机械设计复习习题及参考答案.pdf

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1、第一章1-1机械的基本组成要素是什么？机械的基本组成要素是机械零件1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。如齿轮、轴、螺钉等。构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。1-3什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。专用零件在特定类型的机器中

2、才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。第二章2-1以台完整的机器通常由哪些基本部分组成？各部分的作用是什么？一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。2-2设计机器时应满足哪些基本要求？设计机械零件时应满足哪些基本要求？设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、

3、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。2-3机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？机械零件常见的失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。2-4什么是零件的强度要求？强度条件是如何表示的？如何提高零件的强度？强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。强度条件为σ<[σ]。提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，提高

4、材料的力学性能；d、提高运动零件的制造精度，降低工作时的动载荷；e、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。2-5什么是零件的刚度要求？刚度要求是如何表示的？提高零件刚度的措施有哪些？刚度要求是零件在工作时所产生的弹性变形不超过允许的限度。刚度条件：y≤[y]θ≤[θ]ψ≤[ψ]式中，y、θ、ψ分别是零件工作时的挠度、转角和扭角；[y]、[θ]、[ψ]分别是相应的许用挠度、转角和扭角。提高零件刚度的措施：提高零件整体变形刚度的措施：增大零件截面尺寸或增大截面惯性矩；缩短支承跨距或采用多支点结构。提高零件表面接触刚度的措施：增大贴合面以降低压力；采用精加工以降低表面

5、不平度。2-6零件在什么情况下会发生共振？如何改变零件的固有频率？某一零件的固有频率与激振源的频率重合或成整数倍关系时，零件会发生共振。改变零件及系统的刚性；改变支承位置；增加或减少辅助支承可改变零件的固有频率。2-7什么是可靠性设计？它与常规设计有何不同？零件可靠度的定义是什么？可靠性设计：通过概率与统计的方法来分析和处理设计变量而进行的产品设计。与常规设计比：把设计变量当作随机变量而不是确定性变量来看待。零件的可靠度：在规定的使用时间内和预定的环境条件下，零件能够正常完成其功能的概率。2-8机械零件设计中选择材料的原则是什么？载荷、应力的大小和性质；零件的工作情况；

6、零件的尺寸及质量；零件结构的复杂程度及材料的加工可能性；材料的经济性；材料的供应情况。2-9指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义HT150：最低抗拉强度为150MPa的灰口铸铁；ZG230-450：最低屈服强度为230MPa、最低抗拉强度为450MPa的铸钢；65Mn：含碳量为0.65%、含Mn量小于1.5%的合金钢；45：含碳量为0.45%的优质碳素结构钢；Q235：普通碳素结构钢，屈服强度为235MPa；40Cr：中碳合金钢，含碳量为0.40%，含铬量<1.5%；20CrMnTi：低碳合金钢，含碳量为0.20%，含铬、锰、钛量<1.5%；ZCuSn10P

7、b5：铸造锡青铜，含锡量为10%，含铅量为5%第三章3-1零件表面的强化处理方法有表面化学热处理、高频表面淬火、表面强化加工等。3-2零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之降低。3-3机械零件受载时，在截面形状突变处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而增大。3-4在载荷和几何形状相同的情况下，钢制零件间的接触应力大于铸铁零件间的接触应力，这是因为钢材的弹性模量大于铸铁的弹性模量。3-5两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值相等。3-15影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？提高机