机械零件设计答案
(完整版)机械设计课后习题答案
第一章绪论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？答：组成子系统及其功能如下：（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
第二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。
2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？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：①力学性能②物理性能③化学性能（2）材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点：①铸造性②可锻性③焊接性④热处理性⑤切削加工性（3）力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素：①材料的相对价格②国家的资源状况③零件的总成本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。
机械设计作业(第一次)及答案 (1)
《机械设计》作业（第一次）填空1应力循环特性系数r=0的应力称为脉动循环。
2如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生塑性变形。
3零件疲劳强度极限的综合影响系数包括零件的有效应力集中系数、尺寸系数、强化系数和表面质量系数。
4设计机器的方法大体上有内部式设计、外推式设计和开发性设计三种。
5在机械设计时，选择材料主要考虑使用要求、工艺要求和经济要求这三个方面的问题。
6防松的根本问题在于防止螺纹副相对转动，具体的防松装置或方法很多，就工作原理来看可分为利用摩擦、直接锁住和破坏螺纹副关系三种。
7不可拆的联接有焊接、铆接和胶接。
8普通平键联接的工作面是键的两侧面；楔键联接的工作面是键的上下面。
9零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动，最常用的周向定位零件是花键和键____。
10不随时间变化的应力称为静应力，随时间变化的应力称为变应力，具有周期性的变应力称为循环变应力。
11按照平面图形的形状，螺纹分为三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。
12驱动机器完成预定功能的部分称为___原动机__。
13金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占__90%以上__。
14机械零件制造中使用最广的金属材料是_ 钢铁___。
15机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和执行部分。
16如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生塑性变形。
17一部机器的质量基本上取决于__设计阶段___。
单选1零件设计时，限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为（ A ）。
A. 强度准则B. 刚度准则C. 寿命准则D. 振动稳定性准则2当两个被联接件不宜制成通孔，且需要经常拆卸通常采用（ C ）。
A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接3利用（ A ）热处理工艺可使金属材料的硬度降低、并消除内应力、均匀组织、细化晶粒和预备热处理。
A．退火 B. 正火 C. 表面淬火 D. 渗碳淬火4在机械设计中，常采用螺纹联接，键、花键、销联接和弹性环联接形式进行联接，这种联接称为（ B ）。
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。
机械设计作业3答案
3—29 某轴只受稳定交变应力的作用，工作应力 σ max=240MPa，σ min=-40MPa。材料的机械性能 σ -1=450MPa，σ s=800MPa，σ 0=700Mpa，轴上危险截面处的 kσ =1.3，ε σ =0.78，β σ =1，β q=1。 ⑴ 绘制材料的简化极限应力图； ⑵ 用作图法求极限应力σ r 及安全系数（按 r=C 加载和无限寿命考虑） ； ⑶ 取[S]=1.3，试用计算法验证作图法求 S 值，并校验此轴是否安全。 解： （1） A 点（ 0，σ -1） ， B 点（σ 0/2，σ 0/2） ，S 点（σs.0） （2） k (
第三章
一、选择题
机械零件的强度
C 。
3—1 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 A 增加 B 不变 C 降低 D 规律不定
3—2 在图中所示的极限应力图中，工作应力有 C1、C2 所示的两点，若加载规律为 r=常数。在进 行安全系数校核时， 对应 C1 点的极限应力点应取为 A ， 对应 C2 点的极限应力点应取为 B 。 A B1 B B2 C D1 D D2 σ a D1 B1 3—3 同上题，若加载规律为σ m=常数，则对应 C1 点 D2 C1 的极限应力点应取为 C ，对应 C2 点的极限应力点 C2 B2 应取为 D 。 O σS σm A B1 B B2 C D1 D D2 题 3 —2 图 0 3—4 在图中所示的极限应力图中，工作应力点为 C，OC 线与横坐标轴的交角θ =60 ，则该零件 σa 所受的应力为 D 。 A C D 对称循环变应力 B 脉动循环变应力 σ max、σ min 符号（正负）相同的不对称循环变应力 σ max、σ min 符号（正负）不同的不对称循环变应力 o θ C σm 题 3 —4 图
机械设计复习题答案
K (σ + σ )ca第三章机械零件的疲劳强度设计3－39 试推导出 σmin ＝常数或 σm ＝常数时安全系数的计算公式，并比较 r ＝常数和上述两种情况下安全系数计算公式的区别（可代入一些具体数字进行比较）3－65 一钢制零件，工作应力为：σmax =250MP a ，σmin =－50MP a 。
零件的疲劳强度综合 影 响 系 数 K σ=1.35 ， 材 料 的 力 学 性 能 为 σb =630MP a ， σs =455MP a ， σ-1=285MP a ， σ0=510MP a 。
若 许 用 安 全 系 数 对 变 应 力 取 [S σ]=1.3、对静应力取[S σ]＇=1.5，并按无限寿命 考虑，试分别用解析法和图解法校核该零件的安全系数。
（σa =150MP a ，σm =100MP a ，ψσ=0.1176） 第一种情况：r=CS =caσ-1K σ + ϕ σσ a σm= 1.33 >[S σ]安全第二种情况：σm =CS = σ -1 + ( K σ - ϕσ )σm = 1.21 <[S ]σ σam不安全第三种情况：σmin =CS = ca 2σ + ( K - ϕ )σ-1 σ σ min ( K + ϕ )(2σ + σ σ σ a min)= 1.39安全第四章摩擦、磨损及润滑概述二、分析与思考题1 按照摩擦机理分，磨损有哪几种基本类型？它们各有什么主要特点？2 机械零件的磨损过程分为哪三个阶段？在设计使用时，在设计或使用机器时如何要 求以延长零件的寿命？3 获得流体动力润滑的必要条件是什么？4 润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪几种？l 2第五章 螺纹联接和螺旋传动三、计算题1、 如图示高压容器螺纹联接 的 a ）、b ）、c ）三种方案，问哪 种比较合理？并说明其它方案为什么不合理。
解答：图（b ）比较合理。
图(a)螺纹联接布置太少，两螺纹间矩太大，对于高压熔器很难保证密封性要求；图(c)螺纹联接太多，两螺纹间矩太小，不够扳手的活动空间，没法拧紧和放松。
机械零件设计第5章 螺栓连接和螺旋传动 作业题与参考答案
第五章 螺纹连接和螺旋传动 作业题与参考答案一、选择题（每小题0.5分，共14分）1、用于传动的螺纹牙型可以是（ D ）。
A ．三角形、矩形、锯齿形；B ．矩形、三角形、梯形；C ．三角形、梯形、锯齿形；D ．矩形、梯形、锯齿形。
2、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 ）。
A ．好；B ．差；C ．相同；D ．不一定。
3、用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹（ A ）。
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。
4、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（ B ）。
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。
5、对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用（ A ）。
A ．升角小，单线三角形螺纹；B ．升角大，双线三角形螺纹；C ．开角小，单线梯形螺纹；D ．升角大，双线矩形螺纹。
6、用于薄壁零件联接的螺纹，应采用（ A ）。
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。
7、当铰制孔用螺栓组联接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓（ D ）。
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。
8、受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力80000=F N ，工作载荷：0min =F ，4000max =F N ，螺栓和被联接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，剩余预紧力为（ C ）。
A ．2000 N ；B ．4000 N ；C ．6000 N ；D ．8000 N 。
9、在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（ C ）。
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。
10、若以矩形、梯形及锯齿形螺纹为传动螺纹，当螺旋副材料、螺纹升角、润滑条件均相同时，三者比较其转动效率关系为（ B ）。
机械设计课后答案
3-1已知材料的对称循环弯曲疲劳极限乙=200\吗循环基数叫=10了，加= 循环i 欠数N 分别为8000, 30000, 600000次时，材科的有限寿命弯曲疲劳极限.解・/VI ■当AJ8000时2・2已矢喋合金钢的机械性能为乙・7j0MP “ ＜7.,-460- 0.2 ＞试绘制此材 料的极卩融力国。
3-3已知一经过精车加工的圆轴轴肩尺寸三D = 70mm : d = 60nun : r = 3mm,材料为碳钢，其强度极限＜7严500兀必，试计算轴肩处的鸾曲应力综合影响系数K 。
・试计算=”0灯 107 600000= 2117材料的极跟应力閤如下;当 3^30000 时当 W600000 时①七=J解:t根据方程式C2-7),轴肩处的弯曲应力综合影响慕数Kj2. 查表定系换d SO d查附图LI®得弯曲时园角的肓趙应力集中^&<=1.77；查附图2七得零件的尺寸系魏耳=0-78,查附图2-8醤零件的加工表丽虎量系数0二0.9,3. 计算综合影响系数将竟得的各系数代入上式得穹圧应力综合影响系数；177礼= =2.520,72x0.$已知一经过粗车加工的IS轴轴肩尺寸；0=70^, <M5nm Hnrn如果使用题2-2中的村料，其强度极限込.二900A"e试绘带J该轴的极隈应力图.解:1 •根据已知条件确定脉动循环疲劳极限，由由平均应力折算为应力幅的系数,得 o •。
二竺-二竺竺二 767MPa ° 1+忆 1 + 0.2 2.确定弯曲应力综合彫响系数恳疔=1.27 ,陋 1.2< — <2 d查附图2・l （c ：得上，二2.06 查附閨2・5得耳=0.73查附图2・8得Q 二0.743.计算坐标值根据 心可以获得零件的对称循环极限应力2脉动循环极限应力幅分别为’和屈服极限应力点（6』）•绘制零件极限应力图:4. 绘制零件极P 艮应力图代入上式亀—M = 3.81=\2\MPa 2K 一 2xK 7672x3.81 = l)lMPa在乐-矶坐标中，利用零件的对称循环极限应力点（0, 心，脉幼循环极限应力点普2K 460 ?813-5如果题目3^4中危险戡ffi上的平均应力Q齐=口,应力幅兀= 36_W7b,试讒IB循环特性尸常数.求出该截面的计算安全系数亠沙解:1.根据危险截面的应力= 25 MP包和叭=充MPa,在零件擲艮应力图上画出工作应力点2.因尸=常甑M点/位于Q4D区域之内，M点捣极限应力鼠应搜磯劳强度计算安全系艱根据方程式S11八计算安全系数险九第三章3-1螺纹按牙形不同分有哪几种？各有何特点？各适用于何种场合?答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。
机械设计复习资料及答案
5．提高螺纹联接强度的措施有哪些？1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工艺。
3．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？螺纹联接有 4 中基本类型。
螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。
螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），又不需要经常拆卸的场合。
双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。
紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。
根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。
3-7．拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定的预紧力，如果要以比较小的拧紧力矩T 来得到要求的预紧力Q P，可采用__A______。
A．细牙螺纹 B．双线螺纹C．适当润滑 D．增加螺母与被联接件支承面间的面积3-8. 在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于___A_____。
A．摩擦防松 B．机械防松C．破坏螺旋副的关系防松 D．增大预紧力防松3-14．在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了6_____D___。
A．使工作面均匀接触 B．使接触面大些，提高防松能力C．安装和拆卸时方便 D．使螺栓不受附加载荷作用3-16．当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓____D____。
A. 必受剪应力作用B. 必受拉应力作用C. 同时受到剪切和拉伸D. 既可能受剪切，也可能受拉伸3-17．当铰制孔螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓__A______。
A. 必受剪应力作用B. 必受拉应力作用C. 同时受到剪切和拉伸D. 既可能受剪切，也可能受拉伸3-19．对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓总拉力Q 和剩余预紧力Q P′不变，减小螺栓的刚度，则螺栓的应力幅σa和预紧力Q P 也会发上变化。
机械设计复习习题及参考答案
第一章1-1 机械的基本组成要素是什么？机械的基本组成要素是机械零件1-2 什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。
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？试各举三个实例。
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。
专用零件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。
第二章2-1 以台完整的机器通常由哪些基本部分组成？各部分的作用是什么？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 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？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 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？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 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？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σ<[σ]。
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。
机械设计考试试题及其答案
机械设计考试试题及其答案一、选择题（每题2分，共20分）1、在设计机械零件时，以下哪种材料最适合用于制造齿轮？（）A.铝合金B.不锈钢C.铸铁D.钛合金正确答案：C.铸铁。
铸铁具有良好的耐磨性和耐冲击性，适合用于制造齿轮。
2、下列哪一种机械传动方式效率最高？（）A.皮带传动B.齿轮传动C.蜗轮蜗杆传动D.链传动正确答案：B.齿轮传动。
齿轮传动的传动效率相对较高，一般在97%以上。
3、在设计机械零件时，以下哪个参数是最重要的？（）A.材料的强度B.材料的耐磨性C.材料的弹性模量D.材料的密度正确答案：A.材料的强度。
材料的强度是决定零件承载能力的主要因素，对于机械零件来说，强度是最重要的参数之一。
4、下列哪个机构可以实现直线运动和旋转运动的转换？（）A.曲柄滑块机构B.凸轮机构C.齿轮机构D.螺旋机构正确答案：D.螺旋机构。
螺旋机构可以通过螺旋线的旋转运动实现直线运动和旋转运动的转换。
5、在设计机械零件时，以下哪种方法可以提高零件的耐磨性？（）A.提高材料的硬度B.对材料进行表面处理C.采用润滑剂D.对材料进行热处理正确答案：B.对材料进行表面处理。
对材料进行表面处理可以显著提高零件的耐磨性，如镀铬、渗碳等。
二、填空题（每题3分，共30分）6.在设计机械零件时，应遵循_________、_________、_________和_________等基本原则。
正确答案：安全；可靠；经济；美观。
7.根据受力情况的不同，机械零件可分为_________和_________两类。
正确答案：轴类零件；盘类零件。
8.在机械设计中，常见的失效形式有_________、_________、_________和_________等。
正确答案：断裂；过度磨损；疲劳断裂；腐蚀破坏。
9.在选择机械材料时，需要考虑材料的_________、_________、_________和_________等因素。
正确答案：力学性能；物理性能；化学性能；工艺性能。
机械设计(第八版)课后习题答案(最新,参考答案)
3到13章答案 免费下载 0财富值西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，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 ζζNM P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N ζζNM P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N ζζN3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 0012ζζζΦζ-=-ζΦζζ+=∴-1210M P a 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-ζΦζζ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=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=ζζζq查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则 35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q ζζζζββεK ()()()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 =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按①C r =②C ζ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计整理答案
机械设计整理答案第三章机械零件的疲劳强度设计1.计算机械零件疲劳强度的两种方法是什么？计算标准是什么？答：a安全-寿命设计：在规定的工作期间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦出现，即认为失效。
b破损-安全计算：允许零件存在裂纹并缓慢扩展，但须保证在规定的工作周期内，仍能安全可靠地工作。
2.在可变应力条件下，机械零件的疲劳断裂和失效过程是什么？答：第一阶段是零件表面上应力较大处的材料发生剪切滑移，产生初始裂纹，形成疲劳源，可以有多个或数个；第二阶段是裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形，使裂纹扩展直至发生疲劳断裂。
4什么是压力循环基数？一般碳钢和高硬度合金钢的循环基数是多少？答：应力循环基数（no），即对应于疲劳试验曲线上接触强度极限的应力循环数。
普通碳钢：10*6-10*7高硬度合金钢：10x10*7-25x10*75按疲劳曲线（σ―n）设计零件时，适用的条件是什么？当循环次数n<10*4时，（σ―n）曲线是否适用？为什么？在这种情况下应如何处理？答：对于循环特性R下的可变应力，N次循环后材料不会受损。
不适用。
疲劳极限很高，接近屈服极限，屈服极限几乎与循环次数的变化无关。
一般可根据静应力强度计算。
7影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？提高机械零件疲劳强度的措施有哪些？A:1）应力集中、零件尺寸、表面状态、环境介质、加载顺序和频率。
2）减少应力集中的影响；选择具有高疲劳强度的材料或指定可提高材料疲劳强度的热处理方法和强化工艺，以改善零件的表面质量；尽可能减少或消除零件表面可能出现的初始裂纹尺寸。
8机械零件在受载时在什么地方产生应力集中？应力集中与材料的强度有什么关系？答：1）零件受载时，在几何形状突然变化处要产生应力集中。
2）降低应力集中，可以提高零件的疲劳强度。
9.如何区分可变应力是稳定的还是不稳定的？如何计算稳定变应力下零件的强度？如何计算零件在规则不稳定变应力下的强度？答：1）在每次循环中，平均应力，应力幅和周期都不随时间变化的变应力为稳定变应力，若其中之一随时间变化的则成为非稳定变应力。
机械设计第二版习题集答案
机械设计第二版习题集答案机械设计是一门重要的工程学科，涉及到机械结构的设计、分析和优化等方面。
而习题集则是学习机械设计的重要辅助工具，通过解答习题可以加深对知识的理解和应用。
本文旨在为《机械设计第二版习题集》中的一些习题提供答案和解析，帮助读者更好地掌握机械设计的相关知识。
1. 第一章：机械设计基础习题1：什么是机械设计？答案：机械设计是指通过对机械结构的设计、分析和优化，实现机械产品的功能需求和性能要求的过程。
习题2：机械设计的基本原理有哪些？答案：机械设计的基本原理包括力学原理、材料力学原理、热力学原理和流体力学原理等。
2. 第二章：机械零件的设计习题1：如何选择合适的材料进行零件设计？答案：在进行零件设计时，需要考虑材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、成本等因素，并根据具体应用场景选择合适的材料。
习题2：如何进行零件的尺寸设计？答案：零件的尺寸设计需要根据零件的功能需求和装配要求，合理确定尺寸，确保零件的性能和可靠性。
3. 第三章：机械传动设计习题1：什么是机械传动？答案：机械传动是指通过传递和转换运动和动力的方式，实现机械装置的运动和工作。
习题2：常见的机械传动方式有哪些？答案：常见的机械传动方式包括齿轮传动、带传动、链传动等。
4. 第四章：机械结构设计习题1：机械结构设计的基本原则有哪些？答案：机械结构设计的基本原则包括合理布局、简化结构、提高刚度和强度、降低重量等。
习题2：如何进行机械结构的优化设计？答案：机械结构的优化设计需要通过建立数学模型、进行分析和计算，找到最优的设计方案。
5. 第五章：机械零件的强度计算习题1：什么是零件的强度计算？答案：零件的强度计算是指通过对零件的应力和变形进行计算和分析，判断零件是否满足强度和刚度要求。
习题2：常用的零件强度计算方法有哪些？答案：常用的零件强度计算方法包括静力学方法、材料力学方法和有限元方法等。
通过以上几个章节的习题解答，读者可以对机械设计的基础知识、零件设计、传动设计、结构设计和强度计算等方面有一个初步的了解。
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P23~P24：2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a =100mm ，α=60°，∠ABC =90°，v c =2m /s 。
指出速度瞬心P 13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1。
解：速度瞬心P 13如图所示。
因为 v P 13= v c =l AB ·ω1 所以sm l v AB c /32.1731060sin /1.021==︒==ω2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，试用相对运动图解法求构件3上D 点的速度。
解：列3B v 的矢量方程：2323B B B B v v v += 方向： 水平 ⊥AB 铅垂 大小： ？ AB l 1ω ?以速度比例尺v μ作右图所示矢量多边形，得： ϕωμsin 1333AB v B l pb v v =⋅==（方向:水平向左）2-16 在题2-16图所示机构中，已知a =0.1m ，b =0.4m ，c =0.125m ，d =0.54m ，h =0.35m ，y =0.2m ，当ω1=10rad /s ，逆时针转功，φ1=30°时，求冲头E 的速度v E 。
解：v B =a ·ω1=0.1×10=1m /s ，方向指向左上且垂直AB 列D v 的矢量方程：DB B D v v v += 方向：⊥CD ⊥AB ⊥DB 大小： ？ √ ?以速度比例尺v μ=0.01作下图所示矢量多边形pbd 。
列E v 的矢量方程：ED D E v v v += 方向： //CE √ ⊥DE 大小： ？ √ ?以相同速度比例尺v μ作下图所示矢量多边形pde ，得： s m pe v v E /225.001.052.22=⨯=⋅=μ（方向垂直向下）P 13P 14P 12P 23P 24∞ P 24∞pb 2b 3 DE p (c)b dP52：3-8确定如图3-52所示机构所含杆组的数目和级别，并判断机构的级别（机构中的原动件用圆箭头表示）。
解：机构的自由度为：F=3×7-2×10=1,故当以AB为原动件时，可拆分为以下一个I级杆组和3个II级杆组，机构为II级机构。
3-9 在上题图示的机构中，若改为以EF构件为原动件。
试判定机构的级别是否会改变。
解：由上题知，机构的自由度为1,故当以EF为原动件时，可拆分为以下一个I级杆组和3个II级杆组，故机构为III级，机构级别会改变。
3-11 如图3-53所示为平板印刷机中用以完成送纸运动的机构。
当固接在一起的双凸轮1转动时，通过连杆机构使固接在连杆2上的吸嘴P沿轨迹mm运动，完成将纸吸起和送进等动作，试确定此机构系统的组合方式，并画出方框图。
解：机构为Ⅱ型封闭组合。
基础机构：由构件2、3、4、5、6组成的自由度为2的五杆机构附加机构：由构件1和3、1和4组成的两个自由度为1的摆动从动件凸轮机构机构组合框图如下：I级杆组II级杆组II级杆组II级杆组II级杆组I级杆组III级杆组凸轮机构五杆机构凸轮机构φ3φ4v Pω1 3456P115~P116：6-2 在电动机驱动的剪床中，已知作用在剪床主轴上的阻力矩M ”的变化规律如题6-2图所示。
设驱动力矩M ’等于常数，剪床主轴转速为60r/min ，机械运转不均匀系数δ=0.15。
求：(1) 驱动力矩M ’的数值；(2) 安装在飞轮主轴上的转动惯量。
解：(1) 在一个周期内，驱动力所做功等于阻力所做功，故驱动力矩为：M ’·2π=200·2π+((3π/4-π/2)+ (π-π/2)) ·(1600-200)/2 ∴M ’=462.5Nm(2) 448214/2005.4621400ππ==-x x 最大盈亏功：A max =((3π/4-π/2)+(π-π/2-x )) ·(1600-462.5)/2=1256.33Nm飞轮转动惯量：22222max 15.21215.06033.1256900900kgm n A J =⨯⨯⨯==πδπ6-4 已知某轧钢机的原动机功率等于常数，P ’=2600HP(马力)，钢材通过轧辊时消耗的功率为常数。
P ”=4000HP ，钢材通过轧辊的时间t ”=5s ，主轴平均转速n=80r/min ，机械运转速度不均匀系数δ=0.1，求：(1) 安装在主轴上的飞轮的转动惯量；(2) 飞轮的最大转速和最小转速；(3) 此轧钢机的运转周期。
解：(1) 最大盈亏功：A max =(P”-P’)×t” ×735=(4000-2600)×5×735=5.145×106Nm飞轮转动惯量：2522622max 1033.71.08010145.5900900kgm n A J ⨯=⨯⨯⨯⨯==πδπ (2) n max =n (1+δ/2)=80×1.05=84r/min n max =n (1-δ/2)=80×0.95=76r/min(3) 在一个周期内，驱动力所做功等于阻力所做功，即：P”t” =P’T ∴ T= P”t” / P’=4000×5/2600=7.7sP129：7-6 题7-6图所示为—钢制圆盘，盘厚mm b 50=。
位置Ⅰ处有一直径mm 50=φ的通孔，位置Ⅱ处是一质量kg G 5.02=的重块。
为了使圆盘平衡，拟在圆盘上mm r 200=处制一通孔。
试求此孔的直径与位置。
钢的密度3/8.7cm g =ρ。
解：()kgm r b r m 076.01.0780005.0025.02/21211=⨯⨯⨯⨯==πρφπkgm r G r m 1.02.05.02222=⨯== 平衡条件：02211=+-b b r m r m r mA maxO O M ’ xA maxO OPt P ” P ’按比例作右图，得：kgmrmbb109.0=︒=7.252θ（或：kgmrmrmrmrmrmbb109.075cos)()(2)()(2211222211=︒⋅-+=︒=︒+︒=7.25275sinarcsin21011rmrmbbθ）故：kgrrmmIIbbb55.02.0109.0≈==mmbmbb2.4210780005.055.0223=⨯⨯⨯==πρπφ7-7 高速水泵的凸轮轴系由3个互相错开120º的偏心轮所组成，每一偏心轮的质量为kg4.0，偏心距为mm7.12，设在平衡平面A和B中各装一个平衡质量A m和B m使之平衡，其回转半径为mm10，其他尺寸如题7-7图所示(单位：mm)。
求Am和Bm的大小和方位。
解：将不平衡质量在两平衡基面A和B上分解：基面A：)230/190(33.0230/1904.0mkgm AC=⨯=)230/115(2.0230/1154.0mkgm AD=⨯=)230/40(07.0230/404.0mkgm AE=⨯=基面B：kgm BC07.0230/404.0=⨯=kgm BD2.0230/1154.0=⨯=kgm BE33.0230/1904.0=⨯=根据动平衡条件，得：基面A：由0=+++AAEAEDADCACrmrmrmrm，mmrrmmrrrrBAEDC107.12======，按比例μ=200/12.7作左下图，得：kgmrrmmAAAA287.010/)200/7.12*19.45(/===︒=60Aθ11rm22rmbbrmrm ACrm ADrm AEAArmrm BCrm BDrm BEBBrm基面B ：由0=+++B B E B E D B D C B Cr m r m r m r m ，按比例μ=200/12.7作右上图，得： kgm r r m r m B B B B B 287.010/)200/7.12*19.45(/=== ︒=240B θ（或：X 轴投影：)107.1223035.37(143.0107.1230cos 230/)40115(30cos )(cos ⨯=⨯︒⨯-=⨯︒⨯-=∑=m kg m r r m m r r m m AAE A D A i i iA Ax α方向向右 Y 轴投影：)107.122305.112(248.0107.12]30sin )07.02.0(33.0[]30sin )([cos ⨯=⨯︒⨯+-=⨯︒⨯+-=∑=m kg r r m m m r r m m AAE A D A C A i i iA Ay α方向向上 所以：)287.010/7.12*230/9.129(286.0248.0143.02222kg m kgm m m m Ay Ax A =≈+=+=或335.375.112===Ay Ax A m m tg θ 方向右上 故：︒=60A θ同理：)107.1223035.37(30cos )(cos ⨯=⨯︒⨯-=∑=m m r r m m r r m m Ax A BD BE B i i iA Bx α方向向右)107.122305.112(]30sin )[(cos ⨯=⨯-︒⨯+=∑=m m r r m m m r r m m Ay A BC B E BD A i i iA By α方向向下 所以：)287.010/7.12*230/9.129(286.0248.0143.02222kg m kgm m m m By Bx B =≈+=+=或335.375.112===By Bx B m m tg θ 方向左下 故：︒=︒+=24060180B θ）十二章补充作业：12-1. 图示轮系中二对齿轮中心距相等,斜齿轮法面模数m n =2mm ,齿数z 1=16， z 2=59，直齿轮模数m =2mm ，齿数z 3=17，z 4=60。
试求：1) 斜齿轮的分度圆柱螺旋角β1，β2；及齿轮1，2的分度圆直径d 1，d 2；齿轮1，2的齿顶圆直径d a1，d a2；2) 若齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，其总变位系数∑X 为多少？（提示：αααinv tg z z x x inv +++=2121)(2' )解：1）直齿轮的中心距为：a =m (z 3+z 4)/2=2×(17+60)/2=77mm斜齿轮的中心距为：a z z m n =+)(cos 2211β 即： 7775cos 221=⨯β故： o 08.13772752arccos 21=⨯⨯=-=ββd 1= mz 1/cos β=2×16/cos13.08=32.85mm d 2= mz 2/cos β=2×59/cos13.08=121.14mmd a1= d 1+2h a * m n =32.85+2×1×2=36.85mm d a2= d 2+2h a * m n =121.14+2×1×2=125.14mm2）若齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，则其中心距a ’=m (z 1+z 2)/2=2×(16+59)/2=75mm 由：'cos 'cos ααa a = 得：'cos 7520cos 77α⨯=⨯o ，即：o o25.157520cos 77arccos '=⨯=α所以：89.0)0149.000647.0(36397.0277)2025.15(20tan 277)'(tan 221-=-⨯=-=-+=∑o o o inv inv inv inv z z X ααα12-2.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知 α=20°, h a *=1,c *=0.25, m =3mm ，中心距 a ’=49mm,传动比的大小i 12=9/7, 试在采用正传动变位的情况下， (1) 确定齿数z 1, z 2 ；(2) 求两齿轮的变位系数之和(x 1+x 2)；(3) 若大齿轮2的变位系数为零，求小齿轮的d 1，d f1 。