《机械设计》教材讨论题、思考题及习题 绪论 讨论题 0-1就文中的三个实例分析每部机器,哪部分为原动部分、传动部分和执行部分?分别分析 它们是否满足机器的三个特征?并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义 思考题 0-1什么是机器?什么是机构?它们各有何特征?一台完整的机器由哪几部分组成?并举 例说明。 0-2什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件?指出下列零件各属于哪一类: 螺栓,齿轮,轴,曲轴,汽门弹簧,轧辊,飞机螺旋桨,汽轮机叶片,滑动轴承,滚动 轴承,联轴器。 0-3本课程研究的对象和主要内容是什么? 0-4本课程的性质与任务是什么?和前面学过的课程相比较,本课程有什么特点? 第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介 思考题 1-1机械设计的内容和一般程序是什么? 1-2机械零件常规设计计算方法有哪几种?各使用于何种情况? 1-3机械零件应满足哪些基本要求?设计的一般步骤是什么? 1-4机械零件的主要失效形式有哪些?什么是机械零件的工作能力?工作能力准则有哪 1-5合理地选择许用安全系数有何重要意义?影响许用安全系数的因素有哪些?设计时应 何选择? 1-6作用在机械零件上的载荷有几种类型?何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷? 1-7作用在机械零件中的应力有哪几种类型?何谓静应力、变应力?静载荷能否产生变应
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题 绪 论 讨论题 0-1 就文中的三个实例分析每部机器，哪部分为原动部分、传动部分和执行部分？分别分析 它们是否满足机器的三个特征？并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。 思考题 0-1 什么是机器？什么是机构？它们各有何特征？一台完整的机器由哪几部分组成？并举 例说明。 0-2 什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件？指出下列零件各属于哪一类： 螺栓，齿轮，轴，曲轴，汽门弹簧，轧辊，飞机螺旋桨，汽轮机叶片，滑动轴承，滚动 轴承，联轴器。 0-3 本课程研究的对象和主要内容是什么？ 0-4 本课程的性质与任务是什么？和前面学过的课程相比较，本课程有什么特点？ 第一章 机械零件设计的基础知识及设计方法简介 思考题 1-1 机械设计的内容和一般程序是什么？ 1-2 机械零件常规设计计算方法有哪几种？各使用于何种情况？ 1-3 机械零件应满足哪些基本要求？设计的一般步骤是什么？ 1-4 机械零件的主要失效形式有哪些？什么是机械零件的工作能力？工作能力准则有哪 些？ 1-5 合理地选择许用安全系数有何重要意义？影响许用安全系数的因素有哪些？设计时应 如何选择？ 1-6 作用在机械零件上的载荷有几种类型？何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷？ 1-7 作用在机械零件中的应力有哪几种类型？何谓静应力、变应力？静载荷能否产生变应 力？
1-8何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型?各有何特点? 指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区,并写出有限寿命区疲劳曲线方程,材料试件 的有限寿命疲劳极限aN如何计算?说明寿命系数KN的意义 1-9材料的极限应力图是如何作出的?简化极限应力图又是如何作出的?它有何用途? 1-10影响零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限 应力图有何不同?如何应用? l-l1表面接触疲劳点蚀是如何产生的?根据赫兹公式( Hertz),接触带上的最大接触应力 应如何计算?说明赫兹公式中各参数的含义 1-12了解各种现代设计法的特点及其应用。 第二章摩擦、磨损及润滑概述 思考题 2-1摩擦状态有几种?根据什么来区分? 2-2目前有哪几种摩擦理论?各种理论的基本观点是什么? 2-3边界摩擦的特征是什么?如何提高吸附膜的强度? 2-4什么叫轴承特性系数?它的大小与摩擦系数的关系如何? 2-5磨损过程通常分哪几个阶段?磨损量与哪些因素有关? 2-6磨损可分为哪几种?各有何特点?如何防止和减轻这种磨损? 2-7润滑剂的作用是什么?工程中常用的润滑剂有几种? 2-8润滑油的主要性能指标是什么?粘度的表示方法有几种?各种粘度的单位是什么 2-9润滑脂的主要性能指标是什么? 2-10润滑油、脂中为什么要加入添加剂?举例说明之 2-l1实现流体润滑的方法有哪几种?它们的工作原理有什么不同? 2-12什么是弹性流体动力润滑? 第三章螺纹联接 讨论题 3-1根据螺纹副受力分析的结论。说明那些类型的螺纹用于联接?那些螺纹用于传动? 为什么? 3-2用钢索通过吊环螺钉吊起重物,钢索受最大拉力Fmx=10kN,螺钉刚度c1与被联接 件刚度c2之比为c1/e2=1/3 1)为使工作中螺钉与被联接件结合面不离缝,螺钉的预紧力至少应是多少?
1-8 何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型？各有何特点？ 指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区，并写出有限寿命区疲劳曲线方程，材料试件 的有限寿命疲劳极限rN 如何计算？说明寿命系数 KN 的意义。 1-9 材料的极限应力图是如何作出的？简化极限应力图又是如何作出的？它有何用途？ 1-10 影响零件疲劳强度的主要因素有哪些？零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限 应力图有何不同？如何应用？ 1-11 表面接触疲劳点蚀是如何产生的？根据赫兹公式（Hertz），接触带上的最大接触应力 应如何计算？说明赫兹公式中各参数的含义。 1-12 了解各种现代设计法的特点及其应用。 第二章 摩擦、磨损及润滑概述 思考题 2-1 摩擦状态有几种？根据什么来区分？ 2-2 目前有哪几种摩擦理论？各种理论的基本观点是什么？ 2-3 边界摩擦的特征是什么？如何提高吸附膜的强度？ 2-4 什么叫轴承特性系数？它的大小与摩擦系数的关系如何？ 2-5 磨损过程通常分哪几个阶段？磨损量与哪些因素有关？ 2-6 磨损可分为哪几种？各有何特点？如何防止和减轻这种磨损？ 2-7 润滑剂的作用是什么？工程中常用的润滑剂有几种？ 2-8 润滑油的主要性能指标是什么？粘度的表示方法有几种？各种粘度的单位是什么？ 2-9 润滑脂的主要性能指标是什么？ 2-10 润滑油、脂中为什么要加入添加剂？举例说明之。 2-11 实现流体润滑的方法有哪几种？它们的工作原理有什么不同？ 2-12 什么是弹性流体动力润滑？ 第三章 螺纹联接 讨论题 3-1 根据螺纹副受力分析的结论。说明那些类型的螺纹用于联接？那些螺纹用于传动？ 为什么？ 3-2 用钢索通过吊环螺钉吊起重物，钢索受最大拉力 Fmax=10kN，螺钉刚度 c1 与被联接 件刚度 c2 之比为 c1/c2=1/3。 1）为使工作中螺钉与被联接件结合面不离缝，螺钉的预紧力至少应是多少？
2)若加在螺钉上的预紧力为10kN,问工作中螺钉的剩余预紧力至少是多少? 3)若钢索的拉力在0与10kN之间变动,预紧力始终维持10kN不变,问螺钉所受 全部拉力的平均值和变化幅度各是多少? 思考题及习题 3-1如题3-1图所示为一升降机构承受载荷Q为100kN,采用梯形螺纹,d=70mm, dh=65mm,p=10mm,线数n=4。支承面采用推力球轴承,升降台的上下移动处采用 导向滚轮,它们的摩擦阻力忽略不计。试计算: 1)工作台稳定上升时的效率,已知螺旋副当量摩擦系数为0.10 2)稳定上升时加于螺杆上的力矩; 3)若工作台以800mm/min的速度上升,试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。 4)欲使工作台在载荷ρ作用下等速下降,是否需要制动装置?加于螺杆上的制动力 矩应为多少? 导向滚轮 乙 齿轮 ●】L 制动轮 推力球轴承 题3-1图 3-2如题3-2图所示,某机械上的拉杄端部采用粗牙普通螺纹联接,已知拉杆受最大载荷 F=15kN,载荷很少变动,拉杆材料为Q235钢,试确定拉杆螺纹的直径
2）若加在螺钉上的预紧力为 10kN，问工作中螺钉的剩余预紧力至少是多少？ 3）若钢索的拉力在 0 与 10kN 之间变动，预紧力始终维持 10kN 不变，问螺钉所受 全部拉力的平均值和变化幅度各是多少？ 思考题及习题 3-1 如题 3-1 图所示为一升降机构承受载荷 Q 为 100kN，采用梯形螺纹，d=70mm， d2=65mm，=10mm，线数 n=4。支承面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用 导向滚轮，它们的摩擦阻力忽略不计。试计算： 1）工作台稳定上升时的效率，已知螺旋副当量摩擦系数为 0.10； 2）稳定上升时加于螺杆上的力矩； 3）若工作台以 800mm/min 的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。 4）欲使工作台在载荷 Q 作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力 矩应为多少？ F 推力球轴承 制动轮 齿轮 导向滚轮 题3-1图 3-2 如题 3-2 图所示，某机械上的拉杆端部采用粗牙普通螺纹联接，已知拉杆受最大载荷 F=15kN，载荷很少变动，拉杆材料为 Q235 钢，试确定拉杆螺纹的直径
题3-2图 3-3如题3-3图所示为一凸缘联轴器,它是利用凸台对中的,方案Ⅰ表示用精制普通螺栓 联接,方案Ⅱ表示用铰制孔用螺栓联接。已知联轴器传递功率P2.8kW,转速 =η Or/min,螺栓中心圆直径D=l8mm,l=20mm,接合面间摩擦系数」=02,螺栓 材料为46级,Q235钢,联轴器材料为HI250。试确定上述两种螺栓的尺寸(=4) N 方案 方案Ⅱ 题3-3图 3-4龙门起重机导轨托架螺栓组联接(见题3-4图),托架由两块边板与承重板焊成,两 边板与立柱用8个螺栓联接,尺寸如图所示。已知托架承受载荷F=20kN:螺栓的强 度级别为56级,材料为35号钢。试求 用普通螺栓联接时螺栓的公称直径 2)用铰制孔用螺栓联接时螺栓的公称直径
F F 题3-2图 3-3 如题 3-3 图所示为一凸缘联轴器，它是利用凸台对中的，方案 I 表示用精制普通螺栓 联接，方案 II 表示用铰制孔用螺栓联接。已知联轴器传递功率 P=2.8kW，转速 n=70r/min，螺栓中心圆直径 D0=180mm，h=20mm，接合面间摩擦系数 fc=0.2，螺栓 材料为 4.6 级，Q235 钢，联轴器材料为 HT250。试确定上述两种螺栓的尺寸（z=4）。 D0 方案Ⅰ 方案Ⅱ 题3-3图 3-4 龙门起重机导轨托架螺栓组联接（见题 3-4 图），托架由两块边板与承重板焊成，两 边板与立柱用 8 个螺栓联接，尺寸如图所示。已知托架承受载荷 F=20kN；螺栓的强 度级别为 5.6 级，材料为 35 号钢。试求： 1）用普通螺栓联接时螺栓的公称直径； 2）用铰制孔用螺栓联接时螺栓的公称直径
20kN 汇柱 题3-4图 3-5吊车跑道托架(见题图3-5),用2个螺栓把它与钢梁联接起来,尺寸如图所示,当 托架承受载荷F=25kN时,试求螺栓的公称直径
立柱 300 150 150 题3-4图 20kN 3-5 吊车跑道托架（见题图 3-5），用 2 个螺栓把它与钢梁联接起来，尺寸如图所示，当 托架承受载荷 F=25kN 时，试求螺栓的公称直径