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机械设计作业集第章答案IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第十五章 轴一、选择题15—1按所受载荷的性质分类，车床的主轴是 A ，自行车的前轴是 B ，连接汽车变速箱与后桥，以传递动力的轴是 C 。
A 转动心轴B 固定心轴C 传动轴D转轴15—2 为了提高轴的刚度，措施 B 是无效的。
A 加大阶梯轴个部分直径 B 碳钢改为合金钢 C 改变轴承之间的距离D 改变轴上零件位置15—3 轴上安装有过盈联接零件时，应力集中将发生在 B 。
A 轮毂中间部位 B 沿轮毂两端部位 C 距离轮毂端部为1/3轮毂长度处15—4 轴直径计算公式3nP C d ≥， C 。
A 只考虑了轴的弯曲疲劳强度B 考虑了弯曲、扭转应力的合成C 只考虑了扭转应力D 考虑了轴的扭转刚度15—5 轴的强度计算公式22)(T M M e α+=中，α是 C 。
A 弯矩化为当量转矩的转化系数 B 转矩转化成当量弯矩的转化系数C 考虑弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同的校正系数D 强度理论的要求15—6 轴的安全系数校核计算，应按 D计算。
A 弯矩最大的一个截面B弯矩和扭矩都是最大的一个截面C 应力集中最大的一个截面D 设计者认为可能不安全的一个或几个截面15—7 轴的安全系数校核计算中，在确定许用安全系数S时,不必考虑 A。
A 轴的应力集中B 材料质地是否均匀C 载荷计算的精确度D 轴的重要性15—8 对轴上零件作轴向固定，当双向轴向力都很大时，宜采用C。
A 过盈配合B 用紧定螺钉固定的挡圈C 轴肩—套筒D轴肩—弹性挡圈15—9 对轴进行表面强化处理，可以提高轴的C。
A 静强度B 刚度C 疲劳强度D 耐冲击性能15—10 如阶梯轴的过渡圆角半径为r，轴肩高度为h,上面安装一个齿轮，齿轮孔倒角为C45°,则要求 A。
A r<C<hB r=C=hC r>C>hD C<r<h15—11在下列轴上轴向定位零件中， B 定位方式不产生应力集中。
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第六章 键、花键、无键联接和销联接一、选择题6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 C 。
A 、沿轴向固定并传递轴向力B 、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C 、沿周向固定并传递周向力D 、安装与拆卸方便6—2设计键联接时，键的截面尺寸b ×h 通常根据 D 按标准选择；键的长度通常根据C 按标准选择。
A 、所传递转矩的大小B 、所传递功率的大小C 、轮毂的长度D 、轴的直径 6—3 当键联接强度不足时可采用双键。
使用两个平键时要求两键 C 布置；使用两个半圆键时要求两键 A 布置；使用两个楔键时要求两键 B 布置；A 、在同一直线上B 、相隔90°～120°C 、相隔180°D 、相隔120°～130° 6—4普通平键的承载能力通常取决于 C 。
A 、键的剪切强度B 、键的弯曲强度C 、键联接工作表面挤压强度D 、轮毂的挤压强度 6—5当轴作单向回转时，平键的工作面在 D ，楔键的工作面在键的 A 。
A 、上、下两面B 、上表面或下表面C 、一侧面D 、两侧面 6—6能构成紧联接的两种键是 C 。
A 、楔键和半圆键B 、半圆键和切向键C 、楔键和切向键 6—7一般采用 B 加工B 型普通平键的键槽。
A 、指状铣刀B 、盘形铣刀C 、插刀6—8平键联接能传递的最大转矩T ，现要传递的转矩为1.5T 时，则应 A 。
A 、安装一对平键B 、键宽b 增大到1.5倍C 、键长L 增大到1.5倍 6—9花键联接的主要缺点是 B 。
A 、应力集中B 、成本高C 、对中性及导向性差 6—10型面曲线为摆线或等距曲线的型面联接与平键联接相比较，D 不是型面联接的优点。
A 、对中性好B 、轮毂孔的应力集中小C 、装拆方便D 、切削加工方便二、填空题6—11按用途平键分为 普通平键 、 薄型平键 、 导向平键 、 滑键 ；其中 普通平键 、薄型平键 用于静联接， 导向平键 、 滑键 用于动联接。
机械设计作业集（答案）第五章螺纹一、简答题1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?答普通三角螺纹的牙型角为60 º，又分为粗牙螺纹和细牙螺纹，粗牙螺纹用于—般连接，细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置。
细牙螺纹的自锁性能好，抗振动防松的能力强，但由于螺纹牙深度浅，承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。
2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?答(1)普通螺栓连接：被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。
装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。
(2)精密螺栓（铰制孔螺栓）连接：装配间无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。
(3)双头螺柱连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母，适于常拆卸而被连接件之一较厚时。
装拆时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被连接件中拧出。
(4)螺钉连接：适于被连接件之一较厚(上带螺纹孔)、不需经常装拆、受载较小的情况。
一端有螺钉头、不需螺母。
(5)紧定螺钉连接：拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。
可传递不大的轴向力或扭矩。
3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用。
这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ力。
预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性，以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。
4.连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施?答; 对于一般单线螺纹，螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角，本身能满足自锁条件，但是在冲击、振动或变载荷作用下，螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失，多次反复作用后，就可能松脱。
另外，在温度大幅度变化的情况下，反复的热胀冷缩，也会造成松脱。
机械设计作业集答案问题一：公差链与公差协调1.1 公差链的定义与作用公差链是指在产品设计、制造和检验过程中，涉及到公差传递的各种关系的有机组合。
在产品设计中，为了保证产品的质量和性能，需要对各个零部件的尺寸和位置进行控制，而公差链就是用来描述和分析这些零部件之间的公差传递关系的。
公差链的作用主要有以下几点： - 通过公差链的分析，可以确定产品在设计和制造过程中出现的公差带的分布范围，从而帮助设计人员确定合适的公差方案。
- 公差链可以帮助设计人员识别公差源，即造成产品公差的主要因素，便于进行优化和改进。
- 公差链的分析结果还可以为制造和检验过程提供参考，有助于指导生产和检测工艺。
1.2 公差协调的原则公差协调是指在机械设计中，通过合理选择和分配零部件的公差，以确保产品在设计要求下能够在制造和使用过程中满足性能和质量的要求。
公差协调的原则主要包括以下几个方面：1.2.1 公差合理分配原则公差合理分配原则是指在设计过程中，应根据零部件的功能、重要性和制造难度等因素来合理分配公差。
一般来说，对于功能重要且制造难度大的零部件，公差分配应较严格；而对于功能次要且制造难度小的零部件，公差分配可以相对宽松。
1.2.2 公差传递原则公差传递原则是指在公差协调中，要注意零部件之间公差的传递关系。
公差传递关系可以通过公差链的分析得到。
在公差传递时，要尽量减小公差的传递倍数，避免公差的累加误差。
1.2.3 公差统计原则公差统计原则是指在选择和应用公差时，要根据实际情况采用合适的统计方法和公差值。
一般来说，对于要求产品性能和质量较高的情况，应采用较为严格的统计方法和较小的公差值，以确保产品能够满足要求。
1.3 公差链的计算方法公差链的计算方法主要有以下几种：1.3.1 最坏情况法最坏情况法是指在公差链的计算中，假设各个零部件的公差都取其最大值，然后计算出整个系统的公差范围。
这种方法计算简单直观，但可能会导致公差范围过大。
错误！未定义书签。
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2论分析与思考题2-1 一台完整的机器通常由哪些基本部分组成?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__________。
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第十一章 蜗杆传动一、选择题11—1与齿轮传动相比，___D____不能作为蜗杆传动的优点。
A 传动平稳、噪声小 B 传动比可以较大 C 可产生自锁 D 传动效率高11—2阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当与直齿条与_B _齿轮的啮合。
A 摆线B 渐开线C 圆弧曲线D 、 变态摆线11—3 在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使___B___。
A 传动效率提高，蜗杆刚度降低 B 传动效率降低，蜗杆刚度提高 C 传动效率和蜗杆刚度都提高 D 传动效率和蜗杆刚度都降低11—4大多数蜗杆传动，其传动尺寸主要由齿面接触疲劳强度决定，该强度计算的目的是为防止 ___D___。
A 蜗杆齿面的疲劳点蚀和胶合B 蜗杆齿的弯曲疲劳折断C 蜗轮齿的弯曲疲劳折断D 蜗轮齿面的疲劳点蚀和胶合 11—5在蜗杆传动中，增加蜗杆头数z 1，有利于___D___。
A 提高传动的承载能力 B 提高蜗杆刚度 C 蜗杆加工 D 提高传动效率 11—6为了提高蜗杆的刚度，应___A___。
A 增大蜗杆的直径B 采用高强度合金钢作蜗杆材料C 蜗杆硬度，减小表面粗糙度值11—7 为了提高蜗杆传动的啮合效率ηl ，在良好润滑的条件下，可采用___B___。
A 单头蜗杆 B 多头蜗杆 C 较高的转速n 1 D 大直径系数蜗杆 11—8对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是__B__。
A 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染B 防止润滑油油温过高使润滑条件恶化C 防止蜗轮材料在高温下机械性能下降D 蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏 11—9对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是__A__。
A 齿面滑动速度 B 蜗杆传动效率C 配对蜗杆的齿面硬度D 蜗杆传动的载荷大小 11—10对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的是__B__。
A 传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比B 蜗杆直径系数越小，则蜗杆刚度越大C 在蜗轮端面内模数和压力角为标准值D 蜗杆头数z 1多时，传动效率提高 11—11蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而___C____。
机械设计作业集2第五版答案机械设计基础试题：1 与齿轮等啮合传动相比较，带传动的优点有哪些?答案 1.因具有较好的弹性,可缓和冲击及振动,传动稳定, 噪声大.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.可以用作两轮中心距很大的场合4.传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低.2 与齿轮等压板传动相比较，拎传动的缺点存有哪些?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.拎的寿命短,传动效率高, V拎传动的效率约为0.95 .3.无法用作严酷的工作场合.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,拎的根数z,拎的型号等.4 带传动中，以带的形状分类有哪几种形式?答案平带,V拎,多楔带,圆带和活络拎传动.5 按材料来说，带的材料有哪些?答案棉织橡胶制备的,尼龙橡胶制备的和皮革等.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,拎与轮面之间的滑动在整个包角内发生,此时主动轮旋转无法传至带,则拎无法运动,拎传动丧失工作能力,此时爆胎情况出现.7 带传动时，带的横截面上产生那些应力?答案扎形变,Vergt形变和弯曲应力.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,拎轮楔角,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?答案因带速愈小,则离心力愈小,并使轮面上的也已压力和摩擦力增大,拎忍受的形变减小,对传动有利,但有效率圆周力维持不变时,带速低有助于提升承载能力,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,带愈薄,则拎的弯曲应力愈小,对拎传动有利,所以拎轮直径不必过大.11 V带传动的主要失效形式有哪些?答案主要失灵形式存有爆胎,磨损,散层和烦躁脱落.12 带传动的设计准则是什么?答案设计准则为避免爆胎和确保足够多的使用寿命.13 V带传动设计计算的主要内容是确定什么?答案拎的型号,根数,基准长度,拎轮直径,中心距和拎轮的结构尺寸,以及采用何种张紧装置.14 V带的型号有哪几种?答案型号存有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?答案加强中心距和带的松边外侧加张很紧轮，可以提升包角.16 带传动中，为什么常设计为中心距可调节?答案一就是调整初拉力,提升拎的传动能力.二就是可以加强中心距,减小包角,提升传动能力.三就是易于修理.17 带传动中的工况系数K与哪些主要因素有关?答案 K与拎传动中的载荷性质,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?答案小带轮包角愈小,碰触弧上可以产生的摩擦力也越大,则拎传动的承载能力也愈小,通常情况下,增加收入包角大于120o.19 为什么要控制初拉力的大小?答案初拉力过大,音速摩擦力大,极易爆胎;初拉力过小,磨损慢，减小压轴力.20 在带传动设计时，当包角过小应采取什么措施?答案可以使用如下措施:1)减小中心距;2)掌控传动比; 3)加设张很紧轮装置.21 与带传动相比较，链传动有什么优点?答案由于链传动就是压板传动,故传动比精确,工作可靠性不好,承载能力小,传动尺寸较紧凑型,可以在严酷条件下工作(例如工作高温,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，噪声很大.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很大、成本低、加装难。
机械设计作业集参考答案（选择、填空题）第三章机械零件的强度一、选择题二、填空题3-16 最大应力法、安全系数法、σ ≤[σ] 、S ca≥[S]3-17 静、变3-18 疲劳失效、光滑区、粗糙区3-19无限寿命、有限寿命3-20复合（双向）、疲劳或静、复合（双向）、静3-21化学热处理、高频表面淬火、表面硬化加工3-22截面形状突变处、增大第四章摩擦、磨损及润滑概述二、填空题4-11摩擦、磨损及润滑4-12吸附4-13温度、压力4-14干摩擦、边界摩擦、液体摩擦4-15流动阻力4-16降低、降低4-17 高、低4-18齿轮齿面的胶合、齿轮齿面的磨损、齿轮齿面的点蚀4-19相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙、相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出、滑油必须有一定的粘度，且充分供油。
4-20最小厚度h min ≥ 许用油膜厚度[h]第五章螺纹连接二、填空题5-20 60°、联接、30°、传动5-21大、中、小5-22普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹 5-23螺纹升角ψ 、牙型斜角β（牙侧角）5-24螺纹副间的摩擦阻力矩T 1 、螺母环形端面与被联接件（或垫圈）支承面间的摩擦阻力矩T 2 5-25 90、螺纹根部 5-26拉、扭切5-27 接合面间的摩擦力、预紧（拉伸、扭转）、接合面间的滑移、螺栓被拉断、铰制孔用螺栓抗剪切、剪切、挤压、螺杆被剪断、螺杆与孔壁接触面被压溃（碎） 5-28 F 0+FC b /（C b +C m ）、 F 0-FC m /（C b +C m ）、[]σπσ≤⨯=212314d F . 5-29螺栓、被联接件、螺栓的刚度、被联接件的刚度，同时适当增大预紧力 5-30弯曲5-31 摩擦、机械、其它（破坏螺纹副的关系）5-32 求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行强度计算5-33合理的确定联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求每个螺栓和联接结合面间受力均匀，便于加工和装配、① 联接结合面设计成轴对称的简单几何形状；② 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理；③螺栓的排列应有合理的间距、边距；④分部在同一圆周上螺栓数目应取成4、6、8等偶数 5-34 受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷第六章 键、花键、无键联接和销联接一、选择题二、填空题6-11 普通平键、薄型平键、导向平键、滑键、普通平键、薄型平键、导向平键、滑键 6-12 B 型(方头)键 、键宽20mm 、公称长度80mm 6-13工作面压溃、工作面的过度磨损6-14两侧面、键与键槽侧面的挤压、间隙、上下两面、键的楔紧作用（摩擦力）传递转矩 6-15不6-16 1 、2、120°～130° 6-17小径 、齿形6-18 高、加工精度高，能用磨削的方法消除热处理引起的变形第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接一、选择题二、填空题7-4对接焊缝、角焊缝、同一平面内、不同一平面内 7-5剪切、拉伸第八章 带传动一、选择题二、填空题8-21 初拉力F0、摩擦系数f（当量摩擦系数f V）、小带轮包角 18-22紧边、松边拉应力（σ1、σ2）、离心拉应力σc、弯曲应力（σb1、σb2）、σmax=σ1+σc+σb1、紧边与小带轮接触处8-23 疲劳破坏、打滑、在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命8-24 1500、7508-25 安装张紧轮、调整中心距8-26小、小带轮包角小于大带轮包角8-27 高速、提高带传动的能力、工作平稳性好及起到过载保护的作用8-28计算功率、小轮转速8-29带两边的拉力差及弹性变形8-30带绕在带轮上的部分第九章链传动9-17内链板和套筒、外链板和销轴、滚子和套筒、套筒和销轴9-18越高、越大、越少9-19链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、胶合、链条静力拉断、链板的疲劳强度9-20平均、瞬时9-21 A系列、链节距为25.4mm9-22 链节距、链速第十章齿轮传动二、填空题10-23 硬、韧、齿面硬度、HBS＜350、30~50、小齿轮的循环次数多、HB S≥350、HBS1 = HBS210-24调质、正火、渗碳淬火、整体淬火、表面淬火10-25 齿面点蚀、断齿、磨损、胶合10-26 节线附近靠近齿根、为单齿啮合区、摩擦力大润滑不良10-27 悬臂梁、模数m 、不相等10-28 赫芝、分度圆直径d1（中心距a）、不变10-29渐轮齿形状对弯曲应力的影响、齿数、C、A10-30脉动10-31对称、脉动循环、-300MPa 、300MPa，、010-32 斜齿轮的优点不能充分发挥、轴向力过大、8°~ 20°、中心距10-33第十一章蜗杆传动11-15 q =d1/m11-16γ≤ϕv11-17 m a1= m t2 = m，α a1 = α t2=α，γ1＝β211-18低、好、1、2、4、611-19合金钢、淬火、锡青铜11-20蜗轮、材料上，蜗轮采用青铜，强度差、结构上，蜗杆的齿是连续的，蜗轮的齿是独立的11-21 相同、导程角11-22 啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗、溅油损耗第十二章滑动轴承二、填空题12-15避免过度磨损、限制温升，避免胶合12-16 增大、减小12-17提高、提高、增加12-18 p≤[p] 、pv ≤[pv]、v ≤ [v]12-19 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙、有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出、润滑油必须有一定的粘度，且充分供油、h min≥[h]第十三章滚动轴承二、填空题13-16 N316/P6 、51316(2) 51316 、N316/P6(3) 6306 /P5 、51316(4) 6306 /P5(5) 3030613-17深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样，公称接触角为0；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为0、深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴向力13-18疲劳寿命13-19静强度13-20 规律性非稳定的脉动循环、稳定的脉动循环13-21 双支点各单向固定（两端固定）、一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游动）、两端游动支承（两端游动）13-22提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动、在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙13-23精度不同数值较小的负偏差、0、负值13-24为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失、接触式密封（中低速）、非接触式密封（高速）、混合式密封（密封效果较好）第十四章联轴器和离合器14-11 变刚度、增大14-12 对中榫、铰制孔螺栓14-13齿顶制成球面，具有适当的顶隙和侧隙14-14 工况（计算力矩）、最大转速、轴孔直径14-15 破断式、嵌合式、摩擦式第十五章轴二、填空题15-13转、心、传动、转15-14 便于轴上零件安装定位、近似等强度15-15非对称循环15-16 对称、脉动15-17小于15-18 低速轴受到的转矩大得多15-19轴的强度、轴的刚度15-20轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴挡档圈、挡圈等、键、花键、过盈配合等15-21合理布置轴上零件的位置和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、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度15-22 改善轴的支承情况(减小跨距、改悬臂为简支、采用支承刚度大的轴承等)、增大轴的直径、采用空心轴、合理布置轴上零件的位置和改进轴上零件的结构以减小轴的载荷等。
机械设计作业集答案一、机械设计基础1. 什么是机械设计？机械设计是指根据工作要求，应用机械原理和机械设计理论，通过运用机械制图、机械力学等知识，进行产品的结构设计、工艺设计和性能计算等工作。
2. 机械设计的主要内容有哪些？机械设计的主要内容包括：产品的功能和性能要求分析、结构设计、工艺设计、运动与力学分析、材料选择、产品装配及工艺评价等。
3. 机械设计的基本原则有哪些？机械设计的基本原则包括：功能应符合要求、结构尽可能简单、性能可靠稳定、制造和维修方便、经济合理等。
4. 机械设计中的材料选择原则有哪些？机械设计中的材料选择原则包括：机械性能要符合要求、经济合理、便于加工和装配、耐久性和疲劳寿命长、环境适应性好等。
5. 机械设计的设计过程包括哪些阶段？机械设计的设计过程包括：产品概念设计、产品结构设计、产品零部件设计、产品装配与工艺设计、产品性能试验及改进等。
二、机械工程绘图1. 机械制图常用的画法有哪些？机械制图常用的画法包括：正投影、俯视图、侧视图、剖视图、三视图等。
2. 机械制图中常用的标注有哪些？机械制图中常用的标注包括：尺寸标注、公差标注、符号标注、材料标注等。
3. 机械制图中常用的图样符号有哪些？机械制图中常用的图样符号包括：螺纹、键槽、齿轮、轴等。
4. 机械制图中常用的尺寸公差有哪些？机械制图中常用的尺寸公差有：线性尺寸公差、角度尺寸公差、圆度、直线度、平面度等。
5. 机械制图中的视图投影法有哪些？机械制图中的视图投影法有：一等投影法、二等投影法。
三、机械力学与运动学1. 什么是机械力学？机械力学是研究物体静止或运动时，所受力学性质及规律的科学。
2. 什么是刚体？刚体是指在空间中移动或变形时，保持其原来形状的物体。
3. 什么是受力分析？受力分析是指通过确定物体上的力和力的作用点来研究物体的运动和受力情况。
4. 机械力学中常用的力的分解方法有哪些？机械力学中常用的力的分解方法有：平行四边形法、三角形法、正交分解法等。
班级成绩姓名任课教师学号批改日期第九章链传动一、选择题9-1链条的基本参数是C 。
A、销轴直径B、销轴长度C、节距9-2链传动中，当其它条件不变的情况下，传动的平稳性随链条节距P 的A 。
A、减小而提高B、减小而降低C、增大而提高D、增大而不变。
9-3链传动中，链节数和齿数常分别取B 。
A、偶数与偶数B、偶数与奇数C、奇数与偶数9-4为了限制链传动的动载荷，在节距p 和小链轮的齿数z 1一定时，应该限制A 。
A、小链轮的转速n 1B、传递的功率P C、链条的速度v 9-5链传动设计中，限制小链轮齿数z 1≥9是为了C 。
A、防止脱链现象B、防止小链轮转速过高C、提高传动平稳性D、保证链轮轮齿的强度。
9-6滚子链传动中，应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为C 。
A、制造困难B、装配困难C、过渡链节的链板要承受附加弯曲载荷9-7若大链轮齿数超过极限值（z max =120），则B 。
A、链条的磨损快B、易发生脱链现象C、链传动的噪音大9-8对于高速重载的链传动，应选取C 的链条。
A、大节距单排B、小节距单排C、小节距多排9-9两轮轴线在同一水平面的链传动，布置时应使链条的紧边在上，松边在下，这样A 。
A、松边下垂后不致与紧边相碰B、可减小链条的磨损C、可使链传动达到张紧的目的9-10链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在A 情况下。
A、低速重载B、高速重载C、高速轻载D、低速轻载9-11代号为08A-2×60GB1243·1–1983的链，其节距为C 。
A、8mm B、25.4mm C、12.7mm9-12与齿轮传动相比较，链传动的主要特点之一是C 。
A、适合于高速B、制造成本高C、安装精度要求低D、有过载保护9-13链传动只能用于轴线D 的传动。
A、相交90ºB、相交或任意交角C、空间90º交错D、平行9-14链传动张紧的目的是B 。
A、提高链的工作能力B、避免松边垂度过大C、增加小链轮包角D、保证链条的初拉力9-15链传动压轴力要比带传动小，这主要是因为B 。
机械设计基础作业集参考答案（注：此参考答案非解答，因此无解题过程）第一章绪论1-1~1-4略第二章平面机构的结构分析和速度分析2-1判断题2-2选择题2-3填空题（1）构件运动副运动一个几个刚性（2）平面低副 2 平面高副 1（3）可以也可以（4）减少（5）大于0 原动件数目等于机构自由度（6）垂直于导路无穷远处过高副接触点的公法线上（7）绝对速度相等，相对速度为零相对瞬心的绝对速度不为零，绝对瞬心的绝对速度为零（8）3个同一条直线上2-4～2-6 F=1，机构简图略。
2-7 F=0，不能运动，所以不能实现设计意图。
机构简图及修改略。
2-8 F=2。
2-9～2-11 F=1。
2-12 F=2，该机构具有确定运动的条件为：给定2个原动件。
2-13 F=1，该机构具有确定运动的条件为：给定1个原动件。
2-14 v3=1m/s。
2-15 更正：求构件3的速度v3=0.2ω1m/s。
2-16 v3=p13p14μlω1，ω2=ω1p12p14/ p12p24。
2-17 ω2=ω1p12p13/ p12p23。
，与ω1方向相同。
第三章平面连杆机构及其设计3-13-2填空题（1）摇杆的形状和尺寸曲柄与连杆组成转动副的尺寸机架（以连杆为机架）（2）有AB 曲柄摇杆AB CD（3）曲柄机架（4）曲柄摇杆机构曲柄滑块机构摆动导杆机构…（5）曲柄摇杆机构摆动导杆机构… 曲柄滑块机构正弦机构…（6）等速运动为原动件（7）7（8）往复连杆从动曲柄（9）53-3 70＜l CD＜6703-4～3-11略。
3-12 l AB=63.923mm l BC=101.197mm l BC=101.094mm l CD=80mm第四章凸轮机构及其设计4-1判断题4-24-3填空题（1）等速运动等加速等减速、余弦加速度运动（2）增大基圆半径采用正偏置（3）凸轮回转中心理论廓线上（4）速度加速度（5）升程开始点、中点和结束点柔性（6）增大基圆半径减小滚子半径（7）重合于法向等距（8）大小（9）0°（10）减小推程压力角4-4～4-11略。
河南科技大学机械原理及机械设计教研室 机械设计作业集选择题、填空题参考答案第一章绪论一、选择题第二章机械设计总论第三章 机械零件的强度二、填空题3—16 判断机械零件强度的两种方法是 最大应力法 及 安全系数法 ；其相应的强度条件式分别为 σ ≤[σ] 及 S ca ≥[S] 。
3—17 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生 静 应力，也可能产生 变 应力。
3—18 在变应力工况下，机械零件的强度失效是 疲劳失效 ；这种损坏的断面包括 光滑区（疲劳区）及 粗糙区（脆断区） 两部分。
3—19 钢制零件的σ-N 曲线上，当疲劳极限几乎与应力循环次数N 无关时，称为 无限寿命 循环疲劳；而当N<N 0（N 0≈N D ）时，疲劳极限随循环次数N 的增加而降低的称为有限寿命疲劳。
3—20 公式22τστσS S S S S +=表示 复合（双向）应力状态下 疲劳 强度的安全系数，而2max2max4τσσ+=s S 表示 复合（双向）应力状态下的 静(屈服) 强度的安全系数。
3—21 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。
3—22 机械零件受载荷时，在 截面形状或尺寸突变处 产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而 增大 。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述二、填空题4—11摩擦学是一门研究 摩擦、磨损及润滑 的科学。
4—12 润滑油的油性是指润滑油在金属表面的 吸附并形成润滑油膜 能力。
4—13 影响润滑油粘度η的主要因素有 温度 和 压力 。
4—14 两摩擦表面间的典型滑动摩擦状态是 干摩擦 、 边界摩擦和 液体摩擦 。
4—15 流体的粘度，即流体抵抗变形的能力，它表征流体内部 流动阻力 的大小。
4—16 压力升高，粘度 降低 ；温度升高，粘度 降低 。
4—17 机器工作的环境温度高时，应该选择闪点 高 的润滑油；机器工作的环境温度低时，应该选择凝点 低 的润滑油。
第十五章 轴一、选择题15—1按所受载荷的性质分类，车床的主轴是 A ，自行车的前轴是 B ，连接汽车变速箱与后桥，以传递动力的轴是 C 。
A 转动心轴B 固定心轴C 传动轴D 转轴15—2 为了提高轴的刚度，措施 B 是无效的。
A 加大阶梯轴个部分直径B 碳钢改为合金钢C 改变轴承之间的距离D 改变轴上零件位置15—3 轴上安装有过盈联接零件时，应力集中将发生在 B 。
A 轮毂中间部位B 沿轮毂两端部位C 距离轮毂端部为1/3轮毂长度处 15—4 轴直径计算公式3nP C d ≥， C 。
A 只考虑了轴的弯曲疲劳强度 B 考虑了弯曲、扭转应力的合成C 只考虑了扭转应力D 考虑了轴的扭转刚度 15—5 轴的强度计算公式22)(T M M e α+=中，α是 C 。
A 弯矩化为当量转矩的转化系数B 转矩转化成当量弯矩的转化系数C 考虑弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同的校正系数D 强度理论的要求 15—6 轴的安全系数校核计算，应按 D 计算。
A 弯矩最大的一个截面B 弯矩和扭矩都是最大的一个截面C 应力集中最大的一个截面D 设计者认为可能不安全的一个或几个截面15—7 轴的安全系数校核计算中，在确定许用安全系数S 时,不必考虑 A 。
A 轴的应力集中B 材料质地是否均匀C 载荷计算的精确度D 轴的重要性 15—8 对轴上零件作轴向固定，当双向轴向力都很大时，宜采用 C 。
A 过盈配合B 用紧定螺钉固定的挡圈C 轴肩—套筒D 轴肩—弹性挡圈 15—9 对轴进行表面强化处理，可以提高轴的 C 。
A 静强度B 刚度C 疲劳强度D 耐冲击性能 15—10 如阶梯轴的过渡圆角半径为r ，轴肩高度为h,上面安装一个齿轮，齿轮孔倒角为C 45°,则要求 A 。
A r<C<hB r=C=hC r>C>hD C<r<h 15—11在下列轴上轴向定位零件中， B 定位方式不产生应力集中。
A 圆螺母B 套筒C 轴肩D 轴环15—12轴上滚动轴承的定位轴肩高度应 B 。
A 大于轴承内圈端面高度B 小于轴承内圈端面高度C 与轴承内圈端面高度相等D 愈大愈好二、填空题15—13按受载分类，轴可以分为 转 轴、 心 轴和 传动 轴，减速器中的轴应属于 转 轴。
15—14 转轴一般制成阶梯形的原因是 便于轴上零件安装定位 和 近似等强度 。
15—15 当转轴受到稳定的轴向力作用时，轴的弯曲应力是 非对称循环 应力。
15—16 单向转动的轴上作用有方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为 对称 循环变应力，扭转剪应力为 脉动 循环变应力（转动不平稳时）。
15—17用套筒、螺母或轴端挡圈作轴向固定时，应使轴头段的长度 小于 轮毂宽度。
15—18在齿轮减速器中，低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多，其原因是低速轴受到的转矩大得多。
15—19 一般情况下轴的工作能力决定于轴的强度和轴的刚度。
15—20 零件在轴上常用的轴向固定方法有轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴挡档圈、挡圈等、周向固定方法有键、花键、过盈配合等。
15—21提高轴的疲劳强度的措施有合理布置轴上零件的位置和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、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。
15—22提高轴的刚度的措施有改善轴的支承情况(减小跨距、改悬臂为简支、采用支承刚度大的轴承等)、增大轴的尺寸、采用空心轴、合理布置轴上零件的位置和改进轴上零件的结构以减小轴的载荷等。
三、分析与思考题15—23 何为转轴、心轴和传动轴？自行车的前轴、中轴、后轴及踏板轴各是什么轴？答：工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴、只受弯矩而不受扭矩的轴称为心轴、只受扭矩而不受弯矩的轴称为传动轴。
自行车的前轴、后轴属于固定心轴，踏板轴属于转动心轴；自行车的中轴属于转轴。
15—24 试说明下面几种轴材料的适用场合：Q235-A、45、1Cr18Ni、QT600-2、40CrNi。
答：Q235-A用于不重要及受载不大的轴，如农业机械、建筑机械中的轴；45广泛应用于各种轴，如减速器中的轴；1Cr18Ni用于高、低温及腐蚀条件下的轴，如发动机凸轮轴；QT600-2用于制造复杂外形的轴，如发动机曲轴；40CrNi用于制造很重要的轴，如汽车、拖拉机变速箱中的轴。
15—25 轴的强度计算方法有哪几种？各适用于何种情况？答：1.按扭转强度条件计算，该方法适用于计算传动轴或初步估计转轴直径；2.按弯扭合成强度条件计算，该方法适用于校核计算一般转轴的疲劳强度；3.按疲劳强度条件进行精确校核，该方法适用于精确校核计算重要轴的疲劳强度；4.按静强度条件进行校核，该方法适用于计算瞬时过载很大、或应力循环的不对称性较为严重的轴的静强度。
15—26 按弯扭合成强度和按疲劳强度校核时，危险截面应如何确定？确定危险截面时考虑的因素有何区别？答：按弯扭合成强度校核轴时，危险截面指的是计算应力（综合考虑弯曲应力和扭转应力）较大的一个或几个截面，考虑的因素主要是轴上的弯矩、扭矩和轴径；按疲劳强度校核轴时，确定危险截面时，既要考虑弯曲应力和扭转应力的大小，还要考虑应力集中和绝对尺寸等综合因素的影响大小，确定一个或几个截面，考虑的因素除了轴上的弯矩、扭矩和轴径外，还要考虑综合影响系数的大小。
15—27 为什么要进行轴的静强度校核计算？这时是否要考虑应力集中等因素的影响？答：静强度校核的目的在于评定轴对塑性变形的抵抗能力，这对那些瞬时过载很大、或应力循环的不对称性较为严重的轴是很必要的。
轴的静强度是根据轴上作用的最大瞬时载荷来校核的，这时不考虑应力集中等因素的影响。
15—28 经校核发现轴的疲劳强度不符合要求时，在不增大轴径的条件下，可采取哪些措施来提高轴的疲劳强度？答：可采取下列措施来提高轴的疲劳强度1．换用强度高的好材料；2．减小应力集中（增大过渡圆角半径、降低表面粗糙度、开设卸载槽）3． 对轴的表面进行热处理和硬化处理；4． 改进轴的结构形状；5． 提高加工质量等。
15—29 何谓轴的临界转速？轴的弯曲振动临界转速大小与哪些因素有关？15—30 什么叫刚性轴？什么叫挠性轴？设计高速运转的轴时，应如何考虑轴的工作转速范围？四、设计计算题15—31已知一传动轴的材料为40Cr 钢调质，传递功率P=12kW ，转速n=80r/min 。
试：（1）按扭转强度计算轴的直径；（2）按扭转刚度计算轴的直径（设轴的允许扭转角[φ]≤0.5（°）/m )。
解：（1）由表15-3知：A 0=97~112（2）40n P B d ⋅≥Θ 15—32直径d=75mm 的实心轴与外径d 0=85mm 的空心轴的扭转强度相等，设两轴材料相同，试求该空心轴的内径d 1和减轻重量的百分比。
解：实心轴：][ττ≤=T W T ，空心轴：]['≤''='ττTW T 扭转强度相同时有：W T =W T ′减轻重量的百分比为：%42.43)(4)(44221202221202=--=--=dd d d d d d d πππδ 15—33 图示（a ）、（b ）为起重滑轮轴的两种结构方案。
已知轴的材料为Q235钢，取需用应力[σ0]=75MPa ，[σ-1]=45MPa ，轴的直径均为d=40mm ，若起重量相同，Q=20KN ，支承跨距相同（尺寸如图），试分别校核其强度是否满足要求。
题15—33图解：33519.628332/,105.2252/mm d W Nmm Q M ==⨯=⨯=π转动心轴：MPa W M b 45][79.3919.6283105.215=<=⨯==-σσ Q/2 Q/2Q/2 Q/2100 25 25 M固定心轴 Q/2 Q/2 100 25 25 M固定心轴：MPa W M b 75][79.3919.6283105.205=<=⨯==σσ 15—34图示为一台二级锥-柱齿轮减速器简图，输入轴由左端看为逆时针转动。
已知F t1=5000N ，F r1=1690N ，F a1=676N ，d m1=120mm,d m2=300mm ，F t3=10000N ，F r3=3751N ，F a3=2493N ，d 3=150mm ，l 1=l 3=60mm ，l 2=120mm ，l 4=l 5=l 6=100mm ，试画出输入轴的计算简图，计算轴的支反力，画出轴的弯扭图合扭矩图，并将计算结果标在图中。
解：题15—34图15—35 根据题15—34的已知条件，试画出中间轴的计算简图，计算轴的支反力，画出轴的弯扭图和扭矩图，并将计算结果标在图中。
F r3d m1/260840Nmm40560Nmm 300000Nmm306107Nmm 300000NmmF rA F rB n 1 F r1F a1F t1 F rBH F t1 F rAH F rA V F rBV n 140560NmmF a2 F a1F a3F a4F a2 F rC F rDF t3 374400Nmm题15—35图解：N F F N F F N F F r a t t a r 676,50000,1690212121======Θ15—36两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴的尺寸和结构如图所示。
轴的材料为45钢，调质处理，轴单向运转，齿轮与轴均采用H7/k6配合，并采用圆头普通平键联接，轴肩处的圆角半径为r=1.5mm 。
若已知轴所受扭矩T=292N ·m ，轴的弯矩图如图所示。
试按弯扭合成理论验算轴上截面Ⅰ和Ⅱ的强度，并精确校核轴的疲劳强度。
题15—36图五、结构设计与分析题15—37试指出图示小锥齿轮轴系中的错误结构，并画出正确的结构图。
题15—37图15—38试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。
题15—38图15—39试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。
题15—39图15—40试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构及视图表达错误，并画出正确结构图及视图。
题15—40图 F t2F r2 F a3F a3 F a2F t2 F r2 F r3 F t3 F CHF DH F CVF DV d m2/2d 3/2 66900Nmm666700Nmm 833300Nmm 913545Nmm 670048Nmm 750000Nmm n 2。
