机械设计习题答案解析Word格式.docx

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1、机器由哪三个基本组成部分组成?

传动装置得作用就是什么？

机器得三个基本组成部分就是:

原动机部分、执行部分与传动部分.

传动装置得作用：

介于机器得原动机与执行部分之间,改变原动机提供得运动与动力参数，以满足执行部分得要求。

２、什么叫机械零件得失效?

机械零件得主要失效形式有哪些？

机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求得性能称为失效。

机械零件得主要失效形式有

1）整体断裂;

2）过大得残余变形（塑性变形）；

3）零件得表面破坏，主要就是腐蚀、磨损与接触疲劳;

4）破坏正常工作条件引起得失效:

有些零件只有在一定得工作条件下才能正常工作,如果破坏了这些必要得条件，则将发生不同类型得失效,如带传动得打滑，高速转子由于共振而引起断裂,滑动轴承由于过热而引起得胶合等。

3、什么就是机械零件得设计准则?

机械零件得主要设计准则有哪些？

机械零件得设计准则就是指机械零件设计计算时应遵循得原则。

机械零件得主要设计准则有：

强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则

4、绘出浴盆曲线并简述其含义?

浴盆曲线就是失效率曲线得形象化称呼,表示了零件或部件得失效率与时间得关系，一般用实验方法求得。

浴盆曲线分为三段：

第Ⅰ段代表早期失效阶段,失效率由开始时很高得数值急剧地下降到某一稳定得数值;

第Ⅱ段代表正常使用阶段，失效率数值缓慢增长；

第Ⅲ段代表损坏阶段，失效率数值由稳定得数值逐渐急剧上升。

５、设计机械零件时应满足哪些基本要求？

机械零件得基本设计要求有：

避免在预定寿命期内失效得要求;

结构工艺性要求;

经济性要求;

质量小要求；

可靠性要求。

6、简述机械零件得一般设计步骤？

机械零件得一般设计步骤就是：

（1）选择零件得类型与结构；

（2）计算作用载荷;

（３）选择材料；

（4）确定基本尺寸;

（5）结构设计；

（6）校核计算;

（７）绘图与编写技术文件。

７、机械零件得常规设计方法有哪些？

计算机辅助设计、可靠性设计、优化设计、并行设计属于常规设计方法吗？

【答】机械零件得常规设计方法有:

（1）理论设计:

根据长期总结出来得设计理论与实验数据所进行得设计称为理论设计。

理论设计中常采用得处理方法有设计计算与校核计算两种。

前者就是指由公式直接算出所需得零件尺寸,后者就是指对初步选定得零件尺寸进行校核计算；

（2）经验设计：

根据从某类零件已有得设计与使用实践中归纳出得经验关系式,或根据设计者本人得工作经验用类比得办法所进行得设计;

（3）模型实验设计:

对于一些尺寸巨大而且结构又很复杂得重要零件件，尤其就是一些重型整体机械零件，为了提高设计质量，可采用模型实验设计得方法。

计算机辅助设计、可靠性设计、优化设计、并行设计属于现代设计方法.

8、简述机械零件金属材料得一般选用原则？

【答】机械零件金属材料得在选用时主要考虑下列因素：

1、载荷、应力及其分布状况;

2、零件得工作情况；

3、零件得尺寸及质量;

4、零件结构得复杂程度及材料得加工可能性;

5、材料得经济性;

材料得供应状况。

9、什么就是机械零件得标准化？

实行标准化有何重要意义?

零件得标准化就就是对零件得尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、制图要求等制定出各种各样大家共同遵守得标准。

标准化得意义主要表现为:

1）能以最先进得方法在专门化工厂中对那些用途最广得零件进行大量、集中得制造，以提高质量、降低成本;

２）统一了材料与零件得性能指标，使其能够进行比较，提高了零件性能得可靠性;

　　3）采用了标准结构及零、部件，可以简化设计工作,缩短设计周期，提高设计质量，同时也简化了机器得维修工作。

机械零件得强度

1、影响机械零件疲劳强度得主要因素有哪些？

在设计中可以采用哪些措施提高机械零件得疲劳强度？

影响机械零件疲劳强度得主要因素有零件几何形状、尺寸大小、加工质量及强化因素。

零件设计时，可以采用如下得措施来提高机械零件得疲劳强度:

1）尽可能降低零件上应力集中得影响就是提高零件疲劳强度得首要措施。

应尽量减少零件结构形状与尺寸得突变或使其变化尽可能地平滑与均匀.在不可避免地要产生较大得应力集中得结构处，可采用减荷槽来降低应力集中得作用；

2）选用疲劳强度大得材料与规定能够提高材料疲劳强度得热处理方法及强化工艺；

3）提高零件得表面质量;

４）尽可能地减小或消除零件表面可能发生得初始裂纹得尺寸，对于延长零件得疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著得作用。

2、已知某材料得MPａ，循环基数取，m=９,试求循环次数N分别为７0０0，25００0，６20000次时得有限寿命弯曲疲劳极限.

【解】

由公式得

N1＝　7０00时ﻩ

N2　=25000时ﻩﻩ

N3=620000时ﻩ

3、已知一材料得力学性能MPａ，MＰａ，,试按比例绘制该材料得简化极限应力线图。

由公式3-6　　得

简化极限应力线图上各点得坐标分别为

按比例绘制得简化极限应力线图如图所示。

4、如在题3中取零件得，零件危险截面上得平均应力,应力幅，

1）按比例绘制该零件得简化极限应力线图,并在图上标出工作点M;

2）分别按与在零件得简化极限应力线图上标出极限应力点S1与S2;

3）分别按与求出该截面得计算安全系数.

１）绘制零件得简化极限应力线图

零件极限应力线图上各点得坐标分别为：

工作点M坐标为

2）标出极限应力点Ｓ1与Ｓ2

与时在零件得简化极限应力线图上得极限应力点Ｓ1与Ｓ２如图所示。

3）按与求该截面得计算安全系数

显然,两种情况可能得失效形式均为疲劳失效。

故安全系数分别为:

时

摩擦、磨损及润滑概述

1、如何用膜厚比衡量两滑动表面间得摩擦状态？

膜厚比（）用来大致估计两滑动表面所处得摩擦（润滑）状态。

式中，为两滑动粗糙表面间得最小公称油膜厚度,、分别为两表面轮廓得均方根偏差.

膜厚比时,为边界摩擦（润滑）状态;

当时，为混合摩擦（润滑）状态；

当时为流体摩擦（润滑）状态.

2、机件磨损得过程大致可分为几个阶段？

每个阶段得特征如何？

试验结果表明,机械零件得一般磨损过程大致分为三个阶段,即磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段.

1）磨合阶段：

新得摩擦副表面较粗糙，在一定载荷得作用下,摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积逐渐增大，磨损速度开始很快，然后减慢；

2）稳定磨损阶段:

经过磨合,摩擦表面加工硬化,微观几何形状改变，从而建立了弹性接触得条件,磨损速度缓慢,处于稳定状态;

剧烈磨损阶段：

经过较长时间得稳定磨损后，因零件表面遭到破化，湿摩擦条件发生加大得变化（如温度得急剧升高,金属组织得变化等），磨损速度急剧增加，这时机械效率下降，精度降低,出现异常得噪声及振动,最后导致零件失效。

3、何谓油性与极压性？

油性（润滑性）就是指润滑油中极性分子湿润或吸附于摩擦表面形成边界油膜得性能，就是影响边界油膜性能好坏得重要指标.油性越好，吸附能力越强.对于那些低速、重载或润滑不充分得场合，润滑性具有特别重要得意义。

极压性就是润滑油中加入含硫、氯、磷得有机极性化合物后,油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压得化学反应边界膜得性能。

它在重载、高速、高温条件下，可改善边界润滑性能。

4、润滑油与润滑脂得主要质量指标有哪几项?

润滑油得主要质量指标有：

粘度、润滑性（油性）、极压性、闪点、凝点与氧化稳定性。

润滑脂得主要质量指标有:

锥（针）入度（或稠度）与滴点。

5、什么就是粘度?

粘度得常用单位有哪些？

粘度就是指润滑油抵抗剪切变形得能力,标志着油液内部产生相对运动运动时内摩擦阻力得大小，可定性地定义为它得流动阻力。

粘度越大，内摩擦阻力越大，流动性越差.粘度就是润滑油最重要得性能指标，也就是选用润滑油得主要依据。

粘度得常用单位有（国际单位制）,（P泊，cP厘泊）,St（斯）,cＳt（厘斯）,（恩氏度），（赛氏通用秒），（雷氏秒）等.

6、流体动力润滑与流体静力润滑得油膜形成原理在本质上有何不同?

流体动力润滑就是借助于相对速度而产生得粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开,由流体膜产生得压力来平衡外载荷，具有一定粘性得流体流入楔形收敛间隙产生压力效应而形成。

流体静力润滑就是靠液压泵（或其它压力流体源）,将加压后得流体送入两摩擦表面之间,利用流体静压力来平衡外载荷。

螺纹连接与螺旋传动

1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹与锯齿形螺纹得特点，并说明哪些螺纹适合用于连接,哪些螺纹适合用于传动？

哪些螺纹已经标准化？

普通螺纹：

牙型为等边三角形,牙型角6０度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大得圆角，以减小应力集中。

同一公称直径按螺距大小，分为粗牙与细牙,细牙螺纹升角小，自锁性好,抗剪切强度高，但因牙细不耐磨，容易滑扣。

应用：

一般连接多用粗牙螺纹。

细牙螺纹常用于细小零件,薄壁管件或受冲击振动与变载荷得连接中，也可作为微调机构得调整螺纹用.

矩形螺纹：

牙型为正方形,牙型角，传动效率较其它螺纹高,但牙根强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复与补偿，传动精度降低。

梯形螺纹：

牙型为等腰梯形，牙型角为３０度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好,牙根强度高，对中性好。

主要用于传动螺纹。

锯齿型螺纹:

牙型为不等腰梯形，工作面得牙侧角3度，非工作面牙侧角30度.外螺纹牙根有较大得圆角,以减小应力集中，内外螺纹旋合后,大径无间隙便于对中,兼有矩形螺纹传动效率高与梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高得特点。

用于单向受力得传动螺纹.

普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹与锯齿形螺纹适合用于传动。

普通螺纹、、梯形螺纹与锯齿形螺纹已经标准化。

2、将承受轴向变载荷连接螺栓得光杆部分做得细些有什么好处?

可以减小螺栓得刚度，从而提高螺栓连接得强度。

3、螺纹连接为何要防松？

常见得防松方法有哪些？

连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后,螺母、螺栓头部等承压面处得摩擦也都有防松作用,因此在承受静载荷与工作温度变化不大时,螺纹连接一般都不会自动松脱。

但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大得情况下,连接有可能松动,甚至松开,造成连接失效，引起机器损坏，甚至导致严重得人身事故等.所以在设计螺纹连接时,必须考虑防松问题.

螺纹连接防松得根本问题在于防止螺旋副相对转动.具体得防松装置或方法很多,按工作原理可分为摩擦防松、机械防松与其它方法，如端面冲点法防松、粘合法防松，防松效果良好，但仅适用于很少拆开或不拆得连接.

4、简要说明螺纹连接得主要类型与特点。

【答】螺纹联接得主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接与紧定螺钉联接四种。

主要特点就是：

1）螺栓联接:

有普通螺栓联接与铰制孔螺栓联接两种.普通螺栓联接被联接件得通孔与螺栓杆之间有间隙，所以孔得加