第五章 螺纹联接和螺旋传动
三、分析与思考题
5—40常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？
答：常用螺纹的类型和应用参看教科书P 60表5—1。：
对联接螺纹的要求:联接可靠，当量摩擦系数大，自锁性能好。 对传动螺纹的要求:当量摩擦系数系数小，传动效率高。
5—41在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么？ 答：螺纹的余留长度越长，则螺栓杆的刚度C b 越低,这对提高螺栓联接的疲劳强度有利。因此，承受变载荷和冲击载荷的螺栓联接，要求有较长的余留长度。
5—42联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置？试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。
答：在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，这种现象多次重复后，就会使联接松脱。在高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛，也会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，最终导致联接失效。因此螺纹联接需要防松。
例：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈为机械防松；
对顶螺母、弹簧垫圈为摩擦防松。
5—43普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式各是什么？计算准则各是什么？ 答：普通螺栓联接（受横向载荷）的主要失效形式：① 接合面滑移 ②螺栓杆被拉断 计算准则：
承载条件 螺杆的拉伸强度
铰制孔用螺栓联接的主要失效形式：① 螺杆被剪断 ② 螺杆与孔壁接触面被压溃（碎） 计算准则：
螺杆的剪切强度 螺杆与孔壁接触面的挤压强度
5—44计算普通螺栓联接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度？
答：螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需进行其强度计算。
5—45 松螺栓联接和紧螺栓联接的区别是什么？在计算中如何考虑这些区别？ 答：松螺栓联接，装配时螺母不需要拧紧。在承受载荷之前，螺栓不受力。
紧螺栓联接，装配时螺母需要拧紧。在拧紧力矩作用下，螺栓除受预紧力F 0的拉伸而产生的拉应力外还受摩擦力矩T 1的扭转而产生的扭切应力，使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态。
强度计算时，松螺栓联接只考虑工作载荷即可。
紧螺栓联接应综合考虑拉应力和扭切应力的作用，计入扭切应力的影响，即螺栓所受的轴向拉力乘以1.3。
5—46普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷各是什么循环？
答：普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为
[]P min 0P σσ≤=L d F []τπτ≤=2
4d F []σπσ≤=21
431d F .if F K F S ≥0
F C C C F F m
b b
++
=0，即同方向（不变号）的非对称循环变载荷，0＜r ＜1；所受到的横向工作
载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为预紧力，即大小不变的静载荷， r=1。
5—47螺栓的为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为多少？性能等级数字代号的含义是什么？
答：与之相配的螺母的性能等级应为8级或9级（d ＞16～39mm ）。
性能等级8.8 ，表示小数点前的数字8代表材料的抗拉强度极限的1/100(B /100，B =8×100MPa)，
小数点后的数字8代表材料的屈服极限(s )与抗拉强度极限(B)之比值(屈强比 )的10倍（10s /B , s =8B /10=640 MPa ）。
5—48在什么情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓的直径有关？试说明其原因。
答：在不控制预紧力的情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓的直径有关，直径越小，则安全系数取得越大。因为扳手的长度随螺栓直径的减小而线性减短，而螺栓的承载能力随螺栓直径的减小而平方性降低。因此，螺栓直径越细越易过拧紧，造成螺栓过载断裂。所以小直径的螺栓应取较大的安全系数。
5—49图示螺栓联接结构中，进行预紧力计算时，螺栓的数目z 、接合面的数目i 应取多少？ 答：螺栓的数目z=4
接合面的数目i =2
5—50试用受力变形线图分析说明螺栓联接所受轴向工作载荷F ，当预紧力F 0一定时，改变螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接的静强度和联接的紧密性有何影响？
答：如图示，减小螺栓刚度（ ）或增大被联接件的刚度（ ），螺栓的总拉力F 2减小，螺栓联接的静强度提高；残余预紧力F 1减小，联接的紧密性下降。增大螺栓刚度或减小被联接件的刚度则相反。
5—51紧螺栓联接所受轴向变载荷在0～F 间变化，在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下，要提高螺栓联接的疲劳强度，应如何改变螺栓或被联接件的刚度及预紧力的大小？试通过受力变形线图来说明。
F F 题5—49图 题5—50图
0m
θ' 变形
力
F
F 1
F 2
F 0
b θ' F
F 1
m θ b θ F 1
F b θ'
m θ'题5—51图
θ b F
y
F 1
y F 2 y
F 0
y
△F
a ) 改变螺栓的刚度 0
b 0m θ m 变形 力 b ) 改变被联接件的刚度
0b
0m θ b
θ m 力 F
y
F 1
y F 2 y
F 0
y △F
b θ' △F
F 0
y
△F
F 0
y
m
θ'
答：在总拉力F 2、残余预紧力F 1不变时,
a)如图示，减小螺栓的刚度（ ）
，增大预紧力F 0，可减小△F ，提高螺栓联接的疲劳强度。 b)如图示，增大被联接件的刚度（ ），增大预紧力F 0，可减小△F ，提高螺栓联接的疲劳强
度。
5—52为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10？通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀？
答：当联接受载时，螺栓受拉伸，外螺纹的螺距增大；而螺母受压缩，内螺纹的螺距减小。螺距的变化差以旋合的第一圈处为最大，以后各圈递减。旋合螺纹的载荷分布为：第一圈上约为总载荷的1/3，以后各圈递减，第8～10圈以后的螺纹牙几乎不受力。螺母的螺纹圈数过多也不能提高承载能力。
为了使各圈螺纹牙的载荷趋于均匀，可采用下述方法：①悬置螺母；②内斜螺母；③环槽螺母。
5—53受倾覆力矩的螺栓组联接应满足哪些不失效条件？
答：①螺杆不被拉断； ②结合面受压最大处不被压溃（碎）； ③结合面受压最小处不离缝。
5—54滑动螺旋的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺杆直径及螺母高度）通常是根据什么条件确定的？
答：滑动螺旋的主要失效形式是螺纹面的磨损。
其基本尺寸（即螺杆直径及螺母高度）通常是根据耐磨性条件确定的。
四 、设计计算题
5—55一牵曳钩用2个M10(d 1=8. 376mm )的普通螺栓固定于机体上。已知接合面间摩擦系数f =0.15，防滑系数K s =1.2，螺栓材料强度级别为4.6级，装配时控制预紧力。试计算该螺栓组联接允许的最大牵曳力F max 。
解：s =240MPa 查表5—10，S=1.2~1.5
牵曳力 F
题5—55图 m θ' b θ' []MPa ~.~.S S 1602005121240
===σσ[][] 由承载条件：
＝由强度条件：０N
.~....~.K fz
ＦＦf F
K F N
.~.....d F d F 5716942121182
12
150)286778858472(z
286778858472431160)~(200763814343141.3S 022102
10=??=
≤
≥=???=?≤≤σπσπσ00>-≈W
M
A ZF min P σ[]P max
P W
M
A ZF σσ≤+≈0[]σπσ≤?=4312
12d F .
5—56 有一受预紧力F 0=1000N 和轴向工作载荷F =1000N 作用的普通紧螺栓联接，已知螺栓的刚度C b 与被联接件的刚度C m 相等。试计算该螺栓联接所受的总拉力F 2和残余预紧力错误！链接无效。。在预紧力F 0不变的条件下，若保证被联接件不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少？
解：
5—57 如图所示，一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接。已知气缸中的压力p 在0～2MP a 之间变化，气缸内径D =500mm ，螺栓分布直径D 0=650mm 。为保证气密性要求，残余预紧力F 1=1.8 F ，螺栓间距t ≤4.5 d (d 为螺栓的大径)。螺栓材料的许用拉伸应力[]=120MP a ，许用应力幅[a ]= 20MP a 。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度C b /（C b +C m ）=0.8，试确定螺栓的数目和尺寸。
解：设取螺栓数目Z=16或24
则单个螺栓所受的轴向工作载荷F 为：
单个螺栓所受的总拉力F 2为：
所需的螺栓直径d 1：
查表 题5—57图
25 25
D 0D p N F C C C F F N
F C C C F F m b m m b b 500100021
1000150010002110000102=?-=+-==?+=++=残余预紧力 总拉力 N
C C C F F F C C C F F F m m
b m b m
2000210000:max 0max max 01=?=+==+-= 被联接件不离缝时的N ..Z D p F N ..Z D p
F 171635424450014324252453116
45001432422(24)22
(16)=???===???==ππN ...F .F F .F F F N ...F .F F .F F F 6745791171635482828156868725245318282811(24)212(16)=?==+=+==?==+=+=[][][]mm
...F .d mm ...F .d d F .1385251206745791314314788301205686873143144312(24)12(16)12
12
=???=?≥=???=?≥≤?=πσππσπσπσmm
.mm .d M mm
.mm .d M 38512511226037883070631361(24)1(16)>=>=
校核螺栓间距t 校核应力幅a ：
确定螺栓的数目和尺寸:
查表
5—58如图凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允许传递的最大转矩T=630N·m，两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200,试校核其联接强度。若改用普通螺栓联接，两半联轴器接合面间的摩擦系数f =0.15，防滑系数K s =1.2，试计算螺栓的直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。
解：s =640MP a
采用铰制孔用螺栓联接
铸铁的B =200MP a 螺杆d 0=13mm
查表5—10
钢：S =2.5 S P =1.25 []=s / S =640/2.5=256 MP a
[P ]=s /S P =640/1.25=512MP a
铸铁：S P =2.0～2.5 [P ]= B /S P =200/2.0～2.5=100～80 MP a 单个螺栓所受的工作剪力F 为：
校核螺杆的剪切强度
校核螺杆、联轴器的挤压强度 L min=38－22=16mm
改用普通螺栓联接
查表5—10按不控制预紧力，设d=16mm 取S=4 []=s /S=640/4=160MP a
题5—58图 22 38 φ13 0
mm .d .mm .Z D t mm .d .mm .Z D t 1353054540485246501623654545625127166500(24)0(16)=?=<====?=<===πππ
π[][]MPa MPa ..d F C C C MPa MPa ..d F C C C a m b b a a m b b a 20131226.211
17
6354120.822031831.670176354120.822
21(24)221(16)=<=??=+==<=??=+=σππσσππσ 或 或 mm l M mm l M 900324Z 901003616Z ====N .r Tr F Z i i max 08242310
1304630
23
12
=???==-=∑
[] 安全
P 0P 65111613082423σσ≤=?==..L d F min [] 安全τπ
πτ≤=?==MPa ..d F 261813408
24234220[]
＝由强度条件： 由承载条件：mm ...F .d d F N ...r f T K F Z i i
1651462
1938431431441.362193841013041502630210
2
103
1S 0=??=
?≥
≤=?????=≥-=∑
σπσ
取M20，d 1=17.294mm >14.165mm (或取第二系列M18，d 1=15.294mm >14.165mm ) 与假设基本相符，不必修改安全系数S 。
螺栓的长度l >22×2+m+S=44+18+5=67 取l =70~80mm 螺栓标记：螺栓GB57882—86 M20×70(或80)
5—59如图所示，为一支架与机座用4个普通螺栓联接，所受外载荷分别为横向载荷F R =5000N ，轴向载荷F Q =16000N 。已知螺栓的相对刚度C b / (C b +C m )=0.25，接合面间摩擦系数f =0.15，Ks=1.2, 螺栓的性能等级为8.8级，试确定螺栓的直径及预紧力F 0。
解：s =640MP a
查表5—10，
按不控制预紧力，设d=16mm 取S=4 []=s /S=640/4=160MP a
（按控制预紧力取S=1.2~1.5 []=s /S=640/1.2~1.5=533.33~426.67 MP a ）
单个螺栓的轴向工作载荷F
在横向载荷F R 作用下，支架不下滑的条件：
单个螺栓所受的总拉力F 2
确定螺栓的直径
取M16，d 1=13.835mm >12.04mm 与假设相符。
（控制预紧力时，取M8，d 1=6.647mm >6.593mm 或M10，d 1=8.376mm >7.371mm ） 题5—59图 R F Q F [][] 或— 螺栓或— 标记：螺栓， 取．， 取
，
＝ 若按控制预紧力，取80)70(M12 86GB588280)70(M10 86GB58828.67410610M12758673768M108.674~6758767)42633(533621938431431467426335335121640S 1.51.21101S ??>=>==??=?≥===mm mm .d mm .mm d mm ..~...F .d MPa .~..~.~πσπσσN
Z F F Q 40004
16000===N ..Z f F K F F K Z fF R s R s 1000041505000211
1=??=≥≥残余预紧力 N F F F 1400040001000012=+=+=[] 控制预紧力时)7.371~6.593(0412********
31431421mm mm ..F .d =??=?≥πσπN
F F F 0003140000.25)-(110000)C C C -
(1m
b b
10=?+=++=预紧力
5—60 如图所示，方形盖板用四个螺钉与箱体联接，盖板中心O 点的吊环受拉力F =10kN ，要求残余预紧力为工作拉力的0.6 倍，螺钉的许用拉应力[]=120MP a 。
(1) 求螺钉的总拉力F 2。
(2) 如因制造误差，吊环由O 点移到O ＇点mm O O 25='，求受力最大螺钉的总拉力F 2max
及螺钉的直径。
解：(1)螺钉的总拉力F 2
(2) 受力最大螺钉的总拉力F max
在M 作用下,左下角螺栓受加载作用，受到的载荷：
受力最大螺钉所受的工作载荷F max
受力最大螺钉所受的总拉力
螺钉的直径
取M10，d 1=8.376mm >7.792mm
5—61如图所示，有两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱（工字钢）相联接，托架所承受的最大载荷为20000 N ，问： （1）此联接采用普通螺栓还是铰制孔用螺栓为宜？
（2）若用铰制孔用螺栓，已知螺栓材料为45号钢性能等级为6.8级，试确定螺栓的直径。
解：每一边的载荷为10000 N
（1）因载荷较大，若采用普通螺栓，则需要的预紧力很大， 螺栓的直径很大。所以此联接采用铰制孔用螺栓为宜。
（2）s =480MP a
查表5—10
钢：S =2.5 S P =1.25 []=s / S =480/2.5=192 MP
[P ]=s /S P =480/1.25=384MP a
将力F 向形心简化
F 300
150
150
立柱 题5—60图
F 200
200
o o '
kN 4410
)160(12=?+=+=.Z F F F N 250210021025023=??==r M F M N 2750410000250=+=+=Z F F F M max N 4400275061)160(max 2=?=+=.F .F max [] mm ..F .d 79271204400
3143142max 1=??=?≥πσπNm M 2502510=?=
F =10000N
T =F ·L =10000×300=3×106Nmm F 作用在每个螺栓中心处的横向力为F F
T 作用在每个螺栓中心处的横向力为F T
由图可知，右边两个螺栓受力最大
按剪切强度计算直径， s =480MP a
查表5—10
钢：S =2.5 S P =1.25 []=s / S =480/2.5=192 MP a
[P ]=s /S P =480/1.25=384MP a
取M8 d 0=9mm >7.7335mm
按挤压强度计算
只要 即满足强度要求。
5—62铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示。已知L =300mm ，a =60mm ，试求螺栓组联接的三种方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？那个方案较好？
N 25004
10000F ===Z F F N
.zr T r Tr F z i i
max
T 07707127541036
1
2
=??===∑=N .cos F F F F F T F T F max 889013135222=-+=ο
F F T T F m ax
F []mm ..F d max 73347192889013440=?=≥π
τπ[]τπτ≤=4
2
0d F max []
P 0P σσ≤=min
max
L d F []mm ..d F L max min 62384988
9013P 0=?=≥σ方案二 F L a a
题5—62图
方案一 F L a a 方案三
F L a r =123123
123a
a
解：将力F 向形心简化： 横向载荷F 旋转力矩 T =F·L =300 F 方案一：
横向载荷F 在每个螺栓中心处的横向力为F F T 在每个螺栓中心处的横向力为F T
如图示可知，螺栓3受力最大
方案二： 横向载荷F 在每个螺栓中心处的横向力为F F
T 在每个螺栓中心处的横向力为F T
图示知螺栓1、3受力最大
方案三：
横向载荷F 在每个螺栓中心处的横向力为F F
T 在每个螺栓中心处的横向力为F T
螺栓2受力最大
由上述计算可知，方案三螺栓的F max 较小，所以该方案较好。
5—63 如图所示，支座用4个普通螺栓固定在基座上，结构尺寸如图示，静载荷F =6KN ，接
合面间摩擦系数f =0.6，Ks=1.2, 螺栓的性能等级为6.8级；已知螺栓的相对刚度C b / (C b +C m )=0.2。试计算此联接所需的螺栓直径和每个螺栓的预紧力。 解:s =480MP a 查表5—10按不控制预紧力，设d=12mm 取S=4.4 []=s /S=480/4.4=109.09MP a
查表5—7设基座为混凝土（或其他材料） [P ]=MP a
1、螺栓受力分析
①将F 向接合面形心简化
横向力
轴向力
倾覆力矩M = F x · l =5196.15×200=1039230Nmm ②单个螺栓轴向工作载荷分析
200
ο30F 100φO 330φ支座
3
F
F
Z F F ==35603300312321F F a T r Tr F z
i i
max T =?===∑
=、、F .F
a T r Tr F z
i i
max T 5260230021
231=?===∑
=、02=T F 3
F F
Z F F ==3F F Z F F ==F .F F F F F F T max 832617253F ==+
=+=1F
F F
F F
F T F T F 23m ax F m ax F .F F F F F T F max 5222532
22
2=??? ??+??? ??=+=F F F
F F F T
F T
F 123m ax F F .F
a T r Tr F z
i i max T 5260230021
2
31=?===∑
=、02=T F F .cos F F F F F T F T F max 96115022=-+=ο
1F F F F F m ax F T
T F F 123
N .cos F F 15519623600030x =?==οN sin F F 300021600030y =?==ο
在F y 作用下： :在M 作用下：
左侧的两个螺栓受的轴向力最大 2、确定单个螺栓的预紧力F 0
①按在F x 作用下不滑移确定F 0 ，要求：
②按接合面左侧不离缝确定F 0 ，要求：s Pmin >0
③按不压溃确定F 0 ，要求：s Pmax ￡[s P ]
综合①、②、③预紧力取F 0=6370N 3、确定螺栓直径 螺栓的总拉力
取M16 d 1=13.835mm >10.3876mm （或M14 d 1=11.835mm >10.3876mm ） 大于假设的直径，S 不必修改。
五 、结构设计与分析题
5—64试指出下列图中的错误结构，并画出正确结构图。
(a) 螺钉联接
(b) 双头螺柱联接
(c) 铰制孔用螺栓联接
N Z F F y Fy
75043000
===N .sin sin Z M r Mr F z i i max max M 3929394525021039230
4522501
2
=?===∑
=ο
οN ..F F F max M Fy 393689392939750max =+=+=x s F K Z fF ≥1x s Fy m b m
F K )F C C C F (fZ ≥+-0N ....F C C C fZ F K F Fy
m b m x s 0753198750.2)0-(14
6015
5196210=?+??=++≥W M A ZF min
P -=1σ00>-+-=W M )F C C C F (A Z
Fy m
b m N ....Z A W M F C C C F Fy
m b m 6363684
19634965925
776364810392307500.2)-(10=??+?=++>222577636])2100()2330[(mm .A =-=π3431963496592])330100(-[132330mm .W ==
π[]P Fy m b m max P W
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改正结构与图（a）相同（a）螺钉联接
（d）紧定螺钉联接
（b）双头螺柱联接
(c)铰制孔用螺栓联接
被联接件上与螺栓头和螺母相接触的支承面处应有凸台或沉头座。
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机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮 2 用 45 号钢正火，则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1
第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工
作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺 栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所 受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+ 预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、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，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两 倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、 便于装配 5—12紧螺栓联接强度计算时将螺栓所受的轴向拉力乘以，是由于D。 A、安全可靠 B、保证足够的预紧力 C、防止松脱 D、计入 扭转剪应力 5—13对于工作载荷是轴向变载荷的重要联接，螺栓所受总拉力在F0与F2之间变 化，则螺栓的应力变化规律按C。 A、r = 常数 B、 =常数C、min=常数 m 5—14对承受轴向变载荷的普通紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高 螺栓疲劳强度的有效措施是B。 A、增大螺栓的刚度C ，减小被联接件的刚度C m B、减小C b，增大C b m
精心整理《机械设计》课程试题（一） 一、填空题(每空1分共31分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的（?????）。 2、三角形螺纹的牙型角α＝（???），适用于（???），而梯形螺纹的牙型角α＝（?????），适用 于（?????）。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（????）防松、（????）防松和（????）防松。 4、（?????）。 5 6 7 力（ ??? 8、（η= （ ??效率。 9 10 1、循环特性r=－1的变应力是（?????）应力。 A．对称循环变???B、脉动循环变?C．非对称循环变???D．静 2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是(???)。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm?B．减小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm???D．减小Cb 和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．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 4、选取V 带型号，主要取决于（?????）。 ???A ．带的线速度???B ．带的紧边拉力 ???C ．带的有效拉力???D ．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y 的主要几何参数是（?????）。 A ．齿轮的模数??? B ．齿轮的压力角?? C ．齿轮的齿数??? D ．齿轮的顶隙系数 6 b 1＝80，b 2＝???A ．7（????????A 8A 9????A 10A 、F 0＝1000N 总拉力F 2＝?剩余预紧力F 1＝?在预紧力F 0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少??? 2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m ＝8mm ，蜗杆头数z 1＝1，蜗杆分度圆直径d 1＝80mm ，蜗轮齿数z 2＝40，卷筒直径D ＝200mm ，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数f V ＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问： ???(1)欲使重物W 上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。 ???(2)若重物W ＝ 5000N ，手摇手柄时施加的力F ＝
《机械设计》课程试题（一） 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1．一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【B 】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹，自锁性能最好的是【D】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B 】A．90° B. 120° C.135° D.180° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D 】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力
一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。×
精品文档 1. 单项选择 第五章练习题 1-1锥度心轴限制（）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-2小锥度心轴限制（）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-3 在球体上铣平面，要求保证尺寸 H（习图 1-3），必须限制（）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 习图 1-3 1-4制（ 1-5在球体上铣平面，若采用习图 1-4 所示方法定位，则实际限）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制 （1-6 ）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 大批大量生产中广泛采用（）。 习图 1-4①通用夹具 2. 判断题 ②专用夹具③成组夹具④组合夹具 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10在加工工序中用作工件定位的基准称为工序基准。 精基准是指在精加工工序中使用的定位基准。 附加基准是起辅助定位作用的基准。 直接找正装夹可以获得较高的找正精度。 划线找正装夹多用于铸件的精加工工序。 夹具装夹广泛应用于各种生产类型。 欠定位是不允许的。 过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。 组合夹具特别适用于新产品试制。
3. 分析题 3-1 试分析习图 3-1 所示各零件加工所必须限制的自由度： a）在球上打盲孔φB，保证尺寸 H； b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸 L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽 B以及尺寸 H和 L； d）在支座零件上铣槽，保证槽宽 B和槽深 H及与 4 分布孔的位置度。 Z φB Z φB L X Y a）X Y b） Z Z L B Z Z Y X X c）Y B d） H 习图 3-1 3-2 试分析习图 3-2 所示各定位方案中：①各定位元件限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面； b）车外圆，保证外圆与内孔同轴； c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。 Z Y Z a） Y Z b） Z X X X Y c）习图 3-2 X
北京机械工业学院机械设计考题与答案 一、是非题（有5小题，每题1分，共5分。正确在括号内写“T”，错误在括号内写“F”） 1．双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。（T ） 2．滚动轴承的轴向系数Y值越大，其承受轴向能力越大。（ F ） 3．减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。（T ） 4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ T ） 5．失效就是零件断裂了。（F ） 二、选择题（有5小题，每题2分,共10分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上） 6．温度对润滑油粘度的影响是随着温度的升高润滑油的粘度 C 。 A）提高 B）不变 C）降低 7．设计时键的截面尺寸通常是根据 D 从标准中选取。 A）键传递的转矩 B）轴的转速 C）轮毂的长度 D）轴的直径 8．下列四种叙述中 D 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 9．从经济观点考虑，单件生产的齿轮减速箱的箱体最好采用 C 。 A）灰铸铁铸造 B）铸钢铸造 C）钢板焊接 10．由下列不同材料制造的零件，其形状、尺寸、结构、表面加工情况和工作条件等完全相同，其中有效应力集中系数最大的是 B 。 A）HT200灰铸铁 B）40CrNi钢 C）45钢 三、填空题（有5小题，20个空，每空1分,共20分。把答案填在题中横线上） 11．对下列各种零件至少举出一种常用材料的牌号，齿轮 45， 40Cr ，滑动轴承轴瓦 ZQSn10-1，ZQAl9-4 ，蜗轮轮缘 ZQSn10-1， ZQAl9-4 ，螺钉 Q235，20 ，弹簧 65Mn，碳素弹簧钢丝，弹簧垫圈 65Mn ，滚动轴承套圈 GCr15 ，滚动轴承保持架 08F ，键 45 。 12．带传动的失效形式为打滑和疲劳破坏。因此，其主要设计依据为在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 13．轴按承载分为心轴，转轴和传动轴。 14．螺纹联接按防松原理可分为摩擦防松，机械防松和其它防松。 15．灰铸铁齿轮常用于开式传动中，这种齿轮的主要失效形式是磨损。 四、问答题（有5小题，每题4分,共20分） 16．什么是等强度设计？在设计中如何应用？ 答：一个机器的各零件或一个零件对于各种失效方式具有同样的承载能力。 在设计中的应用有二：一是使各部分等强度，避免某些部分强度过大，浪费材料；二是故意设置薄弱环节，过载时失效，使其它部分在过载时不致于损坏而得到保护。 17．什么是机械零件的失效？ 答：机械零件由于某种原因不能正常工作，叫失效。 18．滑动轴承计算中，计算p，pv，v各考虑什么问题？ 答：p——轴承磨损； pv——发热； v——局部磨损。 机械设计试卷 一、单项选择题 1、普通平键的截面尺寸是根据按标准选择的。【 C 】 A．传递转矩的大小 B. 轮毂的长度 C. 轴的直径 2、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了。【 A 】 A．限制弯曲应力 B. 使结构紧凑 C.限制带轮包角 3、为了制造、测量方便，取三角带的作为它的公称长度。【 B 】 A．内周长 B. 节线长 C. 外周长 4、角接触球轴承和圆锥磙子轴承的轴向承载能力随接触角的增大而。 【 A 】 A．增大 B. 减少 C. 不便 5、链传动中，链条的节数最好为，而链轮齿数为。【 B 】 A．奇数，偶数 B.偶数，奇数 C. 5的倍数，偶数 6、按纯扭矩设计计算的轴径，一般作为轴的直径。【 A 】 A．最细端 B. 最大 C. 平均
考试科目：机械设计考试时间： 120 分钟试卷总分 100 分 1、齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？（6 分）齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（ 8 分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防
松。
3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（ 6 分）联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（ 6 分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 线上 本大题共 12 小题，总计 24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B。 A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端 面 C. 法 面 在每题若干个选项中选出正确的选项填在横
机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
机械设计第五章课后习题 5-分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应 5-将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处 5-分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当缸内的最高力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化 5- 5-4所示的底板螺栓组联接受外作用在包轴并垂直于底板接合面的平面内。 试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-5-5所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载F=56KN载荷稳定，拉丁材料Q23钢，试设计联接 5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力 Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
2、极位夹角是曲柄摇杆机构中夹角。（×）改：曲柄 5、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。（×）改：决定 7、楔键的两侧面是工作面。（×）改：上下两表面 8、普通车床变速箱内齿轮的润滑方式时油雾润滑。（×） 9、滚动轴承的基本额定动载荷C 值越大，则轴承的承载能力越高。（√） 三、选择题（每题2 分，共20 分） 2、为了使相啮合的一对齿轮其强度和寿命接近，通常（ B ）。 A、齿轮的硬度大于小齿轮的硬度 B、小齿轮的硬度大于大齿轮的硬度 C、大、小齿轮的硬度相同 3、下列哪一种普通平键用于轴端。（ C ）。P159 A、A 型 B、B 型 C、C 型 4、渐开线在基圆上的压力角为多大?（A ） A、0° B、20° C、90° 5、下列螺纹用于传动的是（ A ）。 A、梯形螺纹 B、管螺纹 C、普通螺纹 7、在螺栓联接中，当有一个被联接件较厚，而且需要经常拆卸时，宜选用的联接类型是（ A ）联接。 A、双头螺柱 B、紧定螺栓 C、普通螺栓 8、用来传递双向转矩的一对切向键，在轴上相隔多少度为宜? （C ） A、90°～120° B、135°～150° C、120°～130° 试题一 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，曲柄与连杆共线时为死点位置。
（A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为 3.为保证四杆机构良好的机械性能，传动角不应小于最小许用值。 （A）压力角（B）传动角（C）极位夹角 4.凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。 （A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状 5.凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大，压力角愈_小，机构传动性能愈好。 6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有摩擦力。(A) 压紧力(B) 轴向力(C) 摩擦力 7.链“B18X80”的含义是 B 型键宽度b=18mm，长度L=80mm 。 8.螺纹联接是指利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来。 螺旋传动是指利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动。 9.螺纹的公称直径是指它的外径，螺纹“M12X1.5”的含义为_细牙螺纹外径12mm，螺距1.5 。 10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用双头螺栓联接_。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用三角形细牙螺纹。 (A)螺栓联接(B) 双头螺栓联接(C) 螺钉联接(D) 三角形细牙螺纹 (E) 三角形粗牙螺纹(F) 矩形螺纹 11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm，则螺杆应转 2 圈。 12.国标规定，三角带有_ Y Z A B C D E 七种类型，代号‘B2240’表示_B 型基准长度2240mm 。
第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ， 9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710 5180936 9 10111 =???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 012σσσΦσ -=-Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ，067.045 3 == d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附 图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题（共20分，每小题2分） 1、 通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 （） A.剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B.稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C.磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D.磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角B —般在8°?20°范围内选取，B 太小斜齿 轮 传动的优点不明显，太大则会引起（）。 A.大的切向力 B.大的轴向力 C.小的切向力 D.小的轴向力 3、 若一滚动轴承的寿命为 1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷（） 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 无法判断 4、 在不完全液体润滑滑动轴承设计中， 除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值 进行验算，其主要目的是（）。 A. 限制轴承过渡磨损 B.限制轴承的温升 C.保证轴承的强度 D.限制 轴承的质量 5、 通常，一部机器主要是由（）三部分构成的。 A.原动部分，传动部分，执行部分 B.原动部分，传动部分，控制部分 C.辅助系统，传动部分，控制部分 D.原动部分，控制部分，执行部分 6、 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 （）。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、 在V 带传动中，小轮包角一般应大于（）度。 &一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，贝尼们的 齿面接触应力（）。 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是（） 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HB3（） 小齿轮的齿面硬度HBS 。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题（共10分） 1、 在轴的结构设计中，轴的最小直径 d min 是按 ________ 初步确定的。（1分） 2、 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 ______ 与 _____________ 之和。（1分） 3、 在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H ]2 ___________________ 。（1分） A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 A. B. C. D. 无法判断 A. d 1 B. i 亞C. i Z 1 D. d 2
机械设计考试试题及其答案
1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【B】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【D 】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B】A．90° B. 120° C.135° D.180° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力
机械设计第五章课后习题 5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的使用 5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 5-2分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？ 5-4?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓和立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓和相邻的机架相联接。托架受一和边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖和缸体均为钢制，直径 D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。 5-11设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题(共20分，每小题2分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( )。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷( )基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值进行验算，其主要目的是( )。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( )三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在V 带传动中，小轮包角一般应大于( )度。 A. 90? B. 100? C. 150? D.120? 8、一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，则它们的齿面接触应力( )。 A. 12H H σσ> B. 12H H σσ< C. 12H H σσ= D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( )。 A. 21d i d = B. 21z i z = C. 21 n i n = D. 12d i d = 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 2HBS ( )小齿轮的齿面硬度1HBS 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题(共10分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min 是按 初步确定的。(1分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。(1分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许用接触应力可取为1[]H σ与2[]H σ 。(1分)
试题A 一、填空（每空1分，共20分） 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（）区； 当N＜N0时，为（）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（）。 3．润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（）。 5．正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（）和（）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（）边在上，（）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（）和（）选择联轴器的型号。9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（）；而（）与（）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”） 1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（） 3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（） 4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（）
5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （ ） 6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ ） 7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ ） 8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ） 9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s ＝600MPa 。 （ ） 10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 （ ） 三、简答题（每小题5分，共20分） 1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 2．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？ 3．简述形成稳定动压油膜的条件？ 4．解释名词: 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。 四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力S F ＝0.68R F ，e ＝0.68。当 R A F F ≤e 时，X ＝1，Y ＝0；当R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。问哪个轴承的寿命低？ 1 2