(机械制造行业)机械设计基础习题(西北工业大学版)
机械设计基础习题(西北工业大学版)5文档
第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120） 12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？ 解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯=2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机电一体化基础》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：4
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机电一体化基础》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.光栅利用()，使得它能测量比栅距还小的位移量。
A.分辨率B.细分电路C.差动变压器D.感应同步器参考答案：B2.传动机构减小摩擦，能够提高()。
A.机构的稳定性能B.机构的灵敏度C.机构的刚度D.机构的传动精度参考答案：B3.步进电机的最大动态转距()最大静转距，随脉冲频率的升高而降低。
A.大于B.小于C.等于D.大于或小于参考答案：B4.步进电动机多相通电可以()。
A.减小步距角B.增大步距角C.提高电动机转速D.往往能提高输出转矩5.单向晶闸管SCR由三个极组成，分别称为：阳极、()、门极。
A.正极B.负极C.阴极D.太极参考答案：C6.机电一体化产品由五个基本要素构成，五个基本要素构是机械本体、动力源、检测与传感装置、控制与信息处理装置和()。
A.扭矩负载B.平稳性C.传动精度D.执行机构参考答案：D7.光栅传感器的莫尔条纹明暗变化一个周期，说明光栅移动了()。
A.3/4栅距B.1/2栅距C.1/4栅距D.一个栅距参考答案：D8.有一台三相步进电机，转子上有80个齿，三相六拍运行时，其步距角为()。
A.0.50°B.0.750°C.10°D.1.250°参考答案：B齿差调整法中滚珠丝杠螺母副的齿轮齿数分别为Z1=99，Z2=100，丝杠螺距L=6mm，则当螺母同向转过一个齿时，其相对轴向位移为()。
A.0.001mmB.0.009mmC.0.006mmD.0.005mm参考答案：C10.机电一体化的所谓“三A革命”是：工厂、()、家庭自动化。
A.办公B.计算机C.打印机D.显示器参考答案：A11.细分技术就是在莫尔条纹变化一周期内，不只是输出一个脉冲，而是输出若干个脉冲以提高()。
A.分辨率B.电流速C.涡流传感速D.合格率参考答案：A12.影响开环伺服系统的定位精度最主要的因素是()。
西北工业大学-机械设计作业习题集答案8章往后
8-33 在普通V带传动中，为什么一般推荐使用的带速为5≤v≤25m/s ？ 答：一般v≤25 m/s。若带速过大（v＞25m/s），则会因离心力过 大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能 力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。
方案三：m
m
m2mm齿根弯曲d疲1劳m强度z1满 2足
d1 d1齿面接触疲劳强度不满足
30
60mm
不可用
(2) 方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均 满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点： 1、重合度ε↑，传动平稳； 2、齿高h↓，滑动系数↓，磨损↓、切削量↓ ； 3、da↓，齿坯小，齿轮重量↓ 。
10—26 在闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀经常首先出现在 节线附近靠近齿根 处，其原因是该处 为单齿啮合区接触应力大 、 润滑不良 摩擦力大。
10—27 在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时，其计算模型是 悬臂梁 ，设计的主要参数是 模数m和齿宽b 。一对齿轮传动中， 大、小齿轮的弯曲应力 一般不相等 。
10—46一标准直齿圆柱齿轮传动，若传递载荷不变，齿轮齿数、中
心距和许用应力不变，小齿轮转速 n1从960 r/min降为720 r/min。试 问要改变何参数，并使该值与原用值之比大致等于多少才能保证该
提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引
起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速
要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么？
1、将dd2减小到280mm； 2、将dd1增大到200mm； 3、将鼓轮直径D增大到355mm。
机械设计基础习题(西北工业大学版)5
第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
机械设计基础第三章(西北工业大学)
第三章机械零件的强度3-1 材料的疲劳特性§3-2 机械零件的疲劳强度计算§3-3 机械零件的抗断裂强度§3-4 机械零件的接触强度疲劳曲线机械零件的疲劳大多发生在s －N 曲线的CD 段，可用下式描述：)(D C m rN N N N C N ≤≤= s )D r rN N N >=∞ （s s D 点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着无限寿命区其方程为：由于N D 很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数N 0(称为循环基数)，用N 0及其相对应的疲劳极限σr 来近似代表N D 和σr∞，于是有：CN N ==0m rm rN s s 有限寿命区间内循环次数N 与疲劳极限s rN 的关系为：式中，s 、N 及m 的值由材料试验确定。
二、s －N 疲劳曲线m0r rN N N s s =0mrN r N N ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=s s s －N 疲劳曲线详细说明极限应力线图三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）机械零件材料的疲劳特性除用s －N 曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。
该曲线表达了不同应力比时疲劳极限的特性。
在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代。
用A 'Ｇ'C 折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。
A 'Ｇ'直线的方程为：m a1s ψs s s '+'=-s m as s s ='+'C Ｇ'直线的方程为：12s s s ψs -=-ψσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：详细介绍对于碳钢，ψ≈0.1~0.2，对于合金钢，ψ≈0.2~0.3。
机械零件的疲劳强度计算1一、零件的极限应力线图由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
以弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循环弯曲疲劳极限σ-1e 的比值，即e11--=s s s K 在不对称循环时，Ｋσ是试件与零件极限应力幅的比值。
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械制造装备与设计》作业考核题库高频考点版(参考答案)
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械制造装备与设计》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.CM1107型纵切单轴自动车床，分配轴上的鼓轮是用于()。
A.三轴钻铰附件主轴轴向进给B.主轴转动和制动C.棒料的夹紧与松开参考答案：ABC2.万能外圆磨床用纵磨法磨削外圆时，需要以下哪钟运动?()A.主运动B.圆周进给运动C.工作台纵向进给运动D.砂轮架横向进给参考答案：ABCD3.CA6140型普通车床，从英制螺纹加工改为径节螺纹加工时，应调整机床进给系统中的挂轮机构。
()A.错误B.正确参考答案：B4.无心外圆磨床为了加快成圆过程和提高工件圆度，工件的中心必须低于磨削轮和导轮的中心连线。
()A.错误B.正确参考答案：AA.错误B.正确参考答案：B6.CA6140型普通车床，从模数螺纹加工改为英制螺纹加工时，无需调整机床进给系统中的挂轮和公英制变换机构。
()A.错误B.正确参考答案：A7.机床在加工中完成的各种运动，按其功用可分为表面成形运动和辅助运动。
()A.错误B.正确参考答案：B8.滚齿机加工齿轮，工件的转向取决于刀具的转向和刀具的螺旋线方向。
()A.错误B.正确参考答案：B9.通用机床类代号C的含义是齿轮加工机床。
()A.错误B.正确参考答案：A10.B.直控制数控机床C.轮廓控制数控机床参考答案：ABC11.在插齿机上加工直齿圆柱直径时，插齿机应具有以下哪几种运动?()A.主运动B.展成运动C.圆周进给运动D.让刀参考答案：ABCD12.传动系统图具体表示了动力源与执行件或执行件与执行件之间的传动关系。
()A.错误B.正确参考答案：A13.回转、转塔车床是在卧式车床的基础上发展起来的。
()A.错误B.正确参考答案：B14.CA6140车床进给箱内有一反向机构是为实现左右螺纹加工。
()A.错误B.正确参考答案：BA.错误B.正确参考答案：A16.普通平面磨床可分为三类。
西工大机械设计试题
一填空题1 带传动中的应力有拉应力、离心应力和弯曲应力。
2 带传动的极限承载能力与初拉力、包角和带与带轮间的当量摩擦系数有关。
3 带传动正常工作时，紧边拉力F1、松边拉力F2、初拉力F0和有效圆周力F e之间的关系为F1- F2= F e和F1+F2 = 2F0。
4 在正常润滑的条件下，链传动一般在高速时的容易发生链疲劳破坏失效，而在低速时容易发生链条过载拉断失效。
5 按用途不同，链条可分为传动链、输送链、起重链，一般机械传动中常用传动链。
6 滚子链的磨损主要发生在销轴和套筒的接触面上。
7 齿轮轮齿的失效可能因为赤根强度不足而导致轮齿折断，也可能因为齿面硬度不足而导致齿面过度磨损或者塑性变形。
8 齿面接触应力与材料性能、齿轮宽度、小齿轮分度圆直径和齿数有关。
9 齿轮润滑需要考虑的因素有齿轮圆周速度和传动形式。
10 蜗杆传动中的传动效率受到啮合功率损耗、轴承摩擦损耗和搅油损耗的影响。
11 选择蜗杆传动的润滑油时，通常在环境温度较高时，选用粘度值较大的润滑油；当转速较高时，可选用粘度值较低的润滑油。
12 按照受力来分，轴可以分为心轴、转轴和传动轴。
13 心轴仅承受弯矩载荷，而转轴承受弯矩和扭矩载荷。
14 键联接的可以有平键联接、楔健、切向健和半圆健。
15 平键联接依靠平键的两侧面来传递转矩；楔键联接依靠楔键的上下两面来传递转矩。
16 滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与孔的配合采用基轴制。
17 按防松的原理不同，螺纹联接可以分为摩擦防松、机械防松和铆冲防松。
18 三角形螺纹主要用于联结，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。
19做带传动的受力分析时，涉及初拉力、紧边拉力、松边拉力和离心力。
20带传动失效形式一般是指疲劳破坏和打滑。
21在链传动中，链条的节距越大，承载能力越强，动载荷也越大。
22直齿圆柱齿轮齿根弯曲应力的最大值与齿轮材料性能、尺宽和外载荷有关。
23选择齿轮材料时的一般要求是齿面要硬、齿心要韧。
机械设计(第八版)课后答案西北工业大学
得蜗轮的基本许用接触应力
。蜗杆传动的工作寿命 Lh=16800h,蜗轮轮齿的应力循环次数
寿命系数为 蜗轮齿面的许用接触应力为
4、计算中心距
取中心距 a=200mm,因 i=23,故从教材表 11-2 中取模数 m=8mm,蜗杆分度圆直径 d1=80mm，这时 d1/a=0.4,与假设 值相符，因此以上计算结果可用。 （2）蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸：
比较
和
由公式
得
（5）由接触强度 确定的最大转矩。由公式
得 (6)齿轮行动的功率。由弯曲强度和接触强度计算的转矩可知，此齿轮传动所能 传递的最大转矩为 T1=1827280N.mm
10-8 解(1)选择齿轮的材料和精度等级。根据教材表 10-1 选大小齿轮材料均为 20CrMnTi,渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取 62HRC,大齿轮齿面硬度取 58HRC，世部 达 300HBS. 选精度等级为 6 级。 （2）按齿根弯曲疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩：
8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径
9、验算载荷系数： 齿轮的使用系数：载荷 状况以轻微冲击为依据查教材表 10-2 得 KA=1.25 齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得：Kv=1.12 对于软齿面齿轮，假设
,由教材表 10-3 查得
齿宽 齿宽与齿高比
由教材表 10-4 查得 系数：
10、校正直径：
取安全系数 SF=1.5 由教材图 10-20（d）得
按对称循环变应力确定许用弯曲为
9、由弯曲强度计算齿轮的模数。因 数代入设计公式中得
取标准值
.
10、验算载荷系数：
小齿轮的分度圆直径
齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得:
机械设计基础习题(西北工业大学版)1
第一章1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。
为零件选材时应考虑的主要要求：1.使用方面的要求：1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态，2）零件的工作条件，3）对零件尺寸及重量的限制，4）零件的重要程度，5）其他特殊要求。
2.工艺方面的要求。
3.经济方面的要求。
1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4. 解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。
45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。
40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr 元素。
65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn元素。
ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450.HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa.ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。
LC4表示铝硅系超硬铝。
1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。
第二章2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械原理》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号4
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械原理》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.为了减轻飞轮尺寸和重量，飞轮通常应装在()。
A.高速轴上B.低速轴上C.机架上参考答案：A2.铰链四杆机构中，若有曲柄，则曲柄一定是最短杆。
()A.错误B.正确参考答案：A3.滚子从动件盘形凸轮的理论廓线和实际廓线之间的关系为()。
A.两条廓线相似B.两条廓线相同C.两条廓线之间的径向距离相等D.两条廓线之间的法向距离相等参考答案：D4.速度瞬心是机构上速度为零的点。
()A.错误B.正确参考答案：AA.等速运动规律B.摆线运动规律C.等加速等减速运动规律D.简谐运动规律参考答案：B6.()盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。
A.摆动尖顶推杆B.直动滚子推杆C.直动平底推杆D.摆动滚子推杆参考答案：C7.平行四杆机构中，是否存在死点，取决于()是否与连杆共线。
A.主动件B.从动件C.机架D.摇杆参考答案：B8.蜗杆蜗轮传动中，模数为m，蜗杆头数为z1，蜗杆直径系数为q，蜗轮齿数为z2，则蜗杆直径d1=()。
A.mz1B.mz2C.mq参考答案：C9.经过平衡后的回转构件在运动中不会产生动载荷。
()A.错误B.正确10.在外载荷和接触表面状况相同的条件下，三角螺纹的摩擦力要比矩形螺纹的大，是因为摩擦面上的法向反力更大。
()A.错误B.正确参考答案：B11.渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数zv=()。
A.z/cosδB.z/cos2δC.z/cos3δD.z/sinδ参考答案：A12.在以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，最小传动角出现在()。
A.曲柄与连杆两次共线位置之一B.曲柄与机架两次共线位置之一C.曲柄与连杆共线时D.曲柄与机架共线时参考答案：B13.在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角可能出现在曲柄与机架的两个共线位置之一。
()A.错误B.正确参考答案：BA.减小B.增大C.不变参考答案：A15.两个理论廓线相同、滚子半径不同的凸轮机构，从动件运动规律不同。
机械设计 西工大 课后习题_答案
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=-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 =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK ()()()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 。
濮良贵-西北工业大学《机械设计》课后习题答案
详细答案第三章 机械零件的强度p45习题答案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 σσNMPa 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(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa 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==dD ，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 。
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械制造工艺与夹具》作业考核题库高频考点版(参考答案)
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械制造工艺与夹具》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.在任何情况下，都不允许采用过定位。
()A.错误B.正确参考答案：A2.夹紧力，工件重力和切削力三者的作用方向最有利的情况是三力同向。
()A.错误B.正确参考答案：B3.夹具中的夹紧装置，用于保证工件在夹具中的即定位置在加工过程中不变。
()A.错误B.正确参考答案：B4.定位基准是工件上的一个()，当工件定位时，它使工件在工序尺寸方向上获得确定的位置。
A.点、线或面B.点C.线D.面参考答案：D5.A.三次B.两次C.五D.六E.完全F.不完全G.过参考答案：BDFG6.当定位点布局不当时，就会产生过定位，同时也会出现欠定位。
()A.错误B.正确参考答案：B7.在普通车床上加工零件时，每转动一次四方刀架，就算作一个工步。
()A.错误B.正确参考答案：B8.工件被夹紧后，六个自由度全被限制，因此工件实现了完全定位。
()A.错误B.正确参考答案：A9.工件在机床上(或夹具中)的定位过程就叫做安装。
()A.错误B.正确参考答案：A用试削法加工零件时，若定位基准与工序基准不重合，就会产生定基误差。
()A.错误B.正确参考答案：A11.圆轴在与其长短相同的圆孔，半孔及V形块上定位时，各自所限制的自由度数目相同。
()A.错误B.正确参考答案：B12.当作用于斜楔的外力一定时，斜楔升角越小，则夹紧力越大，夹紧行程越小。
()A.错误B.正确参考答案：A13.在外圆磨床上磨光轴时，需限制的自由度数是三个。
()A.错误B.正确参考答案：A14.要求具有自锁性能的斜楔夹紧机构，其楔角一般取()。
A.10°B.11°-17°C.6°-8°D.5°43′-8°28′参考答案：C在一个尺寸链中，可以没有增环，但不能没有减环。
()A.错误B.正确参考答案：A16.在宽V形块上定位可限制三个自由度。
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第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
5.确定中心距a 和带的基准长度d L初定中心距为0800a mm =.则带的基准长度d L 为221122()2()24(315100)[2800(100315)]2266.3324800d D D L a D D amm mmππ-'≈+++-=⨯+++=⨯ 按表9-2选取d L =2240mm,则V 带传动实际中心距为022402266.33(800)786.8422d d L L a a mm mm '--≈+=+= 6.验算小带轮上的包角1α00000021131510018057.318057.3164.34120(786.84D D a α--≈-⨯=-⨯=>合适）7.带的根数z根据表9-4a 、b,当110120100,1440/min 1.32,3P =0.17kW.mm n r P kW i ====∆D 时，当时，查表9-5得L K 0.96;9-2K =1.06.α=查表得则带的根数为008.45.54()(1.320.17)0.96 1.06ca L P z P P K K α===+∆+⨯⨯取z=68.确定带的张紧力0F 根据表9-1查得q=0.10kg/m220500 2.55008.4 2.5(1)[(1)0.107.54]154.667.540.96ca P F qv N N zv k α⨯=-+=⨯-+⨯=⨯ 9.计算压轴力Q F10164.342sin 26154.6sin 1837.922Q F zF N N α==⨯⨯⨯=第十章10-1.为避免槽轮在开始和终止转动时产生刚性冲击，设计时应注意什么问题？ 10-2.何谓槽轮机构的运动系数？为什么k 必须大于零而小于1？k 有何几何意义？10-3.如图所示为自行车后轮轴上的棘轮机构，试分析当脚蹬踏板前进和不蹬踏板自由滑行时棘轮机构的工作过程。
第十一章11-1.常用的连接有哪些类型？它们各有哪些优点？各适用于什么场合？解：常用的连接有螺纹连接、键连接、销连接、铆钉连接、焊接、胶接、过盈配合连接以及型面连接等。
螺纹连接具有结构简单、装拆方便、连接可靠、互换性强等特点。
键连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，在机械的轴类连接中应用。
销连接主要用于确定零件间的相互位置，并可传递不大的载荷，也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。
铆接具有工艺设备简单，工艺过程比较容易控制，质量稳定，铆接结构抗振、耐冲击，连接牢固可靠，对被连接件材料的力学性能没有不良影响等特点。
在承受严重冲击或剧烈振动载荷的金属结构连接中应用。
焊接是具有结构成本低、质量轻，节约金属材料，施工方便，生产效率高，易实现自动化等特点。
主要应用在五拆卸要求的对受力要求不太高的场合。
胶接具有连接后重量轻，材料利用率高，成本低，在全部胶接面上应力集中小，抗疲劳性能好，密封性和绝缘性好等特点。
主要用于应力要求不高，对密封性要求较高的场合。
11-6.在螺纹连接中，为什么要采用防松装置？ 解：11-8.平键的截面尺寸b ×h 和键的长度L 如何确定？平键连接的失效形式是什么？如何进行强度校核？解：b ×h 根据轴径d 有表中查标准得。
键长L 按轮毂的长度确定，一般略短于轮毂长度，并符合标准中规定的长度系列。
平键的主要失效形式是侧面工作面的压溃。
按[]bs 4bs F T kl dhlσσ==≤进行强度校核。
11-14.图示刚性联轴器用螺栓连接，螺栓性能等级为8.8，联轴器材料为铸铁（HT250），若传递载荷T=1500T ·N 。
1）采用4个M16的铰制孔用螺栓，螺栓光杆处的直径17s d mm =，受压的最小轴向长度14mm δ=，试校核其连接强度。
2）若采用M16的普通螺栓连接，当接合面摩擦因素f=0.15，安装时不控制预紧力，试确定所需螺栓数目（取偶数）。
解：1）3150019354.81551022T F N D -===⨯ []250113.642.22.2bbs Mpa Mpa σσ=== []6401604sMpa Mpa S τστ=== []224419354.821.324117s F Mpa Mpa zi d ττππ⨯===≤⨯⨯⨯ []19354.820.3341714bs bs s F Mpa zd σσδ===≤⨯⨯ 其连接强度满足条件。
2）[]640213.333sMpa Mpa Sσσ=== 由[]211.34pF d σσπ=≤得，[]2213.835213.3324669.34 1.34 1.3p d F N πσπ⨯⨯≤==⨯⨯由S p K FF zif≥得， 1.319354.8 6.811390.510.15S p K F z F if ⨯≥==⨯⨯ 故取z=811-15.一钢制液压油缸，缸内油压p=4Mpa ，油缸内径D=160mm （参看图11-12），沿凸缘圆周均布8个螺栓，装配时控制预紧力。
试确定螺栓直径。
解：1.确定单个螺栓的工作载荷F22416010053.1448p D F N z ππ⨯⨯===⨯2.确定螺栓的总拉伸载荷Q F考虑到压力容器的密封性要求，取残余预紧力 1.6p F F '=，则2.626138.1Q p F F F F N '=+==3.求螺栓直径选取螺栓性能等级为8.8，则640.s Mpa σ=由式[]ssσσ=确定许用应力[]σ时需查找安全系数S ，当不控制预紧力时，S 与螺栓直径d 有关，故需用试算法。
由表暂取S=3（假定d=20mm ），则螺栓许用应力为[]6402562.5sMpa Mpa sσσ===螺栓小径为113.00d mm ≥==由表查得d=20mm 时，117.29413.00,d mm mm =>能满足强度要求，且与原假设相符，故取M20合适。
第十二章12-2.刚性联轴器与挠性联轴器的主要区别是什么？ 解：刚性联轴器各零件及连接件都是刚性的，它们之间不能作相对运动，不具有补偿两轴相对位移的能力，用于刚性支承的场合。
若两轴有偏移，将产生附加载荷，影响传动性能和使用寿命。
挠性联轴器分两种，一种是由可作相对移动的刚性件组成，用连接元件间的相对可动性来补偿被连接两轴之间的相对移动，用于弹性支承且载荷大的场合；另一种是连接件都是弹性的，通过连接件的弹性变形来补偿被连接两轴之间的相对移动，用于弹性支承需要缓冲和减振的场合。
12-5.试分析自行车“飞轮”中离合器的工作原理。
解：自行车后轮有个内棘轮机构，起到了离合器的作用，称为超越离合器,。
工作原理是当链条带动棘轮的链齿外圈时， 中心转轴上的棘爪通过弹簧与棘轮保持接触，棘爪将力矩传递给中心转轴，后轮就转动前进。
当棘轮的转速低于中心转轴的转速，或骑车者停止脚踏时，棘爪能够在棘轮上滑动，超越外圈棘轮转速，此时就会听见发出的“嗒嗒”声响。
因为棘轮只能单向传递转矩，不能双向传递转矩，使得自行车具有正常行驶功能，不能后退行驶。
因此也称为单向超越离合器.第十三章13-5.说明下列滚动轴承代号的意义：N208/P5,7321C ，6101,30310，5207.解：N208/P5表示圆柱滚子轴承，宽度系列为0系列，直径系列为2系列，内径为40mm ，5级公差等级；7321C 表示角接触球轴承，宽度系列为0系，直径系列为3系列，内径为105mm ，公称接触角15α=o，0级公差等级；6101表示深沟球轴承，宽度系列为0系，直径系列为1系列，内径为12mm ，0级公差等级； 30310表示圆锥滚子轴承，宽度系列为0系，直径系列为3系列，内径为50mm ，0级公差等级；5207表示推力球轴承，宽度系列为0系，直径系列为2系列，内径为35mm ，0级公差等级；13-8.试设计一提升机用非液体摩擦滑动轴承，已知每个轴承的径向载荷为4210⨯N ，轴颈直径为100mm ，转速为1200r/min. 解：1.选择轴承类型和轴瓦材料因轴承承受径向载荷，并考虑使用条件，选用剖分式径向轴承。
此轴承载荷大，转速高，根据表13-1选择轴瓦材料为ZPbSb16Sn16Cu2，其[p]=15Mpa,[v]=12m/s,[pv]=10Mpa ·m/s 2.选取轴承宽径比选取轴承宽径比B/d=1.0，则轴承宽度B=d=100mm. 3.验算轴承工作能力 轴承的p,pv,v 分别为：100001100100100001200/ 6.28/19100191001001001200/ 6.283/601000601000F p Mpa Mpa Bd Fn pv MPa m s MPa m s B dn v m s m sππ===⨯⨯==•=•⨯⨯⨯===⨯⨯计算表明，p<[p],pv<[pv],v<[v],工作能力满足要求。