机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一．分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么? 1-2 什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一．选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种 2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。 (1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限 二．分析与思考题 2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些? 2-2 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些? 2-3 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度? 2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些? 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么? 2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别? 第三章机械零件的强度 一．选择题 3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。 (1) 增高(2) 不变(3) 降低 3-2 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______。 (1) 较高(2) 较低(3) 相同 3-3 零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。 (1) 增高(2) 降低(3) 不变(4) 增高或降低视处理方法而定 二．分析与思考题
一、轧胚机的主要结构 1、喂料机构：沿轴长均匀给料。喂料的多少是用挡料门上的连接螺栓和左、右旋螺母来确定的。当放料需增大时，先松开连接螺栓，再把左、右旋螺母距离缩短，反之，增大左右旋螺母距离。 2、磁选机构：去除物料中的金属硬物。 3、轧辊机构：当喂料电机停止时，轧辊靠电气连锁动作自动分开，当喂料斗内达到上料位时，料位计发出信号，开始合辊，并用延时继电器来控制挡料门和喂料电机开启。 4、液压紧辊机构：液压系统通过手动换向阀和液压电磁换向阀来实现松、合辊动作。 5、定位机构：轧辊合拢时的限位，在保证胚片厚度的前提下，有效地防止轧辊碰撞。 6、刮刀装置：去除粘在辊间的胚片，使胚片的质量得到保证。 二、轧胚机的工作原理 1、经过筛选、去石后的蓖麻籽，均匀地进入具有一定压力和间隙且相对旋转的两辊间，经过对辊的挤压使蓖麻籽外皮破碎。 2、如有异硬物混入料中，则异硬物将使两辊受到一个正常反作用力，有时将强行撑开轧辊，使紧辊油缸活塞外移，油缸工作腔容积减小，而压力增高，增高的压力通过蓄能器来平衡，以保持系统压力不变。当异硬物过后，蓄能器将释放储存的能量，使轧胚机重新正常工作。液压轧胚机的特点
１液压轧胚机的特点液压轧胚机与弹簧轧胚机相比较，具有很多优点：产量高、操作简单省力，产品质量稳定。液压轧胚机从根本上改变了弹簧轧胚机生产的落后面貌，可以全部取代目前国产的轧胚机，使我国制油工艺进入了新的发展阶段，推动了我国制油工业的发展。与弹簧轧胚机相比较，液压轧胚机具有以下的特点：１．１轧胚机的进给与退出、轧辊间的压力调整、异物掉入辊间时轧辊瞬间脱开以及轧辊的装卸等动作都是由操作液压泵站来实现的，可以大大地减轻工人的劳动强度，同时也提高了该机的调整精度和自动化程度。１．２整个操作过程均由液压控制，各部件的动作灵敏，轴间压力高，压力均衡、平稳，轧制出的物料破碎率高。 蒸炒锅 蒸炒锅有卧式蒸炒锅、立式蒸炒锅、环式蒸胚机等，我们所使用的是立式蒸炒锅。下面我们详细介绍立式蒸炒锅。 立式蒸炒锅是由几个单体蒸炒锅重叠装置而成的层式蒸炒设备。重叠方式是呈圆柱形重叠排列。由于这种争吵设备操作方便易于密闭，所以通常都采用比较普遍。 生胚从进料口进入到锅体1后，由于每层锅体的边层和低层均为蒸汽夹层，一次首先受到间接蒸汽的加热。同时，通过第一层锅体搅拌刮刀的搅拌，在下料口之前有直接蒸汽管，将直接蒸汽均匀地喷入生胚内。在搅拌刮刀的作用下，料胚经自动料门3落入下一层。经蒸炒后的料胚最后从底层锅体的处理澳门4排出锅外。 下面我们分述一下蒸炒锅的结构 1、锅体 锅体是立式蒸炒锅最主要的部件之一。根据生产能力的大小，它的内径有1000、1200、1500、1700和2100mm等几种规格，而其层数又有三、四、五、六层之分、每层锅体的结构基本相同，主要由边层、底层、落料孔、排气口和检修门等部分所组成。对于底层锅体则无落料孔，而装有可调节的出料门。我们的蒸炒锅夹层为外夹层，这种结构虽然不够美观，保温敷设也比较麻烦，但是这种结构锅体有效容积相对较大，而且不容易有物料的堆积，焦化结块等现象相对较少。 底夹层
机械设计总论 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
总 论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（ ） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制 造。（ ） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（ ） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（ ） 5．在变应力中，当r = C （常数）时，σm /σa 是随时间变化的。（ ） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（ ） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 。 （a ）提高 （b ）降低 （c ）不变 （d ）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa ，若疲劳曲线指数m = 9， 应力循环基数N 0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命 计算，对应于N 的疲劳极限为 MPa 。 （a ）300 （b ）428 （c ）500.4 （d ）430.5 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用m ax σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ） 四个 5．在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角θ= 45°，则该零件受的是 。 （a ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
开发区生产车间部分设备工作原理汇编 1、卧式脱溶干燥机 该机由电动机驱动硬齿面齿轮减速机，通过链轮、链条带动螺旋转子转动，物料由A筒进料口进入，螺旋叶片及拨料板翻动物料，并使物料逐步前移，送到另一端厚，通过闭风器落入B筒，物料在B筒内重复上述过程，最后从脱溶机下端底部通过闭风器输出，进入下道工序。物料的加热靠夹套内得饱和水蒸气 供热，通过调节进气阀、物料运行速度，可调节烘干温度和烘干时间。 2、分离机 被分离的物料输入转鼓内部，在离心力的作用下，物料经过一组碟片束的分离间隔中，以碟片中性孔为分界面，比重较大的重相沿碟片壁向中性孔外运动，其中重渣积聚在沉渣区，皂脚则流向大向心泵处。比重较小的轻相沿碟片壁内向上运动，汇聚至小向心泵处。轻重相分别由小向心泵和大向心泵输出。沉渣按照 排渣时间及排渣间隔自动排出机外。 3、齿轮泵 齿轮油泵在泵体中装有一对外啮合齿轮，如图所示，其中一个主动，一个被动，从而依靠两齿轮的啮合，将泵体内的整个工作腔分为两个独立的部分：吸入腔A和排出腔B。泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当一对啮合的齿轮在吸入腔侧分开时，其齿谷就形成局部真空，液体被吸入齿间，当被吸入的液体通过齿轮的旋转进入排出腔后，由于轮齿的再度啮合，齿间的液体被挤出，从而形 成高压液体，并经过泵的排出口排出泵外。 4、刮板机 刮板输送机主要由机头、机尾和各种型式的中间工作段及输送链条组成。链条绕机头、机尾、各工作段一周，由机头的主动链轮驱动在槽内作低速运动，物料由加料段浸入，随链条刮动前进，由卸料口卸下。机头、机尾的头轮和尾轮由滚动轴承支撑。为了保证链条在运动过程中处于张紧状态，机尾设有张紧装置， 尾轮轴承座可在特制导轨滑动，由螺杆调节其张紧程度。 5、关风器 物料从进料口进入，在转子转动过程中，物料随转子到出料口，形成连续喂 料过程，同时起到密封的作用。 6、空压机 当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口的自由空气相通，因在排气时齿沟的空气被全数排出，排气完成时齿沟处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴
第一章绪论 (1)组成机械的基本单元是什么? 机械零件是组成机械的基本制造单元 (2)何谓零件？何谓部件? 零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。 一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为“部件”。 (3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明，本课程的研究对象是什么? 通用零件：各种机械中经常用到的一般参数的零件，如螺钉，齿轮等 专用零件：在特定类型的机器中才能用到的零件，如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨等 本课程的研究对象：普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件 (4)什么叫在普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件？试从你所学专业的机械设备中，对联接零件，传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。 普通工作条件无严格定义，通常指常温、常压、低速等。 一般参数也无严格定义。国家标准《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》(GB/T1804-2000)中基本尺寸定义为0.5-4000mm，可以认为一般参数的零件的尺寸在0.5-4000mm之间。 连接零件：键、螺栓 传动零件：带、齿轮 轴系零件：滚动轴承、滑动轴承 其他零件：弹簧、机座 (5)为什么说本课程起着基础课与专业课之间的承前启后的作用？ (6)在了解本课程的性质、内容和任务以后，总结本课程的特点和你所采取的学习方法。
第二章机械设计总论 (1)对机器提出的主要要求包括什么？ 使用功能要求；经济性要求；劳动保护和环境保护要求；寿命与可靠性要求；其他专用要求等。 (2)机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析下列机械零件应满足的基本要求是什么：电动机轴，普通减速器中的齿轮轴，起重机吊钩，精密机床主轴．汽门弹簧。农业机械中的拉曳链，联合收割机中的V带。 避免在预定寿命期内失效；结构工艺性要求；经济性要求；质量小要求；可靠性要求。 (3)设计机械的经济性要求包括哪些方面? a.零件本身的生产成本； b.尽可能采用标准化的零、部件以取代特殊加工的零、部件。 (4)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模式不同，其可靠度如何计算？ 在规定的使用时间(寿命)内和预定的环境条件下，机械能正常地完成其功能的概率。 机械零件的可靠度通过概率统计的方法计算。 (5)机械设计的一般程序怎样? 计划阶段；方案设计阶段；技术设计阶段；技术文件的编制。
第1章 绪 论 教学提示：初步介绍机械设计基础课程研究的内容和机械零件设计的基本要求。 教学要求：掌握构件、零件、机构、机器、机械等名词的含义及机械零件的工作能力计算准则。 1.1 机器的组成 在人们的生产和生活中，广泛使用着各种机器。机器可以减轻或代替人的体力劳动，并大大提高劳动生产率和产品质量。随着科学技术的发展，生产的机械化和自动化已经成为衡量一个国家社会生产力发展水平的重要标志之一。 1.1.1 几个常用术语 1. 机器、机构、机械 尽管机器的用途和性能千差万别，但它们的组成却有共同之处，总的来说机器有三个共同的特征：①都是一种人为的实物组合；②各部分形成运动单元，各运动单元之间具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。同时具备这三个特征的称为机器，仅具备前两个特征的称为机构。若抛开其在做功和转换能量方面所起的作用，仅从结构和运动观点来看两者并无差别，因此，工程上把机器和机构统称为“机械”。 以单缸内燃机(如图1.1所示)为例，它是由气缸体l、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9和齿轮10等组成。通过燃气在气缸内的进气—压缩—爆燃—排气过程，使其燃烧的热能转变为曲轴转动的机械能。 单缸内燃机作为一台机器，是由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。由气缸体、活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构，把燃气推动的活塞往复运动，经连杆转变为曲轴的连续转动；气缸体、齿轮9和10组成的齿轮机构将曲轴的转动传递给凸轮轴；而由凸轮、顶杆、气缸体组成的凸轮机构又将凸轮轴的转动变换为顶杆的直线往复运动，进而保证进、排气阀有规律的启闭。可见，机器由机构组成，简单的机器也可只有一个机构。 2. 构件、零件、部件 组成机器的运动单元称为构件；组成机器的制造单元称为零件。构件可以是单一的零件，也可以由刚性组合在一起的几个零件组成。如图1.1所示中的齿轮既是零件又是构件；而连杆则是由连杆体、连杆盖、螺栓及螺母几个零件组成，这些零件形成一个整体而进行运动，所以称为一个构件，如图1.2所示。 在机械中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一系列零件或构件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等。
《机械设计》作业一 —— 机械设计总论及螺纹连接 姓名班级学号成绩 一、填空题 1、若一零件的应力循环特性r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时σm 为210N/ mm 2，σmax 为280 N/mm 2，σmin 为140 N/mm 2。 2、材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1 =300N/mm 2，循环基数N 0=106，寿 命指数m=9，当应力循环次数N=105时，材料的弯曲疲劳极限 σ-1N =387.5N/mm 2。3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是疲劳断裂，这种损坏的断面包括光滑区和粗糙区。 4、机械零件常见的失效形式有整体断裂、过大的残余变形、表面破坏、正常工作条件的破坏。 5、螺纹的公称直径是指螺纹的___大径__。 6、粗牙螺纹的定义是_同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹。 7、螺纹的升角是指螺纹中径处的升角,拧紧螺母时效率公式为) (v tg tg ρψψη+=。 8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用普通螺栓连接时，往往采用_____螺钉___连接或双头螺柱连接。9、三角形螺纹主要用于联接，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。10、螺纹连接常用的防松方法有摩擦防松、机械防松、破坏防松。 11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的阻力矩和螺母与
被联接件支承面间的摩擦阻力矩。 12、计算螺栓强度时用螺栓的小径，分析螺纹的受力时用螺栓的中径。 13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有拉伸和扭转载荷联合作用。因此，在截面上有拉应力和剪应力。 14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了避免螺栓受到偏心载荷。 15、螺栓强度等级标记6.6级，6?6?10=360MPa表示材料的屈服强度；螺母强度等级标记8级，8?100=800MPa表示材料的抗拉强度。 16、对于重要的联接不宜用小于M12-M16的螺栓主要是因为避免预紧时拧断螺栓。 二、选择题 1、机械设计课程研究的对象是C的设计。 A、专用零件 B、已标准化零件 C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件 D、特殊工作条件下的零部件 2、开发性设计工作的核心是B和C。 A、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计 E、造型设计 3、产品的经济评价通常只计算B。 A、设计费用 B、制造费用 C、实验费用 D、安装调试费用 4、机械零件的计算分为A两种 A、设计计算和校核计算 B、近似计算和简化计算 C、强度计算和刚度计算 D、用线图计算和用公式计算 5、机器最主要的技术经济指标是D。
总 论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（ ） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。（ ） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（ ） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（ ） 5．在变应力中，当r = C （常数）时，σm /σa 是随时间变化的。（ ） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（ ） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 。 （a ）提高 （b ）降低 （c ）不变 （d ）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa ，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N 0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极 限为 MPa 。 （a ）300 （b ）428 （c ）500.4 （d ）430.5 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用max σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ）四个 5．在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角θ= 45°，则该零件受的是 。 （a ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力 （c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力
起重机的组成及工作原理 起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统和金属结构组成。通过对控制系统的操纵，驱动装置将动力的能量输入，转变为机械能，在传递给取物装置。取物装置将被搬运物体与起重机联系起来，通过工作机构单独或组合运动，完成物体搬运任务。可移动金属结构将各组成部分连接成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。 起重机的组成及工作原理 图2-3起重机的工作原理 一、驱动装置 驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备。常见的驱动设备有电力驱动、内燃机驱动和人力驱动等，电能是清洁、经济的能源，电力驱动是现代起重机的主要驱动方式。 二、工作机构 工作机构包括：起升机构、运行机构。 a)起升机构是用来实现物体的垂直升降的机构是任何起重机部可缺少的部分，因此它是起重机最主要、最基本的机构。 b)运行机构是通过起重机或起升小车来实现水平搬运物体的机构，可分为有轨运行和无轨运行。 三、取物装置 取物装置是通过吊钩将物体与起重机联系起来进行物体吊运的装置。根据被吊物体不同的种类、形态、体积大小，采用不同种类的取物装置。合适的取物装置可以减轻工作人员的劳动强度，大大提高工作效率。防止吊物坠落，保证工作人员的安全和吊物不受损伤时对取物装置安全的基本要求。 四、金属结构 金属结构是以金属材料轧制的型钢和钢板做为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，按一定的组成规则连接，承受起重机的自重和载荷的钢结构。
金属结构的重量大约是整台起重机的40%-70%左右，重型起重机可达到90%；金属结构按照它的构造可分为实腹式和格构式两类，组成起重机的基本受力构件。起重机金属结构的工作特点有受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性。起重机的金属结构是起重机的重要组成部分，它是整台起重机的骨架，将起重机的机械和电气设备连接组合成一个有机的整体，承受和传递作用在起重机上的各种载荷并形成一定的作业空间，以便使起吊的重物搬运到指定的地点。 五、控制操纵系统 通过电气系统控制操纵起重机各机构及整机的运动，进行各种起重作业。 控制操纵系统包括各种操纵器、显示器及相关元件和线路，是人机对话的接口。该系统的状态直接影响到起重机的作业、效率和安全等。 起重机与一般的机器的显着区别是庞大、可移动的金属结构和多机构组合工作。间歇式的循环作业、起重载荷的不均匀性、各机构运动循环的不一定性、机构负载的不等时性、多人参与的配合作业的特点，又增加了起重机的复杂性、安全隐患多、危险范围大。 纽科伦（新乡）起重机有限公司
机械设计总论精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
总论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。（） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（）5．在变应力中，当r = C（常数）时，σm /σa是随时间变化的。（） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度。 （a）提高（b）降低 （c）不变（d）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1= 300 MPa，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限为 MPa 。
（a ）300 （b ）428 （c ） （d ） 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用m ax σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意 ______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三 个 （d ）四个 5．在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线 与横轴间夹角θ= 45°，则该零件受的是 。 （a ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环 变应力 （c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力 6．下列四种叙述中______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 m
机械设计---2 第一章机械设计总论习题 三、选择填空： （1）对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是。 A、最大应力； B、平均应力； C、应力幅。 （2）塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为。 A、； B、； C、； D、。 （3）零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。 A、材料的强度极限； B、材料的屈服极限； C、材料的疲劳极限； D、屈服极限除以安全系数。 （4）当三个相同的零件甲、乙、丙承受的是相同的，但应力的循环特性r分别为+1，0，-1，其中最易疲劳损伤的零件是。 （5）两圆柱体沿母线相压，载荷为F时，最大接触应力为，若载荷增大到2F时，最大接触应力变为。 A 、； B、； C、； D、。 （6）由实验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。 A、应力幅； B、平均应力； C、应力幅和平均应力。 （7）摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而。 A、变薄； B、增厚； C、不变。 （8）在外载荷不变的情况下，试判断下列零件上各点应力的变化特性（用应力循环特性系数表示）： a）转动心轴，外径上的弯曲应力r为： b）推力球轴承滚动体上一点的接触应力，r为。 A、 r= +1； B、 r=－1； C、 r=－1； D、 0 第一篇机械设计总论 、填空题 1、若一零件的应力循环特征r=+0.5, a =70N/mm 2 ，则此时, max 二 280 N/mm 2 , min 二 140 N/mm 2 。 2、在任一给定循环特性的条件下，表示应力循环次数 N 与疲劳极限 rN 的关系曲线称为 疲劳曲线 ，其高周疲劳阶段的方程为 3、在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为 4、影响机械零件疲劳强度的主要因素，除材料性能、应力循环特征 表面状态 5、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 屈服极限 脆性材料的极限应力是 强度极限 6、在零件强度设计中，当载荷作用次数W 103 时，可按 静强度载荷 条件进行设计计算，而当载荷作用次数＞100时，则应当按变载荷疲劳 强度条件进行设计计算。 7、额定载荷是指根据原动机的额定功率而不考虑其他因素计算求得 的载荷 计算载荷是指考虑了零部件工作中受到各种附加动载荷，将名义载 荷修正后用于零件设计计算的载荷 &机械设计中所谓的失效是指 机械零件由干某些原因不能正常工 m = 210N/mm 2 m rN N r m N 0 C 。 对称 循环变应力。 r 和应力循环次数N 之外，主要有应力集中、 绝对尺寸 作，常见的失效形式有断裂表面破坏、正常工作条件丧和过大的残余变形 9、一个零件的磨损大致可以分为跑合、稳定和急剧阶段。 10、判断机械零件的强度条件式为[],[]和_ S [S],S [S]。 二、选择题 1、一等截面直杆，其直径d=15mm,受静拉力F=40KN，材料为35 钢，B=540 N/mm2，s=320 N/mm2，则该杆的工作安全系数S为 A、2.38 B、1.69 C、1.49 D、1.41 2、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是 A、最大应力 B、平均应力 C、应力幅 3、零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时，磨削加工的零件 与精车加工的零件相比，其疲劳强度__A A、较高 B、较低 C、相同 4、机械设计课程研究的对象是—C 的设计。 A、专用零件 B、已标准化零件 C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件 D、特殊工作条件下的零部件 5、开发性设计工作的核心是_B ______ 和 A、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计 E、造型设计 6、产品的经济评价通常只计算—B O 机械压力机工作原理说明 通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对坯料进行成形加工的锻压机械。机械压力机动作平稳,工作可靠,广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。机械压力机在数量上约占各类锻压机械总数的一半以上。机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示，它是以滑块运动到距行程的下止点约10～15毫米处（或从下止点算起曲柄转角α约为15°～30°时）为计算基点设计的最大工作力。 工作原理：机械压力机工作时(图2[机械压力机工作原理图],由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮）,经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构,使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后滑块回程上行,离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。 每个曲柄滑块机构称为一个“点”。最简单的机械压力机采用单点式，即只有一个曲柄滑块机构。有的大工作面机械压力机，为使滑块底面受力均匀和运动平稳而采用双点或四点的。 机械压力机的载荷是冲击性的，即在一个工作周期内锻压工作的时间很短。短时的最大功率比平均功率大十几倍以上，因此在传动系统中都设置有飞轮。按平均功率选用的电动机启动后，飞轮运转至额定转速，积蓄动能。凸模接触坯料开始锻压工作后，电动机的驱动功率小于载荷，转速降低，飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。锻压工作完成后，飞轮再次加速积蓄动能，以备下次使用。 机械压力机上的离合器与制动器之间设有机械或电气连锁,以保证离合器接合前制动器一定松开,制动器制动前离合器一定脱开。机械压力机的操作分为连续、单次行程和寸动（微动），大多数是通过控制离合器和制动器来实现的。滑块的行程长度不变，但其底面与工作台面之间的距离（称为封密高度），可以通过螺杆调节。 生产中，有可能发生超过压力机公称工作力的现象。为保证设备安全，常在压力机上装设过载保护装置。为了保证操作者人身安全，压力机上面装有光电式或双手操作式人身保护装置。 结构类型：机械压力机一般按机身结构型式和应用特点来区分。按机身结构型式分：有开式和闭式两类。 机械原理（第七版）重要概念总结（附）及复习试题 （认真看完，考试必过） 卷一 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小 约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演 化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动 规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮 机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高 速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机 构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，， 。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动 压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应 力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基 础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不 能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相 同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动 件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动 的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力， 也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等 于 驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间 歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且 棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平 稳，但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比， 都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分 成的两段成反比。 三、计算题（共45分） 1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分） 1 2 3 4 A B C 机械设计总论(doc 15页) 第二章机械设计总论 §2 – 1 机器的组成 机器的组成如下： 控制系统 原动件传动装置执行机构 辅助系统 §2 – 2 设计机器的一般程序 一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。 作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。要提高 ?使用功能要求 ?经济性要求 ?劳动保护要求 ?可靠性要求 ?其它专用要求 §2 – 4 机械零件的主要失效形式失效：――机械零件由于某种原因不能正常工作时 失效并不单纯指破坏。破坏只是失效的形式之一。 同一种机械零件的可能失效形式往往有数种机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等 （一）整体断裂 整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。 （二）过大的残余变形 当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将 产生残余变形。 （三）零件的表面破坏 零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。 （四）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的工作，如： ?液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作。 ?带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时 才能正常工作。 高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作。 零件在工作时会发生那一种失效，这与零件的工作环境、载荷性质等很多因素有关。 有统计结果表明，一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。 §2 – 5 设计机械零件时应满足的基本要求机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求?避免在预定寿命期内失效的要求 应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。 ?结构工艺性要求 起重机的机械组成及工 作原理 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT 起重机的组成及工作原理 起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统和金属结构组成。通过对控制系统的操纵，驱动装置将动力的能量输入，转变为机械能，在传递给取物装置。取物装置将被搬运物体与起重机联系起来，通过工作机构单独或组合运动，完成物体搬运任务。可移动金属结构将各组成部分连接成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。 起重机的组成及工作原理 图2-3起重机的工作原理 一、驱动装置 驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备。常见的驱动设备有电力驱动、内燃机驱动和人力驱动等，电能是清洁、经济的能源，电力驱动是现代起重机的主要驱动方式。 二、工作机构 工作机构包括：起升机构、运行机构。 a)起升机构是用来实现物体的垂直升降的机构是任何起重机部可缺少的部分，因此它是起重机最主要、最基本的机构。 b)运行机构是通过起重机或起升小车来实现水平搬运物体的机构，可分为有轨运行和无轨运行。 三、取物装置 取物装置是通过吊钩将物体与起重机联系起来进行物体吊运的装置。根据被吊物体不同的种类、形态、体积大小，采用不同种类的取物装置。合适的取物装置可以减轻工作人员的劳动强度，大大提高工作效率。防止吊物坠落，保证工作人员的安全和吊物不受损伤时对取物装置安全的基本要求。 四、金属结构 金属结构是以金属材料轧制的型钢和钢板做为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，按一定的组成规则连接，承受起重机的自重和载荷的钢结构。 金属结构的重量大约是整台起重机的40%-70%左右，重型起重机可达到90%；金属结构按照它的构造可分为实腹式和格构式两类，组成起重机的基本受力构件。起重机金属结构的工作特点有受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性。起重机的金属结构是起重机的重要组成部分，它是整台起重机的骨架，将起重机的机械和电气设备连接组合成一个有机的整体，承受和传递作用在起重机上的各种载荷并形成一定的作业空间，以便使起吊的重物搬运到指定的地点。 第一章机械设计总论 本章节包括5个知识点， 1.机械零件的主要失效形式及计算准则；（重点） 2.机械零件设计的一般步骤； 3.材料的疲劳特性 4.机械零件的强度计算；（重点） 5.机械零件的抗剪裂强度和接触强度。 在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉教材内容，识记一般的知识点，尽可能脑中对零件有总体的认识，再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。 【知识点1】机械零件的主要失效形式及计算准则 【例题1】机械零件的主要失效形式有哪些？ 分析：基本知识点的熟记 解题：断裂，表面压碎，表面点蚀，塑形变形，过量弹性变形，共振，过热，过量磨损 易错点：回答不够全面 作业：《机械设计与机械原理考研指南》P18 页第20、21、22 等题 习题：简述机械零件的计算准则 【知识点2】机械零件的强度计算 【例题2】简述应力特征r 的取值范围及应力分类 分析：基本知识点的熟记 解题：-1≤r≤1，r=1 时为静应力，r=-1 是为循环变应力，r=0 时为脉动变应力 易错点：分类理解不清 作业：《机械设计与机械原理考研指南》P19 页第36、37 等题 习题：简述载荷与应力的类型 第二章平面连杆机构及其设计（不考） 第三章凸轮机构及其设计（不考） 第四章步进机构及其设计（不考） 第五章齿轮传动设计 本章节包括6 个知识点， 1.齿轮传动的主要参数及几何尺寸计算； 2.齿轮常用材料及热处理方法； 3.硬齿面，软齿面，开式传动，闭式传动等概念 4.齿轮传动的的常见失效形式，受力分析；（重点） 5.直齿，斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 6.齿轮设计准则。（重点） 其中必须掌握的知识点是3 个，1.硬齿面，软齿面，开式传动，闭式传动等概念 2.齿轮传动的的常见失效形式，受力分析； 3.齿轮设计准则。 【知识点1】齿轮传动的的常见失效形式 【例题1】简述齿轮传动的常见失效形式 分析：这一考题在历年考研试卷中比较常见，或考简答，或变换形式考填空 解题：1.轮齿折断，多发生在脆性材料轮齿根部 长沙多级泵厂家宏力泵业整理https://www.doczj.com/doc/f017891207.html, 机械泵的工作原理 常用的机械泵有定片式、旋片式、滑阀式，而最普遍采用的为旋片式真空泵(简称旋片泵)，它是一种油封式机械真空泵。旋片式机械泵既可以单独使用，也可以作为其他高真空泵或超高真空泵的前级预抽泵。它可以用来抽除真空密封容器中的干燥气体，在装有气镇阀的情况下，也可以抽除一定数量的可凝性气体。但不适用于抽除对金属具有腐蚀性的含氧高的、含有颗粒尘埃的以及对泵油起化学反应的气体。旋片式机械泵是真空技术中获得最基本真空的设备之一。 旋片式机械泵大多为中小型泵，它有单级泵和双级泵两种。双级泵就是从结构上将两个单级泵串联起来。单级和双级泵的区别在于双级泵可以获得较高的真空度。 在双级泵中，当低真空级和高真空级存在不等腔时，就需要设罝辅助排气阀。设置辅助排气阀的目的是在入口压力较高时，经高真空级压缩的气体达到排气压力时，辅助排气阀开始工作，部分气体由此排出，剩余气体由低真空级抽走。机械泵当入口压力降低时，辅助排气阀的排气量会随之减少，最终达到关闭。在整个抽气过程中，当可凝性气体的分压超过泵温及达到饱和蒸气压时，可凝性气体就会产生凝结并能混合于泵油中，随着泵的运转及泵油循环，在返回高真空端时会重新蒸发变成蒸气。将会影响泵的抽气性能，加重了泵油污染。设置气镇阀可有效地防止可凝性气体的凝结，即泵在压缩过程中，气镇阀通过气镇孔将永久性干燥气体掺入被压缩的气体中，在可凝性气体分压达到泵温时的饱和蒸气压之前，压缩气体压力就能达到排气压力，将排气阀打开，把可凝性及干燥气体同时排出。在通常情况下油封式机械泵都设置气镇阀，它的使用可参阅油封式机械真空泵技术说明书。这种泵的缺点是容易返油及喷油，为了克服这些缺点，生产厂家同时配有分子筛、油雾收集器、尘埃过滤和油过滤器等第二章机械设计总论-课堂练习题-答案
机械压力机的工作原理
机械原理(第七版)试题及概念总结
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起重机的机械组成及工作原理
(完整版)机械设计复习大纲
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