机械设计简答和计算题

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1、机械设计精品课程习题第一篇 总论第一章 绪论l 分析与思考题l第二章 机械设计总论l 分析与思考题2-1 试述机器和机构的特征。2-2 说明构件、零件及部件的特点。2-3 简述现代机器的定义及特征。2-4 试述机械产品设计中对机器的主要要求。2-5 叙述机械设计的基本类型及设计的一般程序。2-6 简述方案设计的主要内容及要求。第三章 机械零件的强度l 分析与思考题3-1 图示各零件均受静载荷作用，试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力；并确定应力比r的大小或范围。题3-1图3-2 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?3-3 零件的

2、等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别?在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么?3-4 试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静强度条件计算?什么情况下需按疲劳强度条件计算?3-5 在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?3-6 疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式。3-7 在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度计算?3-8 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?3-9 导致机械结构发生低应力断裂的原因有哪些?3-10机械结构的裂纹是否会失稳扩展是如何判定的?第四章 摩擦、磨损

3、及润滑概述l 分析与思考题4-1 按照摩擦面间的润滑状态不同，滑动摩擦可分为哪几种?4-2 膜厚比的物理意义是什么?边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦所对应的膜厚比范围各是多少?4-3 在工程中，常用金属材料副的摩擦系数是如何得来的?4-4 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?4-5 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?4-6 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?4-7 润滑油的粘度是如何定义的?什么是润滑油的粘性定律?什么样的液体称为牛顿液体?4-8 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?4-9 润滑

4、油的主要性能指标有哪些?润滑脂的主要性能指标有哪些?4-10 在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用是什么?4-11 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?4-12 流体动力润滑和弹性流体动力润滑两者间有何本质区别?所研究的对象有何不同?第二篇 连接第五章 螺纹连接和螺旋传动l 分析与思考题5-1常用螺纹有哪几种类型?各用于什么场合?对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同?5-2 在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么?5-3 联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置?试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。5-4 普通螺栓

5、联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式是什么?计算准则是什么?5-5计算普通螺栓联接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度?5-6 普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是什么循环? 5-7 试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。 a)螺钉联接 b)双头螺柱联接 c)铰制孔用螺栓联接 d)紧定螺钉联接 e)吊环螺钉联接 f)螺钉联接5-8 螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为多少?性能等级数字代号的含义是什么?5-9 在什么情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓直径有关?试说明其原因。5-10 紧螺

6、栓联接所受轴向变载荷在0F间变化，当预紧力F0一定时，改变螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接的疲劳强度和联接的紧密性有何影响?5-11 在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下，要提高螺栓联接的疲劳强度， 应如何改变螺栓和被联接件的刚度及预紧力大小?试通过受力变形线图来说明。5-12 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10?通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载 荷分布趋于均匀?5-13滑动螺旋的主要失效形式是什么?其基本尺寸(即螺杆直径及螺母高度)通常是根据什么条件确定的?5-14 滚动螺旋传动与滑动螺旋传动相比较，有何优缺点?5-15 图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到

7、的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。5-16铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知L=300mm，a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？5-17图示底板螺栓组联接受外力Fe作用，外力Fe作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。试分析螺栓组受力情况，并判断哪个螺栓受载最大？保证联接安全的必要条件有哪些？第六章 键、花键、无键连接和销连接l 分析与思考题6-1 薄型平键联接与普通平键联接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别?6-2 半圆键联接与普通平键联接相比，有什么优缺点?它适用于什么场合?6-3采用两个

8、平键(双键联接)时，通常在轴的圆周上相隔180位置布置；采用两个楔键时，常相隔90120；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上；这是为什么?6-4与平键、楔键、半圆键相配的轴和轮毂上的键槽是如何加工的?6-5在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压应力小，试说明其原因。6-6花键联接的主要失效形式是什么?如何进行强度计算?6-7在胀紧联接中，胀套串联使用时引入额定载荷系数ol是为了考虑什么因素的影响?6-8销有哪几种类型?各用于何种场合?销联接有哪些失效形式?6-9一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同?6-10试指出下列图中的错误结构，并画出正

9、确的结构图。 a)平键联接 b)双楔键联接 c)传递双向转矩的切向键联接 d)楔键联接 e)半圆键联接 f)圆锥销定位6-11图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩为1000N.m，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材料为HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核联接的强度。第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接l 分析与思考题7-1 铆缝有哪些类型?各应用在什么场合?7-2 铆钉联接的破坏形式有哪些?怎样校核铆缝的强度?7-3 什么叫焊缝的强度系数?怎样才能使对接焊缝的强度不低于母板的强度?7-4 在什么情况下采用不对称侧

10、面焊缝?如何分配两侧焊缝的长度?7-5 胶粘剂通常分为哪几类?各适用于什么场合?7-6 与铆接和焊接相比较，胶接的主要优缺点是什么?7-7 过盈联接有哪几种装配方法?当过盈量相同时，哪种装配方法的联接紧固性好?7-8 过盈联接的承载能力是由哪些因素决定的?7-9 在对过盈联接进行验算时，若发现包容件或被包容件的强度不够时，可采取哪些措施来提高联接强度?第三篇 机械传动第八章 带传动l 分析与思考题8-1 带传动常用的类型有哪几种?各应用在什么场合?8-2 与普通V带相比，窄V带的截面形状及尺寸有何不同?其传动有何特点?8-3 同步带传动的工作原理是什么?它有何独特的优点?8-4 V带轮的基准直

11、径以及V带的基准长度是如何定义的?8-5 某带传动由变速电动机驱动，大带轮的输出转速的变化范围为5001000r/min。若大带轮上的负载为恒功率负载，应该按哪一种转速设计带传动?若大带轮上的负载为恒转矩负载，应该按哪一种转速设计带传动?为什么?8-6 带传动工作时，带与小带轮间的摩擦力和带与大带轮间的摩擦力两者大小是否等，?为什么?带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等?为什么?8-7 带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响?为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理?为什么?8-8 带传动中的弹性滑动是如何发生的?打滑又是如何发生的?两者有何区别?对

12、带传动各产生什么影响?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?8-9 在设计带传动时，为什么要限制小带轮最小直径和带的最小、最大速度?8-10 试分析带传动中心距a、预紧力F0及带的根数z的大小对带传动的工作能力的影响。8-11图示带式输送机装置。小带轮直径140mm，大带轮直径为400mm，鼓轮直径250mm，为提高生产率，在载荷不变条件下，提高带速度，设电机功率和减速器的强度足够，忽略中心距变化，下列哪种方案更为合理？1、大轮直径减小到280mm；2、小轮直径增大到200mm；3、鼓轮直径增大到350mm。8-12已知一窄V带传动，主动轮转速，nl=1460 r/rain，两带轮基准直径ddl=

13、140mm，dd2=400mm，中心距a=815mm，采用四根SPA型窄V带，一天运转16小时，工作载荷变动较大，试求带传动所允许传递的功率。8-13图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。l第九章 链传动l 分析与思考题9-1 与带传动相比，链传动有何优缺点?9-2 在多排链传动中，链的排数过多有何不利?9-3 对链轮材料的基本要求是什么?对大、小链轮的硬度要求有何不同?9-4 齿形链与滚子链相比，有何优缺点?9-5 国家标准对滚子链齿形是如何规定的?目前流行的是哪种齿形?9-6 为什么链传动的平均传动比是常数，而在一般情况下瞬时传动比不是常数?9-7 链传动的额定功率曲线是在什么条件下得

14、到的?当所设计的链传动与上述条件不符合时，要进行哪些项目的修正?9-7 若只考虑链条铰链的磨损，脱链通常发生在哪个链轮上?为什么?9-8 为什么小链轮齿数不宜过多或过少?9-9 链节距的大小对链传动有何影响?在高速、重载工况下，应如何选择滚子链?9-10 链传动的中心距一般取为多少?中心距过大或过小对传动有何不利?9-11 什么情况下按功率曲线来选择链条?什么情况下按静强度计算来选择链条?9-12 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/min，齿数z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2250r/min，链条长度不变，试问：(1)若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少?此时链条所能传递的功率有何变化?(2)若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少?此时链条所能传递的功率有何变化? 9-13滚子链传动传递的功率P=8.5kW，工况系数KA=1.2，主动链轮转速n1=960r/min，齿数z1=21，从动链轮转速n2=330r/min，中心距a600mm，链节距p=12.7mm，试计算需要几排链。第十章 齿轮传动l 分析与思考题10-1 在不改变齿轮的材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力? 10-2 为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上?在开式齿轮传动中，为