机械设计习题及答案

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第一篇总论

第一章绪论

一．分析与思考题

1-1机器的基本组成要素是什么?

1-2什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。1-3什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。

其次章机械设计总论

一．选择题

2-1机械设计课程研究的内容只限于_______。(1)专用零件的部件(2)在高速，高压，环境温度过高或过低等特别条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3)在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4)标准化的零件和部件

2-2以下8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。

(1)3种(2)4种(3)5种(4)6种

2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm,σa,r等五个参数中的任意_____来描述。(1)一个(2)两个(3)三个(4)四个2-4零件的工作安全系数为____。

(1)零件的极限应力比许用应力(2)零件的极限应力比零件的工作应力(3)零件的工作应力比许用应力(4)零件的工作应力比零件的极限应力2-5在进行疲乏强度计算时，其极限应力应为材料的____。

(1)屈服点(2)疲乏极限(3)强度极限(4)弹性极限二．分析与思考题

2-1一台完整2-3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?2-2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?

2-3什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?

2-4什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?2-5机械零件设计中选择材料的原则是什么?

2-6指出以下材料的种类，并说明中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，2-7机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?

第三章机械零件的强度

一．选择题

3-1零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲乏强度将随之_____。(1)增高(2)不变(3)降低

3-2零件的形状，尺寸，结构一致时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲乏强度______。

(1)较高(2)较低(3)一致

3-3零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲乏强度_______。

(1)增高(2)降低(3)不变(4)增高或降低视处理方法而定二．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弯曲疲乏极限的综合影响系数Kσ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲乏强度和静强度各有何影响?

3-3零件的等寿命疲乏曲线与材料试件的等寿命疲乏曲线有何区别?在一致的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是一致的?为什么?

3-4试说明承受循环变应力的机械零件，在什么状况下可按静强度条件计算?什么状况下需按疲乏强度条件计算?

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疲乏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，怎样进行疲乏强度计算?

3-8影响机械零件疲乏强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲乏强度的措施有哪些?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，磨损及润滑概述

一．选择题

4-1现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为_______。(1)摩擦理论(2)磨损理论(3)润滑理论(4)摩擦学

4-2两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为_______。(1)液体摩擦(2)干摩擦(3)混合摩擦(4)边界摩擦

4-3为了减轻摩擦副的表面疲乏磨损，以下措施中________不是正确的措施。(1)合理选择表面粗糙度(2)合理选择润滑油粘度(3)合理选择表面硬度(4)合理控制相对滑动速度

4-4当压力加大时，润滑油的粘度_______。

(1)随之加大(2)随之降低(3)保持不变(4)升高或降低视润滑油性质而定二．分析与思考题

4-5依照摩擦面间的润滑状态不同，滑动摩擦可分为哪几种?4-6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?

4-7在工程中，常用金属材料副的摩擦系数是如何得来的?

4-8什么是边界膜?边界膜的形成机理是什么?如何提高边界膜的强度?4-9零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?

4-10根据磨损机理的不同，磨损寻常分为哪几种类型?它们各有什么主要特点?

4-11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?

4-12粘度的表示方法寻常有哪几种?各种粘度的单位和换算关系是什么?4-13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?4-14在润滑油和润滑脂中参与添加剂的作用是什么?

4-15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?

4-16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?其次篇联接

第五章

5-1(4)5-2(1)5-3(2)5-4(3)5-5(2)5-6(3)5-7(3)5-8(1)5-9(2)5-10(3)5-11(1)5-12(4)5-13(1)5-14(2)第五章螺纹联接和螺旋传动

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)紧定螺钉联接

5-4当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，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当两个被联接件之一太厚，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)紧定螺钉联接

5-6在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有好多方法，例如_________。

(1)增加拧紧力(2)增加扳手力臂(3)使用指针式扭力扳手或定力矩扳手5-7螺纹联接防松的根本问题在于________。

(1)增加螺纹联接的轴向力(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)加强联接的可靠性和紧凑性(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愈大(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力变化幅度不变(4)螺栓中的疲乏强度降低

5-10有一气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在0～2Mpa之间循环变化，则螺栓中的

应力变化规律为______。

(1)对称循环变应力(2)脉动循环变应力(3)非对称循环变应力(4)非稳定循

环变应力

5-11拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定大小的预紧力。假使要以比较小的

拧紧力距T来得到所要求的预紧力F′可采用_______。(1)细牙螺纹(2)双线螺纹(3)加弹簧垫圈

5-12为了改善螺纹牙上的载荷分布，寻常都以______的方法来实现。

(1)采用双螺母(2)采用加高的螺母(3)采用减薄螺母(4)减少螺栓和螺母的螺距变化差

5-13被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，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(3)螺栓的剪切和被联接件的挤压

5-14滑动螺旋传动，其失效形式多为______。

(1)螺纹牙弯断(2)螺纹磨损(3)螺纹牙剪切(4)螺纹副咬死二．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试指出以下图中的错误结构，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

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?性能等级数字的

含义是什么?

5-9在什么状况下，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紧螺栓联接所受轴向变载荷在0～F间变化，当预紧力F0一定时，改变螺栓或被联接

件的刚度，对螺栓联接的疲乏强度和联接的紧凑性有何影响?

5-11在保证螺栓联接紧凑性要求和静强度要求的前提下，要提高螺栓联接的疲乏强度，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?寻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)寻常是根据什么

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?

第六章键，花键，无键联接和销联接

一．选择题

6-1普通平键联结的主要用途是使轴与轮毂之间______。

(1)沿轴向固定并传递轴向力(2)沿轴向可作相对滑动并具有导向作用(3)沿周向固定并传递转矩(4)安装与拆卸便利6-2键的剖面尺寸寻常是根据_____按标准选择。

(1)传递转矩的大小(2)传递功率的大小(3)轮毂的长度(4)轴的直径6-3键的长度主要是根据______来选择。

(1)传递转矩的大小(2)轮毂的长度(3)轴的直径6-4常用来制造键的材料是_____。

(1)低碳钢(2)中碳钢(3)高碳钢(4)合金钢6-5能够构成紧键联结的两种键是______。

(1)楔键和半圆键(2)平键和切向键(3)半圆键和切向键(4)楔键和切向键

6-6楔键和_____，两者的接触面都具有1：100的斜度。

(1)轴上键槽的底