機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題解答

機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題解答第2章機(jī)械設(shè)計(jì)總論一、填空題1．當(dāng)機(jī)械零件出現(xiàn)疲勞斷裂時(shí)，應(yīng)按A準(zhǔn)則計(jì)算。A．強(qiáng)度；B.剛度；C.壽命；D.振動(dòng)穩(wěn)定性2.零件的工作安全系數(shù)為B。A．零件的極限應(yīng)力比許用應(yīng)力；B.零件的極限應(yīng)力比工作應(yīng)力C.零件的工作應(yīng)力比許用應(yīng)力；D.零件的工作應(yīng)力比極限應(yīng)力3.對(duì)大量生產(chǎn)、強(qiáng)度要求高、尺寸不大、形狀不復(fù)雜的零件，應(yīng)選擇D。A．鑄造；B.沖壓；C.自由鍛造；D.模鍛二、是非題1.當(dāng)零件可能出現(xiàn)塑性變形時(shí)，應(yīng)按剛性準(zhǔn)則計(jì)算。（×）2．調(diào)質(zhì)鋼的回火溫度越高，其硬度和強(qiáng)度將越低，塑性越好。（√）3.機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。（√）4.疲勞破壞是引起大部分機(jī)械零件破壞的主要原因。（√）5.隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，零件的可靠度總是不變。（×）第3章機(jī)械零件的強(qiáng)度一、簡(jiǎn)答題1.彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)的含義是什么？它與那些因素有關(guān)？它對(duì)零件疲勞強(qiáng)度與靜強(qiáng)度各有何影響？答：①綜合影響系數(shù)的含義：在對(duì)稱循環(huán)時(shí)，是試件與零件疲勞極限的比值；在非對(duì)稱循環(huán)時(shí)，是試件與零件極限應(yīng)力幅的比值。②與零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)、尺寸系數(shù)、表面狀態(tài)系數(shù)有關(guān)。③對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度有影響，對(duì)零件的靜強(qiáng)度沒(méi)有影響。2.零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等壽命疲勞曲線有何區(qū)別？零件和材料試件的失效形式是否總是相同的？為什么？答：①零件的等壽命疲勞曲線相對(duì)于材料試件的等壽命疲勞曲線下移了一段距離。②在相同變應(yīng)力作用下，兩者的失效規(guī)律并不總是相同的，因?yàn)榱慵谇€中疲勞破壞的范圍增大了。3.試說(shuō)明承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，在什么情況下可按靜條件強(qiáng)度計(jì)算？在什么情況下按疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算？答：承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)時(shí)，按靜強(qiáng)度條件計(jì)算；當(dāng)極限應(yīng)力點(diǎn)與疲勞極限應(yīng)力曲線中的屈服曲線相交時(shí)，也按靜強(qiáng)度計(jì)算。當(dāng)時(shí)，按疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算。二、計(jì)算題1.某材料的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限，取循環(huán)基數(shù)，試求循環(huán)次數(shù)N分別為7000，25000，62000次時(shí)的有限壽命彎曲疲勞極限。2.某合金鋼制的軸受彎曲穩(wěn)定應(yīng)力（應(yīng)力循環(huán)特性r為常數(shù)）作用。已知該軸危險(xiǎn)截面的該軸材料的，軸危險(xiǎn)截面處的綜合影響系數(shù)，壽命系數(shù)。試：（1）繪制該零件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖；（2）分別用圖解法和解析法計(jì)算該軸的安全系數(shù)。第6章螺紋連接和螺旋傳動(dòng)一、選擇與填空題1.若螺紋的直徑與螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺母時(shí)的效率取決于螺紋的C。A．螺距和牙型角B.升角和頭數(shù)C.導(dǎo)程和牙型斜角D.螺距和升角2.計(jì)算采用三角形螺紋的緊螺栓連接的拉伸強(qiáng)度時(shí)，考慮到拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，應(yīng)將拉伸載荷增加到原來(lái)的B倍。A．1.1B.1.3C.1.25D.0.33.采用普通螺栓連接的凸緣聯(lián)軸器，在傳遞扭矩時(shí)，D。A．螺栓的橫截面受剪切B.螺栓與螺栓的配合面受擠壓C．螺栓同時(shí)受擠壓和剪切D.螺栓受拉伸與扭轉(zhuǎn)作用。4.螺旋副的自鎖條件是。5.三角形的牙型角適用于聯(lián)接，梯形的牙型角適用于傳動(dòng)。6.受軸向工作載荷F作用的緊螺栓連接，螺栓所受的總拉力等于工作載荷和剩余預(yù)緊力之和。7.螺紋連接的防松實(shí)質(zhì)是防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。8.當(dāng)兩個(gè)被連接件之一太厚，不易制成通孔且連接不需要經(jīng)常拆卸時(shí)，往往采用B連接。A．螺栓連接B.螺釘連接C.雙頭螺柱連接D.緊定螺釘連接9.相同公稱尺寸的細(xì)牙螺紋與粗牙螺紋相比，因細(xì)牙螺紋的螺距小，內(nèi)徑大，故細(xì)牙螺紋B。A．自鎖性好，強(qiáng)度低B.自鎖性好，強(qiáng)度高C.自鎖性差，強(qiáng)度高D.自鎖性差，強(qiáng)度低10.采用凸臺(tái)或沉孔作為螺栓頭或螺母的支撐面是為了避免螺栓受彎曲應(yīng)力。11.下列三種具有相同公稱直徑和螺距，并采用相同材料配對(duì)的螺旋副中，傳動(dòng)效率最高的是C。A．單線矩形螺旋副B。單線梯形螺旋副C。雙線矩形螺旋副二、計(jì)算題1.在圖示夾緊螺栓中，已知螺栓數(shù)為2，螺栓材料許用應(yīng)力為，軸徑D=65mm，杠桿長(zhǎng)L=420mm，軸與夾殼間的摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)取k=1.2，W=240N，試計(jì)算螺栓小徑d1的計(jì)算值。2.一牽曳鉤用兩個(gè)M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于機(jī)體上，已知接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)k=1.2，螺栓材料強(qiáng)度級(jí)別為6.6級(jí)，安全系數(shù)S=3，試計(jì)算該螺栓組允許的最大牽引力Rmax=？3.由兩塊邊板和一塊承重板焊成的龍門導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各用4個(gè)螺栓與立柱相連接，托架所承受的最大載荷為20KN，摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)k=1.2。試計(jì)算所需螺栓直徑。當(dāng)用受剪螺栓時(shí)；當(dāng)用受拉螺栓時(shí)。（螺栓材料均為45鋼，取6.8級(jí)，邊板厚度為25mm）第7章鍵、花鍵、銷、成形聯(lián)接一、選擇題1.普通平鍵聯(lián)接工作時(shí)，鍵的主要失效形式為B。A．鍵受剪切破壞B.鍵側(cè)面受擠壓破壞C．剪切與擠壓同時(shí)產(chǎn)生D.磨損和鍵被剪斷2.普通平鍵連接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是A。A．鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度B.鍵的剪切強(qiáng)度C．A、B均校核D.校核磨損3.為了不過(guò)于嚴(yán)重削弱軸和輪轂的強(qiáng)度，兩個(gè)切向鍵最好布置成C。A在軸的同一母線上B.1800C.1200～1300D.4.切向鍵連接的斜度是做在C上的。A．輪轂鍵槽底面B.軸的鍵槽底面C．一對(duì)鍵的接觸面D.鍵的側(cè)面5.半圓鍵連接的主要優(yōu)點(diǎn)是C。A．對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較輕B.鍵槽的應(yīng)力集中較小C.工藝性好，安裝方便二、簡(jiǎn)答題1.花鍵連接與平鍵連接比較有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：定心精度高；承載能力大。缺點(diǎn)：成本高，需專門設(shè)備加工。2.銷的功用有哪些？答：①定位、聯(lián)接；③安全保護(hù)功能。第11章帶傳動(dòng)一．選擇填空題1.V帶傳動(dòng)主要依據(jù)B傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。A．緊邊拉力B.帶和帶輪接觸面間的摩擦力C.帶的預(yù)緊力2.在一般傳遞動(dòng)力的機(jī)械中，主要采用C傳動(dòng)。A．平帶B.同步帶C.V帶D.多楔帶3.V帶傳動(dòng)中，帶截面楔角為400，帶輪的輪槽角應(yīng)C400。A．大于B.等于C.小于4.帶正常工作時(shí)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比是因?yàn)镈。A．帶的材料不符合胡克定律B.帶容易變形和磨損C．帶在帶輪上打滑D.帶的彈性滑動(dòng)5.帶傳動(dòng)中，V1為主動(dòng)輪圓周速度，V2為從動(dòng)輪圓周速度，V為帶的速度，這些速度之間的關(guān)系是B。A．B.C.D.6.帶傳動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生彈性滑動(dòng)的原因是B。A．帶的預(yù)緊力不夠B.帶的緊邊拉力與松邊拉力不等C．帶繞過(guò)帶輪時(shí)有離心力D.帶和帶輪間有摩擦力7.帶傳動(dòng)打滑總是A。A．在小輪上先開(kāi)始B.在大輪上先開(kāi)始C.在兩輪上同時(shí)開(kāi)始8.帶傳動(dòng)中，若小輪為主動(dòng)輪，則帶的最大應(yīng)力發(fā)生在帶A處。A．進(jìn)入主動(dòng)輪B。進(jìn)入從動(dòng)輪C。退出主動(dòng)輪D。退出從動(dòng)輪9.用C提高帶的傳遞功率是不合適的。A．適當(dāng)增加預(yù)緊力B。增大軸間距C．增加帶輪表面粗糙度D。增大小帶輪基準(zhǔn)直徑。二、計(jì)算題1.已知一V帶傳動(dòng)，傳遞功率P=10KW，帶速v=12.5m/s，現(xiàn)測(cè)得預(yù)緊力F0=700N。求緊邊拉力F1和松邊拉力F22.設(shè)單根V帶所能傳遞的額定功率P1=4.2KW，主動(dòng)帶輪直徑D1=160mm，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，包角α=1400，帶和帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.2。求有效拉力F和緊邊拉力F1第12章齒輪傳動(dòng)一．選擇題1.在閉式齒輪傳動(dòng)中，高速重載齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為D。A．輪齒疲勞折斷B.齒面磨損C.齒面疲勞點(diǎn)蝕D.齒面膠合2.對(duì)于HBS≤350的齒輪傳動(dòng)，當(dāng)采用同一鋼材制造時(shí)，一般將進(jìn)行C處理。A．小齒輪表面淬火，大齒輪調(diào)質(zhì)B.大齒輪表面淬火，小齒輪調(diào)質(zhì)C．小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火D.小齒輪正火，大齒輪調(diào)質(zhì)3.在齒輪傳動(dòng)中，為減小動(dòng)載系數(shù)，可采取的措施有A、D。A．提高齒輪的制造精度B.減小齒輪的平均單位載荷C．減小外加載荷的變化幅度D.減低齒輪的圓周速度4.計(jì)算齒輪傳動(dòng)時(shí)，選擇許用應(yīng)力與D沒(méi)關(guān)系。A．材料硬度B.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)C.安全系數(shù)D.齒形系數(shù)5.直齒圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以C為計(jì)算依據(jù)的。A．大端當(dāng)量直齒圓柱齒輪B.大端分度圓柱齒輪C．平均分度圓處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪D.平均分度圓柱齒輪6.在圓柱齒輪傳動(dòng)中，材料與齒寬系數(shù)、齒數(shù)比、工作情況一定的情況下，輪齒的接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于C，而彎曲強(qiáng)度主要取決于A。A．模數(shù)B.齒數(shù)C.中心距D.壓力角7.斜齒圓柱齒輪的齒形系數(shù)與相同齒數(shù)的直齒圓柱齒輪相比是C。A．相等B.較大C.較小8.選擇齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性精度等級(jí)時(shí)，主要依據(jù)是A。A．圓周速度B.轉(zhuǎn)速C.傳遞功率D.承受的轉(zhuǎn)矩二、計(jì)算題1.試分析下列齒輪傳動(dòng)中各齒輪所受的力（用受力圖表示出各力作用位置和方向）（a）（b）2.如圖所示兩級(jí)斜齒輪減速器。已知齒輪1的旋向，齒輪2的參數(shù)為。齒輪3的參數(shù)為求：為使中間軸Ⅱ所受的軸向力最小，齒輪3的旋向應(yīng)是左旋還是右旋？畫出齒輪2和3所受各分力的方向？（3）如果為使中間軸Ⅱ不受軸向力，則齒輪3的螺旋角β3應(yīng)為多大？（忽略滾動(dòng)軸承的摩擦損失）。3.相同中心距a＝120mm情況下，齒輪有兩種參數(shù)方案如下（材料相同）：（1）Z1＝19，Z2＝41，m＝4mm，α＝200，b＝40mm；（2）Z1＝38，Z2＝82，m＝2mm，α＝200，b＝40mm。試問(wèn)：1）接觸強(qiáng)度哪個(gè)方案高，為什么？2）彎曲強(qiáng)度哪個(gè)方案高，為什么？3）哪個(gè)方案運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)？第13章蝸桿傳動(dòng)一．選擇題1．對(duì)于傳遞動(dòng)力的蝸桿傳動(dòng)，為了提高傳動(dòng)效率，在一定限速內(nèi)可采用B。A．較大的蝸桿直徑系數(shù)B.較大的蝸桿分度圓導(dǎo)程角C．較小的模數(shù)D.較少的蝸桿頭數(shù)2.蝸桿傳動(dòng)中，是以蝸桿的B參數(shù)，蝸輪的A的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。A．端面B.軸向C.法向3.蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件中，應(yīng)除去C。A．B.C.D.且旋向相同4.設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)，通常選蝸桿材料為A，蝸輪材料為C，以減小摩擦力。A．鋼B.鑄鐵C.青銅D.非金屬材料5.為了限定蝸輪滾刀的數(shù)目，有利于滾刀標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)定D為標(biāo)準(zhǔn)值。A．蝸輪齒數(shù)B.蝸輪分度圓直徑C.蝸桿頭數(shù)D.蝸桿分度圓直徑6.閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是B。A．點(diǎn)蝕B.膠合C.輪齒折斷D.磨損7.為提高蝸桿的剛度，應(yīng)A。A．增大蝸桿直徑系數(shù)B．采用高強(qiáng)度合金做蝸桿材料C．增加蝸桿硬度，減小表面粗糙值。8.在蝸桿傳動(dòng)中，對(duì)于滑動(dòng)速度的重要傳動(dòng)，應(yīng)該采用D作為蝸輪齒圓的材料。A．HT200B.18CrMnTi滲碳淬火C.45鋼調(diào)質(zhì)D.ZCuSn10Pb19.起吊重物用的手動(dòng)蝸桿傳動(dòng)，宜采用A。A．單頭，小導(dǎo)程B.單頭，大導(dǎo)程C.多頭，小導(dǎo)程D.多頭，大導(dǎo)程10.圖所示蝸桿傳動(dòng)中，圖C的轉(zhuǎn)向是正確的。DCBADCBA二、分析、設(shè)計(jì)題1.圖示某電梯裝置中采用蝸桿傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=11kw，轉(zhuǎn)速n1=970r/min，蝸桿傳動(dòng)參數(shù)z1=2，z2=60，q=8，η=0.8，m=8，右旋蝸桿。試計(jì)算：（1）起升重物時(shí)，標(biāo)出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。（2）計(jì)算蝸輪所受各力大小。2.圖示為二級(jí)蝸桿傳動(dòng)，已知蝸桿3為右旋，蝸輪4的轉(zhuǎn)向如圖所示，軸Ⅰ為輸入軸。試求：（1）軸Ⅰ、軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向。（2）蝸桿、蝸輪的螺旋線方向（所有的）（3）蝸輪2和蝸桿3所受各力的方向（要求蝸輪2和蝸桿3的軸向力方向相反）。第14章鏈傳動(dòng)一．選擇填空題1.與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)之一是C。A．適合于高速B.制造成本高C.安裝精度要求低2.滾子鏈由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成，其套筒與內(nèi)鏈板之間、銷軸與外鏈板之間分別為過(guò)盈配合，滾子與套筒之間、銷軸與套筒之間分別為間隙配合。3.鏈條的磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。4.在鏈傳動(dòng)中，鏈輪的傳速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)越少，則傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大。5.鏈傳動(dòng)轉(zhuǎn)速越高，運(yùn)動(dòng)不均勻性越嚴(yán)重，故鏈傳動(dòng)常用于低速傳動(dòng)。6.鏈傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)鏈節(jié)距P增大時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是承載能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是多邊形效應(yīng)嚴(yán)重。7.鏈傳動(dòng)應(yīng)盡量布置在水平平面內(nèi)，盡量避免布置在鉛垂平面內(nèi)。8.鏈傳動(dòng)中，當(dāng)兩鏈輪的軸線在同一水平面時(shí)，應(yīng)將緊邊布置在上面，松邊布置在下面。二．鏈輪傳動(dòng)時(shí)中心距取值過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)有何不利？三、計(jì)算題1.有一鏈傳動(dòng)，小鏈輪為主動(dòng)輪，轉(zhuǎn)速n1=900r/min，齒數(shù)z1=25，z2=75，現(xiàn)因工作需要，擬將大鏈輪的轉(zhuǎn)速降低至n2=250r/min，鏈條長(zhǎng)度不變，試問(wèn)：（1）若從動(dòng)輪齒數(shù)不