绪 论

1、【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。

2、【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。

在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。

3、【答】本课程的主要任务是培养学生

1）有正确的设计思想并勇于探索创新；

2）掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单机械的能力；

3）具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力； 4）掌握典型机械零件的试验方法，获得实验技能的基本训练；

5）了解国家当前的有关技术经济政策，并对机械设计的新发展有所了解。

机械设计总论

1、【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。

传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。

2、【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。

机械零件的主要失效形式有 1）整体断裂；

2）过大的残余变形（塑性变形）；

3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；

4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。

3、【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。

机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则

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4、【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。

浴盆曲线分为三段：第Ⅰ段代表早期失效阶段，失效率由开始时很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值；第Ⅱ段代表正常使用阶段，失效率数值缓慢增长；第Ⅲ段代表损坏阶段，失效率数值由稳定的数值逐渐急剧上升。

5、【答】机械零件的基本设计要求有：避免在预定寿命期内失效的要求；结构工艺性要求；经济性要求；质量小要求；可靠性要求。 6、【答】机械零件的一般设计步骤是：

（1）选择零件的类型和结构；（2）计算作用载荷；（3）选择材料；（4）确定基本尺寸； （5）结构设计；（6）校核计算；（7）绘图和编写技术文件。 7、【答】机械零件的常规设计方法有：

（1）理论设计：根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。理论设计中常采用的处理方法有设计计算和校核计算两种。前者是指由公式直接算出所需的零件尺寸，后者是指对初步选定的零件尺寸进行校核计算；

（2）经验设计：根据从某类零件已有的设计与使用实践中归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的办法所进行的设计；

（3）模型实验设计：对于一些尺寸巨大而且结构又很复杂的重要零件件，尤其是一些重型整体机械零件，为了提高设计质量，可采用模型实验设计的方法。

计算机辅助设计、可靠性设计、优化设计、并行设计属于现代设计方法。 8、【答】机械零件金属材料的在选用时主要考虑下列因素：

1、 载荷、应力及其分布状况； 2、 零件的工作情况； 3、 零件的尺寸及质量；

4、 零件结构的复杂程度及材料的加工可能性； 5、 材料的经济性； 6、 材料的供应状况。

9、【答】零件的标准化就是对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、制图要求等制定出各种各样大家共同遵守的标准。 标准化的意义主要表现为：

1）能以最先进的方法在专门化工厂中对那些用途最广的零件进行大量、集中的制造，以提高质量、降低成本；

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2）统一了材料和零件的性能指标，使其能够进行比较，提高了零件性能的可靠性； 3）采用了标准结构及零、部件，可以简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量，同时也简化了机器的维修工作。

机械零件的强度

1、【答】影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件几何形状、尺寸大小、加工质量及强化因素。

零件设计时，可以采用如下的措施来提高机械零件的疲劳强度：

1）尽可能降低零件上应力集中的影响是提高零件疲劳强度的首要措施。应尽量减少零件结构形状和尺寸的突变或使其变化尽可能地平滑和均匀。在不可避免地要产生较大的应力集中的结构处，可采用减荷槽来降低应力集中的作用；

2）选用疲劳强度大的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺； 3）提高零件的表面质量；

4）尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。 2、【解】由公式 σrN=σrmN0 得 N

N1 = 7000时

σ1N1=σ1m6N05×10=1809=373.6 MPa N17000N2 = 25000时

σ1N2=σ1mN05×1069=180=324.3 MPa N2250006N05×10=1809=227.0 MPa N3620000N3 = 620000时

σ1N3=σ1m3、【解】由公式3-6 ψσ=2σ1σ0σ0 得

σ0=2σ12×170==283.33 MPa

1+ψσ1+0.2简化极限应力线图上各点的坐标分别为 A?（0，170）；D?（141.7，141.7）；C（260，0） 按比例绘制的简化极限应力线图如图所示。 4、【解】

1）绘制零件的简化极限应力线图

零件极限应力线图上各点的坐标分别为：

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