机械设计习题卡及答案

填空题

1．机械零件一般可以分为通用零件和专用零件两大类。

2．观察一辆自行车，螺钉、链轮、链条等明显属于通用零件，而＿龙头、大梁、脚蹬＿则属于专用零件。

3．机器通常由三个部分和两个系统组成，它们是＿原动机部分＿＿、＿传动部分＿、＿执行部分＿、＿＿控制系统＿和＿辅助系统＿。

4．机械零件的主要失效形式包括＿整体断裂＿、＿过大的残余变形＿、＿零件的表面破坏＿和破坏正常工作条件引起的失效。

5．根据不同失效形式，机械零件的一般的设计准则包括＿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。

一、填空题：

1．零件材料的疲劳根据疲劳次数的明显不同可分为＿低周疲劳＿和＿高周疲劳＿，例如＿＿材料断裂试件＿和＿发动机曲轴＿。

2．材料疲劳曲线是表达 疲劳极限 与 应力循环次数 的相对关系。

3．零件的疲劳强度极限除与材料自身疲劳强度极限有关外，还与＿零件的应力集中状况、＿零件具体尺寸＿、＿零件表面质量＿以及＿零件的热处理强化方式＿四个方面有关。

4．对于单向稳定变应力进行分析时，可能发生最常见三种变化规律为＿r c =＿＿＿＿＿＿＿、＿m c σ=＿和＿min c σ=＿，例如＿心轴、大多数底座类零件、举重设备中的吊臂＿。

5．对规律性单向不稳定变应力采用 疲劳损伤累积 假说进行计算。

6．极限应力线图是以 m σ 为横坐标的，其含义是＿工作平均应力＿；以＿a σ为纵坐标的，其含义是＿工作应力幅＿。

二、选择题

1、零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限将随之 C 。

A.增加

B.不变

C.降低

2、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

A 。

A.相等

B.不相等

C.是否相等与材料和几何尺寸有关

3. 零件受静载荷作用时, 则在其内部 C

A.只会产生静应力

B.只会产生变应力

C.可能产生静应力, 也可能产生变应力

三、计算题

1． 某材料的对称循环弯曲疲劳强度为MPa 1801=-σ,MPa s 260=σ取循环基数为

60105⨯=N ，9=m ，试计算循环次数分别为700次，25000次和620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

小于1000次，静强度；对中等尺寸零件，60510N =⨯

2． 试作图说明承受循环变应力的机械零件，应力变化规律ｒ＝ｃ时，在什么情况下可按静强度条件计算？什么情况下需按疲劳强度条件计算？

3．一零件由45钢制成, 材料的机械性能为: ?s =360MPa, ?-1=250MPa, ??=0.2。已

知零件上最大工作应力?max =200MPa, 最小工作应力?min =100MPa, 应力变化规律

为?m =常数, 弯曲疲劳极限的综合影响系数K ?=1.5。试分别用图解法和计算法确定

该零件的计算安全系数。

对（150，50），为屈服失效，所以安全系数

360/200=1.8

一、选择与填空题

1．普通螺纹的公称直径指的是螺纹的_ A _，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的 __ B __，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的_ C ___ 。

A．大径 B.中径 C.小径

2．螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性__C____，传动的效率_A__；牙型角α增大，则联接的自锁性__A____，传动的效率__C__。

A.提高

B.不变

C.降低

3．在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为___B___。

A.间隙配合

B.过渡配合

C.过盈配合

4．在螺栓联接的破坏形式中，约有_ 90 _％的螺栓属于疲劳破坏，疲劳断裂常发生在_螺纹根部_____。

5．在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组联接中，螺栓杆__B___作用。

A.受切应力

B.受扭转切应力和拉应力

C.受拉应力

D.既可能只受切应力又可能只受拉应力

6．紧螺栓联接受轴向外载荷作用。假定螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C m相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当外载荷F等于预紧力F0时，则__D___。

A.被联接件分离，联接失效

B.被联接件即将分离，联接不可靠

C.联接可靠，但不能继续再加载

D.联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F

二、分析与思考题

1．常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？

普通螺纹、管螺纹、米制锥螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹。见P62页表5-1

联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。

2．联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置？试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。

螺纹联接在冲击、振动或变载作用下，或当温度变化较大时，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，在高温时由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松驰等，会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致联接松动，甚至松开。为保证连接安全可靠，设计时必须采取防松措施。

机械：止动垫圈、串联钢丝

摩擦：对顶螺母、弹簧垫圈

3．普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？

普通螺栓：

对受拉螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；

对于受剪螺栓[铰制孔螺栓]，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。

4．普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是什么类型的循环？

非对称循环变应力

5．螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为多少？性能等级数字代号的含义是什么？

根据螺母的性能等级不应低于与之相配螺栓的性能等级这一要求，螺母可选用9级。6．在什么情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓直径有关？试说明其原因。

P87表5-10不控制预紧力的普通螺栓联接，其安全系数大小与螺栓直径有关，其安全系数S随螺纹直径增大而减小，因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载，