机械设计复习题答案
2012年机械设计自学考试备考试题
、选择填空:
1 ?如果危险截面上的应力超过零件的强度极限，则发生的失效形式为
_________ 。 C
A.表面破坏
B.残余变形
C.整体断裂
D.功能失效
2?零件设计时，限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为
_________ 。A A.强度准则B.刚度准则C.寿命准则
D. 振动稳定性准则
3?按照机器的组成原理，变速箱是汽车的 ____________ 。B
A.原动机
B.传动部分
C.执行部分
D.控制系统
4. _______________________________________________ 为了防止零件发生破坏，应采用的设计准则是 ________________________________________ 。 D
A.刚度准则
B.寿命准则
C.振动稳定性准则
D.强度准则 AVV *
第二早
、选择填空:
1. 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 A.降低B.提高C. 不变D.提高或降低视处理方法而定
5. 下列四种叙述中正确的是
二、填空题：
1.
传动件包括带传
动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和
_
2. 驱动机器完成预定功能的部分称为 __________ 。原动机
3. 金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占
4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和
_
5. 机械零件制造中使用最广的金属材料是 ____________ 。钢铁
6. 机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和 ______________ 。执行部分
7. 按照机器的组成原理，发动机是汽车的 ____________ 。原动机部分
8. 如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生 _______
9. 一部机器的质量基本上取决于 ___________________ 。设计阶段
。齿轮传动 _。90%^上 。应力比（或循环特
。塑性变形
2.应力的循环特性 （应力比）常用“ r ”表示，其值为
CJ
B.」
-a
CJ
C max
■ a .
D° min ?a
max
3.变应力的应力幅值 -a 为
A ^max — ^min . 2
B ^max +Omin . 2
C.
J max
""2"
D.fx -fn
4.对称循环应力，其循环特性 r ”值是
A.1
B.0.5
C. 0
D.-1
A.变应力只能由变载荷产生
B.静载荷不能产生变应力
C.变应力是由静载荷产生
D.变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生
6. _______________________________________________________ 零件的截面形状一定，如绝对尺寸增大，疲劳强度将随之_____________________________________。B
A. 提高
B.降低
C. 不变
D.不一定
二、填空题：
1. 机械零件的疲劳极限与材料的疲劳极限的比值称为 _______________。.综合影响系数
2. 应力循环特性系数r=0的应力称为 ___________________ 。脉动循环
3变应力中应力比（循环特性）r=-1的应力称为 ____________ 。对称循环
4. 零件的截面形状一定，如绝对尺寸增大，疲劳强度将随之 __________ 。降低
5. 对称循环变应力的应力比等于__________ 。 r=-1
6. 零件疲劳强度极限的综合影响系数包括零件的有效应力集中系数、尺寸系数、强化系
数和______ 。表面质量系数
7. 滑动摩擦分为干摩擦、流体摩擦、混合摩擦和 ____________ 。边界摩擦
四、简答题：
1. 试解释零件的疲劳极限低于材料试件的疲劳极限的原因：
由于结构上有应力集中、尺寸往往大于材料试件、表面质量与试件不同，所以使得零件的疲劳强度一般低于试件的疲劳强度
第四章
一、选择填空：
1. 两摩擦面间被一层油膜隔开，能够部分避免金属直接接触的摩擦称为 ______ 。C
A.液体摩擦
B.干摩擦
C.边界摩擦
D.混合摩擦
2. 两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦状态称
为______ 。A
A.液体摩擦
B. 干摩擦
C.混合摩擦
D. 边界摩擦
3. _____________________________________________________________ 两摩擦面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦称为_________________________________ 。B
A.液体摩擦
B.干摩擦
C.边界摩擦
D.混合摩擦
二、填空题：
1. 由于摩擦表面材料微体积在重复变形时疲劳破坏而引起的机械磨损称为_。疲劳磨损
2. 摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于内部分子积案粘性阻力的摩擦称
为____________ 。边界摩擦
3. 根据位移形式不同，动摩擦分为滑动摩擦和 ____________________。滚动摩擦
5. 液体摩擦：P49L20
第五章
-、选择填空：
1 .在用于传动的几种螺纹中，矩形螺纹的主要优点是 _____________。C
A.自锁性能好
B.强度较高
C.传动效率高
D.制造方便
2. 用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹___________ 。A
A.牙根强度高，自锁性能好
B. 传动效率高
C.防振性能好
D. 自锁性能差
3. 当两个被联接件不宜制成通孔，且需要经常拆卸通常采用__________ 。C
A.螺栓联接
B.螺钉联接
C.双头螺柱联接
D.紧定螺钉联接
4. 当采用铰制孔用螺栓联接承受横向载荷时，螺栓杆受到作用___________ 。 C
A.弯曲和挤压
B. 拉伸和剪切
C.剪切和挤压
D. 扭转和弯曲
5. 螺纹副中一个零件相对于另一个转过一圈时，它们沿轴线方向相对移动的距离是
_____ 。A
A.线数螺距
B. 一个螺距
C.线数导程
D.导程/线数
6. 用于螺纹危险截面计算的直径是________ 。B
A.螺纹的外径
B.螺纹的内径
C.螺纹的中径
D.不确定
7. 普通螺纹的公称直径为___________ 。A
A.大径
B. 小径
C. 不确定
D.中径
8. 螺纹的牙型角为口、升角为屮、当量摩擦角为则螺纹副的自锁条件为_________ 。C
A. '- w :
B. : w ；v
C. ■- < ；'v
D. ；-v<
9. 普通螺纹轴截面的牙型为___________ 。C
A.矩形
B. 梯形
C.三角形
D.圆形
10. 普通螺栓联接中的松螺栓联接和紧螺栓联接之间的主要区别是，松螺栓联接的螺纹部
分不承受 ______ 。B
A.拉伸作用
B.扭转作用
C.剪切作用
D.弯曲作用
二、填空题：
1. 在常用的螺纹牙型中，矩形螺纹用于传动是因为_______________ 。传动效率高
2. 常用的螺纹牙型中，传动效率最高的是____________ 。矩形螺纹
3. 普通螺纹的轴截面牙型为______ 。三角形
4. 螺栓连接时，采用悬置螺母的目的是__________ 。改善螺纹牙齿上载荷分布不均程度
5. 三角螺纹一般用于____________ 。联接
6. 沿两根以上的等距螺旋线形成的螺纹称为______________ 。双线螺纹
7. 常用的螺纹牙型中，自锁性最好的是____________ 。三角形
8. 受轴向变载荷的紧螺栓联接中，降低螺栓的刚度可使螺纹连接的强度得到___ 。提高
9. 梯形螺纹主要用于__________________ 。传动
四、简答题：
1. 螺纹连接预紧的目的是什么？：P68L7
2) 受剪切面最小直径d°4F
max 4 16500
=4.6mm
2. 简述螺纹联接的基本类型、适用场合。
螺栓联接，用于被联接件上开有通孔的场合；螺钉联接，用于被联接件上不能开有通孔且不需经常拆卸的场合，双头螺柱联接，用于被联接件上不能开有通孔需经常拆卸的场合紧定螺钉联接，用于固定两个零件的相对位置，传递不大的载荷。
3. 螺纹连接的常用防松措施有哪些？p70表5-3
4. 螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么？
因为在冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大的情况下，联接都会发生松脱。一旦松脱会影响机器正常工作甚至造成严重事故。
防松的根本是防止螺纹副在受载时发生相对转动。
5. 说明降低应力幅提高螺栓联接疲劳强度的方法和具体措施。
方法一是降低螺栓刚度，具体措施有适当增加螺栓的长度，或采用腰杆状螺栓和空心螺栓；方法二是增加被联接件的刚度，具体措施有不用垫片或用刚度较大的垫片。
6. 螺旋副自锁条件是什么？哪种螺纹牙型自锁性最好？为什么？
自锁条件为.螺旋线升角小于等于当量摩擦角，即屮w Pv;三角螺纹自锁性最好，原因
是其牙侧角最大。
五、综合应用：
1.一个托架1用三个铰制孔用螺栓与机架2相连接。已知：螺栓材料许用剪切应力
!.l-100MP a，横向载荷F R =900N , L=300mm , a = 100mm。确定受力最大螺栓及所受
剪力F max=?，判断布置形式是否合理；并按剪切强度确定所需螺栓剪切面的最小直径
节二―----------------- -------------- 气
a a
丨■?丨■
■ 1j____________
J M
解：1）将F R平移至螺栓组中心，附加扭矩T =2.7 105N mm
亠F R 900
在F R作用下每个螺栓所受剪力为F F R300N
Z 3
T 2 7 汉105 在T作用下两侧螺栓所受剪力为F T二丄=27竺= 1350N
2a 2汉100
右侧螺栓受力最大，F max =F F ?F T =1650N，布置形式不合理。
■:140
2.
图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷
F Q = 100000N 螺栓材料许用
应力[d ]=100MPa ,取残余预紧力为工作拉力的
0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。
解：1）单个螺栓受工作拉力 F 二乞
二
100000 =50000N
Z 2
2)残余预紧力 F j =0.4F -0.4 50000 =20000N 3) 单个螺栓受总拉力 F 2 =片 F =20000
50000 =70000N
3. （本题10分）如图所示的螺栓组联接（凸缘联轴器） 。4个普通螺栓均匀的分布在
D=200mm 的圆周上，传递的转矩T =8 105N mm 。螺栓材料许用拉应力为
L l-160MP a ，被联接件表面的摩擦因数
f =0.15，联接的可靠性系数 K s =1.2，确定安装
时所需预紧力及所需的螺栓的最小直径
d^?
解：1）每个螺栓所受的的预紧力
2）所需的螺栓的最小直径
5.2F 0 = 5.2 16000 二！「丨：3.14 160
4）所需螺栓最小直径
1
4 70000 \兀汉100
二 34mm F 。
K s T 2Df
5
1.2 8 10 2 200 0.15
= 16000N
二 22.8mm
d i
4?图示紧螺栓连接，已知横向载荷R=36000N接合面i=1，摩擦系数f=0.12，联接的可靠性系数K s =1.2，螺栓数量z=4,螺栓材料许用应力.1- 100N/mm2,试计算所需螺
2）所需的螺栓的最小直径
5
?
2 90000
.12.2mm
3.14 100
5. （10分）图示紧螺栓连接，采用两个M16（d1=13.835mm）普通螺栓，已知摩擦系数f=0.12，
防滑系数K s =1.2 ,螺栓材料许用应力I-100N/mm2,试计算连接所能传递的横向载荷
R=?
..g2!」3.14 13.8352100
冬-------- = ------------------------------
"4 1.3 4 1.3
6. （10分）图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力F Q= 10.4kN ,
螺钉材料许用应力！「I-80N / mm2，取残余预紧力为工作拉力的0.4倍，求螺栓所需最小
直径。
2 ）所能传递横向载荷的最大值
解：1）预紧力的最大值
K s
11558 2 0.12
1.2
= 2312N
F o
K s R
zif
1.2 36000
4 1 0.12
=90000N
F。=11558N
栓直径d i=?（10
分）