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机械设计习题集
机械设计习题集
机械设计教学组编20XX年9月
1
目录
机械设计总论3螺纹联接和螺旋传动6轴毂联接14带传动16链传动18齿轮传动、蜗杆传动22滚动轴承31滑动轴承38轴42联轴器和离合器46弹簧47模拟题49
2
机械设计总论
一.判断题
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时,σa/σm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。
7.某截面形状一定的零件,当其尺寸增大时,其疲劳极限值将随之降低。
8.对于理论上为线接触的两接触表面处的接触应力σH与法向外载荷F成线性关
系。
9.机械零件设计计算中最基本的设计准则是强度准则。
10.工业用润滑油的粘度会因为温度的升高而降低。
11.钢的强度极限愈高,对应力集中愈敏感。
12.变应力是变载荷产生,也可能静载荷产生。
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 。
提高 降低
不变 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=300MPa,若疲劳曲线指数m=
9,应力循环基数N0=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。
300 428 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______。
较高 较低 相同4.变应力特性可用σmax、σmin、σm、σa、r这五个参数中的任意______来描述。
3
一个 两个 三个 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 。
不变号的不对称循环变应力变号的不对称循环变应力脉动循环变应力 对称循环变应力
σaAMθO
6.下列四种叙述中______是正确的。
变应力只能变载荷产生静载荷不能产生变应力变应力是静载荷产生
变应力是变载荷产生,也可能静载荷产生
7.零件的截面形状一定,当绝对尺寸增大时,其疲劳极限值将随
之______。
增高 降低 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______。
液体摩擦 干摩擦 混合摩擦 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______。
液体摩擦 干摩擦 混合摩擦 边界摩擦
10.某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁,若承受最大应力σmax的值相
等,而应力循环特性分别为+1、0、-、-1,则其中最易发生失效的零件是
4
NGCσm
______。
甲 乙 丙 丁11.两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值
______。
相等 不相等 是否相等与材料和几何尺寸有关
三.填空题
1.影响机械零件疲劳强度的主要因素有 、 、及 。
2.静应力静载荷产生,变应力可 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。
4.机械零件的表面破坏形式主要有 、 、
。
5.产品设计中的“三化”是指 、 、及 。
6.在静应力工况下,机械零件的强度失效是 或 。
7.钢制零件的疲劳曲线中,当N 而当N≥N0时为 区。 8.提高零件表面接触强度的主要措施有 、 、 及 。 9.对于在规律性的不稳定变应力作用下的零件,进行疲劳强度计算的基本理论是 ,其数学表达式为 。 10.按摩擦状态不同,摩擦可分为 、 、 及 。 11.按建立压力油膜的原理不同,流体润滑主要有 及 。 12.在 润滑状态下,磨损可以避免,而在 润滑及 润 滑状态下,磨损则不可避免。 13.磨损按破坏机理不同,可分为 、 、 、 5 受扭转切应力和拉应力 既可能只受切应力又可能只受拉应力31.紧螺栓联接受轴向外载荷F。 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,要求受载后接合面不分离,当外载荷F等于预紧力F0时,则 。 被联接件分离,联接失效 被联接件即将分离,联接不可靠联接可靠,但不能继续再加载 联接可靠,只要螺栓强度足够,还可以继续加大外载荷 32.预紧力为F0的单个紧螺栓联接,受到轴向工作载荷F之后,螺栓杆受到的总 拉力F2 F0+F。 大于 等于 小于 三.填空题 1.常用螺纹按牙型分为____ ____、__________、___ _______、 _____ _____。 其中,联接螺纹用______ ______牙型。 2.螺栓总拉力为F2的紧螺栓联接,螺栓的强度条件式为ca,式中 4d12系数“”的意义是________________________________________________。 3.螺栓组联接承受倾覆力矩或转矩作用时,为了减小螺栓的受力,螺栓布置应 __________________________________________________________________。 4.螺纹联接防松的本质是防止________________的相对转动。 按其工作原理的不 同可分为________________、_________________、____________________。 5.按防松原理,螺纹联接的防松方法可分为____________、____________、 _____ _____。 可拆的防松装置中__________________类工作可靠。 6.普通螺栓联接在拧紧螺母时,螺栓处于__________________应力状态下。 应该按________________________________ __进行应力计算。 7.螺纹联接防松的基本原理有___________________、___________________、 __________________,其具体的防松方法和装置如: ______________________、_______________________、______________________________。 11 8.螺纹联接预紧的目的在于_____________________________________________ 。 9.受轴向变载荷的紧螺栓联接,在残余预紧力不变的要求下,要提高螺 栓的疲劳强度,可以__ __________________________ _________ ________。 10.有一受轴向载荷的紧螺栓联接,所受的预紧力F0=6000N,工作时所受轴向 工作载荷F=3000N,螺栓的相对刚度 CbCbCm,则该螺栓所受的总拉力 F2=___ ___,残余预紧力F1=___ ___。 11.被联接件受横向载荷作用时,若采用普通螺栓联接时,则螺栓受_ _____ 载荷作用,可能发生的失效形式为____ __。 12.传动用螺纹的牙侧角比联接螺纹的牙侧角小,这主要是为了____ __ ____ __。 13.被联接件受横向载荷作用时,如果采用普通螺栓联接,则螺栓可能的失效形 式为________ ____________;如果要用铰制孔用螺栓联接,则螺栓可能的失效形式为 ____________________________。 14.螺栓组联接中,螺栓的排列应有合理的间距和边距,以保证__________ 。 15.普通螺纹的公称直径指的是螺纹的 径,计算螺纹摩擦力矩时使用的是 螺纹的 径,计算螺纹危险截面积时使用的是螺纹的 径。 16.在承受轴向载荷的紧螺栓联接中,当预紧力F0和轴向工作载荷F一定时,若 降低螺栓的刚度Cb,则螺栓中的总拉力将 。 17.在螺纹联接中,当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔时,往往可以采用 联接或 联接。 四.综合题 1.图示为一提升装置,卷筒用6个M8的普通螺栓固联在蜗轮 上。 已知卷筒直径D=150mm,螺栓均布于直径D0=180mm的圆周上,接合面间的摩擦系数f=,可靠性系数KS=,螺栓材料的许用应力[σ]=120MPa。 试求: 12 该螺钉组联接充许的最大提升载荷Wmax=? 若已知Wmax=6000N,其它条件同,试确定螺栓直径。 附: GB196—81 M8d1=mm M10d1=mm M12d1=mm M16d1=mm D0DW 2.今有大径d=12mm,小径d1=mm,许用应力[σ]=100MPa的普通螺栓。 当搬手长度L=15d时,问螺栓不被拧断的搬手上作用力P的最大值是多少? 提示: 拧紧力矩T≈F0d 3.图示为某一受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图。 当工作载荷F=20XXN时,求螺栓总拉力F2及被联接件间的残余预紧力F1。 要使被联接件间不出现缝隙,最大工作载荷Fmax是多少? 13 4.图示为一螺旋拉紧装置,若按图上箭头方向旋转中间零件,可使两端螺杆A和 B向中央移动,从而将两零件拉紧。 已知: 螺杆A和B的螺纹为M16,单线,材料的许用拉伸应力[σ]=80MPa。 该装置中螺杆A和B上的螺纹旋向分别是右旋还是左旋? 计算最大轴向拉力Fmax。 提示: GB196-81查得M16普通螺纹的参数: 小径d1=;中径d2=;螺距p=2mm。 FF螺杆AT螺杆B轴毂联接 一、判断题 1.在轴端的普通平键联接,为了便于安装最好采用C型平键,而不是A型或B 型平键。 2.与矩形花键相比,渐开线花键的强度高。 3.平键联接可以同时实现轴与轮毂的周向及轴向固定。 4.采用两个普通平键时,为使轴与轮毂对中良好,两键通常布置成相隔180°。 5.当被联接的毂类零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时,则应采用导向平 键或滑键。 二、单项选择题 1.键的长度主要根据来选择。 (a)传递转矩的大小 (b)轮毂的长度 (c)轴的直径 2.键的剖面尺寸通常是根据按标准选择。 (a)传递转矩的大小 (b)传递功率的大小 (c)轮毂的长度 (d)轴的直径 14 3.轴的键槽通常是加工而得到的。 (a)插削 (b)拉削 (c)钻及铰 (d)铣削4.过盈联接传递转矩或轴向力,主要是依靠配合面的。 (a)变形 (b)摩擦力 (c)附着力 5.渐开线花键联接采用()定心。 (a)大径 (b)小径 (c)齿形6.导向平键联接的主要失效形式是()。 (a)剪切和压溃 (b)磨损 (c)断裂7.与平键联接相比,楔键联接的主要缺点是()。 (a)键的斜面加工困难 (b)键安装时易损坏(c)轴和轴上零件对中性差 8.普通平键联接的主要失效形式是()。 (a)剪切和压溃 (b)磨损 (c)断裂 三、填空题 1.普通平键的剖面尺寸是按____________从键的标准中选择。 其主要失效形式: 对于静联接是____________________________,对于动联接是 。 2.普通平键的工作面是 ,工作时靠 传递转矩。 3.销主要用于___________,也可用于______________,还可用作______________。 4.根据齿形不同,花键分为________________和________________两种。 5.如需在同一轴段内安装一对普通平键时,应将它们布置在 __________________位置。 6.花键联接,对于静联接其主要失效形式是 ,对于动联接其主要失效形式是 。 7.楔键联接的主要缺点是 。 四、计算题 15 机械设计教学组编20XX年9月 1 目录 机械设计总论3螺纹联接和螺旋传动6轴毂联接14带传动16链传动18齿轮传动、蜗杆传动22滚动轴承31滑动轴承38轴42联轴器和离合器46弹簧47模拟题49 2 机械设计总论 一.判断题 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时,σa/σm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。 7.某截面形状一定的零件,当其尺寸增大时,其疲劳极限值将随之降低。 8.对于理论上为线接触的两接触表面处的接触应力σH与法向外载荷F成线性关 系。 9.机械零件设计计算中最基本的设计准则是强度准则。 10.工业用润滑油的粘度会因为温度的升高而降低。 11.钢的强度极限愈高,对应力集中愈敏感。 12.变应力是变载荷产生,也可能静载荷产生。 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 。 提高 降低 不变 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=300MPa,若疲劳曲线指数m= 9,应力循环基数N0=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。 300 428 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______。 较高 较低 相同4.变应力特性可用σmax、σmin、σm、σa、r这五个参数中的任意______来描述。 3 一个 两个 三个 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 。 不变号的不对称循环变应力变号的不对称循环变应力脉动循环变应力 对称循环变应力 σaAMθO 6.下列四种叙述中______是正确的。 变应力只能变载荷产生静载荷不能产生变应力变应力是静载荷产生 变应力是变载荷产生,也可能静载荷产生 7.零件的截面形状一定,当绝对尺寸增大时,其疲劳极限值将随 之______。 增高 降低 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______。 液体摩擦 干摩擦 混合摩擦 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______。 液体摩擦 干摩擦 混合摩擦 边界摩擦 10.某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁,若承受最大应力σmax的值相 等,而应力循环特性分别为+1、0、-、-1,则其中最易发生失效的零件是 4 NGCσm ______。 甲 乙 丙 丁11.两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值 ______。 相等 不相等 是否相等与材料和几何尺寸有关 三.填空题 1.影响机械零件疲劳强度的主要因素有 、 、及 。 2.静应力静载荷产生,变应力可 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。 4.机械零件的表面破坏形式主要有 、 、 。 5.产品设计中的“三化”是指 、 、及 。 6.在静应力工况下,机械零件的强度失效是 或 。 7.钢制零件的疲劳曲线中,当N 而当N≥N0时为 区。 8.提高零件表面接触强度的主要措施有 、 、 及 。 9.对于在规律性的不稳定变应力作用下的零件,进行疲劳强度计算的基本理论是 ,其数学表达式为 。 10.按摩擦状态不同,摩擦可分为 、 、 及 。 11.按建立压力油膜的原理不同,流体润滑主要有 及 。 12.在 润滑状态下,磨损可以避免,而在 润滑及 润 滑状态下,磨损则不可避免。 13.磨损按破坏机理不同,可分为 、 、 、 5
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