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机械设计题库
第3章机械零件的疲劳强度
1.在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料的(B)。
A.屈服点B.疲劳极限C.强度极限D.弹性极限
2.45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(A)MPa。
A.539B.135C.175D.417
3.有一根阶梯轴,用45钢制造,截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58,表面状态系数β=0.82,尺寸系数εσ=0.68,则其疲劳强度综合影响系数KσD=(C)。
A.0.35B.0.88C.1.14D.2.83
4.在图示设计零件的σm-σa极限应力简图中,
(1)如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角θ=45o,则该零件受的是(C)。
(2)如工作应力点M所在的ON线与横轴之间的夹角θ=90o
时,则该零件受的是(D)。
(3)如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角θ=50o,则该零件受的是(B)。
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选择题4图
C.脉动循环变应力D.对称循环变应力
5.绘制设计零件的σm-σa极限应力简图时,所必须的已知数据是(B)。
A.σ-1,σ0,σs,KσB.σ-1,σ0,σs,KσD
C.σ-1,σs,ψσ,KσD.σ-1,σ0,ψσ,Kσd
6.已知一零件的最大工作应力σmax=180MPa,最小工作应力σmin=-80MPa。
则在图示的极限应力简图中,该应力点M与原点的连线OM与横轴间的夹角θ为(A)。
A.68o57'44''B.21o2'15''C.66o2'15''D.74o28'33'
7.在图示零件的极限应力简图上,M为零件的工作应力点
(1)若加载于零件的过程中保持最小应力σmin为常数。
则该零件的极限应力点应为(B)。
(2)若在对零件的加载过程中保持应力比r为常数。
则该零件的极限应力点应为(C)。
(3)若在对零件的加载过程中保持平均应力σm=常数。
则该零件的极限应力点应为(A)。
A.M1B.M2C.M3D.M4
选择题6图选择题7图
8.已知45钢调制后的力学性能为:
σb=620MPa,σs=350MPa,σ-1=280MPa,σ0=450MPa。
则ψσ为(C)。
A.1.6B.2.2C.0.24D.0.26
9.一零件由40Cr制成,已知材料的σb=980MPa,σs=785MPa,σ-1=440MPa,ψσ=0.3。
零件的最大工作应力σmax=240MPa,最小工作应力σmin=-80MPa,疲劳强度综合影响系数KσD=1.44。
则当应力比r=常数时,该零件的疲劳强度工作安全系数S为(B)。
A.3.27B.1.73C.1.83D.1.27
10.一零件由20Cr制成,已知σ-1=350MPa,σs=540MPa,ψσ=0.3,零件的最大工作应力σmax=185MPa,最小工作应力σmin=-85MPa,疲劳强度综合影响系数KσD=1.41。
则当平均应力常数时该零件按应力幅计算的工作安全系数为(D)。
A.4.07B.2.89C.2.59D.1.76
11.若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=400MPa作用于零件N1=105次以所造成的疲劳损伤,相当于应力σ2=(A)MPa作用于零件N2=104次所造成的疲劳损伤。
A.517B.546C.583D.615
12.若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=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σ2=450MPa作用于零件(C)次。
A.0.39×104B.1.46×104C.2.58×104D.7.45×104
13.某零件用45Mn2制造,材料的力学性能为:
σb=900MPa,σs=750MPa,σ-1=410MPa,ψσ=0.25。
影响零件疲劳强度的系数为:
Kσ=1,εσ=0.85,βσ=0.8。
则该零件受脉动循环变应力作用时,其极限应力为()。
A.223B.328C.551D.656
14.已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3、尺寸系数εσ=0.9、表面状态系数βσ=0.8。
则疲劳强度综合影响系数KσD为()。
A.0.87B.0.68C.1.16D.1.8
15.零件的材料为45钢,σb=600MPa,σs=355MPa,
σ-1=270MPa,ψσ=0.2,零件的疲劳强度综合影响系数KσD=1.4。
则在图示的零件极限应力简图中θ角为()。
16.45钢经调制后的疲劳极限σ-1=300MPa,应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力σ1=450MPa作用104次,σ2=400MPa作用2×104次。
则工作安全系数为多少?
一选择题
04-摩擦、磨损及润滑
(1)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B。
A.变薄B.增厚C.不变
(2)两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为B。
A.干摩擦B.边界摩擦C.混合摩擦D.液体摩擦
(3)减少磨损的方法有很多种,其中D是错误的。
A.选择合适的材料组合B.改滑动摩擦为滚动摩擦C.生成表面膜
D.增加表面粗糙度E.建立压力润滑油膜
(4)为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损,下列措施中,D是不合理的。
A.降低表面粗糙程度B.增大润滑油粘度
C.提高表面硬度D.提高相对滑动速度
(5)摩擦副接触面间的润滑状态判据参数膜厚比λ值为B时,为混合润滑状态;λ值为C
可达到液体润滑状态。
A.0.35B.1.5C.5.2
(6)摩擦与磨损最小的摩擦状态是D,摩擦与磨损最大的摩擦状态是A。
A.干摩擦B.边界摩擦C.混合摩擦D.液体摩擦
(7)在一个零件的磨损过程中,代表使用寿命长短的是B。
A.剧烈磨损阶段B.稳定磨损阶段
C.磨合阶段D.以上三个阶段之和
(8)润滑脂是A。
A.润滑油与稠化剂的混合物B.金属皂与稠化剂的混合物
C.润滑油与添加剂的混合物D.稠化剂与添加剂的混合物
二填空题
(1)根据磨损机理,磨损可分为粘着磨损、接触疲劳磨损、磨料磨损、和腐蚀磨损。
(2)一个零件的磨损过程大致可以分为跑合磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个阶段。
(3)在高速运转或载荷较小的摩擦部位及低温工况下,宜选用粘度较低的油;在低速运转或载荷较大的摩擦部位及较高温度工况下,宜选用粘度较高的润滑油。
(4)机械零件设计的耐磨性准则,主要是限制接触表面间的p和pv值。
(5)边界摩擦时可能形成的边界膜有物理吸附膜、化学吸附膜和化学反应膜三种。
(6)润滑油的动力黏度η与运动黏度ν之间的关系式为η_ρν;动力黏度的单位是Pa⋅s;运动黏度的单位是m2/s。
三简答
1.根据磨损机理的不同,磨损通常分为哪几种类型?
它们各有什么主要特点?
2.零件的磨损过程大致分为哪几个阶段?
每个阶段的特征是什么?
一选择题
06-螺纹联接和螺旋传动
(1)在常用螺纹中,效率最低、自锁性最好的是,效率较高,牙根强度较大、制造方便的
是;螺纹联接常用,传动螺纹常用。
A.矩形螺纹B.梯形螺纹C.三角螺纹
(2)螺纹副在摩擦因数一定时,螺纹的牙型角越大,则。
A.当量摩擦因数越小,自锁性能越好B.当量摩擦因数越小,自锁性能越差C.当量摩擦因数越大,自锁性能越差D.当量摩擦因数越大,自锁性能越好
(3)当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用来轴向定位,所能承受的轴向力较大。
A.圆螺母B.紧定螺钉C.弹性挡圈
(4)一箱体与箱盖用螺纹联接,箱体被联接处厚度较大,且材料较软,强度较低,需要经常装拆箱盖进行修理,则一般宜采用联接。
A.双头螺柱联接B.螺栓联接C.螺钉联接
(5)在铰制孔用螺栓联接中,螺栓杆与孔的配合为。
A.间隙配合B.过渡配合C.过盈配合
(6)紧螺栓联接受轴向外载荷,假定螺栓的刚度Cb与被联接件的刚度Cm相等,联接的预紧力为F0,要求受载后结合面不分离,当外载荷F等于预紧力F0时,则。
A.被联接件分离,联接失效
B.被联接件即将分离,联接不可靠
C.联接可靠,但不能继续再加载
D.联接可靠,只要螺栓强度足够,还可以继续加大外载荷F
(7)受轴向载荷的紧螺栓联接,为保证被联接件不出现缝隙,因此
A.残余预紧力F1应小于零B.残余预紧力F1应大于零
C.残余预紧力F1应等于零D.预紧力F0应大于零
(8)图5-1所示钢板用普通螺栓联接。
已知横向工作载荷为F结合面之间的摩擦因数f
=0.15,为使联接可靠,取防滑系数Ks=1.2,则每个螺栓需要的预紧力F0为。
A.0.5FB.FC.2FD.4F
图5-1
(9)普通螺栓联接所受的预紧力为F0,在受轴向工作载荷F时,残余预紧力F1为
,则螺栓所受的总拉力F2为。
A.F2=F0+F
C.F2=F0+F1
B.F2=F1+F
D.F2=F0+FCb(Cb+Cm)
(10)在防止螺纹联接松脱的各种措施中,当承受冲击或振动载荷时,是无效的。
A.采用具有增大摩擦力作用的防松装置,如螺母与被联接件之间安装弹簧垫圈
B.采用以机械方法来阻止回松的装置,如用六角槽形螺母与开口销
C.采用人为方法(如胶或焊)将螺纹副变为不能转动
D.设计时使螺纹联接具有自锁性(即使螺纹升角小于当量摩擦角)
二填空题
(1)普通螺纹的公称直径指的是螺纹的,计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的,计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的。
(2)标记为螺栓GB5782M16×80的六角头螺栓的螺纹是形,牙型角等于度,线数等于,16代表,80代表。
(3)用4个铰制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器,螺栓均布在直径为200mm的圆周上,轴上转矩为
100N⋅m,每个螺栓所受的横向力为N。
(4)受预紧力F0和工作拉力F的紧螺栓联接,如螺栓和被联接件刚度相等,预紧力F0=8000N,在保证结合面不产生缝隙的条件下,允许的最大工作拉力F=N。
(5)在一定的变载荷作用下,承受轴向工作载荷的螺栓联接的疲劳强度是随着螺栓刚度的增加
而;且随着被联接件刚度的增加而。
(6)双头螺栓联接的两被联接件之一是孔,另一个是孔。
(7)普通螺栓联接承受横向外载荷时,依靠承载,螺栓本身受作用,该螺栓联接可能的失效形式为。
铰制孔用螺栓联接承受横向外载荷时,依靠承载,螺栓本身受和力作用,螺栓可能的失效形式为和。
(8)受轴向变载荷(0↔F)的紧螺栓联接,设x为螺栓的相对刚度,A为螺栓的横截面积,则螺栓承
受的应力幅σ为(x=Cb,C、C分别为螺栓与被联接件的刚度)。
bm
aC+Cbm
(9)设d2为螺纹中径,ψ为螺纹升角,ϕv为当量摩擦角,对于联接螺纹,在预紧力F0时拧紧的螺母,螺纹副中的摩擦阻力矩为。
(10)公制三角形螺纹,螺纹副之间的摩擦系数f=0.2,则其当量摩擦角ϕv等于(写出计算公式及结果)。
三、计算题
1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接,其结构尺寸如图所示。
盖板中心O点的吊环受拉力FQ=20000N,设剩余预紧力F″=0.6F,F为螺栓所受的轴向工作载荷。
试求:
(1)螺栓所受的总拉力F。
,并计算确定螺栓直径(螺栓材料为45号钢,性能等级为6.8级(螺栓材料
45号钢、性能等级为6.8级时,σs=480MPa
O′点,且查表,取S=3,))。
(2)如因制造误差,吊环由O点移到
OO′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F。
,并校核
(1)中确定的螺栓的强度。
2、有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接,如图所示。
已知气缸中的压力p在0~2MPa之间变化,
气缸内径D=500mm,螺栓分布圆直径D0=650mm。
为保证气密性要求,剩余预紧力F″=1.8F,螺栓间距t≤4.5d(d为螺栓的大径)。
螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa,许用应力幅[σɑ]=20MPa。
选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C1/(C1+C2)=0.8,试设计此螺栓组连接。
3.
一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案)
1为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度,两个切向键最好布置成。
A.在轴的同一母线上B.180°
C.120°~130°D.90°
2平键B20×80GB/T1096—1979中,20×80是表示。
A.键宽×轴径B.键高×轴径
C.键宽×键长D.键宽×键高
3平键连接能传递的最大扭矩T,现要传递的扭矩为1.5T,则应。
A.安装一对平键B.键宽b增大到1.5倍C.键长L增大到1.5倍D.键高h增大到1.5倍
4如需在轴上安装一对半圆键,则应将它们布置在。
A.相隔90°B.相隔120°位置C.轴的同一母线上D.相隔180°二、填空题
1在平键联接中,静联接应校核强度。
2在平键联接工作时,是靠和侧面的挤压传递转矩的。
第十一章带传动设计
题11-1单项选择题(选一正确答案,并将其符号填入题中空白处)
(1)标准V带型号的选定取决于。
A.带的线速度B.带的有效拉力C.带传递的功率和小轮转速
(2)设计V带传动,限制带轮最小直径是为了限制。
A.小轮包角αB.带的长度C.带的弯曲应力
(3)V带传动的实际中心距a一般与设计时初定中心距a0不一致,这主要是由于。
A.要满足标准带长B.存在安装误差C.使用前要张紧
(4)带传动中,若产生打滑现象,是。
A.沿小轮先发生B.沿大轮先发生C.沿两轮同时发生
(5)带轮的结构形式取决于。
A.带轮材料B.带轮直径C.传递功率
(6)采用张紧轮张紧V带传动时通常应安装在。
A.紧边内侧靠近小轮B.松边内侧靠近小轮C.松边内侧靠近大轮。
题11-2填空题
(1)以下特点中(a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、
e轮轴上受力较小、f结构简单),属于带传动优点的是。
(2)某普通V带传动,已知两带轮直径为150mm和400mm,中心距为1000mm,则小轮包角α1为8度,其带轮槽角一定40度。
(3)某普通V带传动,传递功率P=7.5KW,带速V=10m/s,紧边拉力是松边拉力的
二倍,则F1=N、F2=N。
(4)带传动的主要失效形式为和。
题11-3
单根V带(三角带)传动的初拉力F0=354N,主动带轮的基准直径dd1=160mm,主动轮转速n1=1500r/min,主动带轮上的包角α1=150°,带与带轮上的摩擦系数为f=0.485。
试求:
(1)V带紧边、松边的拉力F1和F2;(忽略带的离心拉力的影响)
(2)V带传动能传
递的最大有效圆周力F及最大功率P0。
题11-4一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm,d2=400mm,小带轮转速n1=1460r/min,滑动率ε=0.02,传递功率P=10KW。
求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少?
4.题11-5一V带传动传递的功率P=10kw,带的速度v=12.5m/s,预紧力F0=1000N。
试求紧边拉力F1及松边拉力F2。
第12章齿轮传动
1.说明齿面点蚀形成的过程?
齿轮在啮合过程中,既有相对滚动,又有相对滑动,而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反,从而产生脉动载荷。
这两种力的作用结果使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的剪应力。
当这种剪应力超过齿轮材料的剪切疲劳极限时表面将产生疲劳裂纹。
裂纹扩展,最终会使齿面金属小块剥落,在齿面上形成小坑,称为点蚀。
2.如图所示,在二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知输入轴Ⅰ的转向和齿轮1的旋向,欲使中间轴II上的齿轮2和齿轮3的轴向力互相抵消一部分,试确定齿轮2、3、4的旋向,并在图中标出各周转向及各齿轮在啮合点处所受各力。
作图及计算题2图
3.某标准直齿圆柱齿轮传动,已知小齿轮齿数Z1=32,传动比i=3,模数m=2.5mm,小齿轮转速n1=970r/min,传递功率P=10kW。
试计算作用在轮齿上的力和大齿轮的分度圆直径。
(1)一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是B。
A.齿面点蚀B.轮齿折断C.齿面磨损D.齿面胶合
(2)在闭式齿轮传动中,高速重载齿轮传动的主要失效形式是C。
A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合
D.齿面磨粒磨损E.齿面塑性变形
(3)一对相互啮合的圆柱齿轮,在确定轮齿宽度时,通常使小齿轮比大齿轮宽5~10mm,其主要原因是D。
A.为使小齿轮强度比大齿轮大些B.为使两齿轮强度大致相等
C.为传动平稳,提高效率D.为便于安装,保证接触线承载宽度
1、由齿轮传动、V带传动、链传动组成的三级传动装置,宜将链传动布置在低速级;带传动布置在高速级;齿轮传动布置在中间级。
2、齿轮传动总效率主要由啮合效率、搅油效率和轴承效率组成。
第13章蜗杆传动
1.在蜗杆传动中,当其它条件相同时,增加蜗杆头数Z1,则传动效率()。
A.降低B.提高C.不变D.或提高也可能降低
2.下列公式中,用()确定蜗杆传动比的公式是错误的。
A.i=w1/w2B.i=z2/z1C.i=d2/d1D.i=n1/n2
3.一标准蜗杆传动ZA5×50R4/53.
(1)求传动比i和中心距a.
(2)其它参数不变,使中心距改为a1=160mm,求变位系数。
蜗杆标记:
ZA5×50R4(阿基米德蜗杆,模数5mm,分度圆直径50mm,头数为4的右旋圆柱蜗杆)蜗轮标记:
5×53(蜗轮齿数为53)
蜗轮蜗杆传动标记为:
ZA5×50R4/53
《机械原理》或参见圆柱蜗杆传动基本参数附录A(GB10085-88)
第14章链传动
1.链传动只能用于轴线()的传动。
A.相交成90°B.相交成任一角度C.空间90°交错D.平行
2.链条在小链轮上的包角,一般应大于()。
A.90°B.120°C.150°D.180°
3.两轴在空间交错90º的传动,如已知传递载荷及传动比都较大,则宜选用()。
A.螺旋齿轮传动B.斜齿圆锥齿轮传动C.蜗轮蜗杆传动D.链传动
4.为什么链传动设计时链节数最好选择为偶数?
选奇数时,需采用过渡链节。
由于过渡链节的链板要受附加HYPERLINK""的作用,所以在一般情况下最好不选用奇数链节
5.说明链传动中速度不均匀性产生的原因。
6.链传动的瞬时传动比等于常数的充要条件是C。
A.大齿轮齿数z2是小链轮齿数z1的整数倍B.z2=z1
C.z2=z1,中心距a是节距p的整数倍D.z2=z1,a=40p
7.计算题单排滚子链传动,己知链节距p=25.4mm,小链轮分度圆直径d1=170.47mm,小链轮转速n1=790r/min,单位长度链条的质量q=2.6kg/m,求小链轮齿数z1和链所受的离心拉力Fc。
解:
1)计算小链轮齿数z1
d=p
由公式
第16章轴
1.轴的结构设计中,()是为了减小应力集中。
A.越程槽B.退刀槽C.导锥D.凹切圆角
2.一般来说,下述机械传动效率自高到低的顺序是()。
A.链传动、蜗杆传动、带传动B.带传动、蜗杆传动、链传动C.链传动、带传动、蜗杆传动D.蜗杆传动、链传动、带传动
3.为什么常将轴设计为阶梯轴?
为了轴上安装其他零件的精确定位,阶梯轴直径不同第一是算出来的,不同的转矩,扭矩需要的直径不同,另外,有些地方比如与轴承配合出需要精加工,为了节约成本,肯定也是要变径的
4.轴上零件的轴向固定方法有那几种?
平键:
结构简单,装拆方便,对中较好,应用方便花键:
用于载荷较大,定心精度要求较高的静连接和东连接半圆键:
加工工艺好,安装方便锲键:
仅用于对中要求不高,载荷平稳和低速场合切向键:
用于轴径大于100MM,对中性要求不高而载荷很大的重型机械
图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。
请按示例①所示,指出图中的其他结构错
误(不少于7处)(7分)
(注:
润滑方式、倒角和圆角忽略不计。
)
例①——缺少调整垫片
[解]
⑴——缺少调整垫片
⑵——轮毂键槽不对
⑶——与齿轮处键槽的位置不在同一角度上
⑷——键槽处表达不正确(应
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