机械设计-习题集答案
考研题库机械设计习题集-考研必备(含答案)
考研题库机械设计习题集-考研必备(含答案) 机械设计总论一．判断题1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。
（）2．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。
（）3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。
（） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。
（）5．在变应力中，当r = C（常数）时，σa /σm是随时间变化的。
（） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。
（）7．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。
（）8．对于理论上为线接触的两接触表面处的接触应力σH与法向外载荷F成线性关系。
（）9．机械零件设计计算中最基本的设计准则是强度准则。
（） 10．工业用润滑油的粘度会因为温度的升高而降低。
（） 11．钢的强度极限愈高，对应力集中愈敏感。
（）12．变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。
（）二．单项选择题1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度。
（a）提高（b）降低（c）不变（d）提高或降低视处理方法而定2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa，若疲劳曲线指数m =9，应力循环基数N0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限为 MPa 。
（a）300 （b）428 （c）500.4 （d）430.5 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用σmax、σmin、σm、σa、r这五个参数中的任意______来描述。
（a）一个（b）两个（c）三个（d）四个 5．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。
（a）不变号的不对称循环变应力（b）变号的不对称循环变应力（c）脉动循环变应力（d）对称循环变应力σa A M θ O6．下列四种叙述中______是正确的。
(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。
机械设计习题集(全)
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 -1 B 0 C 0.5 D 1
2-4 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
σe为____。
(A) 0.17 (B) 0.24 (C) 0.27 (D) 0.37
3-13 一零件由 20Cr制成,已知对称循环许用应力[σ -1]=95Mpaf零件的等效系数ψ σe=0.2.则脉 动循环许用应力[σ 0]为_____MPa. (A) 79.2 (B) 950 (C) 158.3 (D) 380
(A) 4.27 (B) 2.89 (C) 2.598 (D) 1.76
3-16 若材料疲劳曲线的指数m=9，则以对称循环应力σ 1 =500MPa作用于零件N1=104次以后，
它所造成的疲劳损伤，相当于应力σ 2 =450MPa作用于零件_____次。
(A) 0.39×104
(B) 1.46×104
数为____次。 (A) 6.25×105
(B) 9.34×104
(C) 1.09×104
(D) 4.52×104
3-20 在应力变化过程中，如果周期、应力幅和平均应力有一个不相等，则称为( )． A 稳定变应力 B 非稳定变应力 C 脉动循环变应力 D 非对称循环变应力
3-21 对于受循环变应力作用的零件，影响其疲劳破坏的主要因素是( )。
问答题
3-33 疲劳曲线和极限应力图在表示材料极限应力方面的主要区别是什么?
机械设计题库及参考答案
机械设计题库及参考答案一、单选题（共67题，每题1分，共67分）1.工作时承受弯矩并传递扭矩的轴，称为(A、转轴B、传动轴C、心轴正确答案：A2.蜗杆传动的中间平面是指( ) 的面。
A、同时垂直蜗杆和蜗轮轴线B、同时通过蜗杆和蜗轮轴线C、通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线D、通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线正确答案：C3.滚动轴承的密封装置按密封的结构形式- -般分为接触式密封、()和组合式密封。
A、固定密封B、转运密封C、非接触式密封D、间院密封正确答案：C4.链传动的张紧轮应装在(A、靠近小轮的松边上B、靠近大轮的松边上C、靠近小轮的紧边上D、靠近大轮的紧边上正确答案：A5.在平面机构中若引入一个高副将引入()个约束。
A、4B、3C、1D、2正确答案：C6.自行车轮的轴是().A、转轴B、传动轴C、心轴D、阶梯轴正确答案：C7.角接触球轴承承受轴向载荷的能力，主要取决于( )A、轴承精度B、轴承宽度C、滚动体数目D、接触角大小正确答案：D8.斜齿轮有规定以()为标准值。
A、法面模数B、端面模数C、法面模数或端面模数D、以上都不是正确答案：A9.带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于( )。
A、带轮的线速度B、带轮的直径C、传递的功率D、带的横截面尺寸正确答案：B10.渐开线上任意一点的法线必( ) 基圆.A、交于B、没关系 .C、切于正确答案：C11.在蜗杆传动中，通常( ) 为主动件。
A、蜗轮B、齿轮C、蜗杆或蜗轮都可以D、蜗杆正确答案：D12.普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间().A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿周向固定并传递转矩C、安装与拆卸方便D、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用正确答案：B13.在蜗杆传动中，应用比较广泛的是(A、锥蜗杆B、环面蜗杆C、因柱蜗杆D、方形杆.正确答案：C14.同一螺栓组中螺栓的( ) 均应相同。
A、长度和材料B、直径和材料C、直径和长度D、直径、长度和材料正确答案：D15.凸轮机构中，主动件通常作()。
机械设计习题集答案第十二章 带传动设计
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
（4）计算实际中心距a
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
《机械设计基础》习题集及答案
《机械设计基础》习题集及答案集系部：适用专业：制定人：审核人：系（部）第一章机械设计概论一、填空题。
1、机械零件最常见的失效形式有_______,_______,_______,_______,。
2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。
3、强度是指零件在载荷作用下抵抗__________的能力，强度可分为__________和__________。
4、刚度是指受载后抵抗__________的能力。
5、机械零件丧失预定功能或者预定功能指标降低到许用值以下的现象，为__________。
二、选择题。
1、机械设计这门学科，主要研究（）的工作原理、结构和设计计算方法。
A、各类机械零件和部件B、通用机械零件和部件C、专用机械零件和部件D、标准化的机械零件和部件2、设计一台机器包括以下几项工作:a、零件设计;b、总体设计;c、技术设计，它们进行的顺序大休上是()。
A、acbB、bacC、bcaD、cba3、下列零件的失效形式中，不属于强度问题。
A、螺栓断裂B、齿轮的齿面发生疲劳点蚀C、蜗杆轴产生过大的弯曲变形D、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑4、在设计机械零件时，对摩擦严重的一些零件，要考虑其散热性，主要是由于（）。
A、在高温下将产生蠕变现象，出现较大塑性变形B、材料的机械性能下降，可能造成零件因强度不够而失效C、下产生较大的热变形，影响正常工作D、升高后，破坏了正常润滑条件，从而使零件发生胶合5、我国国家标准的代号是（）。
A、GCB、KYC、GBD、ZB三、是非题。
1、机器的各部分之间具有确定的相对运动，在工作时能够完成有用的机械功或实现能般的转换。
2、机构的各部分之间具有确定的相对运动，所以机器与机构只是说法不同而己。
3、由于强度不够引起的破坏是零件失效中最常见的形式。
4、表面失效主要有疲劳点浊、磨损和腐蚀等，表面失效后通常会增加零件的摩擦，使尺寸发生变化，最终导致零件的报废。
机械设计习题集答案第十二章带传动设计
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
（6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。
机械设计基础习题集答案
机械设计基础习题集答案机械设计基础是工程学科中非常重要的一门课程，它涉及到机械零件的设计原理、计算方法和应用实践。
以下是一份机械设计基础习题集的答案示例，涵盖了一些基础题目和解答方法。
一、选择题1. 机械设计中的“四性”指的是什么？- A. 可靠性、耐久性、经济性、安全性- B. 稳定性、耐久性、经济性、安全性- C. 可靠性、稳定性、经济性、安全性- D. 可靠性、耐久性、稳定性、经济性正确答案：A2. 材料的屈服强度是指：- A. 材料开始发生永久变形时的应力- B. 材料发生断裂时的应力- C. 材料发生疲劳破坏时的应力- D. 材料发生弹性变形时的应力正确答案：A二、简答题1. 简述机械零件的失效形式有哪些？答：机械零件的失效形式主要包括：过载失效、疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效和断裂失效。
2. 什么是静强度计算和疲劳强度计算？答：静强度计算是指在静载荷作用下，根据材料的力学性能，计算零件在不发生破坏时所能承受的最大载荷。
疲劳强度计算则是在循环载荷作用下，根据材料的疲劳特性，预测零件在达到一定寿命前所能承受的最大循环载荷。
三、计算题1. 某轴的直径为50mm，材料为45钢，其许用应力为[σ]=120MPa。
若轴受到的最大弯矩为2000N·m，试求该轴的最小安全系数。
答：首先计算轴的截面模量W，对于圆轴，W=πd³/32，将直径d=50mm代入得W=π×50³/32。
然后根据弯矩公式M=Wσ，计算轴的许用弯矩M允许。
将已知数据代入得M允许=π×50³/32×120×10⁶Pa。
最后，安全系数n=M允许/M实际，将M允许和M实际（2000N·m）代入计算得n的值。
2. 设计一个螺栓连接，螺栓材料为Q235，螺栓直径为M12，预紧力为5000N。
求螺栓的应力状态。
答：首先计算螺栓的截面积A，对于M12螺栓，A=πd²/4，d为螺栓直径。
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. 机构是由构件组成的，构件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. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。
2. 机械是______和______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是自由度数为1。
（）5. 运动副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是其自由度数等于（）数。
A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指（）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 作为描述其他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是两构件（）。
机械设计基础习题集附解答
机械设计基础习题集附解答⽬录绪论1. 简述机构与机器的异同及其相互关系。
2. 简述机械的基本含义。
3. 简述构件和零件的区别与联系。
4. 简述“机械运动”的基本含义。
5. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。
6. 简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。
【参考答案】1. 共同点：①⼈为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有⽤功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和⼒、或变换运动形式。
相互关系：机器⼀般由⼀个或若⼲个机构组合⽽成。
2. 从结构和运动的⾓度看，机构和机器是相同的，⼀般统称为机械。
3. 构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由⼀个或若⼲个零件刚性组合⽽成。
4. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。
5. 研究对象：常⽤机构（平⾯连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通⽤零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。
研究内容：机构的组成及其⼯作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使⽤维护等。
6. “机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进⼀步深⼊研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习⼜涉及到⾼等数学、机械制图、⼯程⼒学、⼯程材料以及机械制造基础等知识的综合运⽤。
因此，“机械设计基础”是课程体系中的⼀门专业技术基础课程。
平⾯机构的⾃由度1. 什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架2. 机构中的运动副具有哪些必要条件3. 运动副是如何进⾏分类的4. 平⾯低副有哪两种类型5. 简述机构运动简图的主要作⽤，它能表⽰出原机构哪些⽅⾯的特征6. 机构⾃由度的定义是什么⼀个平⾯⾃由构件的⾃由度为多少7. 平⾯运动副中，低副和⾼副各引⼊⼏个约束8. 机构具有确定运动的条件是什么当机构的原动件数少于或多于机构的⾃由度时，机构的运动将发⽣什么情况9. 运动链和机构关系如何10. 画出下列机构的⽰意图，并计算其⾃由度。
机械设计基础习题集(附解答)
目录绪论 (1)平面机构的自由度 (3)平面连杆机构 (8)凸轮机构 (14)齿轮机构 (18)轮系 (23)机械零件设计概论 (28)联接 (30)齿轮传动 (41)蜗杆传动 (51)带、链传动 (60)轴 (69)滑动轴承 (75)滚动轴承 (78)联轴器和离合器 (91)绪论1. 简述机构与机器的异同及其相互关系。
2. 简述机械的基本含义。
3. 简述构件和零件的区别与联系。
4. 简述“机械运动”的基本含义。
5. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。
6. 简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。
【参考答案】1. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。
相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。
2. 从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。
3. 构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件刚性组合而成。
4. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。
5. 研究对象：常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通用零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。
研究内容：机构的组成及其工作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使用维护等。
6. “机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进一步深入研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习又涉及到高等数学、机械制图、工程力学、工程材料以及机械制造基础等知识的综合运用。
因此，“机械设计基础”是课程体系中的一门专业技术基础课程。
平面机构的自由度1. 什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架？2. 机构中的运动副具有哪些必要条件？3. 运动副是如何进行分类的？4. 平面低副有哪两种类型？5. 简述机构运动简图的主要作用，它能表示出原机构哪些方面的特征？6. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？7. 平面运动副中，低副和高副各引入几个约束？8. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？9. 运动链和机构关系如何？10. 画出下列机构的示意图，并计算其自由度。
《机械设计基础》习题集及答案
《机械设计基础》课程习题集系部：适用专业：制定人：审核人：系（部）《机械设计基础》课程习题集第一章机械设计概论一、填空题。
1、机械零件最常见的失效形式有_______,_______,_______,_______,。
2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。
3、强度是指零件在载荷作用下抵抗__________的能力，强度可分为__________和__________。
4、刚度是指受载后抵抗__________的能力。
5、机械零件丧失预定功能或者预定功能指标降低到许用值以下的现象，为__________。
二、选择题。
1、机械设计这门学科，主要研究（）的工作原理、结构和设计计算方法。
A、各类机械零件和部件B、通用机械零件和部件C、专用机械零件和部件D、标准化的机械零件和部件2、设计一台机器包括以下几项工作:a、零件设计;b、总体设计;c、技术设计，它们进行的顺序大休上是( )。
A、acbB、bacC、bcaD、cba3、下列零件的失效形式中，不属于强度问题。
A、螺栓断裂B、齿轮的齿面发生疲劳点蚀C、蜗杆轴产生过大的弯曲变形D、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑4、在设计机械零件时，对摩擦严重的一些零件，要考虑其散热性，主要是由于（）。
A、在高温下将产生蠕变现象，出现较大塑性变形B、材料的机械性能下降，可能造成零件因强度不够而失效C、下产生较大的热变形，影响正常工作D、升高后，破坏了正常润滑条件，从而使零件发生胶合5、我国国家标准的代号是（）。
A、GCB、KYC、GBD、ZB三、是非题。
1、机器的各部分之间具有确定的相对运动，在工作时能够完成有用的机械功或实现能般的转换。
2、机构的各部分之间具有确定的相对运动，所以机器与机构只是说法不同而己。
3、由于强度不够引起的破坏是零件失效中最常见的形式。
4、表面失效主要有疲劳点浊、磨损和腐蚀等，表面失效后通常会增加零件的摩擦，使尺寸发生变化，最终导致零件的报废。
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。
(完整版)机械设计基础习题集及参考答案
3. 低副联接的三个构件不能组成机构，只能构成一个构件。 ( ）
4。 机构处于死点位置时，机构中的从动件将出现自锁或运动不确定现象。( ）
5。 极位夹角是从动件在两个极限位置时的夹角。（ )
6。在铰链四杆机构中，通过取不同构件作为机架,则可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。（ )
五、设计题
1. 设计过程详见参考教材22页，“已知连杆的两个位置设计四杆机构”的内容。
2。 设计过程详见参考教材23页，“根据行程数比系数设计四杆机构”的内容。传动角和压力角的画法见参考教材15页的“二、压力角与传动角”内容。
第三章 凸轮机构
一、判断题（正确 T，错误 F）
1. 凸轮机构出现自锁是由于驱动力小造成的. （ ）
2。凸轮机构是由、、三个基本构件组成的.
3。理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构,其从动件的运动规律是的。
4。 凸轮轮廓形状由从动件的决定。
四、简答题
1。 说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。
五、设计题
1。 设计一对心直动尖顶从动件盘型凸轮。已知凸轮顺时针以等角速度ω1回转，凸轮基圆半径 ，从动件运动规律如图所示.(要求：写出作图步骤，保留作图痕迹）
2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
铰链四杆机构的基本形式有 ①双曲柄机构——最短杆为机架;②曲柄摇杆机构--最短杆为连架杆；③双摇杆机构--最短杆为连杆。
3。 图(1）为曲柄摇杆机构，原因 ，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为连架杆。图（2)为双曲柄机构，原因 ,则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为机架。图（3）为双摇杆机构,原因 ，但是最短杆为连架杆.
机械设计习题集答案第十七章 滑动轴承 (解答)
π dn π × 90 × 90 = 60 × 1000 60 × 1000
pv = 12． 346×0． MPa·m/s = 5． 424 236MPa·m/s 3）选择轴瓦材料：查表 14-2，选轴瓦材料为 ZCuSn10P1
[ p ] = 15MPa〉 p
， [V ] = 10m / s〉V
，
解１7－1
第十七章
17-4
滑动轴承设计
一非液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径 d = 200 mm，轴承宽度 B = 200 mm，
轴承材料为 ZCuAl10Fe3。 试求： 当轴转速 n = 120 r/min 时， 轴承允许的最大径向载荷。 解答：1）根据轴承材料为 ZCuAl10Fe3 查出：[p] = 15 MPa，[pv] = 12 MPa·m/s， [v ] = 4 m/s 。 2）求轴承允许的最大径向载荷：轴承所能承受的最大径向载荷必须同时满足以下 两个要求：① F≤[p]dB = 15×200×200 = 600 000 N ② F≤
kN，轴承直径 d=90 mm，转速 n=90 r/min。设计此滑动轴承，并选择润滑剂牌号。 解答：1）选择轴承的宽径比，确定轴承宽度：取 2）计算 p、v 及 pv 值：
p =
v =
B = 1，则B = d = 90 mm d
3
F 100 × 10 = Bd 90 × 90
MPa = 12． MPa 346 m/s = 0． m/s 424
[ pv] = 15MPa ⋅ m / s〉 pv
。
4）选择润滑剂牌号：查表 14-3，选用牌号为 L－XAAMHA3 的润滑脂。
分析与思考：滑动轴承润滑的目的是什么？常用的润滑剂有哪些种类？润滑剂牌号如何选择？
机械设计习题集（带答案）
机械设计习题集（带答案）齿轮传动习题1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿⾯磨损、齿⾯点蚀、齿⾯胶合、塑性变形等。
2.问：在不改变材料和尺⼨的情况下，如何提⾼轮齿的抗折断能⼒？答：可采取如下措施：1)减⼩齿根应⼒集中;2)增⼤轴及⽀承刚度;3)采⽤适当的热处理⽅法提⾼齿芯的韧性;4)对齿根表层进⾏强化处理。
3.问：为什么齿⾯点蚀⼀般⾸先发⽣在靠近节线的齿根⾯上？答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦⼒较⼤，特别是直齿轮传动，通常这时只有⼀对齿啮合，轮齿受⼒也最⼤，因此，点蚀也就⾸先出现在靠近节线的齿根⾯上。
4.问：在开式齿轮传动中，为什么⼀般不出现点蚀破坏？答：开式齿轮传动，由于齿⾯磨损较快，很少出现点蚀。
5.问：如何提⾼齿⾯抗点蚀的能⼒？答：可采取如下措施：1)提⾼齿⾯硬度和降低表⾯粗糙度;2)在许⽤范围内采⽤⼤的变位系数和,以增⼤综合曲率半径;3)采⽤粘度⾼的润滑油;4)减⼩动载荷。
6.问：什么情况下⼯作的齿轮易出现胶合破坏？如何提⾼齿⾯抗胶合能⼒？答：⾼速重载或低速重载的齿轮传动易发⽣胶合失效。
措施为：1)采⽤⾓度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减⼩模数和齿⾼以降低滑动速度;3)采⽤极压润滑油;4)采⽤抗校核性能好的齿轮副材料;5)使⼤⼩齿轮保持硬度差;6)提⾼齿⾯硬度降低表⾯粗糙度。
7.问：闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿⾯点蚀、轮齿折断和胶合。
⽬前⼀般只进⾏接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。
开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿⾯磨损，磨损尚⽆完善的计算⽅法，故⽬前只进⾏弯曲疲劳强度计算，⽤适当增⼤模数的办法考虑磨损的影响。
8.问：硬齿⾯与软齿⾯如何划分？其热处理⽅式有何不同？答：软齿⾯：HB≤350，硬齿⾯：HB>350。
软齿⾯热处理⼀般为调质或正⽕，⽽硬齿⾯则是正⽕或调质后切齿，再经表⾯硬化处理。
机械设计基础习题集答案
机械设计基础习题集答案第1章绪论一、填空题1；破坏 2.变形 3.机器 4.机构 5.传动部分 6.零件 7.构件 8.部件 9.通用零件10.专用零件二、判断题（1-5）×√×√×（6-10）√√×√×三选择题（1-5）ABACB （6-10）BABCB第2章平面机构运动简图及自由度一、填空题1.直接接触可动；2.点或线；3.面；4.转动；5.移动；6.运动简图；7.三；8.约束；9.两个一个；10.复合铰链；11.局部自由度；12.滑动滚动；13.虚约束；14.增加改善保持；15.大于零等于。
二、判断题（1-5）√××√√（6-10）√×√××（11-15）×××××三、选择题（1-5）ABBBA （6-10）BBCCB （11-15）BACBC五、计算题a）F=3×5－2×7=1 b）F=3×9－2×12－2=1c）F=3×6－2×8－1=1 d）F=3×4－2×4－2=2e）F=3×5－2×7=1 f）F=3×3－2×3－2=1第3章平面连杆机构一、填空题1. 转动移动低低副；2.铰链四杆机构；3. 连架杆连杆曲柄摇杆；4曲柄摇杆双曲柄双摇杆；5.摆动；6.整周转动；7.往复摆动；8.小于等于机架曲柄；9.运动转动摆动摆动转动；10.最短杆整周回转；11.匀速变速；12. 平行四边形；13. 同向反向；14.转向角速度；15.铰链四杆大于机架；16.对杆往复摆动；17.往复摆动；18.滑块；19.转动移动；20.滑块；21.曲柄；22.小于大于；23.等速变速；24.转动摆动；25.主动件； 26.主动从动转动摆动；27.速度方向；28.从动件主动件摆动转动；29.连杆；30.惯性。
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第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么？答：机械零件1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。
答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。
如齿轮、轴、螺钉等。
构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。
如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。
部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。
1-3什么是通用零件？什么是专用零件？答：通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。
在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。
1-4机械设计课程研究的内容是什么？答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答：一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。
原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
2-2答：设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。
设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2-3答：机械零件常见的失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
2-4答：强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。
强度条件为[]σσ≤。
提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，提高材料的力学性能；d、提高运动零件的制造精度，降低工作时的动载荷；e、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。
2-9答：HT150：灰铸铁，抗拉强度为150MPaZG230-450：铸钢，屈服强度为230 MPa,抗拉强度为450 MPa65Mn：优质碳素结构钢，含碳量为0.65%，含锰量<1.5%45：优质碳素结构钢，含碳量为0.45%Q235：普通碳素结构钢，屈服强度为235 MPa40Cr：中碳合金钢，含碳量为0.40%，含铬量<1.5%20CrMnTi ：低碳合金钢，含碳量为0.20%，含铬、锰、钛量<1.5% ZCuSn10Pb5：铸造锡青铜，含锡量为10%，含铅量为5% 第三章 机械零件的强度3-1 表面化学热处理、表面淬火、表面硬化加工 3-2 （3）3-3 截面形状突变 增大 3-4 （1） （1） 3-5 （1）3-7答：当应力循环次数大于N0时，不管应力循环多少次，材料破坏的极限应力变化不大，视为恒定，所以将应力循环次数大于N0以后的寿命段称为无限寿命区。
所以只要施加在材料上的应力不超过循环基数所对应的极限应力，那么不管应力循环多少次，材料都不会发生破坏，因此称循环基数对应的极限应力称为材料的疲劳极限。
3-8答：图（a ）中，为静应力，r=1；图（b ）中，为对称循环变应力，r=-1；图（c ）中，为非对称循环变应力，0<r<1。
3-9答：弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ是材料对称循环弯曲疲劳极限1σ-与零件对称循环弯曲疲劳极限1e σ-的比值，不对称循环时，为材料与零件的极限应力幅的比值。
它与零件的尺寸及几何形状变化、加工质量及强化因素有关。
它使得零件的疲劳极限相对于材料的疲劳极限有所降低，对于静强度则没有影响。
3-10答：零件等寿命疲劳曲线的疲劳极限线是材料试件等寿命疲劳曲线的疲劳极限线按比例K σ下移，而静强度极限线与材料试件等寿命疲劳曲线的静强度极限线相同。
作业： 3-1 已知：MPa 1801=-σ，60105⨯=N ，9=m ，70001=N ，250002=N ，6200003=N 。
求N1、N2、N3的有限寿命弯曲疲劳极限。
解：∵1N σσ--=，1N < N C =410, 11S N σσσ-->>∴11180180 1.9947359.05MPa N σσ--≈==⨯=12180180 1.8016324.30MPa N σσ--===⨯=13180180 1.2610226.99MPa N σσ--===⨯=3-5 已知：圆轴轴肩尺寸为54mm D =，45mm d =，3mm r =；该轴肩材料的力学性能为260MPa s σ=，1170MPa σ-=，σϕ=0.2，420MPa B σ=；危险截面上的平均应力20MPa m σ=，30MPa a σ=。
按m C σ=求该截面的计算安全系数Sca 。
解：（1）∵102σσσϕσ--=∴ 1022170340283.33MPa 110.2 1.2σσσϕ-⨯====++， MPa 67.14120=σ∴(0,180)'A ,(141.67,141.67)'D ,(360,0)C （2）查附图3-1，材料的敏性系数78.0≈σq ；067.0453==d r ，2.14554==d D查附表3-2(弯曲，插值法)，轴肩圆角处的理论应力集中系数 1.88σα≈； 轴肩的弯曲有效应力集中系数()()1110.78 1.881 1.686k q σσσα=+-=+⨯-=查附图3-2，尺寸及截面形状系数75.0=σε；查附图3-4，表面质量系数0.87σβ=； 查附表3-10，化学热处理的强化系数2=qβ（有应力集中）；由公式（3-12），弯曲疲劳极限的综合影响系数系数11 1.6861111 1.1990.750.872q k K σσσσεββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭由公式（3-8），零件的对称循环弯曲疲劳极限为11170142MPa 1.199eK σσσ--===。
所以有(0,142)A ,(141.67,118)D ,(360,0)C（3）C m=σ在极限应力线图中标出点M 和M '的位置。
所以20MPa mσ'= 2 2.652.9137.54MPa aOC σσμ''=⋅=⨯=∴ max max20137.54 3.152030m aca m a S σσσσσσ'''++====++3-20一零件由45钢制成，材料的力学性能为：360MPa S σ=，1300MPa σ-=，材料常数σϕ=0.2。
已知零件上的最大工作应力为max 190MPa σ=，最小工作应力为min 110MPa σ=，应力变化规律为r C =，弯曲疲劳极限的综合影响系数 2.0K σ=，试画出零件的极限应力线图，在图上找出零件的工作应力点M 和极限应力点M '，并用图解法确定该零件的计算安全系数ca S 。
解：MPa 150230011===--σσσK e ，∵102σσσϕσ--=，∴1022300500MPa 110.2σσσϕ-⨯===++零件极限应力线图上的特殊点A （0，e 1-σ）、⎪⎪⎭⎫⎝⎛σσσK C 2200，、D （S σ，0）为A （0，150）、C （250，125）、D （360，0），据此作出零件的极限应力线图MPa 4021101902minmax =-=-=σσσa ，MPa 15021101902minmax =+=+=σσσm在图上找出零件的工作应力点M 和极限应力点M '，由图中量得MPa150=='mmeσσ，MPa5.134='aeσ895.140150360maxmax≈+=+='=amScaSσσσσσ第5章螺纹连接和螺旋传动5-1 大径中径（P69式5-4、5）小径5-2 降低3 升高1 升高1 降低35-3 2过渡配合5-4 90% 螺纹根部5-5 35-6 （4）=+=++201bm bCF F F F FC C，=-==++10000.5bmm b m bCCF F F F FC C C C5-10 答：普通螺栓连接的主要失效形式：螺栓杆螺纹部分拉断；设计准则：保证螺栓杆的拉伸强度。
铰制孔用螺栓连接的主要失效形式：螺栓光杆被剪断和螺栓杆与孔壁的贴合面发生压溃；设计准则：保证螺栓光杆的剪切强度和连接的挤压强度。
5-13 答：螺栓性能等级为8.8级，小数点前的8代表该螺栓抗拉极限σB的1/100，小数点后的8表示该螺栓屈服极限σs与抗拉极限σB的比值的10倍。
5-15 答：螺栓所受的总拉力=++20bm bCF F FC C，=-+10mm bCF F FC C，当F0一定，轴向外载在0～F之间变化时，由公式可看出：Cb↑，Cm↓，F2↑，连接的疲劳强度降低，连接的紧密性增加；与此相反，Cb↓，Cm↑，F2↓，连接的疲劳强度提高，连接的紧密性降低。
5-16答：保证连接紧密性和静强度要求的前提下，要提高疲劳强度，必须↓Cb，↑Cm，同时适当增加预紧力。
5-21如图所示一牵引钩用2个M12（d1=10.106mm）的普通螺栓固定于机体上，已知：接合面摩擦系数f=0.2，防滑系数Ks=1.2，螺栓力学性能等级为6.8级，安全系数S=3，试计算该螺栓组允许的最大牵引力F。
解：螺栓性能等级为6.8级，许用应力[]480160MPa 3SSσσ=== 螺栓允许的预紧力[]221010.1061609872N 4 1.35.2d F πσπ⨯⨯≤==⨯连接允许的牵曳力 0210.298723291N 1.2s zifF F K ⨯⨯⨯≤== 5-23图示凸缘联轴器（GB/T5843-2003）的型号为YLD10，允许传递最大转矩T 为630Nm 。
两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓连接，螺栓规格为M12×60（GB/T27-1988），螺纹段长22mm ，，螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其连接强度。
解：安全系数 2.5S τ=， 2.5hp S =（P87,表5-10）每个螺栓的横向载荷3222630102423.08N /241304130w w T T T F zD zD ⨯⨯=====⨯⨯ 许用应力 []640256MPa 2.52.5SSS τσστ====，[]20080MPa 2.52.5hphpP hpS σσσ==== 22042423.0821.43MPa []/4112F i d ττππ⨯===<⨯⨯ []02423.0811.13MPa 12(602220)P P F d σσδ===<⨯-- ∴强度足够。