机械设计习题卡—浙江工业大学
3 复习与思考
(1)组成机械的基本单元是什么? (2)何谓零件？何谓部件?
(3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明，本课程的研究对象是什么? (4)什么叫在普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件？试从你所学专业的机械设 备中，对联接零件，传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。 (5)为什么说本课程起着基础课与专业课之间的承前启后的作用？
(6)在了解本课程的性质、内容和任务以后，总结本课程的特点和你所采取的学习方 法。 复习与思考
(1)设计机械的基本要求有哪些? (2)设计机械的经济性要求包括哪些方面?
(3)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模式不同，其可靠度如何计算？
(4)机械设计的一般程序怎样?
机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析下列机械零件应满足的基本要求是什么：电动机轴，普通减速器中的齿轮轴，起重机吊钩，精密机床主轴．汽门弹簧。农业机械中的拉曳链，联合收割机中的V带。
(5)设计机械零件的基本要求有哪些?是否所有零件都要满足这些要求?这些要求主要 针对哪些零件？
(6)机械零件的失效形式有哪些？针对这些失效形式相应建立的设计准则是什么? (7)机械零件设计的一般步骤有哪些？
(8)机械设计中，为什么要实行零件和部件的标准化、系列化与通用化?你能举出一些 标准化、系列化与通用化的零部件吗？
(9)我国现行的标准化有哪些?GB、JB、YB、QB、ISO和Γ0CT、DIN、JIS、BS 各代表什么标准?
(10)目前常用的现代机械设计新方法有哪几种? 复习与思考
(1)何谓摩擦、磨损和润滑，它们之间的相互关系如何?
(2)摩擦对哪些机械零件的工作性能、寿命是不利的?哪些机械零件是靠摩擦来工作 的?试举例说明。 ，
(3)按摩擦副的运动状态或按摩擦副表面的润滑情况，摩擦可分为哪几种? (4)机械零件的典型磨损过程分为哪几个阶段(试以磨损量与工作时间的关系曲线说明
之)?作为机械设计各应如何对待?
(5)磨损可分为哪几种类型？你能各举一、二例来说明吗？ (6)减少磨损的一般方法有哪些? (7)润滑的目的和功用是什么?
(8)按照润滑剂的物理状态和按照润滑将二个摩擦表面而隔开的情况，润滑可分成哪几种类型，各有何特点？
复习与思考
(1)机械零件的常用材料有哪些？这些材料各有何特点，适用在何种场合? (2)铸铁和钢的区别是什么?普通碳钢与优质碳钢的区别是什么? (3)什么叫做合金钢，与碳钢相比有何优缺点7
(4)选择机械零件材料时，通常考虑的机械性能、物理化学性能和工艺性能有哪些？ (5)为节约原材料，尤其是节约贵重材料而选用廉价材料时，可采取哪些具体措施? 举例说明之。
(6)选用机械零件材料时，应考虑的基本要求有哪些?
(7)机械零件在进行结构没计时，主要应从哪些方面去考虑和改善它的结构工艺性? 复习与思考
(1)零件的名义载荷与计算载荷，两者之间的区别及其关系如何？ (2)何谓机械零件的强度?它可以分成哪两类?各举两个实例。 (3)强度条件的一般形式有哪些？并说明式中各符号代表的意义。 (4)机械设计中常用的强度理论有哪几个?各适用于何种场合？
(5)对零件的工作应力应如何进行分类？承受拉伸载荷的零件就一定产生拉伸应力吗？
如果不是，试举例说明。
(6)稳定循环交应力的主要参数有哪些，它们的相互关系怎样?
(7)变载荷下一定产生变应力，那么静载荷下也一定产生静应力吗?举例说明之。 (8)下列零件均受静载荷作用(见图)，试判断零件上A点的应力性质(拉、压、 弯、扭或接触应力)，是静应力还是变应力?应力变化的规律(即应力变化循环特性系数r 的大小或范围)及应力变化图(即σ-τ图)是怎样的？
(9)什么是疲劳曲线？试用图线描述碳钢材料的疲劳曲线形状，说明应力循环次数N与 疲劳极限?r的关系。有色金属及高硬度合金钢的疲劳曲线又是怎样?
(14)影响零件疲劳强度的因素有哪些，如何影响？零件疲劳强度的综合影响系数K?和
K?如何定义，计算公式怎样?
4-5 某旋转轴受径向力F＝10kN作用如图所示，已知跨距L＝2m，直径d＝50mm，轴的角速度为ω．求中间剖面上A点的应力随时间变化的表达式，并求A点的?max、?min、
?a和?m
4—12已知试件的对称循环疲劳极限??1 =240Nmm，屈服极限?s＝360Nmm，平均应力折合成应力幅的等效系数??＝0．2， 试按比例画出该试件的极限应力简化线图，并在图上量出该试件在受到应力为：?m＝200Nmm，r＝1／3时，按r=c; ?m=c; ?min=c三种情况下的极限应力值。
4-14一铬镍合金钢制成的零件，在危险剖面上的最大工作应力为?max＝280Nmm，最小工作应力为?min＝-80Nmm，该剖面处的有效应力集小系数k?＝1.32，尺寸系数??＝0.85、表面状态系数??＝0.90，该合金钢的机械性能为：?B＝900Nmm，?s＝800Nmm，??1＝440Nmm及?0＝800Nmm，试：
1) 按比例绘制零件的极限应力简化线图；
2) 按r＝C情况，求对应的极限应力幅?ae?，极限平均应力?me?和极限应力?max?; 3) 故r＝C情况，校核此零件在该危险剖面上的安全系数S?。 第五章
一、选择与填空题 1． 1 _2_ 3__ 2．_ 3 _1___ 1 _ 3 222222222说明：自锁：???。两者数值越接近，自锁性能越差；数值相差越大，自锁性能越好。 螺纹传动效率：??tg?/tg(???)。?增大，?增大；
增大，?减小。
牙型角?与当量摩擦系数大。
f?间的关系是：
ff??cos(?/2)。当?增大，
f?增大，
?增
3．__2__。 4．_ 90_％ _螺纹根部_ 5．_3_ 6． 4 7. C 8. B 9. A 10. A
11. B 12. A 二、分析与思考题
1．[见P60页表5-1。联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。] 2．[螺纹联接在冲击、振动或变载作用下，或当温度变化较大时，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，或由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松驰等，会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致联接松动，甚至松开。防松例子见P68表5-3]
3．[P70。普通螺栓联接：对受拉螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；对于受剪螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。铰制孔用螺栓用抗剪切来承受外载荷，螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压；在联接接合面处，螺栓杆则受剪切。因此，应分别按挤压及剪切强度条件来计算。]
4．紧螺栓靠预紧力产生的摩擦力来抵抗横向载荷，在抵抗横向载荷过程中，外载荷可能发生变化，但预紧力不会发生变化，因此螺栓上的应力为静应力。[P85降低螺栓疲劳强度的应力幅。非对称循环变应力]
5．[P83。根据螺母的性能等级不应低于与之相配螺栓的性能等级这一要求，螺母可选用9级。小数点前的数字代表材料的抗拉强度极限的1/100(材料的屈服极限（
?B/100)，小数点后的数字代表
10?S/?B）。]
?S或
?0.2）与抗拉强度极限（
?B）之比值的10倍（
6．[P84。不控制预紧力的普通螺栓联接，其安全系数大小与螺栓直径有关，其安全系数S随螺纹直径增大而减小，因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载，故采用加大安全系数的方法来弥补可能产生的过载。]
7．[P85-86。紧螺栓所受工作拉力在0～F间变化，则螺栓所受总拉力将在
F0F2之间