【正文】 機械設(shè)計習(xí)題目 錄 第一章 機械設(shè)計概論第二章 機械零件的疲勞強度第三章 摩擦、磨損及潤滑
第五章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動 第六章 鍵、花鍵、銷聯(lián)接 第八章 帶 傳 動 第九章齒輪傳動 第十章 蝸桿傳動 第十一章 鏈傳動第十二章 軸 第十三章 滾動軸承 第十四章 滑動軸承 第十五章 聯(lián)軸器和離合器 第十六章 彈簧第一章 機械設(shè)計概論 分析與思考題11 什么是通用零件?什么是專用零件?試各舉三個實例。12 機械設(shè)計課程研究的內(nèi)容是什么?13 設(shè)計機器時應(yīng)滿足哪些基本要求?設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足哪些基本要求?14 機械零件主要有哪些失效形式?常用的計算準(zhǔn)則主要有哪些?15 什么是零件的強度要求?強度條件是如何表示的?如何提高零件的強度?16 什么是零件的剛度要求?剛度條件是如何表示的?提高零件剛度的措施有哪些?17 機械零件設(shè)計中選擇材料的原則是什么?18 指出下列材料的種類，并說明代號中符號及數(shù)字的含義：HTl50，ZG230450， 65Mn，45，Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSnl0Pb5。19 機械的現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法有哪些主要區(qū)別?第二章 機械零件的疲勞強度設(shè)計 一、分析與思考題21 試舉例說明什么零件的疲勞破壞屬于低周疲勞破壞，什么零件的疲勞破壞屬高周疲勞破壞。22 在材料的疲勞曲線上，為何需要人為規(guī)定一循環(huán)基數(shù)N0，并將對應(yīng)的極限應(yīng)力稱為材料的疲勞極限?23 彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Kσ的含義是什么?它與哪些因素有關(guān)?它對零件的疲勞強度和靜強度各有何影響?24 在單向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，如何確定其極限應(yīng)力?25 疲勞損傷線性累積假說的含義是什么?寫出其數(shù)學(xué)表達式。26 影響機械零件疲勞強度的主要因素有哪些?提高機械零件疲勞強度的措施有哪些?二、設(shè)計計算題27 一零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為：σs=360MPa，σ1=300 MPa，ψσ=。已知零件上的最大工作應(yīng)力σmax=190MPa，最小工作應(yīng)力σmin=110MPa，應(yīng)力變化規(guī)律為σm=常數(shù)，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Kd=，試分別用圖解法和計算法確定該零件的計算安全系數(shù)。題27圖28 某材料受彎曲變應(yīng)力作用，其力學(xué)性能為：σ1=350MPa，m=9，N0=5106?，F(xiàn)用此材料的試件進行試驗，以對稱循環(huán)變應(yīng)力σl=500MPa作用104次，σ2=400MPa作用105次，σ3=300MPa作用106次。試確定：(1)該試件在此條件下的計算安全系數(shù)；(2)如果試件再作用σ=450MPa的應(yīng)力，還能循環(huán)多少次試件才破壞?第三章 摩擦、磨損及潤滑基礎(chǔ) 分析與思考題31 按照摩擦面間的潤滑狀態(tài)不同，滑動摩擦可分為哪幾種?32 什么是邊界膜?邊界膜的形成機理是什么?如何提高邊界膜的強度?33 零件的磨損過程大致可分為哪幾個階段?每個階段的特征是什么?34 根據(jù)磨損機理的不同，磨損通常分為哪幾種類型?它們各有什么主要特點?35 粘度的表示方法通常有哪幾種?各種粘度的單位和換算關(guān)系是什么?36 潤滑油的主要性能指標(biāo)有哪些?潤滑脂的主要性能指標(biāo)有哪些?37 流體動力潤滑和流體靜力潤滑的油膜形成原理有何不同?流體靜力潤滑的主要優(yōu)缺點是什么?第五章 螺紋聯(lián)接及螺旋傳動一、選擇題51 在常用的螺旋傳動中，傳動效率最高的螺紋是__________。（1）三角形螺紋 （2）梯形螺紋 （3）鋸齒形螺紋 （4）矩形螺紋52 在常用的螺紋聯(lián)接中，自鎖性能最好的螺紋是___________。（1）三角形螺紋 （2）梯形螺紋 （3）鋸齒形螺紋 （4）矩形螺紋53 當(dāng)兩個被聯(lián)接件不太厚時，宜采用____________。（1）雙頭螺柱聯(lián)接 （2）螺栓聯(lián)接 （3）螺釘聯(lián)接（4）矩形螺紋54 當(dāng)兩個被聯(lián)接件之一不太厚，不宜成通孔，且需要經(jīng)常拆裝時，往往采用__________。（1）螺栓聯(lián)接（2）螺釘聯(lián)接（3）雙頭螺柱聯(lián)接（4）緊定螺釘聯(lián)接55 當(dāng)兩個被聯(lián)接件不太厚，不宜制成通孔，且聯(lián)接不需要經(jīng)常拆裝時，往往采用_________。（1）螺栓聯(lián)接（2）螺釘聯(lián)接（3）雙頭螺柱聯(lián)接（4）緊定螺釘聯(lián)接56 在擰緊螺栓聯(lián)接時，控制擰緊力矩有很多方法，例如________。（1） 增加擰緊力 （2）增加扳手力臂（2） 使用測力矩扳手或定力矩扳手57 螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于_____________。（1）增加螺紋聯(lián)接能力 （2）增加螺紋聯(lián)接的橫向力 （3）防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動 （4）增加螺紋聯(lián)接的剛度58 螺紋聯(lián)接預(yù)緊的目的之一是_________。（1） 增加聯(lián)接的可靠性和緊密性 （2）增加被聯(lián)接件的剛性（3） 減小螺栓的剛性 59承受預(yù)緊力和軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，當(dāng)其螺栓的總拉力F0的最大值和被聯(lián)接件的剛度Cm不變時，螺栓的剛度Cb愈小，則________。（1） 螺栓中總拉力的變化幅度最大 （2）螺栓中總拉力的變化幅度愈小 （3）螺栓總拉力變化不變 （4）螺栓中的疲勞強度降低510對受軸向變橫載的緊螺栓聯(lián)接，在限定螺栓總拉力的情況下，提高螺栓疲勞強度的有效措施是__________。（1） 增大被聯(lián)接件的剛度 （2）減小被聯(lián)接件的剛度 （2） 增大螺栓的剛度511現(xiàn)有一個單個螺栓聯(lián)接，要求聯(lián)接件的結(jié)合面不分離，假定螺栓的剛度Cb與被聯(lián)接的剛度Cm相等，聯(lián)接的預(yù)緊力為F′，現(xiàn)開始對聯(lián)接施加軸向載荷，當(dāng)外載荷達到與預(yù)緊力F′的大小相等時，則________。（1）被聯(lián)接發(fā)生分離，聯(lián)接失效 （2）被聯(lián)接件即將發(fā)生分離，聯(lián)接不可靠 （3）聯(lián)接可靠，但不再繼續(xù)加載 （4）聯(lián)接可靠，只要螺栓強度足夠，外載荷F還可繼續(xù)增加到接近預(yù)緊力F′的兩倍512 有一汽缸蓋螺栓連接，若汽缸內(nèi)氣體壓力在1~2Mpa之間循環(huán)變化，則螺栓中的應(yīng)力變化規(guī)律為___________。（1）對稱循環(huán)應(yīng)變力 （2）脈動循環(huán)應(yīng)力（3）非對稱循環(huán)應(yīng)力513在下列四種具有相同公稱直徑和螺距并采用相同的配對材料的傳動螺旋副中，傳動效率最高的是________________。（1） 單線矩形螺紋 （2）單線梯形螺紋（3）雙線矩形螺紋（3） 雙線鋸齒形螺紋514 當(dāng)一個承受變載荷的螺栓聯(lián)接，其螺栓的靜強度足夠而疲勞強度不足時，應(yīng)首先考慮采用__________來提高其疲勞強度（1）增加螺栓直徑 （2）提高螺栓材料的屈服極限 （3）改用雙螺母 （4）柔性螺栓515 為了改善紋牙上的載荷分布，通常都以_______的方法來實現(xiàn)。（1） 采用雙螺母 （2）采用加高螺母 （3）采用減薄螺母（4） 減少螺栓和螺母的螺距變化差516被聯(lián)接件受橫向載荷作用時，若采用一組普通螺栓聯(lián)接，則載荷靠_________來傳遞。（1）接合面之間的摩擦力 （2）螺栓的剪切和擠壓（2） 螺栓的剪切和被聯(lián)接件的擠壓517 確定緊聯(lián)接螺栓中拉伸和扭轉(zhuǎn)復(fù)合載荷作用下的當(dāng)量應(yīng)力時，通常是接__________來進行諸的。（1）第一強度理論 （2）第二強度理論 （3）第三強度理論（3） 第四強度理論二、分析與思考題518 為什么螺紋聯(lián)接大多數(shù)要預(yù)緊？什么叫螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力？519 常用的控制預(yù)緊力的方法有哪些？它們有哪些優(yōu)缺點？為了克服這些缺點可采用什么方法？520 螺紋聯(lián)接為什么要防松？防松的根本問題是什么？521 防松的基本原理有哪幾種？具體的防松方法和裝置各的哪些？522相同的公稱直徑的粗牙普通螺紋與細牙普通螺紋相比，哪個自鎖性能好？哪個強度高？為什么薄壁零件的聯(lián)接常采用細牙螺紋？523什么叫螺紋的自鎖現(xiàn)象？自鎖條件如何？螺旋副的傳動效率又如何計算？524試問螺紋的升角φ為多大時，螺旋副效率可達到最高值？525螺紋聯(lián)接的主要失效形式和計算準(zhǔn)則是什么？526何謂螺栓聯(lián)接？何為緊螺栓聯(lián)接？它們的強度計算方法有何區(qū)別？527對承受橫向載荷或傳遞轉(zhuǎn)矩的緊螺栓聯(lián)接采用普通螺栓時，？若采用鉸制孔用螺栓時是否也這樣考慮？為什么？528在設(shè)計受傾覆力矩作用的底板螺栓組聯(lián)接時，應(yīng)滿足哪些條件？如何保證？529常用的提高螺紋聯(lián)接強度的措施有哪些？530對于受變載荷作用的螺栓聯(lián)接，可采用哪些措施來減小螺栓的應(yīng)力幅αa？三、設(shè)計計算題531 如圖所示，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系數(shù)f=，控制預(yù)緊力，試確定所需螺栓的直徑。解：已知螺栓數(shù)目z=8，接合面數(shù)i=2，取防滑系數(shù)Ks=，則螺栓所需預(yù)緊力F0為F0≥題520圖查主教材中的表，得σS=240MPa，查表，取安全系數(shù)S=，則[σ]=σS/S=240MPa/=，所需螺栓的直徑 d1≥取整后得螺栓尺寸d=10mm，螺紋為M10。注：解中有兩處錯誤，請指出錯處并說明原因。532 受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接鋼板間采用橡膠墊片。已知預(yù)緊力F0=1500N，當(dāng)軸向工作載荷F=1000N時，求螺栓所受的總拉力及被聯(lián)接件之間的殘余預(yù)緊力。533 圖示凸緣聯(lián)軸器(GB/T58431986)的型號為YLDl0，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T= 630Nm，兩半聯(lián)軸器采用4個M12的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，螺栓規(guī)格為M12~60(GB/T 271988)，聯(lián)軸器材料為HT200，試校核其聯(lián)接強度。 題533圖 題534圖534 鉸制孔用螺栓組聯(lián)接的三種方案如圖所示。已知L=300mm，a=60mm，試求螺栓組聯(lián)接的三個方案中，受力最大的螺栓所受的力各為多少?哪個方案較好? 535 如圖所示的底板螺栓組聯(lián)接受外力Fe的作用。外力Fe作用在包含x軸并垂直于底板接合面的平面內(nèi)。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個螺栓受力最大?保證聯(lián)接安全工作的必要條件有哪些?題535圖四、結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析題536 試指出下列圖中的錯誤結(jié)構(gòu)，并畫出正確的結(jié)構(gòu)圖。 a)螺釘聯(lián)接 b)雙頭螺柱聯(lián)接 c)鉸制孔用螺栓聯(lián)接 d)緊定螺釘聯(lián)接 e)吊環(huán)螺釘聯(lián)接 f)螺釘聯(lián)接題536圖第六章 鍵、花鍵和銷聯(lián)接一、 選擇題61 普通平鍵聯(lián)接的主要用途是使軸與輪轂之間________。（1）沿軸向固定并傳遞軸向力 （2）沿軸向可作用相對滑動并具有導(dǎo)向作用 （3）沿周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩 （4）安裝與拆卸方便62 設(shè)計鍵聯(lián)接的幾項主要內(nèi)容是：a) 按輪轂長度選擇鍵的長度 b) 按使用要求選擇鍵的主要類型 c) 按軸的直徑選擇鍵的剖面尺寸 d) 對聯(lián)接進行必要的強度校核。在具體設(shè)計時，一般順序是_______。（1） b→a→c→d （2）b→c→a→d （3） a→c→b→d （4）c→d→b→a63 鍵的剖面尺寸通常是根據(jù)________按標(biāo)準(zhǔn)選擇。（1） 傳遞轉(zhuǎn)矩的大小 （2）傳遞功率大小 （3）輪轂的長度（5） 軸的直接64 鍵的長度主要是根據(jù)__________來選擇。（1）傳遞轉(zhuǎn)矩的大小 （2）輪轂的長度 （3）軸的直徑65 常用來制造鍵的材料是___________。（1） 低碳鋼 （2）中碳鋼 （3）高碳鋼 （4）合金鋼66 軸的鍵槽通常是由________加工而得的。（1）插削 （2）拉削 （3）鉆及鉸 （4）銑削67 緊鍵聯(lián)接和松鍵聯(lián)接的主要區(qū)別在于：前者安裝后，鍵與鍵之間就存在有__________。（1） 壓緊力 （2）軸向力 （3）摩擦力68 能夠構(gòu)成緊鍵聯(lián)接的兩種鍵是_______________.（1） 楔鍵和半圓鍵 （2）平鍵和切向鍵 （3）半圓鍵和切向鍵（4） 楔鍵和切向鍵69 標(biāo)準(zhǔn)平鍵聯(lián)接的承載能力，通常是取決于___________。（1）輪轂的擠壓強度 （2）鍵的剪切強度 （3）鍵的彎曲強度（5） 鍵工作表面的擠壓強度610 平鍵聯(lián)接能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為T，則應(yīng)_____________。（1） （2）（2） （4）安裝一對平鍵611 半圓鍵聯(lián)接的主要是_____________.(1) 對軸的強度削弱較輕 （2）鍵槽的應(yīng)力集中較小 （3）工藝性好、安裝方便612 半圓鍵和切向鍵的應(yīng)用場合是_______________。（1） 前者多用來傳遞較大轉(zhuǎn)矩，后者多用來傳遞較小轉(zhuǎn)矩 （2）前者多用來傳遞較小轉(zhuǎn)矩，后者多用來傳遞較大轉(zhuǎn)矩 （3）兩者都用來傳遞較小轉(zhuǎn)矩 （4）兩者都用來傳遞較大轉(zhuǎn)矩613 花鍵聯(lián)接與平鍵聯(lián)接（采用多鍵時）相比較，______的觀點是錯誤的。