《机械设计》习题册
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机械设计教研室 2013年8月
第三章 机械零件的强度
一、选择题
1．下列四种叙述中，________是正确的。
A．变应力只能由变载荷产生 B．变应力只能由静载荷产生 C．静载荷不能产生变应力 D．变应力也可能由静载荷产生
2．在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的________。 A．屈服点 B．疲劳极限 C．强度极限 D．弹性极限
3．零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之_______。 A．增高 B．不变 C．降低 D．提高或不变
4．当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度_______。 A．较高 B．较低 C．相同 D．相同或较低
5．在图示的σ m -σ a极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角θ =45°，则该零件受的是________。 A．不变号的非对称循环变应力 B．变号的非对称循环变应力 C．对称循环变应力 D．脉动循环变应力
6．零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度__________。 A．提高 B．不变 C．降低 D．高低不能确定
二、填空题
1．影响机械零件疲劳强度的因素有：__________、__________、__________。 2．根据是否随时间变化，将载荷分为_________和________两类。同理，应力也分为_________ 和________两大类。
3．变载荷一定产生_________应力。变应力既可能由 载荷产生，也可能由_________载荷产生。但是静应力一定是由 载荷产生的。
4．应力幅与平均应力之和等于_________，应力幅与平均应力之差等于_________，最小应 力与最大应力之比称为_________。
5．r = -1 的变应力称为________变应力，r = 0 的变应力称为________变应力，当r = 1 时称为________应力，当r = 其它值时称为________变应力。 三.计算题
1 某轴受稳定交变应力作用，最大应力σ max =250 MPa，最小应力σ min = -50 MPa，已知轴的材料为合金调质钢，其对称循环疲劳极限σ ?1=450MPa，脉动循环疲劳极限σ 0
=700MPa，屈服极限σ S =800MPa，危险截面的kσ =1.40， σ ε =0.78，β =0.9，试求： (1) 绘制材料的简化疲劳极限应力线图，并在图上标出工作应力点的位置。 (2) 材料疲劳极限的平均应力σ rm和极限应力副σ ra值（按简单加载）。 (3) 若取[S ]=1.3，校核此轴疲劳强度是否安全。
2 某零件用45Mn2制造，材料的力学性能为：σ B = 900MPa，σ S = 750MPa， ?1 σ = 410 MPa，ψσ =0.25，kσ =1，εσ =0.85，β =0.8。问该零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力σ 0C为多少？
第五章 螺纹连接和螺旋传动
一、选择题
1．当螺纹公称直径、牙型角线数相同时，细牙螺纹的效率________粗牙螺纹的效率。 A．大于 B．等于 C．小于 D．大于或等于
2．当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，粗牙螺纹的自锁性能比细牙螺纹的自锁性能________。
A．好 B．差 C．相同 D．不一定
3．在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同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
4. 在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于________。 A．摩擦防松 B．机械防松
C．破坏螺旋副的关系防松 D．增大预紧力防松
5．重要的受拉螺栓联接中，不宜用小于Ml2 ~ Ml6 的螺栓，其原因是：尺寸小的螺栓________。
A．不用好材料，强度低 B．需要的螺栓个数多 C．拧紧时容易过载 D．不能保证联接的刚度
6．当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，往往采用_________。 A．螺栓联接 B．螺钉联接
C．双头螺栓联接 D．紧定螺钉联接
7．当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆卸时，往往采用_________。 A．螺栓联接 B．螺钉联接
C．双头螺栓联接 D．紧定螺钉联接
8．某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度CL 与被联接件的刚度CF 相等，联接的预紧力为QP。现在对联接施加轴向载荷，当外载荷F 达到与预紧力QP 的大小相等时，________。
A. 被联接件发生分离，联接失效
B. 被联接件即将发生分离，联接不可靠 C. 联接可靠，但不能继续加载
D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，载荷F 还可以继续增加到接近预紧力QP 的两倍 9．在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了________。
A．使工作面均匀接触 B．使接触面大些，提高防松能力 C．安装和拆卸时方便 D．使螺栓不受附加载荷作用
10．当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓________。 A. 必受剪应力作用 B. 必受拉应力作用
C. 同时受到剪切和拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受拉伸
11．对于受轴向载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺栓疲劳强度的措施为________。
A．增加螺栓刚度，减小被联接件的刚度 B．减小螺栓刚度，增加被联接件的刚度 C．同时增加螺栓和被联接件的刚度 D．同时减小螺栓和被联接件的刚度
12．若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可以________。 A．在被联接件之间加橡胶垫片 B．采用精制螺栓 C．减小预紧力 D．增大螺栓长度
13．采用悬置螺母的作用是________。
A．使螺母中各圈螺纹受力均匀 B．减小螺栓系统的刚度 C．作为联接的防松措施 D．防止螺栓受弯曲载荷
14．仅受预紧力作用的紧螺栓联接，螺栓的计算应力为：式中的1.3是考
虑________。
A．安装时可能产生的偏心载荷 B．载荷可能有波动
C．拉伸和扭转的复合作用 D．螺栓材料的机械性能不稳定
15．在同一螺栓组联接中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了________。 A．外形美观 B．安装方便 C．受力均匀 D．降低成本
二、填空题
1．螺旋副的自锁条件是_____________。 2．螺纹联接防松的实质是_____________。
3．承受横向工作载荷的普通螺栓联接，螺栓受___________应力和___________应力作用， 可能发生的失效形式是__________。
4．承受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接，靠螺栓受__________和__________来传递载荷， 可能发生的失效形式是__________和__________。
5．螺纹联接的防松，按其防松原理分为__________防松、__________防松和__________防松。
6．滑动螺旋传动的主要失效形式是_________。 三、计算题
1、如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许 用应力[σ ] =80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP′=1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。
2、如图所示螺栓联接，4 个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为[σ ] =240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。