机械设计题库01_机械设计总论

第一篇 总论试题一般可分三种类型：一是基本概念题，内容涉及面较广，涉及到机械零件设计概要（机械零件的主要失效形式、设计的基本要求、计算准则、设计方法及步骤、材料选用原则、标准化等）、机械零件的强度问题及摩擦、磨损和润滑的基本概念及机理；二是机械零件疲劳强度的计算；三是绘制零件的极限应力图，并用图解法求极限应力值，其中零件的疲劳强度计算与画极限应力图又往往是结合在一起的。

1. 图示40钢的极限应力线图。

已知用此材料制成的转动心轴，工作时危险截面最大弯曲应力2/110mm N b =σ，综合影响系数5.1=σK ，求轴的计算安全系数ca S 。

2. 在图示零件极限应力图上，工作点Ｃ和Ｄ为斜齿轮轴上两种应力工作点。

试在图中标出对应的极限应力点，并说明分别会出现什么形式的破坏？填空：1. 在交变应力中，应力循环特性是指_________的比值。

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 σ的关系的曲线称为______，其高周疲劳阶段的方程为_________。

3. 材料对称循环弯曲疲劳极限21/300mm N =-σ，循环基数6010=N ，材料常数m=9，当应力循环次数510=N 时，材料的弯曲疲劳极限N 1-σ＝______2/mm N 。

4. 根据磨损机理，磨损可分为____、_____、_____和______。

5. 一个零件的磨损大致可以分为___磨损、____磨损、____磨损三个阶段，在设计或使用时，应该力求_______、______、________。

选择题：1. 图示极限应力图中，工作应力循环特性r=0.5，工作应力m 点位置如图所示，进行安全系数计算时，其材料的极限应力应取_____。

Ａ．1-σ；Ｂ．B σ；Ｃ．S σ2. 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. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为_____。

第二部分章节题库说明：本部分严格按照邱宣怀主编的《机械设计》（第4版）教材内容进行编写，每一章都精心挑选经典常见考题，并予以详细解答。

熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提高解题能力。

第1篇总论第1章机械设计概论一、选择题下列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，起重机的起重钩，火车车轮，颚式破碎机上的V带轮，减速器中的齿轮。

其中有（）是专用零件。

A．3种B．4种C．5种D．6种【答案】C二、填空题1．产品样机试验完成后，为使设计达到最佳，需对设计方案进行及评价工作。

【答案】技术评价；经济2．产品设计中的“三化”是指、及。

【答案】标准化；系列化；通用化3．贯彻标准化的好处主要有、及。

（列举三项）【答案】减少设计工作量，缩短设计周期；为专业化生产创造条件，提高产品质量，降低制造成本；增大互换性，便于维修；有利于增加产品品种，扩大生产批量，容易收到优质高产、低消耗的经济效果；可集中成功经验，减少技术过失事故的重复出现4．产品的开发性设计的核心是及设计工作。

【答案】功能设计；结构5．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。

【答案】静；变6．机械设计的一般程序为______。

【答案】产品规划，方案设计，技术设计，施工设计三、问答题1．机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。

（4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。

2．标准化的重要意义是什么？答：标准化的意义在于可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。

《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。

机械设计习题第2章机械设计总论一、填空题1．当机械零件出现疲劳断裂时，应按准则计算A．强度 B.刚度 C.寿命 D.振动稳定性2.零件的工作安全系数为。

A．零件的极限应力比许用应力 B。

零件的极限应力比工作应力C。

零件的工作应力比许用应力 D。

零件的工作应力比极限应力3.对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择A．铸造 B。

冲压 C。

自由锻造 D。

模锻二、是非题1.当零件可能出现塑性变形时，应按刚性准则计算。

2.零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳。

3．调制钢的回火温度越高，其硬度和强度将越低，塑性越好。

4.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。

5.疲劳破坏是引起大部分机械零件破坏的主要原因。

6.随着工作时间的延长，零件的可靠度总是不变。

第3章机械零件的强度一、简答题1.弯曲疲劳极限的综合影响系数的含义是什么？它与那些因素有关？它对零件疲劳强度与静强度各有何影响？2.零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么？3.试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静条件强度计算？在什么情况下按疲劳条件强度计算？二、计算题1.某材料的对称循环弯曲疲劳极限1180M Paσ-=，取循环基数65109N,m=⨯=，试求循环次数N分别为7000，25000，620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

2.某合金钢制的轴受弯曲稳定应力（应力循环特性r 为常数）作用。

已知该轴危险截面的25050max min M Pa ,M Pa ,σσ==-该轴材料的10450700800s M Pa ,M Pa ,M Pa σσσ-===，轴危险截面处的综合影响系数()20DK .σ=，寿命系数12N K .=。

试：（1）绘制该零件的简化疲劳极限应力图；（2）分别用图解法和解析法计算该轴的安全系数。

第6章螺纹连接和螺纹传动一、选择与填空题1.若螺纹的直径与螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 。

机械设计思考题集第一章机械设计总论1.机械设计的基本要求？机械设计的准则？常用的机械设计方法有哪些？2.什么叫机械零件的失效？机械零件失效的形式有哪些？机械零件失效的原因？3.表面损伤失效的分类，及其成因以及避免措施？表面强化？表面强化深度的影响因素，如何控制其强化深度？4.什么是标准化、系列化、和通用化？机械设计中“三化”有什么意义？第二章机械零件的强度1.作用在机械零件上的变应力有哪几种类型？如何区分它们？2.何为工作载荷、名义载荷、和计算载荷？名义载荷与计算载荷有和关系？3怎样区分表面挤压应力和表面接触应力？试说明两圆柱体接触应力计算公式中各符号的意义。

4.什么是静载荷、变载荷、和变应力？试举出两个机械零部件在工作时受静载荷作用而产生变应力的例子？5．什么是稳定变应力和非稳定变应力？双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？6.什么是材料的疲劳极限？试根据材料的疲劳曲线（σ-N曲线），说明什么叫循环基数Ν0、条件疲劳极限N rN和疲劳极限σr，并根据疲劳曲线方程导出N rN 的计算公式。

极限应力线图有何用处？7.影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？为什么影响因素中的Kσ、εσ、β只对变应力的应力幅部分有影响？如何提高机械零件的疲劳强度？8.疲劳破坏与静强度破坏的区别？试述金属材料疲劳断裂的过程？摩擦与润滑9.何谓摩擦？常见润滑方式有哪几种？各有何特点？10.何谓磨损？按机理不同，磨损可分为哪几类？各有何特点？减轻磨损的途径有哪些？11.零件的正常磨损分为几个阶段？每阶段各有何特点？试画出正常磨损过程中磨损量随时间变化的曲线图？12.润滑油、润滑脂各有何主要性能指标？如何理解黏度的概念？13.润滑有何作用？常用润滑剂有哪几类？各适用什么场合？14.润滑剂黏度对摩擦的影响？温度压力变化对润滑油粘度的影响？15．在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时，需将材料的疲劳曲线修正成零件的疲劳曲线。

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---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<r<+1；E、 -1<r<0。

（9）为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中，是不合理的。

A、降低表面粗糙度；B、增大润滑油粘度；C、提高表面硬度；D、提高相对滑动速度。

（10）采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减少。

A、粘着磨损；B、磨粒磨损；C、表面疲劳磨损；D、腐蚀磨损。

（11）零件的工作安全系数为。

A、零件的极限应力比许用应力；B、零件的工作应力比许用应力；C、零件的极限应力比零件的工作应力；D、零件的工作应力比零件的极限应力。

（12）某截面形状一定的零件，当尺寸增大时，其疲劳极限值将随之。

A、增高；B、降低；C、不变；D、规律不定。