低副连接的零件的连接表⾯产⽣的应⼒称为( )，⾼副连接的零件的连接表⾯产⽣的应⼒称为( )。

2-10 零件发⽣的( )现象称为振动。

2-11 零件或系统在规定的时间内和规定的条件下能正常⼯作的概率称为( )。

机械设计习题卡及答案

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;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;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;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 σ=＿和＿min c σ=＿,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 σ 为横坐标的,其含义是＿工作平均应力＿；以＿a σ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 CA.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MPa 1801=-σ,MPa s 260=σ取循环基数为60105⨯=N ,9=m ,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;小于1000次,静强度；对中等尺寸零件,60510N =⨯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, =;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=;试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数;对150,50,为屈服失效,所以安全系数360/200=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;2．联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;螺纹联接在冲击、振动或变载作用下,或当温度变化较大时,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失,在高温时由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松驰等,会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,导致联接松动,甚至松开;为保证连接安全可靠,设计时必须采取防松措施;机械：止动垫圈、串联钢丝摩擦：对顶螺母、弹簧垫圈3．普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式是什么计算准则是什么普通螺栓：对受拉螺栓,其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂,因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；对于受剪螺栓铰制孔螺栓,其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断,其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度,其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用;4．普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷是什么类型的循环非对称循环变应力5．螺栓的性能等级为级,与它相配的螺母的性能等级应为多少性能等级数字代号的含义是什么根据螺母的性能等级不应低于与之相配螺栓的性能等级这一要求,螺母可选用9级;6．在什么情况下,螺栓联接的安全系数大小与螺栓直径有关试说明其原因;P87表5-10不控制预紧力的普通螺栓联接,其安全系数大小与螺栓直径有关,其安全系数S 随螺纹直径增大而减小,因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载,故采用加大安全系数的方法来弥补可能产生的过载;7．紧螺栓联接所受轴向变载荷在0～F 间变化,当预紧力F 0一定时,改变螺栓或被联接件的刚度,对螺栓联接的疲劳强度和联接的紧密性有何影响减小螺栓刚度b C 或增大被联接件刚度m C 都可以减小总拉力2F 的变动范围,从而提高了螺栓联接的疲劳强度;但在此种情况下引起残余预紧力1F 减小,从而降低了联接的紧密性;8．在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下,要提高螺栓联接的疲劳强度, 应如何改变螺栓和被联接件的刚度及预紧力大小试通过受力变形线图来说明;为了减小螺栓的刚度,可适当增加螺栓的长度,或采用腰状杆螺栓和空心螺栓;为了增大被联接件的刚度,可以不用垫片或采用刚度较大的垫片;P89图5-289．为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10 通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀实验证明,约有1/3的载荷集中在第一圈上,第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷;因此,采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母,并不能提高联接的强度;为了改善螺纹牙上的载荷分布,常采用悬置螺母,减小螺栓旋合段本来受力较大的几圈螺纹牙的受力面或采用钢丝螺套;200b b mC F F F F F C C =+∆=++10．如何识别螺纹是左旋还是右旋砂轮机轴的两端固定砂轮用的螺纹为何种旋向,为什么两端固定砂轮用的螺纹为左边左旋,右边右旋;砂轮主轴螺纹的旋向：紧固砂轮或砂轮卡盘的砂轮主轴端部螺纹的旋向必须与砂轮工作时旋转方向相反;右旋螺纹顺时针拧紧；左旋螺纹,逆时针拧紧;正对砂轮,砂轮转向为↓,所以要求砂轮机两侧的螺纹是左边左旋,右边右旋;11．升角的大小对自锁和效率有何影响为什么联接螺栓采用三角螺纹,而螺旋传动却采用矩形或梯形螺纹自锁：ψϕ≤;两者数值越接近,自锁性能越差；数值相差越大,自锁性能越好;螺纹传动效率：)(/ϕψψη+=tg tg ;ψ增大,η增大；ϕ增大,η减小;牙型角α与当量摩擦系数f ϕ间的关系是：cos(/2)f f ϕα=;当α增大,f ϕ增大,三角螺纹牙型角大一般为60°,矩形螺纹=0°和梯形螺纹牙型角较小;12．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通常是根据什么条件确定的P96;滑动螺旋的主要失效形式是螺纹磨损;其基本尺寸是根据耐磨性条件确定的;13．滚动螺旋传动与滑动螺旋传动相比较,有何优缺点滚动螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点,缺点是制造工艺比较复杂,特别是长螺杆更难保证热处理及磨削工艺质量,刚性及抗振动性能较差;14．计算普通螺栓联接时,为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度,而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度螺栓的其他部分是根据等强度条件及使用经验规定的,通常都不需要进行强度计算,可按螺栓的公称直径由标准中选定三、计算题：1．图示凸缘联轴器GB/T5843-1986的型号为YLDl0,允许传递的最大转矩T = 630N·m,两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓联接,螺栓规格为M12~60GB/T 27-1988,螺栓的性能等级为级,联轴器材料为HT200,试校核其联接强度;⑴找出承受最大工作剪力的螺栓;4个螺栓在园周上均匀分布,故承受工作剪力相等,设为F;则有,4F r T ⋅=,⑵求出螺栓性能参数螺栓的性能等级为,所以800MPa B σ=,640MPa S σ= 查P87表5-10,取 2.5S τ=,P 2.5S =,所以⑶校核螺栓的挤压强度说明,0d 不能取12mm,因为铰制孔螺栓螺纹部分比光孔略小;min L 也不能取20mm,见P85图5-27因为P P []σσ<,所以螺栓的挤压强度合格⑷校核螺栓的剪切强度因为[]ττ<,所以螺栓的剪切强度合格;综上所述,该螺栓组合用;2．铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示;已知L =300mm,a =60mm,试求螺栓组联接的三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少哪个方案较好将力F 平移到各结合面中心,得扭转力矩0.3(N m)M F L F =⋅=⋅设各方案中在力F 作用产生的剪切力为1F ,扭转力矩M 作用下产生的剪切力为2F ;对方案1很显然,第3个螺栓受力最大,最大力MAX /3 2.5 2.833F F F F =+=对方案2很显然,1、3两个螺栓所受力相等,均为最大值,其最大值MAX 2.522F F ==对方案3 综上所述,方案3较好;3．图示一厚度为15mm 的钢板,用两个铰制孔用螺栓固定在机架上;巳知载荷P ＝4000N,螺栓、板和机架材料许用拉应力σ=120MPa,许用剪应力τ=95MPa,许用挤压应力σp =150MPa,板间摩擦系数f=;1确定合理的螺纹直径;2若改用普通螺栓,螺栓小径应为多大防滑系数Ks ＝⑴a) 将力P 向结合面形心简化得到集中载荷P 及转矩3(200100/2)4000250101000T P N m -=⨯+=⨯⨯=⋅;b) 在集中载荷P 的作用下,各螺栓承受的横向载荷c) 在转矩T 的作用下,各螺栓承受的横向载荷22F r T⋅=,d) 找出螺栓组中承受最大工作剪力的螺栓,如图所示：很显然,螺栓2承受的工作剪切力比较大,最大工作剪力e) 按剪切强度确定螺纹小径 20[]4F d ττπ=≤⋅, f) 按挤压强度确定螺纹小径 P P 0[]F L d σσ=≤⋅, 综上所述,取光孔直径为13mm,螺纹为M12;⑵若改用普通螺栓,螺栓2受力最大,此时是依靠结合面间产生的摩擦力来抵抗外载荷F,即,如果选用普通螺栓,其小径必须大于;4．在图示螺栓联接中采用两个M20的普通螺栓,其许用拉应力[]160MPa σ=,联接件接合面间摩擦系数0.20f =,防滑系数 1.2s K =;请计算该联接允许传递的静载荷F;M20螺栓的小径117.294d mm =;⑴求螺栓预紧力0F0s fF iz K F≥,⑵螺栓承受的拉应力 0211.3[]4F d σσπ=≤⋅,综合以上两式得四、结构设计与分析题试指出下列图中的错误结构,并画出正确的结构图;略一、填空题1．键联接的主要类型有平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接;2．普通平键按构造分,圆头、A 型、平型、 B 型、单圆头、C 型三种; 3．平键联接的工作面是两侧面,依靠键和键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键联接的工作面是上下两面,依靠键的楔紧作用来传递转矩;4．普通平键联接的主要失效形式是工作面被压溃,导向平键联接的主要失效形式是工作面的过度磨损;5．在设计中进行键的选择时,键的截面尺寸根据轴的直径d由标准中选定而定,而键的长度则根据轮毂的长度而定;6．采用双键联接时,两个平键应布置在沿圆周方向相隔180o的位置,两个半圆键应布置在轴的同一条母线上,两个楔键应布置在沿圆周方向上相隔90o～120o的位置;7．矩形花键采用小径定心方式定心,渐开线花键采用齿形定心方式定心;二、单项选择题1．键联接的主要用途是使轴和轮毂之间 C ;A．沿轴向固定并传递轴向力B．沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便2．设计键联接时键的截面尺寸通常根据D 按标准选择;A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径3．在载荷性质相同时,导向平键联接的许用压力取得比普通平键联接的许用挤压应力小,这是为了 A ;P106表6-2A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度4．设计键联接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对联接进行必要的强度校核;在具体设计时,一般顺序是： C ;A．b→a→c→d B．b→c→a→d C．a→c→b→d D．c→d→b→a 5．平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为,则应 D ;A．把键长L增大到倍B．把键宽b增大到倍C．把键高h增大到倍D．安装一对平键6．普通平键联接的承载能力一般取决于 D ;A．轮毂的挤压强度B．键工作表面的挤压强度C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度7．C型普通平键与轴联接,键的尺寸为b×h×L＝14×9×65,则键的工作长度为 A ;A．58mm B．61mm C．65mm D．51mm8．下面是几种普通平键联接的剖视面,其中 B 在结构上正确;A B C9．楔键联接的主要缺点是 DA.键的斜面加工困难B.键安装时易损坏C.键楔紧后在轮毂中产生初应力D.轴和轴上零件对中性差10．半圆键和切向键的应用场合是 B ;A．前者多用来传递较大扭矩,后者多用来传递较小扭矩B．前者多用来传递较小扭矩,后者多用来传递较大扭矩C．各种大小扭矩均可传递三、简答题1．根据用途不同,平键分为哪几种类型指出其中哪些用于静联接,哪些用于动联接; 根据用途的不同,平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种;其中,普通平键和薄型平键用于静联接,导向平键和滑键用于动联接;2．薄型平键联接与普通平键联接相比,在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别薄型平键与普通平键的主要区别是键的高度为普通平键的60％～70％,也分圆头、平头和单圆头三种型式,但传递转距的能力较低,常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限的场合;3．采用双键联接时,两个平键应布置在沿圆周方向相隔180o的位置,两个半圆键应布置在轴的同一条母线上,两个楔键应布置在沿圆周方向上相隔90o～120o的位置;分别是为什么同时,在强度计算中,为什么双键只能按个键计算平键：对轴的削弱均匀,挤压力对轴平衡,不产生附加力矩,受力状态好,对中性好; 半圆键：半圆键对轴强度削弱大,双键放在同一截面上对轴的强度削弱太大,所以只能放在同一母线上;楔键：夹角为180o双键相当于一个楔键的承载能力,夹角过小,对做轴的局部削弱过大；夹角过大,则两个楔键的总承载能力下降;考虑到两个键上载荷分配的不均匀性,在强度较核中只按个键计算;四、计算分析题1．图示牙嵌离合器的左右两半分别用键与轴1、2相联接,在空载下,通过操纵可使右半离合器沿导向平键在轴1上作轴向移动;该轴传递的转矩T ＝1200Nm,轴径d 1＝80mm,右半离合器的轮毂长度L 1＝130mm,行程l 1＝60mm,工作中有轻微冲击,离合器及轴的材料均为钢材;试选择右半离合器的导向平键尺寸,并较核其联接强度;选择导向平键选A 型导向平键,对于轴径d 1＝80mm,查教材P106表6-1得平键的截面尺寸b ＝22mm,h ＝14mm,取键长L ＝180<L 1+l 1＝130＋60＝190;2．强度校核材料均为钢,工作时有轻微冲击,查教材P106表6-2,取p=40MPa;k ==×14=7mm,l ＝L 1－b/2＝130－22/2＝119mm则 []20002000120036.01MPa 40MPa 711980T p p kld ⨯===≤=⨯⨯ 故此键联接能满足强度要求; 2．图示凸缘联轴器,允许传递的最大转矩T 为1500Nm 静载荷,材料为HT250;联接处轴及轮毂尺寸如图示单位：mm;试：1考虑在轴端采用何种类型的平键较为合适,选择键的类型及尺寸,并较核键联接的强度;2若键联接强度不够,请列举两种以上解决方案;1．选择普通平键因在轴端,可选C 型普通平键,对于轴径d ＝55mm,查教材P106表6-1得平键的截面尺寸为16×10,即b ＝16mm,h ＝10mm,取键长L ＝90<100;2．强度校核因联轴器材料为HT250,静载荷,查教材P106表6-2,取σp =75MPa;k ==×10=5mm,l =L －b /2=90－16/2＝82mm;不能满足强度要求;键联接强度不够,列举解决方案：1还可适当增加键的长度,满足L≤100；2采用双键联接,承载能力为单键的倍；以上两种方案组合使用,以提高键联接的承载能力;若仍不满足,可：3采用花键联接；4提高联轴器的材料性能,如改为钢材;一、填空题1．带传动主要是依靠带和带轮之间的摩擦或啮合来传递运动和动力的;2．小带轮主动的V 带传动在工作过程中,带内应力有＿拉应力、弯曲应力、离心应力 ,最大应力=σmax ＿σ1＋σb1＋σc ＿发生在＿紧边绕进小带轮＿处;3．带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏 ;设计准则是在保证带传动不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命 ;4．带传动不发生打滑的受力条件是＿带的有效拉力小于极限拉力即F e <F ec ,为保证带传动具有一定的疲劳寿命,应将最大应力限制为max σ≤ σ ;5．在平带和V 带传动中,影响最大有效圆周力F ec 的因素是＿初拉力F 0 、摩擦系数f 、小带轮上的包角α;二、单项选择题1．带传动正常工作时,紧边拉力F 1和松边拉力F 2满足关系 B ;A ．F 1 =F 2B ．F 1 - F 2 = F eC ．F 1 / F 2 =e fαD ．F 1 +F 2 =F 02. 若将传动比不为1的V 带传动的中心距减少1/3,带长做相应调整,而其它条件不变,则带传动的最大有效拉力F ec C ;A ．增大B ．不变C ．降低3.一定型号的V 带传动,若小带轮直径d 1保持一定,而减小其传动比i,则绕在大带轮上的弯曲应力σb A ;A ．增大B ．减小C ．不变带传动的小带轮最小直径d 1取决于 A ;A ．带的型号B ．带的线速度C ．高速轴的转速D ．传动比5.带传动在工作时,设小带轮为主动,则带内拉应力的最大值是发生在＿＿C＿;A．进入大带轮处B．离开大带轮处C．进入小带轮处D．离开小带轮处6.带传动在工作时,设大带轮为主动,则带内拉应力的最大值是发生在＿D＿;A．进入大带轮处B．离开大带轮处C．进入小带轮处D．离开小带轮处7.某工作机械用转速为750r/min的三相异步电动机通过一增速V带传动来驱动,采用B型带,小带轮直径为125mm,大带轮直径为250mm,现在需使工作机械的转速提高10%,较合理的措施是 B ;A．换用电动机B．增大主动轮直径C．减小从动轮直径8.标准B型V带截面面积A＝138mm2在预紧力σ0＝mm2时,传递的有效拉力F e ＝300N,若不考虑带的离心力,则工作时的紧边拉力F1与松边拉力F2分别是A ;A．357N,57N B．387N,87N C．312N,20N9.带传动的中心矩与小带轮的直径一定时,若增大传动比,则小带轮上的包角α1B ;A．增大B．减小C．不变10．平带、V带传动主要依靠 B 传递运动和动力;A．带的紧边拉力B．带和带轮接触面的摩擦力C．带的预紧力11．下列普通V带中以 C 带的截面尺寸为最小;A. A型B. C型C．Y型D．Z型12．V 带传动中,带截面楔角为40°,带轮的轮槽角应 C 40°;A ．大于B ．等于C ．小于13．带传动中,1v 为主动轮圆周速度、2v 为从动轮圆周速度、v 为带速,这些速度之间存在的关系是 B ;12121212....A v v v B v v v C v v v D v v v ==>><<=>114．带传动工作时产生弹性滑动是因为 B ;A ．带的预紧力不够B ．带的紧边和松边拉力不等C ．绕过带轮时有离心力D ．带和带轮间摩擦力不够15. 传动比不等于1的带传动工作时,弹性滑动 C 发生;A ．在大轮上先开始B ．在小轮上先开始C ．在两轮同时开始D ．不一定在哪个轮上开始16. 传动比不等于1的带传动工作时,打滑 B 发生;A ．在大轮上先开始B ．在小轮上先开始C ．在两轮同时开始D ．不一定在哪个轮上开始17. 下面 B 截面表示出V 带在轮槽中的正确位置;A ．B ．C ．18. 采用张紧轮的带传动, 如果张紧的目的是为了保持一定的初拉力F 0,则张紧轮一般应放在松边 D 位置上;如果张紧的目的主要是为了增加小带轮的包角α1, 则张紧轮应放在松边 B 的位置上;A. 内侧靠近小带轮;B. 外侧靠近小带轮;C. 外侧靠近大带轮;D. 内侧靠近大带轮;19. 下列型号V带中,哪种具有最大横截面积 D ;A. Y型;B. C型;C. A型;D. E型;20．在其它条件相同的情况下,V带传动与平带传动相比可以传递更大的功率,这是由于 D ;A．带和带轮的材料组合具有紧密贴合B．带的挠性良好并与带轮紧密贴合C．带的质量轻,离心力小D．带与轮槽工作面之间的摩擦是楔面摩擦三、简答题1．带传动中的弹性滑动是如何发生的打滑又是如何发生的两者有何区别对带传动各产生什么影响打滑首先发生在哪个带轮上为什么在带传动中,由于松边和紧边的拉力不同,产生的弹性变形也不同;当皮带从紧边转到松边和从松边转到紧边时,因带的弹性变形量发生改变而导致皮带与带轮间产生的相对滑动被称为弹性滑动;当带的有效拉力超过极限拉力即F e>F ec时,带与带轮间将发生显着的相对滑动,即打滑;打滑首先发生在小带轮上,因为小带轮的包角α小于大带轮的包角,故它的极限拉力也较小,承载能力低,所以先打滑;两者的区别在于弹性滑动是必然存在的,导致传动比不恒定,但带传动能正常工作;打滑是载荷超过承载能力之后的失效形式,应尽量避免;2．在设计带传动时,为什么要限制小带轮的最小直径d1当皮带绕在带轮上时,会产生弯曲应力;带轮直径越小,弯曲应力越大;为因避免弯曲应力过大降低带传动的寿命,应限制小带轮的最小直径d1;3．简述传动中心距a对带传动性能的影响;若中心距过小,带速不变时,单位时间内皮带绕转次数增多,应力循环次数增多,将加剧带的疲劳损坏,降低其寿命；且由于中心距小,在传动比不变的情况下,将使小带轮上的包角减小,降低带传动的承载能力;中心距大,可以增加带轮的包角,减少单位时间内带的循环次数,有利于提高带的奉命;但中心距过大,则加剧带的波动,降低传动的平稳性,同时增大带传动的整体尺寸;故设计带传动时,应尽量将中心距确定在经验公式的范围内;四、计算分析题1．某传动装置中的V带经常出现断带,试分析原因并提出改进方案至少提供两种;原因1．带的承载能力不够;解决方案：①更换皮带型号：增大带的截面面积或换成相应窄V带；②增加带的根数,则同时更换带轮；③加大中心距,同时换较长的皮带；原因2．带内弯曲应力过大;解决方案：在保证i、a不变的情况下,增大带轮直径,同时换较长的皮带2. 图示一V带传动,小带轮为主动轮,转向为顺时针;A、C和B、D分别是V带绕入点和绕出点;试问在上述4个点中：1在哪些点上带速大于所在带轮圆周速度2在哪些点上带速等于所在带轮圆周速度3在哪些点上带速小于所在带轮圆周速度1D点带速大于大带轮圆周速度2A、C两点带速等于所在带轮圆周速度3B点带速小于小带轮圆周速度3．某普通V带传动,其实际紧边拉力为1300N,传递的功率为8KW,小带轮直径为170mm,小带轮的工作转速为1450r/min,试求带的预紧力F0;小带轮圆周速度v：v＝πdn/60000=×170×1450/60000＝s有效拉力F e F e＝1000P/v＝1000×8/＝N预紧力F0: F0＝F1－F e/2＝1300－2＝N4．V带传动传递的功率P＝,带速v＝10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1＝2F2,试求紧边拉力F1、有效拉力F e和预紧力F0;有效拉力F eF e＝1000P/v＝1000×10＝750 N因F1＝2F2,且F1－F2＝F e,有2F2－F2＝F e故有：松边拉力F2：F2＝F e＝750 N紧边拉力F1：F1＝2F e＝1500 N。