机械设计课程思考题和习题(适用教材:李建功主编《机械设计》(第四版))
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第一章 机械设计概论第二章 机械零件的工作能力和计算准则二、分析与思考题1、机械设计的基本要求包括哪些方面?答:功能要求;安全可靠性要求;经济性;其他要求2、机械设计的一般程序如何?答:设计任务→调查研究→开发计划书→实验研究→技术设计→样机试制→样机试验→技术经济评价→生产设计→小批试制→正式投产→销售服务3、对机械零件设计有哪些一般步骤?答:1、选择零件类型、结构;2、计算零件上的载荷;3、选择零件的材料;4、确定计算准则;5、理论设计计算;6、结构设计;7、校核计算;8、绘制零件工作图;9、编写计算说明书及有关技术文件,其中步骤4对零件尺寸的确定起决定性的作用。
4、对机械零件设计有哪些常用计算准则?答:强度准则;刚度准则;寿命准则;振动稳定性准则;可靠性准则。
5、什么是机械零件的失效?机械零件可能的失效形式主要有哪些?答:机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时,称为失效。
常见失效形式有:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;压力容器、管道等得泄露;运动精度达不到要求等。
6 、什么是零件的工作能力?什么是零件的承载能力?答:零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力;对载荷而言的工作能力称为承载能力。
7、什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷?什么是静应力和变应力?答:不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷;随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷称为变载荷;在稳定和理想的工作条件下,作用在零件上的载荷称为名义载荷;再设计计算中,常把载荷分为名义载荷和计算载荷,计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数K。
8、什么是变应力的应力比r ?静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力的r 值各是多少?答:最小应力与最大应力之比称为变应力的循环特性r。
静应力r=1;脉动循环变应力r=0;对称循环变应力r=-1.9、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的应力?它们的应力比分别是多少?10 、什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力?答:材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力,定义单位面积上的这种反作用力为工作应力;根据计算载荷求的应力称为计算应力;工作的时候,工件被破坏的应力值,称为零件的极限应力;机械设计中允许零件或构件承受的最大应力值称为许用应力;11、在静应力下工作的零件其失效形式有哪些?用塑性材料制造的零件和用脆性材料、低塑性材料制造的零件,其极限应力各应是什么?答:静应力时零件的主要失效形式:塑性变形、断裂;脆性材料的极限应力为B (强度极限);塑性材料的极限应力为s σ(屈服极限)12、如图所示,各轴均受静载荷的作用,试判断零件上A 点的应力是静应力还是变应力,并确定应力循环特性r 的大小或范围。
第一章绪论(1)1-2 现代机械系统由哪些子系统组成, 各子系统具有什么功能?(2)答: 组成子系统及其功能如下:(3)驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
(4)传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
第二章执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置, 或对作业对象进行检测、度量等, 按预定规律运动, 进行生产或达到其他预定要求。
第三章控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作, 并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第四章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效?它主要表现在哪些方面?答:(1)断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时, 由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂, 如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
(2)变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限, 零件产生塑性变形。
(3)表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词: 静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答: 静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力, 可以由变载荷产生, 也可由静载荷产生。
(1)2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么?(2)答:机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题, 其基本原则如下:①材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项?答: 衡量润滑油的主要指标有: 粘度(动力粘度和运动粘度)、粘度指数、闪点和倾点等。
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1就文中的三个实例分析每部机器,哪部分为原动部分、传动部分和执行部分?分别分析它们是否满足机器的三个特征?并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。
思考题0-1什么是机器?什么是机构?它们各有何特征?一台完整的机器由哪几部分组成?并举例说明。
0-2什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件?指出下列零件各属于哪一类:螺栓,齿轮,轴,曲轴,汽门弹簧,轧根,飞机螺旋桨,汽轮机叶片,滑动轴承,滚动轴承,联轴器。
0-3本课程研究的对象和主要内容是什么?0-4本课程的性质与任务是什么?和前面学过的课程相比较,本课程有什么特点?第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1机械设计的内容和一般程序是什么?1-2机械零件常规设计计算方法有哪几种?各使用于何种情况?1-3机械零件应满足哪些基本要求?设计的一般步骤是什么?1-4机械零件的主要失效形式有哪些?什么是机械零件的工作能力?工作能力准则有哪些?1-5合理地选择许用安全系数有何重要意义?影响许用安全系数的因素有哪些?设计时应如何选择?1-6作用在机械零件上的载荷有几种类型?何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷?1-7作用在机械零件中的应力有哪几种类型?何谓静应力、变应力?静载荷能否产生变应力?1-8何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型?各有何特点?指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区,并写出有限寿命区疲劳曲线方程,材料试件的有限寿命疲劳极限SN如何计算?说明寿命系数K N的意义。
1-9材料的极限应力图是如何作出的?简化极限应力图又是如何作出的?它有何用途?1-10影响零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同?如何应用?1-11表面接触疲劳点蚀是如何产生的?根据赫兹公式(Hertz),接触带上的最大接触应力应如何计算?说明赫兹公式中各参数的含义。
机械设计基础第四版课后答案机械设计基础第四版课后答案【篇一:机械设计基础练习题_比较全面_有答案哦】p> 1. 机构具有确定运动的条件是:___________________。
2. 一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700;(1) 当取c 杆为机架时,它为何种具体类型?___________;(2) 当取d 杆为机架时,则为___________。
3. 曲柄摇杆机构中,摇杆为主动件时,___________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4. 为保证四杆机构良好的机械性能,___________不应小于最小许用值。
(a)压力角(b)传动角(c)极位夹角5. 平面四杆机构无急回特性时_______,行程速比系数_______(d)k>1(e)k<1(f)k=16. 在双曲柄机构中,已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为_______。
(a) <110mm (b)110mm≤d≤190mm(c)≥190mm7. 曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_______死点位置;(a)曲柄与连杆共线时为(b)摇杆与连杆共线时(c)不存在8. 在曲柄摇杆机构中,如果将_________杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作________运动,即得到双曲柄机构。
9. 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是,摇杆为_______件,曲柄为_______件。
10. 平面四杆机构中,若各杆长度分别为a=30,b=50,c=80,d=90,当以a为机架,则该四杆机构为________________。
12. 在_______机构中,如果将_______杆对面的杆作为机架时,则与此相连的两杆均为摇杆,即是双摇杆机构。
13. 平面连杆机构当行程速比k________时,机构就具有急回特性。
15. 牛头刨床的工作台进给机构用的是_________________机构。
《机械设计》习题集第一章绪论分析与思考题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。
1-4 机械设计课程研究的内容是什么第二章机械设计总论分析与思考题2-1 一台完整的机器通常哪些基本部分组成各部分的作用是什么2-2 设计机器时应满足哪些基本要求设计机械零件时应满足哪些基本要求 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2-4 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2-5 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 2-6 零件在什么情况下会发生共振如何改变零件的固有频率2-7 什么是可靠性设计它与常规设计有何不同零件可靠度的定义是什么 2-8 机械零件设计中选择材料的原则是什么2-9 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, 65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSnl0Pb5。
2-10 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、选择与填空题3-1 零件表面的强化处理方法有_________________、___________________、_________________等。
3-2 零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限值将随之____________。
(1)增高(2)不变(3)降低3-3 机械零件受载时,在_____________________处产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而___________________。
3-4 在载荷和几何形状相同的情况下,钢制零件间的接触应力_____________铸铁零件间的接触应力。
3-5 两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值__________。
机械工程学第四版课后练习题含答案机械工程学是机械工程中的重要基础课程,是机械工程师必须要掌握的知识。
本文介绍的是机械工程学第四版课后练习题,包含了部分答案,希望能够帮助大家更好地掌握这门课程。
第一章绪论1.1 机械工程学基本定义问题1.机械工程学的基本定义是什么?机械工程学是一门研究材料、能量、力学及运动、力的传递、机械结构和机械系统设计、制造、控制及维护等问题的科学、技术与艺术。
1.2 认识材料1.说一下弹性和塑性的区别。
弹性是指当外力作用于物体时,物体会发生一定程度的形变,但随着外力的消失,物体能够完全恢复到原来的形态,称为弹性。
塑性是指当外力作用于物体时,物体会发生一定程度的形变,即物体的形状发生改变,但在外力消失后,物体不会完全恢复到原来的形态,称为塑性。
1.3 认识力的大小问题1.什么是力的大小?力的大小是指是一种物理量,表示力的强度大小的大小。
力的大小通常用牛(N)作为单位。
第二章静力学2.1 质点和刚体1.质点和刚体的区别是什么?质点是没有大小的点,只有质量,并且不受形变的物体,被认为是地球表面一个点处质量的重心,在计算力学问题时可以忽略它的长度和宽度。
刚体是一个固定形状的物体,它的每个点都不能发生相对位置的变化,即不受形变的物体。
2.2 力的合成1.什么是力的合成?力的合成是指将两个或多个力的作用效果替换为一个力的作用效果的运算过程。
2.3 平衡条件1.什么是平衡条件?当一个物体处于静止状态或匀速直线运动时,称为平衡状态,此时物体所受合外力为零。
平衡条件是物体处于平衡状态所需满足的条件,通常包括力的平衡条件和力矩的平衡条件。
第三章动力学3.1 力的概念1.什么是力?力是一种物理学概念,是指物体之间的相互作用,可以用来描述物体的运动状态和变形状态。
3.2 牛顿运动定律1.牛顿的第一运动定律是什么?牛顿的第一运动定律是说:一个物体如果受到合外力的作用为零,它将保持静止或匀速直线运动的状态。
机械设计思考题带答案终版要点机械设计选择题:1.带传动中,主动轮圆周速度v1,从动轮圆周速度v2,带速v,它们之间存在的关系是2.使用两个普通平键联结时,为了并使轴与轮毂对中较好,两键通常布置成。
3.磨粒磨损就是开式齿轮传动最难发生的失灵形式。
4.导向平键联接的主要失效形式是5.某结构尺寸相同的零件,当采用6.渐开线花键的定心方式为定心。
7.标准直齿圆柱齿轮传动,轮齿伸展强度排序中的齿形系数yfa只同意于。
8.当两个被联接件之一太薄,不必做成通孔,且联结不须要经常拆除时,往往使用螺钉相连接。
9.在承受横向载荷或扭转力矩的普通紧螺栓组联接中,螺栓杆承受应力的作用。
14.链传动中的正多边形效应就是指。
15.牙嵌离合器的许用压力和许用弯曲应力与有关。
16.在轴的初步计算中,轴的直径是按17.只能承受径向载荷的是轴承。
18.设计蜗杆传动时,减小蜗杆导程角的数值,可以提升19.液体动压轴承通过采用润滑油作为润滑剂,原则上当转速低、压力大时,应选用高的润滑油。
20.在作轴的疲劳强度校核计算时,对于一般转轴,轴的弯曲应力应按考虑。
24.普通蜗杆传动,其传动效率主要依赖于25.哪些轴承必须成对采用。
26.铰制孔用螺栓联接的失效形式为螺栓杆与孔壁的吻合面的压溃或者螺栓杆被刺穿。
27.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28.螺纹联接防松的根本问题在于。
29.在接头处形变中,形变循环特性就是所指的比值。
32.套筒滚子链的链节数常取,链轮齿数一般应取奇数。
33.滚动轴承就是标准件,为并使轴承易于交换和大量生产,轴承内孔与轴的协调使用;轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制。
34.液体动力杀菌contribution滑动轴承中,通常油槽土默川在。
35.挠性联轴器可以补偿的相对位移有轴向位移、径向位移、等几种。
36.设计蜗杆传动时,增大蜗杆导程角的数值,可以提高传动效率。
39.代号为6208的滚动轴承的类型名称就是轴承,其内径就是。
《机械设计基础》部分习题答案第一章1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途,然而都具有下列三个共同特征:①机器是人为的多种实体的组合;②各部分之间具有确定的相对运动;③能完成有效的机械功或变换机械能。
机器是由一个或几个机构组成的,机构仅具有机器的前两个特征,它被用来传递运动或变换运动形式。
若单纯从结构和运动的观点看,机器和机构并无区别,因此,通常把机器和机构统称为机械。
1-2. 都是机器。
1-3.①杀车机构;有手柄、软轴、刹车片等。
②驱动机构;有脚踏板、链条、链轮后轴,前轴等。
1-4.(1)断裂;(2)过量变形;(3)表面失效;(4)破坏正常工作条件引起的失效。
1-5.(1)由专门化工厂大量生产标准件,能保证质量、节约低成本;(2)选用标准件可以简化设计工作、缩短产品的生产周期;(3)选用参数标准化的零件,在机械制造过程中可以减少刀具和量具的规格;(4)具有互换性,从而简化机器的安装和维修。
第二章2-1. 问题一:机构是由许多构件以一定的方式联接而成的,这种联接应能保证构件间产生一定的相对运动。
这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副。
问题二:运动副的类型可按接触方式的不同分为两大类。
1.低副2.高副2-2. 问题一:绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。
问题二:(1)分析机构的运动原理和结构情况,确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。
(2)沿着运动传递路线,逐一分析每个构件间相对运动的性质,以确定运动副的类型和数目。
(3)选择视图平面,通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面,必要时也可选择两个或两个以上的视图平面,然后将其画到同一图面上。
(4)选择适当的比例尺,定出各运动副的相对位置,并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。
(5)从原动件开始,按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。
在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1 就文中的三个实例分析每部机器,哪部分为原动部分、传动部分和执行部分?分别分析它们是否满足机器的三个特征?并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。
思考题0-1 什么是机器?什么是机构?它们各有何特征?一台完整的机器由哪几部分组成?并举例说明。
0-2 什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件?指出下列零件各属于哪一类:螺栓,齿轮,轴,曲轴,汽门弹簧,轧辊,飞机螺旋桨,汽轮机叶片,滑动轴承,滚动轴承,联轴器。
0-3 本课程研究的对象和主要内容是什么?0-4 本课程的性质与任务是什么?和前面学过的课程相比较,本课程有什么特点?第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1 机械设计的内容和一般程序是什么?1-2 机械零件常规设计计算方法有哪几种?各使用于何种情况?1-3 机械零件应满足哪些基本要求?设计的一般步骤是什么?1-4 机械零件的主要失效形式有哪些?什么是机械零件的工作能力?工作能力准则有哪些?1-5 合理地选择许用安全系数有何重要意义?影响许用安全系数的因素有哪些?设计时应如何选择?1-6 作用在机械零件上的载荷有几种类型?何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷?1-7 作用在机械零件中的应力有哪几种类型?何谓静应力、变应力?静载荷能否产生变应力?1-8 何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型?各有何特点?指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区,并写出有限寿命区疲劳曲线方程,材料试件的有限寿命疲劳极限 rN如何计算?说明寿命系数K N的意义。
1-9 材料的极限应力图是如何作出的?简化极限应力图又是如何作出的?它有何用途?1-10 影响零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同?如何应用?1-11 表面接触疲劳点蚀是如何产生的?根据赫兹公式(Hertz),接触带上的最大接触应力应如何计算?说明赫兹公式中各参数的含义。
一2,人们常说的机械的含义是什么?机器和机构各指的是什么??答:机械是机器和机构的总称。
机器是人类进行生产以减轻体力劳动和提高生产率的主要工具。
有两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统称为机构.3,什么是部件?什么是零件?什么是构件??答:为完成同一使命在结构上组合在在一起并协同工作的零件成为部件。
组成机器的不可拆的基本单元称为机械零件。
构件是机械系统中实际存在的可更换部分,它实现特定的功能,符合一套接口标准并实现一组接口。
??6:机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设计应满足哪些基本设计要求??答:(1),在使用方面,机器应能在给定的工作期限内具有高的工作可靠性,并能始终正常工作;在经济方面,应从机器费用,产品制造成本等多种因素中综合衡量,以能获得最大经济效益的方案为最佳设计方案;机器外观造型应比例协调,大方,给人以时代感,美感,安全感;限制噪声分贝数。
(2)工作可靠,又要成本低廉,应正确选择材料,合理规定公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。
?7,机械零件的计算可分为哪两种?它们大致可包含哪些内容??答:可分为设计计算和校核计算两种。
设计计算根据零件的工作情况和选定的工作能力准则拟定出安全条件,用计算方法求出零件危险截面的尺寸,然后根据结构与工艺条件和尺寸协调的原则,使结构进一步具体化。
校核计算是先参照已有实物,图纸和经验数据初步拟定零件的结构布局和有关尺寸,然后根据工作能力准则核验危险截面是否安全二3,什么是静载荷,变载荷,名义载荷,计算载荷?什么是静应力和变应力??答:不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷。
随时间作周期性变化或非周期变化的载荷称为变载荷。
根据额定功率用力学公式计算出的载荷称为名义载荷。
不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力。
随时间变化的应力称为变应力。
?7,受交变接触应力作用的零件其失效是何性质?提高接触疲劳强度的主要措施有哪些??答:表面疲劳磨损或者称为点蚀。
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。
机械设计基础课后习题答案(第四版) 第1章总论课后习题答案题1-1试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。
答:机械是机器与机构的总称。
其中机构是指用来传递与交换运动和力的可动的装置;机器是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动,用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体;机器用来完成有用的机械功或转换机械能,而机构在习惯上主要是指传递运动的机械(如仪表等)以及从运动的观点加以研究而言的。
机器中必包含一个或一个以上的机构。
零件是机器及各种设备的基本组成单元;根据机器功能、结构要求,某些零件需固联成没有相对运动的刚性组合,成为机器中运动的一个基本单元体,通常称为构件;构件与零件的区别在于:构件是运动的基本单元,而零件是制造的基本单元;有时一个单独的零件也是一个最简单的构件。
构件与构件之间通过一定的相互接触与制约,构成保持确定相对运动的“可动联接”,这种可动联接称为“运动副”;当构件之间用运动副联接以后,在其联接处,它们之间的某些相对运动将不能实现,这种对于相对运动的限制称为运动副的约束。
题1-2机械运动简图和装配图有何不同?正确绘制运动简图应抓住哪些关键?请画出图1-1所列机构和机械的运动简图。
陈秀宁机械设计基础教材答案答:把复杂的机械采用一些简单的线条和规定的符号将其传动系统、传动机构间的相互联系、运动特性表示出来,表示这些内容的图称为机械运动简图;装配图是表示机器或部件的图样,它是生产中的主要技术文件之一;从机械运动简图中可以清晰地看出原动机的运动和动力通过哪些机构、采用何种方式,使机器工作部分实现怎样的运动;根据运动简图再配上某些参数便可进行机器传动方案比较、运动分析和受力分析,并为机械系统设计、主要传动件工作能力计算、机件(构件和零件之统称)结构具体化和绘制装配图提供条件。
根据实际机械绘制其运动简图时,首先应分清各种机构,判别固定构件与运动构件,数出运动构件的数目,并根据构件间相对运动性质确定其运动副的类型;测量各个构件上的运动尺寸,然后根据这些尺寸选择适当的长度比例尺和视图平面用规定的或惯用的机构、构件和运动副的代表符号绘制简图;最后仔细检查运动构件的数目、运动副的类型和数目及其相对位置与联接关系等是否正确,否则将不能正确反映实际机械的真实运动。
机械设计第四版答案李功建每题2分1链的长度用链节数表示,链节数最好取()。
[单选题] *A. 偶数(正确答案)B. 奇数C. 任意数2至少有一个齿轮的几何轴线不固定的轮系称为()。
[单选题] *A. 周转轮系(正确答案)B. 定轴轮系C. 复合轮系3与带传动相比,链传动的传动效率较高()。
[单选题] *A.正确(正确答案)B.错误4机床进给机构若采用双线螺纹,螺距为4mm,设螺杆转4周,则螺母(刀具)的位移量是()mm。
[单选题] *A. 4B. 32(正确答案)C.16D. 645螺旋传动常将主动件的匀速直线运动转变为从动件的匀速回转运动。
[单选题] *A.正确B.错误(正确答案)6蜗杆传动两轴间的交错角等于()° [单选题] *A. 60B. 75C. 90(正确答案)D. 887通常用()一词作为机构和机器的总称。
[单选题] *A. 机器B. 机构C. 机械(正确答案)D. 部件8在轴的中部,当两个零件间距离较小时,常采用()作相对固定. [单选题] *A. 轴肩B. 螺母C. 轴环D套筒(正确答案)9键连接是实现轴与轴上零件(如齿轮、带轮等)之间的()固定,并传递运动和扭矩。
[单选题] *A. 径向B. 周向(正确答案)C. 轴向10链传动属于啮合传动,所以瞬时传动比恒定()。
[单选题] *A.正确B.错误(正确答案)11一般平带传动的传动比()。
[单选题] *A. i等于5B. i小于5C. i小于等于5(正确答案)D. i大于等于512在安装V带时,张紧程度越紧越好()。
[单选题] *A.正确B.错误(正确答案)13安全销的作用是过载保护()。
[单选题] *A.正确(正确答案)B.错误14锯齿形螺纹广泛应用于单向螺旋传动中()。
[单选题] *A.正确(正确答案)B.错误15相互旋合的内外螺纹,其旋向相同,公称直径相同()。
[单选题] *A.正确(正确答案)B.错误16()是可以用来传递横向力或扭矩的销。
机械设计课程思考题和习题(适用教材:李建功主编《机械设计》(第四版))机械设计课程组第一章机械设计总论思考题1-1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成?1-2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段?每个阶段的主要工作是什么?1-3 作为一个设计者应具备哪些素质?1-4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么?1-5 机械设计课程有哪些特点?学习中应注意哪些问题?1-6 什么是失效?什么是机械零件的计算准则?常用的计算准则有哪些?1-7 什么是校核计算?什么是设计计算?1-8 什么是名义载荷?什么是计算载荷?为什么要引入载荷系数?1-9 静应力由静载荷产生,那么变应力是否一定由变载荷产生?1-10 什么是强度准则?对于零件的整体强度,分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么?1-11 在计算许用应力时,如何选取极限应力?1-12 什么是表面接触强度和挤压强度?这两种强度不足时,分别会发生怎样的失效?1-13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么?这些准则得不到满足时,可能的失效形式是什么?1-14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度,是否也可以提高零件的刚度?1-15 什么是机械零件的“三化”?“三化”有什么实际意义?1-16 机械零件的常用材料有哪些?设计机械零件时需遵循哪些原则?第二章机械零件的疲劳强度设计思考题2-1 什么是疲劳破坏?疲劳断口有哪些特征?2-2 变应力有哪几种不同的类型?2-2 什么是疲劳极限?什么是疲劳寿命?2-4 什么是疲劳曲线?什么是极限应力图?用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题?2-5 什么是有限寿命设计?什么是无限寿命设计?如何确定两者的极限应力?2-6 塑性材料和脆性材料的σm-σa极限应力图应如何简化?2-7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么?它们是否对应力幅和平均应力均有影响?2-8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm-σa极限应力图?2-9 机械零件受恒幅循环应力时,可能的应力增长规律有哪几种?如何确定每种规律下的极限应力点?如何计算安全系数?2-10 什么是Miner 法则?用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题?2-11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数?习 题2-1 已知:45钢的σ-1=270MPa ,寿命指数m=9,循环基数N 0=107。
机械设计基础第4版答案_机械设计基础试题和答案下面是WTT收集整理的机械设计基础试题,希望对您有所帮助!如果你觉得不错的话,欢迎分享!机械设计基础试题:1 与齿轮等啮合传动相比较,带传动的优点有哪些?答案 1.因带有良好的弹性,可缓和冲击及振动,传动平稳, 噪声小. 2.靠摩擦传动的带,过载时将在轮面上打滑,起到安全保护作用3.可用于两轮中心距较大的场合4.传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低.2 与齿轮等啮合传动相比较,带传动的缺点有哪些?答案1.靠摩擦传动的带传动,由带的弹性变形产生带在轮上的弹性滑动,使传动比不稳定,不准确. 2.带的寿命短,传动效率低, V带传动的效率约为0.95 .3.不能用于恶劣的工作场合. 3 V带传动的主要参数有哪些?答案小带轮直径d,小带轮包角,带速v,传动比i,中心距a,初拉力F,带的根数z,带的型号等. 4 带传动中,以带的形状分类有哪几种形式?答案平带,V带,多楔带,圆带和活络带传动. 5 按材料来说,带的材料有哪些?答案棉织橡胶合成的,尼龙橡胶合成的和皮革等. 6带传动的打滑经常在什么情况下发生?答案当拉力差值大于摩擦力极限值时,带与轮面之间的滑动在整个包角内出现,此时主动轮转动无法传到带上,则带不能运动,带传动失去工作能力,此时打滑情况发生. 7 带传动时,带的横截面上产生那些应力?答案拉应力,离心应力和弯曲应力. 8 在V带传动中,拉力差与哪些因素有关?答案主动轮包角,当量摩擦系数,带轮楔角,材料摩擦系数有关. 9 带传动为什么要限制带速,限制范围是多少?答案因带速愈大,则离心力愈大,使轮面上的正压力和摩擦力减小,带承受的应力增大,对传动不利,但有效圆周力不变时,带速高有利于提高承载能力,通常带速在5~25m/s范围为宜.10 带传动中,小带轮的直径为什么不宜太小?答案因带轮的直径愈小,带愈厚,则带的弯曲应力愈大,对带传动不利,所以带轮直径不宜过小. 11 V带传动的主要失效形式有哪些?答案主要失效形式有打滑,磨损,散层和疲劳断裂. 12 带传动的设计准则是什么?答案设计准则为防止打滑和保证足够的使用寿命. 13 V带传动设计计算的主要内容是确定什么?答案带的型号,根数,基准长度,带轮直径,中心距和带轮的结构尺寸,以及选用何种张紧装置. 14 V带的型号有哪几种?答案型号有Y,Z,A,B,C,D,E七种15 带传动中,增大包角的主要方法有哪些?答案加大中心距和带的松边外侧加张紧轮,可提高包角.16 带传动中,为什么常设计为中心距可调节?答案一是调整初拉力,提高带的传动能力.二是可加大中心距,增大包角,提高传动能力.三是便于维修. 17 带传动中的工况系数K与哪些主要因素有关?答案 K与带传动中的载荷性质,工作机的类型,原动机的特性和每天工作时间有关. 18 带传动为什么要核验包角?答案小带轮包角愈大,接触弧上可产生的摩擦力也越大,则带传动的承载能力也愈大,通常情况下,应使包角大于120o.19 为什么要控制初拉力的大小?答案初拉力过小,极限摩擦力小,易打滑;初拉力过大,磨损快,增大压轴力. 20 在带传动设计时,当包角过小应采取什么措施?答案可采用如下措施:1)增大中心距;2)控制传动比; 3)增设张紧轮装置. 21 与带传动相比较,链传动有什么优点?答案由于链传动是啮合传动,故传动比准确,工作可靠性好,承载能力大,传动尺寸较紧凑,可以在恶劣条件下工作(如工作高温,多尘,易燃等),压轴力较小. 22 与带传动相比较,链传动有什么缺点?答案链传动的瞬时传动比不恒定,噪声较大. 23 与齿轮传动相比较,链传动有什么优点?答案链传动的中心距较大、成本低、安装容易。
习题与参考答案一、复习思考题1.什么样的机构是凸轮机构?2.凸轮机构的功用是什么?3.什么样的构件叫做凸轮?4.凸轮的种类有哪些?都适合什么工作场合?5.凸轮机构的从动件有几种?各适合什么工作条件?6.凸轮轮廓曲线是根据什么确定的?7.从动杆的运动速度规律有几种?各有什么特点?8.凸轮的压力角对凸轮机构的工作有什么影响?9.什么叫基圆?基圆与压力角有什么关系?10.从动杆的等速位移曲线是什么形状?等速运动规律有什么缺点?11.凸轮机构的从动杆为什么能得到预定的要求?12.在什么情况下凸轮机构从动杆才能得到运动的停歇?13.基圆在凸轮机构中有何意义?14.滚子式从动杆的滚子半径的大小,对凸轮工作有什么影响?15.某一凸轮机构的滚子损坏后,是否可任取一滚子来替代?为什么?16.凸轮压力角太大有什么不好?17.凸轮压力角越小越好吗?为什么?18设计直动推杆盘形凸轮机构时,在推杆运动规律不变的条件下,需减小推程的最大压力角,可采用哪两种措施?19 何谓凸轮机构的压力角?它在哪一个轮廓上度量?压力角变化对凸轮机构的工作有何影响?与凸轮尺寸有何关系?20 题17图中两图均为工作廓线为偏心圆的凸轮机构,试分别指出它们理论廓线是圆还是非圆,运动规律是否相同?21 滚子推杆盘形凸轮的理论廓线与实际廓线是否相似?是否为等距曲线?22试问将同一轮廓曲线的凸轮与不同型式的推杆配合使用,各种推杆的运动规律是否一样?若推杆的运动规律相同,使用不同型式的推杆设计的凸轮廓线又是否一样?题17图23 若凸轮以顺时针转动,采用偏置直动推杆时,推杆的导路线应偏于凸轮回转中心的哪一侧较合理?为什么?24 已知一摆动滚子推杆盘形凸轮机构,因滚子损坏,现更换了一个外径与原滚子不同的新滚子。
试问更换滚子后推杆的运动规律和推杆的最大摆角是否发生变化?为什么?25 为什么平底推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线一定要外凸?滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线却允许内凹,而且内凹段一定不会出现运动失真?26 在一个直动平底推杆盘形凸轮机构中,原设计的推杆导路是对心的,但使用时却改为偏心安置。
机械设计课程思考题和习题(适用教材:李建功主编《机械设计》(第四版))机械设计课程组第一章机械设计总论思考题1-1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成1-2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段每个阶段的主要工作是什么1-3 作为一个设计者应具备哪些素质1-4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么1-5 机械设计课程有哪些特点学习中应注意哪些问题1-6 什么是失效什么是机械零件的计算准则常用的计算准则有哪些1-7 什么是校核计算什么是设计计算1-8 什么是名义载荷什么是计算载荷为什么要引入载荷系数1-9 静应力由静载荷产生,那么变应力是否一定由变载荷产生1-10 什么是强度准则对于零件的整体强度,分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么1-11 在计算许用应力时,如何选取极限应力1-12 什么是表面接触强度和挤压强度这两种强度不足时,分别会发生怎样的失效1-13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么这些准则得不到满足时,可能的失效形式是什么1-14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度,是否也可以提高零件的刚度1-15 什么是机械零件的“三化”“三化”有什么实际意义1-16 机械零件的常用材料有哪些设计机械零件时需遵循哪些原则第二章机械零件的疲劳强度设计思考题2-1 什么是疲劳破坏疲劳断口有哪些特征2-2 变应力有哪几种不同的类型2-2 什么是疲劳极限什么是疲劳寿命2-4 什么是疲劳曲线什么是极限应力图用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题2-5 什么是有限寿命设计什么是无限寿命设计如何确定两者的极限应力2-6 塑性材料和脆性材料的σm-σa极限应力图应如何简化2-7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么它们是否对应力幅和平均应力均有影响2-8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm-σa极限应力图2-9 机械零件受恒幅循环应力时,可能的应力增长规律有哪几种如何确定每种规律下的极限应力点如何计算安全系数2-10 什么是Miner 法则用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题2-11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数习 题2-1 已知:45钢的σ-1=270MPa ,寿命指数m=9,循环基数N 0=107。
求:1)循环次数分别为8000和620000次时的有限寿命疲劳极限σ-1N ;2)应力幅为330MPa 的对称循环应力作用下的疲劳寿命。
2-2 一板状零件所受工作拉力F 在25~85kN 之间周期性变化,危险截面的面积A =320mm 2,疲劳缺口系数K σ=,尺寸系数εσ=,表面状态系数β=。
零件材料为20CrMnTi ,其力学性能为:σs =835MPa ,σ-1=345MPa ,σ0=615MPa 。
试绘出该零件的简化σm -σa 极限应力图,并用图解法和解析法求γ=C 时的安全系数S σ。
2-3 一零件的材料为合金钢,其危险截面上的最大工作应力σmax =250MPa ,最小工作应力σmin =-50MPa ,疲劳缺口系数K σ=,尺寸系数εσ=,表面状态系数β=。
该材料的力学性能为:σb =900MPa ,σs =800MPa ,σ-1=440MPa ,σ0=720MPa 。
要求:1)按比例绘制零件的简化σm -σa 极限应力图;2)按σm =C 求该零件的极限应力幅σa ′、极限平均应力σm ′和极限应力σγ′;3)按σm =C 求该零件危险截面的安全系数S σ。
2-4 某机械零件在一个工作周期T 内的应力(皆为对称循环)变化如图2-27所示。
已知:零件材料的σ-1=350MPa ,N 0=107,m=9,综合影响系数K σD =。
试计算该零件的安全系数S σ。
2-5 已知某材料的力学性能为:1-σ=350MPa ,m =9,0N =5×610,对此材料进行对称循环疲劳试验,依次加载应力为:(1)1σ=550MPa ,循环次数n 1=5×410;(2)2σ=450 MPa ,求:发生疲劳破坏时,2σ的循环次数n 2=注:疲劳曲线方程:01N C N m m -==σσ 解:(1)由疲劳曲线方程 01N C N m m -==σσ得 01N N m ⎪⎭⎫ ⎝⎛=-σσ 4690111106.8105550350⨯=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-N N m σσ 5690212102.5105450350⨯=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-N N m σσ (2)根据Miner 法则 12211=+N n N n 1102.5106.81055244=⨯+⨯⨯n 解得: 521018.2⨯=n2-6 某机械零件材料为碳素钢,已知:该碳素钢的力学性能为b σ=700 MPa ,s σ=600MPa ,1-σ=320MPa ,0σ=560MPa 。
该零件危险截面上的最大应力m ax σ=220MPa ,最小应力m in σ=- 60MPa ,综合影响系数σD K =。
试:(1)在图中按比例绘制该零件的简化极限应力图(计算并标出特殊点的坐标)。
(2)在图中标出应力增长规律为C =m σ 时,该零件的极限应力点M 。
解:(1) A 1B 1点纵坐标: MPa 1.21232.1256020=⨯=D K σσ B 1点横坐标: MPa 280256020==σ 折线A 1DG 为该零件的简化极限应力图(2) 工作应力点的坐标:MPa 802)60(2202minmax =-+=+=σσσm MPa 1402)60(2202minmax =--=-=σσσa 过N 点且垂直于横轴的直线与极限应力线A 1D 的交点M 即为该零件的极限应力点。
9-4第三章 摩擦、磨损及润滑基础思 考 题3-1 按照摩擦面的润滑状态不同,滑动摩擦分为哪几种3-2 什么是边界膜边界膜的形成机理是什么如何提高边界膜的强度3-2 零件的磨损过程大致分为哪几个阶段每个阶段的特征是什么3-4 根据磨损机理的不同,磨损通常分为哪几种类型它们各有什么主要特点3-5 粘度的表示方法通常分为哪几种各种粘度的单位和换算关系是什么3-6 润滑油的主要性能指标有哪些润滑脂的主要性能指标有哪些3-7 在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用是什么3-8 流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同流体静力润滑的主要优缺点是什么 3-9 流体动力润滑和弹性流体动力润滑两者间有何本质区别所研究的对象有何不同3-10 试说明液体动力润滑油膜形成的必要条件。
3-11 试说明雷诺方程有哪几个方面的应用。
(MPa ) (第四章 螺纹联接及螺旋传动思 考 题4-1 螺纹的主要参数有哪些何处直径为其公称直径4-2 常用螺纹牙型有哪几种哪些主要用于联接哪些主要用于传动4-3 螺纹联接有哪几种基本类型它们各自有何特点各自适用于什么场合4-4 何谓螺纹联接的预紧预紧的目的是什么怎样控制预紧力4-5 螺纹联接防松的实质是什么常用防松方法有哪些4-6 受剪螺栓联接的可能失效形式有哪些设计中需计算何种强度4-7 单个受拉螺栓联接有哪几种不同的受力情况每种受力情况下的强度计算有何相同之处又有何差异4-8 对于承受预紧力和轴向工作拉力的螺栓联接,设计时应如何确定所需的剩余预紧力F ''和预紧力F '如何计算螺栓的总拉力0F4-9 国家标准中对螺栓、螺钉和螺柱的性能等级是如何规定的4-10 螺栓组联接受力分析和计算的目的是什么螺栓组联接有哪几种典型的基本受载形式每种受载形式下,应如何进行受力分析与计算4-11 提高螺纹联接强度的措施有哪些4-12 按用途不同,螺旋传动分为哪几种滑动螺旋传动的螺杆和螺母分别常用什么材料4-13 设计滑动螺旋传动时,通常需要计算哪些内容如何确定螺纹的公称直径和螺距习 题4-1 铣刀盘的夹紧装置如图4-35所示。
拧紧轴上的螺母后,铣刀1被夹紧在两个夹紧盘2之间,并随主轴转动。
已知:最大切削力F =4kN ,夹紧盘与铣刀之间的摩擦因数μs =,轴的材料为45钢,其σs =360MPa 。
试设计轴端螺纹的直径(装配时不控制预紧力)。
4-2 某螺栓联接中,螺栓的刚度c b =100N /mm ,被联接件的刚度c m =400N /mm ,预紧力F ′和轴向工作拉力F 均为500N 。
1)试问工作中被联接件接合面是否会开缝2)如果F 在100N ~500N 之间变化,试按比例绘出联接的载荷-变形图,并标出各力以及螺栓总拉力的变化范围。
4-3 一钢制压力容器的螺栓组联接,如图4-6所示。
内径D =500mm ,蒸汽压力p =,螺栓分布圆直径D 0=640mm ,为保证气密性要求,螺栓间距不得大于150mm ,安装时控制预紧力,试设计此联接。
习题4-1图4-4 图4-36所示为边板1用3个M16×70(其螺纹部分的长度为28mm )的铰制孔用螺栓与机架2相联接。
已知边板厚度为20mm ,机架的联接厚度为30mm ,所受载荷F R =900N ,L =300mm ,a =100mm ,边板和机架的的材料均为Q235,螺栓的性能等级为级。
要求:1)按1:1的比例画出一个螺栓联接的结构图;2)分析螺栓组中各螺栓的受力,找出受力最大的螺栓并校核其强度。
4-5 图4-37所示为齿轮与卷筒之间的螺栓组联接,8个性能等级为级的螺栓,均布于直径D 0=500mm的圆周上。
若卷筒上钢丝绳的拉力F =50kN ,卷筒直径D=400mm ,齿轮与卷筒之间的摩擦因数μs =,装配时不控制预紧力。
试确定螺栓的直径,并列出螺栓的标准代号。
4-6 图4-38所示为用两个M10的螺钉固定的牵曳环,螺钉的性能等级为级,装配时控制预紧力,结合面的摩擦因数μs =,取可靠性系数K =。
求所允许的牵曳力F R 。
4-7 如图4-39所示的方形盖板用4个性能等级为级的M16螺钉与箱体联接。
工作中盖板上的吊环承受通过盖板中心O 点的工作载荷F Q =20kN ,取剩余预紧力F ″=0.6F (F 为单个螺栓的工作拉力),装配时不控制预紧力。
要求:1)校核螺钉的强度;2)由于制造误差使吊环偏移,导致F Q 由O 点移至对角线上的O ′点,OO ′=52mm 。
求此时受力最大的螺钉所受的工作拉力,并校核其强度。
4-8 图4-40所示为一平板零件2用螺栓组联接固定在机架1上。
工作中所受载荷F Σ=1000N ,取可靠性系数K =,接合面摩擦因数μs =。
图中给出了由6个螺栓构成的螺栓组的两个布置方案。
要求:1)分析哪个方案所需螺栓直径较小2)计算方案Ⅰ中螺栓所需的预紧力。
习题4-5图习题4-6图习题4-7图习题4-4图4-9 图4-41所示为一铸铁支架,用四个性能等级为级的M16普通螺栓,固定在混凝土立柱上。