2012机械设计思考题参考答案
（此为自行整理的答案，仅供参考）
第一篇
1.机器的基本组成要素是什么？p1（课本，下同）
答：机器的基本组成要素是机械零件。
2.机械零件分哪两大类？
答：通用零件，专用零件。
3.什么叫部件？(摘自百度文库)
为完成共同任务而结合起来的一组零件成为部件，是装配的单元，eg.滚动轴承、联轴器
4.机器的基本组成部分是什么？p3
答：原动机部分，传动部分，执行部分。
5.机械零件的主要失效形式有那些？p10-11
答：整体断裂，过大的残余变形，零件的表面破坏，破坏正常工作条件引起的失效。
6.机械零件的设计准则是什麽？其中最基本的准则是什麽？p11-14
答：机械零件的设计准则是设计时对零件进行计算所依据的准则；其中最基本的准则有强度准则，刚度准则，寿命准则，振动稳定性准则，可靠性准则。
(是强度准则，刚度准则，寿命准则，振动稳定性准则，可靠性准则；最基本的准则是强度准则)
7.什麽叫静应力、变应力和稳定循环变应力？稳定循环变应力有那三种形式？
静应力：应力幅等于零的应力（p24）；大小和方向不随时间转移而产生变化或变化较缓慢的应力。其作用下零件可能产生静断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。（百度文库）
变应力：大小和方向均随时间转移而产生变化的应力。它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷产生的（如电动机重量给梁带来的弯曲应力）。变应力作用的零件主要发生疲劳失效。（百度文库）
稳定循环变应力：变应力的最大、最小应力始终不变。（百度文库）
（不稳定循环变应力：变应力的最大、最小应力呈周期性变化。）
稳定循环变应力：单向稳定变应力，单向不稳定变应力，双向稳定变应力三种形式。
8.什麽是疲劳极限？何为有限寿命疲劳极限阶段和无限寿命疲劳阶段？
疲劳极限：在疲劳试验中，应力交变循环大至无限次而试样仍不破损时的最大应力。（百度百科）
有限寿命疲劳极限阶段：在σ-N曲线上，试件经过一定次数的交变应力作用后总会发生疲劳破坏的范围，即CD段；
无限寿命疲劳阶段：在σ-N曲线上，作用的变应力的最大应力小于持久疲劳极限（即D点的应力），无论应力变化多少次，材料都不会破坏的范围，即D点以后的线段。P23
9.表示变应力的基本参数有那些？它们之间的关系式是什麽？(课件)
(1) 最大应力：σmax
(2) 最小应力：σmin
(3) 平均应力：σm=2
min
max
σ
σ+
(4) 应力幅值：σa=
2
min
max
σ
σ-
(5) 应力循环特性 r：r =
max
min
σ
σ
描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有2个参数是独立的。
10.影响零件疲劳强度的因素有那些？如何提高零件的疲劳强度？p32
影响零件疲劳强度的因素：
几何形状；材料缺陷；剖面形状；表面质量；表面强化处理。
提高零件的疲劳强度的措施：
1、尽可能降低零件上的应力集中的影响；
2、选用疲劳强度高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、尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹。
第二篇
1.螺纹的基本参数，常用螺纹的种类、特性及其应用。P62
答：基本参数：大径d，小径d1，中径d2，线数n，螺距P，导程S，螺纹升角ψ，牙型角α，接触高度h；常用螺纹的种类、特性及其应用见教材P62表5-1。2.螺纹连接的基本类型有哪些？各应用于什么场合？p64
答：螺栓连接，应用极广；
双头螺柱连接，适用于结构上不能采用螺栓连接的场合；
螺钉连接，多用于受力不大，或不需要经常拆装的场合；
紧定螺钉：锥端，适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合；
平端，常用于顶紧硬度较大的平面或经常拆卸的场合；
圆柱端，适用于紧定空心轴上的零件位置。P67
3.在实际应用中，绝大多数螺纹联接都需要预紧，其目的是什么？p68
答：预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。
4.螺纹联接松脱的原因是什么？防松的实质是什么？常用的防松方法有那
些？p70
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，就会使连接松脱；
防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动；
常用的防松方法：摩擦防松（对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母），机械防松（开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝），破坏螺旋副运动关系防松（铆合、冲点、涂胶粘剂）。
5.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？p80答：松螺栓连接装配时，螺母不需要拧紧，在承受工作载荷之前，螺栓不受力；
紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩作用下，螺栓除受预紧力的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转切应力，使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下。
区别：对于M10-M64普通螺纹钢制紧螺栓连接，在拧紧时虽然同时承受拉伸和扭转的联合作用，但在计算时可以只按拉伸强度计算，并将所受的拉力（预紧力增大30%来考虑扭转的影响。
6.对于受轴向载荷的紧螺栓联接，若考虑螺栓和被联接件的刚度影响，螺栓受
到的总拉力是否等于预紧力和工作拉力之和？为什么？p82-p83
答：这种紧螺栓连接承受轴向拉伸工作载荷后，由于螺栓和被连接件的弹性变形，螺栓所受的总拉力并不等于预紧力和工作拉力之和。
7.螺栓组联接的结构设计（P73）螺栓组联接的受力分析（P74）
8.键链接的主要目的是什么？p103
答：通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
9.键联接有哪些类型？平键和楔键在结构和工作原理上有什么不同？
p103-104
答：键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接；平键：键的两侧面是工作面，工作时，靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键：键的上下两面是工作面，键的上表面和与它配合的轮毂键槽底面均具有1：100的斜度，工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的
轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向固定作用。
第三篇
带传动
1. 带传动有何特点？p143
答：带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点。(摩擦式带传动有弹性滑动和打滑的现象，传动比不稳定。)
2. 带传动的类型有那些？p144
答：按照工作原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动。在摩擦型带传动中，根据传动带的横截面形状的不同，又可以分为平带传动、圆带传动、V 带传动和多楔带传动。
3. 与平带传动相比，V 带传动有何特点？p144
答：在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生更大的摩擦力；允许的传动比大，结构紧凑。
4. 常用普通V 带有哪几种型号？窄V 带有哪几种型号？
答：普通V 带的带型分为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E7种；窄V 带也有7种。
5. 带传动正常工作时，紧边与松边拉力F1、F2与预紧力F0应满足什么关系？ 答：F1-F0=F0-F2
6. 何为带传动的弹性滑动和打滑？各是什么原因引起的？对带传动的影响是什么？二者的性质有何不同？p150
答：弹性滑动：
定义及原因：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动。
影响：从动轮的圆周速度v 2＜主动轮的圆周速度v 1，速度降低
的程度可用滑动率ε来表示： 其中：)/(60000
1
1d 1s m n d v π= )/(6000022d 2s m n d v π= 因此，传动比为：)1(1d 2d 21ε-==d d n n i
性质：因为带传动总有紧边和松边，所以弹性滑动也总是存在的，是无法避免的。
打滑：
定义及原因：当总摩擦力增加到临界值时，弹性滑动的区域也就扩大到了整个接触弧，此时如果再增加带传动的功率，则带与带轮间就会发生显著的相对滑动，即整体打滑。/（若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值F ec 后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。）
影响：打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。但是，当带传动所传递的功率突然增大而超过设计功率时，这种打滑却可以起到过载保护的作用。
7. 欧拉公式的含义是什麽？（课件） 带传动的最大有效拉力F ec 由欧拉公式确定 即欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出 了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力F ec 。
α=f e F F 211120+-=ααf f ec e e F F %100121?-=εv v v 12)1(v v ε-=
由欧拉公式可知：
预紧力F 0↑→最大有效拉力F ec ↑
包角α↑→最大有效拉力F ec ↑
摩擦系数 f ↑→最大有效拉力F ec ↑
当已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F 0。 切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！
/欧拉公式表示了带的最大传动能力，在临界打滑的情况下，紧边和松边拉力之比为αv f e qv
F qv F =--2221。从公式可见：增大摩擦系数、增大包角、尽量使传动在靠近最佳速度下工作都可以提高带的传动能力，此外还可以采用新型带传动、采用高强度带材料等。
8. 带传动时，带中所受的应力有那几种？带中所受最大应力应在何处？p148-149
答：拉应力、弯曲应力、离心拉应力；带中可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。
9. 带传动的主要失效形式是什么？设计准则是什麽？ （课件）
答：带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。
带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
10. 带轮主要用哪些材料制造?带轮的结构形式有哪些？根据什麽来选带轮的结构形式？（课件）
答：通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。
转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成，小功率时可用铸铝或塑料 V 带轮的典型结构有：实心式、 腹板式、 孔板式和 轮辐式。
带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。
链传动
1. 链传动基本组成部分？与带传动和链传动相比链传动有那些特点？p165 答：由链条和链轮组成；
与摩擦型的带传动相比：
a. 链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；
b. 又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；
c. 链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；
d. 同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作。
2. 滚子链的结构由哪些元件组成？链节数最好是奇数还是偶数？p166 答：由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；最好是偶数。
3. 滚子链标记为：16A-2X138 GB123
4.1-83的含义是什么？p167
答：A 系列、节距25.4mm 、双排、138节的滚子链。
4. 为什么在一般情况下，链传动的瞬时传动比不是常数？p173
答：链传动瞬时传动比为：
β
γ
ω
ω
cos
cos
1
2
2
1
R
R
i=
=
其中γ与β均在周期内不断变化，因
此由公式可知，链传动的瞬时传动比是变化的，故并非常数。链传动的传动比变化与链条绕在链轮的多边形特征有关。
/链传动链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边
形这一特点所造成的，也称为链传动的多边形效应。
5.链传动的主要失效形式由哪些？p175
答：链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、链条铰链的胶合、链条的静力破坏。
齿轮传动
1.齿轮传动的主要特点是什么？缺点是什麽？p186
答：效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比稳定；
缺点是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用与传动距离过大的场合。
2.齿轮传动有那些失效形式？各是什麽原因造成的？p186-188、课件
答：
轮齿折断：因为在齿根过渡部分的载面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断；
齿面磨损：当啮合齿面间落入磨料性物质（如砂粒、铁屑等）时，齿面即被逐渐磨损而致报废。这是开式齿轮传动的主要失效形式之一；
齿面点蚀：齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象；
齿面胶合：对于高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大，瞬时温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘接的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕。
塑性变形：由于在过大的压力作用下，轮齿表面材料处于屈服状态，在齿面切向力作用下产生的材料塑性流动。
3.一般齿轮传动的设计准则是什么？课件
对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是：
保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。
保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。
对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计。4.闭式齿轮传动和开式齿轮传动的设计准则是什麽？说明原因。P189、课件
答：闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主。
闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
原因：在闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主；开式齿轮传动，按理应保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则计算，但对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，故目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。
5.齿轮强度计算为什么要用计算载荷？载荷系数有那些影响因素？其中各影
响因素的主要内容是什麽？p192、课件
原因：a.在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及轮齿的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大；
b.在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。
因此在计算齿轮传动的强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算载荷；
载荷系数的影响因素：
K为载荷系数，其值为：K＝K
A K
v
K
α
K
β
K
A
─使用系数；Kα─齿间载荷分配系数；K v ─动载系数；Kβ─齿向载荷分布系数
a.使用系数KA：是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响的系数；
b.动载系数KV：是考虑齿轮啮合刚度变化、制造装配误差等引起的附加动载荷
影响的系数；
c.齿间载荷分配系数Kα：是考虑由于齿距误差及弹性变形等因素，使载荷在各
啮合齿间分配不均匀的影响系数；
d.齿向载荷分布系数Kβ：考虑载荷在齿面上分布不均的影响系数；
6.齿型系数Y Fa的物理意义是什么？应力校正系数Y Sa主要考虑的是对什么的影
响？p200 课件
答：Y
Fa
为齿形系数，是一个无因次量，是仅与齿形有关而与齿的大小（模数m）无关的系数，其值可根据齿数查表获得。（与齿数有关）
主要考虑的是载荷作用于齿顶时的影响。
7.齿宽系数Φd的定义及选择原则？p205
答：Φd=b/d1；由齿轮的强度计算公式可知，轮齿愈宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适当。
8.一对相啮合的大小齿轮，其齿轮的接触应力是否相等？齿根弯曲应力是否相
等？p203
答：相等；相等。
9.载荷作用在何处时齿根弯曲应力最大？而弯曲疲劳强度计算时，为什么通常
假设载荷作用于齿顶。P199
答：齿根所受的最大弯矩发生在齿轮啮合点位于单对齿啮合区最高点时；
对于制造精度较低的齿轮传动，由于制造误差大，实际上多由在齿顶处啮合的齿轮分担较多的载荷，为便于计算，通常假设载荷作用于齿顶。
10.一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为多少？p204
答：20°
11.如何选择齿数？p205
答：闭式齿轮传动，小齿轮一般取z1=20~40；
开式（半开式）齿轮传动，小齿轮一般取17~20；
为使轮齿免于根切，对于α=20°的标准直齿圆柱齿轮，应取z1≥17；
小齿轮确定后大齿轮按齿数比u=z2/z1计算，z2和z1一般互为质数。12.斜齿轮传动有何特点？螺旋角β应如何确定？p214
轴向力与tanβ成正比，为了不使轴承承受过大的轴向力，斜齿圆柱齿轮传动的螺旋角
β不宜选得过大，常在β=8°~20°之间选择。
13. 齿轮的主要结构类型有那些？什麽情况下加工成齿轮轴？p229 参考书 主要结构类型：
a.实心结构；
b.腹板式结构；
c.带加强肋的腹板式结构；
d.轮辐式结构的齿轮。 对于直径很小的钢制齿轮，当为圆柱齿轮时，若齿根圆到键槽底部的距离e ＜2t m （t m 为端面模数），当为锥齿轮时，按齿轮小端尺寸计算而得到的e ＜1.6t m 时，均应将齿轮和轴做成一体，即齿轮轴。
（当齿轮的齿顶圆直径小于160mm 时，可以做成实心结构或腹板结构的齿轮；当齿顶圆直径小于500mm 时可以做成腹板结构齿轮，其中当齿顶圆直径大于300mm 时可以设加强筋板；当齿轮的齿顶圆直径更大时可以采用轮辐式结构） 14. 在齿轮加工时，常用的热处理方法有哪些？（百度知道）
普通极轻载荷齿轮可以不热处理；一般轻载荷的齿轮用正火或调质齿轮.较重要齿轮用表面淬火或整体淬火就可以。重要齿轮是要用调质+表面淬火、渗碳淬火；轻载精密齿轮碳氮共渗或软氮化。
15. 齿面磨损产生的的原因、后果及减轻或防止磨损的主要方法
答：齿轮在传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率，主要方法为在轮齿啮合面间加注润滑剂。
第四篇
滑动轴承
1. 在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv 值的主要目的是什么？p286 答：轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗fpv 成正比，限制pv 值就是限制轴承的温升。
2. 滑动轴承本身具有哪些独特的优点？（参考书）
a. 滑动轴承因面接触而承载能力大；
b. 轴承工作面上的油膜有减振、抗冲击和消除噪声的作用，处于液体润滑状态的活动轴承，摩擦系数非常小，磨损很轻，寿命很长；
c. 可以达到很高的回转精度，制造成本比滚动轴承低；
d. 轴承的径向尺寸小，可制成剖分结构，便于长轴的中间支撑。
所以在不便于采用滚动轴承的高速、高精度、重载、结构上要求剖分的场合，普遍采用滑动轴承。
3. 滑动轴承分类p275
答：按承受载荷方向：径向轴承，止推轴承；
按滑动表面间润滑状态：液体润滑轴承，不完全液体润滑轴承，自润滑轴承； 按液体润滑承载机理：液体动力润滑轴承，液体静压润滑轴承。
滚动轴承
1. 滚动轴承主要由哪些零件组成？p307
答：内圈，外圈，滚动体，保持架。
2. 滚动体主要由哪些形状？p307
答：球，圆柱滚子，圆锥滚子，球面滚子，非对称球面滚子，滚针等。
3.与滑动轴承相比，滚动轴承主要由哪些特点？p275、参考书
摩擦系数小，起动阻力小，已标准化，选用润滑、维护都很方便。
/优点：
a.在一般工作条件下，摩擦系数比滑动轴承小，比较稳定，不随轴承速度而变
化。所以采用滚动轴承的机器启动力矩小，功率损耗小；
b.径向游隙比较小，运转精度高；
c.对于同尺寸的轴径，滚动轴承宽度比滑动轴承小，可使轴向结构紧凑；
d.大部分滚动轴承能同时承受径向和轴向负荷，使轴承的组合结构简单；
e.消耗润滑剂少，便于密封，易于维护；
f.不需要用有色金属；
g.标准化程度高，易于购买和选用，成本低。
当然，滚动轴承也存在一些缺点：
a.承受冲击载荷的能力差；
b.高速重载时寿命会受影响；
c.转速很高时，振动和噪声大；
d.径向尺寸比滑动轴承大；
e.轴承不能剖分，难以用于长轴的中间轴承。
4.按外载荷不同，滚动轴承可分为哪三大类？p308
答：向心轴承，推力轴承，向心推力轴承。
5.滚动轴承代号的构成？p311
答：前置代号，基本代号，后置代号。
6.选择滚动轴承类型的主要依据是什么？p313
答：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。
7.滚动轴承的正常失效形式是什么？p317
答：内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏。
8.什么是滚动轴承的基本额定寿命？p318
答：规定一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，将其可靠度为90%时的寿命作为标准寿命，即按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生
点蚀破坏前的转数（以6
10转为单位）或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个
L表示。
寿命叫做基本额定寿命，以
10
9.什么是滚动轴承的基本额定动载荷？p319
答：就是使轴承的基本额定寿命恰好为6
10r（转）时，轴承所能承受的载荷，用字母C代表。
10.滚动轴承内孔与轴、外径与外壳孔的配合各采用什么基准制？p329
答：基孔制；基轴制。
11.滚动轴承润滑和密封的目的是什么？(p332)密封装置可分为哪两大类？
(p334)
答：轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用；
轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置的；密封装置可分为接触式和非接触式两大类。
联轴器
1.按对相对位移有无补偿能力，联轴器可分为哪两大类？p344
答：刚性联轴器，挠性联轴器。
2.各种联轴器的特点是什么？（P343）
轴
1.轴的材料主要是什么？最常用的是什么？p361-362
答：碳钢和合金钢；最常用的是45钢。
2.轴上为什么要有过渡圆角、到角、中心孔、砂轮越程槽和螺纹退刀槽？
答：为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45°的倒角；
需要磨削加工的轴端，应留有砂轮越程槽；
需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽；
为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应布置（或投影）在轴的同一母线上，为了减少加工道具种类和提高劳动生产率，轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽宽度、砂轮越程槽宽度和退刀槽宽度等应尽可能采用相同的尺寸。
3.提高轴的强度的常用措施是什么？p367-368
答：合理布置轴上零件以减小轴的载荷，改进轴上零件的结构以减小轴的载荷，改进轴的结构以减小应力集中的影响，改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。
4.轴的作用是什么？心轴、转轴、传动轴的区别？p360
答：支承回转零件及传递运动和动力；
工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴，只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。
5.轴上零件的轴向固定有那些方法？有何特点？轴上零件的周向固定有那些
方法？有何特点？（P364）
答：轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等来保证的；常用的周向定位零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。
6.轴的强度计算方法有几种？p370-374
答：4种。a.按扭矩强度条件计算；b.按弯矩合成强度条件计算；c.按疲劳强度条件进行精确校核；d.按静强度条件进行校核。
7.轴设计的主要内容是什么？
答：轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。
8.看图改错
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）
机械设计基础第七版课后习题答案 第一章 1-1什么是运动组合？高对和低对有什么区别？ 答:运动副:使两个部件直接接触并能产生一定的相对运动联系。 平面低副-所有表面接触的运动副分为旋转副和移动副。平面高副-与点或线接触的运动副。 1-2什么是机构运动图？它是做什么的？ 答:简单的线和符号用于表示部件和运动副，每个运动副的位置按比例确定，以表示机构的组成和传动。如此绘制的简明图形称为机构运动图。功能:机构的运动图不仅能显示机构的传动原理，还能通过图解法找出机构上各相关点的运动特性(位移、速度和加速度)。在分析和设计机构时，表达机构的运动是一种简单而科学的方法。 1-3平面机构有确定运动的条件是什么？ 答:如果机构的自由度f大于0且等于活动部件的数量，则确定机构部件之间的相对运动；这是机构有确定运动的条件。(复习关于自由度的四个结论P17)第2章 2-1曲柄摇杆机构的快速返回特性和死点位置是什么？ 答:急回特性:当曲柄以相同速度旋转时，摇杆的往复速度不同。反向冲程期间摇臂的平均摆动速度必须大于正常冲程期间的平均摆动速度，这是快速返回特性。死点位置:摇杆是驱动部分，曲柄是从动部分。当曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆施加到曲柄上的驱动力f刚好经过曲柄的旋转中心，因此不会产生转动曲柄的力矩。该机构的位置称为死点位置。也就是说，机构从动件卡住或运动不确定的位置称为死点位置(从动件的驱动角？=0).第三章 3-2通常用什么方法保持凸轮与从动件接触？ 答:力锁:使用重力、弹簧力或其他外力来保持从动件始终与凸轮轮廓接触。
形状锁定:使用高副元件本身的几何形状，使从动件始终与凸轮轮廓接触。 3-3什么是刚性冲击和柔性冲击？如何避免刚性冲击？ 答:刚性冲击:从动件的速度在运动开始和推动过程结束的瞬间突然变为零。 理论上，加速度是无限的，导致无限的惯性力。该机构受到很大冲击，这被称为刚性冲击。柔性冲击:当从动构件以相等的加速度或减速度运动时，从动构件的惯性力也会在某些加速度突变点发生有限的突变，从而产生冲击。这种由有限突变引起的冲击比由无限惯性力引起的刚性冲击要软得多，所以它被称为柔性冲击。 避免刚性冲击的方法:为了避免刚性冲击，已知运动规律的两段运动，即开始和结束，经常被修改以逐渐增加和降低速度。让随动件按照正弦加速度运动(既不是刚性运动也不是柔性冲击)第4章 4-1棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的运动特点是什么？给出了这些间歇运动机构的应用实例。 答:槽轮机构特点:结构简单，运行可靠。它通常用于只需要恒定旋转角度的分度机构。停止运动主要取决于槽的数量和圆柱销的数量(运动系数)用途:适用于低转速、间歇旋转的设备。例如:电影放映机纺织机械的自动传动链装置 棘轮机构的特点:这种齿形棘轮至少有一个齿距的过程变化，工作时会发出噪音。应用:起重机绞车成型机横向进给机构计数器 不完全齿轮机构的特点:普通齿轮传动，只是轮齿不是分布在整个圆周上。 主动轮上的锁定弧和从动轮上的锁定弧相互配合锁定，保证从动轮停在预定位置。 应用:各种计数器多站自动机半自动机第6章 6-1设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答:足够的强度和刚度、摩擦和耐磨性、耐热性和抗振性(衡量机械零件工作能力的标准)。
《机械设计基础》习题与答案 目录 第1章绪论 第2章平面机构的结构分析 第3章平面连杆机构 第4章凸轮机构 第5章间歇运动机构 第6章螺纹联接和螺旋传动 第7章带传动 第8章链传动 第9章齿轮传动 第10章蜗杆传动 第11章齿轮系 第12章轴与轮毂连接 第13章轴承 第14章联轴器、离合器和制动器 第15章回转体的平衡和机器的调速
第1章绪论 思考题 1．机器、机构与机械有什么区别？各举出两个实例。 2．机器具有哪些共同的特征？如何理解这些特征？ 3．零件与构件有什么区别？并用实例说明。举出多个常用的通用机械零件。 答：1、机器：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； ③能实现能量、信息等的传递或转换，代替或减轻人类的劳动； 实例：汽车、机床。 机构：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； 实例：齿轮机构、曲柄滑块机构。 机械是机器和机构的总称。 机构与机器的区别在于：机构只用于传递运动和力，机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能或完成有用的机械功； 2、同上。 3、零件是机械制造的的最小单元体，是不可拆分的，构件是机械运动的最小单元体它有可能是单一的一个零件，也有可能是若干个零件组合而成，内燃机中的连杆，就是由连杆体1、连杆盖2、轴套3、轴瓦 4、螺杆5和螺母6等零件联接而成的，在制造中几个零件分别加工，装配成连杆后整体运动。通用零件，如齿轮、轴、螺母、销、键等。 第2章平面机构的结构分析 一、填空题 1、两构件通过面接触所构成的运动副称为低副，其具有2约束。 2、机构具有确定相对运动的条件是主动件数目=自由度。 3、4个构件在同一处以转动副相联，则此处有3个转动副。 4、机构中不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。 答：1.低副、2. 2. 主动件数目=自由度 3. 3 4．虚约束 二、综合题 1、计算下图所示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由 度、虚约束请明确指出。
机械设计---3 一、填空题(每空1分共24分) 1.螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为 v γ?≤ 。 2、三角形螺纹的牙型角α＝ 60度 ，适用于 联接 ，而梯形螺纹的牙型角α＝30度 ，适用于传动 。 3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为 摩擦 防松、 机械 防松和 永久 防松。 4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b ×h)是根据 轴径d 查标准来确定的,普通平键的工作面是 侧面 。 5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使 包角变大 ，从而使带的有效拉力值减小。 6、链传动瞬时传动比是 变量 ，其平均传动比是常数 。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力 相同 ，材料的许用接触应力 不同 ，工作中产生的齿根弯曲应力 不同 ，材料的许用弯曲应力 不同 。 8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取 节点 处的接触应
力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。 9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核p ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核pv 。 10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。 二、单项选择题(每选项1分,共10分) 1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A螺栓联接；B双头螺柱联接；C螺钉联接。 2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 D 。 A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好； B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差； C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差； D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好； 3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。(1分) A 在同—直线上; B相隔900 ; C．相隔1200；D 相隔1800
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
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。×
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
《机械设计基础》试题及答案 绪论 一、填空（每空1分） T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为低副和高副。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线
位置。 T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。 T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数
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。
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105?=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 710518093 6 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 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 12σσσΦσ-= -Θ σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(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 2.14554 ==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 =② C 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 （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 ()()()() 81 .1203035.220 2.035.2170m a m 1-=+??-+=+-+= σσσσca σσK σΦK σS
《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀 加工齿形的方法属法。 29．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为圆。 30．在普通铣床上用铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀号据选取。 31．渐开线齿轮的特性称为中心距可分性。 32．齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须。 33．用齿条型刀具按范成法加工齿轮，如果切齿结束时，刀具的中线与轮坯分度圆相切，则加工 出来的齿轮是齿轮，刀具的中线与轮坯分度圆不相切，则加工出来的齿轮称为 齿轮。 34．规定渐开线标准斜齿圆柱齿轮____ 面上的参数为标准值。 35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在____端的圆上。 36．对于正确安装的一对渐开线圆柱齿轮，其啮合角等于圆上的角。 37．在课本上所介绍的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、 机构。 38．外槽轮机构由、和机架组成，其中拨盘作转动。 （机械零件部分）
第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，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 6.37310710 5180936 9 10111 =???==--N N ζζN MPa 3.324105.210 51809469 20112 =???==--N N ζζN MPa 0.227102.610 518095 69 30113 =???==--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，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 12ζζζΦζ-=- ζ Φζζ+=∴-121 0 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-ζΦζζ 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 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=ζζζq 查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则 35.211191.0175.069.1111k =???? ? ?-+=???? ??-+=q ζζζζββεK ()()() 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 =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按
《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 1.在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 2.确定凸轮基圆半径的原则是在保证αmax≤ [ α ]条件下，选择尽可能小的基圆半径。 3.一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是不等的。 4.在设计 V 带传动时， V 带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的。 5.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。 6.滚动轴承主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形。 7.在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、 2、4，蜗杆头数越少，自锁性越好。 8.普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠接合面间的摩擦承载，螺栓本身受预紧力 ___作用，可能的失效形式为断裂。 9.平键联接中，两侧面是工作面，楔形键联接中，上下面是工作面。 10.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按接触强度进行设计，而按弯曲强度进行校核。 11.蜗杆传动发热计算的目的是防止温升过高而产生齿面胶合失效。 12.带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心拉应力。最大应力发生 在带的紧边开始绕上小带轮处。 13.链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。 14.轴上的键槽通常采用铣削加工方法获得。 15.联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是前者在运动中不能分离，后者可以 随时分离。 16.验算非液体摩擦滑动轴承的pv 值是为了防止轴承过热而发生胶合；验算轴承速度v 是为了 防止轴承加速磨损或产生巨大热量。普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。17.紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷增大至 ___1.3____ 倍。 18.受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1 远远小于被联接件的刚度 C2，则不论 工作载荷 F 是否变化，螺栓中的总拉力F2接近 ___预紧力 _____。 19.带传动中，带的弹性滑动是带传动的 _____固有 ______特性，是_不可 ______避免的。 20.带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 21.若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____减 小_____，接触强度 ______不变 _________。 22. 齿轮传动(大、小齿轮分度圆直径分别为d2、d1 ) 传动比表达式为 __i= d2/ d1____。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径d1，蜗杆分度圆柱导程角，蜗轮分度圆直径 d2）传动比表达式为 _______d2/ d1tg___________。
机械设计基础试题库及答案 1 2 一、判断(每题一分) 3 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。……（√ 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。4 5 （×）4、机构是具有确定相对运动的构件组 6 合。………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也7 可以由几个零件组成。………………（√）6、整体式连杆是最小的制造8 单元，所以它是零件而不是构件。……（×）7、连杆是一个构件，也是9 一个零件。………………………（√） 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。…………………………… 10 11 （×） 12 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ） 13 14 A．机构 B．构件 C．部件 D．零件 15 2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ） 16 A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合17 而成 18 C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区 3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ） 19 20 A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器21 的装配单元 C．构件是机器的制造单元 D．构件 22 23 是机器的运动单元
4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ） 24 25 A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键 26 5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ） 27 A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂 28 C．汽车的轮子 D．空气压缩机 29 三、填空(每空一分) 1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传 30 31 动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部32 分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元 33 34 体 35 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装36 配的单元称为（机构）。 37 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 38 5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时，都能完成有39 用的__机械功___或实现转换__能量___。 40 2 平面机构 41 一、填空题(每空一分) 42 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。 43 44 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
机械设计模拟题一、填空题（每小题2分）分，共20模型试验设计。 理论设计经验设计 1、机械零件的设计方法 有。2、机器的基本组成要素是机械零件。陶瓷材料复合材料 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料材料锁合连接。按工作原理的不同联接可分为4、形锁合连接摩擦锁合链接可拆连接和不可拆连接。、联接按其可拆性可分为5 不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。6、可拆联接是指 普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。、根据牙型螺纹可分为7 在标准中被定为公称直径。8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，。 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紧定螺钉连接。、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借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力、控制预紧力的方法通常是 13 矩的方法来控制预紧力的大小。整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或、螺纹预紧力过大会导致 14 偶然过载时被拉断。摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为15 。动关系防松 、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。16 。为?F、 受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力17． 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。 25、转轴是指工作中既承受弯矩又受扭矩的轴。 26、心轴是指只受弯矩不承受扭矩的轴。 27、传动轴是指只受扭矩不受弯矩的轴。 28、轴上零件都必须进行轴向和周向定位。 29、轴上常用的周向定位零件有键花键销紧定螺钉。
机械设计基础题库 填空题 1.在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是和。 2.在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构越紧凑，但是压力 角，使机构的工作情况变坏。 3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和必须分别相 等。 4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是。直齿圆锥齿轮的标准模数是。 5.平键的截面尺寸应按从键的标准中查取，键的长度L可参照 从标准中选取。必要时应进行强度校核。 6.对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看作，并假定全 部载荷作用于。 7.普通V带传动的设计准则是，保证带以及具有一定的。 8.按照滑动轴承工作时的摩擦状态，可分为滑动轴承和滑动轴 承两种主要类型。 9.槽轮机构的主要参数是和。 10.机械速度的波动可分为和两类。 11.轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平 面。 12.当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和。 13.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 14.蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P1制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。 15.若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。 16.滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。 17.轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动 轴。 18.非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使； 而为了防止过热必须使。 19.平面机构具有确定运动的条件是：且。 20.两构件通过面接触组成的运动副称为；平面机构中又可将其分为
一、填空题(每空1分共24分) 1.螺纹的公称直径是指螺纹的大径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。螺旋的自锁条件为γ≤。 2、三角形螺纹的牙型角α＝ 600 ，适用于联接，而梯形螺纹的牙型角α＝ 300 ，适用于传动。 3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。 4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据轴径d 查标准来确定的,普通平键的工作面是侧面。 5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使包角α，从而使带的有效拉力值减小。 6、链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。 8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。 9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核 p ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核 pv 。 10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。 二、单项选择题(每选项1分,共10分) 1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A螺栓联接； B双头螺柱联接； C螺钉联接。 2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 D 。 A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好；
B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差； C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差； D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好； 3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。(1分) A 在同—直线上; B相隔900 ; C．相隔1200； D相隔1800 4、普通平键联接强度校核的内容主要是。 A.校核键侧面的挤压强度; B.校核键的剪切强度； C.AB两者均需校核；D．校核磨损。 5、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 6、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,．应该限制。 A．小链轮的转速n1； B.传动的功率P； C.传递的圆周力。 7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以。 A．提高轮齿的弯曲强度； B.提高轮齿的接触强度； C.提高轮齿的静强度； D．改善传动的平稳性。 8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。 A．深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承 C．角接触球轴承 9、温度升高时，润滑油的粘度。 A.随之升高； B.保持不变； C．随之降低； D.可能升高也可能降低。 10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于。 A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm 三、计算题(38分) 1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N ／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数K s＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)