机械设计练习题分解
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。
机械设计基础第二版题解
机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解课后答案完整版从自由度，凸轮，齿轮，v 带，到轴，轴承第三章部分题解3-5 图 3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮 1 带动凸轮 2 旋转后，经过摆杆 3 带动导杆 4 来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？解 画出该方案的机动示意图如习题 3-5 解图(a)，其自由度为：F = 3n - 2P 5 - P 4 = 3′3- 2′4-1= 0 其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结图 3-37 习题 3-5 图构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题 3-5 解图(b)所示。
其自由度为：F = 3n - 2P 5 - P 4 = 3′4- 2′5-1=1②将一个低副改为高副，如习题 3-5 解图(c)所示。
其自由度为：F = 3n - 2P 5 - P 4 = 3′3- 2′3- 2 =1习题 3-5 解图(a) 习题 3-5 解图(b) 习题 3-5 解图(c)3-6 画出图 3-38 所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
(a)机构模型 (d) 机构模型图 3-38 习题 3-6 图 解(a) 习题 3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(a)解图(a)或习题 3-6(a)解图(b)的两种形式。
计算该机构自由度为：F = 3n - 2P 5 - P 4 = 3′3- 2′4-0 =1习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d)习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)、习题3-6(d)解图(b)、习题3-6(d)解图(c) 等多种形式。
- 1 -计算该机构自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-0 =1习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 习题3-6(d)解图(c)3-7 计算图3-39 所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
机械大类题库及答案详解
机械大类题库及答案详解机械工程作为一门历史悠久的学科，其题库内容广泛，涵盖了机械设计、机械制造、机械电子等多个领域。
以下是对机械大类题库及答案的详细解析。
一、机械设计基础1. 问题：请简述机械设计的一般步骤。
答案：机械设计的一般步骤包括需求分析、概念设计、详细设计、设计评审、制造和测试。
需求分析是确定设计目标和性能要求的第一步。
概念设计阶段，设计师会提出多种设计方案。
详细设计阶段则对选定方案进行具体化，包括尺寸、材料和工艺选择。
设计评审是对设计进行评估，确保满足所有要求。
最后，制造和测试阶段是将设计转化为实际产品，并进行性能测试。
2. 问题：什么是应力集中，它对机械结构有何影响？答案：应力集中是指在材料的某些局部区域，由于几何形状、材料不连续性或载荷方式的变化，导致应力值远高于平均应力的现象。
应力集中会降低结构的承载能力，增加疲劳破坏的风险，因此在设计时应尽量避免应力集中的发生。
二、机械制造技术1. 问题：简述数控加工的特点。
答案：数控加工是一种利用数字化信息控制机床运动和加工过程的技术。
其特点包括高精度、高效率、高自动化程度和良好的加工适应性。
数控加工可以减少人为误差，提高加工质量，实现复杂形状的加工。
2. 问题：什么是五轴加工，它有哪些优势？答案：五轴加工是一种能够在五个坐标轴上同时控制机床运动的加工技术。
它的优势包括能够加工复杂的三维曲面，提高加工效率，减少加工过程中的装夹次数，以及提高加工精度。
三、机械电子工程1. 问题：简述伺服系统的工作原理。
答案：伺服系统是一种闭环控制系统，它根据输入信号和反馈信号之间的差异来控制执行机构的运动。
伺服系统通常包括控制器、驱动器、电机和传感器。
控制器根据输入信号计算出所需的输出，驱动器将电信号转换为电机的动力，传感器则提供实际的运动反馈，控制器根据反馈信号调整输出，以实现精确控制。
2. 问题：什么是机器人的自由度，它对机器人的性能有何影响？答案：机器人的自由度是指机器人可以独立控制的运动方向的数量。
机械设计基础试题及答案解析
A卷一、简答与名词解释（每题 5 分，共70分）1. 简述机构与机器的异同及其相互关系答. 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. 简述“机械运动”的基本含义答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。
3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。
4. 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？答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。
平面自由构件的自由度为3。
5. 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？答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。
原动件数目＜自由度，构件运动不确定；原动件数目＞自由度，机构无法运动甚至构件破坏。
6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。
α＋γ≡ 90 。
压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。
偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径r T相等时：ρ=r T，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ' =0）。
在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。
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。
机械设计基础习题及答案讲解、看
2—5
解：1）求速度
⊥CD ⊥AB ⊥CB
？ ω1lAB ？
根据速度影像求
⊥GF P→e ⊥FE
？
？
移至F点知顺时针
2）求加速度
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
?
?
加速度影像法求
求得e΄
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
?
?
2-9
待求点 为动点，求
//导路 ⊥AB ⊥导路
？
？
求加速度
//导路 B→A ⊥导路
？
？
作加速度多边形：
2-10
⊥FE ⊥FA ∥AF
?பைடு நூலகம்
?
根据速度影像法求
P→d ⊥CD ?
P→b ⊥CB ?
求加速度
根据影像法求
F→E ⊥FE F→A ∥AF ⊥f1f3
？
？
B→A C→B ⊥CB π→d’ C→D ⊥CD
lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mmllDE=40mm,φ1=45º,等角 速度ω1=10rad/s,求E、D的速度和加速度,构件3的角
3-8 作机架AD连线，作摇杆的一个与
机架成45°角的极限位置C1连AC1
且作θ角与摇杆轨迹交点即为摇杆
另一极限位置C2。
3-9设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数 K=1.5，滑块的行程lc1c2=50mm,e=20mm,求lAB、lBC。
解：
速度和角加速度.
作速度多边形pbc2,然后按速度影象法，作Δbec2∽ΔBEC得 e点，再从e点作ed⊥bc2得d点，则VE=(pe)μ v=26×0.0067=0.1742m/s指向如图。 VD=(pd)μ
机械设计基础习题解
机械设计基础习题解 The latest revision on November 22, 2020。
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所示。
由于其自由度32332410L H F n P P =--=⨯-⨯-=，该设计方案不具有确定的运动。
为使机构的自由度增加，可改一个低副为高副，也可引入一个构件和一个低副。
图~5为几种改进方案（修改之处可移至他处出现，从而获得新的改进方案）。
图 图 图图 图友情提示：折线表示的弹簧起到保证构件3与凸轮接触的作用，不涉及运动副。
请绘制图示平面机构的运动简图，并计算自由度，确定主动件。
图(a) 图(b)（a ）3233241L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为1（b ）3235271L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为1（c ）3233241L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为1（d ）3233241L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为2图(c) 图(d)请计算图示各机构的自由度。
友情提示：（a ）存在局部自由度；（b ）存在一高副、中间杆非虚约束；（c ）注意焊接符号；（d ）存在齿轮高副。
请计算图示各机构的自由度。
友情提示：（a ）存在局部自由度和两个高副；（b ）注意焊接符号和复合铰链；（c ）曲柄滑块机构＋杆组、虚约束较多；（d ）（e ）（f ）存在复合铰链。
请计算图示各机构的自由度。
友情提示：（a ）A 处存在复合铰链；（b ）B 、C 、D 处存在复合铰链。
根据杆长条件和机架判断铰链四杆机构的类型，分别为双曲柄、双摇杆、双摇杆、不符合机架条件的双摇杆机构。
液压泵机构。
左为曲柄摇块机构，右为曲柄滑块机构。
图压力机的机构属于曲柄滑块机构。
图请运用四杆机构存在广义曲柄的条件，推导图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件。
（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）解：该机构可视为偏置曲柄滑块机构改换机架的演化机构，D 在无穷远处，根据存在广义曲柄的条件，如果BC > AB + e ，则AB 为广义曲柄，该机构为转动导杆机构。
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 \( d' > 50mm \)。
机械设计习题答案解析
机械设计习题答案解析绪论1、机器的基本组成要素是什么？【答】机械系统总是由⼀些机构组成，每个机构⼜是由许多零件组成。
所以，机器的基本组成要素就是机械零件。
2、什么是通⽤零件？什么是专⽤零件？试各举三个实例。
【答】在各种机器中经常能⽤到的零件称为通⽤零件。
如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。
在特定类型的机器中才能⽤到的零件称为专⽤零件。
如汽轮机的叶⽚、内燃机的活塞、曲轴等。
3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？【答】在相互连接⽅⾯，机器与零件有着相互制约的关系；在相对运动⽅⾯，机器中各个零件的运动需要满⾜整个机器运动规律的要求；在机器的性能⽅⾯，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，⽽每个零件的设计或选择⼜和机器整机的性能要求分不开。
机械设计总论1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作⽤是什么？【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执⾏部分和传动部分。
传动装置的作⽤：介于机器的原动机和执⾏部分之间，改变原动机提供的运动和动⼒参数，以满⾜执⾏部分的要求。
2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？【答】机械零件由于某种原因丧失⼯作能⼒或达不到设计要求的性能称为失效。
机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过⼤的残余变形（塑性变形）；3）零件的表⾯破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常⼯作条件引起的失效：有些零件只有在⼀定的⼯作条件下才能正常⼯作，如果破坏了这些必要的条件，则将发⽣不同类型的失效，如带传动的打滑，⾼速转⼦由于共振⽽引起断裂，滑动轴承由于过热⽽引起的胶合等。
3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义？【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表⽰了零件或部件的失效率与时间的关系，⼀般⽤实验⽅法求得。
《机械设计》习题库讲解
一、是非题1、设计机器的基本原则是：美观、大方、造型优美。
（X ）2、起重机的抓斗、气轮机的叶轮、车床变速箱中的齿轮、飞机的螺旋桨、自行车的链条以及颚式破碎机上的V带传动都是通用零件。
（ X）3、单侧工作面齿轮的齿根受脉动循环的弯曲应力作用。
（ V）4、过桥轮的齿根受对称循环的弯曲应力作用。
（V ）5、疲劳曲线表示屈服极限σs与循环次数N之间的关系曲线。
（X ）5、某材料的一条疲劳曲线可用于分析该材料所制成的零件在不同循环特征系数r下的应力极限。
（X ）7、通常，楔键联接用于轴和轮毂要求定心精度较高的场合。
（X ）8、为了改善螺纹牙间载荷分布不均匀现象可以采用环槽螺母的方法。
（V ）9、带传动中的弹性滑动可以用增大包角等措施予以避免。
（ X）11、通常，轴采用阶梯轴形式，其目的主要是为了加工方便。
（X ）12、一般软齿面的闭式齿轮传动，齿轮轮齿最常见的失效是疲劳点蚀。
（V ）13、圆柱滚子轴承既可以承受较大的径向力,同时也可承受一定的轴向力。
（X ）14、楔键和轮毂上键槽的底面，两者的接触面都具有1/100的斜度。
V ）15、万向联轴器可以补偿较大的角位移，并且还具有减振缓冲功能。
（X ）16、在轴的初步设计计算中，轴的最小直径是按弯曲强度来初步计算的。
（ X）17、蜗杆传动的蜗杆导程角γ一定等于蜗轮的螺旋角β。
（ X）18、用于联接的螺纹要求传动效率高。
（X ）19、轴承代号“61206”的含义是：轴承内径是30mm，直径系列是轻系列，公差等级是普通级，类型是深沟球轴承。
（V ）20、在轴上同一处，安装两个半圆键时，一般最好使它们隔180°布置。
〔 X〕21、在公称直径相同时，因为粗牙螺纹的螺距比细牙螺纹的大，所以粗牙螺纹的自锁性好，因此粗牙螺纹是常用螺纹。
〔 X〕22、弹性柱销联轴器具有减振缓冲、补偿位移的功能。
〔 V〕23、润滑油的粘度越大，内摩擦阻力越大，即流动性越差。
〔〕24、因为三角形螺纹的牙形角相对较大，所以三角形螺纹常用于传动螺纹〔X 〕25、两带轮的直径一定时，减小中心距会导致小带轮上的包角减小。
机械设计基础习题含答案讲解
机械设计基础课程》习题第 1 章机械设计基础概论1- 1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1- 2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1- 3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1- 4 常见的零件失效形式有哪些？1- 5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1- 6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途： Q275 、 40Mn 、40Cr 、 45 、ZG310 － 570 、 QT600 －3。
第 2 章现代设计方法简介2- 1 简述三维CAD 系统的特点。
2- 2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。
2- 3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。
2- 4 优化设计的一般过程是什么？2- 5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2- 6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。
2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。
第 3 章平面机构的组成和运动简图3- 1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。
3- 2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3- 3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3- 4 计算自由度时需注意那些事项？3- 5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3- 6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-9 试判断图a、b、c 所示各构件系统是否为机构。
若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）3-10 计算图 a、b、c、d、e、f 所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。
机械设计基础真题答案解析
机械设计基础真题答案解析机械设计是机械工程的核心领域之一，也是工程师们必备的基础知识。
对于学习机械设计的学生或者从事机械设计工作的人来说，掌握机械设计基础是非常重要的。
下面我们通过解析一些机械设计基础的真题来帮助大家更好地理解和应用这些知识。
一、摩擦力与曲柄机构题目：一个质量为m的物体沿水平面运动，在一光滑的水平面上，物体与该面之间的静摩擦因数为μ。
若物体受到作用力F时开始运动，求曲柄机构能产生的最大合力。
解析：在摩擦力存在的情况下，物体受到的摩擦力Ff=μmg，其中g为重力加速度。
物体开始运动的条件是受到的合力大于静摩擦力，即F>Ff，所以F>μmg。
曲柄机构能产生的最大合力即为F=μmg，此时物体刚好开始运动。
当F>μmg时，物体将会受到加速度的作用，而不再处于静摩擦状态。
二、螺纹副和键连接题目：一个螺纹副由一个6mm的螺纹和一个6mm的螺帽组成，螺纹副的材料为钢，摩擦系数为0.1。
若外力和效率都为已知，试设计螺纹副的螺距和颈径。
解析：在螺纹副中，螺纹的效率η=0.5（1-μ/i），其中i为螺纹的斜率（相当于螺纹的扩距）。
需要注意的是，螺纹副的效率不可能大于1，即η<=1。
根据题目中给出的螺纹副外力和效率，可以求得螺纹副的螺距和颈径。
根据公式η=0.5（1-μ/i），可以算出i的值，然后再根据螺纹公式p=1/i，可以得到螺距p的值。
颈径的设计需要根据螺纹副所承受的外力大小和其所对应材料的强度来确定。
一般情况下，颈径越大，越能承受较大的外力。
三、轴的选材和校核题目：一根直径为20mm的轴，长度为500mm，材料为45钢。
若轴承受的弯曲应力不能超过标准值，求轴的最大承载力。
解析：轴的弯曲应力计算公式为σ=(M*y)/(Wz)，其中σ为轴的弯曲应力，M为轴上的弯矩，y为截面形心至最大拉应力处的距离（也称为材料的矩形截面模量），Wz为轴截面的抵抗力矩。
根据公式可以得到最大弯曲应力σmax=Mmax*y/Wz。
机械设计基础习题与解答
机械设计基础习题与解答SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答一、选择题1. 曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时， B 死点位置。
（A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为2. 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时， C 死点位置。
（A）曲柄与连杆共线时（B）摇杆与连杆共线时（C）不存在3. 为保证四杆机构良好的机械性能， B不应小于最小许用值。
（A）压力角；（B）传动角（C）极位夹角4. 平面四杆机构无急回特性时的行程速比系数 C。
（A）K＞1 （B）K＜1 （C）K=15. 在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm，b=150mm，c=120mm，则d杆长度为B 。
（A）＜110mm （B）110mm≤d≤190mm （C）≥190mm6. 凸轮机构中的压力角是指 A 间的夹角。
（A）凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向（B）凸轮上接触点的法线与该点线速度（C）凸轮上接触点的切线与从动件的运动方向7. B 决定了从动杆的运动规律。
（A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状8. 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心至_C_向径。
（A）理论轮廓线上的最大（B）实际轮廓线上的最大（C）理论轮廓线上的最小（D）实际轮廓线上的最小9. 在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，_C_死点位置。
（A）有一个（B）没有（C）有两个（D）有三个10.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取__C_为机架，将得到双曲柄机构。
（A）最长杆（B）与最短杆相邻的构件（C）最短杆（D）与最短杆相对的构件11.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_B_。
（A）摇杆两个极限位置之间的夹角（B）连杆与摇杆之间所夹锐角（C）连杆与曲柄之间所夹锐角（D）摇杆与机架之间所夹锐角12.普通平键联接传递动力是靠 B 。
（A）两侧面的摩擦力（B）两侧面的挤压力（C）上下面的挤压力（D）上下面的摩擦力13.设计键联接的几项主要内容是：（a）按轮毂长度选择键的长度；（b）按要求选择键类型；（c）按内径选择键的剖面尺寸；（d）进行必要强度校核。
机械设计练习题分解
机械设计练习题分解机械设计综合练习题一、填空题1.塑性材料在静载荷作用下产生的失效形式为；脆性材料在静载荷作用下产生的失效形式为；不论何种金属材料在变载荷作用下产生的失效形式为。
2.V带轮传动中，当传动比i≠1时，V带可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕上（大或小）带轮处。
3.齿轮传动的设计准则通常按保证疲劳强度及保证疲劳强度两准则进行设计计算。
4.蜗杆传动最易发生和两种失效形式。
5.轴传动中，既承受弯矩又承受扭矩的轴称为轴。
只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为轴。
6.在螺纹联接中，当有一个被联接件太厚，并需要经常装拆时，宜选用7.联接方式。
8.在Ｖ带传动设计中，应按和来确定V带的型号。
9.润滑油的粘度随油温的升高而（升高或降低），粘度可以分为粘度、粘度、粘度。
10. 圆柱形螺旋弹簧受载时，其簧丝截面主要受应力。
11. 滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的破坏。
12. 轴传动时轴通常是在变应力条件下工作的，轴的截面尺寸发生突变处要产生现象，轴的疲劳破坏往往是在此处发生。
二、选择题1、一零件由45号钢制成，受静应力。
其工作拉应力σ=2300mm N若零件材料硬度为250HBS 、屈服极限σs=2600mm N 许用拉应力[σ]=2400mm N 则零件的许用安全系数[S]等于。
A 1.33B 1.5C 2.0D 2.4 2、设计V 带传动，限制带轮最小直径主要是为了限制。
A 小带轮包角B 带离心应力C 带的弯曲应力D 带紧边拉应力3、一对圆柱齿轮传动，通常把小齿轮的齿宽取值略大于大齿轮其主要目的是A 使小齿轮的强度比大齿轮高一些B 减小传动中的动载荷C 为了便于安装，保证接触线长度D 避免沿齿向载荷分布不均匀4、安装齿轮的轴，若刚度不足而使弯曲变形超过允许范围，则会造成。
A 严重的齿根应力集中B 传动的动载荷越大C 齿间载荷分配不均D 沿齿宽方向发生偏载5、当滚动轴承同时承受较大径向力和轴向力，转速较低而轴的刚度较大时，使用较为宜。
高校机械设计专业工程制图练习题及详解
高校机械设计专业工程制图练习题及详解工程制图是机械设计专业中不可或缺的重要环节，它不仅是实际工程设计的基础，也是交流设计意图的重要工具。
本文将为大家提供一些高校机械设计专业的工程制图练习题，并提供详细解析，以帮助读者更好地理解和掌握机械设计中的工程制图技巧。
练习题1：三视图绘制设计一个简单的螺旋输送机，要求绘制该设备的三视图（主视图、俯视图、侧视图），并注明设备的各个主要部件。
解析：三视图是工程制图中常用的表达方式，它通过将物体从不同角度观察，分别绘制主视图、俯视图和侧视图，完整地呈现了物体的形状和结构。
对于螺旋输送机的绘制，我们首先需要根据设备的实际尺寸和形状，确定每个视图的比例尺，然后按照比例进行绘制。
在绘制过程中，需要注明设备的各个主要部件，如输送机的螺旋轴、螺旋叶片等。
练习题2：剖视图绘制给定一个简单的气缸，要求绘制该气缸的剖视图，并标注气缸的各个内部部件。
解析：剖视图是用来显示物体内部结构的有效方法，在机械设计中广泛应用。
对于气缸的剖视图绘制，我们首先需要确定剖面的位置和形状，然后按照剖面的要求进行绘制。
在绘制剖视图的同时，需要注明气缸的各个内部部件，如活塞、活塞杆、气缸壁等，以便更好地理解气缸的结构和工作原理。
练习题3：装配图绘制设计一个简单的齿轮传动装置，要求绘制该装置的装配图，并注明各个部件之间的连接关系。
解析：装配图是用来表示多个零部件之间的组装关系的图形，它可以清晰地展示装置的结构和组装方式。
对于齿轮传动装置的装配图绘制，我们首先需要准确地确定每个零部件的位置和连接方式，然后按照装配的顺序进行绘制。
在绘制过程中，需要注明各个部件之间的连接关系，如齿轮与齿轮之间的啮合，以确保装置的正常工作。
练习题4：曲面图绘制给定一个简单的齿轮，要求绘制该齿轮的曲面图，并标注齿轮的参数和曲面特征。
解析：曲面图是对物体的曲面形状进行准确表达的图形方式，对于齿轮的曲面图绘制，我们需要根据齿轮的实际参数和曲面特征，确定绘图时所用的投影方法和曲面绘制的方式。
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机械设计综合练习题一、填空题1.塑性材料在静载荷作用下产生的失效形式为；脆性材料在静载荷作用下产生的失效形式为；不论何种金属材料在变载荷作用下产生的失效形式为。
2.V带轮传动中，当传动比i≠1时，V带可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕上（大或小）带轮处。
3.齿轮传动的设计准则通常按保证疲劳强度及保证疲劳强度两准则进行设计计算。
4.蜗杆传动最易发生和两种失效形式。
5.轴传动中，既承受弯矩又承受扭矩的轴称为轴。
只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为轴。
6.在螺纹联接中，当有一个被联接件太厚，并需要经常装拆时，宜选用7.联接方式。
8.在Ｖ带传动设计中，应按和来确定V带的型号。
9.润滑油的粘度随油温的升高而（升高或降低），粘度可以分为粘度、粘度、粘度。
10. 圆柱形螺旋弹簧受载时，其簧丝截面主要受 应力。
11. 滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的 破坏。
12. 轴传动时轴通常是在变应力条件下工作的，轴的截面尺寸发生突变处要产生 现象，轴的疲劳破坏往往是在此处发生。
二、选择题1、一零件由45号钢制成，受静应力。
其工作拉应力σ=2300mm N若零件材料硬度为250HBS 、屈服极限σs=2600mm N 许用拉应力[σ]=2400mm N 则零件的许用安全系数[S]等于 。
A 1.33B 1.5C 2.0D 2.4 2、设计V 带传动，限制带轮最小直径主要是为了限制 。
A 小带轮包角B 带离心应力C 带的弯曲应力D 带紧边拉应力3、一对圆柱齿轮传动，通常把小齿轮的齿宽取值略大于大齿轮其主要目的是A 使小齿轮的强度比大齿轮高一些B 减小传动中的动载荷C 为了便于安装，保证接触线长度D 避免沿齿向载荷分布不均匀4、安装齿轮的轴，若刚度不足而使弯曲变形超过允许范围，则会造成。
A 严重的齿根应力集中B 传动的动载荷越大C 齿间载荷分配不均D 沿齿宽方向发生偏载5、当滚动轴承同时承受较大径向力和轴向力，转速较低而轴的刚度较大时，使用较为宜。
A 向心球轴承B 角接触向心球轴承C 圆柱滚子轴承D 圆锥滚子轴承6、在定心精度要求较高的轴毂联接中，不宜使用。
A 普通平键联接B 楔键联接C 半圆键联接D 花键联接7、平键联接传递的最大转矩为T，现要求传递转矩增大到1.5T ，可考虑下列哪一种方法最省事。
A 把键长L增大致1.5倍B 键宽6增大到1.5倍C 增大轴的直径，按标准重选键的剖面尺寸b x h D安装一对平键8、弹簧的工作圈数n是按弹簧的要求确定。
A 强度B 要求的变形量C 稳定性D 结构9、适用于受轴向力较大的零件在轴上的固定。
A弹性挡圈 B 轴端挡圈C 圆螺母D 轴肩与轴环10、关于花键联接下列说法错误的是。
A 联接受力较为均匀B 轴与毂的强度削弱较少C 齿数较多轴上的零件对中性不好D 可承受较大的载荷11、两个平行圆柱体相外接触并互相压紧。
已知两圆柱体的半径R1>R2，材料弹性模量E1＞E2，则两者的最大接触应力.A、δH1＞δH2B、δH1＜δH2C、δH1＝δH2D、大小不确定12、V带传动的实际中心距a与设计时初定的中心距a0不一致，主要是由于.A、存在安装误差B、带轮尺寸有误差C、使用前要张紧D、要满足标准带长13、在直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算中，小齿轮齿形系数Y F1与有关。
A、齿数Z1B、齿宽系数φaC、模数mD、传动比i14、支撑自行车前轮的轴属于.A、传动轴Ｂ、转轴Ｃ、固定心轴Ｄ、转动心轴1５、当滚动轴承主要承受径向力，轴向力很小，转速较高而轴的刚度较差时，可考虑选用较为宜。
Ａ、向心球轴承Ｂ、角接触向心球轴承Ｃ、调心球轴承Ｄ、调心滚子轴承1６、对于受轴向外载荷的紧螺栓联接，在强度计算时作为螺栓的轴向载荷。
Ａ、工作载荷ＱeＢ、预紧力ＱoC、工作载荷Qe与预紧力Qo之和D、工作载荷Qe 与残余预紧力Qo之和17、下列联轴器中，承载能力最大的是.A、凸缘联轴器B、齿式联轴器C、十字滑块联轴器D、轮胎联轴器18、弹簧指数（即旋绕比）取值过小时的缺点是.A、疲劳强度低B、弹簧卷制困难C、簧丝易产生裂纹D、弹簧易产生失稳现象19、从轴的结构工艺性分析，把轴设计成阶梯形首先是为了：A、加工制造方便B、满足轴的局部结构要求C、便于装折轴上零件D、节省材料20、齿轮传动中，若保持齿轮的中心距a不变，增加齿数，则下列说法错误的是。
A、能增加重合度B、改善传动的平稳性C、减小模数、齿厚减薄D、增加齿间的滑动速度、加速齿轮的磨损三、简答题：1、什么叫做流体动力润滑的楔效应？形成流体动力润滑的条件是什么？。
2、什么叫做带传动的弹性滑动？试分析其产生的原因？3、链传动张紧的目的是什么？常采用什么方式来张紧？4、说明闭式齿轮传动主要几种润滑方法各在什么条件下使用。
四、计算题：1、V带传动的传递功率P= 7.5KW ，带的速度v=10m/s ,紧边力是松边拉力的5倍，即F1=5F2，试求紧边拉力F1及有效圆周力F。
2、一对直锥齿轮传动如下图所示。
已知主动轴转速n1=480r/min，传递功率P=5.5KW.齿轮模数m=4mm，分度圆压力角α=20°齿数Z 1=25，Z 2=60，齿宽b=40mm。
试求从动齿轮Z2受力的大小和方向。
（用分力表示）（提示：小齿轮宽中点的分度圆直径dm1=d1-bsinδ1）ⅠⅡⅢⅠⅡ五、计算题1、两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示。
已知高速级齿轮模数mn=3 mm.，螺旋角β=15°，齿数Z2=51；低速级齿轮模数mn=5mm ,齿数Z3=17。
试求：1、Z3斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向受力方向相反？2、Z3齿轮取多大螺旋角β才能使中间轴的轴向力互上抵消。
（sin15°=0.259）2、已知某钢制双圆头平键联接，其接触的铸铁轮毂材料[σ]p =50MPa ，键长L ＇=70mm,键宽b=14mm ，键高h=9mm ，传递的转矩T=200000N ·mm.轴的直径为d=45mm ，材料为45钢。
试校核该键的强度。
若强度不足时请提出改进措施。
（k=0.5h ）六、计算题1、一圆柱形螺旋压缩弹簧，已知簧丝直径d=4mm ，弹簧中径D=24mm ，有效圈数n=10，用Ⅱ组碳素弹簧钢丝制造，其切变模量G=80000Mpa 。
试求：（1）弹簧的曲度系数K ；（2）求当载荷P=600N 时，弹簧的变形量λ。
（ 注：弹簧曲度系数K=cc c 615.04414+--）2、有一轴用一对7209E 型轴承支承，尺寸如图。
轴所受载荷F R =1800N,F A =500N.试求两轴承的当量动负荷（取f p =1.2）。
e Fa/Fr ≤e Fa/Fr ＞e 0.40X Y X Y 10.41.5七、零部件的结构分析1、指出图中的错误，指明错误的确切部位，并用文字简要说明。
2、指出图中的错误联接结构部位、画出正确的结构图。
五、计算题（12分）受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。
已知预紧力为F0＝1500N，当轴向工作载荷为F＝1000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
附表－螺拴的相对刚度值Cb /（Cb＋Cm）0.2～0.3 0.7 0.8 0.9垫片材料金属垫片（或无垫片）皮革垫片铜皮石棉垫片橡胶垫片六、计算题（20分）在轴上安装一对70000B轴承，安装方式如图所示。
已知Fae=2000N,Fr1=1250N,Fr2=900N，载荷平稳。
试求两个轴承的当量动负荷。
F aeF r1F r2六题附表－派生轴向力Fd计算公式六题附表－径向动载荷系数X 和轴向动载荷系数Y圆锥滚子轴承 角接触球轴承 70000C 70000AC70000BFd=Fr/2Y Fd=eFrFd=0.68Fr Fd=1.14Fr轴承类型相对轴向载荷 Fa/Fr ≤ e Fa/Fr> e 判断系数e名称 代号 F0Fa/C0rFa/C 0XYXY深沟球轴承60000 0.689 — 1 0 0.561.17 0.26角接触球轴承70000C—0.015 1 0 0.44 1.47 0.3870000AC — —1 0 0.41 0.87 0.6870000B— — 1 0 0.35 0.571.14一、填空题（每空1分，合计20分）1.蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越＿＿＿＿。
2.链传动中的滚子链分为＿＿＿＿、＿＿＿＿两个系列。
3.机械零件的常用设计准则是：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
4.平键分为＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿四种类型。
5.按齿形不同，花键联接有＿＿＿＿和＿＿＿＿两种类型。
6.阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
7.链在传动中的主要作用力有、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
二、选择题（每题3分，合计18分）1.链传动的一个主要运动特征是：[ ]A．瞬时传动比为定值； B.平均传动比为定值； C. 瞬时传动比与平均传动比皆为定值。
2. 设计带传动时，选择小带轮基准直径d d1≥d dmin，其主要目的是为了： [ ]A.使包角不至于过小；B.使带的弯曲应力不至于过大；C. 增大带与带轮间的摩擦力。
3．齿轮传动的强度计算中，软齿面的判别条件是：[ ]A .硬度≥350HBS； B. 硬度<350HBS； C. 硬度≤350HBS 4．为提高轴悬臂部分的支撑刚度，轴承装置（组合）设计中轴承的安装方式若不考虑其它因素应该采用：[ ]A．面对面安装（正装）； B.背靠背安装（反装）。
5. 挠性联轴器依所能补偿位移的方向不同可分为几种？[ ]A. 轴向位移、径向位移两种；B. 轴向位移、径向位移、角位移和综合位移等四种；C. 轴向位移、径向位移、角位移三种。
6.链传动中心距过大或过小对传动都不利，若不受其它条件限制一般取为多？[ ]A．（20～40）P； B.（30～50）P； C．（40～60）P； D．（50～70）P。
三、简述题（每小题5分合计20分）1.问：承受预紧力Fo和工作拉力F的普通螺栓紧联接，螺栓所受的总拉力F2是否等于Fo+F？为什么？2.问：提高带传动工作能力的措施主要有哪些？3.问：为什么小链轮齿数不宜过多或过少？4. 问：一对圆柱齿轮传动，大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等？如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则其许用接触是否相等？四、结构改错题（每处2分，合计10分）题目：试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图（只需指出五处错误）。