机械设计 作业集答案

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1、1绪论1、机器的基本组成要素是什么？机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？在相互联接方面，机器与零件有着相互制约的关系；在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于

2、各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。2机械设计概论1、简述传动装置的功用。传动装置介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，

3、则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。3、设计机械零件时应满足哪些基本要求？机械零件的基本设计要求有：避免在预定寿命期内失效的要求；结构工艺性要求；经济性要求；质量小要求；可靠性要求。4、简述机械零件的一般设计步骤？机械零件的一般设计步骤是：（1）选择零件的类型和结构；（2）计算作用载荷；（3）选择材料；（4）确定基本尺寸；（5）结构设计；（6）校核计算；（7）绘图和编写技术文件。5、机械零件的常规设计方法有哪些？（1）理论设计：根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的

4、设计称为理论设计。理论设计中常采用的处理方法有设计计算和校核计算两种。前者是指由公式直接算出所需的零件尺寸，后者是指对初步选定的零件尺寸进行校核计算；（2）经验设计：根据从某类零件已有的设计与使用实践中归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的办法所进行的设计；（3）模型实验设计：对于一些尺寸巨大而且结构又很复杂的重要零件件，尤其是一些重型整体机械零件，为了提高设计质量，可采用模型实验设计的方法。6、什么是机械零件的标准化？实行标准化有何重要意义？零件的标准化就是对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、制图要求等制定出

5、各种各样大家共同遵守的标准。标准化的意义主要表现为：1）能以最先进的方法在专门化工厂中对那些用途最广的零件进行大量、集中的制造，以提高质量、降低成本；2）统一了材料和零件的性能指标，使其能够进行比较，提高了零件性能的可靠性；3）采用了标准结构及零、部件，可以简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量，同时也简化了机器的维修工作。3机械零件的强度1、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？在设计中可以采用哪些措施提高机械零件的疲劳强度？影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件几何形状、尺寸大小、加工质量及强化因素。零件设计时，可以采用如下的措施

6、来提高机械零件的疲劳强度：1）尽可能降低零件上应力集中的影响是提高零件疲劳强度的首要措施。应尽量减少零件结构形状和尺寸的突变或使其变化尽可能地平滑和均匀。在不可避免地要产生较大的应力集中的结构处，可采用减荷槽来降低应力集中的作用；2）选用疲劳强度大的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺；3）提高零件的表面质量；4）尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。2、已知某材料的MPa，循环基数取，m=9，试求循环次数N分别为7000，25000，620000次

7、时的有限寿命弯曲疲劳极限。由公式得N1=7000时N2=25000时N3=620000时3、已知一材料的力学性能MPa，MPa，，试按比例绘制该材料的简化极限应力线图。【解】由公式3-6得简化极限应力线图上各点的坐标分别为按比例绘制的简化极限应力线图如图所示。4、如在题3中取零件的，零件危险截面上的平均应力，应力幅，1）按比例绘制该零件的简化极限应力线图，并在图上标出工作点M；2）分别按和在零件的简化极限应力线图上标出极限应力点S1和S2；3）分别按和求出该截面的计算安全系数。1）绘制零件的简化极限应力线图零件极限应力线图上各点的坐标

8、分别为：工作点M坐标为2）标出极限应力点S1和S2和时在零件的简化极限应力线图上的极限应力点S1和S2如图所示。3）按和求该截面的计算安全系数显然，两种情况可能的失效形式均为疲劳失效。故安全系数分别为：时时4摩擦、磨损及