机械设计典型习题

机械设计典型习题

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机械设计习题

河北理工大学

机零教研室

2004. 6

目录

第一章机械设计概论

第二章机械零件的疲劳强度第三章摩擦、磨损及润滑第五章螺纹联接和螺旋传动第六章键、花键、销联接

第八章带传动第九章齿轮传动第十章蜗杆

传动第十一章链传动第十二章轴第十三章滚动轴承第十四章滑动轴承第十五章联轴器和离合器第十六章弹簧

第一章机械设计概论

分析与思考题

1- 1 什么是通用零件? 什么是专用零件? 试各举三个实例。

1- 2 机械设计课程研究的内容是什么?

1- 3 设计机器时应满足哪些基本要求?设计机械零件时应满足哪些基本要求?

1- 4 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?

1- 5 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?

1- 6 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些?

1- 7 机械零件设计中选择材料的原则是什么?

1-8 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50 ，ZG230-450 ，65Mn ，45 ，Q235 ，40Cr ，20CrMnTi ZCuSnl0Pb5 。

1-9 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?

第二章机械零件的疲劳强度设计

一、分析与思考题

2- 1 试举例说明什么零件的疲劳破坏属于低周疲劳破坏，什么零件的疲劳破坏属高周疲劳破坏。

2- 2 在材料的疲劳曲线上，为何需要人为规定一循环基数N0，并将对应的极限应力称为材料的疲劳极限? 】想

2- 3 弯曲疲劳极限的综合影响系数

K。的含义是什么？它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响?

2- 4 在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?

2- 5 疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式。

2- 6 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳

强度的措施有哪些?

、设计计算题

2- 7 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：$=360MPa , c-2尸0.2。已知零件上的最大工作应力c ax=190MPa ,

i=300 MPa，

最小工作应力c min=110MPa，应力变化规律为c m =常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数K d=2.0，试分别用图解法和计算法确定该零件的

计算安全系数。

50 哇5 200^—為300 0 硕"^

题2-7图

2-8 某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为：c i=350MPa , m=9 , N o=5 x 106。现用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力

c=500MPa 作用104次，c=400MPa 作用105次，c=300MPa 作用106次。试确定：

(1) 该试件在此条件下的计算安全系数；

(2) 如果试件再作用c=450MPa 的应力，还能循环多少次试件才破坏？

第三章摩擦、磨损及润滑基础

分析与思考题

3- 1 按照摩擦面间的润滑状态不同，滑动摩擦可分为哪几种?

3- 2 什么是边界膜? 边界膜的形成机理是什么?如何提高边界膜的强度?

3- 3 零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段?每个阶段的特征是

什么?

3- 4 根据磨损机理的不同，磨损通常分为哪几种类型? 它们各有什么主要特点?

3- 5 粘度的表示方法通常有哪几种?各种粘度的单位和换算关系是什么?

3- 6 润滑油的主要性能指标有哪些?润滑脂的主要性能指标有哪些?

3- 7 流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同

?流体静力润滑的主要优缺点是什么

第五章螺纹联接及螺旋传动

一、选择题

5-1 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 ________________ 。

（1 ）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3 ）锯齿形螺纹（ 4 ）矩形螺纹

5-2 在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是 ________________ 。

（1 ）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3 ）锯齿形螺纹（ 4 ）矩形螺纹

5-3 当两个被联接件不太厚时，宜采用 _________________ 。

（1 ）双头螺柱联接（2）螺栓联接（ 3 ）螺钉联接（4）矩形螺纹

5-4 当两个被联接件之一不太厚，不宜成通孔，且需要经常拆装时，往往采用___________________ 。

（ 1 ）螺栓联接（ 2 ）螺钉联接（ 3 ）双头螺柱联接（ 4 ）紧定螺钉联接5-5 当两个被联接件不太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用____________________ 。

（ 1 ）螺栓联接（ 2 ）螺钉联接（ 3 ）双头螺柱联接（ 4 ）紧定螺钉联

5-6 在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如

（1 ）增加拧紧力（2 ）增加扳手力臂

（2 ）使用测力矩扳手或定力矩扳手

5-7 螺纹联接防松的根本问题在于____________________ 。

（1 ）增加螺纹联接能力（2）增加螺纹联接的横向力（ 3 ）防止螺纹副的相对转动（4）增加螺纹联接的刚度

5-8 螺纹联接预紧的目的之一是_____________ 。

（1 ）增加联接的可靠性和紧密性（2 ）增加被联接件的刚性（3 ）减小螺栓的刚性

5-9 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F0 的最大值和被联接件的刚度C m 不变时，螺栓的刚度C b 愈小，则

（1 ）螺栓中总拉力的变化幅度最大（2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小（3）螺栓总拉力变化不变（4 ）螺栓中的疲劳强度降

低

5-10 对受轴向变横载的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是_____________________ 。

（1 ）增大被联接件的刚度（ 2 ）减小被联接件的刚度

（2 ）增大螺栓的刚度

5-11 现有一个单个螺栓联接，要求联接件的结合面不分离，假定螺

栓的刚度C b与被联接的刚度C m相等，联接的预紧力为 F '，现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达到与预紧力 F '的大小相等时，则 _______ 。

（1 ）被联接发生分离，联接失效（2）被联接件即将发生分离，联

接不可靠（3 ）联接可靠，但不再继续加载（4 ）联接可靠，只要

螺栓强度足够，外载荷F还可继续增加到接近预紧力 F '的两倍

5-12 有一汽缸盖螺栓连接，若汽缸内气体压力在1~2Mpa 之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为______________________ 。

（1 ）对称循环应变力（2 ）脉动循环应力（3）非对称循环应力

5-13 在下列四种具有相同公称直径和螺距并采用相同的配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是____________________________ 。

（1 ）单线矩形螺纹（2）单线梯形螺纹（3）双线矩形螺纹

（3 ）双线锯齿形螺纹

5-14 当一个承受变载荷的螺栓联接，其螺栓的静强度足够而疲劳强

度不足时，应首先考虑采用_____________ 来提高其疲劳强度