机械设计习题集(3)
机械设计习题集1-5章
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 ISO 1-5 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A -1B 0C 0.5D 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 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( )。
AF H ∝σ B 2/1F H ∝σ C 3/1F H ∝σ D 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=( )。
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τ τm 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-习题集答案
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。
机设习题集1-5
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( 原动机)、( 传动装置)、( 工作机) 三部分组成。
1-2 机械设计课程研究的对象是( 零件)，，研究的目的是( 掌握设计机械传动装置和一般机械的能力)。
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( 造型)和( 噪声) 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( B )。
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( C )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 =( D )。
A -1B 0C 0.5D 12-4 改变轴的支承位置时，轴的刚度( D )。
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( B )。
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( B )。
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( 非对称循环变应力 )、( 对称循环变应力 )和( 脉动循环变应力 )。
2-8 有一传动轴的应力谱如图所示。
则其应力幅a τ=( 2m ax τ )、平均应力m τ=( 2m ax τ )、循环特性r =( 0 )。
2-9 低副连接的零件的连接表面产生的应力称为( 挤压应力 )，高副连接的零件的连接表面产生的应力称为( 接触应力 )。
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》习题集
《机械设计》习题集第一章绪论分析与思考题1-1 机器的基本组成要素是什么1-2 什么是零件什么是构件什么是部件试各举三个实例。
1-3 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。
1-4 机械设计课程研究的内容是什么第二章机械设计总论分析与思考题2-1 一台完整的机器通常哪些基本部分组成各部分的作用是什么2-2 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 2-3 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2-4 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2-5 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提高零件刚度的措施有哪些 2-6 零件在什么情况下会发生共振如何改变零件的固有频率2-7 什么是可靠性设计它与常规设计有何不同零件可靠度的定义是什么 2-8 机械零件设计中选择材料的原则是什么2-9 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 65Mn，45，Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSnl0Pb5。
2-10 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别第三章机械零件的强度一、选择与填空题3-1 零件表面的强化处理方法有_________________、___________________、_________________等。
3-2 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____________。
(1)增高(2)不变(3)降低3-3 机械零件受载时，在_____________________处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而___________________。
3-4 在载荷和几何形状相同的情况下，钢制零件间的接触应力_____________铸铁零件间的接触应力。
3-5 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__________。
机械设计试题(共三套)
四、分析题 （本题共 19 分）
1．如图所示，两根梁用 8 个 4.6 级普通螺栓与两块钢盖板相联接。梁受到拉力 F=28kN，摩擦系 数 f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。
解中有两处错误，请指出错处并说明原因。（本小题 6 分）
解：
已知螺栓数目 z==8，接合面数 i=2，取 F
F
防滑系数 KS=1.2，则螺栓所需预紧力 F0 为
,一般设在( )的位
置。若采用两个半月键时,一般设在( )
A. 同一母线; B. 相隔 90°; C. 相隔 120°; D.相隔 180
6. 蜗杆传动的总效率,主要取决于( )
A.轴承摩擦损耗; B. 啮合摩擦损耗; C.加装风扇损耗; D.
7. 开式或半开式齿轮传动, 或速度较低的闭式齿轮传动,通常用( )
载荷 F � 1100N ，试求螺栓中的总拉力 F2 和被联接件的残余预紧力 F1 。
解：
F
F
螺栓中的总拉力为
F2 � F0 � Cb F � 1000 � Cb �1100 � 1122N
Cb � Cm
Cb � 8Cb
F0 F0
联接件中的残余预紧力为
F1 � F0 � Cm F � 1000 � 8Cb �1100 � 22 N
者为铸铁，低于此值为钢。
（1）2%
（2）2.5%
（3）3%
（4）3.5%
6． 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
。
（1）铸造毛坯 （2）冲压毛坯 （3）模锻毛坯
（4）自由锻造毛坯
7． 如图所示齿轮传动，轮 1 为主动轮，则轮 2 的齿面接触应力按
变化。
（1）对称循环 （2）脉动循环 （3）循环特性 r � �0.5 （4）循环特性 r � �1
机械设计题库(含答案)---3
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大径，螺纹的升角是指。
螺纹中径处的升角。
螺旋的自锁条件为v2、三角形螺纹的牙型角α＝ 60度，适用于联接，而梯形螺纹的牙型角α＝ 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 × 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大，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同，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—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—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A。
A. 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。
机械设计习题集(3)
第1章机械设计概论思考题1. 什么是部件什么是零件什么是构件什么是通用零件什么是专用零件机械设计课程研究的是哪类零件从哪几个方面来研究这类零件2. 机械设计应满足哪些基本要求机械零件设计应满足哪些基本要求3. 机械设计的一般步骤是怎样的第2章机械零件的工作能力和计算准则一、填空题1. 在压力作用下，以点、线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。
2. 零件在变应力作用下的强度计算属于强度计算，它不同于静强度计算。
3. 零件的计算载荷与名义载荷的关系是。
4. 零件的名义载荷是指载荷。
5. 零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件的强度影响，将在中考虑。
二、简答与思考题1. 解释下列名词：静载荷、变载荷、稳定循环变载荷、动载荷、工作载荷、额定载荷、计算载荷、静应力、变应力、疲劳及疲劳极限。
静载荷是否一定产生静应力变载荷是否一定产生变应力2. 什么是变应力的循环特性r对于静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力，其r值各等于多少3. 在一定的循环特性r下工作的金属试件，其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限4. 两个曲面形状的金属零件相互压紧，其表面接触应力的大小由哪些因素确定如果这两个零件的材料、尺寸都不同，其相互接触的各点上彼此的接触应力值是否相等三、计算题1. 图示为对心直动滚子从动件凸轮机构。
从动件顶端承受压力F=12kN。
当压力角α达到最大值αmax=250时，相应的凸轮轮廓在接触点上的曲率半径为R=75mm。
已知：滚子半径r=15mm，凸轮与滚子的宽度b=20mm；两者材料的弹性模量和泊松比均为E=×105Mpa和μ=；许用接触应力[σ]H=1500Mpa。
试校核凸轮与滚子的表面接触强度。
题1图第3章机械零件的疲劳强度一、简答题1.已知某零件的简化极限应力图及其危险剖面上的σm、σa工作应力点M（σm，σa），如图示，当其应力变化规律按σm=C（常数）变化时，在图中找出相应的极限应力点，并计算其安全系数。
《机械设计基础》习题集及答案
《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)
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》答案 (3)
则其分度圆直径分别为
4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数 ，齿顶圆直径 ，求该轮的模数。
解：
正常齿制标准直齿圆柱齿轮：
则有
4-4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 , , ,试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线的曲率半径和压力角。
解：
齿顶圆压力角：
基圆压力角：
分度圆上齿廓曲率半径：
解：（1）根据题已知条件可得：
工作行程曲柄的转角
则空回程曲柄的转角
摇杆工作行程用时7s，则可得到空回程需时：
（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s，则曲柄每分钟的转数为
2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD在水平位置上下各摆100，且 。（1）试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。
齿顶圆上齿廓曲率半径：
基圆上齿廓曲率半径：
4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮 ， ， ，试参照图4-1b计算该对齿轮的中心距和内齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿跟圆直径。
解：该对齿轮为内啮合，所以有
中心距
齿轮2为内齿轮，所以有
4-10 试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的下列参数： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，哪些不变？哪些起了变化？变大还是变小？
2-12 已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如题2-12图所示， ， ； ， ； ， ；机架长度 ，试用解析法求其余三杆长度。
解：由书35页图2-31可建立如下方程组：
消去δ，并整理可得：
令：
（1）
（2）
（3）
于是可得到
分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于P1、P2、P3由三个方程组成的方程组。可解得：
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。
机械设计第三章课后习题答案
0°
15°
30°
45°
60°
75°
90°
105°
位移(mm)
0
0.734
2.865
6.183
10.365
15
19.635
23.817
速度(mm/s)
0
19.416
36.931
50.832
59.757
62.832
59.757
50.832
加速度（mm/s 2）
65.797
62.577
53.231
38.675
1.432
3.092
5.182
7.5
9.818
11.908
总转角（°）
120
135
150
165
180
195
210
225
角位移（°）
13.568
14.633
15
15
15
14.429
12.803
0.370
总转角（°）
240
255
270
285
300
315
330
345
角位移（°）
7.5
4.630
2.197
0.571
凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角 如图所示。
3-3解：从动件在推程及回程段运动规律的位移、速度以及加速度方程分别为：
（1）推程：
0°≤ ≤ 150°
（2）回程：等加速段 0°≤ ≤60 °
等减速段
60°≤ ≤120 °
为了计算从动件速度和加速度，设 。计算各分点的位移、速度以及加速度值如下：
【免费下载】机械设计教程 习题集
机械设计教程（3版）作业集第三章习题3-1 图3-20所示为一直齿圆柱齿轮与轴用圆头平键连接，轴径d＝50mm。
齿轮的材料为铸铁，轴为45钢。
键长L＝60mm，键的截面尺寸为b×h＝14×9 mm2，传递的转矩T=200N·m，有轻微冲击。
试校核该平键连接的强度。
3-2 图3-21所示的凸缘联轴器，用普通圆头平键与轴连接。
已知轴径d＝55mm，毂长L′=1.5d，联轴器为铸铁，轴为45钢，传递的转矩T=300N·m，载荷平稳无冲击。
试选择键的尺寸并校核其连接强度。
图3-20 图3-213-3 图3-22为一牙嵌式离合器与轴用导向平键连接，轴径d=40mm，键长L=125mm(圆头键)，其最小有效工作长度l min=65mm，离合器与轴均为钢制，传递的转矩T=150N·m，有轻微冲击，要求选择键的截面尺寸并校核其连接强度。
图3-223-4 若题3-3中的其他条件均不变，而将其改为轻系列的矩形花键连接，离合器在空载条件下接合，制造精度及润滑条件一般，齿面未经淬火处理。
试校核该矩形花键的强度。
第五章习题5–1 何谓螺纹的大径、中径和小径？它们分别用于什么场合？5–2 螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接的主要区别是什么?它们的应用场合有何不同？5–3 普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接的结构有何不同？主要失效形式和设计准则是什么？5–4 螺纹连接预紧的目的是什么？如何控制预紧力？5–5连接螺纹能满足自锁条件，为什么在设计螺纹连接时还要考虑防松问题？在可拆卸的防松措施中哪类工作可靠？为什么？5–6 紧螺栓连接所受轴向变载荷在0~F之间变化，当预紧力F0一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？5–7 螺旋传动按使用特点的不同可分为哪几类？试举例说明其应用场合。
5–8 某普通螺栓连接，螺栓公称直径为M20，性能等级为4.8级。
试求；(1) 当承受轴向变载荷并控制预紧力时，其预紧力F0最大为多少?(2) 若连接承受横向拉力，有一个贴合面，摩擦因数f=0.15，则可能承受的横向载荷为多少(按单个螺栓计算)?5–9 一普通螺栓连接，螺栓的刚度为C b，被连接件的刚度为C m。
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第1章机械设计概论思考题1. 什么是部件？什么是零件？什么是构件？什么是通用零件？什么是专用零件？机械设计课程研究的是哪类零件？从哪几个方面来研究这类零件？2. 机械设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本要求？3. 机械设计的一般步骤是怎样的？第2章机械零件的工作能力和计算准则填空题1. 在压力作用下，以点、线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。
2. 零件在变应力作用下的强度计算属于强度计算，它不同于静强度计算。
3. 零件的计算载荷与名义载荷的关系是。
4. 零件的名义载荷是指载荷。
5. 零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件的强度影响，将在中考虑。
二、简答与思考题1. 解释下列名词：静载荷、变载荷、稳定循环变载荷、动载荷、工作载荷、额定载荷、计算载荷、静应力、变应力、疲劳及疲劳极限。
静载荷是否一定产生静应力？变载荷是否一定产生变应力？2. 什么是变应力的循环特性r？对于静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力，其r值各等于多少？3. 在一定的循环特性r下工作的金属试件，其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系？怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命？怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限？4. 两个曲面形状的金属零件相互压紧，其表面接触应力的大小由哪些因素确定？如果这两个零件的材料、尺寸都不同，其相互接触的各点上彼此的接触应力值是否相等？三、计算题1. 图示为对心直动滚子从动件凸轮机构。
从动件顶端承受压力F=12kN。
当压力角α达到最大值αmax=250时，相应的凸轮轮廓在接触点上的曲率半径为R=75mm。
已知：滚子半径r=15mm，凸轮与滚子的宽度b=20mm；两者材料的弹性模量和泊松比均为E=2.1×105Mpa和μ=0.3；许用接触应力[σ]H=1500Mpa。
试校核凸轮与滚子的表面接触强度。
题1图第3章机械零件的疲劳强度简答题1.已知某零件的简化极限应力图及其危险剖面上的σm、σa工作应力点M（σm，σa），如图示，当其应力变化规律按σm=C（常数）变化时，在图中找出相应的极限应力点，并计算其安全系数。
题1图2. 试给出变应力中①平均应力σm，②应力幅σa，③循环特性r的定义式。
3. 分别在题1图中画出变应力中循环特性r=-1、r=0两种变应力下的应力变化规律，并标出σmax 、σmin、σa和σm。
4. 试简述某材料的极限应力图与该材料零件的极限应力图的区别。
5. 已知零件材料的σ-1、σ0、σS以及零件某处的综合影响系数（kσ）D，试给出该零件的简化极限应力图（σm-σa图），并说明绘图过程。
二、分析与计算题1. 图示一等截面转轴，轴径d=45mm，其上作用有轴向拉力F A=2000N，F r=6000N，试求轴危险剖面上循环变应力的σmax 、σmin 、σa 、σm 和应力循环特性r 各是多少？题1图2. 厚为10mm 的高强度碳钢件受有拉力F=60kN 。
板的平面尺寸如图所示。
该板的三个截面上分别有mm 20φ的圆孔、R10mm 的半圆缺口、R10mm 的圆角。
试分别计算这三个截面上的最大应力。
题2图 题2附图3. 上题中，如载荷F 在30~90kN 之间作周期性的波动。
材料改为合金钢，其机械性质：MPa s 800=σ，MPa 4201=-σ。
危险截面上的有效应力集中系数35.1=σk ，尺寸系数7.0=σε，表面质量系数1=β，等效系数2.0=σψ。
按无限寿命考虑。
试画出a m σσ-极限应力图，并用作图和计算两种方法，确定安全系数S 。
4. 火车车轮轮对轴的尺寸及受力情况如图所示。
已知：轴的材料为碳钢，MPa s 360=σ，MPa 2001=-σ；危险截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ上的有效应力集中系数9.1=σk ，尺寸系数7.0=σε，表面质量系数95.0=β。
试确定轴的安全系数S 。
计算时按无限寿命考虑，忽略剪力的作用。
题4图5. 上题中，已知：轴的转速n=15r/min ，载荷稳定不变。
要求使用寿命10年。
每年工作300天，每天累计工作2小时。
材料的疲劳曲线指数m=9，应力循环基数N 0=107。
试按有限寿命计算：①轴的寿命系数k N ；②轴的安全系数S 。
6. 上题中，如轴在每一小时内的工作情况系按图示的载荷图谱作周期性的重复变动。
要求使用的天数不变，但每天工作8小时。
其他所有条件都不变。
试确定：①寿命系数k N ；②安全系数S 。
图中F 0是载荷的最大值，与上题中的稳定载荷值相等。
题6图7. 实心转轴的危险截面上受有周期性波动的载荷：弯矩M=50—100N.m ；扭矩T=0—50N.m 。
轴的材料为碳钢，已知机械性能：Mpa s 300=σ，Mpa 1701=-σ，Mpa s 180=τ，Mpa 1001=-τ。
若截面直径d=25mm ，有效应力集中系数79.1=σk ，47.1=τk ，尺寸系数84.0=σε，78.0=τε，表面质量系数9.0=β，等效系数34.0=ψσ，21.0=ψτ。
试确定安全系数S 。
计算时可按无限寿命考虑，忽略剪力的作用。
第4章 摩擦、磨损、润滑思考题1. 摩擦状态有哪几种？各有何特点？2. 按破坏机理分，磨损的基本类型有哪四种？各有何特点？如何防止这些类型的磨损发生？3. 润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪几种？4. 润滑油的主要性能指标是什么？润滑脂的主要性能指标是什么？第6章螺纹联接和螺旋传动填空与选择题1. 受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时，每个螺栓所受的载荷是。
（1）相等的（2）与到几何中心距离成正比（3）与到几何中心距离成反比（3）都不等2. 在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了。
（1）不致损伤螺栓头和螺母（2）增大接触面积，不易松脱（3）防止产生附加偏心载荷（4）便于装配3. 受横向外载荷作用的紧螺栓联接，螺栓中所受轴向的载荷F0等于。
（1）FF'+（2）F'（3）FcccF⋅++'2114. 在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式（][43.1210σπσ≤⋅⋅=dFca）中，F0为。
（1）工作载荷（2）预紧力（3）预紧力+工作载荷（4）工作载荷+残余预紧力5. 设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了。
（1）美观（2）受力最小（3）联接方便（4）结合面受力较均匀6. 在确定紧螺栓联接的计算载荷时，预紧力F'比一般值提高30%，这是为了因素。
（1）螺纹上的应力集中（2）螺栓杆横截面上的扭转应力（3）载荷沿螺纹圈分布的不均匀性7. 在轴向力作用时，用预紧力F'来保证螺栓联接的接缝不张开，此预紧力F'。
（1）可以是任意值（2）小于作用力（3）等于作用力（4）大于作用力8. 图示螺旋拉杆，若A向逆时针拧螺母拉紧螺杆时，螺纹应取什么旋向。
（1）两个均为左旋（2）两个均为右旋（3）螺纹1为左旋，螺纹2为右旋（4）螺纹1为右旋，螺纹2为左旋题8图9. 受轴向变载荷的紧螺栓联接，在工作载荷F和残余预紧力F''不变的情况下，要提高螺栓的疲劳强度，可以减小刚度及增大刚度。
10. 螺纹联接防松的实质是。
11. 受剪铰制孔螺栓在横向剪力作用下，螺栓杆和孔壁间可能发生和螺栓被等失效形式。
12. 螺纹联接中常用的防松方法有。
13. 计算螺栓抗拉强度时用直径，分析螺纹的受力时用直径。
二、简答题1. 受横向载荷的普通螺栓联接有何特点？2. 为什么大多数螺纹联接都要预紧？预紧力F'过大有什么结果？预紧力F'过小有什么结果？3. 螺纹升角的大小对自锁和效率有何影响？写出自锁条件及效率公式。
4. 简述提高螺纹联接强度的四种措施。
5. 为了避免螺栓承受偏心载荷，应从结构上采取哪些措施？6. 联接和传动各常用什么螺纹？为什么？7. 螺纹是怎样形成的？8. 若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度，试作力和变形图说明之。
9. 举两种常用螺纹联接的类型，并分别说明应用场合？10. 螺纹有哪些主要参数？各参数间有何关系？11. 螺距与导程有什么不同？两者有什么关系？请用图表示出三头右旋螺纹，并注明导程及螺距。
12. 螺旋副的传动效率与螺旋头数有什么关系？请利用计算螺旋副效率的公式进行分析。
13. 常用螺纹按牙形分为哪几种？各有何特点？主要用途怎样？14. 三角形螺纹分为哪两种？它们有什么特点？15. 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10？16. 拧紧螺母及松退螺母时的效率如何计算？效率随哪些因素而变化？17. 螺纹联接松脱的原因是什么？按防松原理防松的方法可分为几类？具体的防松方法和装置各有哪些？18. 螺栓的主要失效形式有哪些？19. 提高螺栓联接强度的措施有哪些？20. 推导图示受扭矩作用的螺栓组联接的螺栓受力计算式：(a)当用受拉螺栓时；(b)当用铰制孔用受剪螺栓时。
题20图三、结构改错题与计算题1.如图示，托架螺栓组联接，试求在倾覆力矩M作用下，绕O-O轴转动时，最大受载螺栓的计算公式，并写出满足螺栓不拉断、接缝面A点不开缝，B点不压坏的强度条件。
（写出结果式即可）题1图题2图2. 图示支承杆用三个M12铰制孔螺栓联接在机架上，铰孔直径d0=13mm，如螺杆与孔壁的挤压强度足够，试求作用于该悬臂梁的最大作用力P。
（不考虑构件本身的强度。
取螺栓材料的屈服极限σS=600Mpa，取剪切安全系数nτ=2.5）题3图题6图3. 一薄板用两个M10的普通螺栓联接在厚机架上，尺寸如图示，已知薄板上受力P=600N，板间摩擦系数f=0.20，防滑系数K f=1.2，螺栓许用应力[σ]=108Mpa，螺栓螺纹小径d1=8.376mm，试校核该螺栓联接是否安全可靠。
4. 凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在D=100mm的圆周上，结合面摩擦系数f=0.16，防滑系数K f=1.2，若联轴器传递扭矩为150N.m，试求螺栓螺纹小径。
（螺栓[σ]=120Mpa）5.试找出图示螺纹联接中的错误，并就图改正。
d e f题5图6. 图示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为2000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。
（2）若被联接件不出现缝隙，最大工作载荷是多少？7. 双头矩形螺旋传动机构，其外径d=90mm，中径d2=81mm，螺距P=18mm，螺纹的摩擦系数f=0.1，试求其效率并判断是否自锁？8. 有一受轴向变载荷作用的紧螺栓联接，预紧力F =4000N，轴向工作载荷在0 ~ 4000N之间变化，假设螺栓与被联接件刚度相等，试计算：（1）螺栓所受最大和最小载荷是多少？（2）被联接件间的压紧力最大和最小值是多少？9. 图示汽缸内径D=500mm，蒸汽压力F=0 ~ 1.2Mpa，在法兰上安装有12个螺栓，其残余预紧力为工作载荷的1.5倍，螺栓联接的相对刚度为0.8，试确定单个螺栓所受的最大轴向拉力与最小轴向拉力。