机械设计习题 总论
机械设计总论习题
第一篇 总论试题一般可分三种类型：一是基本概念题，内容涉及面较广，涉及到机械零件设计概要（机械零件的主要失效形式、设计的基本要求、计算准则、设计方法及步骤、材料选用原则、标准化等）、机械零件的强度问题及摩擦、磨损和润滑的基本概念及机理；二是机械零件疲劳强度的计算；三是绘制零件的极限应力图，并用图解法求极限应力值，其中零件的疲劳强度计算与画极限应力图又往往是结合在一起的。
1. 图示40钢的极限应力线图。
已知用此材料制成的转动心轴，工作时危险截面最大弯曲应力2/110mm N b =σ，综合影响系数5.1=σK ，求轴的计算安全系数ca S 。
2. 在图示零件极限应力图上，工作点Ｃ和Ｄ为斜齿轮轴上两种应力工作点。
试在图中标出对应的极限应力点，并说明分别会出现什么形式的破坏？填空：1. 在交变应力中，应力循环特性是指_________的比值。
2. 在任一给定循环特性的条件下，表示应力循环次数Ｎ与疲劳极限rN σ的关系的曲线称为______，其高周疲劳阶段的方程为_________。
3. 材料对称循环弯曲疲劳极限21/300mm N =-σ，循环基数6010=N ，材料常数m=9，当应力循环次数510=N 时，材料的弯曲疲劳极限N 1-σ＝______2/mm N 。
4. 根据磨损机理，磨损可分为____、_____、_____和______。
5. 一个零件的磨损大致可以分为___磨损、____磨损、____磨损三个阶段，在设计或使用时，应该力求_______、______、________。
选择题：1. 图示极限应力图中，工作应力循环特性r=0.5，工作应力m 点位置如图所示，进行安全系数计算时，其材料的极限应力应取_____。
Ａ．1-σ；Ｂ．B σ；Ｃ．S σ2. 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3. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为_____。
机械设计各章习题答案
机械设计总论习题答案二、填空：（1），，。
（2）应力集中、绝对尺寸、表面状态。
（3）粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损。
（4）磨合、稳定、剧烈，缩短磨合期、延长稳定磨损期、推迟剧烈磨损的到来。
（5）整体断裂；表面破坏；变形量过大及破坏正常工作条件引起的失效。
（6）调查决策、研究设计、试制及投产销售。
（7）标准化、系列化、通用化。
（8）根据额定功率计算出作用于零件上的载荷F；计算载荷Fc；Fc=KF。
（9）判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用应力及判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于许用安全系数；；。
（10）低周循环；高周循环。
（11）有限寿命；无限寿命。
（12）非稳定变应力中作用时间最长和（或）起主要作用的。
（13）干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、液体摩擦。
（14）流体静力润滑、流体动力润滑及弹性流体动力润滑。
（15）温度；压力。
三、选择填空：（1）C （2）B （3）C （4）丙（5）B（6）A （7）B （8）B、C （9）D （10）A（11）C （12）B四、计算题：1、解：（1）作该零件的极限应力图。
常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。
（2）常数时，工作应力点在范围内，即：点，所以时首先发生疲劳破坏。
2、解：（1）零件的极限应力线图如图示。
工作应力点为，其相应的极限应力点为。
（2）该零件将可能发生疲劳破坏。
（3）该零件不安全。
3、解：可能发生疲劳失效。
时，应按疲劳进行强度计算；4、解：（1）（2）零件的极限应力线为。
（3）5、解：（1），作材料的简化极限应力图。
（2），，由和得：，图中：螺纹联接习题答案二、填空（1）大，中。
螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角，。
（2）摩擦防松，机械防松，铆冲防松。
双螺母，开口销，铆死、冲点。
（3）联接，传动。
（4）三角， 60， 1，螺纹公称直径，杆长。
（5）导程S和牙形角。
（6）螺栓、被联接件。
（7），；，（需注明式中各符号的意义）（8）残余预紧力与工作拉力。
第一篇机械设计总论参考答案资料
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。
机械设计作业集及答案(南昌航空大学)
。
A. 止动垫片 B.对顶螺母
C.串联钢丝
D.开口销
14. 在下列具有相同公称直径和螺距并采用相同配对材料的螺旋付中，传动效率最高的是
螺旋副。
A. 单线矩形
B. 单线梯形
C. 双线矩形
D. 双线梯形
15. 键联接的主要用途是使轴与轮毂之间
。
A. 沿轴向固定并传递轴向力
B. 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
3. 变应力特性可用五个参数中的任意
A. 一个
B. 两个
个来描述。
C. 三个
D. 四个
4. 下列四种叙述中， A. 变应力只能由变载荷产生
是正确的。 B. 静载荷不能产生变应力
C. 变应力是由静载荷产生
D. 变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产
生
5. 在进行疲劳强度计算时，其极限应力为材料的
A. 屈服极限
18. 平 键 联 接 能 传 递 的 最 大 扭 矩 为 T ， 现 要 传 递 的 扭 矩 为 1.5T ， 则
应
。
A. 把键长 L 增大到 1.5 倍
B. 把键宽 b 增大到 1.5 倍
C. 把键高增大到 1.5 倍
D. 安装一对平键
19. 为了不严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成
。
在具体设计时一般顺序是
。
A. b→a→c→d
B. b→c→a→d
C. a→c→b→d
D. c→d→b→a
28. 轴上装有一对平键时，若传递扭矩 T=150N·m，则验算强度时，仍可按一个平键来计算，
只要把传递扭矩改为
Nm。
A. 120
B. 100
C. 75
D. 50
机械设计习题集(全)
A 硬度 B 强度 C 刚度 D 工艺性
2-2 因为钢材的种类和热处理对弹性模量影响甚小，欲采用合金钢和热处理来提高零件的
( )并无实效。
A 硬度 B 强度 C 刚度 D 工艺性
2-3 静应力的循环特性 r=( )。
A -1 B 0 C 0.5 D 1
2-4 改变轴的支承位置时，轴的刚度( )。
A 增大 B 减小 C 不变 D 可能增大也可能减小
σe为____。
(A) 0.17 (B) 0.24 (C) 0.27 (D) 0.37
3-13 一零件由 20Cr制成,已知对称循环许用应力[σ -1]=95Mpaf零件的等效系数ψ σe=0.2.则脉 动循环许用应力[σ 0]为_____MPa. (A) 79.2 (B) 950 (C) 158.3 (D) 380
(A) 4.27 (B) 2.89 (C) 2.598 (D) 1.76
3-16 若材料疲劳曲线的指数m=9，则以对称循环应力σ 1 =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σ 2 =450MPa作用于零件_____次。
(A) 0.39×104
(B) 1.46×104
数为____次。 (A) 6.25×105
(B) 9.34×104
(C) 1.09×104
(D) 4.52×104
3-20 在应力变化过程中，如果周期、应力幅和平均应力有一个不相等，则称为( )． A 稳定变应力 B 非稳定变应力 C 脉动循环变应力 D 非对称循环变应力
3-21 对于受循环变应力作用的零件，影响其疲劳破坏的主要因素是( )。
问答题
3-33 疲劳曲线和极限应力图在表示材料极限应力方面的主要区别是什么?
机械设计习题1234解答----总论
润滑油中极性分子与金属表面吸附形成一层边界油膜
9. 润滑油油性是指 _____________________ ；
极压性是指 ________________________________.
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损、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 2.30
二. 填空题
min /max = -1
_________ .
1. -1代表变应力,其中 -1代表
对称循环 跑合
磨合 2.按一个零件的磨损过程，磨损可分为______磨损， 剧烈 磨损三个阶段; 稳定 磨损，________ ______
在设计使用时，应力求__________________
一圆轴的轴肩尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm.材 料为40CrNi，其强度极限为B=900MPa，屈服极限s = 750MPa.试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数 解：
k .
k 1 q ( 1)
1.由附图3-1经插值得钢材的敏感系数q
q 0.89
2.理论应力集中系数
⑤ 建立压力润滑油膜
12. 采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是 ① 为了减少_____.
① 粘附磨损;
② 磨粒磨损 ;
③减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中 ② 是不合理的. ____ ① 增大润滑油粘度; ② 提高相对滑动速度;
③ 提高表面硬度;
10. 为了在金属表面形成一层保护膜以减轻磨损, ③② 应在润滑油中加入_____.
① 抗氧化剂;
② 极压添加剂 ;
机械设计总论及螺纹连接-答案
《机械设计》作业一 —— 机械设计总论及螺纹连接姓名班级学号成绩一、填空题1、若一零件的应力循环特性r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时σm 为210N/ mm 2，σmax 为280 N/mm 2，σmin 为140 N/mm 2。
2、材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1 =300N/mm 2，循环基数N 0=106，寿命指数m=9，当应力循环次数N=105时，材料的弯曲疲劳极限 σ-1N =387.5N/mm 2。
3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是疲劳断裂，这种损坏的断面包括光滑区和粗糙区。
4、机械零件常见的失效形式有整体断裂、过大的残余变形、表面破坏、正常工作条件的破坏。
5、螺纹的公称直径是指螺纹的___大径__。
6、粗牙螺纹的定义是_同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹。
7、螺纹的升角是指螺纹中径处的升角,拧紧螺母时效率公式为)(v tg tg ρψψη+=。
8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用普通螺栓连接时，往往采用_____螺钉___连接或双头螺柱连接。
9、三角形螺纹主要用于联接，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。
10、螺纹连接常用的防松方法有摩擦防松、机械防松、破坏防松。
11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的阻力矩和螺母与被联接件支承面间的摩擦阻力矩。
12、计算螺栓强度时用螺栓的小径，分析螺纹的受力时用螺栓的中径。
13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有拉伸和扭转载荷联合作用。
因此，在截面上有拉应力和剪应力。
14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了避免螺栓受到偏心载荷。
15、螺栓强度等级标记6.6级，6⨯6⨯10=360MPa表示材料的屈服强度；螺母强度等级标记8级，8⨯100=800MPa表示材料的抗拉强度。
16、对于重要的联接不宜用小于M12-M16的螺栓主要是因为避免预紧时拧断螺栓。
机械设计习题(第八版)_有答案[1]
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第一章机械设计概论第二章机械设计总论1－8 零件的工作安全系数为____2_______。
（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。
1－9 机械零件的强度条件可以写成______3_____。
（1）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ（2）σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ（3）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ（4）σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ式中σ、τ是危险截面处的最大应力；[σ]、[τ]是许用应力；Sσ、Sτ是危险截面处的实际安全系数；[S]σ、[S]τ分别为正应力和切应力时的许用安全系数。
1－10 一直径d=18mm的等截面直杆，杆长为800mm，受静拉力F=36kN，杆材料的屈服点σs=360MPa，取许用安全系数[S]σ=1.8，则该杆的强度___3________。
（1）不足（2）刚好满足要求（3）足够1－11 一零件用45钢制成，工作时受静拉力，危险截面处的最大应力σ＝160MPa，材料的屈服极限为σs=360MPa，硬度200HBS，许用拉应力[σ]=225MP a，则该零件的许用安全系数[S]σ＝____3_______。
（1）1.13 （2）1.25 （3）1.60 （4）21－14 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的___2________。
（1）屈服点（2）疲劳极限（3）强度极限（4）弹性极限1－23 设计机器的方法大体上有几种？它们各有什么特点？1－25 机器设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本设计要求？1－33 什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？1－43 提高零件强度的措施有哪些？第三章机械零件的疲劳强度设计一、选择题3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为______1______MPa。
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总 论
一．是非题
1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。
（ ）
2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。
（ ）
3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。
（ ）
4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。
（ ）
5．在变应力中，当r = C （常数）时，σm /σa 是随时间变化的。
（ ）
6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。
（ ）
二．单项选择题
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 ）提高 （b ）降低
（c ）不变 （d ）提高或降低视处理方法而定
2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa ，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N 0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极
限为 MPa 。
（a ）300 （b ）428 （c ）500.4 （d ）430.5
3．零件的形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。
（a ）较高 （b ）较低 （c ）相同
4．变应力特性可用max σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意______来描述。
（a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ）四个
5．在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角θ= 45°，则该零件受的是 。
（a ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力
（c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力
6．下列四种叙述中______是正确的。
（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
7．零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之______。
（a）增高（b）降低（c）不变
8．两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为______。
（a）液体摩擦（b）干摩擦
（c）混合摩擦（d）边界摩擦
9．两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）液体摩擦（b）干摩擦
（c）混合摩擦（d）边界摩擦
三．填空题
1．影响机械零件疲劳强度的主要因素有、、及。
2．静应力由静载荷产生，变应力可由和产生。
3．在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生应力，也可能产生应力。
四．论述题
1、摩擦学是研究什么内容的一门学科？
2、简述磨损的主要几种形式。
3、设计机械零件时应满足哪些基本要求？
4、“机械设计”课研究的内容是什么？
5、零件的极限应力线图与材料试件的极限应力线图有和区别？在相同的应力变化规律
下，零件和材料试件的失效形式是否是相同的？为什么？
3、简述动压油膜形成的必要条件。
五．综合题
已知某钢材的机械性能为：σ-1= 500 MPa，σS= 1000 MPa，σ0= 800 MPa 。
由该材料制成的零件在工作中承受非对称循环变应力，其应力循环特性r = 0.3，工作应力σmax= 500 MPa，疲劳极限综合影响系数Kσ= 1.8 。
（1）试按比例绘制零件的疲劳极限应力线图；
（2）在图上标出工作应力点M及对应的极限应力点M ´，并计算安全系数S ca；
（3）若要求安全系数S =1.5，判断该零件的强度是否满足要求？。