东北大学《机械设计习题及答案》概要

东北大学15春学期《机械设计》在线作业215春学期《机械设计》在线作业2一、单选题（共10道试题，共50分。

）1.轮齿伸展强度排序中的齿形系数与（）毫无关系。

a.齿数b.变位系数c.模数d.斜齿轮螺旋角正确答案：c2.对低速、刚性小的短轴，常采用的联轴器为（）。

a.刚性固定式联轴器b.刚性称开式联轴器c.弹性联轴器d.安全联轴器恰当答案：a3.普通推力滑动轴承在推力瓦中心制出圆形凹坑是为了（）。

a.保证轴和瓦的对中性b.防止在中心碰触处产生过小的应力c.易于轴承的加装和调整d.产生Blancheville 心功能以避免偏载恰当答案：b4.蜗杆直径系数的标准化是为了（）。

a.保证蜗杆有足够的刚度b.减少加工时蜗轮滚刀的数目c.提高蜗杆传动的效率d.减小蜗杆的直径正确答案：b5.对于闭式蜗杆传动展开热平衡排序，其主要目的就是为了避免温度过低引致（a.零件力学性能上升b.润滑油变质c.蜗杆热变形过小d.润滑油黏度降低而使润滑条件恶化正确答案：d6.链传动中心距过大的缺点就是（）。

a.链条工作时易跳动，运动不稳定b.链条运动不光滑，冲击促进作用减小c.大链轮上的包角小，链条磨损慢d.难出现“脱链现象”正确答案：c7.螺纹的牙型布桂，螺纹中的摩擦角为，当量摩擦角为，螺纹升角伟为，则螺纹的自锁条件为（）。

a.b.c.d.正确答案：c8.在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距维持维持不变，而减小模数m，则可以（）。

a.提升齿面的碰触强度b.提升轮齿的伸展强度c.伸展与碰触强度均可提升d.伸展与碰触强度均维持不变恰当答案：b9.影响带传动最大有效圆周力的因素是（）。

a.预紧力、摩擦系数和带轮包角b.大、小带轮直径和中心距c.中心距和带长d.带轮结构形式正确答案：a10.设计齿轮传动时，若维持传动比i和齿数和维持不变，而减小模数m，则齿轮的（）。

a.伸展强度和碰触强度均提升b.伸展强度维持不变，碰触强度提升c.伸展强度和碰触强度均维持不变d.伸展强度提升，碰触强度维持不变恰当答案：a15春学期《机械设计》在线作业2二、判断题（共10道试题，共50分后。

第八章 机械设计概述一、判断题（正确 T ，错误 F ）1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。

强度准则是零件设计中最基本的准则。

（ ）2. 变应力只能由变载荷产生。

（ ）3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。

（ ）4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。

（ ）5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。

（ ）二、单项选择题1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。

A 对称循环变应力B 脉动循环变应力C 非对称循环变应力D 静应力2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。

A 铸造B 锻造C 焊接D 轧制3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。

A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ=4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。

A 小B 大C 相等D 不一定三、填空题1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。

2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。

3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。

4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。

5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。

第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么？答：机械零件1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。

答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。

如齿轮、轴、螺钉等。

构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。

如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。

部件是由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，如减速器、离合器、联轴器。

1-3什么是通用零件？什么是专用零件？答：通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。

在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。

1-4机械设计课程研究的内容是什么？答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。

第二章机械设计总论2-1答：一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。

原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。

2-2答：设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。

设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。

2-3答：机械零件常见的失效形式：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。

常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。

2-4答：强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。

强度条件为[]σσ≤。

提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，提高材料的力学性能；d、提高运动零件的制造精度，降低工作时的动载荷；e、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。

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。

东北大学历年专业课真题机械设计【简答题】要点东北大学历年第一章基础知识1.（95‘）试画出材料的疲劳极限线图，标出特殊点的坐标，并说明等效系数的意义。

2.（95‘）什么是可靠性设计准则？为什么要建立可靠性设计准则？3.（96‘）承受静载荷作用的零件，试举例说明能否在危险截面上产生变应力作用？4.（97‘）机械零件的胶合失效是如何产生的？5.（97‘）机械零件上那些位置容易产生应力集中？6.（98‘）用文字描述迈内尔理论。

7.（99‘）在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时，需要将材料的疲劳曲线修正为零件的疲劳曲线，有几种修正方法？各有何有缺点？8.（99‘）机械零件的主要失效形式有那些？9.（01‘）静强度设计和疲劳强度设计主要共同点和不同点是什么？10（02‘）一承受非对称循环变应力作用的机械零件（应力循环特性r＝常数）。

试画图说明其有限寿命的疲劳强度计算方法（过程）。

11.（03‘）何谓应力集中？对零件的静强度、疲劳强度影响是否相同？12（03‘）线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？（04‘无简答题）第二章螺纹联结和轴毂联结13.（95‘）试画出铰制孔用螺栓联结的结构图。

14.（98’）螺栓组受力分析的目的是什么？15（99‘）为什么螺栓联结需要防松？放松的实质是什么？有哪几种防松措施？16（00’）花键联结有哪几种？它的定心方式如何？17（01‘）测力矩扳手和定力矩扳手是利用什么原理来测定螺纹联结预紧力的？18（02’）当螺栓联结受到轴向工作载荷F后，螺栓伸长的增量△δL和被联结件的变形量的恢复量△δF是什么关系，为什么？19.（02‘）试述花键联结的主要优点。

20（03’）平键联结设计中，键的尺寸bXhXL是怎么确定的？（04‘无简答题）第三章带传动21。

（96‘）试述带传动设计准则，并说明哪种失效形式限制了带传动的承载能力？22.（97’）V带传动中，张紧装置应该放在什么位置？为什么？23.（99‘）在设计V带传动时，为什么要限制带的根数？限制条件如何？24.（00’）在普通V带传动中，影响带疲劳破坏的主要应力是哪些，为什么？25.（01‘）画图并说明正常工作中V带与主动轮接触弧上带受拉力的变化情况。

东北大学机械设计简答题大全第一章基础知识一、机械零件的主要失效形式1）整体破裂2）表面破坏（磨料磨损、胶合、点蚀、磨蚀磨损）3）变形量过大4）破坏正常工作条件引起的失效二、机械零件设计哪几种设计准则强度准则、刚度准则、寿命准则、耐磨性准则、振动稳定性准则。

三、影响寿命准则的主要失效形式是腐蚀、磨损、疲劳。

四、安全系数如何选择？许用安全系数取得过大，会使机器笨重；过小，机器可能不安全。

因此，许用安全系数或者许用应力的的选取原则是在保证机器安全可靠的前提下，尽可能减小许用安全系数或者许用应力。

五、影响许用安全系数的因素有哪些？荷载和应力计算的准确性、材料机械性能数据的可靠性和零件的重要性等六、什么是疲劳破坏？机械零件在变应力作用下，经过一段时间后在局部高应力区形成微裂痕，微裂纹逐渐扩展以至最后断裂的现象成为疲劳破坏。

疲劳破坏的定义可表述为：在远低于材料抗拉强度极限的循环应力作用下工程材料发生破坏的现象。

七、疲劳断裂过程三个阶段是什么？1.裂纹源在零件应力集中部位由于金属产生循环的弹塑性应力-应变而形成初试裂纹。

2.裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形是裂纹逐渐扩展。

3.产生瞬断。

八、疲劳破坏的特点1）在循环应力多次反复作用产生；2）不存在宏观的，明显的塑性变形迹象；3）循环应力远小于材料的静强度极限；4）对材料的组成、零件的形状、尺寸。

表面状态、使用条件和外界环境等都非常敏感。

九、影响零件疲劳强度的因素1、应力集中局部应力远大于名义应力，这种现象成为应力集中。

（常发生在过渡圆角、键槽、螺纹、横孔）2.绝对尺寸零件剖面的绝对尺寸越大，其疲劳极限越低。

由于剖面尺寸大时材料晶粒粗，出现缺陷的概率大。

3.表面状态零件表面越粗糙其疲劳极限越低。

第二章螺纹联接一、螺纹分类1、联接螺纹2、传动螺纹1）矩形螺纹的牙型为方形，牙型角α=0.其传动效率较其他螺纹都高，但牙根强度弱、螺纹磨损后间隙难以补偿，使传动精度降低。

第一章基础知识、机械零件的主要失效形式1整体破裂2表面破坏（磨料磨损、胶合、点蚀、磨蚀磨损3变形量过大4破坏正常工作条件引起的失效、机械零件设计哪几种设计准则强度准则、刚度准则、寿命准则、耐磨性准则、振动稳定性准则。

三、影响寿命准则的主要失效形式是腐蚀、磨损、疲劳。

四、安全系数如何选择？许用安全系数取得过大，会使机器笨重；过小，机器可能不安全。

因此，许用安全系数或者许用应力的的选取原则是在保证机器安全可靠的前提下，尽可能减小许用安全系数或者许用应力。

五、影响许用安全系数的因素有哪些？荷载和应力计算的准确性、材料机械性能数据的可靠性和零件的重要性等六、什么是疲劳破坏？机械零件在变应力作用下，经过一段时间后在局部高应力区形成微裂痕，微裂纹逐渐扩展以至最后断裂的现象成为疲劳破坏。

疲劳破坏的定义可表述为：在远低于材料抗拉强度极限的循环应力作用下工程材料发生破坏的现象。

七、疲劳断裂过程三个阶段是什么？ 1.裂纹源在零件应力集中部位由于金属产生循环的弹塑性应力-应变而形成初试裂纹。

2.裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形是裂纹逐渐扩展。

3.产生瞬断。

八、疲劳破坏的特点1在循环应力多次反复作用产生；2不存在宏观的，明显的塑性变形迹象；3循环应力远小于材料的静强度极限；4对材料的组成、零件的形状、尺寸。

表面状态、使用条件和外界环境等都非常敏感。

九、影响零件疲劳强度的因素1、应力集中局部应力远大于名义应力，这种现象成为应力集中。

（常发生在过渡圆角、键槽、2.绝对尺寸零件剖面的绝对尺寸越大，其疲劳极限越低。

由于剖面尺寸大时材料晶粒粗，出现缺陷的概率大。

3.表面状态零件表面越粗糙其疲劳极限越低。

第二章螺纹联接、螺纹分类1、联接螺纹2、传动螺纹1矩形螺纹的牙型为方形，牙型角a =0.其传动效率较其他螺纹都高，但牙根强度弱、螺纹磨损后间隙难以补偿，使传动精度降低。

3梯形螺纹的牙型为等腰梯形，牙型角a =30梯形螺纹效率略低，但其公益性好、牙根强度高、对中性好。

东北大学专业硕士，机械设计基础第一章机械设计基础知识思考题1-1 机械零件设计应满足哪些基本准则？1-2 什么叫机械零件的失效？机械零件主要的主要失效形式有哪些？1-3提高机械零件强度的措施有哪些？1-4在什么条件下要按刚度准则设计机械零件？提高零件的刚度有哪些措施？1-5选用机械零件材料时主要考虑什么原则？1-6举例说明什么叫静载荷、变载荷、静应力和变应力？1-7什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？1-8影响材料的极限应力的因素有那些？1-9线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？1-10影响材料疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？这些因素对变应力的哪一部分有影响？1-11什么是有效应力集中系数？机械零件设计中，常见的应力集中源有哪些？有三个形状尺寸一样，工作条件也相同，分别用铸铁、低强度钢、高强度钢制造的零件，哪个零件的有效应力集中系数最大？1-12 什么叫接触应力和接触强度？影响接触应力大小的因素有哪些？1-13举例说明零件的结构及工艺对被设计零件疲劳强度的影响。

习题1-1从手册中查找下面各材料的名称和性能数据，并填入表中：材料牌号材料名称抗拉强度极限σB/ MPa屈服强度极限σs / MPa延伸率σ5 / %硬度HB弹性模量E / MPaHT200ZG270-500Q23545调质40CrQA19-41-2已知σmin＝500 MPa，σa = 300 MPa，求σmax，σm，r,并画出变应力图。

1-3图示为一转轴，在轴上作用有轴向力F a＝3000 N和径向力F r＝6000N，支点间距L＝300 mm，轴的直径d＝50mm，求力F r 作用面上的σmax，σmin，σm，σa，r，并画出变应力图。

1-4已知一合金结构钢的简化疲劳极限线图如图所示。

等效系数ψσ＝0.43，若零件工作应力点M 恰在OE线上，其最大工作应力σmax＝426 MPa，最小工作应力σmin＝106 MPa，有效应力集中系数kσ＝1.42，绝对尺寸系数εσ＝0.91，表面状态系数β＝1，试求按简单加载情况下零件的安全系数（按无限寿命考虑）。

绪论一、判断题（正确T，错误F）1. 构件是机械中独立制造的单元。

（）2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。

（）3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。

（）4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。

（）二、单项选择题1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。

A 机构B 零件C 部件D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。

A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。

2. 机械是______和______的总称。

参考答案一、判断题（正确T，错误F）1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2. 机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题（正确T，错误F）1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。

（）2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。

（）3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。

（）4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。

（）5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。

（）6. 对独立运动所加的限制称为约束。

（）7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束（）8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。

（）二、单项选择题1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。

A 面B 点或线C 点或面D 面或线2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。

A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。

A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指（）的构件。

A 相对地面固定B 运动规律确定C 绝对运动为零D 作为描述其他构件运动的参考坐标点5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。

东北大学智慧树知到“机械工程”《机械设计》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.一般链条的节数应为偶数，为了便于磨合、减小磨损，链轮齿数也应为偶数。

()A、错误B、正确2.增加带的初拉力可以避免带传动工作时的弹性滑动。

()A、错误B、正确3.有一单个紧螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。

已知螺栓与被联接件的刚度相同，螺栓的预紧力为Qp，当对联接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F与预紧力Qp相等时，则()。

A.被联接件发生分离，联接失效B.被联接件即将发生分离，联接不可靠C.联接可靠，但不能在继续加载D.联接可靠，只要螺栓强度够，可继续加载4.选择齿轮精度主要取决于齿轮的圆周速度。

()A、错误B、正确5.设计V带传动时，为了防止()，应限制小带轮的最小直径。

A.带内的弯曲应力过大B.小带轮上的包角过小C.带的离心力过大D.带的长度过长6.选择滑动轴承所用的润滑油，对于非液体摩擦滑动轴承主要考虑润滑油的黏度，对于液体摩擦滑动轴承主要考虑润滑油的油性。

()A、错误B、正确7.循环特性r=-1时的应力是()。

A.对称循环变应力B.脉动循环变应力C.非对称循环变应力D.静应力8.某轴用一对角接触球轴承反向安装，两轴承的径向载荷不等，轴上无轴向外载荷，则该两轴承当量动载荷计算公式中的轴向载荷一定不相等。

()A、错误B、正确9.螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件。

()A.错误B.正确10.两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。

()A、错误B、正确11.链传动在工作中，链板受到的应力属于非对称循环变应力。

()A、错误B、正确12.带传动在工作中产生弹性滑动的原因是()。

A、带与带轮之间的摩擦系数较小B、带绕过带轮产生了离心力C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差D、带传递的中心距大13.紧螺栓联接在按拉伸强度计算时，将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑螺纹应力集中的影响。