现代机械设计方法(答案)
(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。
机械设计习题及答案
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。
机械设计考试题库(带答案)
机械设计模拟题20 分〕一、填空题〔每题 2 分，共1、机械零件的设计方法有理论设计经历设计模型试验设计。
2、机器的根本组成要素是机械零件。
3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。
4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合材料锁合连接5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。
6、可拆联接是指不需破坏中的任一零件就可拆开的连接。
7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。
8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。
9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。
10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。
11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。
12、螺纹联接的根本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。
13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。
14、螺纹预紧力过大会导致整个的构造尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。
15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。
16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。
17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。
18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。
19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。
20、销按用途的不同可分为定位销连接销平安销。
21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。
22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。
23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。
24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
25、转轴是指工作中既承受弯矩又受扭矩的轴。
26、心轴是指只受弯矩不承受扭矩的轴。
27、传动轴是指只受扭矩不受弯矩的轴。
28、轴上零件都必须进展轴向和周向定位。
机械设计课后答案
解：解：解：第三章3-1 螺纹按牙形不同分有哪几种？各有何特点？各适用于何种场合？答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。
特点及应用：普通螺纹是米制三角螺纹，牙型角 a=60，因牙型角较大，故当量摩擦系数也较大，自锁性能好，主要用于联接。
管螺纹是英制三角螺纹，牙型角 a=55度。
它有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹之分，常用圆柱管螺纹。
这种螺纹联接常用于高温、高压及紧密性要求较高的管与管的联接中。
矩形螺纹牙型为正方形，牙型角 a=0度，因牙型角小，当量摩擦系数小，传动效率高，故常用于传动。
梯形螺纹牙型呈梯形，牙型角 a=30度。
因牙型角较小，所以传动效率较高，对中性较好，故为应用较多的传动螺纹。
锯齿形螺纹牙型呈锯齿形，工作面牙侧角。
传动效率高，牙根强度高。
因只有一个工作面，故多用于承受单方向轴向力的场合。
3-2 螺栓、双头螺柱和螺钉在应用上有何不同？答：螺栓有普通螺栓和铰制孔螺栓两种。
普通螺栓常用于被联接件比较薄，能够放置螺母及需要经常拆卸的场合。
铰制孔螺栓在承受横向载荷或（和）转矩以及需精确固定被联接件的相对位置时常采用铰制孔螺栓。
双头螺柱被联接件之一太厚不宜制成通孔，无法放置螺钉头，材料较软且需经常拆装时宜采用双头螺柱。
螺钉被联接件之一太厚，无法放置螺母，不需经常拆装的场合。
3-3 为何螺纹联接通常要采用防松措施？防松方法有哪些？答：螺纹联接在冲击、振动、变载荷或高温环境下，将使螺旋副的摩擦力减小或瞬间消失，经多次重复后，最终导致联接松脱。
因此，设计时应采取有效的防松措施。
防松方法有摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。
3-4 为什么大多数螺纹连接都要拧紧？拧紧力矩要克服哪些力矩？答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此大多数螺纹联接都要拧紧。
拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。
3-5 提高螺栓联接强度的措施有哪些？答：提高螺栓联接强度的措施有：1 ．降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；2 ．改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象；3 ．减小应力集中的影响；4 ．避免附加弯曲应力；5 ．采用合理的制造工艺方法。
机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121M P a33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计终极版（有答案）
机械设计终极版（有答案）页眉内容1第一篇一、复习思考题1.机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？2．什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。
3.设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。
螺纹联接习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案）1. 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。
A . 好B. 差C. 相同D. 不一定2. 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。
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. 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦因数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。
A. 螺距和牙型角B . 升角和头数 C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4. 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用螺纹。
A . 升角小，单线三角形 B. 升角大，双线三角形 C. 升角小，单线梯形 D. 升角大，双线矩形5. 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。
A . 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹6. 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A. 必受剪切力作用B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D . 既可能受剪切，也可能受挤压作用7. 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。
A. 1.1B . 1.3C. 1.25D. 0.38. 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。
A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D . 螺栓受拉伸与扭转作用9. 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。
A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副 C . 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10. 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。
机械系统设计课后答案
机械系统设计课后答案机械系统设计课后答案【篇一：机械系统设计习题(有答案版)】：具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。
2、机械系统的组成：1、动力系统。
2、执行系统。
3、传动系统。
4、操纵、控制系统。
5、支承系统。
6、润滑、冷却与密封系统。
3、产品设计类型：完全创新设计、适应性设计、变异性设计。
4、机械系统的设计要求：功能、适应性、可靠性、生产能力、使用经济性、成本六方面的要求。
5、产品的产生过程分哪几个阶段？产品策划---产品设计---产品生产---产品运转---产品报废或回收。
6、产品的设计过程分哪几个阶段？功能原理方案设计阶段---结构总体设计阶段---技术设计阶段第二章机械系统总体设计1、功能原理方案设计步骤设计任务-求总功能-总共能分解-寻求子功能解-原理解功能-评价与决策-最佳原理方案2、什么是“黑箱法”：根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。
3、功能元、功能结构功能元：在一个系统中，总功能可以分解为一些分功能，其中可以分解到最低层次的分功能，并且分解到最后不能再分解的基本功能单位叫做功能元。
功能结构：将总功能分解为分功能，并相应找出实现各分功能的原理方案，从而简化了实现总功能的原理构思。
反之，同一层次的功能单位组合起来，应能满足上一层次功能的要求，最后组合成的整体应能满足总功能的要求。
这种功能的分解和组合关系称为功能结构。
4、机械系统总体参数包括哪些性能参数、结构参数、尺寸参数、运动参数、动力参数。
5、七个标准公比为：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。
第三章执行系统设计1、执行系统的组成：由执行末端和与之相连的执行机构。
机械专业考研复试题及答案
机械专业考研复试题及答案机械专业考研复试试题及答案一、简答题1. 简述机械设计中的可靠性设计原则。
答案：可靠性设计原则主要包括以下几点：(1) 明确设计目标，确保产品满足使用要求；(2) 采用成熟的技术和设计方法；(3) 进行合理的材料选择和结构设计；(4) 考虑环境因素对产品性能的影响；(5) 进行充分的试验和验证。
2. 描述机械制造过程中的质量控制方法。
答案：机械制造过程中的质量控制方法主要包括：(1) 制定严格的工艺流程和操作标准；(2) 采用先进的检测和测量技术；(3) 实施过程监控和数据分析；(4) 进行定期的质量检查和评审；(5) 建立质量反馈和改进机制。
二、论述题1. 论述现代机械设计方法与传统机械设计方法的区别。
答案：现代机械设计方法与传统机械设计方法的主要区别在于：现代方法更加注重计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）的应用，强调多学科交叉和系统化设计，注重设计过程中的创新和优化。
而传统方法则更多依赖于经验设计，设计过程较为繁琐，缺乏系统性和创新性。
2. 分析机械制造自动化对机械制造业的影响。
答案：机械制造自动化对机械制造业的影响主要体现在：(1) 提高生产效率，缩短生产周期；(2) 减少人工成本，降低生产成本；(3) 提高产品质量和一致性；(4) 增强企业竞争力，扩大市场份额；(5) 促进新技术、新工艺的开发和应用。
三、案例分析题1. 某机械制造企业在生产过程中发现产品合格率下降，分析可能的原因及解决措施。
答案：产品合格率下降的可能原因包括：(1) 设备老化或维护不当；(2) 原材料质量不稳定；(3) 工艺流程存在缺陷；(4) 操作人员技能不足或疏忽大意；(5) 质量控制体系不健全。
解决措施包括：(1) 加强设备维护和更新；(2) 严格原材料检验和供应商管理；(3) 优化工艺流程，提高工艺水平；(4) 加强员工培训，提高操作技能；(5) 完善质量管理体系，加强过程控制。
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绪论
1. 设计活动的特征有哪些？
时空性、物质性、需求性、创造性、过程性
2. 试比较传统设计和现代设计的区别？
传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。
3. 简述现代设计方法的主要内容和基本特点。
主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。
设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。
现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性
设计方法学
1. 设计过程包括哪几个阶段？
计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段
2. 常用的创造性技法有哪些？
智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类
3. 运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？
1. 相似三定理的内容和用途各是什么？
相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则内容：
第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量；
第二定律：某个现象的物理量总数为n,量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则n i, n 2, , , , ,，n n-k之间的关系，即
fpTi，TT2打"打TT n k] = 0
第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条
件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。
用途：
第一定理：介绍相似现象的属性；第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，
也称n;
第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。
2. 相似准则的导出方法及基本依据是什么？导出方法：方程分析法、量纲分析法
基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的
3. 相似准则有哪些特点和性质？
如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相
同的无量纲形式解。
出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合
数对应相等。
4. 白炽灯的功率为其主要技术参数。
现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计
六种型号。
试确定其功率系列（将计算值按0.5圆整）
解：
四、有限单元法
1. 试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。
核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求
解
基本思路：
“分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的
行为加以描述。
“和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条
件进行求解。
三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析
2. 单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？
单元刚度矩阵表示了单元抵抗变形的能力，即表示了节点位移与节点力之间的关系。
对称性、奇异性、分块性质
五、最优化设计
1. 某工厂生产一批金属工具箱，要求工具箱的体积为0.5M2,高度不低于0.8M，试
写出耗费金属板面积为最小的优化设计数学模型。
解：设金属箱的高度为x
那么0.8*x=0.5
得出x=0.625m。
2. 一薄铁板宽20cm。
现欲将其两边折起支撑一个具有梯形断面的槽板，试写出如何确定梯
形侧边长度及底角角度可获得槽板的梯形断面面积最大的优化设计数学模型。
届祸仝土珂—号7友沟££«蓉＞
3. 已知一跨距为I、截面为矩形的简支梁，其材料密度为p,容许弯曲应力为【①w
容许挠度为【f】在梁的中点作用一集中载荷P,梁的截面宽度b不得小于b min
现对此梁进行优化设计使其质量最轻，试写出该优化设计的数学模型。
2 2
4. 试求目标函数f (x i, X2) =x i +X1X2+X2 -60x i-3x 2的无约束极值点，并判断是极大点还是极小
点？
5.试确定函数f ( x) =3X《8X+9的初始搜索单峰区间。
设给定的初始点x® =0,初始步长h o=1.
6.试用黄金分割法求函数f(X)=x(x+2)的极小点，设初始单峰区间为［-3，5］，迭
代要求计算精度& =0.1 o
六、 可靠性设计
1.例6.1 某批电子器件有1000个，开始工作至500h 内有100个失效，工作至1000h 共500个
失效，试求该批电子器件工作到 500h 的可靠度，以及工作到
1000h 的不
可靠度。
解：由已知条件可知： N=1000, n (500)=100，n (1000)=500. 所以该批电子器件工作到 500h 的可靠度：
R(500)
该批电子器件工作到 1000h 的不可靠度或失效概率:
R(1000)
2.例
6.2
二
0.5。