机械设计习题

第1章 机械设计概论

1、机械设计的基本要求包括哪些方面？ 2、机械设计的一般程序如何？ 3、对机械零件设计有哪些一般步骤？ 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？ 5、设计机械零件时应满足的基本要求? 6、设计人员要具备哪些素质？

7．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？ 8．机械零件常用的计算准则有哪些？

第2、3章 疲劳强度

问答题

1.问：试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的？

2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σ应力σ

min

max

、最小

、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

3、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？ 4、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？

5、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素Kζ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？

6、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？ 7、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？ 8.问：零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线是否相同？ 9.问：疲劳损伤线性累积假说的含义是什么？

10.问：机械零件上的哪些位置易产生应力集中？举例说明。如果零件一个截面有多种产生应力集中的结构，有效应力集中系数如何求取？

11.问：两个零件以点、线接触时应按何种强度进行计算？若为面接触时（如平键联接），又应按何种强度进行计算？

12.问：零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将如何变化？

13.问：两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力是否相同？

选择题

1、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

2、某齿轮工作时，轮齿双侧受载，则该齿轮的齿面接触应力按___变化。 A.对称循环

B.脉动循环

C.循环特性r=-0.5的循环 D.循环特性r=+1的循环

3、零件表面经淬火、渗氮、喷丸、磙子碾压等处理后，其疲劳强度____。 A.增高

B.降低 C.不变

D.增高或降低视处理方法而定

4、 某齿轮工作时，轮齿单侧受载，则该齿轮的齿面接触应力按___变化。 A.对称循环 B.脉动循环

C.循环特性r=-0.5的循环 D.循环特性r=+1的循环

5、 零件的工作安全系数为_____。 A.零件的极限应力比许用应力

B.零件的极限应力比零件的工作应力 C.零件的工作应力比许用应力

D.零件的工作应力比零件的极限应力 6、 脉动循环应力的循环特性为_____。 A.1 B.-1 C.0

D.其它值

7、 外圈固定内圈随轴转动的滚动轴承，其内圈上任一点的接触应力为_____。 A.对称循环交变应力 B.静应力

C.不稳定的脉动循环交变应力 D.稳定的脉动循环交变应力 8、 下面四种叙述中，____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

分析计算题

1．某材料的对称循环弯曲疲劳极限??1?180MPa。取循环基数N0=5×106，m=9，试求循

环次数N分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

2．已知材料的机械性能为σs=260MPa，σ-1=170MPa，ψσ=0.2，试绘制此材料的简化极限应力线图。

3．圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如用上题中的材料，设其强度极限

B=420MPa，试绘制此零件的简化极限应力线图，零件的βσ=βq=1。

4．如上题中危险剖面上的平均应力σm=20MPa，应力幅σa=30MPa，试分别按①r=C，②σm=C，求出该载面的计算安全系数Sca。

5. 已知某钢材的力学性能为：σs＝1000MPa， σ－1＝500MPa，σ0=800MPa。 （1）试绘制简化极限应力图。

（2）由该材料制成的零件承受非对称循环应力作用，其循环特性r=0.3，工作应力

σmax=800MPa，有效应力集中系数Kσ=1.49，绝对尺寸系数εσ＝0.83，表面状态系数 β＝1，KN=1，绘制零件的许用极限应力图，并在图中标出工作应力点及其极限应力点； （3）判断该零件的强度是否满足要求。

6. 45钢经调质后的性能为σ－1＝300N/mm2，m=9，N0=107，以此材料做试件进行实验，先以对称循环变应力σ1＝500N/mm2作用n1=104次，再以σ2＝400N/mm2作用于试件，求还能循环多少次才会使试件破坏。

第4章 摩擦、磨损与润滑

1、根据摩擦面间存在润滑剂的状况，滑动摩擦分为哪几种？ 2、典型的磨损分哪三个阶段？磨损按破坏机理分哪几种类型？ 3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些？ 4、什么是流体的粘性定律？

5、粘度的常用单位有哪些？影响粘度的主要因素是什么？如何影响？ 6、流体润滑有哪些类型？各有何特点？ 7、获得流体动力润滑的基本条件是什么？

第5章 螺纹联接 问答题

1.问：常用螺纹的类型主要有哪些？

2.问：哪些螺纹主要用于联接？哪些螺纹主要用于传动？ 3.问：螺纹联接的基本类型有哪些？ 4.问：螺纹联接预紧的目的是什么？

5.问：螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？ 6.问：受拉螺栓的主要破坏形式是什么？ 7.问：受剪螺栓的主要破坏形式是什么？

8.问：为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。

9.问：螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？ 10.问：横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种

11.问：承受预紧力Qp和工作拉力F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力Q是否等于Qp+F？为什么？

12.问：对于紧螺栓联接，其螺栓的拉伸强度条件式中的系数1.3的含义是什么？

选择题

1、采用普通螺栓联接的凸缘联轴器，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

2、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

3、用于联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

4、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，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 5、对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用＿＿。 A、升角小，单线三角形螺纹 B、升角大，双线三角形螺纹 C、开角小，单线梯形螺纹 D、升角大，双线矩形螺纹 6、用于薄壁零件联接的螺纹，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 7、当铰制孔用螺栓组联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

8、计算紧螺栓联接的拉伸强度时，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、l.l B、l.3 C、1.25 D、0.3

9、在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是＿＿。

A、提高强度 B、提高刚度 C、防松 D、减小每圈螺纹牙上的受力 10、在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了＿＿。 A、提高强度 B、提高刚度 C、外形美观 D、降低成本

11、紧螺栓联接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑＿＿。 A、螺纹的应力集中 B、扭转切应力作用 C、安全因素 D、载荷变化与冲击 12、预紧力为F'的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷F作用后，螺栓受到的总拉力F0＿＿F'+F。

A、大于 B、等于 C、小于 D、大于或等于

13、在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制做沉头座孔或凸台，其目的是＿＿。

A、避免螺栓受附加弯曲应力作用 B、便于安装

C、为安置防松装置 D、为避免螺栓受拉力过大