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1、机械设计习题目 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 机械零件重要有哪些失效形式?常用的计算准则重要有哪些?1-5 什么是零件的强度要求?强度条
2、件是怎样表示的?怎样提升零件的强度?1-6 什么是零件的刚度要求?刚度条件是怎样表示的?提升零件刚度的措施有哪些?1-7 机械零件设计中选择材料的标准是什么?1-8 指出下列材料的种类，并阐明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 65Mn，45，Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSnl0Pb5。1-9 机械的当代设计措施与老式设计措施有哪些重要区分?第二章 机械零件的疲劳强度设计 一、分析与思考题2-1 试举例阐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，为何需要人为要求一循环基数N0，并将对应的极限应力称为
3、材料的疲劳极限?2-3 弯曲疲劳极限的综合影响系数K的含义是什么?它与哪些原因有关?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，怎样确定其极限应力?2-5 疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学体现式。2-6 影响机械零件疲劳强度的重要原因有哪些?提升机械零件疲劳强度的措施有哪些?二、设计计算题2-7 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：s=360MPa，-1=300 MPa，=0.2。已知零件上的最大工作应力max=190MPa，最小工作应力min=110MPa，应力变化规律为m=常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数Kd=2.0，试分别用图解法和计算法确定
4、该零件的计算安全系数。题2-7图2-8 某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为：-1=350MPa，m=9，N0=5106。现用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力l=500MPa作用104次，2=400MPa作用105次，3=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)假如试件再作用=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一样，滑动摩擦可分为哪几个?3-2 什么是边界膜?边界膜的形成机理是什么?怎样提升边界膜的强度?3-3 零件的磨损过程大体可分为哪几个阶段?每个阶段的特性是什
5、么?3-4 依照磨损机理的不一样，磨损一般分为哪几个类型?它们各有什么重要特点?3-5 粘度的表示措施一般有哪几个?各种粘度的单位和换算关系是什么?3-6 润滑油的重要性能指标有哪些?润滑脂的重要性能指标有哪些?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一样?流体静力润滑的重要优缺陷是什么?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，自锁性能最佳的螺纹是_。（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
6、太厚时，宜采取_。（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，且需要常常拆装时，往往采取_。（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，且联接不需要常常拆装时，往往采取_。（1）螺栓联接（2）螺钉联接（3）双头螺柱联接（4）紧定螺钉联接5-6 在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有诸多措施，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）预防螺纹
7、副的相对转动 （4）增加螺纹联接的刚度5-8 螺纹联接预紧的目标之一是_。（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Cm不变时，螺栓的刚度Cb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）螺栓中的疲劳强度减少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，提升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既有一个单个螺栓联接
8、，要求联接件的结合面不分离，假定螺栓的刚度Cb与被联接的刚度Cm相等，联接的预紧力为F，现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达成与预紧力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12Mpa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在下列四种具备相同公称直径和螺距并采取相同的配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是_。（1） 单
9、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，应首先考虑采取_来提升其疲劳强度（1）增加螺栓直径 （2）提升螺栓材料的屈服极限 （3）改用双螺母 （4）柔性螺栓5-15 为了改进纹牙上的载荷分布，一般都以_的措施来实现。（1） 采取双螺母 （2）采取加高螺母 （3）采取减薄螺母（4） 减少螺栓和螺母的螺距变化差5-16被联接件受横向载荷作用时，若采取一组一般螺栓联接，则载荷靠_来传递。（1）接合面之间的摩擦力 （2）螺栓的剪切和挤压（2） 螺栓的剪切和被联接件的挤压5-17 确定紧联接螺栓中拉伸和
10、扭转复合载荷作用下的当量应力时，一般是接_来进行诸的。（1）第一强度理论 （2）第二强度理论 （3）第三强度理论（3） 第四强度理论二、分析与思考题5-18 为何螺纹联接大多数要预紧？什么叫螺纹联接的预紧力？5-19 常用的控制预紧力的措施有哪些？它们有哪些优缺陷？为了克服这些缺陷可采取什么措施？5-20 螺纹联接为何要防松？防松的根本问题是什么？5-21 防松的基本原理有哪几个？详细的防松措施和装置各的哪些？5-22相同的公称直径的粗牙一般螺纹与细牙一般螺纹相比，哪个自锁性能好？哪个强度高？为何薄壁零件的联接常采取细牙螺纹？5-23什么叫螺纹的自锁现象？自锁条件怎样？螺旋副的传动效率又怎样计
11、算？5-24试问螺纹的升角为多大时，螺旋副效率可达成最高值？5-25螺纹联接的重要失效形式和计算准则是什么？5-26何谓螺栓联接？何为紧螺栓联接？它们的强度计算措施有何区分？5-27对承受横向载荷或传递转矩的紧螺栓联接采取一般螺栓时，强度计算公式中为何要将预紧力提升到1.3倍来计算？若采取铰制孔用螺栓时是否也这么考虑？为何？5-28在设计受倾覆力矩作用的底板螺栓组联接时，应满足哪些条件？怎样确保？5-29常用的提升螺纹联接强度的措施有哪些？5-30对于受变载荷作用的螺栓联接，可采取哪些措施来减小螺栓的应力幅a？三、设计计算题5-31 如图所示，两根梁用8个4.6级一般螺栓与两块钢盖板相联接，梁
12、受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。解：已知螺栓数目z=8，接合面数i=2，取防滑系数Ks=1.2，则螺栓所需预紧力F0为F0题5-20图查主教材中的表，得S=240MPa，查表，取安全系数S=1.3，则=S/S=240MPa/1.3=184.6MPa，所需螺栓的直径d1取整后得螺栓尺寸d=10mm，螺纹为M10。注：解中有两处错误，请指犯错处并阐明原因。5-32 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采取橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N，当轴向工作载荷F=1000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残存预紧力。5-33 图示凸缘联轴器(GB/T
13、5843-1986)的型号为YLDl0，允许传递的最大转矩T= 630Nm，两半联轴器采取4个M12的铰制孔用螺栓联接，螺栓规格为M1260(GB/T 27-1988)，螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其联接强度。 题5-33图 题5-34图5-34 铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示。已知L=300mm，a=60mm，试求螺栓组联接的三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案很好? 5-35 如图所示的底板螺栓组联接收外力Fe的作用。外力Fe作用在包括x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大?确保联接安全工作的必要条件有哪些?题5-35图四、结构设计与分析题5-36 试指出下图中的错误结构，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)螺钉联接题5-36图第六章 键、花键和销联接一、 选择题6-1 一般平键联接的重要用途是使轴与轮毂之间_。（1）沿轴向固定并传递轴向力 （2）沿轴向可作用相对滑动并具备导向作用 （3）沿周向固定并传递转矩 （4）安装与拆卸以便6-2 设计键联接的几项重要内容是：a) 按轮毂长度选择键
