机械设计基础(下) 第一章机械设计概论 复习思考题 1、机械设计的基本要求包括哪些方面? 2、机械设计的一般程序如何? 3、对机械零件设计有哪些一般步骤? 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则? 5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求: 习题 1.何谓机械零件的失效?何谓机械零件的工作能力 2.机械零件常用的计算准则有哪些? 第二章机械零件的强度 复习思考题 1、静应力与变应力的区别?静应力与变应力下零件的强度计算有何不同? 2、稳定循环变应力的种类有哪些?画出其应力变化曲线,并分别写出最大应力σmx、最 小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性y的表达式 3、静应力是否一定由静载荷产生?变应力是否一定由变载荷产生? 4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些?机械零件疲劳强度与哪些因素有关? 5、如何由a1、00和as三个试验数据作出材料的简化极限应力图? 6、相对于材料,影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?综合影响因素K。的表达式为 何?如何作零件的简化极限应力图? 7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力am和应力幅均有影响? 8、按 Hertz公式,两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关? 习题 1.某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ』=180MPa。取循环基数N=5×10°,m=9,试求循 环次数N分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 2.已知材料的机械性能为σ=260MPa,a1=170MPa,φ。=0.2,试绘制此材料的简化根限 应力线图。 3.圆轴轴肩处的尺寸为:D=54mm,d=45mm,r=3mm。如用上题中的材料,设其强度极 限p420MPa,试绘制此零件的简化极限应力线图,零件的B。=Bq=1。 4.如上题中危险剖面上的平均应力am=20MPa,应力幅σa=30MPa,试分别按 :=C,求出该载面的计算安全系数Sca 第三章摩擦、磨损与润滑 复习思考题
机械设计基础（下） 第一章 机械设计概论 复习思考题 1、机械设计的基本要求包括哪些方面？ 2、机械设计的一般程序如何？ 3、对机械零件设计有哪些一般步骤？ 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？ 5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求： 习 题 1．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？ 2．机械零件常用的计算准则有哪些？ 第二章 机械零件的强度 复习思考题 1、静应力与变应力的区别？静应力与变应力下零件的强度计算有何不同？ 2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σmax、最 小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。 3、静应力是否一定由静载荷产生？变应力是否一定由变载荷产生？ 4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？ 5、如何由σ-1、σ0 和σs 三个试验数据作出材料的简化极限应力图？ 6、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素 Kσ的表达式为 何？如何作零件的简化极限应力图？ 7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？ 8、按 Hertz 公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？ 习题 1．某材料的对称循环弯曲疲劳极限 −1 =180 MPa。取循环基数 N0=5×106，m=9，试求循 环次数 N 分别为 7000、25000、62000 次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 2．已知材料的机械性能为σs=260MPa，σ-1=170MPa，ψσ=0.2，试绘制此材料的简化根限 应力线图。 3．圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如用上题中的材料，设其强度极 限 B=420MPa，试绘制此零件的简化极限应力线图，零件的βσ=βq=1。 4．如上题中危险剖面上的平均应力σm=20MPa，应力幅σa=30MPa，试分别按① =C，② σm=C，求出该载面的计算安全系数 Sca。 第三章 摩擦、磨损与润滑 复习思考题
1、滑动摩擦为哪几种类型?各有何特点? 2、典型的磨损分哪三个阶段?磨损按机理分哪几种类型? 3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些? 4、什么是流体的粘性定律? 5、粘度的常用单位有哪些?影响粘度的主要因素是什么?如何影响? 6、流体润滑有哪些类型?各有何特点? 习题 1.根据摩擦面间存在润滑剂的状况,滑动摩擦分为哪几种? 2.获得流体动力润滑的基本条件是什么? 3.评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个? 第四章螺纹联接和螺旋传动 复习思考题 1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时,每个螺栓所受的载荷是 ①相等的;②与到几何中心距离成正比;③与到几何中心距离成反比:④都不变 2、在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工,这是为 ①不致损伤螺栓头和螺母;②增大接触面积,不易松脱;③防止产生附加偏心载荷:④便 于装配 3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式 ≤[a] Q为 4 ①工作载荷:②预紧力:③预紧力+工作载荷;④工作载荷+残余预紧力。 4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状,这主要是为了 ①美观;②受力最小;③联接方便;④接合面受力较均匀。 5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时,预紧力￠比一般值提高30%,这是考虑了 ①螺纹上的应力集中:②螺栓杆横截面上的扭转应力:③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性 ④螺纹毛刺的部分挤压 6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点? 7、为什么大多数螺纹联接都要预紧?预紧力Q过小后果是什么?预紧力Q过大有什么结 8、简述提高螺纹联接强度的四种措施 9、若用降低螺栓刚度的办法来提髙螺栓联接的疲劳强度,试作力和变形图说明之。 10、举二种常用螺纹联接的类型,并分别说明应用场合? l、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种?(各举出二例)。 12、螺旋传动有哪些类型?滚珠螺旋传动有何特点? 习题 1.如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图:(1)当工作载荷为2000N 时,求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。(2)若被联接件间不出现缝隙,最大工作载 荷是多少?
1、滑动摩擦为哪几种类型？各有何特点？ 2、典型的磨损分哪三个阶段？磨损按机理分哪几种类型？ 3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些？ 4、什么是流体的粘性定律？ 5、粘度的常用单位有哪些？影响粘度的主要因素是什么？如何影响？ 6、流体润滑有哪些类型？各有何特点？ 习 题 1． 根据摩擦面间存在润滑剂的状况，滑动摩擦分为哪几种？ 2． 获得流体动力润滑的基本条件是什么？ 3． 评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个？ 第四章 螺纹联接和螺旋传动 复习思考题 1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时，每个螺栓所受的载荷是 。 ①相等的；②与到几何中心距离成正比；③与到几何中心距离成反比；④都不变 2、在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为 了 。 ①不致损伤螺栓头和螺母；②增大接触面积，不易松脱；③防止产生附加偏心载荷；④便 于装配。 3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式 [ ] 4 1.3 2 1 = d Q ca ，Q 为 。 ①工作载荷；②预紧力；③预紧力+工作载荷；④工作载荷+残余预紧力。 4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了 。 ①美观；②受力最小；③联接方便；④接合面受力较均匀。 5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时，预紧力 QP比一般值提高 30%，这是考虑了 。 ①螺纹上的应力集中；②螺栓杆横截面上的扭转应力；③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性； ④螺纹毛刺的部分挤压。 6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点？ 7、为什么大多数螺纹联接都要预紧？预紧力 QP过小后果是什么？预紧力 QP过大有什么结 果？ 8、简述提高螺纹联接强度的四种措施： 9、若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度，试作力和变形图说明之。 10、举二种常用螺纹联接的类型，并分别说明应用场合？ 11、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种？（各举出二例）。 12、螺旋传动有哪些类型？滚珠螺旋传动有何特点？ 习 题 1．如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为 2000N 时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。（2）若被联接件间不出现缝隙，最大工作载 荷是多少？
FONI 4000 2.如图所示支承杄用三个M12铰制孔螺栓联接在机架上,(铰孔直径d=l3mm)若螺杆与 孔壁的挤压强度足够,试求作用于该悬壁梁的最大作用力F。(不考虑构件本身的强度,螺栓材 料的屈服极限σs=600MPa,取剪切安全系数n:=2.5)。 1205050150 3.如图凸缘联轴器,用六个普通螺栓联接,螺栓分布在D=100mm的圆周上,接合面摩擦 系数戶=0.16,防滑系数Ks=1.2,若联轴器传递扭矩为150N·m,试求螺栓螺纹小径。(螺栓 [o]=120MPa) 第五章键、花键、无键联接及销联接 复习思考题 1、平键联接的可能失效形式为 ①疲劳点蚀:②弯曲疲劳破坏;③胶合;④压溃、摩损、剪切破坏等 2、楔键联接与平键联接相比,前者对中性 ①好;②差;③相同:④无法比较 3、半圆键联接具有特点 ①对轴强度削弱小:②工艺性差、装配不方便;③调心性好;④承载能力大 4、渐开线花键的定心方式有哪些? 5、花键联接与平键联接相比,有哪些特点? 习题
2．如图所示支承杆用三个 M12 铰制孔螺栓联接在机架上，（铰孔直径 d0=13mm）若螺杆与 孔壁的挤压强度足够，试求作用于该悬壁梁的最大作用力 F。（不考虑构件本身的强度，螺栓材 料的屈服极限σs=600MPa，取剪切安全系数 nτ=2.5）。 3．如图凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在 D=100mm 的圆周上，接合面摩擦 系数 f=0.16，防滑系数 KS=1.2，若联轴器传递扭矩为 150N·m，试求螺栓螺纹小径。（螺栓 [σ]=120MPa） 第五章 键、花键、无键联接及销联接 复习思考题 1、平键联接的可能失效形式为 。 ①疲劳点蚀；②弯曲疲劳破坏；③胶合；④压溃、摩损、剪切破坏等 2、楔键联接与平键联接相比，前者对中性 。 ①好；②差；③相同；④无法比较 3、半圆键联接具有 特点。 ①对轴强度削弱小；②工艺性差、装配不方便；③调心性好；④承载能力大 4、渐开线花键的定心方式有哪些？ 5、花键联接与平键联接相比，有哪些特点？ 习 题
如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮,分别用键与减速器的低速轴相联接。试选择两处键 的类型及尺寸,并校核其联接强度。已知轴的材料为45号钢,传递的转矩T=1000N·m,齿轮 用锻钢制成,半联轴器用灰铸铁制成,工作时有轻微冲击。 第六章铆接、焊接与胶接 复习思考题 1、按工作要求铆缝分哪些类型? 2、常用焊接方法有哪些?焊缝的类型有哪些? 3、胶接接头应如何设计?如何选择粘胶剂? 第七章带传动 复习思考题 1、带传动正常工作时,小带轮上的滑动角 小带轮的包角 ①大于;②小于;③小于或等于:④大于或等于 2、设计中限制小带轮的直径D1≥D1min是为了 ①限制带的弯曲应力:②限制相对滑移量:③保证带与轮面间的摩擦力;④带轮在轴上安 装需要。 3、带传动的设计准则是 ①保证带具有一定寿命;②保证带不被拉断:③保证不发生滑动情况下,带又不被拉断 ④保证传动不打滑条件下,带具有一定的疲劳强度。 4、在相同的条件下,为什么三角胶带比平型带的传动能力大? 5、带传动为什么要限制其最小中心距? 6、在三角胶带传动中,为什么一般推荐使用的带速v≤25m/s? 7、带传动的弹性滑动是什么原因引起的?它对传动的影响如何? 8、带传动的打滑经常在什么情况下发生?打滑多发生在大轮上还是小轮上?刚开始打滑 时,紧边拉力松边拉力有什么关系? 9、给出带的应力分布图注明各种应力名称及最大合成应力的位置? 习题 V带传动传递的功率P=7kW,平均带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍(F1=2F2) 试求紧边拉力F1,有效圆周力F和预紧力Fo 2.V带传动传递的功率P=5kW,小带轮直径D1=140mm,转速n1=1440r/min,大带轮直 径D2=400mm,V带传动的滑动率ε=2%,①求从动轮转速n;②求有效圆周力Fe
如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。试选择两处键 的类型及尺寸，并校核其联接强度。已知轴的材料为 45 号钢，传递的转矩 T=1000N·m，齿轮 用锻钢制成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。 第六章 铆接、焊接与胶接 复习思考题 1、按工作要求铆缝分哪些类型？ 2、常用焊接方法有哪些？焊缝的类型有哪些？ 3、胶接接头应如何设计？如何选择粘胶剂？ 第七章 带传动 复习思考题 1、带传动正常工作时，小带轮上的滑动角 小带轮的包角。 ①大于；②小于；③小于或等于；④大于或等于。 2、设计中限制小带轮的直径 D1≥D1min 是为了 。 ①限制带的弯曲应力；②限制相对滑移量；③保证带与轮面间的摩擦力；④带轮在轴上安 装需要。 3、带传动的设计准则是 。 ①保证带具有一定寿命；②保证带不被拉断；③保证不发生滑动情况下，带又不被拉断； ④保证传动不打滑条件下，带具有一定的疲劳强度。 4、在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？ 5、带传动为什么要限制其最小中心距？ 6、在三角胶带传动中，为什么一般推荐使用的带速 v≤25m/s？ 7、带传动的弹性滑动是什么原因引起的？它对传动的影响如何？ 8、带传动的打滑经常在什么情况下发生？打滑多发生在大轮上还是小轮上？刚开始打滑 时，紧边拉力松边拉力有什么关系？ 9、给出带的应力分布图注明各种应力名称及最大合成应力的位置？ 习 题 1．V 带传动传递的功率 P=7.5kW，平均带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（F1=2F2）。 试求紧边拉力 F1，有效圆周力 Fe和预紧力 F0。 2．V 带传动传递的功率 P=5kW，小带轮直径 D1=140mm，转速 n1=1440r/min，大带轮直 径 D2=400mm，V 带传动的滑动率ε=2%，①求从动轮转速 n2；②求有效圆周力 Fe
3.C618车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的V型带传动。已知电动机功率 P=45kW,转速n=1440r/min,传动比i=2.1,二班制工作,根据机床结构,带轮中心距a应为 900mm左右。试设计此V带传动 第八章链传动 复习思考题 1、链传动设计中限制小链轮齿数不小于9齿是为了 ①防止脱链现象:②防止小链轮转速过高:③提高传动平稳性;④保证链轮轮齿的强度。 2、链传动中当其它条件不变的情况下,传动的平稳性随链条节距P的 ①减小而提高;②减小而降低;③增大而提高:④增大而不变。 3、链传动中合理的链条长 ①应等于奇数倍链节距;②应等于偶数倍链节距;③可以为任意值:④按链轮齿数来决定 4、链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少?而大链轮齿数Z2又不宜过多? 5、影响链传动不平稳的因素有哪些? 6、链传动有哪几种主要的失效形式? 习题 链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动,链节距p=25.4mm,主动链轮齿数x1=17,从 动链轮齿数22=69,主动链轮转速n1=960r/min,试求: (1)链条的平均速度v; (2)链条的最大速度vm和最小速度vmin 3)平均传动比i 第九章齿轮传动 复习思考题 1、锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数YFa应按 确定 ①max{[oja,[ol2};②min{[ol,olm};③[ola;④olu 2、由直齿和斜齿圆柱齿轮组成的减速器,为使传动平稳,应将直齿圆柱齿轮布置在 ①高速级;②低速级;③高速级或低速级:④哪一级,无法判断 3、齿轮传动中,当齿轮分度圆直径不变时,将模数加大,其接触疲劳强度将」 曲强度将 ①提高;②降低;③不变;④无法判明变动情况。 4、一对齿轮啮合传动时,大、小齿轮上齿面的接触应力 ①0H=0m:②oH1>0H:③oH1<0H2;④不能判明大小关系。 5、开式齿轮传动中,保证齿根弯曲应力o≤[o],主要是为了避免齿轮的_失效 ①轮齿折断;②齿面磨损:③齿面胶合;④齿面点蚀。 6、在齿轮传动中,提高其抗点蚀能力的措施之一是 ①提高齿面硬度;②降低润滑油粘度;③减小分度圆直径:④减少齿数 7、在齿轮传动中,为减少动载,可采取的措施是 ①改用好材料:②提高齿轮制造精度:③降低润滑油粘度;④加大模数 8、在齿轮传动中,为改善齿端偏载现象,可采取的措施之一是 ①增加齿宽:②将齿轮轮齿作成鼓形齿:③把齿轮悬臂布置:④加大齿面硬度 9、在齿轮传动的载荷计算中,为什么要引入动载荷系数K?Ky与哪些因素有关?
3．C618 车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的 V 型带传动。已知电动机功率 P=4.5kW，转速 n=1440r/min，传动比 i=2.1，二班制工作，根据机床结构，带轮中心距 a 应为 900mm 左右。试设计此 V 带传动。 第八章 链传动 复习思考题 1、链传动设计中限制小链轮齿数不小于 9 齿是为了 。 ①防止脱链现象；②防止小链轮转速过高；③提高传动平稳性；④保证链轮轮齿的强度。 2、链传动中当其它条件不变的情况下，传动的平稳性随链条节距 P 的 。 ①减小而提高；②减小而降低；③增大而提高；④增大而不变。 3、链传动中合理的链条长 。 ①应等于奇数倍链节距；②应等于偶数倍链节距；③可以为任意值；④按链轮齿数来决定 4、链传动为何小链轮齿数 Z1 不宜过少？而大链轮齿数 Z2 又不宜过多？ 5、影响链传动不平稳的因素有哪些？ 6、链传动有哪几种主要的失效形式？ 习 题 一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动，链节距 p=25.4mm，主动链轮齿数 z1=17，从 动链轮齿数 z2=69，主动链轮转速 n1=960r/min，试求： （1）链条的平均速度 v； （2）链条的最大速度 vmax 和最小速度 vmin； （3）平均传动比 i。 第九章 齿轮传动 复习思考题 1、锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数 YFa应按 确定： ①max{[σ]H1,[σ]H2}；②min{[σ]H1,[σ]H2}；③[σ]H1；④[σ]H2 2、由直齿和斜齿圆柱齿轮组成的减速器，为使传动平稳，应将直齿圆柱齿轮布置在 。 ①高速级；②低速级；③高速级或低速级；④哪一级，无法判断。 3、齿轮传动中，当齿轮分度圆直径不变时，将模数加大，其接触疲劳强度将 ，弯 曲强度将 。 ①提高；②降低；③不变；④无法判明变动情况。 4、一对齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力 。 ①σH1=σH2；②σH1>σH2；③σH1<σH2；④不能判明大小关系。 5、开式齿轮传动中，保证齿根弯曲应力σF≤[σ]F，主要是为了避免齿轮的 失效。 ①轮齿折断；②齿面磨损；③齿面胶合；④齿面点蚀。 6、在齿轮传动中，提高其抗点蚀能力的措施之一是 。 ①提高齿面硬度；②降低润滑油粘度；③减小分度圆直径；④减少齿数。 7、在齿轮传动中，为减少动载，可采取的措施是 。 ①改用好材料；②提高齿轮制造精度；③降低润滑油粘度；④加大模数。 8、在齿轮传动中，为改善齿端偏载现象，可采取的措施之一是 。 ①增加齿宽；②将齿轮轮齿作成鼓形齿；③把齿轮悬臂布置；④加大齿面硬度。 9、在齿轮传动的载荷计算中，为什么要引入动载荷系数 Kv？Kv 与哪些因素有关？