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机械设计基础(下)

第一章 机械设计概论

复习思考题

1、机械设计的基本要求包括哪些方面? 2、机械设计的一般程序如何?

3、对机械零件设计有哪些一般步骤? 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则?

5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求:

习 题

1.何谓机械零件的失效?何谓机械零件的工作能力? 2.机械零件常用的计算准则有哪些?

第二章 机械零件的强度

复习思考题

1、静应力与变应力的区别?静应力与变应力下零件的强度计算有何不同?

2、稳定循环变应力的种类有哪些?画出其应力变化曲线,并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

3、静应力是否一定由静载荷产生?变应力是否一定由变载荷产生?

4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些?机械零件疲劳强度与哪些因素有关? 5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图?

6、相对于材料,影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?综合影响因素Kσ的表达式为何?如何作零件的简化极限应力图?

7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响? 8、按Hertz公式,两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关?

习题

1.某材料的对称循环弯曲疲劳极限??1?180MPa。取循环基数N0=5×106,m=9,试求循环次数N分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

2.已知材料的机械性能为σs=260MPa,σ-1=170MPa,ψσ=0.2,试绘制此材料的简化根限应力线图。

3.圆轴轴肩处的尺寸为:D=54mm,d=45mm,r=3mm。如用上题中的材料,设其强度极限B=420MPa,试绘制此零件的简化极限应力线图,零件的βσ=βq=1。

4.如上题中危险剖面上的平均应力σ=20MPa,应力幅σ=30MPa,试分别按①?=C,

m

a

②σm=C,求出该载面的计算安全系数Sca。

第三章 摩擦、磨损与润滑

复习思考题

1、滑动摩擦为哪几种类型?各有何特点?

2、典型的磨损分哪三个阶段?磨损按机理分哪几种类型? 3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些? 4、什么是流体的粘性定律?

5、粘度的常用单位有哪些?影响粘度的主要因素是什么?如何影响? 6、流体润滑有哪些类型?各有何特点?

习 题

1. 根据摩擦面间存在润滑剂的状况,滑动摩擦分为哪几种? 2. 获得流体动力润滑的基本条件是什么?

3. 评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个?

第四章 螺纹联接和螺旋传动

复习思考题

1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时,每个螺栓所受的载荷是 。 ①相等的;②与到几何中心距离成正比;③与到几何中心距离成反比;④都不变

2、在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工,这是为了 。

①不致损伤螺栓头和螺母;②增大接触面积,不易松脱;③防止产生附加偏心载荷;④便于装配。

?ca?1.3Q?[?]?d124,Q为 。

3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式

①工作载荷;②预紧力;③预紧力+工作载荷;④工作载荷+残余预紧力。

4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状,这主要是为了 。 ①美观;②受力最小;③联接方便;④接合面受力较均匀。 5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时,预紧力QP比一般值提高30%,这是考虑了 。 ①螺纹上的应力集中;②螺栓杆横截面上的扭转应力;③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性;④螺纹毛刺的部分挤压。

6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点?

7、为什么大多数螺纹联接都要预紧?预紧力QP过小后果是什么?预紧力QP过大有什么结果?

8、简述提高螺纹联接强度的四种措施:

9、若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度,试作力和变形图说明之。 10、举二种常用螺纹联接的类型,并分别说明应用场合?

11、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种?(各举出二例)。

12、螺旋传动有哪些类型?滚珠螺旋传动有何特点?

习 题

1.如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图:(1)当工作载荷为2000N时,求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。(2)若被联接件间不出现缝隙,最大工作载荷是多少?

2.如图所示支承杆用三个M12铰制孔螺栓联接在机架上,(铰孔直径d0=13mm)若螺杆与孔壁的挤压强度足够,试求作用于该悬壁梁的最大作用力F。(不考虑构件本身的强度,螺栓材料的屈服极限σs=600MPa,取剪切安全系数nτ=2.5)。

3.如图凸缘联轴器,用六个普通螺栓联接,螺栓分布在D=100mm的圆周上,接合面摩擦系数f=0.16,防滑系数KS=1.2,若联轴器传递扭矩为150N·m,试求螺栓螺纹小径。(螺栓[σ]=120MPa)

第五章 键、花键、无键联接及销联接

复习思考题

1、平键联接的可能失效形式为 。

①疲劳点蚀;②弯曲疲劳破坏;③胶合;④压溃、摩损、剪切破坏等

2、楔键联接与平键联接相比,前者对中性 。 ①好;②差;③相同;④无法比较 3、半圆键联接具有 特点。

①对轴强度削弱小;②工艺性差、装配不方便;③调心性好;④承载能力大 4、渐开线花键的定心方式有哪些?

5、花键联接与平键联接相比,有哪些特点?

习 题

如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮,分别用键与减速器的低速轴相联接。试选择两处键的类型及尺寸,并校核其联接强度。已知轴的材料为45号钢,传递的转矩T=1000N·m,齿轮用锻钢制成,半联轴器用灰铸铁制成,工作时有轻微冲击。

第六章 铆接、焊接与胶接

复习思考题

1、按工作要求铆缝分哪些类型?

2、常用焊接方法有哪些?焊缝的类型有哪些? 3、胶接接头应如何设计?如何选择粘胶剂?

第七章 带传动

复习思考题

1、带传动正常工作时,小带轮上的滑动角 小带轮的包角。 ①大于;②小于;③小于或等于;④大于或等于。

2、设计中限制小带轮的直径D1≥D1min是为了 。

①限制带的弯曲应力;②限制相对滑移量;③保证带与轮面间的摩擦力;④带轮在轴上安装需要。

3、带传动的设计准则是 。 ①保证带具有一定寿命;②保证带不被拉断;③保证不发生滑动情况下,带又不被拉断;④保证传动不打滑条件下,带具有一定的疲劳强度。

4、在相同的条件下,为什么三角胶带比平型带的传动能力大?