最新机械设计计算题及答案
《机械设计计算题》试题库
29001单级齿轮减速器由电动机直接驱动，减速器输入功率P＝7.5kW，电动机转速n=1450r/min,齿轮齿数z1＝20，z2＝50，减速器效率η＝0.9。试求减速器输出轴的功率和转矩。
所以，
29002带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带输出功率为2.51kW，现有Y100L2-4型电动机一台，电动机额定功率P ed=3kW，满载转速n m=1420r/min，
试问此电动机能否使用。各效率如下：η联轴器＝0.99，η
齿轮＝0.97，η
轴承
＝0.99。
验算此电动机能否使用
P输入＝P输出/η总＝2.51/0.895=2.805kW
P ed(=3kW)>P输入（=2.805kW）
此电动机能用。
29003带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带的工作拉力F＝2300N(F中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗的影响），输送带的速度v=1.1m/s，卷筒直径D＝400mm，齿轮的齿数为z1＝17，z2＝102，z3＝24，z4＝
109，试求传动装置的输出功率、总效率、总传动比和输入功率。各效率如下：η=0.99、η齿轮＝0.97、η轴承＝0.99。
联轴器
1）输出功率：
2）总效率：
3）总传动比：
4）输入功率
29004一蜗杆减速器，蜗杆轴功率，传动总效率，三班制工作，如工业用电为每度0.12元，试计算五年（每年按260天计算）中用于功率损耗的费用。
功率损耗
五年中损耗能量
损耗费用元
五年中用于功率损耗的费用为74880元。
29005下图为一卷扬机传动系统简图，已知：被提升的重物W＝5000N，卷筒直径D＝300mm，卷筒转速n G=25r/min，电动机转速n E＝720r/min，试求：1）重物W的上升速度v；
2）卷筒的转矩T；
3）匀速提升重物时卷筒的功率P；
4）电动机所需功率P E（传动总效率η＝0.886）；
5）减速器总传动比i总。
1)
2)
3)
4)
5)
29006 带式输送机的传动系统如下图所示，已知z1＝z3＝z5＝z7＝17，z2＝z4＝z6＝z8＝34，带轮直径D1＝125mm、D2=250mm，电动机转速n1=1440r/min，各效率为η轴承＝0.99、η带＝0.94、η齿轮＝0.97、η链＝0.96，求：
1）电动机至卷筒之间的总效率；
2）传动系统的传动比i总（电动机至卷筒）；
3）卷筒的转速n8（即大链轮z8的转速）。
1）
2）
3）
29007 下图为一带式输送机的传动简图，由电动机经二级圆柱齿轮减速器带动带式输送机的卷筒，已知电动机转速n1=960r/min、功率P＝5.5kW，两级齿轮传动比i12=4.6、i34=5.0，卷筒直径D＝500mm，求各轴的转速、功率及输送带的速度和有效拉力。
各效率为：联轴器效率η1＝0.99，齿轮效率η2＝0.97，轴承效率η3＝0.99，卷筒效率（不包括轴承效率）η4＝0.96。
I轴：
II轴：
III轴：
IV轴：
V轴：
输出功率：
带速
带的有效拉力
29008 带式输送机的传动简图如图所示，已知输送带输出功率为2.51kW，各效率为η联轴器＝0.9、η齿轮＝0.97、η轴承＝0.99，齿轮齿数z1=17、z2＝102、z3＝24、
z4＝109。使用Y100L2－4型电动机，电动机额定功率P ed＝3kW，满载转速n m=1420r/min，试求各轴的计算功率、转速和转矩。
总效率：
/ 总=2.51/0.895=2.805 kW
输入功率：P=P
输出
各轴计算功率为：
各轴转速为：
各轴转矩为：
29009 下图为一带式输送机的传动简图，已知输送带输出功率为2.51kW（输出功率中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗），电动机额定功率P ed＝3kW，满载转速n m=1420r/min，减速器高速级传动比为6，低速级传动比为4.54，各效率分别为η联轴器＝0.99、η齿轮＝0.97、η轴承＝0.99，试求齿轮1、3及两个联轴器的计算功率和转矩。
1）总效率：
2）输入功率：
3）计算齿轮1、3及联轴器5、6的计算功率和转矩：
P联5＝P=2.805 kW
29010下图为装配车间流水线运输链传动系统图，运输链的牵引力F＝3600N，链轮节圆直径D＝250mm，转速n=40r/min。已知各效率为带传动η1＝0.95，齿轮传动η2=0.97，联轴器η3=0.99，轴承η4=0.99，电动机转速n I=720r/min，
=4，试求：
带传动的传动比i
I
1）所需电动机功率；
2）轴II和轴III的传递功率；
3）轴II的转速。
1）总效率
总传动比
输出转矩：
输入转矩
所需电动机功率
2）
3）
29011 减速器传动比i=9，输入轴直径d1=18mm，若输出轴与输入轴同材料，减速器效率 =0.9，试估算输出轴直径d2。
按扭转强度估算直径，公式为：
，
两轴材料相同，取，则
29012已知I轴为输入轴，II轴为输出轴，两轴材料相同，，，，齿轮齿数、。求：
（1）II轴输出转矩（不计摩擦）；
（2）按扭矩估算，问强度是否满足？
（1）
（2）由公式，则
所以，，强度满足要求。
29013直径d=80mm的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L=1.5d，工作时有轻微冲击，试确定平键联接的尺寸，并计算传递的最大转矩。键的许用挤压
应力[
]=110MPa。
p
1.确定尺寸
轮毂长
mm，，，取键长
标记：键GB 1096 –79
2.求所传递的最大转矩T
max
键所能传递的最大转矩为。
29014下图为一单级蜗杆减速器，蜗轮齿数，蜗轮分度圆直径，蜗杆头数，分度圆直径。试求：
1）蜗轮端面模数；
2）中心距a；
3）升角 ；
4）蜗轮的回转方向；
5）在啮合处画出蜗杆的受力方向（用三个分力表示）。
1）
2）
3）
4）逆时针转动。
5）受力方向见图。
29015下图为一电梯的传动系统简图，蜗杆传动中，、，卷筒3的直径D=600mm，采用双速电动机驱动，其转速、，试求：
1)正常使用情况下的电梯速度（快速）；
2)心脏病患者使用时电梯的速度（慢速）；
3)电梯定员14人，若每人体重按650N计算，传动系统总效率 总＝0.7，求电动机所需功率P d（不计电梯自重）。
1)快速时电梯速度
2)慢速时电梯速度
3)电动机所需功率P d
电梯负荷
按快速求输出功率：
29016 4根B型V带，小带轮直径，大带轮直径，带速，中心距，基准长度，包角，单根V带所能传递的功率。
1）现将此带用于一减速器上，三班制工作（工作情况系数），要求传递功率，试验算该传动的承载能力是否足够。
2）写出此V带的标记。
注：，，，，。
（1）根
或
该传动承载能力不够，4根带只能传递功率4.4 kW，要求传递功率5.5 kW 需5根带。
（2）B 1800?4 GB 11544—89
下图为一提升机构，已知重物W＝13.5kN，卷筒直径D＝600mm，开式齿轮传动4的传动比i4=5，提升重物的速度v＝0.47m/s，试求：
1）若电动机1的转速n1=960r/min，单级斜齿圆柱齿轮减速器3的传动比i3=6，V带传动2的传动比应是多少？
2）若计及各级传动的效率［带传动η1＝0.94，开式齿轮传动η2＝0.95，斜齿轮传动η3＝0.97，轴承η4＝0.99，联轴器η5错误！未找到引用源。=0.99，卷筒η6（不包括轴承损失）=0.96］，电动机的功率应是多少？
1）
带传动传动比为
2）
?
电动机功率为
29017 下图为一提升机构，已知重物W＝13.5kN，卷筒直径D＝600mm，开式齿轮传动4的传动比i4=5，提升重物的速度v＝0.47m/s，试求：1）若电动机1的转速n1=960r/min，单级斜齿圆柱齿轮减速器3的传动比i3=6，V带传动2的传动比应是多少？
2）若计及各级传动的效率［带传动η1＝0.94，开式齿轮传动η2＝0.95，斜齿轮传动η3＝0.97，轴承η4＝0.99，联轴器η5错误！未找到引用源。=0.99，卷筒η6（不包括轴承损失）=0.96］，电动机的功率应是多少？
1）
带传动传动比为
2）
?
电动机功率为
29018 斜齿圆柱齿轮减速器中心距a=200mm，齿轮法向模数m n=4mm，齿轮齿数和z1＋z2＝98，问：
1）齿轮螺旋角β＝？
2）如保证齿轮不根切，最大传动比i max为多少？
（1）
（2）不根切要求当量齿数
取
最大传动比
29019 一单级斜齿圆柱齿轮减速器中，由接触疲劳强度公式计算得到斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮分度圆直径应为，已知传动比i=3.8，小齿轮齿
数，要求中心距a的尾数为0，螺旋角β在10?～15?之间，i的误差为
±2％，载荷平稳，速度中等，齿宽系数。
1）试选择计算该齿轮传动的各参数（a，m n，z1，z2，β）。
2）计算大、小齿轮的分度圆直径和齿宽。
1）
取
，，取
，取
取
重新调整
取，则
，
取齿轮传动的参数为：
，，，，2）
，取
29020 下图为一提升机传动简图，已知重物，提升速度，卷筒直径，，0，带轮直径，，电动机转速。试求：
1)总传动比i
和齿轮z6的齿数。
总
2)提升机输入功率。
注：各分效率如下：V带传动，闭式圆柱齿轮传动（8级精度），联轴器，开式圆柱齿轮传动，卷筒效率，滚动轴承。
1)求总传动比i总和齿数z6
卷筒转速
总传动比
则齿数
2)求提升机输入功率
总效率输出功率输入功率
机械设计计算题
第一章机械设计总论习题 四、计算题： 1、某钢制零件材料性能为，，，受单向稳 定循环变应力，危险剖面的综合影响系数，寿命系数。 （1）若工作应力按常数的规律变化，问该零件首先发生疲劳破坏，还是塑性变形？ （2）若工作应力按应力比（循环特性）常数规律变化，问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏？（图解法、解析法均可） 1、解：（1） 作该零件的极限应力图。 常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。 （2）常数时，工作应力点在范围内，即：点，所以 时首先发生疲劳破坏。 2、零件材料的机械性能为：，，，综合影 响系数，零件工作的最大应力，最小应力，加载方式为（常数）。 求：（1）按比例绘制该零件的极限应力线图，并在图中标出该零件的工作应力点和其相应的极限应力点； （2）根据极限应力线图，判断该零件将可能发生何种破坏； （3）若该零件的设计安全系数，用计算法验算其是否安全。 2、解：（1）； 零件的极限应力线图如图示。工作应力点为，其相应的极限应力点为。 （2）该零件将可能发生疲劳破坏。
（3） 该零件不安全。 3、在图示零件的极限应力线图中，零件的工作应力位于点，在零件的加载过程中，可能 发生哪种失效？若应力循环特性等于常数，应按什么方式进行强度计算？ 3、解：可能发生疲劳失效。 时，应按疲劳进行强度计算； 4、已知45钢经调质后的机械性能为：强度限，屈服限，疲劳限，材料的等效系数。 （1）材料的基氏极限应力线图如图示，试求材料的脉动循环疲劳极限； （2）疲劳强度综合影响系数，试作出零件的极限应力线； （3）若某零件所受的最大应力，循环特性系数，试求工作应力点的坐标和的位置。 4、解：（1） （2）零件的极限应力线为。 （3）；； 5、合金钢对称循环疲劳极限，屈服极限，。 试： （1）绘制此材料的简化极限应力图； （2）求时的、值。 5、解：（1）， 作材料的简化极限应力图。 （2），；；
机械设计简答题答案
简答题 1.机械设计的一般步骤是怎样的？ 选择零件类型、结构计算零件上的载荷确定计算准则选择零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计校核计算画出零件工作图写出计算说明书 3. 螺纹升角的大小对自锁和效率有何影响？写出自锁条件及效率公式。 答：螺母被拧紧时，其拧紧力矩为M1＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ+ρν)/2，无摩擦时，M10＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ)/2，机械效率为η1＝M10 / M1＝tanψ/tan(ψ+ρν)。 螺母被放松时，其阻碍放松的力矩为M2＝F d2/2＝G d2tan(ψ－ρν)/2，无摩擦时，M20＝F d2/2＝G d2tan(ψ)/2，机械效率为η2＝M2 / M20＝tan(ψ－ρν)/tanψ。 由η1＝＝tanψ/tan(ψ+ρν)得知，当ψ越小，机械效率越低。 由η2＝tan(ψ－ρν)/tanψ得知，当ψ－ρν≤0时，螺纹具有自锁性。 4.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？ 答：因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度. 5. 作出螺栓与被联接件的受力—变形图，写出F'、F、F''、 F0间的关系式。 6. 在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？ 答：两种传输动力都是靠摩擦力，同样的皮带和轮的材质摩擦系数是一样的，但是三角带接触面是V型表面压力大于平行带，所以摩擦力大，所以传输的动能要大一些。 7.在非液体摩擦滑动轴承的计算中，为什么要限制轴承的压强p和pv值 答：限制p 目的是防止轴瓦过度磨损。限制pv目的是控制温度，防止边界膜破裂。 8.什么是带传动的弹性滑动和打滑？弹性滑动和打滑对传动有何影响？ 答：（1）由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为带的弹性滑动。 打滑是指带传动中带传递的外载荷超过最大有效圆周力，带在带轮上发生显著相对滑动现象。（2）影响：弹性滑动： 1 ）带的传动比不稳定； 2 ）降低了传动效率； 3 ）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。打滑： 1 ）打滑将造成带的严重磨损； 2 ）从动轮转速急速下降，甚至停转，带的运动处于不稳定状态，带不能正常工作，致使传动失效。 9.试简述带传动中的弹性滑动与打滑现象的联系与区别。 答：弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，故弹性滑动是不可以避免的。打滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，故在工作中可以，而且应该避免。打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑可以起到过载保
机械设计—轴计算题
2．轴的强度计算 弯扭合成强度条件： W T M W M ca ca 22)(ασ+==≤1][-b σ MPa α是根据扭剪应力的变化性质而定的应力校正系数。用来考虑扭矩T 产生的扭剪应力τ 与弯距M 产生的弯曲应力b σ的性质不同。 对轴受转矩的变化规律未知时，一般将τ按脉动循环变应力处理。 疲劳强度安全系数的强度条件： 22τσστ S S S S S ca += ≥ [ S ] 如同一截面有几个应力集中源，则取其中最大的一个应力集中系数用于计算该截面的疲劳强度。 例11-3 例11-3图1为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮A 输入，齿轮1输出扭矩T 1，齿轮2输出扭矩T 2，且T 1＞T 2。试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同? a b 例11-3 图1 答：各轴段所受转矩不同，如例11-3图2所示。方案a ：T max = T 1，方案b ：T max = T 1+ T 2 。 a b 例11-3 图2 11-31．分析图a ）所示传动装置中各轴所受的载荷（轴的自重不计），并说明各轴的类型。若将卷筒结构改为图b ）、c ）所示，分析其卷筒轴的类型。
题11-31图 11-32．图示带式输送机有两种传动方案，若工作情况相同，传递功率一样，试分析比较： 1．按方案a ）设计的单级齿轮减速器，如果改用方案b ），减速器的哪根轴的强度要重新验算？为什么？ 2．若方案a ）中的V 带传动和方案b ）中的开式齿轮传动的传动比相等，两方案中电动机轴所受的载荷是否相同？为什么。 a ） b ） 题11-32图 11-33．一单向转动的转轴，危险剖面上所受的载荷为水平面弯矩M H = 4×105 Nmm ，垂直面弯矩M V = 1×105 Nmm ，转矩T = 6×105 Nmm ，轴的直径d =50 mm ，试求： 1．危险剖面上的的合成弯矩M 、计算弯矩M ca 和计算应力ca σ。 2.危险剖面上弯曲应力和剪应力的应力幅和平均应力：a σ、m σ、m τ、a τ。 11-34 指出图中轴系的结构错误，并改正。 题11-34 图1 11-31 答题要点： Ⅰ轴：只受转矩，为传动轴； Ⅱ轴：除受转矩外，因齿轮上有径向力、圆周力等，还受弯矩，是转轴； Ⅲ轴：不受转矩，只受弯矩，是转动心轴； Ⅳ轴：转矩由卷筒承受，轴不受转矩，只受弯矩，是转动心轴； 卷筒结构改为图b ，Ⅴ轴仍不受转矩，只受弯矩，轴不转动，是固定心轴； 卷筒结构改为图c ，Ⅵ轴除了受弯矩外，在齿轮和卷筒之间轴受转矩，是转轴； 11-32 答题要点：
机械设计基础练习题A
机械设计基础练习题A 一、选择题 1. 非周期性速度波动。 A. 用飞轮调节 B. 用调速器调节 C. 不需要调节 D. 用飞轮和调速器双重调节 2. 渐开线标准齿轮的根切现象，发生在。 A. 模数较大时 B. 模数较小时 C. 齿数较少时 D. 齿数较多时 3. 标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y F数值时，应按。 A. 法面模数m n B. 齿宽b C. 实际齿数Z D. 当量齿数Z v 4.带传动的打滑现象首先发生在。 A．大带轮上 B．小带轮上 C．主动轮上 D．从动轮上 5. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。 A. 包角α1太小 B. 初拉力F0太小 C. 紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 6. 在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该。 A. 增大节距P和增加齿数Z1 B. 增大节距P和减小齿数Z1 C. 减小节距P和减小齿数Z1 D. 减小节距P和增加齿数Z1 7. 转轴弯曲应力σb的应力循环特性为。 A. r=－1 B. r=0 C. r= +1 D. －1 机械设计基础—简答题汇总 一、铰链四杆机构的基本类型与传动特性； 类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 基本特性：若最短杆与最长杆长度之和大于另外两杆之和，无论以哪一个构件为机架，均不存在曲柄，之能是双摇杆机构。 存在曲柄的条件：若最短杆与最长杆长度之和小于另外两杆之和，是否存在曲柄取决于以哪一个构件作为机架： ①以最短杆邻边作为机架，构成曲柄摇杆机构； ②以最短杆作为机架，构成双曲柄机构； ③以最短杆对边作为机架，构成双摇杆机构； ④平行四边形机构作为特例，以任何一边作为机架，均构成双曲柄机构。 二、铰链四杆机构的基本特性 ①急回特性：机构的空回行程速度大于工作行程速度的特性。 ②压力角及传动角：从动件受到驱动力的方向与受力点速度方向所夹的锐 角；压力角的余角为传动角。压力角越小，有效分力越大，传动性能越 好；通常以传动角衡量机构的传力性能，传动角越大，传力性能越好。 ③死点位置：压力角等于90°，不产生驱动力矩推动曲柄传动，使整个机构 处于静止状态。 三、凸轮机构的类型、特点、运动规律及应用； 类型： ①形状分类：盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮； ②从动件形式分类：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件 ③从动件运动方式分类：移动从动件、摆动从动件 ④从动件与凸轮保持接触的方式分类：力锁定凸轮机构、几何锁定凸轮机 构 优点：只要选择合适的凸轮轮廓曲线，就可以获得预期的运动规律，而且凸轮机构结构简单紧凑。 缺点：凸轮轮廓形状复杂，加工比较困难；凸轮轮廓与从动件之间通过点或线接触，易于磨损。 运动规律： ①等速运动：产生刚性冲击，适用于低速、轻载、从动件质量较小的场合； ②等变速运动：产生柔性冲击，适用于中速、轻载的场合； ③余弦加速运动：产生柔性冲击，适用于中速、中载的场合； ④正弦加速运动：不产生冲击，适用于高速、轻载的场合。 四、凸轮机构的压力角和基圆半径的关系； cos a =R基圆/R向径 五、凸轮轮廓的设计原理和方法； 设计方法：①反转法；②图解法；③解析法 加工方法：①铣、锉削加工；②数控加工 六、间歇运动机构的种类 ①棘轮机构；②槽轮机构（柔性冲击）；③不完全齿轮机构（刚性冲击）； ④凸轮式间歇运动机构（圆柱凸轮、蜗杆凸轮）。 七、普通平键尺寸选择： 第三章(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 A 齿面点蚀 B 轮齿折断 C 齿面磨损 D 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D 齿面磨粒磨损 E 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 A 齿面要硬，齿心要韧 B 齿面要硬，齿心要脆 C 齿面要软，齿心要脆 D 齿面要软，齿心要韧 (4) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数按查图。 A 实际齿数 B 当量齿数 C 不发生根切的最少齿数 (5) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。 A σH1 < σH2 B σH1 = σH2 C σH1 > σH2 D 可能相同，也可能不同 （6) 一对标准圆柱齿轮传动，已知z1＝20，z2＝50，则它们的齿根弯曲应力是。 A σF1 < σF2 B σF1 = σF2 C σF1 > σF2 D 可能相同，也可能不同 (7) 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。 A 采用闭式传动 B 加大传动的中心距 C 提高齿面的硬度 D 减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数 (8) 在齿轮传动中，为了减小动载荷系数KV，可采取的措施是。 A 提高齿轮的制造精度 B 减小齿轮的平均单位载荷 C 减小外加载荷的变化幅度 D 降低齿轮的圆周速度 （9) 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。 A 小端 B 大端 C 齿宽中点处 (10) 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数m，则可以。 A 提高齿面的接触强度 B 提高轮齿的弯曲强度 C 弯曲与接触强度均不变 D 弯曲与接触强度均可提高 (11) 一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5～10mm，其主要原因是。 A 为使小齿轮强度比大齿轮大些 B 为使两齿轮强度大致相等 C 为传动平稳，提高效率 D 为了便于安装，保证接触线承载宽度 （12) 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。 A 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 (13) 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 (1) 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须进过加工。 （2) 对于开式齿轮传动，虽然主要实效形式是，但目前尚无成熟可靠的计算方法，目前仅以作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。 (3) 闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在处，提高材料可以增强轮齿抗点蚀的能力。 (4) 在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮材料的硬度比大齿轮的硬度高HBS。 (5) 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取模数为标准值，而直齿锥齿轮设计中，应取模 A 卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角min γ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径r T 相等时：ρ=r T ，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ’=0）。在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点？ 答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时，传动比仍保持不变（中心距可分性）；③啮合过程中，相啮合齿廓间正压力方向始终不变（有利于传动平稳性）。 10. 试说明齿轮的分度圆与节圆、压力角与啮合角之间的区别，什么情况下会相等（重合）？ 答. 分度圆：模数和压力角均取标准值得圆定义为齿轮分度圆；每个齿轮均有一个分度圆；节圆：一对齿轮啮合时、两个相切并相对作纯滚动的圆定义为节圆。只有当一对齿轮啮合时节圆才存在。 压力角：指分度圆上的标准压力角（常取200 ）；啮合角：一对齿轮啮合时，节圆上 一. 已知V 带传动中，最大传递功率P =8kW ，带的速度 v =10m/s ，若紧边拉力F 1为松边拉力F 2的2倍，此时小带轮上 包角?1=120?，求：（1）有效拉力F e ；（2）紧边拉力F 1；（3） 当量摩擦系数f ˊ。 解:有效拉力F e =1000P /v =1000×8/10=800 N (2分) 又知:F 1-F 2= F e ,F 1=2F 2 则紧边拉力 F 1=2 F e =1600 N (2分) 根据欧拉公式 得当量摩擦系数f ?=ln(F 1/F 2)/α=ln2/(3.14×120/180) =0.693/2.0933=0.331 (2分) 二.（正确在括号内写“T ”，错误在括号内写“F ”） 1．双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。（T ） 2．滚动轴承的轴向系数Y 值越大，其承受轴向能力越大。（ F ） 3．减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。（T ） 4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ T ） 5．失效就是零件断裂了。（F ） 6．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （F ） 7．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （T ） 8．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （T ） 9．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （ F ） 10．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲 疲劳强度。 （ F ） 11．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （T ） 12．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ F ） 13．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ F ） 14．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s σ＝600MPa 。 （ F ） 15．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 （ T ） 16．速比公式i 12=n 1/n 2=Z 2/Z 1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。 （T ） f e F F α=2 1 机械设计简答题 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 1.一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分 别为Z 1=20，Z 2 =44，求两齿轮的主要几何尺寸。 2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。 3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z 2=50，求（1）如果n 1 =960r/min， n 2 =？（2）中心距a=？（3）齿距p=？ 4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。 5.某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿 轮的齿数zz 1=24，齿顶圆直径d a1 =78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺 寸及这对齿轮的传动比。 6.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，Z7=1（左旋蜗杆），Z8 =40，Z9 =20 。若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v10 及其移动方向（可在图中用箭头标出）。 7.已知轮1转速n1 =140 r/min，Z1=40， Z 2 =20。求： （1）轮3齿数 Z3； （2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速 n H 的大小及方向； （3）当n H= 0 时齿轮3的转速n3。 8.一轴由一对7211AC的轴承支承，F r1=3300N, F r2 =1000N, F x =900N, 如图。试求两轴 承的当量动载荷P。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87) 9．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200，m=4mm，传动比i 12 =3，中心距 a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。 10.设计一铰链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450。 11.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径r b =40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件以等速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角为120°；凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。 12.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z 1=20、Z 2 =18、 Z 3 =56。求传动比i 1H 。 13.图示轮系，已知Z 1=30，Z 2 =20，Z 2 `=30，`Z 3 =74，且已知n 1 =100转/分。试求n H 。 一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解：原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副，即n ＝5，l p ＝7，h p ＝0。则该机构的自由度为 F =h l p p n --23=07253-?-?=1 二、在图所示的铰链四杆机构中，设分别以a 、b 、c 、d 表示机构中各构件的长度，且设a ＜d 。如 果构件AB 为曲柄，则AB 能绕轴A 相对机架作整周转动。为此构件AB 能占据与构件AD 拉直共线 和重叠共线的两个位置B A '及B A ''。由图可见，为了使构件AB 能够转至位置B A '，显然各构件的长 度关系应满足 c b d a +≤+ （3-1） 为了使构件 AB 能够转至位置B A ''，各构件的长度关系应满足 c a d b +-≤)(或b a d c +-≤)( 即c d b a +≤+ （3-2） 或b d c a +≤+ （3-3） 将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加，则得 c a ≤ b a ≤ d a ≤ 同理，当设a ＞d 时，亦可得出 c b a d +≤+ b a b d +≤+ b a c d +≤+ 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为： （1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 （2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。 上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型： （1）若机构满足杆长之和条件，则： ① 以最短杆为机架时，可得双曲柄机构。 机械设计第八版课后简答题汇总 1-22.简述在受轴向载荷条件下，提高紧螺栓连接的疲劳强度的措施。 答在受轴向变载荷条件下，降低螺栓上应力幅的大小，能够提高紧螺栓连接的疲劳强度。可以采用降低螺栓的刚度提高被连接件的刚度等措施降低螺栓上应力幅的大小。此外还可采用减少螺栓上的应力集中、改进螺栓的制造工艺、采用均载螺母等方法来提高螺栓连接的疲劳强度。 1-23.设计液体动力润滑轴承时，为保证轴承正常工作应满足哪些条件？ 答：应满足的条件是：1）相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；2）被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度；3）润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。 1-24.试用受力变形线图说明受轴向工作载荷的紧螺栓连接中螺栓所受的总载荷F2与预力F0的关系。 1-25.图示为圆锥-圆柱齿轮传动装置。轮1为主动轮，转向如图所示，轮3,4为斜齿圆柱齿轮。轮3,4的螺旋线方向应如何选择，才能使轴Ⅱ上的两个齿轮的轴向力相反。画出齿轮2,3所受各分力的方向。 2-21.在V带传动中，若仅将传动比i=3改为i=2（相应地减小大带轮的基准直径和增大中心距），则V带传动的承载能力有何变化?为什么？ 答：由于小带轮的直径和转速没有改变，因此带所能传递的功率没有大的变化，而传动比的改变使得小带轮的包角增大，因此带所能传递的功率有所增加。传动比的改变使得大带轮直径减小，因此大带轮的最大输出转矩下降约1/3。 2-22.一对直齿圆柱齿轮传动，若载荷、齿轮材料、齿宽、传动比及中心距等都不改变，试分析当增大小齿轮（主动轮）齿数Z1时，将对齿轮传动的平稳性、齿根弯曲强度、齿面磨损、齿面接触强度及抗胶合能力等各有何影响？为什么？ 答：Z1↑→?↑→传动的平稳性提高 Z1↑→m↓→齿根弯曲强度降低。 Z1↑→h↓→vs↓→抗胶合能力提高，磨损减小。 Z1↑→a不变→齿面接触强度不变 3-9弯曲疲劳极限的综合影响系数Kδ的含义是什么？它与哪些因素有关？它对零件的疲劳强度和静强度各有什么影响？ 答：在对称循环时，Kδ是试件的与零件的疲劳极限的比值；在不对称循环时, Kδ是试件的与零件的极限应力幅的比值。Kδ与零件的有效应力集中系数ζkδ、尺寸系数εδ、表面质量系数βδ和强化系数βq有关。Kδ对零件的疲劳强度有影响，对零件的静强度没有影响。3-10 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么？ 答：区别在于零件的等寿命疲劳曲线相对于试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离（不是平行下移）。在相同的应力变化规律下，两者的失效形式通常是相同的，如图中m1′和m2′。但两者的失效形式也有可能不同，如图中n1′和n2′。这是由于Kδ的影响，使得在极限应力线图中零件发生疲劳破坏的范围增大。 3-11试说明承受循环变应力的机械零件，各在什么情况下按静强度条件和疲劳强度条件计算？ 承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数小于1000时，应按静强度条件计算；当应力循环次数大于1000时，在一定的应力变化规律下，如果极限应力点落在极限应力线图中的屈服曲线GC上时，也应按静强度条件计算；如果极限应力点落在极限应力线图中的疲劳曲线AG 上时，则应按疲劳强度条件计算 1、如图所示，某轴由一对7209 AC 轴承支承，轴承采用面对面安装形式。已知两轴承径向载荷分别为F r1=3000N ，F r2=4000N ，轴上作用有轴向外载荷A=1800N 。载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min 。该轴承额定动载荷C=29800N ，内部轴向力S=0.4Fr ，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。试计算此对轴承的使用寿命。（9分） 答：内部轴向力方向如图所示 （2分）， S 1=0.4F r1=1200N (0.5分) S 2=0.4F r2=1600N (0.5分) 因为A+S 1>S 2 故 F a1=S 1=1200N (1分) F a2=S 1+A=3000N (1分) 比较两轴承受力，只需校核轴承2。 F a2/F r2=0.75>e (1分) P=XF r2+YF a2 =0.41*4000+0.87*3000=4250N (1分) 5.5240)(60103 6==P C n L h (2分) 2．图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: 1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′ 至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分） 2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F′′ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ′ 、所受的总拉力F 0。 （3分） 1） （1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。（2分） （2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分） Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为)(50004 20000 1 N Z Q F === 倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，其值为： 机械设计习题简答计算 1. 什么叫完全定位？ 工件在机床上或夹具中定位，若六个自由度都被限制时，则称为完全定位。 2. 简述 加工顺序的确定原则。 .(1)划分加工阶段，先粗后精(2)先基准后其它面(3)先主后次(4)先面后孔 (5)考虑 具体条件 3. 何谓工艺过程尺寸链？何谓装配尺寸链？ 相互联系、按一定顺序的、首尾相接的尺寸封闭图形叫工艺过程尺寸链。研究机器 装配过程中各相关零部件尺寸的关系的尺寸链叫装配尺寸链。 4．机床夹具夹紧装置的基 本要求有哪些? 1）夹紧过程中不破坏工件在夹具中的正确位置。 2）夹紧后的工件变形和表面压伤程度必须在加工精度允许的范围内。 3）夹紧运作 迅速，操作方便，安全省力。 4）结构力求筒单、紧凑，尽量采用标准件。 5. 箱体零件 的主要技术要求包括哪些方面？ （1）箱体轴承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度;(2分) （2）箱体各轴承孔的相互位置情况; (2分) （3）箱体主要平面的精度。 6. 何谓工艺过程尺寸链？ 7. 简述机床夹具的作用。 （1）保证加工精度（2）提高生产效率（3）减轻劳动强度（4）扩大机床的工艺范围8．粗基准的选择原则是什么？ 9．夹紧力作用点选择有哪些原则？ 1、夹紧力作用点位置应靠近支撑元件的几何中心或几个支撑元件所形成的支撑面内。 2、夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上。 3、夹紧力作用点尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩，必要时应在工件刚性差的部位增加辅助支承并施加 附加夹紧力，以免振动和变形。 10. 简述装配精度与零部件精度之间的关系。 一般情况下装配精度与零部件精度有关，但零部件的加工误差的累积会影响产品装配 精度。当产品装配精度要求较高时，完全通过控制零部件精度来保证装配精度将会很困难 或不可能。因此，在装配时需采用合理的装配方法，来降低对零部件精度的要求。 11. 什么叫工序？一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对同一或同时对几个工件所 连续完成的那部分工艺过程。 12. 简述提高和控制加工表面质量的途径有哪些? 。 （1） 活动构件数n=5，低副数 P L =7，高副数P H =0 ，因此自由度数 F=3n-2P L -P H =3*5-2*7=1 C 为复合铰链 （2） 活动构件数n=5，低副数 P L =7，高副数P H =0 因此自由度数 F=3n-2P L -P H =3*5-2*7=1 F 、G 为同一个移动副，存在一个虚约束。 2．在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数120Z =，Z 2=27，Z 2’=45，340Z =，已知齿轮1的转速1n =330r/min ，试求转臂H 的转速n H (大小与方向)。 （1）判断转化轮系齿轮的转动方由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。 （2）转化轮系传动比关系式 ' 21323113Z Z Z Z n n n n i H H H ??-=--= （3）计算转臂H 的转速H n 。 代入13330,0n n ==及各轮齿数 3302740 02045 3306 15 150/min H H H H n n n n r -?=- -?- +=-=转臂H 的转动方向与齿轮1相同。 2’ 2 1 3 3．有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载r C =48.1kN ，内部轴向力S=0.7Fr ，已知轴上承力R F =2500N ，A F =1600N ，轴的转速n=960r/min ，尺寸如图所示。若取载荷系数 p f =1.2，试计算轴承的使用寿命。 1）计算径向负荷 F A F r1 S 2 F R S 1 F r2 由力矩平衡 F r2×200- F R ×300+ F A ×40=0 F r2= (F R ×300- F A ×40)/200=(2500×3000-1600×40)/200=3430N F r1= F r2- F R =3430-2500=930N （2）计算轴向负荷 内部轴向力 S 1=0.7 F r1=0.7×930=651N ；S 2=0.7 F r2=0.7×3430=2401N 由S 1+ F A < S 2 ，可知轴承1为“压紧”轴承，故有F a1= S 2- F A =2401-1600=801N F a2= S 2=2401N （3）计算当量动负荷 轴承1：F a1/ F r1=801/930=0.86>e ；取X ＝0.41，Y ＝0.87 P 1=f p (X F r1+Y F a1)=1.2×(0.41×930+0.87×801)=1294N 轴承2：F a2/ F r2=0.7=e ；取X=1,Y=0 P 2=f p ×F r2=1.2×3430=4116N ∵ P 2> P 1 ∴ 取P=P 2=4116N 计算轴承寿命。 （4）计算轴承寿命 L h =(106/60n)( C t /P)ε= 〔106 /(60×960)〕×(48.1×103/4116)ε =27706h e F a /F r ≤e F a /F r ＞e X Y X Y 0.7 1 0.41 0.85 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 13.简述疲劳损伤线性积累假说的内容？ 在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以 齿轮传动习题 1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？ 答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。 2.问：在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？ 答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。 3.问：为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上？ 答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。 4.问：在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？ 答：开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。 5.问：如何提高齿面抗点蚀的能力？ 答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。 6.问：什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？ 答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。 7.问：闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？ 答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。 8.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？ 答：软齿面：HB≤350，硬齿面：HB>350。软齿面热处理一般为调质或正火，而硬齿面则是正火或调质后切齿，再经表面硬化处理。 9.问：在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？ 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大，用载荷系数K 计入其影响 10.问：齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？为什么选择节点作为齿面接触应力的计算点？ 答：齿面接触疲劳强度公式是按照两圆柱体接触的赫兹公式建立的；因齿面接触疲劳首先发 机械设计基础典型试题二 一、选择题（每小题2分总分２０分） 1. 机构具有确定运动的条件是原动构件数 ( ) 机构的自由度数。 A.多于 B. 等于 C. 少于 2. 凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若缩小凸轮基园半径，则压力角 ( ) 。 A. 减小 B. 不变 C. 增大 3. 在铰链四杆机构中，有可能出现死点的机构是 ( ) 机构。 A. 双曲柄 B. 双摇杆 C. 曲柄摇杆 4. 一标准直齿圆柱齿轮传动，如果安装时中心距A＞，其传动比i ( ) 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 5. 蜗杆传动效率较低，为了提高其效率，在一定的限度内可以采用较大的 ( ) 。 A. 模数 B. 蜗杆螺旋线升角 C. 蜗杆直径系数 D. 蜗杆头数 6. 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接需要经常拆装时，适宜采用 ( ) 联接。 A. 螺栓 B. 螺钉 C. 双头螺柱 7. 带传动工作时产生弹性滑动的主要原因是 ( ) 。 A. 带的预拉力不够 B. 带的紧边和松边拉力不等 C. 带和轮之间的摩擦力不够 8. 有A、B两对齿轮传动，A对齿轮的齿宽系数比B对齿轮大，其它条件相同，则其齿向载荷分布不均 的程度 ( ) 。 A. A对小 B. B对小 C. A、B对相同 9. 凸缘联轴器和弹性圈柱销联轴器的型号是按 ( ) 确定的。 A. 许用应力 B. 许算转矩 C. 许用功率 10. 一根转轴采用一对滚动轴承支承，其承受载荷为径向力和较大的轴向力，并且有冲击、振动较 大。因此宜选择 ( ) 。 A. 深沟球轴承 B. 角接触球轴承 C. 圆锥滚子轴承 二、填空题（每小题 2分） 1. 两构件通过 ( ) 或 ( ) 接触组成的运动副称为高副；通过 ( ) 接触组成的运动副称为低 副。 2. 齿轮在轴上的周向固定，通常是采用 ( ) 联接，其截面尺寸是根据 ( ) 查取标准而确定的. 3. 一对标准斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是 ( ) 。 4. 软齿面的闭式齿轮传动的设计准则是 ( ) 。 5. 链传动的主要失效形式是，设计时从 ( ) 图中选择链条的链号。 6. 带传动工作时，带中的应力有 ( ) 、 ( ) 和 ( ) ，其中最大应力发生在 ( )处。 7. 蜗杆作主动件的蜗杆传动可以具有自锁作用，其含义是 ( ) ，实现自锁的条件是( )。 8. 转轴的设计步骤一般是先按 ( ) 粗略计算 d min ，然后进行 ( ) ，最后选择危险截面按 ( )校核计算。 9. 滑动轴承润滑作用是减少 ( ) ，提高 ( ) ，轴瓦的油槽应该开在 ( ) 载荷的部位. 10. 6313 轴承，其类型是 ( ) 轴承， ( ) 系列，内径 ( ) mm ， ( ) 级精度。机械设计基础--简答题
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