机械设计题库

第3章机械零件的疲劳强度在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的（B）屈服点B.疲劳极限C.强度极限D.弹性极限45钢的持久疲劳极限o1=270MPa,,设疲劳曲线方程的幕指数m=9，应力循环基数N0=5x106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为（A）MPa。539 B.135 C.175 D.417有一根阶梯轴用45钢制造截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数K°=1.58表面状态系数3=0.82，尺寸系数电=0.68，则其疲劳强度综合影响系数K°D=（C）。0.35B.0.88C.1.14D.2.834. 在图示设计零件的4. 在图示设计零件的om-oa极限应力简图中，（1）如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角0=45o，则该零件受的是（C）（2如工作应力点M所在的ON线与横轴之间的夹角O=90o时，则该零件受的是（D）（3）如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角O=50o，则该零件受的是（8）不变号的不对称循环变应力 B,变号的不对称循环变应力选择题4图C,脉动循环变应力 D,对称循环变应力绘制设计零件的om-oa极限应力简图时，所必须的已知数据最 B ）。A. 0-1，%，气，K° B. 。—1，%，气,K°dC.。―1，%W。， K。 D. o-1，%，w。,电已知一零件的最大工作应力omax=180MPa，最小工作应力omin=-80MPa。则在图示的极限应力简图中，该应力点M与原点的连线OM与横轴间的夹角0为（A）。A.68。57'44’B.21。2'15C.66o2'或D.74o28^33,）。7. 在图示零件的极限应力简图上，M）。（1） 若加载于零件的过程中保持最小应力omin为常数。则该零件的极限应力点应为（B（2） 若在对零件的加载过程中保持应力比r为常数。则该零件的极限应力点应为C）。（3） 若在对零件的加载过程中保持平均应力。m=常数。则该零件的极限应力点应为（A）。A. M1 B.M2 C.M3 D.M4

选择题6图选择题6图选择题7图8.已知45钢调制后的力学性能为Qb=620MPa气=350MPa,j=280MPa,oo=450MPa。则七。为(C)。A.1.6B.2.2C.0.24D.0.26一零件由40Cr制成，已知材料的气=980MPa,气=785MPa,j=440MPa,w°=0.3。零件的最大工作应力omax=240MPa,最小工作应力omin=-80MPa，疲劳强度综合影响系数K°d=1.44。则当应力比r=常数时，该零件的疲劳强度工作安全系数 S为(B)。A.3.27B.1.73C.1.83D.1.27一零件由20Cr制成，已知o_1=350MPa,os=540MPa,w°=0.3,零件的最大工作应力omax=185MPa,最小工作应力omin=-85MPa,疲劳强度综合影响系数K°d=1.41。则当平均应力常数时该零件按应力幅计算的工作安全系数为(D)。A.4.07B.2.89C.2.59D.1.76若材料疲劳曲线方程的幕指数m=9则以对称循环应力气=400MPa作用于零件N1=105次以所造成的疲劳损伤,相当于应力％=( A)MPa作用于零件N2=104次所造成的疲劳损伤。A.517B.546C.583 D.61512.若材料疲劳曲线方程的幕指数m=9,则以对称循环应力o1=500MPa作用于零件N1=104次以后，它所造成的疲劳损伤，相当于应力％=450MPa作用于零件(C)次。A.0.39)104B. 1.46)404C.2.58)104 D.7.45x10413.某零件用45Mn2制造，材料的力学性能为：ob=900MPa,os=750MPa,j=410MPa,w°=0.25。影响零件疲劳强度的系数为：K°=1,电=0.85,。。=0.8。则该零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力为( )。A.223 B.328C.551 D.65614. 已知设计零件的疲劳缺口系数晚=1.3、尺寸系数电=0.9、表面状态系数。。=0.8。则疲劳强度综合影响系数K°d为( )。A.0.87 B.0.68D.1.8C.D.1.815.零件的材料为45钢，气=600MPa,os=355MPa，o1=270MPa，w°=0.2,零件的疲劳强度综合影响系数K°d=1.4。则在图示的零件极限应力简图中0角为( )。16. 45钢经调制后的疲劳极限o1=300MPa，应力循环基数N0=5x106次，疲劳曲线方程的幕指数m=9若用此材料做成的试件进行试验，以对称循环应力七=450MPa作用104次，°2=400MPa作用2x104次。则工作安全系数为多少?一选择题04-摩擦、磨损及润滑摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而B。A,变薄 B,增厚 C,不变两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称 —。干摩擦B.边界摩擦 C,混合摩擦 D.液体摩擦减少磨损的方法有很多种，其中 D 是错误的。选择合适的材料组合 B.改滑动摩擦为滚动摩擦 C.生成表面膜D.增加表面粗糙度 E.建立压力润滑油膜为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中，—D一是不合理的。A.降低表面粗糙程度 B.增大润滑油粘度C.提高表面硬度 D.提高相对滑动速度摩擦副接触面间的润滑状态判据参数膜厚上仇值为—时，为混合润滑状态；人值为C

可达到液体润滑状态。A.0.35 B.1.5 C.5.2摩擦与磨损最小的摩擦状态是 D ，摩擦与磨损最大的摩擦状态是A.干摩擦B.边界摩擦 C,混合摩擦D.液体摩擦在一个零件的磨损过程中，代表使用寿命长短的是_BA.剧烈磨损阶段A.剧烈磨损阶段C.磨合阶段(8)润滑脂是A。A.润滑油与稠化剂的混合物C,润滑油与添加剂的混合物稳定磨损阶段D,以上三个阶段之和金属皂与稠化剂的混合物D.稠化剂与添加剂的混合物二填空题根据磨损机理，磨损可分为粘着磨损、接触疲劳磨损、磨料磨损、和腐饨磨损。一个零件的磨损过程大致可以分为跑合磨损、稳定磨损、磨损三个阶段。在高速运转或载荷较小的摩擦部位及低温工况下，宜选用粘度较低的油:在低速运转或载荷较大的摩擦部位及较高温度工况下，宜选用粘度较高的润滑油。机械零件设计的耐磨性准则，主要是限制接触表面间的P和〃u值。边界摩擦时可能形成的边界膜有物理吸附膜、化学吸附膜和化学反应膜三种。润滑油的动力黏度门与运动黏度v之间的关系式为n_pv；动力黏度的单位是Pa-s；运动黏度的单位是m2/s。三简答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？零件的磨损过程大致分为哪几个阶段？每个阶段的特征是什么？一选择题06-螺纹联接和螺旋传动在常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是，效率较高，牙根强度较大、制造方便的是 ；螺纹联接常用，传动螺纹常用。A.矩形螺纹 B.梯形螺纹三角螺纹螺纹副在摩擦因数一定时，螺纹的牙型角越大，贝I—。A.当量摩擦因数越小，自锁性能越好B.当量摩擦因数越小，自锁性能越差C.当量摩擦因数越大，自锁性能越差D.当量摩擦因数越大，自锁性能越好当轴上安装的零件要承受轴向力时，采来轴向定位，所能承受的轴向力较大。A.圆螺母 B.紧定螺钉弹性挡圈一箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采—联接。A.双头螺柱联接 B.螺栓联接C.螺钉联接在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合。A.间隙配合 B.过渡配合C,过盈配合紧螺栓联接受轴向外载荷，假定螺栓的刚gb与被联接件的刚度Cm相等，联接的预紧力为尸0，要求受载后结合面不分离，当外载荷住等于预紧力尸。时，则—。被联接件分离，联接失效被联接件即将分离，联接不可靠联接可靠，但不能继续再加载联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F受轴向载荷的紧螺栓联接，为保证被联接件不出现缝隙，因此 A.残余预紧力匕应小于零 B.残余预紧力尸1应大于零残余预紧力尸］应等于零D.预紧力尸°应大于零图5-1所示钢板用普通螺栓联接。已知横向工作载荷为尸结合面之间的摩擦因数f=0.15，为使联接可靠，取防滑系数Ks=1.2，则每个螺栓需要的预紧力尸。为_。A.0.5F B.F C.2F D.4F图5-1普通螺栓联接所受的预紧力为七，在受轴向工作载荷尸时，残余预紧力七为，则螺栓所受的总拉力乌为。A. F2=F0+FC. F2=F0+FF2 = F1 +FD. F2 = F0 +F q(R+C)在防止螺纹联接松脱的各种措施中，当承受冲击或振动载荷时， 是无效的。采用具有增大摩擦力作用的防松装置，如螺母与被联接件之间安装弹簧垫圈采用以机械方法来阻止回松的装置，如用六角槽形螺母与开口销采用人为方法(如胶或焊)将螺纹副变为不能转动设计时使螺纹联接具有自锁性(即使螺纹升角小于当量摩擦角)填空题普通螺纹的公称直径指的是螺纹白，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹白。标记为螺栓GB5782M16X80的六角头螺栓的螺纹是形，牙型角等于 度，线数等于 ，16代表_，80代表用4个铰制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器，螺栓均布在直径为200mm的圆周上，轴上转矩为100N-m，每个螺栓所受的横向力为 N。受预紧力七和工作拉力尸的紧螺栓联接，如螺栓和被联接件刚度相等，预紧力F0=8000N，在保证结合面不产生缝隙的条件下，允许的最大工作拉力 F=N。在一定的变载荷作用下，承受轴向工作载荷的螺栓联接的疲劳强度是随着螺栓刚度的增加而;且随着被联接件刚度的增加。双头螺栓联接的两被联接件之一孔，另一个是 孔。普通螺栓联接承受横向外载荷时，依靠承载，螺栓本身受作用，该螺栓联接可能的失效形式为。铰制孔用螺栓联接承受横向外载荷时，依靠—承载，螺栓本身受和力作用，螺栓可能的失效形式为 和。受轴向变载荷(0〜F)的紧螺栓联接，设r为螺栓的相对刚度，A为螺栓的横截面积，则螺栓承C„受的应力幅。为—(r=b，C、C 分别为螺栓与被联接件的刚度)。bma C+Cbm设刁2为螺纹中径，W为螺纹升角，甲v为当量摩擦角，对于联接螺纹，在预紧力F0时拧紧的螺母，螺纹副中的摩擦阻力矩为—。公制三角形螺纹，螺纹副之间的摩擦系"0.2，则其当量摩擦角平等于_V一(写出计算公式及结果)三、计算题1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心0点的吊环受拉力Fq=20000N，设剩余预紧力F〃=0.6F,F为螺栓所受的轴向工作载荷。试求：

（1）螺栓所受的总拉力F。并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级（螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时，刑=480MPaO'点，且查表，取S=3（2）如因制造误差，吊环由）点移到OO/=52mm，求受力最大螺栓所受的总拉力卅并校核（1）中确定的螺栓的强度。2、有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力p在0〜2MPa之间变化，DD。气缸内径D=500mm，螺栓分布圆直径D°=650mm。为保证气密性要求，剩余预紧力F〃=1.8F，螺栓间距tW4.5d（d为螺栓的大径）螺栓材料的许用拉伸应力9]=120MPa，许用应力幅9a]=20MPa。选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C/（C1+C2）=0.8，试设计此螺栓组连接。

普通螺(毫米)外径(d)外径(d)粗牙螺牙螺螺距(t)内径(dl)囊距(t)内径(dl)20.41.5672.50.452J)1330.52.45940.73.2420.53.45950.84J340.54.4596149180.755.18881.256.6471,0.75,0.56.91&7.18&7.459101.58.3761.25,1,0.758.647,乱91&QJKK121.751,0.1061.5.1.25,110376,10.647,10.9181421,1.83513112376,1Z9181621,3.8351.5t114376,14918IS2.51,5.2942,1.5.115835,16.376,16.91K202.517.294ais.iR7.835,18.376,LK918222.519.2942,15.119.K35,20376,20.91824320.7522,15.121.K35,22.376,22.91K27323.7522,15.124.K35,25376,25.91K303.526.2112,15.127^35,28.376,找.918一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答

案)1为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置。A.在轴的同一母线上 B.180°120°〜130° D.90°2平键B20X80GB/T1096-1979中，20X80是表示 。A,键宽X轴径 B,键高X轴径C,键宽X键长 D,键宽X键高3平键连接能传递的最大扭矩T,现要传递的扭矩为1.5T,则应•—。A,安装一对平键 B,键宽b增大到1.5倍C,键长L增大到1.5倍D,键高h增大到1.5倍4如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置J。A.相隔90° B.相隔120°位置 C.轴的同一母线上 D.相隔180°二、填空题1在平键联接中，静联接应校I强度。2在平键联接工作时，是和 侧面的挤压传递转矩的。第十一章带传动设计题11-1单项选择题(选一正确答案，并将其符号填入题中空白处)标准V带型号的选定取决于—。A.带的线速度B.带的有效拉力 C.带传递的功率和小轮转速设计V带传动，限制带轮最小直径是为了限制 。

(3)(4)(5)A.小轮包角a B.带的长度 (3)(4)(5)A.小轮包角a B.带的长度 C.带的弯曲应力V带传动的实际中心距3一般与设计时初定中心足距10不一致，这主要是由于_。A.要满足标准带长 B.带传动中，若产生打滑现象A.沿小轮先发生 B.带轮的结构形式取决^。A.带轮材料 B.存在安装误差是。沿大轮先发生带轮直径C.C.C.使用前要张紧沿两轮同时发生传递功率(6)C.松边内侧靠近大轮。A.紧边内侧靠近小轮BC.松边内侧靠近大轮。题11-2填空题（1） 以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单）属于带传动优点的。（2） 某普通V带传动，已知两带轮直径为150mm和400mm,中心距为1000mm,则小轮包角a1为度，其带轮槽角一—40度。（3） 某普通V带传动，传递功率P=7.5KW，带速V=10m/s，紧边拉力是松边拉力的二倍，则与=N、F2=N。（4）带传动的主要失效形式为 和。题11-3单根V带（三角带）传动的初拉力F0=354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角31=150°，带与带轮上的摩擦系数为f=0.485。试求：（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2；（忽略带的离心拉力的影响）（2）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0。题11-4一带传动的大、小带轮的基准直径d]=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率£=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？4.题11-5一V带传动传递的功率P=10kw，带的速度v=12.5m/s，预紧力F0=1000N。试求紧边拉力F1及松边拉力F2。第12章齿轮传动1.说明齿面点蚀形成的过程？

齿轮在啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生脉动载荷。这两种力的作用结果使齿轮表面层深处产生凰动循环变化的剪应力。当这种剪应力超过齿轮材料的剪切疲劳极限时表面将产生疲劳裂纹。裂纹扩展，最终会使齿面金属小块剥落，在齿面上形成小坑，称为点蚀。如图所示，在二级展开式斜齿圆柱如图所示，在二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，已知输入轴1的转向和齿轮1的旋向，欲使中间轴II上的齿轮2和齿轮3的轴向力互相抵消一部分，试确定齿轮2、3、4的旋向，并在图中标出各周转向及各齿轮在啮合点处所受各力。作图及计算题2图某标准直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮齿数Z]=32，传动比i=3，模数m=2.5mm，小齿轮转速n1=970r/min，传递功率P=10kW。试计算作用在轮齿上的力和大齿轮的分度圆直径。（1） 计算小齿轮传谖的名义转矩缶=9.55幻伊==9.55x106x^1=9.84x104成顾）（2） 计算小齿轮分度圆直径次1=刑Z]=2.5x32=80（nun）（3） 计算切向力口27；2x9.S4xlO4手in3隽=—= ——=2.46xl03（N）d1 80（4） 计算径向力Fr=^^31120"=2.46x10sxtan20"=895（N）（5） 大齿轮分度圆直径dd= =3x2.5x32=240（nun）(1)一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是^_。A.齿面点蚀B,轮齿折断 C,齿面磨损 D.齿面胶合在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式 _。A.轮齿疲劳折断 B.齿面疲劳点蚀 C.齿面胶合D.齿面磨粒磨损 E.齿面塑性变形一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5〜10mm，其主要原因是D。A.为使小齿轮强度比大齿轮大些 B.为使两齿轮强度大致相等C,为传动平稳，提高效率 D.为便于安装，保证接触线承载宽度1、由齿轮传动、V带传动、链传动组成的三级传动装置，宜将链传动布詈在低速级；带传动布置在高速级；齿轮传动布置在中间级。2、齿轮传动总效率主要中啮合效率、 搅油效率和轴承效率组成。第13章蜗杆传动在蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆头数zi,则传动效率（ ）。A.降低B.提高C.不变D.或提高也可能降低下列公式中，用（）确定蜗杆传动比的公式是错误的。A.i=w1/w2B.i=z2/z1C.i=d2/d1D.i=n1/n2一标准蜗杆传动ZA5>50R4/53.（1）求传动比i和中心距a.（2）其它参数不变，使中心距改为a1=160mm,求变位系数。蜗杆标记：ZA5>60R4（阿基米德蜗杆，模数5mm,分度圆直径50mm,头数为4的右旋圆柱蜗杆）蜗轮标记：5>53（蜗轮齿数为53）蜗轮蜗杆传动标记为:ZA5>50R4/53《机械原理》或参见 圆柱蜗杆传动基本参数附录A（GB10085-88）第14章链传动链传动只能用于轴线（）的传动。A.相交成90°B.相交成任一角度C.空间90交错D.平行链条在小链轮上的包角，一般应大于（ ）。

A.90°120°A.90°120°150°180°两轴在空间交错90的传动，如已知传递载荷及传动比都较大，则宜选用（）A.螺旋齿轮传动B.斜齿圆锥齿轮传动C.蜗轮蜗杆传动D,链传动为什么链传动设计时链节数最好选择为偶数？选奇数时，需采用过渡链节。由于过渡链节的链板要受附加弯矩的作用，所以在一般情况下最好不选用奇数链节说明链传动中速度不均匀性产生的原因。链传动的瞬时传动比等于常数的充要条件是C。A.大齿轮齿数z2是小链轮齿数Zi的整数倍B.z2=z1C.z2=七，中心距a是节距P的整数倍 D.z2=Z1，a=40P7,计算题单排滚子链传动，己知链节距P=25*4mm,小链轮分度圆直径刁1=170.47mm，小链轮转速气=790r/min，单位长度链条的质量q=2.6kg/m，求小链轮齿数七和链所受的离心拉力＜。解：1）计算小链轮齿数z1d=P由公式第16*早轴轴的结构设计中,（ ）是为了减小应力集中。A.越程槽B.退刀槽 C,导锥 D.凹切圆角一般来说，下述机械传动效率自高到低的顺序是（A.链传动、蜗杆传动、带传动 B.带传动、蜗杆传动、链传动C.链传动、带传动、蜗杆传动D.蜗杆传动、链传动、带传动为什么常将轴设计为阶梯轴？为了轴上安装其他零件的精确定位阶梯轴直径不同第一是算出来的，不同的转矩，扭矩需要的直径不同，另外，有些地方比如与轴承配合出需要精加工，为了节约成本，肯定也是要变径的轴上零件的轴向固定方法有那几种？平键：结构简单，装拆方便，对中较好，应用方便花键：用于载荷较大，定心精度要求较高的静连接和东连接半圆键：加工工艺好，安装方便锲键：仅用于对中要求不高，载荷平稳和低速场合切向键：用于轴径大于100MM，对中性要求不高而载荷很大的重型机械图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。请按示例①所示，指出图中的其他结构错误（不少于7处）（7分）（注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计）

例①一一缺少调

整垫片［解］⑴一一缺少调整垫片⑵一一轮毂键槽不对⑶一一与齿轮处键槽的位置不在同一角度上⑷ 键槽处表达不正确(应该局部剖视)⑸一一端盖孔与轴径间无间隙⑹一一多一个键⑺一一齿轮左侧轴向定位不可靠⑻一一齿轮右侧无轴向定位⑼——轴承安装方向不对(10) 轴承外圈定位超高（11）——轴与轴承端盖相碰请说明图示轴系结构中用数字标出位置的错误（不合理）的原因。（5分）⑴一一轴肩的高度超出了轴承内圈的外径