机械设计习题集解析
机械设计试题库及答案解析
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径处的升角。
螺旋的自锁条件为。
2、三角形螺纹的牙型角α ＝，适用于，而梯形螺纹的牙型角α ＝，适用于。
3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。
4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b × h) 是根据查标准来确定的, 普通平键的工作面是。
5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使，从而使带的有效拉力值减小。
6、链传动瞬时传动比是，其平均传动比是。
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，材料的许用接触应力，工作中产生的齿根弯曲应力，材料的许用弯曲应力。
8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取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，为防止轴承温升过高产生胶合, 应校核。
10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为挠性联轴器和挠性联轴器两大类。
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。
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。
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. 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。
5、选取 V 带型号，主要取决于。
A．带的线速度B．带的紧边拉力C．带的有效拉力D．带传递的功率和小带轮转速6、为了限制链传动的动载荷，在节距p 和小链轮齿数z1一定时 , ．应该限制。
机械设计课后习题答案及解析
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。
机械设计复习时用参考试题全套及答案详解
机械设计试题（ A）卷（闭）一、选择、填充 (20分)1．十字滑块联轴器，是属挠性联轴器，只用在转速不高的场合(n≤200r／min)其原因是________.(a) 中间盘太重(b) 中间盘滑动磨损过大（c）中间盘材料太差。
2．滚动轴承都有不同的直径系列，若两个向心轴承代号中仅直径系列不同时，此两轴承的区别是________.(a) 外径和宽度不同，内径相同(b) 内径和宽度不同，外径相同(c) 滚动体数目不同,内外径相同(d) 滚动体直径大小不同，内外径相同，3．液体动力滑动轴承在稳定运转时，轴颈的位置如图示，试在图上图示：(3分)(1) 轴的转向(2) 油膜压力分布的大致图形O——轴承中心O1一—轴中心F——载荷4．闭式蜗杆减速机机盖(机座)上铸有筋片，其目的是为了散热防止温升过高，温升过高将导致______.(a) 蜗杆变形过大(b) 材料的机械性能下降．(c) 润滑条件恶化(d) 润滑油变质．5．齿轮传动中，提高圆柱齿轮的精度将能减小________系数。
6．图示为直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算力学模型，齿宽为b，试在图中标出Υ、Fn、h、S, 并写出齿根弯曲应力公式(σ F=M/W)中M和W表达式． (6分)7．图示曲线为滚子链的额定功率曲线(似帐篷曲线)，其中OA段是______；AB段段是______，BC段是________.(a)由销轴和套筒胶合限定．(b)由链板疲劳强度限定．(c)滚子、套筒冲击疲劳强度限定。
8．标准D型V带传动，在初拉应力σ = F0/A=1.2Mpa ( A = 476m㎡)，传递圆周力800N时，若不计离心力的影响，则工作时紧边的拉力F1=______N；松边的拉力F2=________N．9．选择轴的剖面尺寸(b * h)是根据______标准中选出来的．(a) 传递扭矩的大小(b) 传递功率的大小(c) 轴径大小(d) 轮毂长度10．在图示零件的极限应力线图中，M为零件断面上的应力，其应力循环特性r =常数，OM1线与横轴间的夹角为? = 50°，则该零件受的是______。
机械设计大题分析解析
1.键和花键的应用和特点平键：特点：结构简单，对中性好，装拆，维护方便。
应用：用于轴径大于100mm ，对中性要求不高且载荷较大的重机械中花键：承载能力强，导向性好，对中性好，互换性好，加工复杂，成本高。
应用：主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接（飞机，汽车，拖拉机，机床制造）。
2．摩擦型带的弹性滑动1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动 2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。
（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差） 3）速度间关系：v 轮1>v 带>v 轮2。
量关系→滑动率ε表示：%2~1%100121≈⨯-=v v v ε 100060111⨯=n D v π 100060222⨯=n D v π 传动比)1(1221ε-==D D n n i 或2112)1(D n D n ε-= 4）后果：a ) v 轮2<v 轮1，i 不准确；b ) η↓；c ) 引起带的磨损；d ) 带温度↑，寿命↓。
3．齿轮传动的主要失效形式轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合，塑性变形 4. 滚动轴承的基本概念滚动轴承室是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一中机械元件5.轴系的轴向固定常用的轴向固定有两种，一是双支撑单向固定（两端固定式），二是单支撑双向固定（一端固定，一端游动）1滚动轴承的寿命计算某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。
轴承受径向力R1= 6000N，R2 =16500N。
轴的转速n =500 r/min，轴上有轴向力F A = 3000 N，方向如图。
轴承的其它参数见附表。
冲击载荷系数f d = 1。
求轴承的基本额定寿命。
一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，布置如图。
已知轴的转速为1200r/min，两轴承所受的径向载荷R1= 8500N，R2 =3400N。
机械设计习题与参考问题详解
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、螺纹线数一样时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。
A. 好B. 差C. 一样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 假如螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，如此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。
8 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 在如下四种具有一样公称直径和螺距，并采用一样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、直径和长度均应一样，这是为了。
A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低本钱。
A. 对螺栓材料的强度要求B. 对螺栓的制造精度要求C. 对螺栓材料的刚度要求D. 对螺栓材料的耐腐蚀性要求13 螺栓强度等级为6.8级，如此螺栓材料的最小屈服极限近似为。
机械设计习题与解析答案
机械设计习题与解析答案机械设计是工程领域中的一个重要分支，它涉及到机械系统的设计、分析和制造。
在机械设计的学习过程中，习题和解析是帮助学生理解和掌握理论知识的重要手段。
以下是一些典型的机械设计习题以及对应的解析答案。
习题1：齿轮传动设计- 问题：设计一个齿轮传动系统，要求传递的功率为10 kW，转速为1500 rpm，传动比为3:1。
请确定齿轮的模数、齿数、中心距以及齿轮材料。
- 解析：- 首先，根据传动比和转速，可以计算出驱动齿轮和从动齿轮的转速。
- 然后，利用功率和转速，可以确定所需的扭矩。
- 根据扭矩和传动效率，可以确定齿轮的模数。
- 齿数可以根据模数和中心距来确定，通常需要考虑齿轮的承载能力和传动的平稳性。
- 齿轮材料应选择具有良好耐磨性和强度的材料，如合金钢。
习题2：轴承寿命计算- 问题：某机械的轴承承受的径向负荷为2000 N，轴承的额定寿命为10000小时。
若轴承的寿命与负荷成反比，计算在负荷增加到3000 N 时，轴承的额定寿命将减少到多少小时？- 解析：- 根据基本寿命公式，轴承寿命L与负荷P的关系可以表示为L = k/P，其中k是常数。
- 将初始条件代入公式，得到k = 10000 * 2000。
- 当负荷增加到3000 N时，新的寿命L' = k/3000。
- 计算得到L'的值，即新的额定寿命。
习题3：弹簧设计- 问题：设计一个压缩弹簧，使其在压缩到20mm时，能够储存10J的能量。
弹簧材料的弹性模量为210 GPa，泊松比为0.3。
- 解析：- 首先，根据能量储存公式E = 1/2 * k * (Δx)^2，可以计算出弹簧的刚度k。
- 然后，利用刚度公式k = G * A / L，可以确定弹簧的截面积A和未压缩长度L。
- 考虑到实际设计中需要考虑弹簧的稳定性和制造工艺，可能需要对截面积和长度进行适当调整。
习题4：联轴器选择- 问题：为一台功率为50 kW，转速为1000 rpm的电机选择合适的联轴器。
机械设计习题集(3)解析
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=2.1×105Mpa和μ=0.3；许用接触应力[ζ]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ζm、ζa工作应力点M（ζm，ζa），如图示，当其应力变化规律按ζm=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。
机械设计考试题及答案详解
机械设计考试题及答案详解一、选择题1. 机械设计中，静强度和疲劳强度的主要区别是什么？A. 静强度只考虑材料的屈服强度B. 疲劳强度只考虑材料的抗拉强度C. 静强度考虑材料在静载荷作用下的承载能力，疲劳强度考虑材料在交变载荷作用下的承载能力D. 静强度和疲劳强度没有区别答案：C2. 在机械设计中，材料的许用应力是如何确定的？A. 根据材料的屈服强度确定B. 根据材料的抗拉强度确定C. 根据材料的疲劳极限确定D. 根据材料的屈服强度和安全系数确定答案：D二、简答题1. 简述机械零件的失效模式有哪些？答案：机械零件的失效模式主要包括：断裂、磨损、腐蚀、变形、疲劳破坏等。
每种失效模式都与零件的使用条件、材料特性、设计和制造工艺等因素有关。
2. 什么是机械设计中的可靠性设计？其重要性如何？答案：可靠性设计是指在设计阶段就考虑到产品在预期的使用寿命内，能够稳定地完成预定功能的能力。
其重要性在于，可靠性设计可以减少产品的故障率，延长产品的使用寿命，降低维修成本，提高用户满意度。
三、计算题1. 某轴在最大载荷作用下，其直径为50mm，材料的许用应力为100MPa。
如果需要提高轴的承载能力，轴的直径至少需要增加多少？答案：首先计算轴在最大载荷下的应力：\[ \sigma = \frac{F}{A} = \frac{F}{\frac{\pi d^2}{4}} \] 其中，\( F \) 是最大载荷，\( d \) 是轴的直径，\( A \) 是轴的截面积。
设最大载荷 \( F = \sigma_{允许} \times A \)，代入数据得：\[ F = 100 \times \frac{\pi \times 50^2}{4} \]如果需要提高承载能力，设新直径为 \( d' \)，则有：\[ F' = 100 \times \frac{\pi \times d'^2}{4} \] 由于 \( F' > F \)，可以得出 \( d' > 50mm \)。
考研题库机械设计习题集考研必备含答案要点
考研题库机械设计习题集考研必备含答案要点机械设计作为一门重要的工科专业课程，对于考研的同学来说是必须要攻克的难关。
为了帮助大家更好地复习和备考，本文精心整理了一系列机械设计的习题，并附上详细的答案要点，希望能为大家的考研之路助力。
一、机械零件的强度1、某零件的工作应力σ ＝ 200 MPa，许用应力σ ＝ 160 MPa，该零件的安全系数是多少？答案要点：安全系数 n ＝σ ／σ ＝ 160 ／ 200 ＝ 08 。
需要注意的是，安全系数通常应大于 1，此例中安全系数小于 1，说明零件可能存在强度不足的问题。
2、解释疲劳曲线和极限应力线图的含义及用途。
答案要点：疲劳曲线是表示应力幅σa 与循环次数 N 之间关系的曲线。
它反映了材料在不同应力幅下的疲劳寿命。
极限应力线图则是表示材料在不同应力状态下的极限应力。
用途在于可以根据零件的工作应力状态和循环次数，确定其疲劳强度和许用应力。
二、螺纹连接1、普通螺纹的主要参数有哪些？答案要点：普通螺纹的主要参数包括大径（公称直径）、小径、中径、螺距、牙型角和螺纹升角等。
大径是螺纹的最大直径，小径是螺纹的最小直径，中径是通过螺纹轴向截面内牙型上的沟槽和凸起宽度相等处的假想圆柱的直径。
螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，牙型角是螺纹牙型两侧边的夹角，螺纹升角是螺纹中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
2、为什么大多数螺纹连接在装配时需要预紧？预紧力的大小如何控制？答案要点：螺纹连接装配时预紧的目的是增强连接的可靠性、紧密性和防松能力。
预紧力的大小应根据连接件的材料、尺寸和工作条件等因素来确定。
通常通过控制拧紧力矩或使用测力矩扳手、定力矩扳手等来控制预紧力。
预紧力过大可能导致连接件损坏，过小则无法达到预期的连接效果。
三、键连接1、平键连接的主要失效形式是什么？如何进行强度校核？答案要点：平键连接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损。
对于静连接，通常按工作面的挤压强度进行校核；对于动连接，则按工作面的耐磨性进行校核。
《机械设计基础》练习习题集及答案
优选文档《机械设计基础》课程习题集系部：合用专业：制定人：审察人：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、机械部件最常有的无效形式有_______,_______,_______,_______, 。
2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。
3、强度是指部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、机械部件丧失预定功能也许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、各种机械部件和部件B、通用机械部件和部件C、专用机械部件和部件D、标准化的机械部件和部件2、设计一台机器包括以下几项工作 :a 、部件设计 ;b 、整体设计 ;c 、技术设计，它们进行的序次大休上是 ( ) 。
A 、acb B、bac C、bca D、cba3、以下部件的无效形式中，不属于强度问题。
A 、螺栓断裂B、齿轮的齿面发生疲倦点蚀C、蜗杆轴产生过大的波折变形D、转动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑4、在设计机械部件时，对摩擦严重的一些部件，要考虑其散热性，主若是由于（）。
A、在高温下将产生蠕变现象，出现较大塑性变形B、资料的机械性能降落，可能造成部件因强度不够而无效C、下产生较大的热变形，影响正常工作D、高升后，损坏了正常润滑条件，从而使部件发生胶合5、我国国家标准的代号是（）。
A、GC B 、KY C、GB D、ZB三、是非题。
1、机器的各部分之间拥有确定的相对运动，在工作时能够完成适用的机械功或实现能般的变换。
2、机构的各部分之间拥有确定的相对运动，因此机器与机构可是说法不同样而己。
3、由于强度不够引起的损坏是部件无效中最常有的形式。
4、表面无效主要有疲倦点浊、磨损和腐化等，表面无效后平时会增加部件的摩擦，使尺寸发生变化，最后以致部件的报废。
机械设计基础练习题答案解析（精华版）
机械设计基础试题库第一章绪论机械设计概述一，判定( 每题一分)1，2，一部机器可以只含有一个机构, 也可以由数个机构组成；(√)机器的传动部分就是完成机器预定的动作, 通常处于整个传动的终端；( ×)4，机构就是具有确定相对运动的构件组合；( √)5，6，构件可以由一个零件组成, 也可以由几个零件组成；( √)整体式连杆就是最小的制造单元, 所以它就是零件而不就是构件；( ×)7，8，连杆就是一个构件, 也就是一个零件；减速器中的轴，齿轮，箱体都就是通用零件；( √)( ×)二，挑选( 每题一分)1，组成机器的运动单元体就是什么？( B )A. 机构B. 构件C. 部件D. 零件2，机器与机构的本质区分就是什么？( A )A. 就是否能完成有用的机械功或转换机械能B. 就是否由很多构件组合而成C. 各构件间能否产生相对运动D. 两者没有区分3，以下哪一点就是构件概念的正确表述？(D)A. 构件就是机器零件组合而成的；B. 构件就是机器的装配单元C. 构件就是机器的制造单元D. 构件就是机器的运动单元4，以下实物中, 哪一种属于专用零件？( B )A. 钉5，B. 起重吊钩C. 螺母D. 键以下不属于机器的工作部分的就是(D)A. 数控机床的刀架C. 汽车的轮子B. 工业机器人的手臂D. 空气压缩机三，填空( 每空一分)1，依据功能, 一台完整的机器就是由( 动力系统) ，( 执行系统) ，( 传动系统) ，( 操作掌握系统) 四部分组成的；车床上的主轴属于(执行) 部分；2，3，机械中不行拆卸的基本单元称为( 零件), 它就是( 制造) 的单元体；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) 观点瞧, 机器与机构并无区分, 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；其次章平面机构的结构分析一，填空题( 每空一分)2，两构件之间以线接触所组成的平面运动副, 称为高副, 它产生1个约束, 而保留2个自由度；3，机构具有确定的相对运动条件就是原动件数等于机构的自由度；4，在平面机构中如引入一个高副将引入1个约束, 而引入一个低副将引入_2个约束, 构件数，约束数与机构自由度的关系就是F=3n-2Pl-Ph ；5，当两构件构成运动副后, 仍需保证能产生肯定的相对运动, 故在平面机构中, 每个运动副引入的约束至多为2, 至少为 1 ；6，在平面机构中, 具有两个约束的运动副就是低副, 具有一个约束的运动副就是高副；7，运算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2Pl-Ph , 应用此公式时应留意判定:A ，复合铰链,B，局部自由度,C，虚约束；二，挑选题( 每空一分)1，有两个平面机构的自由度都等于1, 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构, 就其自由度等于 B ；A，0 B ，1 C，2B 机构自由度时, 该机构具有确定的运动；2，在机构中原动件数目A，小于 B ，等于 C ，大于；3，运算机构自由度时, 如计入虚约束, 就机构自由度就会 B ；A，增多 B ，削减 C ，不变；4，构件运动确定的条件就是C；A，自由度大于 1 B ，自由度大于零 C ，自由度等于原动件数；三，运算图示平面机构的自由度；( 机构中如有复合铰链, 局部自由度, 虚约束, 予以指出；)( 每题5 分)F=3×5-2 ×7=1 F=3 ×7-2 ×9-1=2F=3×5-2 ×7=1 F=3 ×9-2 ×12-1 ×2=1F=3×3-2 ×4=1 F=3 ×3-2 ×4=1F=3×3-2 ×4=1四，如下列图为一缝纫机下针机构, 试绘制其机构运动简图；(5 分)第三章平面连杆机构一，填空:( 每空一分)1，平面连杆机构由一些刚性构件用_转动副与_移动副相互联接而组成；2，在铰链四杆机构中, 能作整周连续旋转的构件称为曲柄, 只能来回摇摆某一角度的构件称为摇杆, 直接与连架杆相联接, 借以传动与动力的构件称为_连杆；3，图1-1 为铰链四杆机构, 设杆a 最短, 杆b 最长；试用符号与式子说明它构成曲柄摇杆机构的条件:(1) a+b ≤c+d；(2) 以 b 或d为机架, 就a为曲柄；4，在图示导杆机构中,AB 为主动件时, 该机构传动角的值为90 ；K 的值为1 ，5，在摇摆导杆机构中, 导杆摆角ψ=3 0 °, 其行程速度变化系数4；6，铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值＞0 , 对心曲柄滑块机构的θ值＝0 , 所以它无急回特性, 摇摆导杆机构有急回特性；7，当四杆机构的压力角α=90°时, 传动角等于0, 该机构处于死点位置；8，一对心式曲柄滑块机构二，挑选题:( 每空一分), 如以滑块为机架, 就将演化成定块机构；1. 在曲柄摇杆机构中, 只有当置；C为主动件时, 才会显现“死点”位A，连杆 B ，机架C，摇杆 D. 曲柄2. 绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之与, 大于其余两杆的长度之与时, 机构 BA，有曲柄存在B，不存在曲柄C，有时有曲柄, 有时没曲柄D，以上答案均不对时, 曲柄摇杆机构才有急回运动；3. 当急回特性系数为CA，K＜1 C，K＞1 B，K ＝1 D，K ＝04. 当曲柄的极位夹角为D时, 曲柄摇杆机构才有急回运动；A，θ＜0 B，θ=0 C，θ≦0 D，θ﹥05. 当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对的瞬时运动方向就, 曲柄在“死点”位置是；( C )A，按原运动方向C，不确定的B ，反方向D，以上答案均不对6. 曲柄滑决机构就是由的；A 演化而来A，曲柄摇杆机构B，双曲柄机构C，双摇杆机构D，以上答案均不对7. 平面四杆机构中, 假如最短杆与最长杆的长度之与小于或等于其余两杆的长度之与, 最短杆为机架, 这个机构叫做 B ；A，曲柄摇杆机构C，双摇杆机构B，双曲柄机构D，以上答案均不对8. 平面四杆机构中, 假如最短杆与最长杆的长度之与大于其余两杆的长度之与, 最短杆为连杆, 这个机构叫做 A ；A，曲柄摇杆机构C，双摇杆机构B，双曲柄机构D，以上答案均不对9. B 能把转动运动转变成往复摇摆运动；A，曲柄摇杆机构B，双曲柄机构C，双摇杆机构 D. 摇摆导杆机构, 也可以把往复直线运动转换成转动运动；10，C能把转动运动转换成往复直线运动A，曲柄摇杆机构C，双摇杆机构B，双曲柄机构D.曲柄滑决机构11，设计连杆机构时, 为了具有良好的传动条件, 应使 A ；A，传动角大一些, 压力角小一些 B ，传动角与压力角都小一些 C ，传动角与压力角都大一些；12，在曲柄摇杆机构中, 当摇杆为主动件, 且D 处于共线位置时, 机构处于死点位置；A，曲柄与机架 B ，曲柄与连杆 C ，连杆与摇杆13，在摇摆导杆机构中, 当曲柄为主动件时, 其传动角 A 变化的；A，就是由小到大 B ，就是由大到小 C ，就是不；14，下图所示的摇摆导杆机构中, 机构的传动角就是E ，90°；B ；A，角A B ，角B D，0°15，压力角就是在不考虑摩擦情形下作用力与力作用点的C方向所夹的锐角；A，法线 B ，速度 C ，加速度 D ，切线；16，为使机构具有急回运动, 要求行程速比系数 E ；A，K=1 B ，K>1 C ，K<117，铰链四杆机构中存在曲柄时, 曲柄 B 就是最短构件；A，肯定 B ，不肯定 C ，肯定不三，判定题( 每空一分)1，铰链四杆机构依据各杆的长度, 即可判定其类型；(×)2，铰链四杆机构中, 传动角越小好；, 机构的传力性能越( ×)3，四杆机构的死点位置即为该机构的最小传动角位置；( √)4，极位角越大, 机构的急回特性越显著；( √) 5，极位角就就是从动件在两个极限位置的夹角；( ×)四，运算题(5 分)图示为一铰链四杆机构, 已知各杆长度:L AB=10cm,L B C=25cm,L CD=20cm,L A D=30cm；当分别固定构件1，2，3，4 机架时, 它们各属于哪一类机构？该机构满意杆长之与条件AB为机架时, 双曲柄机构AD或BC为机架时, 曲柄摇杆机构CD为机架时, 双摇杆机构第四章凸轮机构及其她常用机构一，填空题( 每空一分)1，凸轮机构主要就是由_凸轮，_从动件与固定机架三个基本构件所组成；2，按凸轮的外形, 凸轮机构主要分为_盘形，_移动凸轮等基本类型；3，从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_尖顶，_滚子与平底，球面底四种；4，以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的基圆；5，凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向( 即从动杆的受力方向) 与从动杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的_压力角；6，随着凸轮压力角α增大, 有害分力F2 将会_增大而使从动杆自锁“卡死”, 通常对移动式从动杆, 推程时限制压力角α；刚性_冲击, 引起机构剧烈的振动；7，等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生二，挑选题:( 每空一分)1， A 对于较复杂的凸轮轮廓曲线, 也能精确地获得所需要的运动规律；B，滚子式从A，尖顶式从动杆动杆C，平底式从动杆D，以上均不对2. A 可使从动杆得到较大的行程；A，盘形凸轮机构 B ，移动凸轮机构C，圆柱凸轮机构D，以上均不对3，理论廓线相同而实际廓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 A ；A，相同 B ，不相同；4，对于转速较高的凸轮机构, 为了减小冲击与振动, 从动件运动规律最好采纳C运动规律；A，等速 B ，等加速等减速 C ，正弦加速度；5，凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 B 冲击；它适用于 E 场合；A，刚性 B ，柔性 C ，无刚性也无柔性D，低速 E ，中速 F ，高速6，滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应B 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径；A，大于 B ，小于C，等于7，直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 A ；A，永久等于 B ，等于常数C，随凸轮转角而变化四，已知凸轮机构如图, 在图上标注出: (5 分)A 点的压力角αA, 并量出其值凸轮从图示位置转过90°后的压力角α一，判定题:1. 单向间歇运动的棘轮机构, 必需要有止回棘爪；√2. 棘轮机构与槽轮机构的主动件, 都就是作往复摇摆运动的；×3. 槽轮机构必需有锁止圆弧；√4. 止回棘爪与锁止圆弧的作用就是相同的；√5. 摩擦式棘轮机构就是“无级”传动的；√6. 槽轮机构运动系数τ恒小于0，5，7. 棘轮机构运动平稳性差×, 而槽轮机构运动平稳性好；√二，挑选题:1. B 当主动件作连续运动时, 从动件能够产生周期性的时停，时动的运动；A，只有间歇运动机构, 才能实现 B ，除间歇运动机构外, 其她机构也能实现C，只有齿轮机构, 才能实现D，只有凸轮机构, 才能实现2. 棘轮机构的主动件就是 B ；A，棘轮B，棘爪C，止回棘爪D，以上均不就是3. 如使槽轮机构τ增大A，增加销数, 需要_ A _ ，B，削减径向槽数C，加快拔盘转速D，以上均不就是第六章带传动一，填空题:1，由于带的弹性引起与带轮之间的相对滑动称为弹性滑动；2，按传动原理带传动分为摩擦带传动与啮合带传动；3，摩擦带传动的失效形式有打滑与疲惫失效；二，判定题:1. 带传动中紧边与小轮相切处, 带中应力最大；( √)2. 带速越高, 带的离心力越大, 不利于传动；(√)√)3. 在多级传动中, 常将带传动放在低速级；(4. 中心距肯定, 带轮直径越小, 包角越大；(×)5. 带传动的从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度的缘由就是带的弹性打滑；( √)三. 挑选题1. 带传动中传动比较精确的就是D，A，平带B，V带C，圆带D，同步带2. 平带传动, 就是依靠C来传递运动的；A，主轴的动力B，主动轮的转矩C，带与轮之间的摩擦力D，以上均不就是3. 三角带的型号与A，运算长度A , 都压印在胶带的外表面, B，标准长度C，假想长度D，实际长度4，如下列图就是三角带在轮槽正确安装位置就是 A ；5，为使三角带的两侧工作面与轮槽的工作面能紧密贴合, 轮槽的夹角θ必需比40°略 BA，大一些B，小一点C，一样大D，可以任凭6，带传动采纳张紧轮的目的就是＿D；A，减轻带的弹性滑动C，转变带的运动方向B ，提高带的寿命D，调剂带的初拉力7，与齿轮传动与链传动相比A ，工作平稳, 无噪音, 带传动的主要优点就是，传动的重量轻A ＿；BC，摩擦缺失小, 效率高D，寿命较长第七章链传动一，判定题:1. 链传动的平均传动比就是常数, 而瞬时转动比就是变化的；( √)2. 链转动的平均传动比就是不变的, 它的值.12=d2/d 1=Z2/Z 1 (×)3链传动中, 节距p 增大就传动才能也增大, 所以在设计中应尽量取较大的(p 值；( ×)√)4，水平安装的链传动中, 紧边宜放在上面；5，张紧轮应设置在松边；(√) 6. 链轮常用齿形有: 双圆弧齿形与三圆弧始终线齿形；(√)四，链传动布置如下列图, 小链轮为主动轮, 试在图上标出其正确的转动方向；(5 分)第 8 章 齿轮传动一，填空 :1. 渐开线上各点压力角等于 arccos(r b / r ) ; 越远离基圆 , 压力角越 _大 ; 基圆压力角等于 0 ；2. 把齿轮某一圆周上的比值 P k / л规定为标准值并使该圆上的压力角也为标准值, 这个圆称为 分度圆 ；3. 假如分度圆上的压力角等于 20 , 模数取的就是 标准值 , 齿顶高系数与顶隙系数均为 标准值 , 齿厚与齿间宽度 相等 的齿轮 , 就称为标准齿轮；4. 已知一标准直齿圆柱齿轮 Z=30,h=22，5,m=10,da=320；5. 标准斜齿轮的正确啮合条件就是6. 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件就是 : m n1= m n2,_ αn1=_αn2_, β1=- β2 ； :_ m1=m2,α1=_α 2_；7. 直齿圆柱齿轮在传动中 , 齿形上所受的正压力可分解成 圆周力,_ 径向力；8，渐开线标准直齿圆柱齿轮连续传动的条件就是 :重合度大于等于1；9，在一对相互啮合传动的齿轮中 往使小齿轮的齿面硬度比大齿轮, 小齿轮工作次数多 , 考虑两轮的使用寿命大致接近 , 往 大；10，当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相 m2等时 , 这对齿轮的中心距为z 2 )；a ( z 1 11，按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮 , 节圆与 分度圆重合 , 啮合角在数值上等于分度圆上的压力角；12，相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓 线；, 其接触点的轨迹就是一条 直13，标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为二，判定题:17 ；1. 模数没有单位, 只有大小；(×)2. 齿轮的标准压力角与标准模数都在分度圆上；(√)3. 单个齿轮既有分度圆圆；, 又有节(×)4. 斜齿轮具有两种模数, 其中以端面模数作为标准模数；(×)5. 标准直齿圆锥齿轮值；, 规定以小端的几何参数为标准(×)6，标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距；(×) 7 ，所谓直齿圆柱标准齿轮就就是分度圆上的压力角与模数均为标准值的齿轮；( ×) 8，变位系数的渐开线直齿圆柱齿轮肯定就是标准齿轮；(√)三，挑选题:1. 渐开线上任意一点的法线必A，交于B -基圆；B，切于C，没关系2. 标准渐开线齿轮, 影响齿轮齿廓外形的就是A；A，齿轮的基圆半径B，齿轮的分度圆半径C，齿轮的节圆半径D，齿轮的任意圆半径3. 一对渐开线齿轮连续传动的条件为: AA，ε≥1ε≥1，3B ，ε≥2 C，ε≤1 D，4. 渐开线上各点的压力角 B , 基圆上压力角D；A，相等B，不相等C，不等于零5. 对于齿数相同的齿轮D. 等于零齿轮的几何尺寸与齿轮的承载能, 模数越大,力 A ；A，越大B，越小C，不变化6. 斜齿轮有规定以A，法面模数A 为标准值；B，端面模数C，法面模数或端面模数D，以上均不就是7. 斜齿轮规定以A，法面压力角A 为标准值；B，端面压力角C，齿顶压力角D，齿根压力角8. 标准斜齿圆柱齿轮内啮合的正确啮合条件就是 A ；A，m =m =m n , α= α= αn , β= βB，C，m =m =m , α= α= α,α= α= α,h =hm =m =m , β= βD，m =m =m , αn1=αn2=α,B- β = β的几何参数为标准值；9. 标准直齿圆锥齿轮规定它A，小端B，大端C，小端或大端10，正常标准直齿圆柱齿轮的齿根高 B ；A，与齿顶高相等能大也可能小B，比齿顶高大C，比齿顶高小D，与齿顶高相比, 可11，一对标准直齿园柱齿轮传动, 模数为2mm齿,数分别为20，30, 就两齿轮传动的中心距为C；A，100 mm B，200 mm C，50mm D，25 mm 12，一对齿轮要正确啮合, 它们的D必需相等；A，直径B，宽度C，齿数D，摸数13，一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15，7mm齿,顶圆直径D０＝400mm就,该齿轮的齿数为C；A，82 78B，80 C，D，7614. 对齿面硬度HB≤350 的闭式齿轮传动, 主要的失效形式就是B；A，轮齿疲惫折断 B ，齿面点蚀C，齿面磨损D，齿面胶合 E ，齿面塑性变形15. 开式齿轮传动的主要失效形式就是C；A，轮齿疲惫折断16，对于齿面硬度B ，齿面点蚀C，齿面磨损D，齿面胶合E，齿面塑性变形HB≤350 的闭式齿轮传动, 设计时一般A；A，先按接触强度条件运算合条件运算B，先按弯曲强度条件运算C，先按磨损条件运算D，先按胶17，对于开式齿轮传动, 在工程设计中, 一般D；A，按接触强度运算齿轮尺寸, 再验算弯曲强度B，按弯曲强度运算齿轮尺寸, 再验算接触强度C，只需按接触强度运算D，只需按弯曲强度运算18，在运算齿轮的弯曲强度时, 把齿轮瞧作一悬臂梁, 并假定全部载荷作用于轮齿的A ,以这时的齿根弯曲应力作为运算强度的依据；A，齿根处B，节圆处C 齿顶处19，挑选齿轮的结构形式( 实心式，辐板式，轮辐式) 与毛坯获得的方法( 棒料车削, 锻造，模压与铸造等), 与B有关；A，齿圈宽度B，齿轮的直径C，齿轮在轴上的位置D，齿轮的精度四，运算题(5 分)1. 有一标准渐开线直齿圆柱齿轮, 已知:m=4, 齿顶圆直径da=88,试求:(1) 齿数Z=？(2) 分度圆直径d=？(3) 齿全高h=？(4) 基圆直径db=？解:(1) 由da(2)d=mz=4 m( z 2) 得88=4(z+2);z=20 ×20=80(3)h=2 ，25m=2，25×4=9(4)d b=mzcosα=4×20cos20=75，2五，分析题图示斜齿圆柱齿轮传动, 按Ⅱ轴轴向力平稳原就, 确定齿轮3，4 的旋向；判定齿轮1，4 的受力方向( 各用三个分力标在图上)(5 分)第9 章蜗杆传动一，挑选题:1，蜗杆头数A，多A 就传动效率高；B，少C，与头数无关2. 在蜗杆传动中A，轴面, 蜗杆的 A 模数与蜗轮的端面模数应相等, 并为标准值；D，以上B，法面C，端面均不对3. 当蜗杆头数Z 确定后, 直径系数q 越小, 就螺旋升角 A , 效率越大；A，越大B，越小C，越高D，越低4. 对一般蜗杆传动, 主要应当运算寸；A 内的各几何尺A，中间平面B，法向面C，端面D，以上均不就是5. 当传动的功率较大A，Z =1 , 为提高效率, 蜗杆的头数可以取C；B ，Z =2 ～3 C，Z =46. 蜗杆传动用；A 自锁作A，具有上均不就是B，不具有C，有时有D，以7. 蜗杆传动与齿轮传动相比, 效率 B ；B ，低C，相等D，以A，高上均不就是二，判定题1. 蜗杆传动一般用于传递大功率，大传动比；(×)2. 蜗杆传动通常用于减速装置；(√)3. 蜗杆的传动效率与其头数无关；(×)4. 蜗杆的导程角γ越大, 传动效率越高；( √)三，分析题1，如下列图蜗杆传动, 已知蜗杆的螺旋线旋向与旋转方向, 试求蜗轮的转向；(5 分)2. 如下列图, 已知输出轴上的锥齿轮Z4 的转向n4, 为了使中间轴Ⅱ上的轴向力能抵消一部分, 试求: 再图上标出各轮的转向；判定蜗杆传动的螺旋角方向( 蜗杆，蜗轮) 蜗杆，蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z3 所受轴向力方向；( 要求标在图上或另画图表示) (5 分)蜗杆右旋第10 章齿轮系一，判定题1，平面定轴轮系中的各圆柱齿轮的轴线相互平行；(√)2，行星轮系中的行星轮即有公转又有自转；(√)3，平面定轴轮系的传动比有正负；(√) 4，惰轮不但能转变轮系齿轮传动方向而且能转变传动比；二，运算题( 每题5 分)( ×)1，图示为滚齿机滚刀与工件间的传动简图, 以知各轮的齿数为:Z 1=35,z 2 =10,Z3=30,z 4=70,Z5=40,Z6=90,Z7=1,Z8 =84，求毛坯回转一转时滚刀轴的转数；n1 n8z2 z4 z6 z8z1 z3 z5 z710 70 90 84i18解:3512630 40 1答: 毛坯回转一周滚刀轴转126 转；2，Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z 4=60；n1 =200r/min( 顺时针)n 4=50r/min( 顺时针) 试求H的转速；解:1 ，4 为太阳轮,2 ，3 为行星轮,H 为行星架n1 n4n Hn Hz2 z4z1 z36020Hi1425155200 50 n H n Hn H5 75r / minH的转速为75r/min, 顺时针方向；3，已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1 =20，Z2=18，Z 3=56；求传动比i 1H；解:1-3 为太阳轮,2 为行星轮,H 为行星架n1 n3n Hn Hz3z1Hi 135620n30i1H第十一章第十二章轴及轴毂联接一，填空题;1，轴依据其受载情形可分为: 心轴，_转轴，_传动轴；3，主要承担弯矩, 应选心_ 轴; 主要承担转矩, 应选传动轴; 既承担弯矩, 又承担转矩应选转_轴；4，平键联结可分为一般平键连接，导向键连接，_滑键连接等；5，键连接可分为平键连接，_半圆键连接，楔键连接，切向键连接_；二，挑选题:1，平键工作以B为工作面；A，顶面2，半圆键工作以B，侧面B_为工作面；C，底面D，都不就是A，顶面B，侧面C，底面D，都不就是3，楔键工作以A，顶面AC为_工作面；B，侧面C，底面D，都不就是4. 机器的零，部件在装拆时, 不得损坏任何部分；而且经几次装拆仍能保持该机器性能的联接叫 AA，可拆联接 B ，不行拆联接C，焊接D，以上均不就是5. 机械静联接多数属于 A ；B ，不行拆联接C，焊接 D ，以上均不A，可拆联接就是6. 键联接，销联接与螺纹联接都属于 A ；A，可拆联接 B ，不行拆联接C，焊接D，以上均不就是7. 楔键联接对轴上零件能作周向固定, 且 B ；A，不能承担轴向力 B ，只能承担单向轴向力C，不能承担径向力D，以上均不就是8. A 联接的轴与轴上零件的对中性好用于高速精密的传动；B ，松键C，高速精密D，A，紧键以上均不就是9. 依据平键的C不同, 分为A，B，C 型；B ，尺寸大小C ，头部外形D ，以上均A，截面外形不就是四，(10 分)1，图示轴的结构1，2，3 处有哪些不合理的地方？用文字说明；解:1 处轴环高度超过了轴承内圈的高度, 且套筒高度要小于轴承内圈高度2 处轴头长度大于轮毂的宽度3 处没留退刀槽2，下图为斜齿轮，轴，轴承组合结构图；齿轮用油润滑, 轴承用脂润滑, 编写序号列出图中的各设计错误, 并指出设计错误的缘由；( 注: 不必改正)( 找出5 处错误)12347561 处应加垫圈2 处轴环高度高于轴承内圈高度3 处轴头长度大于轮毂宽度4 处套筒高度高于轴承内圈5 处键槽位置应与前一键槽在同一母线上6 处联轴器太短；7 处应开梯形槽13 章 轴承一，填空1，滚动轴承代号 6208 中,6 指 深沟球轴承 ,2 指 直径系列为 2,08 指 内径为40mm ；2，载荷小而平稳，转速高的传动 , 采纳 秋 轴承较合适； 3，向心轴承主要承担 径向载荷；4，推力轴承主要承担 轴向 载荷；5，轴瓦有整体式， 剖分 式两种；25 6，轴承代号 7208AC 中的AC 表示；7，液体润滑轴承分为 8. 滑动轴承的摩擦状态有 静压滑动轴承与动压滑动轴承两钟；干摩擦，边界摩擦，完全液体摩擦；五，运算题 ( 每题 10 分)1. 如下列图 , 已知轴承载荷平稳 , 再室温下工作 , 转速 n=1000r/min, 试运算此对轴承的当 量载荷 P1，P2； 7208AC 轴承 ,S=0， 7Rs,e=0，7,A/R>e 时,x=0 ， 41,y=0 ，85,A/R ≤e 时,x=1,y=0S 1 S 2解:1，运算轴承的轴向力 派生力S 1=0， 7R 1=0，7×200=140N S 2=0， 7R 2=0，7×100=70N Fa=0∵S 1> S 2∴轴左移 , 轴承 2 被压紧 A2= S 1=140N轴承 1 被放松 A1= S 1 =140N 2，运算当量动载荷 A1/ R 1=140/200=0， 7=e x 1=1,y 1=0A2/ R 2=140/100=1， 4 x 2=0， 41,y 2 =0，85 取 fp=1 ， 0就 P1=fp(x R 1+ y A1)1 1 =200N P2=fp(x2 R 2 + y 2 A2)=160N2，如下列图为某机械中的主动轴 , 拟用一对角接触球轴承支承； 初选轴承型号为 7211AC ； 已知轴的转速 n =1450r/min, 两轴承所受的径向载荷分别为 F r1 =3300N,F r2 =1000N,轴向载 荷 F A =900N,轴承在常温下工作 , 运转时有中等冲击 , C r =50500N 角接触球轴承70000AC(α =250) F S =0，68 F rF a / F r ＞e圆锥滚子轴承 70000C(α=150)F S =e F r 70000B(α =400) F S =1，14 F rF a / F r ≤eF S =F r /(2 Y ) F a / C oe轴承类型X0，41 Y 0， 87 X 1 Y 0 α=25α=40角接 触秋 轴承— 0，68 0—1，140，350， 571f 载荷系数 p载荷性质无冲击或稍微冲 击 1， 0～ 1， 2 中等冲击剧烈冲击 f 1，2～1，81，8～3，0p解1．运算轴承的轴向力 F a1，F a2由表查得 7211AC 轴承内部轴向力的运算公式为 F s =0， 68F r , 故有 : F s1=0，68 F r1 =0，68×3300N=2244N F s2=0， 68 F r2 =0，68×1000N=680N F s2+F A =(680＋ 900)N=1580N ＜F s1=2244N由于故可判定轴承 2 被压紧 , F a1= F a2= 2．运算当量动载荷 轴承 1 被放松 , 两轴承的轴向力分别为 F s1=2244NF s1－F A =(2244－900)N=1344N:P 1，P 2 由表查得 e =0，68, 而F a1 F r 12244 3300eF a 2 F r 213441000＜e查表可得 X 1=1, Y 1=0; X 2=0，41, Y 2=0，87；由表取 p =1，4, 就轴承的当量动载荷为 f :P 1=f p ( X 1 F r1 + Y 1 F a1)=1 ，4×(1 ×3300+0×2244)N=4620N F a2)=1 ，4×(0 ，41×1000+0， 87×1344)N=2211N P 2=f p ( X 2 F r2 + Y 2 3. 运算轴承寿命 L h因 P 1＞ P 2, 且两个轴承的型号相同 P = P 1；, 所以只需运算轴承 1 的寿命 , 取7211AC 轴承的 C r =50500N ；又球轴承 ε=3, 取 f T =1, 就得 6 6L h =10 f T C P10 1 50500 4620=15010h ＞12000 h 60n60 1450由此可见轴承的寿命大于预期寿命 , 所以该对轴承合适；。
中国石油大学 华东 《机械设计基础习题解》
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《机械设计基础》习题集
a EC
vE vC vEC
aE aC anEC aEC
大小 ?
已知
4l4 ? 大小 ? 已知 42l4 4l4？
方向 已知 EC 方向 // 已知 EC EC
（2）解析法：以 A 为原点、以水平向右为 x 轴正方向建立坐标系。D 点坐标为：
解：（1）采用瞬心法，找出
P13，则 2 AB
3P13B
， vC
3P13C
2
AB P13 B
P13C
；
（2）过 （3）当
AP1B3 作与BBCC的共垂线线时，，则P1垂3 在足CE点为，待v求C 的 点0 。，在vEACD3P当13E中，三2条PA1边3BB可P以13E分；别为
60 、 90 、 120 ， 也 可 以 是 180 、 90 、 120 。 因 此 ， 可 以 为
方向 BO2 BO 2 AO 1 BA BA
aC3
aC5 aC3C5 aC5
ak C3C5
a C 3C 5
已知
? 25 vC5C3
？
已知
水平
大小 方向
vB 3l3 ? O2B
vA 1l1 OA
《机械设计基础》习题集
1.1 如图 1.1-1 所示为一简易冲床设计方案，试绘制其运动简图，分析其是否具有确定 的运动。如不具有确定的运动，请给出使其有确定相对运动的改进方案。
解 ： 该 设 计 方 案 的 机 构 运 动 简 图 如 图 1.1-2 所 示 。 由 于 其 自 由 度
F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 0 ，该设计方案不具有确定的运动。为使机构的自
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。
机械设计习题集答案解析第十五章螺纹连接[解答]
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15—4 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。
已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。
解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R 。
解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R 。
题15—4图解题要点：（1）求预紧力F ′：由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa ，查教材表11—5（a ），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d 1=8.376mm由教材式（11—13）： 1.3F ′/（πd 21/4）≤[σ] MPa 得：F ′=[σ]πd 21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N =7535 N （2） 求牵引力F R ：由式（11—25）得F R =F ′fzm/K f =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取K f =1.2）分析与思考：（1）常用螺纹按牙型分为哪几种？各有何特点？各适用于什么场合？连接螺纹用什么牙型？传动螺纹主要用哪些牙型？为什么？答：根据牙型，螺纹可以分为三角形、矩形、梯形、锯齿形等。
选用时要根据螺纹连接的工作要求，主要从螺纹连接的效率和自锁条件两个方面考虑，结合各种螺纹的牙形特点。
例如三角形螺纹，由于它的牙形角α较大，当量摩擦角υρ也较大（βρυυcos arctan arctan ff ==），分析螺纹的效率()υρη+ψψ=tan tan 和自锁条件 Ψυρ≤，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。
机械设计试题和答案及解析
WORD 格式 可编辑专业知识 整理分享1．在疲劳曲线上，以循环基数N 0为界分为两个区：当N ≥N 0时，为（ 无限寿命区 ）区；当N ＜N 0时，为（ 有限寿命区 ）区。
2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ 弹性变形 ）的能力。
零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（ 小 ）。
3．润滑油的（ 油 ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ 粘度 ）越大，则其内摩擦阻力就越大。
4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（ 添加剂 ）。
5．正是由于（ 弹性滑动 ）现象，使带传动的传动比不准确。
带传动的主要失效形式为（ 打滑 ）和（ 带的疲劳破坏 ）。
6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ 相对滑动速度 ）很大，因此导致传动的（ 效率 ）较低、温升较高。
7．链传动水平布置时，最好（ 紧边 ）边在上，（ 松边 ）在下。
8．设计中，应根据被联接轴的转速、（ 转矩 ）和（ 直径 ）选择联轴器的型号。
9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（ 相对间隙 ）；而（ 偏心距 ）与（ 半径间隙 ）之比称为偏心率ε。
10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ 1.5 ）个键计算。
1．当所受轴向载荷通过（ 螺栓组形心 ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ 轴向工作拉力 ）相等。
2．从结构上看，带轮由（ 轮毂 ）、轮辐和（ 轮缘 ）三部分组成。
3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中， 以（ 节点 ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ 圆柱体 ）相接触的模型。
4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ 矩形 ）花键和（ 渐开线 ）花键。
5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ 双螺母等 ）和（ 防松垫圈等 ）。
6．疲劳曲线是在（ 应力比 ）一定时，表示疲劳极限γN σ与（ 循环次数 ）之间关系的曲线。
7．理论上为（ 点 ）接触或（ 线 ）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。
(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.
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贵, 多用于高速、 重载及有特殊要求的轴材
料。 对于耐磨性要求较高的轴, 可选用20Cr、
20CrMnTi等低碳合金钢, 进行渗碳淬火处理。
对于在高温、 高速和重载条件下工作的轴,
可选用38CrMoAlA、 40CrNi等合金结构钢。
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•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于在一般工作温度下, 碳素钢和合金钢
的弹性模量相差无几, 因此, 不能用合金钢代
周建波教授 天津职业大学机电学院
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第10章 轴和轴毂联接
• 10.1 概述 • 10.2 轴的材料 • 10.3 轴及轴系的结构设计 • 10.4 轴的设计计算 • 10.5 轴毂联接
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轴是组成机器最基本的重要零件之一，其主要 功能是传递运动和转矩支撑回转零件（如齿轮、带 轮）。轴一般都要有足够的强度、合理的结构和良 好的工艺性。
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（2） 曲轴：
•
中心线为折线的轴称为曲轴, 如图10 - 2
所示。 它主要用在需要将回转运动与往复直
线运动相互转换的机械中。
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图 10 - 2 曲轴
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• （3） 挠性软轴：
•
能把旋转运动灵活地传到任何位置的钢丝
软轴称为挠性软轴, 如图10 - 3 所示。
•
•
由于阶梯轴上零件便于拆装和固定, 又利于
节省材料和减轻重量, 因此在机械中应用最普遍。
在某些机器中也有采用空心轴(见图10 - 1(c))
的, 以减轻轴的重量或利用空心轴孔输送润滑油、
冷却液等。
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图 10 - 1 直轴 (a) 光轴; (b) 阶梯轴; (c) 空心轴
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10.3 轴及轴系的结构设计
一、轴系的结构简介
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• 轴上各部分名称如图所示
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二、轴的结构简介jb1403.swf
（一） 零件在轴上的轴向固定
•
零件在轴上的轴向固定方法很多, 如图10
- 8 所示, 选择时要综合考虑零件在轴上的位
置、 轴向力的大小、 具体的安装条件等。
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• 2. 轴设计的一般步骤 • (1) 选择轴的材料； • (2) 初步估算轴的基本直径； • (3) 进行轴的结构设计； • (4) 进行轴的强度、 刚度或稳定性等验算； • (5) 绘制轴的工作图。
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10.2 轴的材料
1. 碳素钢
•
碳素钢比合金钢价廉, 对应力集中不敏感, 并
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表10 - 2 轴肩圆角半径
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•
（2）. 套筒
•
在轴的中部, 当两个零件间距离较小时, 常采用
套筒作相对固定, 如图10 - 9所示。使用套筒可简化轴
的结构, 避免在轴上制出螺纹、 环形槽等, 能有效地提
高轴的疲劳强度, 但增加了一些重量, 故套筒不应太长。
且因套筒与轴的配合较松, 所以也不宜用于高速轴。
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图 10 - 9 套筒的使用
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•
（3） 圆螺母
•
圆螺母可承受较大的轴向力, 但在螺纹处有应
（一）、轴的分类和应用特点 1、按轴线形状不同，轴可分为直轴、曲轴和软轴 三种。
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（1） 直轴： 中心线为一直线的轴称为直轴。 在轴的全长
上直径都相等的直轴称为光轴, 如图10 -1(a)所示; 各段直径不等的直轴称为阶梯轴, 如图10 - 1(b) 所示。
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工作中同时受弯矩和扭矩的轴称为转轴
图 10 - 5 转轴
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只受扭矩不受弯矩或所受弯矩很小的轴称为传动轴
图 10 - 6 传动轴
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只承受弯矩的轴称为心轴
图 10 - 7 心轴 (a) 机车车轴; (b) 自行车前轴 轴小结jb140101.swf
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•
（1）. 轴肩和轴环
•
阶梯轴上常采用轴肩或轴环定位, 如图10 - 8所
示。 轴肩或轴环是阶梯轴上截面变化的部分, 由定位
面和过渡圆角组成。 轴肩结构简单, 能承受较大的轴
向力, 应用较多。
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D h C1
d h
d
b
r
rR
(a)
(b)
图 10 —8 轴肩和轴环
替碳素钢来提高轴的刚度。
•
轴的毛坯通常用锻件和热轧圆钢。 对于
某些结构外形复杂的轴可采用铸钢或球墨铸铁,
后者具有吸震性、 耐磨性好、 价格低廉、
对应力集中敏感性差等优点。
•
表10 - 1列出了几种轴的常用材料及其力
学性能。
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表10 - 1 轴的常用材料及其主要力学性能
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可用热处理的方法改善其力学性能。 一般机械中常
用35、 45、 50钢等优质碳素钢, 并进行正火或调
质处理, 其中以45钢用得最为广泛。
•
不重要的、 受力较小的轴可采用Q235、 Q275
等碳素结构钢。
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• 2. 合金钢
•
合金钢具有较高的力学性能和良好的热处
理工艺性, 但对应力集中比较敏感, 且价格较
它由多组钢丝分层卷绕而成(见图10 - 4),
其特点是具有良好的挠性。 它常用于医疗器
械和小型机具等移动设备上。
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图 10 - 3 钢丝软轴
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图 10 - 4 钢丝软轴的结构
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2. 按承载情况不同分类 (1) 转轴： 工作中同时受弯矩和扭矩的轴称为转轴。 转轴在各种机器中最常见, 如减速箱中的齿轮 轴(见图10 - 5)。
(2) 传动轴: 只受扭矩不受弯矩或所受弯矩很小的轴称
为传动轴。 如汽车传动轴(见图10 - 6)。
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• (3) 心轴：
•
只承受弯矩的轴称为心轴。 心轴又分为
转动心轴和固定心轴, 前者如机车车轴(见图
10 - 7(a)), 后者如自行车的前轴(见图10 -
7(b))。
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• 10.1.2 轴设计的要求和一般步骤
•
1. 轴设计的基本要求
•
不同机械对轴有不同的设计要求, 基本包括以
下三方面:
•
(1) 合理的结构和良好的工艺性, 以保证零件具
有可靠的轴向和周向定位, 并利于加工；
•
(2) 具有足够的强度, 以承受设计要求的工作载
荷；
•
(3) 具有足够的刚度和良好的稳定性。