机械设计复习内容及典型例题
机械设计复习题及答案
机械设计习题及答案第一篇总论第一章绪论一．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。
第二章机械设计总论一．选择题2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。
(1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有_____是专用零件。
(1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。
(1) 一个(2) 两个(3) 三个(4)四个2-4 零件的工作安全系数为____。
(1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。
(1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4)弹性极限二．分析与思考题2-1 一台完整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?2-2 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?2-3 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?2-4 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?2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么?2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，2-7 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．选择题3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。
机械设计总复习考试知识点
机械设计总复习考试知识点机械设计总复习⼀、填空题1、在V带传动中，带的型号是由计算功率和⼩带轮转速两个参数确定的。
2、在圆柱齿轮传动设计中，在中⼼距a及其他条件不变时，增⼤模数m，其齿⾯接触应⼒不变；齿根弯曲应⼒减⼩。
3、普通外圆柱螺纹联接的公称直径指的是螺纹的⼤径，计算螺纹的危险截⾯时使⽤的是螺纹的⼩径。
4、6312表⽰轴承内径为60mm，类型为深沟球轴承。
5、对⼀般参数的闭式齿轮传动，软齿⾯传动的主要失效形式为齿⾯疲劳点蚀，硬齿⾯传动的主要失效形式为轮齿折断。
6、在⼀般情况下，链传动的平均传动⽐为常数，瞬时传动⽐不为常数。
7、带传动主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏，其设计准则是在保证传动不打滑的前提下使带具有⾜够的疲劳强度。
8、链传动⽔平布置时，最好紧边在上，松边在下。
9、蜗杆传动的主要缺点是齿⾯间的相对滑动速度很⼤，因此导致传动的效率较低、温升较⾼。
10、转速与基本额定动载荷⼀定的球轴承，若将轴承的当量动载荷增加⼀倍，则轴承寿命将变为原来的1/8。
11、在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为⽆限寿命区；；当N＜N0时，为有限寿命区。
12、由于弹性滑动现象，使带传动的传动⽐不准确。
带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏。
13、按键齿齿廓曲线的不同，花键分为矩形花键和渐开线花键。
14、径向滑动轴承的条件性计算主要是限制平均压强、平均压强与轴颈圆周速度的乘积pv 和轴颈圆周速度v不超过许⽤值。
15、按受载情况不同，轴可分为⼼轴；转轴；传动轴。
16、螺纹的公称直径是⼤径，对外螺纹它是指螺纹⽛顶所在圆柱的直径。
17、对⼀般参数的闭式齿轮传动，软齿⾯传动的主要失效形式为齿⾯疲劳点蚀，硬齿⾯传动的主要失效形式为轮齿折断。
18、由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19、零件表⾯的疲劳是受到接触应⼒长期作⽤的表⾯产⽣裂纹或微粒剥落的现象。
20、键连接的主要类型有：平键、半圆件、楔键、切向件21、普通 V 型带共有七种型号，按传递功率⼤⼩依次排为： E 、D、C、B、A、Z 、Y ；22、轮齿的主要失效形式有：轮齿折断、齿⾯磨损、齿⾯点蚀、齿⾯胶合、塑性变形五种。
机械设计知识要点及典型例题
机械设计复习要点第一章1、 机器的基本组成要素是（机械零件）。
机械设计是研究（通用零件）2、 能区分通用零件和专用零件。
第二章1、简述常用零件的设计准则2、零件常见的失效形式：（ ）（ ）（ ）。
第三章1、 应力的种类r=-1的应力是（ ），r=0的应力是（ ）。
接触应力是（脉动）滚动轴承的动圈应力循环性质是近似（脉动） 2、 P22图3-1曲线中B,C 的数值。
3、 能根据给定的数据绘制材料或零件简化的极限应力图时。
（绘图，P25页公式3-6，背） 4、 单项稳定变应力时，三种情况；c c c r m ===min ,,σσ加载线的绘制。
P26页5、影响机械零件疲劳强度的因素主要有三个：应力集中、绝对尺寸和表面状态典型例题1、一钢制轴类零件的危险剖面承受=max σ200 MPa ，=min σ－100 MPa ，综合影响系数σK =2，材料的S σ＝400 MPa ，1－σ＝250 MPa ，0σ＝400 MPa 。
试：1）画出材料的简化极限应力线图，并判定零件的破坏形式。
2）按r=c 加载计算该零件的安全系数。
(1)材料的简化极限应力线图如题2-31解图所示5021002002minmax =-=+=σσσm MPa15021002002min max =+=-=σσσa MPa标出工作应力点M （100，150）如图所示。
材料的极限应力点为M 1点，零件的破坏形式为疲劳破坏。
(2) 计算安全系数25.04004002502201=-⨯=-=-σσσψσS =m a K σψσσσσ+-1=8.05025.01502250=⨯+⨯安全系数小于1，零件的疲劳强度不够。
第四章1、影响润滑油粘度的主要因素（ ）、（ ）。
温度升高，粘度（ ）2、一个零件磨损的三个典型阶段（ ）、（ ）、（ ）。
3、润滑脂的主要质量指标（锥入度）。
4、摩擦的种类：（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
第五章1、螺纹的公称直径是（ ）径。
机械设计考试题库及答案
机械设计考试题库及答案一、单项选择题1. 机械设计中，通常所说的“三传”是指（）。
A. 传动、传递、传送B. 传动、传递、转矩C. 传动、传递、转换D. 传动、传递、传递答案：B2. 机械设计中，齿轮传动的主要失效形式是（）。
A. 疲劳点蚀B. 塑性变形C. 磨损D. 断裂答案：A3. 在机械设计中，以下哪种材料通常不用于制造齿轮（）。
A. 钢B. 铸铁C. 塑料D. 铝答案：C4. 滚动轴承的基本额定寿命是指在额定动负荷作用下，轴承能够达到（）转数。
A. 90%B. 95%C. 97.5%D. 99%答案：C5. 机械设计中，轴的设计需要考虑的因素不包括（）。
A. 强度B. 刚度C. 稳定性D. 重量答案：D二、多项选择题1. 机械设计中，以下哪些因素会影响齿轮的寿命（）。
A. 材料B. 热处理C. 润滑D. 载荷答案：ABCD2. 机械设计中，以下哪些因素会影响轴承的寿命（）。
A. 轴承类型B. 轴承材料C. 轴承安装D. 轴承预紧力答案：ABCD3. 机械设计中，以下哪些因素会影响轴的稳定性（）。
A. 轴的直径B. 轴的材料C. 轴的支撑方式D. 轴的载荷分布答案：ABCD三、判断题1. 机械设计中，齿轮的模数越大，齿轮的承载能力越强。
（）答案：√2. 机械设计中，轴承的预紧力越大，轴承的寿命越长。
（）答案：×3. 机械设计中，轴的直径越大，轴的刚度越好。
（）答案：√四、简答题1. 简述机械设计中，为什么需要考虑齿轮的齿面硬度？答案：齿轮的齿面硬度直接影响齿轮的承载能力和寿命。
齿面硬度越高，齿轮的耐磨性越好，承载能力越强，从而可以提高齿轮的使用寿命和可靠性。
2. 简述机械设计中，轴承预紧力的作用是什么？答案：轴承预紧力的作用是提高轴承的刚度和精度，减少轴承的振动和噪音，防止轴承在运转过程中发生轴向或径向的移动，从而保证轴承的正常工作和延长其使用寿命。
五、计算题1. 已知一齿轮传动系统，齿轮1的齿数为20，齿轮2的齿数为40，求齿轮2的转速是齿轮1转速的多少倍？答案：齿轮2的转速是齿轮1转速的1/2倍。
机械设计复习题.
机械设计复习题.第1、2章平⾯机构的⾃由度和速度分析1. 什么是零件、构件、机构、机器、机械？它们有什么联系？⼜有什么区别？答：机器：通常将能够实现确定的机械运动，⼜能做有⽤功的机械功或实现能量、物料、信息的传递与变换的装置称为机器。
机构：只能实现运动和⼒的传递与变换的装置称为机器。
机械：机器和机构统称为机械。
零件：机器中每⼀个独⽴制造的单元体称为零件。
构件：机器中每⼀个独⽴运动的单元体称为构件。
2.何谓通⽤零件、专⽤零件？分别举例说明答：通⽤零件：各种机械中普遍使⽤的零件称为通⽤零件，如螺钉、轴、轴承等。
专⽤零件：在某⼀类型机械中使⽤的零件称为专⽤零件，如内燃机活塞、曲轴、汽轮机的叶⽚等。
3.何谓平⾯机构？何谓机构运动简图？有何⽤途？答：平⾯机构：所有构件都在同⼀个平⾯或平⾏平⾯内运动的机构称为平⾯机构。
机构运动简图：说明机构各构件间相对运动关系的简化图形称为机构运动简图。
⽤途：为了使问题简化，胡洛那些与运动⽆关的构件的外形和运动副的具体构造，禁⽤简单线条和符号来表⽰构件和运动副，并按⽐例定出各运动副的位置。
4.何谓运动副？运动副有哪些类型？各引⼊⼏个约束？⽤什么符号表⽰？答：运动副：这种使两构件直接接触并能产⽣⼀定相对运动的连接称为运动副。
转动副低副：两构件以⾯接触平⾯运动副（引⼊两个约束）移动副⾼副：两构件以点或线的形式接触运动副的类型（引⼊⼀个约束）空间运动副符号表⽰见课本P65.机构构件的组成有那⼏类？它必须具备什么条件？答：构件的组成：固定构件（机架）、原动件（主动件）、从动件△6. 什么是机构的⾃由度？如何计算？机构具有确定运动的条件是什么？答：⾃由度：构件的独⽴运动称为⾃由度H L PP F --=2n 3 构建具有确定运动的条件：F>0且F=原动件数7 . 什么是复合铰链？铰链数和构件数有何关系？什么是局部⾃由度？出现在哪些场合？什么是虚约束？⼀般出现在哪些场合？具体计算机构⾃由度时如何正确去掉局部⾃由度和虚约束？答：复合铰链：两个以上构件同时在⼀处⽤转动副相连接构成复合铰链。
机械设计期末总复习
。而过 O 点
的横向分力 Fx 对于轴承座又有两种作用，即：纯横向
力 Fx 和力矩 M hF cos 45。所以，该螺栓组受如图a)
中力 F 作用后，相当于三种典型螺栓组的受力模型同 时出现其中，即螺栓组同时受轴向载荷 Fy 、横向载荷
Fx 和翻转力矩 M ，如图b) 所示。
可能的失效形式有：①左侧螺栓由于所受载荷较大，
'
综合以上三方面计算，取
F ' 11000 N
2.计算螺栓的总拉力 F0
Cb F0 F F 11000 0.2 3990 11798 N Cb C m
'
3.确定螺栓直径
S 强度级别为6.6级，得 S 360 MPa， 3 所以
d1 4 1.3F0
的等效受力分析图。
F 显然， 在将移向 O
点的同时，必然有转矩
a 200 3 T F (b ) 1.3 10 (700 ) N mm 1.04 106 N mm 2 2 于是，就把问题转化为一受横向力 F 和转矩 T 联合作
用的螺栓组联接了。
在力 F 的作用下，托板有向下移动的趋势，每个螺栓
受力分析例题（1）
受力分析例题（2）
受力分析例题（3）
例1
用两个普通螺栓将轴承座与铸铁机架联接固定，如 图a)所示。已知轴承所受载荷 F 及中心高 h 。试对该 螺栓组进行受力分析，并说明该联接可能的失效形式有 哪些？
解：显然，对于螺栓组来说，力 F 可分解为过 O 点的
轴向分力
Fy F sin 45 和横向分力 Fx F cos 45
(1) 确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。 每个螺栓受到的轴向工作载荷
机械设计原理复习题及参考答案
机械设计原理复习题及参考答案《机械设计原理》课程复习资料一、判断题：1.V 带的工作表面是两侧面。
[ ]2.V 带的两侧面夹角一般是Φ0=340～380。
[ ]3.摆动导杆机构一定具有急回特性。
[ ]4.标准直齿圆柱齿轮的五个基本参数是：m、α、d、z、h。
[ ]5.齿轮齿顶圆直径 d=mz。
[ ]6.齿轮传动结构紧凑，工作可靠，使用寿命长，但传动效率低。
[ ]7.齿条是直线齿廓。
[ ]8.代号为6211滚动轴承是深沟滚动轴承。
[ ]9.带传动初拉力F0越大，带传递的功率越大。
[ ]10.带传动传动比准确、具有保护作用，就是传动效率较低。
[ ]11.带传动的滑动率ε=D2/D1。
[ ]12.带传动的弯曲应力只产生在带轮与带轮接触的包围弧上。
[ ]13.带传动的张紧用可增大中心距的方法。
[ ]14.带传动的最大正应力产生在带进入小带轮处。
[ ]15.带传动中紧边的应力为σ1+σc。
[ ]16.带工作时，带的上下两边所受的拉力称为初拉力。
[ ]17.弹性滑动是带在正常工作状态下，不可避免的一种现象。
[ ]18.构件是机器的运动单元体。
[ ]19.滚动轴承的外圈装在支座孔内，并与支座孔一起转动。
[ ]20.机构处于死点位置时其压力角α= 900 。
[ ]21.机构死点位置对工作都是不利的，处处要克服。
[ ]22.机构压力角应小于许用压力角。
[ ]23.机构中必有一个构件为机架。
[ ]24.尖顶从动件可使凸轮与从动件接触状态最好。
[ ]25.渐开线任一点的法线必切于基圆。
[ ]26.渐开线上各点处的压力角不相等，基圆处的压力角等于零。
[ ]27.渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：m1=m2=m，α1=α2=α。
[ ]28.紧键联接靠键的与轴毂键槽侧面的挤压来传递转动和转矩。
[ ]29.离心拉应力只产生在包围弧上。
[ ]30.利用凸轮槽进行的锁合是几何锁合。
（完整版）机械设计复习要点及重点习题
（完整版）机械设计复习要点及重点习题摩擦、磨损及润滑概述1、如何⽤膜厚⽐衡量两滑动表⾯间的摩擦状态？【答】膜厚⽐（λ）⽤来⼤致估计两滑动表⾯所处的摩擦（润滑）状态。
2/12221min)(q q R R h +=λ式中，min h 为两滑动粗糙表⾯间的最⼩公称油膜厚度，1q R 、2q R 分别为两表⾯轮廓的均⽅根偏差。
膜厚⽐1≤λ时，为边界摩擦（润滑）状态；当31～=λ时，为混合摩擦（润滑）状态；当3>λ时为流体摩擦（润滑）状态。
2、机件磨损的过程⼤致可分为⼏个阶段？每个阶段的特征如何？【答】试验结果表明，机械零件的⼀般磨损过程⼤致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。
1）磨合阶段：新的摩擦副表⾯较粗糙，在⼀定载荷的作⽤下，摩擦表⾯逐渐被磨平，实际接触⾯积逐渐增⼤，磨损速度开始很快，然后减慢；2）稳定磨损阶段：经过磨合，摩擦表⾯加⼯硬化，微观⼏何形状改变，从⽽建⽴了弹性接触的条件，磨损速度缓慢，处于稳定状态；3）剧烈磨损阶段：经过较长时间的稳定磨损后，因零件表⾯遭到破化，湿摩擦条件发⽣加⼤的变化（如温度的急剧升⾼，⾦属组织的变化等），磨损速度急剧增加，这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪声及振动，最后导致零件失效。
3、何谓油性与极压性？【答】油性（润滑性）是指润滑油中极性分⼦湿润或吸附于摩擦表⾯形成边界油膜的性能，是影响边界油膜性能好坏的重要指标。
油性越好，吸附能⼒越强。
对于那些低速、重载或润滑不充分的场合，润滑性具有特别重要的意义。
极压性是润滑油中加⼊含硫、氯、磷的有机极性化合物后，油中极性分⼦在⾦属表⾯⽣成抗磨、耐⾼压的化学反应边界膜的性能。
它在重载、⾼速、⾼温条件下，可改善边界润滑性能。
4、润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪⼏项？【答】润滑油的主要质量指标有：粘度、润滑性（油性）、极压性、闪点、凝点和氧化稳定性。
润滑脂的主要质量指标有：锥（针）⼊度（或稠度）和滴点。
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《机械设计》复习内容
第3章螺纹连接和螺旋传动
1、螺纹牙的截面形状有很多种，哪些适用于使用与连接，哪些适用于传动。
2、螺纹的计量单位如何？
3、螺纹连接有哪些基本类型，各适用的场合如何？
4、螺纹连接的防松措施有哪些？
5、提高螺纹连接件强度的措施有哪些？
6、螺栓组连接的计算（公式要记）
1）单个螺栓连接的强度计算：
（1）普通螺栓连接
松螺栓连接
只受预紧力的螺栓连接
承受预紧力和横向工作载荷的紧螺栓连接
承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接
（2）铰制孔螺栓连接
承受横向载荷
2）螺栓组的强度设计
（1）受横向载荷的螺栓组（两种情况：普通螺栓连接和铰制孔螺栓连接）
（2）受转矩的螺栓组连接（两种情况：普通螺栓连接和铰制孔螺栓连接）
（3）受轴向载荷的螺栓组（普通螺栓连接）
第4章键连接
1、键连接有哪些类型
2、普通平键的工作面是什么？
3、普通平键通常的失效形式是什么？
4、普通平键的键高和键长（即截面尺寸）如何选取？
5、普通平键的长度如何选取？
第5章带传动与链传动设计
1、带传动和链传动的特点各是什么？各应用在什么场合？
2、影响带传动性能的主要因素有哪些？是如何影响的？
3、带受哪些应力，什么位置的应力最大？
4、什么是弹性滑动，什么是打滑？他们之间的区别是什么？
5、控制小带轮的最小直径的原因是什么？
6、小带轮的包角控制在什么范围内？
7、带的主要失效形式是什么？设计准则？
8、根据什么选择带的型号？
9、链传动运动的不均匀的原因是什么？
10、影响链传动平稳性的因素是什么？采取什么措施来减少传动的振动和冲击
11、链传动的主要失效形式有哪些？
第6章齿轮传动设计
1、齿轮传动的失效形式
2、齿轮传动的设计准则（软齿面和硬齿面）
3、齿形系数与那个（些）因素有关
4、齿轮传动强度设计方法(齿面接触强度和齿根弯曲强度)
5、齿轮的受力分析和旋向的判定（直齿、斜齿、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆）
第7章蜗杆传动设计
1、蜗轮蜗杆传动的特点是什么？
2、什么是蜗杆直径系数，为何要引入该系数？
3、蜗杆分度圆的直径如何确定
4、蜗杆传动的失效形式和设计准则是什么？
5、蜗轮常采用的材料是什么？
6、蜗杆传动为什么要进行热平衡计算
第8章轴的设计
1、什么是转轴、心轴和传动轴
2、轴上零件的轴向定位方法和周向定位方法
3、按弯曲扭转合成计算轴的应力公式中各符号代表的意思是什么？如何来取？
4、轴的结构改错
第9章滑动轴承设计
1、滑动轴承表面的摩擦状态有哪几种
2、常用的轴瓦和轴承衬材料有哪些？
3、滑动轴承润滑中，油槽的开设
4、非液体摩擦滑动轴承设计中校核平均压强p和pv以及v的目的是什么？
5、液体润滑滑动轴承最小油膜厚度
6、形成液体动压润滑的条件是什么？影响其承载能力的因素有哪些？
第10章滚动轴承设计
1、什么是向心轴承、推力轴承和向心推力轴承，各自代表的类型有哪些？代号的表示。
2、滚动轴承的失效形式以及设计准则
3、什么是轴承的基本额定寿命
4、什么是滚动轴承基本额定动载荷和基本额定静载荷
5、什么是滚动轴承当量动载荷，计算方法。
6、滚动轴承寿命计算公式
7、角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向力的计算方法。
8、滚动轴承的支承结构形式，各自适用的场合？
9、滚动轴承的润滑和密封方式
第11章联轴器、离合器和制动器
1、联轴器和离合器的区别
2、联轴器分为哪三大类型，各自的适用场合是什么？每个类型的代表轴承有哪些？
3、常用的离合器有哪些？
200b MPa σ=典型例题
1. 一刚性凸缘联轴器用6个M10的绞制孔用螺栓（螺栓GB27-88）连接，结构尺寸如
图所示，两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235，性能等级5.6级。
试求：
1) 该螺栓组连接允许传递的最大转矩
2) 若传递的最大转矩不变，改用普通螺栓连
接，试计算螺栓最小直径。
（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系
数Kf=1.2）
螺栓材料Q235有：
500,300b s MPa MPa σσ==， 2.5, 1.25,2p S S S τσ===。
被连接件材料HT200有：
，2p S =
2.在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对70000AC 角接触球轴承。
已知Fr1=3500N,Fr2=1800N.斜齿圆柱齿轮的轴向力Fa=1000N ，载荷有轻微冲击。
试分别按题图中两种装配方案，计算两轴承的当量动荷载。
(fp=1.2)
（Fs=0.7Fr ，e=0.68,Fa/Fr>e,X=0.41,Y=0.87;Fa/Fr<=e,X=1,Y=0）
Fs1=0.7*3500=2450N
Fs2=0.7*1800=1260N
3、在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。
若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。
试决定：
1、 若要使Ⅱ、Ⅲ轴的轴向力抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋方向及
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向。
2、Ⅱ、Ⅲ轴上各啮合点处受力方向。
4.下图为双极斜齿轮圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图，齿轮用油润滑，轴承采用油脂润滑。
试分析轴系结构的错误，在有错误的标号，说明原因并提出整改方法。