机械设计强度篇章典型试题剖析

是非题：正确的在（）中写“J”错误的在（）中写"X”1、在不改变零件静强度的条件下,加大在一定载荷下零件的弹性变形量,将会降低该零件的冲击强度。 （ ）2、在不改变零件静强度的条件下，加大在一定载荷下零件的弹性变形量，可提高耐冲击强度。（）3、设计零件时，安全系数应尽可能选大些，使该零件工作更可靠与安全。（）4、某转轴采用40钢（b二335MPa）,经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结S构钢40Cr（b二785MPa），以提高刚度。S5、设计某普通碳钢零件时，校核后刚度不足，采用高强度合金钢时，对提高其刚度TOC\o"1-5"\h\z是不起作用的。 （ ）6、在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂，而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。 （ ）7、只要材料的平均极限应力b大于零件的平均工作应力b，则安全系数S就大于1,limm工作是可靠的。8、（）若材料的平均极限应力b大于零件的平均工作应力b，则零件的安全系数不一定limm总是大于1。（）TOC\o"1-5"\h\z9、渐开线圆柱直齿轮传动空载运转时，可以认为是处于齿面线接触状态。（ ）10、渐开线圆柱直齿轮传动工作时，齿面载荷的传递是通过真实的线接触进行的。（）11、两圆柱体相接触，其轴线互相平行，在受法向压力作用下，则两零件的接触应力不等，直径大的零件所受接触应力小。 （ ）12、两圆柱体相接触，其轴线互相平行，受法向压力，则两零件的接触应力相等。（）二、选择题：把正确的选项代号填入（）中1、在受轴向变载荷的紧螺栓联接中，采用柔性螺栓，是为了 。增大变载荷下的剩余预紧力，提高联接可靠性；改善变载荷下的螺母支承面接触状态；降低应力幅Qa；可减轻螺栓重量，节省材料。2、 已知某转轴在复合应力状态下工作，其弯矩作用与扭矩作用下的安全系数分别为S=6.1,S=18.5，则该转轴的实际安全系数大小为 。TA.15.32 B.8.3 C.5.79 D.12.3.3、下列各图中，各零件材料相同、受力相同、宽度相同，则 的接触应力最大， 最小。<1■1T1/1/I?HI<1■1T1/1/I?HI：'TOC\o"1-5"\h\z4、绘制塑性材料零件极限应力线图（折线图）时，所必须的已知数据是 。A•入J，^，（K°）d B.%屮。，％（®dC.AQ，屮，QD.Q ，（K）-1 0JS -1 0S、QD5、下列公式中 是正确的。Q-2qA.AQmN=C B.AQNm=CC.Ak=mN/N D.V--1 0。N' 0 Q Q06、 在图示的极限应力图中，工作应力N的位置如图所示，加载属Q.=常数，进行安全系数计算min中，其材料的极限应力取为 。不变号的不对称循环应力变号的不对称循环应力对称循环变应力脉动循环变应力二.填空题：把答案写在题中的空格里1、零件刚度的计算准则是 2、以转轴为例，列出其刚度计算的三个准则： TOC\o"1-5"\h\z3、铁路车辆的车轴所受的弯曲应力，其循环特性为 。4、机械零件的工作安全系数（或实际安全系数）等于 之比。5、有一零件受变载荷，如=800MPa,c=200MPa，则其平均应力◎= ,应力幅。= ，循环特性尸 。 ma6、利用材料的热胀冷缩性质，过盈配合联接可采用 , , 的方法来进行装配。7、刚度大小用 表示，柔度大小则用 表示。8、 设计配合零件时，为了防止由于温度的变化引起配合性质的过大变化，配合件一般采用 材料。TOC\o"1-5"\h\z9、机械零件的表面损坏形式主要有 ， ， 及 。10、进行摩擦副热平衡计算的目的是 ,热平衡计算的条件是 。分析题：简要回答以下问题1、为什么对某些机械零件设计时提出刚度要求?（写出三条即可。）2、提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施？（举出三种即可。）3、◎、◎、◎、◎、r五个参数各代表什么？ammaxmin绘图说明当◎=250入MPa,r=0.25时应力随时间的变化曲线。m4、已知某零件材料的力学性能为a=110MPa,c=200MPa，c=200MPa，零件工作,— -1 s 0时，其c=120MPa，c=40MPa。max min1） 画出此材料的按折线简化的极限应力图；2） 按简单加载情况，试判断此零件可能的失效形式。5、图示为一塑性材料的简化极限应力图，1）请标出图中点A、B、S的坐标；2）设用该材料制造机械零件，其综合影响系数（K”d=2,则考虑综合影响系数时点A，、B，在图上何处，请标出。6、某气缸螺栓联接，因气缸工作压力在0~F间变化，使螺栓工作载荷在0~F间变化Q（见题图）。1•试在题给的螺栓联接力-变形图上（题图）标出预紧力F,剩余预紧力F'',螺栓工作载荷0〜F；螺栓最大拉力F，最小拉力F，拉力幅F；maxmina2•在题给的该零件许用极限应力图上，标出相应于给定的最小工作应力◎点的极min限应力点C'；按照满足应力幅的强度条件标出安全系数[S]=2情况下的工作应力点C。a

四.结构题：1、举出三种产生应力集中的结构，并各提出一种改进方案。2、图示的轮毂结构，在F力作用下，轴上的最大弯矩较大，试画出降低最大应力的轮毂结构。3、对于承受重载的弹簧，如果用单独一个圆柱螺旋压缩弹簧，其外径尺寸及弹簧直径过大，提出一种常用的简便改进结构设计方案。4、为了提高受轴向变载荷紧螺栓联接的疲劳强度，普通的螺栓结构如何改进?画出两种改进结构简图。5、指出图中a、b两种结构，哪个更合理?为什么?小 1.)五.大型题：计算下列各题TOC\o"1-5"\h\z1、某优质碳素结构钢零件，其q=280MPa,QB=560MPa,c_i=250MPa，工作应力c=155MPa,o.=30MPa,零件的有效应力集中系数K=1.65,尺寸系数8=0.81,表max min c c面状态系数卩=0.95，等效系数屮c=0.30。如取许用安全系数[S]=1.5，试校核该零件的强度是否足够（为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数）。2、某钢制零件，其c二560MPa,c二280MPa,c二250MPa,c二385MPa。B S -1 0工作变应力c 二155MPa,c 二30MPa，零件的有效应力集中系数K=1.65，绝max min c对尺寸系数8=08，表面状态系数0二0.95。要求许用安全系数[S]=15,r=常数，<5校核该零件的强度是否足够。提示：解此题时，可略去画疲劳极限应力图，因此在不能判断何种失效方式情况下，要求分别验算疲劳强度安全系数及静强度安全系数是否满足要求。

3、已知气缸工作压力在0~0.5MPa之间变化，气缸内直径D2=800mm，缸盖螺栓为cM16,螺栓数目z=28个,螺栓相对刚度系数一—=08，联接的剩余预紧力F〃二15Fc+c12（F为螺栓工作载荷），螺纹小径d1=13.835mm，螺栓的许用极限应力图已知。试在给出的许用极限应力图上标出工作应力点C；在该图上标出相应C点的极限应力点C；3•按应力幅强度条件，3•按应力幅强度条件，由作图法求出安全系数S。10050B'5'I 1,,,、、卫Li'^j3no4、一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限b二550MPa，对称循环疲S劳极限b=320MPa，脉动循环疲劳极限b=540MPa，已知最大工作应力—1 0b二185MPa，最小工作应力b=-75MPa，r=常数，综合影响系数（K）=2，max min bD试绘制该零件的许用极限应力图（折线图），并用作图法计算它的安全系数，指出该零件可能发生的破坏形式。5、某零件的材料b=lOOOMPa,b=800M