《机械设计基础》复习题.docx

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《机械设计基础》复习题

《机械设计基础》复习题

第1-2章

1.机器由于某种故障而不能完成其预定的功能称为失效。

2.大多数通用零件及专用零件的失效都是由高周疲劳引起的。

3.机器的基本组成要素是零件。

4.机械零件主要的失效形式有哪些？

针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则？

5.当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的二分之一。

6.综合影响系数Kσ只对应力幅有影响，而对平均应力无影响。

7.若一零件的应力脉动循环应力，σa=70N/mm2,则此时σm为70N/mm2，σmax为140N/mm2，σmin为0N/mm2。

第3章

8、平面运动副按其接触特性,可分成低副和高副。

9.在平面机构中，一个高副引入一个约束。

10、机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于原动件数。

11、P51第3-2（b）（d）（f）,（打箭头的为原动件，判断该运动链是否有确定的运动。

）

第4章

13、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。

13.铰链四杆机构中，已知lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=25mm。

试分析以哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构？

14、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于零，所以没有急回特性。

15.无急回运动的平面连杆机构，极位夹角等于0，行程速比系数等于1。

16、什么是传动角？

它的大小对平面连杆机构的传力性能有何影响？

铰链四杆机构的最小传动角在什么位置？

17、偏心轮机构是由铰链四杆机构扩大转动副演化而来的。

18、P704-2题。

第5章

19、凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作加速运动，后半程作减速运动。

20、对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用正弦加速度运动的运动规律。

第8章

21、P1558-2、8-6（已知一对标准齿轮z1=24，z2=96，m=4mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25。

试计算大小齿轮的分度圆直径d1，d2；齿顶圆直径da1，da2；分度圆齿距p。

）、8-9题。

22、什么是重合度？

其物理意义是什么？

增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？

23.对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，

硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。

24.齿轮传动中，目前磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的方法以考虑齿面磨损的影响。

25.齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按齿面接触强度设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。

26.在圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的。

27.齿面点蚀一般发生在何部位？

为什么？

28.防止或减小点蚀的措施有哪些？

29.闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS≤350时，通常首先出现点蚀破坏，故应按接触强度强度进行设计；但当齿面硬度HBS＞350时，则易出现轮齿折断破坏，按弯曲疲劳强度进行设计。

30．一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的模数和压力角必须相等。

31.一对齿轮若接触强度不够时，要加大分度圆直径模数；而齿根弯曲强度不够时，则增大模数。

32.提高齿轮表面疲劳强度的有效方法是加大齿轮分度圆直径。

33.在其他参数不变的情况下，齿轮齿根的弯曲疲劳强度随齿数增加而增高。

34.一对齿轮啮合传动，其齿面接触应力

=

。

35.动载系数KV是考虑主、从动齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷对齿轮载荷的影响系数。

为了减小内部附加动载荷，可采用修缘齿。

36.一对标准圆柱齿轮传动，已知齿数z1=30，z2=75，它们的齿形系数的关系是YFa1>YFa2。

37.齿间载荷分配系数Ｋα和齿向载荷分布系数Ｋβ分别考虑的是：

①齿间载荷分配系数Ｋα考虑的是同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的影响。

②齿向载荷分布系数Ｋβ考虑的是由于轴的变形和齿轮制造误差等引起载荷沿齿宽方向分布不均匀性的影响。

38.标准渐开线直齿圆柱齿轮标准安装时，齿轮上的分度圆与节圆相等。

39.标准直齿圆柱齿轮的最少齿数是17。

40．设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在8°～20°范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起大的轴向力。

42.斜齿圆柱齿轮啮合的径向力计算公式为：

Fr=Ft×tanαn/cosβ。

43.齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？

分别针对哪些失效？

若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？

第9章

44.蜗杆蜗轮传动的传动比的正确表达式是i=Z2/Z1。

45.蜗杆传动的正确啮合条件之一是蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角大小相等，方向相同。

46.右旋蜗杆主动时，使半握拳的右手四指与蜗杆转向一致，则拇指的指向即为蜗杆轴向力的方向。

47.蜗杆传动的总效率,主要取决于啮合摩擦损耗效率。

48.蜗杆传动需要进行热平衡计算。

（和其它传动比较）

49.对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是防止润滑油温过高使润滑条件恶化。

50.蜗杆轴产生过大的弯曲变形不属于强度问题。

51.蜗杆传动常用降温措施有哪些？

第10章

52、P188第10-10、10-12题。

53.什么是周转轮系？

什么是周转轮系的转化轮系？

54.基本周转轮系是由行星轮、行星架和中心轮构成。

第11章

55.带传动中的弹性滑动不可避免的原因是带在工作时，带的两边拉力不相等。

56．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于紧边与松边拉力不等。

57．带传动的弹性滑动现象是由于带的弹性变形而引起的。

58.试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。

59.带传动中，带所受总的应力由哪几项应力构成？

通常哪项应力影响最大？

60.带传动在工作过程中，带内所受的应力有拉应力、离心拉应力和弯曲应力，最大应力发生在带绕进小带轮处。

61.在带传动中，小带轮包角一般不宜小于120°。

62.在V带传动中，小轮包角一般应大于120°。

63.V带传动的承载能力与V带在小带轮上的包角有关。

64.带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。

65.带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。

66.V带的型号选择，主要取决于带传递的功率和小带轮转速。

67.图示一V带传动，小带轮为主动轮，转向为顺时针。

A、C和B、D分别是V带绕入点和绕出点。

试问：

（1）在哪个点上带速大于带轮圆周速度？

（2）在哪个点上带速等于带轮圆周速度？

（3）在哪个点上带速小于带轮圆周速度？

68.带传动中，其最大应力发生在紧边与小带轮的切点。

69.V带传动中，主动带轮的圆周速度总大于从动轮带的圆周速度，这种现象产生的原因是弹性滑动。

70.一普通V带传动传递功率为P=8.5kW，带速V=12m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧边拉力、松边拉力、初拉力和有效拉力。

71.V带传动的n1=1450r/min,带与带轮的当量摩擦系数fv=0.51，包角a1=180o,初拉力F0=360N。

试问：

（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？

（2）若

=100mm，其传递的最大转矩为多少？

（3）若传动效率η为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少？

72.如下图所示V带传动的布置方式，小带轮为主动轮，大带轮为从动轮，最小轮为张紧轮，b是合理的。

73、套筒滚子链中，滚子的作用是减轻套筒与轮齿之间的摩擦与磨损。

74.滚子链通常设计成链节数为偶数，是因为避免使用过渡链节。

75.在链传动中，若大链轮的齿数过大，则链条磨损后，易脱链和跳链。

76.在链传动中，链轮的转速越高，节距越大，则传动的动载荷越大。

77.链传动的瞬时传动比不断变化的原因是由于围绕在链轮上的链条形成了

正多边型。

78.在链传动中，限制链轮最小齿数的目的之一是为了减小传动的运动不均匀性和动载荷。

79.有一链传动，小链轮主动，转速n1=750r/min，齿数z1=25，z2=50。

现假设大链轮转速降低到n2=350r/min，链条长度不变，若从动轮齿数z2不变，则变化后的主动轮齿数

应为多少？

80.当两轴距离较远时，且要求平均传动比准确时，宜采用链轮传动。

81.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。

82.带、齿轮与链组成传动系统，其传动方案设计顺序应当是：

带→齿轮→链传动→输出。

第12章

83.螺纹的公称直径是大径，对外螺纹它是指螺纹牙顶所在圆柱的直径。

84.三角形螺纹的牙形角比矩形螺纹的牙形角大，故三角形螺纹主要用于螺纹联接，而矩形螺纹主要用于螺旋传动。

85.螺纹的升角越大，其传动效率越高，但自锁性越差；螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能力愈好。

86．螺纹连接中，自锁性能最好的是细牙普通螺纹。

87.受横向载荷的紧螺栓联接主要是靠被联接件接合面之间的摩擦来承受横向载荷的。

88.被联接件受横向外力作用时，如采用普通螺栓联接，则螺栓可能的失效形式为拉、扭断裂。

89.为提高紧螺栓的承载能力，选用厚螺母的作用不大。

90.螺纹联接主要有哪几种基本类型？

试简述其特点及使用场合。

91.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用双头螺柱联接。

92.采用螺纹联接时，当被连接件很厚不经常拆卸时，宜采用螺钉联接。

93.承受预紧力

的紧螺栓连接在受工作拉力F时，残余预紧力

，其螺栓所受的总拉力F0为F0=F+

。

94.受变载荷作用的紧螺栓连接，螺栓所受工作应力在0～F之间变化，在保持剩余预紧力不变条件下，可采用降低螺栓刚度；增大被连接件刚度；同时采用以上两种措施减小螺栓的应力幅。

95.螺纹联接的常用防松方法有那些？

每种常用防松方法试举出一个防松装置或例子。

96、参图12-25，已知螺栓材料性能等级为4.6级，F=12kN，安全系数S=1.5，求图示拉杆螺纹的最小直径d1。

97.已知螺栓材料为Q235，螺栓材料性能等级为5.6级，F=76kN，安全系数S=1.5，求图示拉杆螺纹的最小直径d1。

98.图示两根梁用8个4.6级普通螺栓（屈服强度）与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=32kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定：

所用螺栓的最小计算直径，取防滑系数Ks=1.2，安全系数S=3。

99.,参图12-32，已知缸径

，缸内蒸汽压力

，螺栓分布圆直径

。

为保证气密性要求，螺栓间距不得小于140mm，且不得大于150mm。

试计算所用螺栓允许的最小直径。

（附：

螺栓性能等级为4.8级，安全系数S=1.5，残余预紧力取为最大工作载荷的1.5倍。

）

100.在气缸盖与气缸体的螺栓组紧连接中，若气缸内气体气压在0～20MPa之间循环变化，则螺栓中发生的拉应力为非对称循环应力。

101.平键联接的主要失效形式有：

工作面压溃（静联接），工作面过度磨损（动联接），个别情况下会出现键的剪断。

102.普通平键联接的工作面是键的两侧面；楔键联接的工作面是键的上下面。

103.楔键在安装时要楔紧，故定心性能不好。

104.在选用普通平键时，是通过轴的直径来确定键的截面尺寸b和h的。

105.由于载荷较大需要用两个平键时，它们应相隔180度布置。

106.定位销的直径可根据结构确定，其数目不少于2。

第13章

107.根据受载轴可分为哪几类，各受什么载荷？

108.轴的设计的主要问题为强度，刚度和振动稳定性。

此外还应考虑轴的结构设计问题。

109.在转轴的设计中，按许用切（扭剪）应力来计算最小直径的。

110.按扭转强度条件计算得出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。

111.降低转轴表面粗糙度值,并对必要部位进行表面强化处理，主要是为了提高转轴的疲劳强度。

112.为了提高轴的刚度，轴的材料采用合金钢来代替碳素钢作用不大。

113.利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。

114.为保证轴上零件紧靠定位端面，轴间圆角半径r必须＜相配零件的倒角C或者圆角半径R。

115.轴的结构设计中要考虑那些因素？

116.在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因并填在下面相应序号位置处。

。

117.如图所示为一轴系结构，试指出图中至少10处标有序号的错误或不合理结构的原因，填在下面相应序号位置处。

118.如图所示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。

齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，请指出该结构设计的错误。

第14章

119.滚动轴承的类型代号由数字或字母表示。

120.根据相应序号回答下列轴承的问题：

①试说明下列各轴承的内径有多大？

②哪个轴承公差等级最高？

③哪个允许的极限转速最高？

④哪个承受径向载荷能力最高？

⑤哪个不能承受径向载荷？

⑥哪个承受轴向径向联合载荷的能力最高？

630651306N306/P6303066306/P530206

121.滚动轴承中N208，只能承受径向载荷。

122.代号为6306的滚动轴承为其内径为30mm的深沟球轴承。

123.角接触球轴承7020AC，其内径尺寸为100mm。

124.向心推力轴承在仅受径向载荷而不受轴向载荷情况下也会产生附加轴向力。

125.若角接触球轴承的当量动负荷P为基本额定动负荷C的1/2，则滚动轴承的基本额定寿命为多少？

126.当载荷较大时，可选用滚子轴承；对轻、中载荷应选用球轴承。

127.安装滚动轴承时，其内圈与轴径一般是采用基孔制过盈配合关系，以保证两者之间没有相对的转动。

128．什么是滚动轴承的寿命？

什么是基本额定寿命？

129.滚动轴承的基本额定动载荷是指该轴承基本额定寿命为106转时所能承受的最大载荷。

130.如下图所示是7210C型号的角接触球轴承，已知轴承所受的径向负荷R1=280N，R2=360N，内部轴向力S=0.46R，轴上作用的轴向负荷Fa=120N,求轴承的轴向负荷A1、A2。

131.通常对于跨距L>350mm，且工作温度变化较大的轴，可将滚动轴承支承设计为一端固定，另一端能轴向游动的结构。

第16章

132.联轴器和离合器的根本区别是要把联轴器联结的两轴分离，需要使机器停车进行拆卸；离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离。

133.联轴器和离合器的功用是什么？

二者的区别是什么？

134.当转速较高、所传递的转矩不大、需频繁启动，且两轴较难对中时，宜选用弹性套柱销联轴器。

135.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。

完