第一篇机械设计总论参考答案资料

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机械设计习题册答案

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机械设计习题册答案机械设计是工程领域中一个重要的分支,它涉及到机械系统的设计、分析和制造。

在机械设计的学习过程中,习题册是帮助学生巩固理论知识和提高实践技能的重要工具。

以下是一些机械设计习题册中可能包含的典型问题及其答案的概述。

1. 材料力学问题- 问题:确定一个受拉杆件的应力和应变,已知材料的弹性模量(E)和屈服强度(σy)。

- 答案:首先计算杆件的应力(σ),使用公式σ = F/A,其中F是受力,A是横截面积。

然后,如果应力小于屈服强度,则材料处于弹性阶段,应变(ε)可以通过ε = σ/E计算。

2. 传动系统设计- 问题:设计一个齿轮传动系统,以满足特定的扭矩和转速要求。

- 答案:首先确定所需的传动比,然后选择合适的齿轮类型(如斜齿轮、直齿轮等),并计算齿轮的尺寸,以确保齿轮能够承受所需的扭矩。

3. 轴承选择- 问题:为一个旋转轴选择适当的滚动轴承。

- 答案:根据轴的负载、转速和寿命要求,使用轴承寿命公式计算轴承的寿命,并选择能够满足这些要求的轴承类型和尺寸。

4. 联接件设计- 问题:设计一个螺栓连接,确保其在特定载荷下不会失效。

- 问题答案:计算螺栓所受的预紧力,并确保预紧力大于外部载荷引起的力。

同时,考虑螺栓材料的屈服强度和疲劳强度,选择合适的螺栓等级。

5. 机械部件的疲劳分析- 问题:分析一个往复运动的机械部件的疲劳寿命。

- 答案:使用S-N曲线(疲劳寿命曲线)来确定部件在循环载荷下的寿命。

需要考虑载荷的幅度、频率和材料的疲劳极限。

6. 机构运动学分析- 问题:分析一个平面四杆机构的运动学特性。

- 答案:确定机构的类型(如曲柄滑块机构、双曲柄机构等),并使用运动学方程来分析机构的位移、速度和加速度。

7. 热力学问题- 问题:计算一个发动机的热效率。

- 答案:使用热力学第一定律和第二定律来分析发动机的热效率,计算输入能量和输出功率,从而得出热效率。

8. 流体力学问题- 问题:确定一个管道中流体的流速和压力降。

《机械设计》习题集

《机械设计》习题集

《机械设计》习题集第一章绪论分析与思考题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。

1-4 机械设计课程研究的内容是什么第二章机械设计总论分析与思考题2-1 一台完整的机器通常哪些基本部分组成各部分的作用是什么2-2 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 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2-4 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2-5 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 2-6 零件在什么情况下会发生共振如何改变零件的固有频率2-7 什么是可靠性设计它与常规设计有何不同零件可靠度的定义是什么 2-8 机械零件设计中选择材料的原则是什么2-9 指出下列材料的种类,并说明代号中符号及数字的含义:HTl50,ZG230-450, 65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSnl0Pb5。

2-10 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、选择与填空题3-1 零件表面的强化处理方法有_________________、___________________、_________________等。

3-2 零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限值将随之____________。

(1)增高(2)不变(3)降低3-3 机械零件受载时,在_____________________处产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而___________________。

3-4 在载荷和几何形状相同的情况下,钢制零件间的接触应力_____________铸铁零件间的接触应力。

3-5 两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值__________。

濮良贵《机械设计》(第10版)教材辅导书-第一章至第五章【圣才出品】

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十一、机械现代设计方法简介 目前常见的方法有:计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、并行设计、虚拟产品设Байду номын сангаас计、参数化设计、智能设计、分形设计、网上设计等。
2.2 课后习题详解 本章没有课后习题!
2.3 名校考研真题 一、填空题 1.机械零件的设计准则为______、______、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。 [西北工业大学 2015 研]
2.机械零件主要的失效形式有哪些?针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则? [中山大学 2014 研]
2.4 名校考研真题详解
一、填空题 1.机械零件的设计准则为______、______、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。 [西北工业大学 2015 研] 【答案】强度准则;刚度准则 【解析】本题考查机械零件的 5 个设计准则,其名称、具体内容、表达式均为考查重 点,多以选择题和填空题的形式出现。
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第 2 章 机械设计总论
2.1 复习笔记
【知识框架】
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【通关提要】 本章是本书的基础章节之一,主要介绍了机械零件的失效形式和设计程序及准则。学习
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第1章 绪 论
1.1 复习笔记
【通关提要】 作为绪论,本章简单介绍了本课程的内容和性质,并无考点和重难点,只需了解即可。
【重点难点归纳】 一、机械工业在现代化建设中的作用 机械工业为国民经济各个部门提供技术装备,其生产水平是一个国家现代化建设水平的 主要标志之一。

机械设计习题解答

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机械设计习题解答第2章机械设计总论一、填空题1.当机械零件出现疲劳断裂时,应按 A 准则计算。

A.强度; B.刚度; C.寿命; D.振动稳定性2.零件的工作安全系数为 B 。

A.零件的极限应力比许用应力; B.零件的极限应力比工作应力C.零件的工作应力比许用应力;D.零件的工作应力比极限应力3.对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件,应选择 D 。

A.铸造; B.冲压; C.自由锻造; D.模锻二、是非题1.当零件可能出现塑性变形时,应按刚性准则计算。

(×)2.调质钢的回火温度越高,其硬度和强度将越低,塑性越好。

(√)3.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。

(√)4.疲劳破坏是引起大部分机械零件破坏的主要原因。

(√)5.随着工作时间的延长,零件的可靠度总是不变。

(×)第3章机械零件的强度一、简答题1.弯曲疲劳极限的综合影响系数的含义是什么?它与那些因素有关?它对零件疲劳强度与静强度各有何影响?答:① 综合影响系数()D k σ的含义:在对称循环时,()D k σ是试件与零件疲劳极限的比值;在非对称循环时,()D k σ是试件与零件极限应力幅的比值。

② ()D k σ与零件的有效应力集中系数、尺寸系数、表面状态系数有关。

③ ()D k σ对零件的疲劳强度有影响,对零件的静强度没有影响。

2.零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别?零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么?答:① 零件的等寿命疲劳曲线相对于材料试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离。

② 在相同变应力作用下,两者的失效规律并不总是相同的,因为零件疲劳曲线中疲劳破坏的范围增大了。

3.试说明承受循环变应力的机械零件,在什么情况下可按静条件强度计算?在什么情况下按疲劳强度条件计算?答:承受循环变应力的机械零件,当应力循环次数310N ≤时,按静强度条件计算;当极限应力点与疲劳极限应力曲线中的屈服曲线相交时,也按静强度计算。

机设辅导—第一讲 机械设计总论(极限应力)

机设辅导—第一讲 机械设计总论(极限应力)

a与 m的比值必须保持不变
• C点位于OA′E′O疲劳安全区时
σ • 疲劳极限应力点 C( rm , ra ) ——OC 射线与零件疲劳极限曲线的交点
a
AA ′
(0, 1) C(
rm
,
B
( 0
2
ra
)
B

,
0
2
)
E
(0, kN 1 ) 疲劳 安全区
E′
K
C( m , a )
塑性安全区
135°
S( s ,0)
• 无限寿命设计 • 有色金属和高强度合金钢没有无限寿命区
3.循环次数为N时的疲劳极限
• 疲劳曲线方程式
m rN
m rN
N N
m r
N
0
m r
N
0
C C'
• 循环次数为N时的疲劳极限
• 寿命系数
rN
m
N0 N
r
k N r
rN
m
N0 N
r
kN r
kN
m
N0 N
三、影响机械零件疲劳强度的主要因素
• 零件的屈服强度安全系数
S
σlim σ
σm ax σmax
rm ra m a
σS σm σa
[S ]
4. 平均应力为常数
m (或 m ) 常数
5. 最小应力为常数 min(或 min) 常数
1. 不同循环次数 N 时材料的疲劳曲线
在某种循环特性下,试验所得某种材料的极限应力和应力循环次数 的关系曲线如下
• 影响零件疲劳强度的主要因素:
应力集中、零件尺寸、表面状态
• 实际零件的疲劳极限要小于标准试件的疲劳极限

机械设计题库(含答案)---

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机械设计---2第一章机械设计总论习题三、选择填空:(1)对于受循环变应力作用的零件,影响疲劳破坏的主要因素是。

A、最大应力;B、平均应力;C、应力幅。

(2)塑性材料制成的零件进行静强度计算时,其极限应力为。

A、;B、;C、;D、。

(3)零件受对称循环应力时,对于塑性材料应取作为材料的极限。

A、材料的强度极限;B、材料的屈服极限;C、材料的疲劳极限;D、屈服极限除以安全系数。

(4)当三个相同的零件甲、乙、丙承受的是相同的,但应力的循环特性r分别为+1,0,-1,其中最易疲劳损伤的零件是。

(5)两圆柱体沿母线相压,载荷为F时,最大接触应力为,若载荷增大到2F时,最大接触应力变为。

A、; B、; C、; D、。

(6)由实验知,有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。

A、应力幅;B、平均应力;C、应力幅和平均应力。

(7)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。

A、变薄;B、增厚;C、不变。

(8)在外载荷不变的情况下,试判断下列零件上各点应力的变化特性(用应力循环特性系数表示):a)转动心轴,外径上的弯曲应力r为:b)推力球轴承滚动体上一点的接触应力,r为。

A、 r= +1;B、 r=-1;C、 r=-1;D、 0<r<+1;E、 -1<r<0。

(9)为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损,下列措施中,是不合理的。

A、降低表面粗糙度;B、增大润滑油粘度;C、提高表面硬度;D、提高相对滑动速度。

(10)采用含有油性和极压添加剂的润滑剂,主要是为了减少。

A、粘着磨损;B、磨粒磨损;C、表面疲劳磨损;D、腐蚀磨损。

(11)零件的工作安全系数为。

A、零件的极限应力比许用应力;B、零件的工作应力比许用应力;C、零件的极限应力比零件的工作应力;D、零件的工作应力比零件的极限应力。

(12)某截面形状一定的零件,当尺寸增大时,其疲劳极限值将随之。

A、增高;B、降低;C、不变;D、规律不定。

机械设计作业答案(1~6)教材

机械设计作业答案(1~6)教材

作业答案(第一章至第六章)第一章、绪论填空题1、标准化、系列化、通用化2、零件第二章机械设计总论一、填空1、原动机部分、传动部分、执行部分2、理论设计、经验设计、试验设计二、名称解释1、通用零件:各种机器都能应用的零件;专用零件:某一种或有一类机器使用的零件;方案设计:确定机器的原理性方案;技术设计:对机器进行详细设计,包括机器的装配图、零部件图等;纸上装配:对设计好的零部件安装机器零件在机器中的装配关系组成机器的装配图。

2、失效:机器零件不能完成该零件在机器中所承担的功能称为失效;刚度:零件的弹性变形不能超过准许的限度,其抵抗弹性变形的能力称为刚度;强度:零件在工作中不许断裂或永久性变形,其抵抗断裂或永久性变形的能力称为强度;可靠度:零件能够不出现失效的可靠性程度;浴盆曲线:零件的失效的概率和时间的关系的图形和浴盆的形状类似,该曲线称为可靠性曲线;计算安全系数:根据强度条件计算得到的安全系数为计算安全系数;设计安全系数:根据设计要求要满足的安全系数为设计安全系数。

三、简答题1、对机器的要求主要包括哪些方面?主要包括使用要求、经济型要求、安全性要求等2、机器的设计过程包括哪几个阶段?任务提出阶段、方案设计阶段、技术设计阶段和文件编制阶段3、机械零件的失效形式主要有哪些?包括断裂失效、过大残余变形失效、表面破坏失效、正常工作条件引起失效等4、设计机械零件时应满足哪些基本要求?寿命期限内避免失效(包括强度要求、刚度要求、寿命要求)、工艺性要求、经济性要求、可靠性要等5、什么是机械设计中的“三化”?标准化、通用化、系列化第三章、机械零件的强度一、名称解释1、循环特性r :变应力的最小应力与最大应力之比m axm in σσ=r 称为循环特性;对称循环:当r=-1时的循环称为对称循环;当r=0时的循环称为脉动循环;2、静强度:当零件的应力大小不发生变化时的强度称为静强度,通常将应力变化次数小于103次的零件强度称为静强度;疲劳强度:零件或材料在变应力作用下其应力在小于其屈服极限(对脆性材料为强度极限)下发生破坏,这时的零件的强度为疲劳强度;高周疲劳:循环次数在104以上时为高周疲劳;低周疲劳:循环次数在103-104之间时为低周疲劳;N -σ曲线:应力和循环次数来描述疲劳性质的曲线为N -σ曲线;等寿命曲线:在一定的循环次数下,疲劳极限的应力幅a σ和平均应力m σ的关系曲线称为等寿命曲线或称极限应力线图。

机械设计重点面试概念提问60题必背

机械设计重点面试概念提问60题必背

机械设计重点面试概念提问60题必背!!第一章绪论1.问:什么是零件?答:零件是组成机器的不可拆的基本单元,即制造的基本单元。

第二章机械设计总论2.问:一台完整的机器通常由哪些基本部分组成?答:原动机部分、执行部分和传动部分。

3.问:一般机器的设计程序通常由哪几个基本阶段构成?答:一部机器的设计程序基本上由计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段构成。

4.问:机械零件主要有哪些失效形式?答:机械零件的主要失效形式有:整体折断、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效等。

5.问:机械零件的常用设计准则是什么?答:大体有以下设计准则:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则等。

6.问:什么是机械零件的强度设计准则?答:强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度。

例如,对一次断裂来说,应力不超过材料的强度极限;对疲劳破坏来说,应力不超过零件的疲劳极限:对残余变形来说,应力不超过材料的屈服极限。

第三章机械零件的强度7.问:试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的?答:静应力只能在静载荷作用下产生,变应力可能由变载荷产生,也可能由静载荷产生。

8.问:疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?答:该假说是:在每一次应力作用下,零件寿命就要受到一定损伤率,当损伤率累积达到l00%时(即达到疲劳寿命极限)便发生疲劳破坏。

通过该假说可将非稳定变应力下零件的疲劳强度计算折算成等效的稳定变应力疲劳强度。

第四章摩擦、磨损及润滑概述9.问:何谓摩擦?答:当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动,或有相对滑动趋势时,在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力,这种现象叫做摩擦。

10.问:根据摩擦面间存在润滑剂的情况,滑动摩擦能分为几种类型的摩擦?答:分为干摩擦、边界摩擦(边界润滑)、流体摩擦(流体润滑)及混合摩擦。

11.问:一般零件磨损过程大致可分为哪三个阶段?答:一般零件磨损过程大致可分为磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。

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第一章绪论(1)组成机械的基本单元是什么?机械零件是组成机械的基本制造单元(2)何谓零件?何谓部件?零件是组成机器的不可拆的基本单元,即制造的基本单元。

一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为“部件”。

(3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明,本课程的研究对象是什么?通用零件:各种机械中经常用到的一般参数的零件,如螺钉,齿轮等专用零件:在特定类型的机器中才能用到的零件,如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨等本课程的研究对象:普通条件下工作,且具有一般参数的通用零件(4)什么叫在普通条件下工作,且具有一般参数的通用零件?试从你所学专业的机械设备中,对联接零件,传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。

普通工作条件无严格定义,通常指常温、常压、低速等。

一般参数也无严格定义。

国家标准《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》(GB/T1804-2000)中基本尺寸定义为0.5-4000mm,可以认为一般参数的零件的尺寸在0.5-4000mm之间。

连接零件:键、螺栓传动零件:带、齿轮轴系零件:滚动轴承、滑动轴承其他零件:弹簧、机座(5)为什么说本课程起着基础课与专业课之间的承前启后的作用?(6)在了解本课程的性质、内容和任务以后,总结本课程的特点和你所采取的学习方法。

第二章机械设计总论(1)对机器提出的主要要求包括什么?使用功能要求;经济性要求;劳动保护和环境保护要求;寿命与可靠性要求;其他专用要求等。

(2)机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析下列机械零件应满足的基本要求是什么:电动机轴,普通减速器中的齿轮轴,起重机吊钩,精密机床主轴.汽门弹簧。

农业机械中的拉曳链,联合收割机中的V带。

避免在预定寿命期内失效;结构工艺性要求;经济性要求;质量小要求;可靠性要求。

(3)设计机械的经济性要求包括哪些方面?a.零件本身的生产成本;b.尽可能采用标准化的零、部件以取代特殊加工的零、部件。

(4)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模式不同,其可靠度如何计算?在规定的使用时间(寿命)内和预定的环境条件下,机械能正常地完成其功能的概率。

机械零件的可靠度通过概率统计的方法计算。

(5)机械设计的一般程序怎样?计划阶段;方案设计阶段;技术设计阶段;技术文件的编制。

(6)机械零件的失效形式有哪些?针对这些失效形式相应建立的设计准则是什么?主要失效形式:整体断裂;过大的残余变形;零件的表面破坏;破坏正常工作条件引起的失效。

断裂断裂→强度准则过大的残余变形→刚度准则零件表面破坏→寿命准则破坏正常工作条件引起的失效→振动稳定性准则[与零件的工作条件相关,这只是一个例子](7)机械零件设计的一般步骤有哪些?1.根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构。

2.根据机器的工作要求,计算在零件上的载荷。

3.分析零件的可能失效形式,确定相应的设计准则。

4.根据零件的工作要求及对零件的特殊要求,选择适当的材料。

5.根据设计准则,确定零件的基本尺寸。

6.根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计。

7.进行校核计算。

8.画出零件的工作图,并写出设计说明书。

(8)机械零件的常用材料有哪些?这些材料各有何特点,适用在何种场合?金属材料:较好的力学性能、价格便宜、容易获得。

高分子材料:原料丰富、密度小,在适当的温度范围内有很好的弹性,耐腐蚀性好等,缺点:容易老化,阻燃性差,耐热性不好等。

陶瓷材料:硬度极高、耐磨、耐腐蚀性、熔点高、刚度大以及密度比钢铁低;缺点:断裂韧度低、价格昂贵、加工工艺性差等。

复合材料:较高的强度和弹性模量,而质量又特别小;缺点:价格贵,耐热性、导电性较差等。

(9)铸铁和钢的区别是什么?普通碳钢与优质碳钢的区别是什么?铸铁和钢的区别是含碳量不同,钢是含碳量为0.03%~2%;含碳量2%~4.3%的铁碳合金为铸铁。

普通碳素结构钢又称普通碳素钢,对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。

普通碳钢分为三类:甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。

乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。

特类钢(C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢,常用于制造较重要的结构件。

优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比,硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。

根据含碳量和用途的不同,这类钢大致又分为三类:①小于0.25%C为低碳钢。

②0.25~0.60%C为中碳钢。

③大于0.6%C为高碳钢。

(10)什么叫做合金钢,与碳钢相比有何优缺点?合金钢除含有普通碳钢的铁、碳外,根据性能需求还添加有其它合金元素,比如常见的铬、镍、钼、锰、硅等,以提高其机械性能,通常价格较普通碳钢高。

(11)选择机械零件材料时,通常考虑的机械性能、物理化学性能和工艺性能有哪些?•机械性能强度,硬度,耐磨性,冲击韧性,塑性•物理化学性能密度,导热性,导电性,导磁性,耐热性,耐酸性,耐腐蚀性性等•工艺性能易熔性,液态流动性,可塑性,可焊性,可加工性,可热处理性等(12)为节约原材料,尤其是节约贵重材料而选用廉价材料,可采取哪些具体措施?举例说明1.对材料进行热处理和表面处理,如为提高齿轮表面硬度,常对齿轮零件进行调质处理。

2.采用型材,如型钢焊接而成的机架。

3.采用组合结构,如蜗轮采用齿圈式组合结构(由青铜齿圈与铸铁轮芯组成)。

(13)选用机械零件材料时,应考虑的基本要求有哪些?1.使用性能要求2.工艺性能要求3.经济性(14)机械零件在进行结构没计时,主要应从哪些方面去考虑和改善它的结构工艺性?零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等几个生产环节加以综合考虑,工艺性是和机器生产批量大小及具体生产条件相关。

(15)机械设计中,为什么要实行零件和部件的标准化、系列化与通用化?你能举出一些标准化、系列化与通用化的零部件吗?1.能以最先进的方法在专门化工厂中对那些用途最广泛的零件进行大量、集中的制造,以提高质量,降低成本;2.统一了材料和零件的性能指标,使其能够进行比较,并提高了零件性能的可靠性。

3.采用了标准化结构及零、部件,可以简化设计工作、缩短设计周期,提高设计质量。

另外,也同时简化了机器的维修工作。

例如对同一结构、同一内径的滚动轴承,制造出不同外径及宽度的产品。

(16)我国现行的标准化有哪些?GB、JB、YB、QB、ISO和Γ0CT、DIN、JIS、BS各代表什么标准?我国目前实行四级标准体制:国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。

GB: 中国国家强制性标准JB: 中国机械行业(含机械、电工、仪器仪表等)强制性行业标准YB: 中国黑色冶金行业标准QB:中国轻工行业标准ISO:国际标准化组织标准Γ0CT:前苏联国家标准DIN:德国工业标准JIS:日本工业标准BS:英国国家标准(17)目前常用的现代机械设计新方法有哪几种?计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、并行设计、参数化设计等第三章 机械零件的强度(1)零件的名义载荷与计算载荷,两者之间的区别及其关系如何?名义载荷:根据额定功率,按力学公式计算出的载荷。

计算载荷:考虑载荷的时间不均匀性、分布的不均匀性以及其它影响因素对名义载荷进行修正得到的载荷,即载荷系数K ×名义载荷。

(2)何谓机械零件的强度?它可以分成哪两类?各举两个实例。

材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。

强度是衡量零件本身承载能力(即抵抗失效能力)的重要指标。

强度是机械零部件首先应满足的基本要求。

机械零件的强度分为静应力强度和变应力强度两个范畴。

静应力强度:机械零件在整个工作寿命期内应力变化次数少于103,如松螺栓连接、键连接等的强度计算。

变应力强度:轴向变载荷的紧螺栓连接的强度计算、齿轮的弯曲疲劳强度强度计算等。

(3)强度条件的一般形式有哪些?并说明式中各符号代表的意义。

根据许用应力建立的计算准则,通过判断危险截面的最大许用应力是否小于或等于许用应力:[]σσ≤[]ττ≤根据安全系数建立的计算准则,通过判断危险截面上实际的安全系数是否大于或等于许用安全系数:[]lim s s σσσσ=≥ []lim s s ττττ=≥(4)机械设计中常用的强度理论有哪几个?各适用于何种场合?静强度理论:静应力脆性断裂的强度理论:最大拉应力理论和最大伸长线应变理论屈服的强度理论:最大切应力理论和形状改变比能理论疲劳强度理论:变应力下的疲劳强度理论低应力下的脆断(断裂强度理论):低应力脆断(工作应力远小于许用应力)接触强度理论:齿轮接触疲劳强度计算、滚动轴承寿命计算。

(5)对零件的工作应力应如何进行分类?承受拉伸载荷的零件就一定产生拉伸应力吗?如果不是,试举例说明。

只要设定一个分类标准,就可以对任何集合进行分类,因此,不存在“对零件的工作应力如何进行分类”的问题。

承受拉伸载荷的零件不一定产生拉应力。

比如零件在做拉伸实验时,当零件达到屈服极限时,当载荷继续增加,零件中的拉应力并不增长(或增长不明显),此时增加的拉伸载荷在零件并未产生拉伸应力。

(6)稳定循环交应力的主要参数有哪些,它们的相互关系怎样?五个参数:max σ、min σ、m σ、a σ、r ,其中只有两个是独立的。

(7)变载荷下一定产生变应力,那么静载荷下也一定产生静应力吗?举例说明之。

不一定产,如旋转的轴上作用一集中力,而轴表面上任意一点的应力则是变应力。

(8)下列零件均受静载荷作用(见图),试判断零件上A 点的应力性质(拉、压、弯、扭或接触应力),是静应力还是变应力?应力变化的规律(即应力变化循环特性系数r 的大小或范围)及应力变化图(即σ-τ图)是怎样的?(a) 静应力,扭转剪切应力,1r =。

(b) 对称循环变应力,拉、压应力,1r =-。

(c) 不对称循环变应力,拉、压应力,11r -<<(d) 滚动体与套圈间的接触应力为脉动循环变应力,0r =(9)什么是材料的疲劳曲线?试用图线描述碳钢材料的疲劳曲线形状,说明应力循环次数N 与疲劳极限r σ的关系。

有色金属及高硬度合金钢的疲劳曲线又是怎样?金属材料的疲劳曲线(N σ-曲线)是取同一r 值、不同N 值时做试验得到的,它表示在给定应力比r 的条件下,应力循环次数N 与疲劳极限r σ的关系曲线。

曲线AB 使材料试件发生破坏的最大应力基本不变,或者说下降很小,此阶段是静应力强度的状况。

曲线BC 段,随着循环次数的增加,使材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降,这一阶段的疲劳破坏伴随着材料的塑性变形,此阶段称为低周疲劳。

曲线CD 段代表有限寿命阶段,在此范围内,试件经过一定次数的交变应力作用后总会发生疲劳破坏。

CD 段的曲线方程为()mrN C D N C N N N σ=≤≤。

D 点以后的线段代表了试件无限寿命阶段,即作用在试件上的变应力的最大应力小于D 点的应力,则应力无论变化多少次,材料都不会发生破坏。

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