第二章机械设计总论-课堂练习题-答案
机械设计基础第二章答案
二、平面连杆机构2-1 判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×（22）×（23）×（24）×（25）√2-2 填空题（1）低（2）转动（3）3 （4）连杆，连架杆（5）曲柄，摇杆（6）最短（7）曲柄摇杆（8）摇杆，连杆（9）2 （10）＞（11）运动不确定（12）非工作时间（13）惯性（14）大（15）中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无（16）机架（17）曲柄（18）曲柄滑块（19）双摇杆（20）双曲柄机构（21）无，有2-3 选择题（1）A （2）C （3）B （4）A （5）B （6）B （7）A（8）C （9）A （10）A （11）A （12）C （13）C （14）A（15）A （16）A （17）A （18）A （19）A （20）A （21）A2-4 解：a）双曲柄机构，因为40+110<70+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架b）曲柄摇杆机构，因为30+130<110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c）双摇杆机构，因为50+100>60+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d）双摇杆机构，因为50+120=80+90，满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架2-5 解：（1）由该机构各杆长度可得l AB+ l BC＜l CD+ l AD，由此可知满足杆长条件，当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在（2）以l BC或l AD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以l AB杆成为机架即为双曲柄机构，以l CD杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解：（1）曲柄摇杆机构由题意知连架杆CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆AB杆应为最短杆（0<l AB ≤300 mm）且应满足杆长条件l AB+l BC≤l CD+l AD，由此可得0<l AB≤150mm （2）双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆（0<l AB≤300mm）时，l AB+l BC>l CD+l AD，由此可得150mm<l AB≤300mm②AB杆为中间杆（300mm≤l AB≤500mm）时，l AD+l BC>l CD+l AB，由此可得300mm≤l AB<450mm③AB杆为最长杆（500mm≤l AB<1150mm）时，l AB+l AD>l CD+l BC，由此可得550mm<l AB<1150mm由此可知：150mm<l AB<450 mm，550mm<l AB<1150 mm（3）双曲柄机构要为双曲柄机构，AD 杆必须为最短杆且应满足杆长条件①AB 杆为中间杆（300mm ≤l AB ≤500mm ）时，l AD +l BC ≤l CD + l AB ，由此可得450mm ≤l AB ≤500mm②AB 杆为最长杆（500mm ≤l AB <1150mm ）时，l AB +l AD ≤l CD +l BC ，由此可得500mm ≤l AB ≤550mm由此可知：450mm ≤l AB ≤550mm2-7 解：a ）b ）c ）d ）e ）各机构压力角和传动角如图所示，图a)、d ）机构无死点位置，图b)、c ）、e ）机构有死点位置2-8 解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3615.115.118011180K K θ （2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出A 、D 、C 三点，如图所示（4）连接AC ，以AC 为边作θ角的另一角边线，与以D 为圆心、摇杆DC 为半径的圆弧相交于C 1和C 2点，连接DC 1和DC 2得摇杆的另一极限位置（两个）（5）从图中量得AC =71mm ，AC 1=26mm ，AC 2=170mm（6）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时：5mm .2221=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .4821=+⨯=AC AC l BC μ （7）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时： 5mm .4922=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .12022=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为22.5mm 、48.5mm 和49.5mm 、120.5mm 。
机械原理第二章练习题答案
机械原理第二章练习题答案一、选择题1. 机械原理中，下列哪个不是机构的基本要素？A. 构件B. 运动副C. 力D. 运动链答案：C2. 机械原理中，平面机构自由度的计算公式是：A. F = 3(n-1) - 2pB. F = 3n - 2pC. F = 3(n-1) + 2pD. F = 3n + 2p答案：B3. 以下哪个不属于平面四杆机构的基本类型？A. 双曲柄机构B. 双摇杆机构C. 曲柄摇杆机构D. 曲柄滑块机构答案：D二、填空题1. 机械原理中，平面机构的自由度是指机构具有的独立运动参数的数目，其计算公式为 \( F = 3n - 2p \)，其中 \( n \) 代表构件数，\( p \) 代表运动副数。
2. 平面四杆机构按照其运动特点可以分为双曲柄机构、双摇杆机构和曲柄摇杆机构，其中曲柄摇杆机构具有一个曲柄和一个摇杆。
三、简答题1. 简述平面机构的自由度对机械运动的影响。
答：平面机构的自由度决定了机构的运动能力。
自由度越高，机构的运动可能性越大，但同时也可能导致机构的控制更加复杂。
自由度为零时，机构处于完全约束状态，无法运动；自由度为1时，机构具有一个独立运动；自由度大于1时，机构具有多个独立运动。
2. 说明平面四杆机构的类型及其特点。
答：平面四杆机构分为三种基本类型：- 双曲柄机构：两个曲柄，无摇杆，运动平稳，但结构复杂。
- 双摇杆机构：两个摇杆，无曲柄，运动不平稳，结构简单。
- 曲柄摇杆机构：一个曲柄和一个摇杆，运动平稳，应用广泛。
四、计算题1. 已知一个平面机构由5个构件组成，其中转动副3个，滑动副2个，请计算该机构的自由度。
解：根据自由度计算公式 \( F = 3n - 2p \)，代入 \( n = 5 \) 和 \( p = 5 \)（转动副和滑动副总数），得到 \( F = 3 \times 5- 2 \times 5 = 7.5 \)。
由于自由度必须是整数，这里需要重新检查题目数据或假设条件。
机械设计制造基础第二章 练习题与答案
第二章练习题1. 填空题1-1 直角自由切削，是指没有参加切削，并且刃倾角的切削方式。
1-2 在一般速度范围内，第Ⅰ变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。
切削速度因此可以近似视为一个平面，称为剪切面。
，宽度愈小，1-3 靠前刀面处的变形区域称为变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。
1-4 在已加工表面处形成的显着变形层（晶格发生了纤维化），是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦所造成的，这一变形层称为变形区。
1-5 从形态上看，切屑可以分为带状切屑、、和崩碎切屑四种类型。
1-6 在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得到。
1-7 在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到。
1-8 经过塑性变形后形成的切屑，其厚度h ch通常都要工件上切削层的厚度h D，而切屑长度L ch通常切削层长度L c。
1-9 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用系数精确些。
1-10 相对滑移是根据纯剪切变形推出的，所以它主要反映形系数则反映切屑变形的综合结果，特别是包含有的大小来衡量变形程度要比变形变形区的变形情况，而变变形区变形的影响。
1-11 切屑与前刀面的摩擦与一般金属接触面间的摩擦不同，因为切屑与前刀面之间的压力很大（可达 1.96～2.94GPa 以上），再加上几百度的高温，致使切屑底面与前刀面发生现象。
1-12 在粘结情况下，切屑与前刀面之间的摩擦是切屑粘结部分和上层金属之间的摩擦，即切屑的。
1-13 根据摩擦情况不同，切屑与前刀面接触部分可分为两个摩擦区，即和滑动区。
1-14 切屑与前刀面粘结区的摩擦是变形区变形的重要成因。
1-15 硬脆材料与金属材料的切除过程有所不同，其切除过程以为主。
1-16 磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的，通常有较大的负（－60°～－85°）和刃口楔角（80°～145°），以及较大的半径。
机械设计练习题及答案
机械设计习题及答案第二章机械设计总论2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。
(1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有_____是专用零件。
(1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。
(1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个2-4 零件的工作安全系数为____。
(1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。
(1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限第三章机械零件的强度3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。
(1) 增高(2) 不变(3) 降低3-2 零件的形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。
(1) 较高(2) 较低(3) 相同3-3 零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。
(1) 增高(2) 降低(3) 不变(4) 增高或降低视处理方法而定第四章摩擦，磨损及润滑概述4-1 现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为_______。
(1) 摩擦理论(2) 磨损理论(3) 润滑理论(4) 摩擦学4-2 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为_______。
(1) 液体摩擦(2) 干摩擦(3) 混合摩擦(4) 边界摩擦4-3 为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中________不是正确的措施。
机械设计题库(含答案)---
机械设计---2第一章机械设计总论习题三、选择填空：（1）对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是。
A、最大应力；B、平均应力；C、应力幅。
（2）塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为。
A、；B、；C、；D、。
（3）零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。
A、材料的强度极限；B、材料的屈服极限；C、材料的疲劳极限；D、屈服极限除以安全系数。
（4）当三个相同的零件甲、乙、丙承受的是相同的，但应力的循环特性r分别为+1，0，-1，其中最易疲劳损伤的零件是。
（5）两圆柱体沿母线相压，载荷为F时，最大接触应力为，若载荷增大到2F时，最大接触应力变为。
A、； B、； C、； D、。
（6）由实验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。
A、应力幅；B、平均应力；C、应力幅和平均应力。
（7）摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而。
A、变薄；B、增厚；C、不变。
（8）在外载荷不变的情况下，试判断下列零件上各点应力的变化特性（用应力循环特性系数表示）：a）转动心轴，外径上的弯曲应力r为：b）推力球轴承滚动体上一点的接触应力，r为。
A、 r= +1；B、 r=－1；C、 r=－1；D、 0<r<+1；E、 -1<r<0。
（9）为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中，是不合理的。
A、降低表面粗糙度；B、增大润滑油粘度；C、提高表面硬度；D、提高相对滑动速度。
（10）采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减少。
A、粘着磨损；B、磨粒磨损；C、表面疲劳磨损；D、腐蚀磨损。
（11）零件的工作安全系数为。
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。
（12）某截面形状一定的零件，当尺寸增大时，其疲劳极限值将随之。
A、增高；B、降低；C、不变；D、规律不定。
机械设计基础第二章参考答案
《第2章》教材习题2.1请绘出题2.1图所示机构的运动简图。
（a）（b）（c）题图2.1知识点：机构运动简图参考页: 20-21学习目标: 1GAGGAGAGGAFFFFAFAF题型：图解难度:2解：按表2.1选择、确定机构运动副的符号；将运动副部件的符号按图中同样比例绘制在纸上。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF（a）（b）（c）题解图2.2指出题2.2图中运动机构的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算这些机构自由度，并判断它们是否具有确定的运动（其中箭头所示的为原动件）。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF（a）（b）（c）（d）GAGGAGAGGAFFFFAFAF（e）（f）图2.16答：（a）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。
（b）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。
（c）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。
（d）机构原动件数为2，大于机构自由度，故机构运动不确定。
（e）机构原动件数为1，小于机构自由度，故机构运动不确定。
（f）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。
知识点：自平面机构自由度计算、机构具有确定运动的条件、复合铰链、局部自由度、虚约束GAGGAGAGGAFFFFAFAFGAGGAGAGGAFFFFAFAF参考页: 23-27学习目标：3、4、5题型：计算难度：3解：（a ）9n =，12l P =，2h P =，339212121l h F n P P =--=⨯-⨯-⨯=B 处为复合铰链，D 处为局部自由度，机构原动件数为1个，等于机构自由度，故机构运动确定。
（b ）4n =，5l P =，1h P =，33425111l h F n P P =--=⨯-⨯-⨯=A 处为虚约束。
机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。
（c ）9=n ，12=l P ，2=h P ，121229323=-⨯-⨯=--=h l P P n FM 处为复合铰链，C 处为局部自由度，G 处为虚约束，因机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。
《机械设计(3D版)》张继忠第2章 机械设计总论
对机器的主要要求
（五）其他专用要求
设计机器时，在满足前述共同的基本要求的前提下，还应着重地 满足机器的特殊要求，以提高机器的使用性能。
零件是组成机器的基本要素，零件和机器是局部和整体的关系。 因此，机器的各项要求的满足，是以组成机器的机械零件的正确设计 和制造为前提的。亦即零件设计的好坏，将对机器使用性能的优劣起 着决定性的作用。
5. 可靠性要求
在设计零件时需要考虑保证零件的可靠性。零件可靠度的定义和 机器可靠度的定义是相同的，即在规定的使用时间（寿命）内和给 定环境条件下，零件能够正常地完成其功能的概率。
§2-6 机械零件的设计准则
机械零件的计算准则1
设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相 应的设计计算方法。一般来讲，有以下几种准则：
设计机器的一般程序
（二）方案设计阶段
方案设计阶段对设计的成败起着至关重要的作用。在这一阶段中 也充分地表现出设计工作有多个解（方案）的特点。
实现机器的功能是机器设计的核心。此阶段，对设计任务书提 出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行 综合分析，这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否 替代等。在此基础上最终确定出功能参数，并作为进一步设计的依 据。
§2-4 机械零件的主要失效形式
机械零件的主要失效形式1
机械零件常见的失效形式有：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。 （一）整体断裂
整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的 强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断 裂。
第2章 机械设计总论
1第二章机械设计总论一、选择题1－1 机械设计课程研究的内容只限于____________。
（1）专用零件和部件（2）在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件（3）在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件（4）标准化的零件和部件1－2 下列8种机械零件：螺旋千斤顶中的螺杆，机床的地脚螺栓，车床的顶尖，减速器中的齿轮，拖拉机发动机的气缸盖螺栓，船舶推进器上的多环推力轴承，颚式破碎机上的V带轮，多气缸内燃机曲柄轴上的盘形飞轮。
其中有__________是通用零件。
（1）3种（2）4种（3）5种（4）6种1－3 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有___________是专用零件。
（1）3种（2）4种（3）5种（4）6种1－4 下列四种叙述中___________是正确的。
（1）变应力只能由变载荷产生（2）静载荷不能产生变应力（3）变应力是由静载荷产生的（4）变应力是由变载荷产生的，也可能由静载荷产生1－5 发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的应力比r为___________。
（1）0.24 （2）－0.24（3）－4.17 （4）4.171－6 发动机连杆横截面上的应力变化规律如题1－5图所示，则其应力幅σa和平均应力σm分别为___________。
题1－5图（1）σa＝-80.6MPa,σm=49.4MPa（2）σa=80.6MPa,σm=-49.4MPa（3）σa=49.4MPa,σm=-80.6MPa （4）σa=-49.4MPa,σm=-80.6MPa1－7 变应力特性可用σmax、σmin、σm、σa、r等五个参数中的任意___________来描述。
（1）一个（2）两个（3）三个（4）四个1－8 零件的工作安全系数为___________。
机械设计课后习题答案__徐锦康
机械设计答案第1章机械设计概论1－2 设计机器时应满足哪些基本要求？答：1、功能要求满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。
2、安全可靠性要求（1）使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。
（2）能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。
（3）对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。
3、经济性在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。
设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。
4、其他要求机械系统外形美观，便于操作和维修。
此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。
1－4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系？常用的设计准则有哪些？它们各针对什么失效形式？答：在设计中，应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。
为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。
它是设计机械零件的理论依据。
常用的设计准则有：1、强度准则：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。
2、刚度准则：确保零件不发生过大的弹性变形。
3、寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
4、振动稳定性准则：高速运转机械的设计应注重此项准则。
5、可靠性准则：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。
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？答：机械零件设计的一般步骤有：1、选择零件类型、结构；2、计算零件上的载荷；3、选择零件的材料；4、确定计算准则；5、理论设计计算；6、结构设计；7、校核计算；8、绘制零件工作图；9、编写计算说明书及有关技术文件其中步骤4对零件尺寸的确定起决定性的作用。
机械设计概念题
8、V 带传动中，V1 为主动轮圆周速度，V2 为从动轮圆周速度，V 为带速，这些速度之间存
在的关系是（ B ）
A.V1=V2=V
B.V1>V>V2
C.V1<V<V2
D.V1=V>V2
9、带传动中，带每转一周，拉应力是（ A ）
A.有规律变化的
B.不变的
C.无规律变化的
二、填空题 1、带传动工作时，带中的应力有紧边和松边拉力产生的 拉 应力、离心力产生的拉应力和 弯曲 应力。最大应力发生在紧边与 小 带轮的接触处。 2、已知某 V 带传动所传递的功率 P=5.5kW，带速 v=8.8m/s，紧边拉力 F1 与松边拉力 F2 的关 系为 F1=1.5F2。则其有效圆周力 Fe 为 625 N，紧边拉力为 1875 N，松边拉力为 1250 N。 3、带传动中，带每转一周受 拉 应力、 弯曲 应力和 离心拉 应力作用，最大应力发生在 带的紧边开始绕上小带轮处 。 4、选取 V 带型号，主要取决于 功率 和 小带轮转速 。 5、带传动的主要失效形式是 打滑 和 疲劳破坏 。
6、带传动中紧边拉力为 F1，松边拉力为 F2，则其传递的有效圆周力 F 为（ C ）
A.F1+F2
B.（F1-F2）/2 C.F1-F2
D.（F1+F2）/2
7、作为普通 V 带工作面的两侧面夹角为φ=40°，相应的 V 带轮槽的两侧面夹角则（ B ）
3
A.大于 60°
B.小于 40°
C.等于 40°
。Fmax 与初拉力 F0、包角α1 和摩擦系数 f 有关。
（2）F0 大、α1 大、f 大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。
5、如图所示为带传动简图。轮 1 为主动轮。试问：（1）带传动的主要失效形式有哪些？（2） 带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？这种滑动是否可以避免？（3）带传动工作时，带
机械设计习题31323
机械设计习题第2章机械设计总论一、填空题1．当机械零件出现疲劳断裂时，应按准则计算A．强度 B.刚度 C.寿命 D.振动稳定性2.零件的工作安全系数为。
A．零件的极限应力比许用应力 B。
零件的极限应力比工作应力C。
零件的工作应力比许用应力 D。
零件的工作应力比极限应力3.对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择A．铸造 B。
冲压 C。
自由锻造 D。
模锻二、是非题1.当零件可能出现塑性变形时，应按刚性准则计算。
2.零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳。
3．调制钢的回火温度越高，其硬度和强度将越低，塑性越好。
GAGGAGAGGAFFFFAFAFGAGGAGAGGAFFFFAFAF4.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
5.疲劳破坏是引起大部分机械零件破坏的主要原因。
6.随着工作时间的延长，零件的可靠度总是不变。
第3章 机械零件的强度一、简答题1.弯曲疲劳极限的综合影响系数的含义是什么？它与那些因素有关？它对零件疲劳强度与静强度各有何影响？2.零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么？3.试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静条件强度计算？在什么情况下按疲劳条件强度计算？二、计算题1.某材料的对称循环弯曲疲劳极限1180MPa σ-=，取循环基数605109N ,m =⨯=，试求循环次数N 分别为7000，25000，620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF2.某合金钢制的轴受弯曲稳定应力（应力循环特性r 为常数）作用。
已知该轴危险截面的25050max min MPa,MPa,σσ==-该轴材料的10450700800s MPa,MPa,MPa σσσ-===，轴危险截面处的综合影响系数()20D K .σ=，寿命系数12N K .=。
试：（1）绘制该零件的简化疲劳极限应力图；（2）分别用图解法和解析法计算该轴的安全系数。
机械设计题库(第八版
NT
40
失效率 Q = 1− R = 1 − 0.825 = 17.5%
KUST
4
一 名词解释
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第3章 机械零件的强度
(1) 静应力：静应力:大小和方向不随转移而产生变化或变化较缓慢的应力，其作用下零件可能产生静 断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。
(2) 变应力：大小和方向均可能随时间转移产生变化者，它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷 产生(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)变应力作用的零件主要发生疲劳失效。
(3) 在载荷几何形状相同的条件下，钢制零件间的接触应力 Ｃ 铸铁零件间的接触应力。
A. 小于
B. 等于
C. 大于
(4) 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
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(5) 在图 3-1 所示某试件的σ m − σ a ，极限应力简图中，如工作应力点 M 所在的 ON 线与横轴间夹角 θ = 45 °，则该试件受的是 Ｃ 。
3
答：机器主要由五部分组成：
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① 原动机 主要提供动力，如汽车的发动机；
② 传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等，如汽车的变速箱、传动轴、离合器等；
③ 工作部分 直接完成设计者的构想，代替或减轻人类的工作，如汽车的车轮、转向器等；
④ 控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、电控、遥控等。如汽车的各个按钮、手柄等；
(3) 工作应力：用计算载荷按材料力学基本公式求得作用在零件剖面上的内力:σ p , σ c , σ F ,τ , τ T
机械设计第二章课后习题答案
题 2-1答 : a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。
（1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。
见图2-15 中位置和。
在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。
综合这二者，要求即可。
（2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。
见图2-15 中位置和。
在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取等号）；在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。
（3 ）综合（1 ）、（2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是：题 2-3 见图 2.16 。
图 2.16题 2-4解 : （ 1 ）由公式，并带入已知数据列方程有：因此空回行程所需时间；（ 2 ）因为曲柄空回行程用时，转过的角度为，因此其转速为：转 / 分钟题 2-5解 : （ 1 ）由题意踏板在水平位置上下摆动，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。
取适当比例图尺，作出两次极限位置和（见图2.17 ）。
由图量得：，。
解得：由已知和上步求解可知：，，，（2 ）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取和代入公式（ 2-3 ）计算可得：或：代入公式（ 2-3 ）′，可知题2-6解：因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。
这里给出基本的作图步骤，不给出具体数值答案。
作图步骤如下（见图 2.18 ）：（ 1 ）求，；并确定比例尺。
（ 2 ）作，。
（即摇杆的两极限位置）（ 3 ）以为底作直角三角形，，。
（ 4 ）作的外接圆，在圆上取点即可。
在图上量取，和机架长度。
则曲柄长度，摇杆长度。
在得到具体各杆数据之后，代入公式（ 2 — 3 ）和（ 2-3 ）′求最小传动角，能满足即可。
机械设计——总论答案
总 论一．是非题1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。
（ × ）2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。
（ × ）3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。
（ × ）4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。
（ √ ）5．在变应力中，当r = C （常数）时，σm /σa 是随时间变化的。
（ × ）6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。
（ × ）二．单项选择题1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 a 。
（a ）提高 （b ）降低（c ）不变 （d ）提高或降低视处理方法而定2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa ，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N 0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极限为 c MPa 。
（a ）300 （b ）428 （c ）500.4 （d ）430.53．零件的形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度__a ____。
（a ）较高 （b ）较低 （c ）相同4．变应力特性可用max σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意__b___来描述。
（a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ）四个5．在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角θ= 45°，则该零件受的是 c 。
（a ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力（c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力6．下列四种叙述中__d ____是正确的。
（a）变应力只能由变载荷产生（b）静载荷不能产生变应力（c）变应力是由静载荷产生（d）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生7．零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之__b____。
濮良贵《机械设计》章节题库(机械设计总论)【圣才出品】
第2章机械设计总论一、选择题零件的计算安全系数为（）。
A．零件的极限应力比许用应力B．零件的极限应力比零件的工作应力C．零件的工作应力比许用应力D．零件的工作应力比零件的极限应力【答案】A【解析】安全系数的定义为零件的极限应力与许用应力的比值，安全系数始终大于等于1。
二、填空题1．机器设计的一般要求为______。
【答案】使用功能要求，经济性要求，劳动保护与环境保护要求，寿命与可靠性要求，其他专用要求【解析】本题的考点是机器设计的一般要求。
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根据生产及生活的需要提出的，具体要求内容记住即可，一般以填空题的形式考查。
2．机械零件设计的基本要求是______。
【答案】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，可靠性要求【解析】本题的考点是机械零件设计的基本要求。
设计机械零件时应满足的要求是从设计机器的要求中引申出来的，基本要求具体内容记住即可，一般以填空题的形式考查。
3．机械零件常见的失效形式有______。
【答案】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【解析】本题的考点是机械零件常见的失效形式，主要包括整体断裂，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，一般以填空题或选择题的形式考查。
三、问答题1．机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：（1）计划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。
（4）技术文件编制：编制设计计算说明书、使用说明书等。
2．常见的失效形式有哪几种？答：常见的失效形式有：（1）整体断裂：零件在受拉、压、弯、剪和扭等外载荷作用时，由于某一危险截面上的应力超过零件的强度极限而发生的断裂，或者零件在受变应力作用时，危险截面上发生的疲劳断裂均属此类。
机械设计-习题集答案
第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么？答：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。
答：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？答：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。
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。
1-4机械设计课程研究的内容是什么？答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答：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答：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答：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答：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[]σσ≤。
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。
机设作业选择题填空题答案
河南科技大学机械原理及机械设计教研室 机械设计作业集选择题、填空题参考答案第一章绪论一、选择题第二章机械设计总论第三章 机械零件的强度二、填空题3—16 判断机械零件强度的两种方法是 最大应力法 及 安全系数法 ；其相应的强度条件式分别为 σ ≤[σ] 及 S ca ≥[S] 。
3—17 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生 静 应力，也可能产生 变 应力。
3—18 在变应力工况下，机械零件的强度失效是 疲劳失效 ；这种损坏的断面包括 光滑区（疲劳区）及 粗糙区（脆断区） 两部分。
3—19 钢制零件的σ-N 曲线上，当疲劳极限几乎与应力循环次数N 无关时，称为 无限寿命 循环疲劳；而当N<N 0（N 0≈N D ）时，疲劳极限随循环次数N 的增加而降低的称为有限寿命疲劳。
3—20 公式22τστσS S S S S +=表示 复合（双向）应力状态下 疲劳 强度的安全系数，而2max2max4τσσ+=s S 表示 复合（双向）应力状态下的 静(屈服) 强度的安全系数。
3—21 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。
3—22 机械零件受载荷时，在 截面形状或尺寸突变处 产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而 增大 。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述二、填空题4—11摩擦学是一门研究 摩擦、磨损及润滑 的科学。
4—12 润滑油的油性是指润滑油在金属表面的 吸附并形成润滑油膜 能力。
4—13 影响润滑油粘度η的主要因素有 温度 和 压力 。
4—14 两摩擦表面间的典型滑动摩擦状态是 干摩擦 、 边界摩擦和 液体摩擦 。
4—15 流体的粘度，即流体抵抗变形的能力，它表征流体内部 流动阻力 的大小。
4—16 压力升高，粘度 降低 ；温度升高，粘度 降低 。
4—17 机器工作的环境温度高时，应该选择闪点 高 的润滑油；机器工作的环境温度低时，应该选择凝点 低 的润滑油。
第二章机械设计总论-课堂练习题-答案
第一篇 机械设计总论一、填空题1、若一零件的应力循环特征r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时，σm = 210N/mm 2 ，σmax = 280 N/mm 2, σmin = 140 N/mm 2 。
2、在任一给定循环特性的条件下，表示应力循环次数N 与疲劳极限σrN 的关系曲线称为 疲劳曲线 ，其高周疲劳阶段的方程为 C N N m r m rN ==0σσ。
3、在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为对称 循环变应力。
4、影响机械零件疲劳强度的主要因素，除材料性能、应力循环特征r 和应力循环次数N 之外，主要有 应力集中、 绝对尺寸 和 表面状态 。
5、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 屈服极限 ；而脆性材料的极限应力是 强度极限 。
6、在零件强度设计中，当载荷作用次数≤103时，可按 静强度载荷 条件进行设计计算，而当载荷作用次数>103时，则应当按变载荷疲劳强度 条件进行设计计算。
7、额定载荷是指 根据原动机的额定功率而不考虑其他因素计算求得的载荷 ；计算载荷是指 考虑了零部件工作中受到各种附加动载荷，将名义载荷修正后用于零件设计计算的载荷 。
8、机械设计中所谓的失效是指 机械零件由于某些原因不能正常工作，常见的失效形式有 断裂 、 表面破坏、 正常工作条件丧失 和 过大的残余变形 。
9、一个零件的磨损大致可以分为 跑合、 稳定和 急剧 阶段。
10、判断机械零件的强度条件式为][],[ττσσ≤≤和 ][],[S S S S ≥≥τσ。
二、选择题1、一等截面直杆，其直径d=15mm ，受静拉力F=40KN ，材料为35钢，σB =540 N/mm 2，σS =320 N/mm 2，则该杆的工作安全系数S 为 DA 、2.38B 、1.69C 、1.49D 、1.412、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是 CA 、最大应力B 、平均应力C 、应力幅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 AA 、较高B 、较低C 、相同4、机械设计课程研究的对象是 C 的设计。
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第一篇机械设计总论
、填空题
1、若一零件的应力循环特征r=+0.5,
a =70N/mm
2
，则此时,
max
二 280 N/mm 2
, min 二 140 N/mm 2。
2、在任一给定循环特性的条件下，表示应力循环次数
N 与疲劳极限
rN 的关系曲线称为 疲劳曲线
，其高周疲劳阶段的方程为
3、在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为
4、影响机械零件疲劳强度的主要因素，除材料性能、应力循环特征
表面状态
5、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是
屈服极限
脆性材料的极限应力是
强度极限
6、在零件强度设计中，当载荷作用次数W 103
时，可按 静强度载荷 条件进行设计计算，而当载荷作用次数＞100时，则应当按变载荷疲劳 强度条件进行设计计算。
7、额定载荷是指根据原动机的额定功率而不考虑其他因素计算求得
的载荷 计算载荷是指考虑了零部件工作中受到各种附加动载荷，将名义载 荷修正后用于零件设计计算的载荷 &机械设计中所谓的失效是指
机械零件由干某些原因不能正常工
m = 210N/mm
2
m rN
N
r
m
N 0 C 。
对称
循环变应力。
r 和应力循环次数N 之外，主要有应力集中、
绝对尺寸
作，常见的失效形式有断裂表面破坏、正常工作条件丧和过大的残余变形
9、一个零件的磨损大致可以分为跑合、稳定和急剧阶段。
10、判断机械零件的强度条件式为[],[]和_ S [S],S [S]。
二、选择题
1、一等截面直杆，其直径d=15mm,受静拉力F=40KN，材料为35
钢，B=540 N/mm2，s=320 N/mm2，则该杆的工作安全系数S为
A、2.38
B、1.69
C、1.49
D、1.41
2、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是
A、最大应力
B、平均应力
C、应力幅
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__A
A、较高
B、较低
C、相同
4、机械设计课程研究的对象是—C 的设计。
A、专用零件
B、已标准化零件
C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件
D、特殊工作条件下的零部件
5、开发性设计工作的核心是_B ______ 和
A、理论设计
B、功能设计
C、结构设计
D、工艺设计
E、造型设计
6、产品的经济评价通常只计算—B O
A、设计费用
B、制造费用
C、实验费用
D、安装调试费用
7、机械零件的计算分为A两种
A、设计计算和校核计算
B、近似计算和简化计算
C、强度计算和刚度计算
D、用线图计算和用公式计算
8机器最主要的技术经济指标是—D
A、成本低
B、质量高
C、生产周期短
D、功能价格比高E性能价格比高9、新产品开发设计的第一个阶段是—B
A、研究设计阶段
B、调查决策确定任务阶段
C、样机试制阶段
D、方案设计阶段
10、下列四种叙述中, D ___ 是正确的。
A、变应力只能由变载荷产生
B、静载荷不能产生变应力
C、变应力是由静载荷产生
D、变应力是由变载荷产生，也可能是由静载荷产生
11、零件的安全系数为 B 。
A、零件的极限应力比许用应力
B、零件的极限应力比零件的工作应力
C、零件的工作应力比许用应力
D、零件的工作应力比零件的极限应力12、在进行疲劳强度计算时，其极限应力为材料的
A、屈服点
B、疲劳极限
C、强度极限
D、弹性极限13、从经济性和生产周期性考虑，单件生产的箱体最好采用
A、铸铁件
B、铸钢件
C、焊接件
D、塑料件
二、判断题
1、当零件可能出现塑性变形时，应按刚度准则计算。
(F)
2、机械零件在静载荷作用下，则均为静强度破坏。
(F) 四、计算题
1、有一V带传动装置，传递的额定功率P=10KW ,转速为
n1=960r/min。
试求:
(1)该传动装置的名义载荷;
(2)当载荷系数K=1.2时，其计算载荷是多少?
6 P
T 9.55 106— (N?mm) n
T c KT。