机械设计终极版有答案.docx
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机械设计终极版有答案
机械设计终极版（有答案）
第一篇
一、复习思考题
1.机器应具有什么特征？
机器通常由哪三部分组成？
各部分的功能是什么？
2．什么叫零件？
什么叫通用零件和专用零件？
试各举二个实例。
3.设计机器时应满足哪些基本要求？
试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。
螺纹联接习题与参考答案
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1.当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。
A.好B.差C.相同D.不一定
2.用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。
A.牙根强度高，自锁性能好B.传动效率高C.防振性能好D.自锁性能差
3.若螺纹的直径和螺旋副的摩擦因数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。
A.螺距和牙型角B.升角和头数C.导程和牙形斜角D.螺距和升角
4.对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用螺纹。
A.升角小，单线三角形B.升角大，双线三角形C.升角小，单线梯形D.升角大，双线矩形
5.用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。
A.三角形细牙螺纹B.梯形螺纹C.锯齿形螺纹D.多线的三角形粗牙螺纹
6.当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A.必受剪切力作用B.必受拉力作用C.同时受到剪切与拉伸D.既可能受剪切，也可能受挤压作用
7.计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。
A.1.1B.1.3C.1.25D.0.3
8.采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。
A.螺栓的横截面受剪切B.螺栓与螺栓孔配合面受挤压
C.螺栓同时受剪切与挤压D.螺栓受拉伸与扭转作用
9.在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。
A.单线矩形螺旋副B.单线梯形螺旋副C.双线矩形螺旋副D.双线梯形螺旋副
10.在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。
A.提高强度B.提高刚度C.防松D.减小每圈螺纹牙上的受力
11.在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。
A.受力均匀B.便于装配.C.外形美观D.降低成本
12.螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表要求。
A.对螺栓材料的强度B.对螺栓的制造精度C.对螺栓材料的刚度D.对螺栓材料的耐腐蚀性
13.螺栓强度等级为6.8级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为。
A.480MPaB.600MPaC.800MPaD.680MPa
14.不控制预紧力时，螺栓的安全系数选择与其直径有关，是因为。
A.直径小，易过载B.直径小，不易控制预紧力C.直径大，材料缺陷多D.直径大，安全
15.对工作时仅受预紧力F′作用的紧螺栓连接，其强度校核公式为
≤
≤[σ]，式中的系数1.3是考虑。
A.可靠性系数B.安全系数C.螺栓在拧紧时，同时受拉伸与扭转联合作用的影响D.过载系数
16.紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑的影响。
A.螺纹的应力集中B.扭转切应力作用C.安全因素D.载荷变化与冲击
17.预紧力为
的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷
作用后，螺栓受到的总拉力F0
+
A.大于B.等于C.小于D.大于或等于
19.在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是。
A.增大螺栓刚度Cb，减小被联接件刚度CmB.减小Cb，增大CmC.增大Cb和CmD.减小Cb和Cm
20.若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可。
A.在被连接件间加橡胶垫片B.增大螺栓长度C.采用精制螺栓D.加防松装置
21.有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离，已知螺栓与被连接件的刚度相同，螺栓的预紧力为
，当对连接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷
与预紧力
相等时，则。
A.被连接件发生分离，连接失效B.被连接件将发生分离，连接不可靠C.连接可靠，但不能再继续加载D.连接可靠，只要螺栓强度足够，可继续加载，直到轴向工作载荷F接近但小于预紧力
的两倍。
22.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F在0～1000N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为。
A.非对称循环应力B.脉动循环变压力C.对称循环变应力D.非稳定循环变应力
23.螺纹的牙型角为
，升角为
，螺纹副当量摩擦角为ρv，则螺纹副的自锁条件为_______________。
A.
≤αB.α≤ρvC.
≤ρvD.ρv≤
24.在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是。
A.避免螺栓受附加弯曲应力作用B.便于安装C.为安置防松装置D.为避免螺栓受拉力过大
25．零件受交变应力时，N次循环时的疲劳极限为
，其中代号注脚“r”代表_________。
A.
B.
C.
D.
二、填空题
25.三角形螺纹的牙型角α=60°，适用于连接，而梯形螺纹的牙型角α=30°，适用于传动。
26.螺旋副的自锁条件是螺旋升角γ小于当量摩擦角
。
27.常用螺纹的类型主要有三角螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
28.传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙型斜角比连接用螺纹（如三角形螺纹）的牙型斜角小，这主要是为了提高传动效率。
29.若螺纹的直径和螺旋副的摩擦因数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的升角和头数。
30.螺纹连接的拧紧力矩等于螺纹副间摩擦力矩和螺母（或螺栓头）端面与被连接件支承面间的摩擦力矩之和。
31.螺纹连接防松的实质是防止螺杆与螺母（或被连接件螺纹孔）间发生相对转动（或防止螺纹副间相对转动）。
32.普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受拉伸应力和扭剪应力作用。
33.被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接，则螺栓受拉伸载荷作用，可能发生的失效形式为螺栓发生塑性变形或断裂。
34.有一单个紧螺栓连接，已知所受预紧力为
，轴向工作载荷为F，螺栓的相对刚度为Cb/（Cb+Cm），则螺栓所受的总拉力F0=
，而残余预紧力F″=
。
若螺栓的螺纹小径为d1，螺栓材料的许用拉伸应力为[σ]，则其危险剖面的拉伸强度条件式为
≤
。
35.受轴向工作载荷F的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F0等于预紧力
和部分轴向工作载荷△F0之和。
（或残余预紧力F″和轴向工作载荷F之和）
36.对受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力F′和轴向工作载荷F一定时，为减小螺栓所受的总拉力F0，通常采用的方法是减小螺栓的刚度或增大被连接件的刚度。
37.采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了减小和避免螺栓受附加弯曲应力的作用。
38.在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷。
39.在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加弯曲应力。
40.螺纹连接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久性防松。
三、问答题
1.常用螺纹的类型主要有哪些？
答：
普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。
2.哪些螺纹主要用于联接？
哪些螺纹主要用于传动？
答：
普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。
梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。
3.螺纹联接的基本类型有哪些？
答：
螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。
其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T型槽螺栓联接等。
4.螺纹联接预紧的目的是什么？
答：
预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。
5.螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？
答：
摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。
6.受拉螺栓的主要破坏形式是什么？
答：
静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。
变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。
7.受剪螺栓的主要破坏形式是什么？
答：
螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。
8.为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？
并举出三个结构例子。
答：
可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。
1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。
9.螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？
答：
在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。
但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成联接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生联接松脱。
10.横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？
当横向载荷相同时，两种
答：
前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被联接件的剪切和挤压来承载。
前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，螺栓直径也较大。
11.承受预紧力Fo和工作拉力F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力F2是否等于Fo+F？
为什么？
答：
不等于。
因为当承受工作拉力F后，该联接中的预紧力Fo减为残余预紧力F1，故F2=F1+F
12.对于紧螺栓联接，其螺栓的拉伸强度条件式中的系数1.3的含义是什么？
答：
系数1.3是考虑到紧联接时螺栓在总拉力F2的作用下可能补充拧紧，故将总拉力增加30%以考虑此时扭转切应力的影响。
键联接考试复习与练习题
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1.为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成。
A.在轴的同一母线上B.180°C.120°~130° D.90°
2.平键B20×80GB/T1096—1979中，20×80是表示。
A.键宽×轴径B.键高×轴径C.键宽×键长D.键宽×键高
3.能构成紧连接的两种键是。
A.楔键和半圆键B.半圆键和切向键C.楔键和切向键D.平键和楔键
4.一般采用加工B型普通平键的键槽。
A.指状铣刀B.盘形铣刀C.插刀D.车刀
5.设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据由标准中选择。
A.传递转矩的大小B.传递功率的大小C.轴的直径D.轴的长度
6.平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应。
A.安装一对平键B.键宽b增大到1.5倍C.键长L增大到1.5倍D.键高h增大到1.5倍
7.如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在。
A.相隔90°B.相隔120°位置C.轴的同一母线上D.相隔180°
8.普通平键是（由A、B中选1个）___A____，其剖面尺寸一般是根据（由C、D、E、F中选1）__D___按标准选取的。
A.标准件B.非标准件C.传递转矩大小D.轴的直径E.轮毂长度F.轴的材料
二、填空题
9.在平键联接中，静联接应校核挤压强度；动联接应校核耐磨强度。
10.在平键联接工作时，是靠键和键槽侧面的挤压传递转矩的。
11.花键联接的主要失效形式，对静联接是齿面压溃，对动联接是齿面磨损。
12.楔键键联接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。
13平键联接中的静联接的主要失效形式为较弱零件的工作面被压溃，动联接的主要失效形式为磨损；所以通常只进行键联接的挤压强度或耐磨性计算。
14.半圆键的两侧面为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的同一母线上。
三、简答题
1.键联接的功能是什么？
答：
键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
2.键联接的主要类型有些？
答：
键联接的主要类型有：
平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。
3.平键分为哪几种？
答：
根据用途的不同，平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。
4.导向平键与滑键的区别是什么？
答：
导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，为了便于拆卸，键上制有起键螺孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。
轴上的传动零件则可沿键作轴向滑动。
当零件需滑移的距离较大时，因所需导向平键的长度过大，制造困难，固宜采用滑键。
滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴
5.半圆键联接与普通平键联接相比，有什么优缺点？
答：
优点是工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。
缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，一般只用于轻载静联接中。
6.普通平键联接的主要失效形式是什么？
答：
其主要失效形式是工作面被压溃。
除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。
带传动习题与参考答案
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1.带传动是依靠来传递运动和功率的。
A.带与带轮接触面之间的正压力B.带与带轮接触面之间的摩擦力C.带的紧边拉力D.带的松边拉力
2.带张紧的目的是。
A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命C.改变带的运动方向D.使带具有一定的初拉力
3.与链传动相比较，带传动的优点是。
A.工作平稳，基本无噪声B.承载能力大C.传动效率高D.使用寿命长
4.与平带传动相比较，V带传动的优点是。
A.传动效率高B.带的寿命长C.带的价格便宜D.承载能力大
5.选取V带型号，主要取决于。
A.带传递的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力D.带的松边拉力
6.V带传动中，小带轮直径的选取取决于。
A.传动比B.带的线速度C.带的型号D.带传递的功率
7.中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由决定。
A.小带轮直径B.大带轮直径C.两带轮直径之和D.两带轮直径之差
8.两带轮直径一定时，减小中心距将引起。
A.带的弹性滑动加剧B.带传动效率降低C.带工作噪声增大D.小带轮上的包角减小
9.带传动的中心距过大时，会导致。
A.带的寿命缩短B.带的弹性滑动加剧C.带的工作噪声增大D.带在工作时出现颤动
10.若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力
elim与初拉力
0之间的关系为。
A.
elim
B.
elim
C.
elim
D.
elim
11.设计V带传动时，为防止，应限制小带轮的最小直径。
A.带内的弯曲应力过大B.小带轮上的包角过小C.带的离心力过大D.带的长度过长
12.一定型号V带内弯曲应力的大小，与成反比关系。
A.带的线速度B.带轮的直径C.带轮上的包角D.传动比
13.一定型号V带中的离心拉应力，与带线速度。
A.的平方成正比B.的平方成反比C.成正比D.成反比
14.带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带。
A.进人大带轮处B.紧边进入小带轮处C.离开大带轮处D.离开小带轮处
15.带传动在工作中产生弹性滑动的原因是。
A.带与带轮之间的摩擦因数较小B.带绕过带轮产生了离心力
C.带的弹性与紧边和松边存在拉力差D.带传递的中心距大
16.带传动不能保证准确的传动比，其原因是。
A.带容易变形和磨损B.带在带轮上出现打滑
C.带传动工作时发生弹性滑动D.带的弹性变形不符合虎克定律
17.一定型号的V带传动，当小带轮转速一定时，其所能传递的功率增量，取决于。
A.小带轮上的包角B.带的线速度C.传动比D.大带轮上的包角
18.与V带传动相比较，同步带传动的突出优点是。
A.传递功率大B.传动比准确C.传动效率高D.带的制造成本低
19.带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于。
A.带的横截面尺寸B.传递的功率C.带轮的线速度D.带轮的直径
20.当摩擦因数与初拉力一定时，则带传动在打滑前所能传递的最大有效拉力随的增大而增大。
A.带轮的宽度B.小带轮上的包角C.大带轮上的包角D.带的线速度
21.带传动工作时松边带速__________紧边带速。
A.小于B.大于C.等于D.可能大于、小于或等于．
二、填空题
32.当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大值，而带传动的最大有效拉力决定于包角、摩擦因数、张紧力和带速四个因素。
33.带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而增大，随包角的增大而增大，随摩擦因数的增大而增大，随带速的增加而减小。
34.带内产生的瞬时最大应力由紧边拉应力和小轮处弯曲应力两种应力组成。
35.带的离心应力取决于单位长度的带质量、带的线速度和带的截面积三个因素。
36.在正常情况下，弹性滑动只发生在带离开主、从动轮时的那一部分接触弧上。
37.在设计V带传动时，为了提高V带的寿命，宜选取较大的小带轮直径。
38.常见的带传动的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和采用张紧轮的张紧装置等几种。
39.在带传动中，弹性滑动是不可以避免的，打滑是可以避免的。
40.带传动工作时，带内应力是非对称循环性质的变应力。
41.带传动工作时，若主动轮的圆周速度为
，从动轮的圆周速度为
，带的线速度为
，则它们的关系为
＞
，
＜
。
42.V带传动是靠带与带轮接触面间的摩擦力力工作的。
V带的工作面是两侧面面。
43.在设计V带传动时，V带的型号是根据计算功率和带轮的转速选取的。
44.当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧，张紧轮一般应放在松边的内侧，这样可以使带只受单向弯曲。
为避免过分影响小带轮上的包角，张紧轮应尽量靠近大带轮。
45.V带传动比不恒定主要是由于存在弹性滑动。
46.带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。
47.V带传动限制带速
＜25～30m／s的目的是为了避免v过大，使离心力过大，而v过小，使受力增大，造成带根数过多；限制带在小带轮上的包角
1＞120°的目的是增大摩擦力，提高承载能力。
48.为了使V带与带轮轮槽更好地接触，轮槽楔角应小于带截面的楔角，随着带轮直径减小，角度的差值越大。
49.在传动比不变的条件下，V带传动的中心距增大，则小轮的包角增大，因而承载能力可提高。
50.带传动限制小带轮直径不能太小，是为了防止弯曲应力过大。
若小带轮直径太大，则导致整体结构尺寸过大。
51.带传动中，带的离心拉力发生在整个（全）带中。
52.在V带传动设计计算中，限制带的根数
≤10是为了使带因制造与安装误差，不至于受力不均的情况太严重。
三、问答题
1.带传动常用的类型有哪些？
答：
在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。
2.V带的主要类型有哪些？
答：
V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、大楔角V带、宽V带等多种类型，其中普通V带应用最广，近年来窄V带也得到广泛的应用。
3.普通V带和窄V带的截型各有哪几种？
答：
普通V带的截型分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，窄V带的截型分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种。
4.什么是带的基准长度？
答：
V带在规定的张紧力下，其截面上与“测量带轮”轮槽基准宽度相重合的宽度处，V带的周线长度称为基准长度Ld，并以Ld表示V带的公称长度。
5.带传动工作时，带中的应力有几种？
答：
带传动工作时，带中的应力有：
拉应力、弯曲应力、离心应力。
齿轮传动习题与参考答案
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1.一般开式齿轮传动的主要失效形式是。
A.齿面胶合B.齿面疲劳点蚀C.齿面磨损或轮齿疲劳折断D.轮齿塑性变形
2.高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是。
A.齿面胶合B.齿面疲劳点蚀C.齿面磨损D.轮齿疲劳折断
3.45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为。
A.45～50HRCB.220～270HBSC.160～180HBSD.320～350HBS
4.齿面硬度为56～62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为。
A.齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿B.齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿
C.齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿D.齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火
5.齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是。
A.45钢B.ZG340-640C.20CrD.20CrMnTi
6.一齿轮传动装置如图A.17所示，轮1主动，则轮2齿面接触应力按___C___而变化，齿根弯曲应力按_____A____而变化。
A.对称循环B.不对称循环C.脉动循环D.以上三种都不对
7.对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般。
A.按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B.按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度
C.只需按接触强度设计D.只需按弯曲强度设计
8.一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力。
A.σF1＞σF2B.σF1＜σF2C.σF1=σF2D.σF1≤σF2
9.对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为。
A.轮齿疲劳折断B.齿面磨损C.齿面疲劳点蚀
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