机械设计习题
机械设计基础习题及答案
机械设计基础习题及答案Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。
( )2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。
( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。
( )4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。
( )5．带传动中，打滑现象是不可避免的。
( )6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。
( )7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。
( )8．平键的工作面是两个侧面。
( )9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。
( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。
（）11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。
( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。
( )13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。
( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。
( )15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。
( )16．周转轮系的自由度一定为1。
( )17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。
( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。
( )19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。
( )20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。
( )二、填空题1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。
2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为。
3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的加以限制。
4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。
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《机械设计》试题B 标准答案一、填空（每空1分，共20分）1．当所受轴向载荷通过（ 螺栓组形心 ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ 轴向工作拉力 ）相等。
2．从结构上看，带轮由（ 轮毂 ）、轮辐和（ 轮缘 ）三部分组成。
3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中， 以（ 节点 ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ 圆柱体 ）相接触的模型。
4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ 矩形 ）花键和（ 渐开线 ）花键。
5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ 双螺母等 ）和（ 防松垫圈等 ）。
6．疲劳曲线是在（ 应力比 ）一定时，表示疲劳极限γNσ与（ 循环次数 ）之间关系的曲线。
7．理论上为（ 点 ）接触或（ 线 ）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。
8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（ 齿面的磨粒磨损 ）和（ 断齿 ）。
9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（ 速度 ）和（ pv 值 ）不超过许用值。
10．在类型上，万向联轴器属于（ 无弹性元件的挠性 ）联轴器，凸缘联轴器属于（ 刚性 ）联轴器。
二、选择填空（每空1分，共10分）1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ 3 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ 2 ）。
（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损； （4）磨粒磨损。
2．在通过轴线的截面内，（ 1 ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（ 3 ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。
（1）阿基米德蜗杆； （2）法向直廓蜗杆；（3）渐开线蜗杆； （4）锥蜗杆。
3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ 4 ）；其表面接触疲劳强度主要取决于（ 1 ）。
（1）中心距和齿宽； （2）中心距和模数；（3）中心距和齿数； （4）模数和齿宽。
4、对于径向滑动轴承，（ 1 ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ 3 ）轴承必须成对使用。
(完整版)机械设计课后习题答案
第一章绪论（1）1-2 现代机械系统由哪些子系统组成, 各子系统具有什么功能？（2）答: 组成子系统及其功能如下:（3）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（4）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
第二章执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置, 或对作业对象进行检测、度量等, 按预定规律运动, 进行生产或达到其他预定要求。
第三章控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作, 并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第四章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时, 由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂, 如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限, 零件产生塑性变形。
（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词: 静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答: 静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力, 可以由变载荷产生, 也可由静载荷产生。
（1）2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？（2）答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题, 其基本原则如下：①材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答: 衡量润滑油的主要指标有: 粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。
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机械设计习题第一章机械设计概述思考题1.1 一部完整的机器由哪几部分组成?1.2 设计机器时应满足哪些基本要求?1.3 设计机械零件时应满足哪些基本要求?1.4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系? 常用的计算准则有哪些? 它们各针对什么失效形式?1.5 什么叫机械零件的可靠度?它与零件的可靠性有什么关系? 机械零件的可靠度与失效率有什么关系?1.6 机械零件的设计计算有哪两种方法? 它们各包括哪些内容? 各在什么条件下采用?1.7 机械零件设计的一般步骤有哪些? 其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用? 为什么?1.8 选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能? 合理选择零件材料的原则是什么?1.9 机械设计时为什么要考虑零件的结构工艺性问题? 主要应从哪些方面来考虑零件的结构工艺性?1.10 什么是标准化、系列化和通用化?标准化的重要意义是什么?1.11 机械设计方法通常分哪两大类?简述两者的区别和联系。
1.12 什么是传统设计方法?传统设计方法又分哪3种? 各在什么条件下被采用?1.13 什么是现代设计方法?简述现代设计方法的特点。
第四章带传动思考题4.1 按工作原理的不同，带传动的主要类型有哪些?各自适用于什么场合?4.2 V带传动为什么比平带传动的承载能力大?4.3 影响带传动承载能力的因素有哪些? 如何提高带传动的承载能力?4.4 什么是弹性滑动? 什么是打滑? 它们对带传动有何影响? 是否可以避免?4.5 一般情况下，带传动的打滑首先发生在大带轮上还是小带轮上? 为什么?4.6 简述V带传动的极限有效拉力F elim与摩擦系数f，小带轮包角α1及初拉力F0之间的关系。
4.7 分析带传动工作时带截面上产生的应力及其分布，并指出最大应力发生处。
4.8 简述带传动的主要失效形式和设计准则。
4.9 机械传动系统中，为什么一般将带传动布置在高速级?4.10 如何确定小带轮的直径?4.11 为什么V 带剖面的楔角为40°，而带轮的槽角则为32°、34°、36°或38°? 4.12 试说明公式L K K P P P α)(00'0∆+=中各符号的含义。
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第二章静力学习题一、判断题：（正确的画“√”，错误的画“×”。
）1. 物体之间有作用力就必有反作用力。
（√）2. 作用在刚体上的力可以沿其作用线移动，也可以平行移动，不会改变对刚体的作用效果。
（平行移动将会产生附加力偶）（×）3. 力偶的作用效果与矩心无关。
（√）4. 二力杆件一定处于平衡状态。
（√）5. 合力一定大于分力。
（不一定）（×）6. 力偶可以用一个力来平衡。
（力偶与力不能互相平衡）（×）7. 刚体属于假想的力学模型，实际中是不存在的。
（√）8. 两个力在同一轴上的投影相等。
则此两力一定相等。
（×）二、选择题：（B）1. 合力对某点之矩，等于各分力对该点（）。
A 之矩B 之矩的代数和C 之矩的矢量和(C)2. 车刀在方刀架上的固定方式可以看成是（）约束。
A 柔性B 光滑接触C 固定端D 铰链(B)3. 刚体受平面任意力系的作用而平衡时，各力对刚体上的（）上的力矩代数和等于零。
A 特定点B 任意点C 坐标原点D 重心处(A)4. 由两个大小相等，方向相反的平行力组成的力系称为（）。
A 力偶B 力矩C 力偶矩(C)5. 作用于刚体上的一个力偶，若使其在作用平面内移动，其结果（）。
A 使刚体平移B 将改变力偶矩的大小C 不改变对刚体的作用效果6. 可以将一个力分解为预先指定方向的两个分力，各个分力是 (C) 。
也可以将一个力投影到平面直角坐标系的两个坐标轴上，力的投影是 (A) 。
A 标量B 代数量C 矢量三、填空题：1. 二力平衡中的两个力是作用在同一物体上的；作用力与反作用力是分别作用在两个相互作用的物体上的。
2. 力是物体间的相互作用，这种作用是使物体的运动状态或形状发生改变的原因。
力的三要素是力的大小、力的方向和作用点。
3. 在静力学中，力不仅可以沿其作用线移动，也可以作平移，移动到新点后，还应附加一个力偶，该附加力偶的力偶矩等于原来的力F对新作用点的矩，其方向与原来的力F对新作用点的矩相同。
机械设计习题库(含参考答案)
机械设计习题库（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、机构具有相对运动的条件是（）A、机构的自由度数目小于主动件数目B、机构的自由度数目大于主动件数目C、机构的自由度数目大于等于主动件数目D、机构的自由度数目等于主动件数目正确答案：D2、杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是（）机构A、双曲柄B、双曲柄或双摇杆C、双摇杆D、曲柄摇杆正确答案：B3、驱动力与运动方向的夹角为压力角，驱动力与径向方向的夹角为传动角，二者之和是( ).A、90°B、60°C、30°D、60°正确答案：A4、在高速运转的情况下，下列哪种轴承可以代替推力轴承？（）A、润心球轴承B、滚针轴承C、圆锥滚子轴承D、向心球轴承正确答案：D5、对于i12=n1/n2说法最正确的是( )A、表示圆柱齿轮传动比B、1为主动轮，2为从动轮C、表示蜗杆蜗轮传动比D、表示圆锥齿轮传动比正确答案：B6、浇铸巴氏合金轴瓦首先清理轴瓦基体然后对轴瓦基体浇铸表面（）A、镀铬B、镀铜C、镀锡D、镀锌正确答案：C7、以下哪个不是滚动轴承的结构特征（）？A、接触角B、偏转角C、游隙D、偏移角正确答案：B8、基本周转轮系是由（）构成。
A、行星轮、惰轮和中心轮B、行星轮和中心轮C、行星轮、行星架和中心轮D、行星轮、惰轮和行星架正确答案：C9、蜗杆传动的精度有（）个等级A、12B、7C、8D、9正确答案：A10、轴的结构形状和尺寸应尽量满足加工、装配和维修的要求。
为此常采用的措施（）①当某一轴段需车制或磨销加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽；②轴上所有鏪槽应沿轴的同一母线布置；③为了便于所有轴上零件的装配和去除毛刺，轴端及轴肩一般均应制45度的倒角。
过盈配合轴段的装入端加工出半锥圆角为30度的导向锥面；④为便于加工，应使轴上直径相近的圆角、倒角、键槽和越程槽等尺寸一致A、①②③B、①③C、①②③④D、②④正确答案：C11、我国国家标准规定的标准压力角为( )A、60°B、90°C、20°D、30°正确答案：C12、根据轴的载荷性质分：（）①心轴②传动轴③转轴A、①②③B、①③C、②③D、①②正确答案：A13、铰链四杆机构中，与机架相连，并能实现360°旋转的构件是（）A、摇杆B、机架C、曲柄D、连杆正确答案：C14、常见的推力滑动轴承有实心、空心、（）、多环。
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第一章机械设计总论思考题1－1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成？1－2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段？每个阶段的主要工作是什么？1－3 作为一个设计者应具备哪些素质？1－4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么？1－5 机械设计课程有哪些特点？学习中应注意哪些问题？1－6 什么是失效？什么是机械零件的计算准则？常用的计算准则有哪些？1－7 什么是校核计算？什么是设计计算？1－8 什么是名义载荷？什么是计算载荷？为什么要引入载荷系数？1－9 静应力由静载荷产生，那么变应力是否一定由变载荷产生？1－10 什么是强度准则？对于零件的整体强度，分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么？1－11 在计算许用应力时，如何选取极限应力？1－12 什么是表面接触强度和挤压强度？这两种强度不足时，分别会发生怎样的失效？1－13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么？这些准则得不到满足时，可能的失效形式是什么？1－14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度，是否也可以提高零件的刚度？1－15 什么是机械零件的“三化”？“三化”有什么实际意义？1－16 机械零件的常用材料有哪些？设计机械零件时需遵循哪些原则？第二章机械零件的疲劳强度设计思考题2－1 什么是疲劳破坏？疲劳断口有哪些特征？2－2 变应力有哪几种不同的类型？2－2 什么是疲劳极限？什么是疲劳寿命？2－4 什么是疲劳曲线？什么是极限应力图？用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题？2－5 什么是有限寿命设计？什么是无限寿命设计？如何确定两者的极限应力？2－6 塑性材料和脆性材料的σm－σa极限应力图应如何简化？2－7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么？它们是否对应力幅和平均应力均有影响？2－8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm－σa极限应力图？2－9 机械零件受恒幅循环应力时，可能的应力增长规律有哪几种？如何确定每种规律下的极限应力点？如何计算安全系数？2－10 什么是Miner 法则？用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题？2－11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数？习 题2－1 已知：45钢的σ－1＝270MPa ，寿命指数m=9，循环基数N 0＝107。
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第十二章例1'：设某蜗杆减速器的蜗轮轴两端采用混合摩擦润滑径向滑动轴承支撑。
已知：蜗杆转速n=60r/min，轴材料为45钢，轴径直径d=80mm，轴承宽度B=80mm，轴承载荷F=80000N，轴瓦材料为锡青铜ZCuSnP1 ([p]=15MPa，[v]=10m/s，[p.v]=15Mpa·m/s)，试校核此向心滑动轴承。
作业：1补1'有一采用混合摩擦润滑径向滑动轴承。
已知：轴径直径d=60mm，轴承宽度B=60mm，轴瓦材料为铝青铜ZCuAl10Fe3 ([p]=15MPa，[v]=4m/s，[p.v]=12Mpa·m/s)，试求：（1）当载荷F=36000N，转速n=150r/min时，此轴承是否满足液体润滑轴承使用条件？（2）轴允许的最大转速n？（3）当轴的转速n=900r/min时，允许的载荷F max为多少？（4）当载荷F=36000N，轴的允许转速nmax为多少？1. 验算滑动轴承最小油膜厚度h min的目的是。
A. 确定轴承是否能获得液体润滑B. 控制轴承的发热量C. 计算轴承内部的摩擦阻力D. 控制轴承的压强P2. 在图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有。
1 A2 BE3.巴氏合金是用来制造。
A. 单层金属轴瓦B. 双层或多层金属轴瓦C. 含油轴承轴瓦D. 非金属轴瓦4.在滑动轴承材料中，通常只用作双金属轴瓦的表层材料。
A. 铸铁B. 巴氏合金C. 铸造锡磷青铜D. 铸造黄铜5.液体润滑动压径向轴承的偏心距e随而减小。
A. 轴颈转速n的增加或载荷F的增大B. 轴颈转速n的增加或载荷F的减少C. 轴颈转速n的减少或载荷F的减少D. 轴颈转速n的减少或载荷F的增大6.不完全液体润滑滑动轴承，验算是为了防止轴承。
A. 过度磨损B. 过热产生胶合C. 产生塑性变形D. 发生疲劳点蚀3 B4 B5 B6 B7. 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin 不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是。
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8005.12==
=v F e N
11002/8007002/01=+=+=e F F F N 3002/8007002/02=-=-=e F F F 六、结构分析题 I －30答：
①和②处加键；③和④处加轴肩；⑤和⑥处套筒和轴肩尺寸应减小；⑦处齿轮不能保证夹紧；⑧处应加调整片；⑨处是否加轴端档圈，由半联轴器的结构而定；轴承是否应改为角接触球轴承，由齿轮轴向力大小而定。
改正图从略。
题解Ⅰ—30图
↑→↑→ε1z
↓→↑→m z 1
15-4作业 .88
1.0809.21=⨯+⨯=+=-m a K S τψττττ
58
.285.87.285.87.22
22
2=+⨯=+⋅=τστσS S S S S ca
5.1=S S S ca
>=58.215—
19 答： ①处两轴承应当正装；②处应有间隙并加密封圈；③处应有轴肩；④处键不能伸入盖端，轴的伸出部分应加长；⑤处齿轮不能保证夹紧；⑥处应有轴肩定位；⑦处应加调整片；⑧处套筒直径应减小，以便拆轴承。
改正图从略。
题解15—19图
15—20 解：
1、何谓带传动的弹性滑动和打滑？二者的性质有何不同？
带在紧边和松边时弹性伸长量不同，因此必然在包角范围内产生收缩或伸长，带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动是带的弹性滑动，打滑是一种全面的相对滑动。
弹性滑动是带传动固有特性。
打滑是一种失效形式。
2、什么是链传动的多边形效应？链的节距、链轮转速、链轮齿数对多边形效应有何影响？
当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合形成了多边形，当主动轮匀速转动时，由于主、从动轮相位角不断变化，链速和从动链轮转速不断变化，导致链传动瞬时传动比变化，这种现象称为链传动的多边形效应。
影响链传动的主要因素有：链节距、转速和齿数。
链的节距越大、链轮速度高、齿数越少，则链传动的多边形效应越显著。
3、齿轮强度计算的载荷系数中，包含了哪几项系数，分别什么含义？
:工况系数,考虑了传动的外部原因如原动件和工作机等造成的影响.
:动载系数,考虑了齿轮制造误差造成的影响.
:齿向载荷分布系数,考虑了载荷沿齿宽方向分布的不均匀造成的影响.
:齿向载荷分配系数,考虑了同时啮合的各对齿间载荷分配不均造成的影响.
参考教材图5－25，推导出公式（5－32）。
Ⅰ—25 解：
题解Ⅰ—25图
五、计算题 Ⅰ—26 解：
N 19681640200
200
402211=⨯+=+=
re r F L L L F N 3281968164012-=-=-=r re r F F F N 1338196868.068.011=⨯==r d F F
N 22332868.068.022=⨯==r d F F
∵ 12N 1043223820d d ae F F F <=+=+ ∴ N 133811==d a F F
N 518820133822=-=-=ae d a F F F
题解Ⅰ—26图
I －27解：
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