邱宣怀《机械设计》(第4版)(名校考研真题 机械设计概论)【圣才出品】

第1章　机械设计概论
一、填空题
机械设计中所谓的失效是指______，常见的失效形式有______、______、______等。

[北京航空航天大学2001研]
【答案】在设计预定的期间内，并在规定的条件下，不能完成正常的功能；整体断裂；零件的表面破坏；过大的残余变形
【解析】机械零件的失效形式主要有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。

二、判断题
1．机械零件的强度和刚度等性能通常采用额定载荷进行计算。

（）[北京理工大学2004研]
【答案】错
【解析】用于机械零件设计计算的载荷通常是计算载荷。

2．根据原动机额定功率计算出作用在零件上的载荷称为计算载荷，用此载荷代入材料力学公式计算出的应力称为计算应力。

（）[大连理工大学2002研]【答案】错
【解析】根据原动机额定功率计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷；名义载荷乘以载荷系数得到的是计算载荷。

零件的计算应力是消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。

3．增大零件的截面尺寸只能够提高零件的强度不能提高零件的刚度。

（）[上海大学2006研]
【答案】错
【解析】零件截面尺寸的增大不仅能提高零件的强度，同时也可提高零件的刚度。

三、选择题
a
．零件设计；ｂ．总体设计；ｃ．技术设计，
1．设计一台机械，包含以下几项工作：
它们进行的顺序大体上是
______。

[上海大学2005研]
2．零件的工作安全系数为（）。

[中南大学2005研]
A．零件的极限应力比许用应力
B．零件的工作应力比许用应力
C．零件的极限应力比零件的工作应力
D．零件的工作应力比零件的极限应力
【答案】A
【解析】零件的工作安全系数计算公式为：。

故选A 项。

lim []S σσ=
3．零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时，磨削加工的零件与精车加工的零件相比，其疲劳强度（ ）。

[大连理工大学2001研]
A ．较高
B ．较低
C ．相同
【答案】A
【解析】磨削加工与精车加工相比，后者的表面质量不如前者，而表面质量越高，零件的疲劳强度越高，因此，磨削加工的零件，其疲劳强度比精车加工高。

故选A 项。

4．材料为45号钢经调质处理的轴由计算发现处于危险的共振区，解决的措施应当是（ ）。

[中科院2007研]
A ．采用其它钢材
B ．采取表面硬化处理
C ．改变表面粗糙度
D ．改变轴的直径
【答案】D
【解析】改变轴的直径，则轴的刚性发生变化，零件的固有频率也发生变化。

A 项，由于金属材料的弹性模量基本相同，故改变材料不能改变轴的刚度；B 项，采取表面硬化处理能提高轴的疲劳强度，不能改变刚度；C 项，表面粗糙度提高只能改变接触刚度。

故
选D 项。

四、简答题
1．简述零件的疲劳损伤积累假说？[华东理工大学2005研]
答：零件的疲劳损伤积累假说：零件在每一次应力作用下，都会受到微量的疲劳损伤。

在裂纹萌生及扩展的过程中，零件内部的疲劳损伤是逐渐积累的，当疲劳损伤积累到一定程度达到疲劳寿命极限时，便发生疲劳断裂。

一般地写成
11z
i i i n N ==∑2．简述机械零件的一般设计过程。

[华东理工大学2004研]
答：机械零件的一般设计过程如下：
（1）根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构。

（2）根据机械的工作要求，计算作用在零件上的载荷。

（3）根据零件的类型、结构和所受载荷，分析零件可能的失效形式，确定零件的设计准则。

（4）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的材料。

（5）根据设计准则进行有关的计算，确定出零件的基本尺寸。

（6）根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计。

（7）细节设计完成后，必要时进行详细的校核计算，以判断结构的合理性。

（8）画出零件的工作图，并写出计算说明书。

3．机械零件常见的主要失效形式有哪些？（至少说出五种）［北京理工大学2006研］
答：机械零件常见的主要失效形式有：
（1）打滑和疲劳破坏是带传动的主要失效形式；
（2）链条疲劳破坏、铰链磨损、铰链胶合、过载拉断等式链传动的主要失效形式；
（3）轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等是齿轮传动的主要失效形式；
（4）齿面点蚀、胶合、磨损和轮齿折断等是蜗杆传动的主要失效形式；
（5）疲劳点蚀、轴承塑性变形、轴承磨粒磨损等是滚动轴承的主要失效形式。

4．何为互换性?互换性在机械制造业中的作用是什么?［中国科学技术大学2011研］答：（1）互换性指在机械和仪器制造工业中，零、部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的性能要求。

（2）互换性在机械制造业中的作用：从使用方面看，当零件损坏以后，可以用同样规格的零件换上，快速简单；从制造方面看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。

装配时，不需辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提高效率。