机械设计复习终极版.概要
一、单项选择、填空题
1．45号钢经调质后的对称循环疲劳极限σ-1=307Mpa, 应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线指数m=9,当实际应力循环次数N=106时,有限寿命的疲劳极限σ-1N 为②367 MPa。
①257 ②367 ③474 ④425
2、与楔平键联接相比，④不是普通平键联接的特点。
①对中性好②靠侧面挤压传递载荷
③可周向定位④可轴向定位
3、平键联接的主要失效形式是键的工作面①。
①压溃②磨损③疲劳点蚀④胶合
4、采用螺纹联接时，若被联接件厚度较大，材料较软，强度较低，且需经常拆卸的情况下，
一般宜用③。
①普通螺栓联接②螺钉联接③双头螺柱联接④铰制孔螺栓联接
5、齿轮传动的载荷系数中,动载系数K v除决定于齿轮的圆周速度v以外,还与②有关。
①齿面粗糙度②齿轮制造精度③轮齿宽度④端面重合度
6、设计带传动时，使小带轮直径d min≤d d1的主要目的是为了①。
①减小带的弯曲应力②减小带的线速度③增大有效拉力④增大包角
7．将齿轮做成鼓形齿轮的主要目的是为了减小④ .
①使用系数②动载系数
③齿间载荷分配系数④齿向载荷分布系数
8、开式、半开式齿轮传动目前仅按③进行计算，并将模数适当扩大。
①齿面抗磨损能力②齿面接触疲劳强度
③齿根弯曲疲劳强度④齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度
9、两对标准直齿圆柱齿轮传动, 第一对:模数m=4mm, 齿数z
1=42，z
2
=158；第二对：模
数m=8mm，齿数z
1=21,z
2
=79，若其他条件均相同,则第一对齿轮的齿面接触强度
比第二对③。
①. 高②. 低③.无高低之分④.时高时低
10、螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则_④____
①当量摩擦系数越小,自锁性能越好②当量摩擦系数越小.自锁性能越差
③当量摩擦系数越大,自锁性能越差④当量摩擦系数越大,自锁性能越好
11、当滑动轴承润滑油中有硬质颗粒时，希望硬质颗粒③。
①嵌入轴颈表面②既不嵌入轴颈表面也不嵌入轴承表面
③嵌入轴承表面④既可以嵌入轴颈表面也可以嵌入轴承表面
12、设计轴系时，若载荷平稳，转速较高，径向力和轴向力大小相差不大时，宜选②。
①深沟球轴承②角接触球轴承
③推力调心滚子轴承④圆锥滚子轴承
13、用弯扭合成强度条件计算轴的强度时，公式
()
]
[
1
2
2
-
≤
+
=σ
α
σ
W
T
M
ca
中系数α
是考虑④转矩和弯矩的性质不同。
①计算公式不准确②材料抗弯与抗扭的性能不同
③载荷计算不准确④转矩和弯矩的性质不同
14、为使润滑油容易进入滑动轴承的承载区以形成油膜，最好②。
①在承载区开油槽②在非承载区开油槽
③在承载区和非承载区均开油槽④在轴向中间，开周向油槽
15、受轴向外载荷的紧螺栓联接中，如果降低螺栓刚度，而被联接件刚度，预紧力和工作
载荷均不变，则螺栓总拉力①、残余预紧力①、螺栓静强度②、螺栓疲劳强度②。
①降低②提高③不变④不确定
16、在①情况下，滑动轴承润滑油的粘度不宜取得太高
①低速重载②高速轻载③人工滴油润滑④环境温度高
17、当仅受径向载荷、轴的刚度较大、要求径向尺寸较小时应选用③
①圆锥滚子轴承②调心球轴承③滚针轴承④角接触球轴承
18、在做轴的疲劳强度校核计算时，对于一般转轴，轴的弯曲应力应按④考虑，而扭转剪应力通常按①考虑。
①. 脉动循环变应力②. 静应力
③. 非对称循环变应力④. 对称循环变应力
19、若要求齿轮能沿轴向滑动，周向相对固定，则应选择④联接。
①斜键②双切向键③半圆键④花键
20、④不是牙嵌式离合器的优点。
①．结合可靠②. 承载能力大③. 结构紧凑④结合平稳
21、在以下联接中，③属于可拆联接。
①．铆接②. 焊接③. 螺纹联接④. 大过盈量的紧配合
22、下列措施中，不利于减轻和防止齿轮磨粒磨损的是④。
①．降低滑动系数②．减少齿面粗糙度值
③.经常更换润滑油④．降低齿面硬度
23、下列齿轮传动中，①传动属于平面相交轴传动。
①．直齿圆锥齿轮②．直齿圆柱齿轮外啮合
③．人字齿轮啮合④．蜗杆蜗轮
24、对于标准斜齿圆柱齿轮传动，主要根据③选择齿形系数Y F。
①．齿轮的模数②．分度圆上螺旋角
③．齿轮的当量齿数④．分度圆直径
25、普通V带带轮轮槽角φ③。
①. =40°②. >40°
②. <40°④. ≤30°
26、在标准蜗杆传动中，模数m 不变，如提高蜗杆特性系数q ，将使蜗杆的刚度 ① 。 ①. 增加 ②. 减少
③. 不变 ④.或增加，或减少
27、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳强度的主要应力成分是 ③ 。
①．最大应力σmax ②．平均应力σm ③．应力幅σa ④．最小应力σmin
28、带传动在正常工作时，带的紧边拉力F1、松边拉力F2、初拉力F0 之关系
式为 F1+F2=2F0 。
29、机械零件的剖面形状一定，若剖面的绝对尺寸增大，则其材料的疲劳极限将
增大。 X 。
30、如一零件的应力循环特性r=0.6,σa=80Mpa,则此时σm ＝ 320 ,
σmax= 400 ，σmin ＝ 240 。
31、塑性材料制作的零件、受静应力的作用，强度计算时应取 屈服极限 作为极限应力。
32、某材料，对称循环疲劳极限-1=270ＭＰａ，应力循环基数Ｎ０＝５?１０６，疲劳曲线
指数
m=9，当实际循环次数Ｎ＝５?１０７时，极限应力 270 ＭＰａ。
33、疲劳曲线描述相同的 应力比 ，不同循环次数时疲劳极限与循环次数的关系。
34、 设计一台机器，包含以下几个阶段：a.技术设计阶段;b.总体设计阶段;c.计划阶段，
它们进行的顺序大体是 ④ 。
①. a →c →b ②. b →a →c ③. b →c →a ④. c →b →a
35、 静应力的应力比r ④ 。
①．r=-1 ②. r=0
③．r=-0.5 ④. r=1
36、 零件受到的变应力由 ③ 产生。
①. 静载荷 ②. 动载荷 ③. 静载荷或动载荷 ㈣. 载荷系数
37、 对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳强度的主要应力成分是 ③ 。
①. 最大应力σmax ②. 平均应力σm
③. 应力幅σa ④. 最小应力σ
min
38、 普通平键联接的失效形式为 ④ 。 ①. 疲劳点蚀 ②. 打滑 ③. 磨损 ④. 压溃
39、设计键联接时，键的剖面尺寸b×h 通常根据 ④ 。
①. 传递功率的大小 ②. 传递转矩的大小
③. 轮毂的长度 ④. 轴的直径
40、 V 带传动在正常工作时，有效拉力等于（ ① ）。
①. v P 1000。 ②. 1
10+-fa fa e e F 。 ③. 初拉力的两倍。 ④. 紧边与松边的拉力和。
41、 V 带传动采用张紧轮张紧时,张紧轮宜安排在什么位置? ② 。
①.紧边内侧靠近大带轮 ②.松边内侧靠近大带轮
③.紧边外侧靠近小带轮④.松边外侧靠近小带轮
42、直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以③的当量圆柱齿轮为计算基础。
①. 小端②. 大端
③. 齿宽中点处④. 端面
43、齿轮接触疲劳强度计算公式中，接触应力是按（③）处参数计算的.
①. 齿顶圆。②.齿根圆。③.节圆。④.基圆。
44、齿面硬度HBS>350钢齿轮的制造工艺过程为①。
①. 加工齿坯→滚齿→淬火→磨齿②. 加工齿坯→滚齿→磨齿→淬火
③. 加工齿坯→淬火→滚齿→磨齿④. 加工齿坯→淬火→磨齿→滚齿
45、有四类轴承：（a）深沟球轴承；（b）接触角较大的角接触球轴承；（c）推力调心滚子轴承；（d）圆锥滚子轴承。若载荷平稳，转速较高，同时承受较大的径向力和轴向力，宜选②类轴承。
①. （a）②. （b）
③. （c）④. （d）
46、轴和轮毂的周向定位常用方法之一是④定位。
①. 轴用弹性挡圈②. 轴肩③. 圆螺母联接④. 键联接
47、对联轴器的工作要求之一是③，
①. 承载能力要小。②. 载荷大小不变
③.适应两轴的相对位移。④. 结合平稳、分离迅速。
二、填空题、判断题
1、对齿材料选择及热处理要求是齿面硬，齿芯韧。
2、开式齿轮传动的主要失效形式是磨损设计时一般按齿根弯曲疲劳条件性计算。
3、影响零件疲劳强度的主要因素有应力集中、尺寸、表面状态。
4、一批滚动轴承，正常使用情况下，当达到基本额定寿命时，约有90 %的轴承仍能正常使用。
5、蜗杆传动较理想的材料组合是钢蜗杆铜蜗轮 ;通常的传动形式是以蜗杆为主动件。
6、斜齿圆柱齿轮的当量齿轮的齿数为Z V=Z/COS3β,模数是原斜齿圆柱齿轮的法面模数。
7、受变应力作用的零件，按有限寿命进行强度计算时极限应力取____ A _____。
A．σrN B．σS C．σB D．rσ
8、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳强度的主要应力成分是 C 。
A．最大应力σmax B．平均应力σm C．应力幅σa D．最小应力σmin
9、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制比压p的主要目的是防止过度磨损，限制pv的主要目的是防止过热。
10、为了使相对运动的两表面形成流体动压润滑，从而减轻摩擦磨损，为此要设法降低二
者的相对运动速度。（ A ．正确 ）
11、其它条件不变，采用粘度高的润滑油，可以延迟零件表面发生疲劳点蚀。（ A ．正确 ）
12、轴在对称循环弯曲变应力的反复作用下，表面会发生疲劳点蚀。（ B ．错误）
13、采用高强度和低强度钢制造的相同尺寸的两根轴，二者的刚度相差不大。（ A ．正确
14、）机械零件受变应力作用时，典型的变化规律有 r=c 、δmin=c 和 δm=c, 。
15、螺纹连接防松中，按防松原理归类，对顶螺母属于 摩擦 防松、弹性垫片属于 摩擦
防松、串联钢丝绳属于 机械 防松。
三、简答题
1）一圆柱齿轮传动，大、小齿轮齿根弯曲应力是否相等？满足什么条件时大、小轮齿
根弯曲强度相等？答：不相等δF=（KF t /bm ）Y Fa YsaY ε Y Fa1Ysa1/[δF]1= Y Fa2Ysa2/[δF]2
2）简述普通平键连接的一般设计步骤。
选键-键高、键宽-键长-强度校核
3）试说明带传动中，产生弹性滑动和打滑的原因。能否避免弹性滑动和打滑？
答：现象上弹性滑动发生在局部接触弧长，打滑沿整个轮面；本质上弹性滑动是不可避免的因为带是弹性体要传动必存
在拉力差，打滑是可以避免因为驱动力F 驱〉F 阻，M 驱〉M 阻 4）齿轮强度计算中，在载荷系数由哪几部分组成？简述影响动载系数的主要因素。
答：载荷系数由使用系数，动载系数，齿间载荷分配系数和齿向载荷分布系数；影响动载系数的主要因素：齿轮的制造精度及圆周速度.
5）什么是滚动轴承的基本额定动载荷及基本额定寿命？
答：基本额定寿命 ：一批轴承90%轴承未出现点蚀以前所经历的工作小时数或工
作圈数。基本额定动载荷：基本额定寿命为10 r 时轴承能承受的最大载荷
6）为什么闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？如果温升过高，应采取哪些措施？
答：由于闭式蜗杆传动的效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量，如果产生的热量不及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会破坏润滑状态，从而导致系统进一步恶化。 措施：（1）加散热片以增大散热面积；（2）加装风扇以加速空气流通。 （3）加冷却管路或散热器冷却。
7）齿轮传动常见的失效形式：
答：轮齿折断，齿根弯曲折断，齿面点蚀，磨损，胶合
8）形成流体动力润滑的必要条件：
答：1．楔形空间 2。一定的相对速度，大口进，小口出 3充满一定粘度的润滑油
9）分别用箭头指出下图各键联接的工作面,并标出各键联接的名称.
A 半圆键 b 楔键 c 切向键 d 普通平键
6
四.分析题
1已知两级斜齿轮减速器用于减速传动，
1）(选择)该传动系统的输入轴是__①I轴_____.
①I轴②II轴③ III轴
2）齿轮4转向如图，在图上标出各轴的转向。
3）为使轴Ⅱ的轴向受力尽量小，要求：在图上标出齿轮2、齿轮3所受的圆周力、径向力和轴向力的方向。
4）齿轮1的螺旋线方向为（右），齿轮2的螺旋线方向为（左）；
齿轮3的螺旋线方向为（左）
2分析题：图示蜗杆圆锥传动，已知蜗杆主动，螺旋线为左旋，试分析：
1)若要求II轴的轴向力尽量小，在图上标出各轴转向；
2)蜗轮的螺旋线方向；
3)标出蜗轮2以及锥齿轮3的啮合力（F ti、F ai、F ri）方向。
Fa1
Ft3
Fa2 Fr2
Fa3
Fr3
3如图所示蜗杆-斜齿轮-蜗杆三级传动系统，已知蜗杆1和5螺线均是单头，蜗轮6螺旋线方向为左旋，试问：
1.(选择)该传动系统用于②减速传动较好，输入轴是_______.
①增速②减速③I轴④IV轴
2.蜗轮6转向如图.为使轴Ⅱ和Ⅲ的轴向受力尽量小，要求：在图上标出各轴的转向。
3.在图上标出蜗轮2、齿轮3、蜗杆5所受的圆周力、径向力和轴向力的方向。
4. 蜗杆1的螺旋线方向为（右），蜗轮2的螺旋线方向为（右）；
齿轮3的螺旋线方向为（右），齿轮4的螺旋线方向为（左）；
蜗杆5的螺旋线方向为（右）。
五、作图题
1已知某材料的对称循环疲劳极限-1=170MP a，脉动循环疲劳极限0=280MP a，屈服极限
s=260MP a；零件的应力综合影响系数K=1.5，寿命系数K N=1；零件危险截面上的应力幅a=40Mpa、应力的变化规律是应力比r=0保持不变.。要求：
1.画出零件的极限应力线图，在图上标出应力工作点。
2.零件的可能失效形式是。
3.计算零件的安全系数。
2 已知某材料的对称循环疲劳极限σ-1=170MPa，脉动循环疲劳极限σ0 =280MPa，屈服极限
σs =260Mpa；零件的应力综合影响系数Kσ=1.5,寿命系数K N=1；零件危险截面上的最大
应力σmax =120Mpa、应力的变化规律是循环特征为常数(r=0.5)。要求
1、画出零件的极限应力线图。
2、零件的可能失效形式是。
3、计算零件的安全系数。
六．计算题
1一轴承座用四个普通螺栓与机座相联接，轴承座受到载荷P=5000N 的作用，受力情况和尺寸如图所示。若螺栓和被联接件的刚度分别为C b 和C m ，且C m =4C b ，接合面的摩擦系数f =0.15，防滑系数K s =1.2。试求：
1） 螺栓所需的最小预紧力F 0；
2） 受载最大的螺栓所受的总拉力F 2max .
解：1）①考虑到轴承座会与机座产生相对滑移
的可能，故要求螺栓残余预紧力F1为ZF 1fi ≥KsP
由题意知 f=0.15 ,i=1，Z=4，Ks=1.2，P=5000N
→F 1≥KsP/Zfi=1.2x5000/4x0.15x1=10000N
外载荷P 引起倾覆力矩M=Px100=500000N.mm
该力矩引起螺栓产生的工作拉力F 为
F=MxLmax/∑ Li =100xPx100/4x100 =1250 N
依据公式 F 0=F1+（1-Cb/Cb+Cm ）F=10000+1000=11000 N
2
）F2max=F0+ Cb/Cb+Cm F=11250 N 2一薄钢板用两个普通螺栓联接在机架上，尺寸如图所示（单位mm ）。薄钢板与机架间的摩擦系数f =0.12，防滑系数K s =1.2。薄钢板受到平行于结合面的力P=2000N 作用。求螺栓的
最小预紧力F 0 解 ：由图分析右侧螺栓危险 F=P/2+T/100=3P=6000 N F 0f ≥K S F F0≥K S F/f=6000 N 3如图示，汽缸内气体工作压强 p=0.8 MPa, 汽缸内径D=400 mm,联↑↑接螺栓数z=12，要保证联接紧密性要求（即F 1=1.8F ）,设螺栓为5.9级，取安全系数s=1.5，要保证联接强度，试计算所需的螺栓最小直径。
解：计算单个螺栓的总拉力F ∑
F ∑=P x 1/4πD =0.8 x 1/4x3.14x400 =10.048 KN
单个螺栓所工作载荷F F= F ∑/Z=10.048/12=8.37 N
单个螺栓所受的总拉力F2 F2=F1+F=13.44 KN
按强度计算单个螺栓最小直径d1
Z i
2 2 2 2 2
1.3F2/（1/4πd1 d1 ）≤[δ]
又因为螺栓等级5.9级，S=1.5 [δ]=450/1.5=300MPa
d1≥π[δ]4x1.3F2/=8.6 mm
4图示轴上圆盘受到径向载荷F re =2500N ，轴向载荷F ae =500N ；采用一对30207轴承支承，已知r=160mm ，L 1=320mm ，L 2=200mm ，轴的转速n=960r/min ，圆锥滚子轴承派生轴向力的计算公式F d =F r /3.2 ；载荷系数f p =1.25 ，30207轴承的基本额定动载荷C=51.5KN ；
当量动载荷 ???
????>+≤=时当时当 375.0
F )6.14.0( 375.0F F a r a a r p r p F F f F f P 试分别计算两轴承的额定寿命L h 。
解：∑ M2=0 F r 1 x520+500 x160=2500x200 ， F r 1=807.69 N ∑Y=0
F r 2=F re - F r 1=2500-807.69=1692.3 N
F d1=F r 1/3.2=807.69/3.2=252.4 N
F d2=F r 2/3.2=1692.3/3.2=528.84 N
F a2 = F d1 + F ae =252.4+500=752.4 N
F a1= F d1=252.4 N P 1= F a1/ F r 1=252.4/807.69=0.312≤0.375 P 1=f p F r 1=1.25 x807.69=1.009KN P 2= F a2/ F r2=752.4/1692.3=0.444≥0.375 P 2= f p （0.4 F r2+1.6 F a2）=2.345 KN L H =10 /60n （C/P ）= 10 /60x960（51.5/2.345）=18452 h
5某轴由一对30207轴承支承如图所示，已知两轴承分别受到的径向载荷为F r1=3000N ，F r2=6000N ，且轴上作用有轴向载荷F ae =3000N ，常温下工作，转速n=1450r/min ，试计算此对轴承的轴向力。注：圆锥滚子轴承派生轴向力的计算公式 F d =F r /3.2 ； →→解： F d1=F r 1/3.2 =3000/3.2=937.5 N ；
F d2=F r2/3.2 =6000/3.2=1875 N
“压紧” 轴承1 F a1 = F d2 + F ae =1875+3000=4875 N
“松边”轴承2 F a2 = F d2 =1875 N F r2 F r16000 3000 6 ε 6
6 某轴由一对30207轴承支承如图，已知两轴承分别受到的径向载荷为F r1 =3000N,F r2 =6000N,且轴上作用有轴向载荷Fae=3000N,常温下工作，转速n=1450r/min,试计算此对轴承的额定寿命L h 。
注：圆锥滚子轴承派生轴向力的计算公式F d =F r /3.2，30207轴承的基本额定动载荷C=51.5KN;载荷系数fp=1.5,当量动载荷P 如下式：
()???
????>+≤=
当
时当375
.0 6.14.0375.0
r a a r p r a r p F F F F f F F F f P 解：Fd1=Fr1/3.2=3000/3.2=937.5N
Fd2=Fr2/3.2=6000/3.2=1875N
又Fd2+ F ae ﹥Fd1 所以轴2放松：Fa2= Fd2=1875N
所以轴1压紧：Fa1= Fd2+ F ae =1875+3000=4875N
七、综合题
1 有一带式运输机，已知其转速为n 电机=955r/min ，预紧力
F 0=200N,mm d d 2001=,mm d d 4002=,5,421==ααf f e e ,试求单根V 带传动能传递的功率P.解：V==3.14d d1n 1/60x1000=3.14x200x955/60x1000=10m/s
因为P=FecV/1000
Fec=2F 0（11/-11+ααf f e e ）=2x200x0.6= 240 N
P=240 x 10/1000=2 .4KW
八、指出图中的结构错误，简要说明错误原因，并画出正确的结构图。
1
F r2 F r1 F ae
2指出图示轴系的结构错误及不合理处，并画出完整的正确结构图。（对于轴上圆角，倒角，越程槽，退刀槽等不必指出）
3 简述图示轴系中不合理或错误之处,并简要说明错误的原因。
机械设计概论复习题
机械设计概论复习题 一、判断题： Y 1、当材料的循环次数超过其循环基数No时，材料进入无限寿命区。 N 2、材料的极限应力图可用于分析该材料在不同循环特征系数下的应力极限。 Y 3、材料的极限应力图可用于分析该材料所制零件在不同循环特征系数下应力极限。 N 4、为提高螺栓的疲劳强度，可以加大螺栓直径。 Y 5、阶梯轴轴肩处采用圆角过渡可提高轴类零件的疲劳强度。 N 6、材料允许的循环次数越多，其对应疲劳极限应力越大。 Y 7、当转动的零件上受静载荷作用时，其上也可能产生变应力。Y 8、机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 Y 9、影响零件疲劳强度的综合影响系数Kσ及零件尺寸、应力集中、表面状态等因素有关。 二、选择题 1、寿命系数应用于AC。 A.稳定变应力疲劳强度计算 B.规律性不稳定变应力疲劳强度计算 C.静应力疲劳强度计算 D.静强度计算 E.其它
2、表示材料受B载荷作用的疲劳极限。 A.静 B.对称循环 C.脉冲循环 D.其它 3、表示D之间关系曲线叫疲劳曲线。 A、应力和时间t B、应力幅和平均应力 C、疲劳极限和应循环次数N D、疲劳极限和应力循环次数 4、表示B之间关系的曲线叫极限应力曲线 A、应力σ和时间t B、应力幅σa和平均应力 C、疲劳极限和应循环次数N D、疲劳极限和应力循环次数 5、为变应力的循环特性。 6、机器寿命长，其B也长。 A、磨合阶段 B、稳定磨损阶段 C、磨合+稳定磨损阶段 7、按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，公式中折合系数α是考虑D。 A、材料抗弯及抗扭的性能不同； B、强度理论的要求； C、轴的结构设计要求； D、弯曲应力和扭转切应力的循环特性不同 8、四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力的应力比r分别为+1、0、-0.5、-1，则其中最易发
机械设计基础(第三版)课后答案(1-18节全)
机械设计概述 1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段： 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2常见的失效形式有哪几种？ 答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？ 答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4标准化的重要意义是什么？ 答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
摩擦、磨损及润滑概述 2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？ 答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。
机械设计的发展历史
机械设计的发展历史 摘要：设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计。同时也要求设计人员不仅有丰富的专业知识，而且要掌握先进的设计理论，设计方法及设计手段，科学的进行设计工作，这样才能及时得到符合要求的产品。 关键词：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计 主要内容： 1 机械设计发展的三个阶段 机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面就按时间来划分，把机械设计发展史划分为三个阶段来论述。 1.1 第一阶段：机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“断木为杵，掘地为舀”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的的地位。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。世界其它的国家也有不少机械的成果。但这些设计多是凭设计者的经验完成的缺乏必要的，有一定精度的理论的计算。 1.2 近代机械设计 17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴起，提出了许多技术部题，1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。在这些机构中工作的意大利人伽里略（1564~1642）发表了自由落体定律，惯性定律，抛物体运动，还进行过梁的弯曲实验；英国人牛顿提出了到家动的三大定律，1688年，他提出
机械设计课后习题答案-徐锦康-top
机械设计答案 第1章机械设计概论 1－2 设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：1、功能要求 满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。 2、安全可靠性要求 （1）使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。 （2）能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。 （3）对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。 3、经济性 在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。 4、其他要求 机械系统外形美观，便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。 1－4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系？常用的设计准则有哪些？它们各针对什么失效形式？ 答：在设计中，应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。它是设计机械零件的理论依据。 常用的设计准则有： 1、强度准则：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。 2、刚度准则：确保零件不发生过大的弹性变形。 3、寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。 4、振动稳定性准则：高速运转机械的设计应注重此项准则。
机械设计——中国机械发展史
中国机械发展史 摘要：如果说书籍是人类精神文明进步的阶梯，那么机械无疑是人类物质文化前进的动力。作为有五千年历史的大国，中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大的贡献。 关键词：发展史、传统机械、近代机械、现代机械 我国机械的发展大致可以分为三种：早期的传统机械；中期的近代机械；发展至今的现代机械。 传统机械方面，我国在很长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。 一、传统机械 传统机械发展这一时期是中国机械发展的第一个时期，然而石器的使用标志着这一时期的开始。青铜器的出现，铁器的使用标志着我国传统机械的发展进入了一个新的时期。唐宋时期我国传统机械发展进入一个高水平发展的时期。 石器时代：初期出现了磨制的石器，弓箭等一些简单的机械制造。到新石器时代对石器的选择、切割、磨制和钻孔等有了更高的要求，以及出现了桔槔、辘轳等复合机械工具和原始纺织机、制陶转轮等较复杂的机械，这都反映了这一阶段机械的发展水平有了显著的提高。但这一时期在动力方面只有人力、畜力等并用。在材料方面多以石质材料为主发展为以木、铜质材料为主。 商周时期：这一时期青铜冶铸技术达到了高潮。青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生。到商中期已广泛使用分铸法等先进工艺，体现出机械工程的不断进步。并且这一时期机械在结构方面由简单工具发展为复合工具和较为复杂的机械。在原理方面从杠杆、尖劈等原理的利用发展为对惯性、摩擦、弹性和重力等原理的利用。在制造工艺方面经历了由石器制造工艺向铜器和其他机械工艺的转变。这充分说明在这一时期中国传统机械技术已经形成并有了
机械设计习题集(新)
机械设计习题集(新) 第1章机械设计概论 思考题 1. 什么是部件？什么是零件？什么是构件？什么是通用零件？什么是专用零件？机械设计 课程研究的是哪类零件？从哪几个方面来研究这类零件？ 2. 机械设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本要求？ 3. 机械设计的一般步骤是怎样的？ 第2章机械零件的工作能力和计算准则 一、填空题 1. 在压力作用下，以点、线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。 2. 零件在变应力作用下的强度计算属于强度计算，它不同于静强度计算。 3. 零件的计算载荷与名义载荷的关系是。 4. 零件的名义载荷是指载荷。 5. 零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件的强度影响，将在中考虑。 二、简答与思考题 1. 解释下列名词：静载荷、变载荷、稳定循环变载荷、动载荷、工作载荷、额定载荷、计算 载荷、静应力、变应力、疲劳及疲劳极限。静载荷是否一定产生静应力？变载荷是否一定产生变应力？ 2. 什么是变应力的循环特性r？对于静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力，其r值各等 于多少？ 3. 在一定的循环特性r下工作的金属试件，其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联 系？怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命？怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限？ 4. 两个曲面形状的金属零件相互压紧，其表面接触应力的大小由哪些因素确定？如果这两个 零件的材料、尺寸都不同，其相互接触的各点上彼此的接触应力值是否相等？ 三、计算题 1. 图示为对心直动滚子从动件凸轮机构。从动件顶端承受压力F=12kN。当压力角α达到最大 值αmax=250时，相应的凸轮轮廓在接触点上的曲率半径为R=75mm。已知：滚子半径r=15mm，凸轮与滚子的宽度b=20mm；两者材料的弹性模量和泊松比均为E=2.1×105Mpa和μ=0.3； 许用接触应力[ζ]H=1500Mpa。试校核凸轮与滚子的表面接触强度。
关于机械设计那些事要点
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。 优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。那么，如何成为一名优秀的机械设计师？应该储备哪些知识？具备怎样的素质呢？小编特为您奉上一位资深机械设计师难得的经验与感悟。 机械设计所要了解的周边知识以及所要具备的观察视角 1、熟练翻阅机械设计手册 对于标准件以及常用件的一些技术特征要了熟于心。比如要清楚各类轴承，带传动，链传动，齿轮传动，丝杠传动，蜗轮蜗杆等的使用场合，使用方式，以及相关的技术特征。对于具体应用时的选型计算则可对照设计手册的图表和公式进行具体确定。 2、知道N家常用件供应商并熟练翻阅其产品样本 现在机械设计趋向于模块化，对于机械设备制造工厂的整体技术要求更侧重于对于一些配件和部件的组装应用。比如台湾HIWIN，日本THK，德国FAG，FESTO。对于此，要做到当你在设计某个零件或部件或要完成某个动作或功能的时候必须得知道目前是否有专业的厂商在生产或提供能实现某个部位的功能要求的成熟的零配件。 3、熟悉原材料情况 比如你要知道目前市场上有卖的冷轧或热轧铁板以及各类型材的规格尺寸，有经验的工程师往往都会知道你安排给采购的单子往往到最后是会变得面目全非的。因为在钢材市场，普遍存在变薄，变窄，变短这些情况，采购买回来的东西往往是和你坐办公室根据设计手册里选出来的相关数据存在比较大的折扣。 4、深度了解各类常用机床的结构原理和性能特点
机械设计(1.1)--机械设计概述
第 0 章 机械设计概述
0-1 机械设计概述 一、机械定义一、机械定义（机构+ 机器） 具有确定相对运动的构件组合 能实现能量转换或作有用功 机械的作用：改善劳动条件、提高生产效率、提高产品质量
0-1机械设计概述 二、机械的组成 二、机械的组成原动机工作机 传动装置控制系统抽象：制造角度（机械设 计）零件:制造单元具体 ：运动角度（机械原理）构件:运动单元零件—构件—机械（机构、机器）
三 、机械设备应满足的要求 4. 操作、维护方便； 5. 造型美观； 6. 运输方便 等。 3. 制造、运行费用低； 1. 使用要求--完成预定功能，生产率高 ；2. 安全可靠、寿命足够； 0-1机械设计概述 三、机械设备应满足的要求
四 、机械设计一般程序明确设计目的、要求拟定系统组成、方案选择确定原动机功率、零件运动动力参数、零件参数设计、系统总装图设计考虑结构、公差工艺要求， 绘装配图、零件工作图 调试测试控制功能 0-1机械设计概述 四、机械设计一般程序 设计任务分析 方案设计 技术设计 施工设计控制系统设计调试仿真分析、修改设计、工程试 验 定型产品设计
0-1机械设计概述 五、课程的内容与特点 五、课程的内容、任务、特点 阐述机械设计的共性问题 研究通用机械设计的理论、方法通用零件的工作原理、设计方法、标准规范等。内容：工作特点、失效形式、设计准则、参数选择、结构设计、整机应用 机械零件设计基础知识—共性基础理论 联接件：螺纹联接、键联接、轴毂联接…… 传动件：齿轮、蜗杆、带、链…… 支撑件：轴、轴承（滚动、滑动）…… 其 他：联轴器、离合器、弹簧……
(机械制造行业)机械设计概述
第二章机械设计概述 机械是人类进行生产和生活的主要体力劳动工具。随着生产技术的不断发展和人民生活水平的日益提高，机械产品品种和门类日益增多，例如，各种各样的金属切削机床、仪器仪表、工程机械、重型机械、轻工机械、纺织机械、食品包装机械、石油化工机械、产品加工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、发电设备以及办公设备、家用电器、儿童玩具等等。在现代社会，人们运用各种类型的机械，以改善劳动条件，提高劳动生产率和产品质量。同时，随着经济的发展，人们也运用越来越多的机械，以提高自身的生活质量。可以说，国民经济各部门及人类自身生活中使用机械的程度，是整个社会发展水平的重要标志之一。 机械工程是在西方工业革命后形成系统的技术科学，从明代我国逐步引进了此技术，但是至今我们在机械设计方面不属于世界先进行列。主要问题是：1、缺乏技术价值观念。2、缺乏大量技术实践。3、教学与工厂实际脱离，把机械技术变成了读书，缺乏对机械技术的全面实践，培养的人不能动手，不会设计真实东西。 工业设计师应当是通才。从专业要求看，必须了解机械工艺、材料、成本等方面的内容，理解工程师的思维方式，才能够较顺利设计产品。 此课程主要培养学生在机械技术和设计方面的职业思维方式和行为方式，对机械产品有实际经验，通过拆装实验，讨论，解决实际产品设计，从中了解设计过程。 照传统说法，一切机器都可分为三部分，动力源、传动和执行机构。一切机器的作用不外两点，一是利用能量来代替微弱的人力、畜力，另一则用机器的运动来代替人手的动作。虽然两者都是为了减轻劳动，可是它们发展的历史却很不一样。能源开发是近代的成就，应该说由水车开始，而且从历史眼光看其发展并不能说很快，一般是量变。用机器运动来代替手工动作则历史长得多，而且进步也比较大。只要比较一下上古制作陶器的陶车和近代在人的大脑中进行外科手术的机器人便清楚了。这可能是因为能源开发虽然艰巨，其目标却是单一的。用机器运动代替人工劳动，目的是多种多样的，随着人类生活的发展而不断变化。因此形成很多复杂的行业。 到底机器的哪部分是用来产生代替人手的动作呢?事实上这和传统的原则性的说法略有不同。倘若机器要执行的动作非常简单，则动力源一传动一执行这划分还是对的。但近代机器常常极其复杂，对它要求的动作也非常精细而且复杂。这种精细复杂的运动，通常要从传动中获得。这就使机器的传动部分和执行部分的界限模糊了，同时也使传动成为更复杂的技术。表面上好像很简单的问题，做起来可能会很困难。在这里提及一个历史上的例子：当瓦特设计他的蒸汽机时，他需要一个直线运动来带动阀门。从表面看这是—个很简单的问题，在今天用一个导轨便成了。但在那时的加工设备和润滑技术，还不能制出导轨，而须用连杆。但瓦特想不出这样一种连杆，便要求格拉斯哥大学的数学家们帮忙，但数学家们也想不出。后来事情传开了，竟发现全世界的数学家都解决不了这问题。瓦特只得用了一个近似的直线机构。这问题直到瓦特死后几十年，才由一位法国数学家解决了。这一事实说明了在机器上对传动机构要求之高和问题解决之难。只要机器还在使用，传动机构也必然要继续发展。 各种各样的机械是国民经济许多部门及其他领域的重要装备。随着科学技术和工业生产的发展，对机械产品不时提出新要求，除了优质、高效、低能耗、低廉价格之外，突出的课题是性能优越的、适应高精尖发展的机械功能。一般地说，机械设备均为实现某种工艺动作过程，或者实现生产过程与操作自动化。在新形势下，必须致力搞好创新设计，不断推出新产品来抢占市场，满足客观需求。机械的创新设计的着重点是机构设计，也就是机械运动方案设计。机构系统设计的核心，是选择灵巧的工艺动作过程、满意地达到特定的机械功能要求。机构系统的开发、设计，机构的选用和它们的巧妙组合，就是为了实现特定的机械功能。机构系统设计的好坏，直接影响机械产品的性能、效率、成本，因此愈来愈为人们重视。 不言而喻，产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节。随着市场经济的不断发展，商品竞争必然愈来愈剧烈。一个产品是否具有市场竞争能力，在很大程度上取决于产品的设计。产品设计如有闪失，则常常是属于根本性的问题，对产品生产、市场竞争的贻误，可能会造
机械设计习题集(3)
第1章机械设计概论 思考题 1. 什么是部件？什么是零件？什么是构件？什么是通用零件？什么是专用零件？机械设计课程研究的是哪 类零件？从哪几个方面来研究这类零件？ 2. 机械设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本要求？ 3. 机械设计的一般步骤是怎样的？ 第2章机械零件的工作能力和计算准则填空题 1. 在压力作用下，以点、线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。 2. 零件在变应力作用下的强度计算属于强度计算，它不同于静强度计算。 3. 零件的计算载荷与名义载荷的关系是。 4. 零件的名义载荷是指载荷。 5. 零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件的强度影响，将在中考虑。 二、简答与思考题 1. 解释下列名词：静载荷、变载荷、稳定循环变载荷、动载荷、工作载荷、额定载荷、计算载荷、静应 力、变应力、疲劳及疲劳极限。静载荷是否一定产生静应力？变载荷是否一定产生变应力？ 2. 什么是变应力的循环特性r？对于静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力，其r值各等于多少？ 3. 在一定的循环特性r下工作的金属试件，其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系？怎样区分 试件的无限工作寿命和有限工作寿命？怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限？ 4. 两个曲面形状的金属零件相互压紧，其表面接触应力的大小由哪些因素确定？如果这两个零件的材料、 尺寸都不同，其相互接触的各点上彼此的接触应力值是否相等？ 三、计算题 1. 图示为对心直动滚子从动件凸轮机构。从动件顶端承受压力F=12kN。当压力角α达到最大值αmax=250 时，相应的凸轮轮廓在接触点上的曲率半径为R=75mm。已知：滚子半径r=15mm，凸轮与滚子的宽度b=20mm；两者材料的弹性模量和泊松比均为E=2.1×105Mpa和μ=0.3；许用接触应力[σ]H=1500Mpa。试校核凸轮与滚子的表面接触强度。
《机械设计基础》习题集及答案
《机械设计基础》课程习题 集 系部： 适用专业： 制定人： 审核人： 系（部）
《机械设计基础》课程习题集 第一章机械设计概论 一、填空题。 1、机械零件最常见的失效形式有_______,_______,_______,_______,。 2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。 3、强度是指零件在载荷作用下抵抗__________的能力，强度可分为__________和__________。 4、刚度是指受载后抵抗__________的能力。 5、机械零件丧失预定功能或者预定功能指标降低到许用值以下的现象，为__________。 二、选择题。 1、机械设计这门学科，主要研究（）的工作原理、结构和设计计算方法。 A、各类机械零件和部件 B、通用机械零件和部件 C、专用机械零件和部件 D、标准化的机械零件和部件 2、设计一台机器包括以下几项工作:a、零件设计;b、总体设计;c、技术设计，它们进行的顺序大休上是( )。 A、acb B、bac C、bca D、cba 3、下列零件的失效形式中，不属于强度问题。 A、螺栓断裂 B、齿轮的齿面发生疲劳点蚀 C、蜗杆轴产生过大的弯曲变形 D、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑 4、在设计机械零件时，对摩擦严重的一些零件，要考虑其散热性，主要是由于（）。 A、在高温下将产生蠕变现象，出现较大塑性变形 B、材料的机械性能下降，可能造成零件因强度不够而失效 C、下产生较大的热变形，影响正常工作 D、升高后，破坏了正常润滑条件，从而使零件发生胶合 5、我国国家标准的代号是（）。 A、GC B、KY C、GB D、ZB 三、是非题。 1、机器的各部分之间具有确定的相对运动，在工作时能够完成有用的机械功或实现能般的转换。 2、机构的各部分之间具有确定的相对运动，所以机器与机构只是说法不同而己。 3、由于强度不够引起的破坏是零件失效中最常见的形式。 4、表面失效主要有疲劳点浊、磨损和腐蚀等，表面失效后通常会增加零件的摩擦，使尺寸发生变化，最终导致零件的报废。 5、刚度足指零件受载后抵抗弹性变形的能力。在机械没计中，零件在载荷作用下产生的弹性变形从应大于或等于机器工作性能允许的极限值。 四、简答题。
机械设计的发展史
机械设计的发展史 20100313 哈工程 摘要：如果说书籍是人类精神文明进步的阶梯，那么机械无疑是人类物质文化前进的动力。而机械设计则是机械发展过程中必不可少的一个环节。设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计，这样才能及时得到符合要求的产品。 关键字：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计、展望 “设计"的最初含义是将符号，记号的意思。随着生产的发展和科技的进步，设计的内涵不断向深度和广度发展，设计的含义愈来愈深刻和愈来愈先进。机械设计是人类改造自然的基本的活动之一，是复杂的思维过程，过程中蕴含着创新和发明的机会。 机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面论述一下机械设计发展史的三个阶段及中国机械发展。 一、机械设计发展史的三个阶段 第一阶段机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，服牛乘马，引以致远”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在我国古代文献中随处可以看见机械产品和人民生活密切联系。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的地位。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。在国外，这一时期以16世纪达芬奇的创造活动为顶点，由于作为机械设计的基础知识—力学尚未成熟，因此这一阶段设计最高水平就是达芬奇所构想的齿轮，螺旋，而中国的记里鼓车和秦代出现的齿轮传动则比达芬奇更早的达到这个水平。世界其他的国家也有不少的机械成果，但这些设计多是凭设计者的经验完成的，缺乏必要的，要有一定精度的理论的计算。
机械设计基础习题含答案
《机械设计基础课程》习题 第1章机械设计基础概论 1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？ 1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？ 1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 1-4 常见的零件失效形式有哪些？ 1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？ 1-6 什么是磨损？分为哪些类型？ 1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？ 1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？ 1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。 第2章现代设计方法简介 2-1 简述三维CAD系统的特点。 2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。 2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。 2-4 优化设计的一般过程是什么？ 2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？ 2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？ 2-7 常用的可靠性尺度有那些？ 2-8 简述有限元法的基本原理。 2-9 机械创新设计的特点是什么？ 2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。 第3章平面机构的组成和运动简图 3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。 3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么? 3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？ 3-4 计算自由度时需注意那些事项？ 3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？ 3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自 由度。 3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的 自由度。 3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自 由度。 3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。若是，
机械设计的学科前沿和动态发展
机械设计及其理论的前沿和动态发展 第一部分机械设计发展概述 一、机械设计学科形成历史 专为工业生产所运用、具有明显的技术特征,而又形成体系的机械设计, 在18世纪工业革命以后的一段时间才被确立起来。英国人斯密顿（Seaton,J）,对纽可门(Newcomen,T),发明的各种功率的蒸汽机进行了系统分析,写出许多实验报告,并整理出一套计算公式；瓦特（Watt,J）,就是在他工作的基础上,先后于1756年和1782年研制出新一代的蒸汽机。机械设计经历了反复多次的失败,才逐步积累了技术经验,奠定了科学的基础,形成完整的体系。 两百多年前的个体手工劳动的生产方式，现在已由大规模的机械化、自动化生产所代替。过去，产品的质量和性能，完全依赖于劳动者个人的经验和手艺，而现在已经可以做到由电子计算机对生产过程进行自动的适应性控制，使得产品成量好、成本低。人类在自己的生产活动中,不断地总结经验和’采用最新的科学技术来推动生产向前发展同时，在发展生产的过程中，又不断向科学技术提出新课题。这一切必然反映于机械设计发展过程。 二、机械设计的形成阶段 第一阶段，设计公式进行的经典设计阶段。机械工业生产主要在欧美各国进行，设计主要是依据经典设计公式的组合进行。力学各分支的发展，加上在机械制造中积累的丰富经验,为机械设计的实验、试验和理论研究奠定了基础，确立了基本观念，形成了基本体系，也
做了不少基础性的工作。 第二阶段，以经验为主的实验设计，第二次世界大战中和战后(1940一1960 年) 。是机械工业在数量方面扩大生产的时代，主要在美国。这一阶段的机械设计，主要是通过实机或模型试验获得基本数据，然后以此进行设计。机械设计可分为机能设计和强度设计两大方面。以强度设计为例，它应兼顾三个方面内容: （1）以弹性力学为基础的弹性设计；（2）以屈曲等塑性破坏为对象的极限设计；（3）基于安全寿命预测、许用损伤限度等的疲劳设计。 第三阶段，以静态解析为主的理论设计，这个阶段(1960-1980年)是机械设计由实验设计转入理论设计的发展阶段。1960年以后,在机械生产数量增加的同时，要求提高产品质量，改进机械性能，出现了应用液压技术、电子技术等系列设计。 第四阶段，以动态解析为主的理论设计，进入20世纪80年代，由于机械生产日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展, 产品结构日趋复杂，对机械的工作性能也要求越来越高。为使机械安全可靠地工作，其结构系统必须具有良好的静、动特性。另一方面，人们的环境保护意识增强，机械振动和噪声损害操作者的身心健康，成为亟待解决的社会问题。为此，由静态解析为主的设计开始向动态解析转移，以满足机械静、动特性和低振动、低噪声的要求。 第二部分现代机械设计技术 机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要的因素。现代设计技术主要包括：优良性能设计基础技术、竞争优势创
机械设计方法的发展历程
机械设计方法的发展历程 ……………………. 摘要: 本文阐述了机械设计方法发展的几个阶段,将机械设计方法按机械设计思路展划分为五各阶段,其中并不都是按时间划分。阐述了机械设计在不同阶段的发展情况及主要成果,最后预测了一下未来机械设计方法的前景。 关键词： 机械设计，方法，发展历程 引言: 机械在我们的生活中无处不在，可以说一部人类的发展史就是机械设计的发展史，不过机械实际的发展还是可以划分为几个阶段的。 第一阶段，个人经验阶段。这一时期主要是指机械设计的初期，还没有发展出机械设计的相关理论，主要是人们为了解决生产生活中的实际问题而发明的，这一时期的机械结构简单，完全靠设计者的经验，没有一定的理论方法，至多靠人们口耳相传获得经验，不过依然成果显著。典型的代表如春秋战国时期控制射击的弩。 第二阶段，实机或模型试验阶段。这一时期机械设计已经发展相对成熟，机械设计已经发展为一项比较重要的事业，但是机械设计还没有发展到理论公式设计的水平，不过人们已经总结出了一些机械的成品, 例如：《天工开物》记录了许多先进的工艺技术和科学创见。记载了许多机械性能及制造方法。内容涉及泥型铸釜、失蜡法铸造以及铸钱等铸造技术，还记述了提花机和其他纺织机械以及车船等各种交通工具的性能和规格等。这一时期的机械设计发展到了一个小顶峰,例如中国古代先贤们早就发明了”记里鼓车”,”地震仪”等结构复杂,功能强大的机械,在中国古代带的机械设计基本都属于这个阶段。虽然这一阶段机械设计的成果辉煌但是还不能称之为“现代机械设计”，因为在这一时期没有设计机械的理论和公式，也就是说在这一时期人们不能通过理论的计算与推导来设计机械，依然是通过经验，只不过是在这一阶段经验已经相当成熟，而且经验的传播变得很广泛。如《天工开物》就相当程度上促进了经验的传播。这一阶段的特点是发展出了比较经典的机械产品，但没有发展出机械设计的理论。
机械设计技术的发展现状与趋势
机械设计技术的发展现状与趋势 摘要：机械性能主要由机械设计来形成，而机械设计又组成了机械工程，它的 质量好坏能够影响到制造出的产品在质量和性能方面的表现，对研发周期和产生 的经济效益也有一定作用。对于机械制造而言，研究机械设计技术的发展现状与 趋势是有一定必要性的。为此，本文将着重分析我国机械制造技术的发展现状， 并对其发展趋势加以分析，以资借鉴。 关键词：机械设计技术；发展现状；趋势 1导言 机械设计的流程是建立在对工作原理、机械结构、运动方式和力及能量传递、制造零件的材料、形制大小和润滑方法等了解的基础之上，再根据具体的数据测 试进行人工制造。这就需要较强的机械设计技术来完成。 2我国机械制造技术的发展现状 2.1发展前景 在我国，机械制造业作为基础性的产业能够反映出整个国家制造业的水平好坏，虽然其较早地得到了国家的重视，但在发展过程中出现的各种问题也着实令 人头疼。中国目前的汽车产业就是最生动的实例，相比机械制造业来说，汽车产 业的产品质量和生产效率都十分之高，但也却是来源于机械制造业的技术支撑和 零件供给。改革开放努力的结果使得中国对外开放的程度大大加深，机械制造业 也迎来了发展的新契机。机遇与挑战并存，因此我国的机械制造技术面临着广阔 的发展前景。通过中国制造业的现状来看机械工业，中国制造的成果不断显现。 这从侧面反映了我国装备制造业的发展成果，特别是机械和汽车领域。以机械为 代表的重工业发展势头良好，为轻工业各类日用品的生产提供前提和基础，也使 得中国成为世界工厂。现代装备业在信息技术的支持下有了更多新的发展趋势， 也有了新的发展需求，而机械装备制造业更被提到了社会进步和产业升级所主张 的首位，它在高新技术产业领域对社会发展有着极为重要的地位。 2.2发展中存在的问题 2.2.1机械设计技术制约了我国机械制造业的产品结构 在对外引进技术和赶超型发展策略的指引下，中国机械制造业得到了更为迅 速的发展，且中国拥有数不胜数的劳动力资源，但是缺乏资金投入，这使得机械 制造业的技术进步十分缓慢。在劳动力的带动下，中国的劳动密集型产品数量众多，但拥有高科技含量的高、精、尖产品数量不多。机械制造业的质量得到一定 提高，但质量仍不能令人满意，主要是外观设计、产品性能和稳定性方面还有很 大不足。数控机床和精密机床稳定性不好，质量不太过关，甚至于轴承和其他备 件的基本性能还有待于进一步提高和改进，且数量和种类也不能满足市场需求。 现在的工程机械产品通常以中小型产品为主，技术能力要求较高的大型工程机械 和火电设备很难生产。 2.2.2机械设计技术制约了我国机械制造业的生产投入结构 一般竞争性行业，机械制造业竞争力的条件和福利状况直接影响生产投入的 结构。企业之间的竞争，实际上是科技实力和创新能力的竞争，科技实力和技术 创新能力在很大程度上取决于研究和开发的投资。发达国家为了保持市场竞争力 的机械制造行业，增加投资在科学和技术方面的努力。一些大型企业技术开发费 用占销售额的4%－8%，甚至要高于10%。如此高的投资，以进一步扩大其领先 的技术优势，使企业充分竞争的情况下变成了“垄断竞争”，在许多关键领域中占
机械设计基础练习题+答案解析
机械设计基础试题库 第一章绪论机械设计概述 一、判断(每题一分) 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。……（√） 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（×） 4、机构是具有确定相对运动的构件组合。………………………………（√） 5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。………………（√） 6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。……（×） 7、连杆是一个构件，也是一个零件。………………………（√） 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。………………………………（×） 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么？（B） A．机构B．构件C．部件D．零件 2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ） A．是否能完成有用的机械功或转换机械能B．是否由许多构件组合而成 C．各构件间能否产生相对运动D．两者没有区别 3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（D） A．构件是机器零件组合而成的。B．构件是机器的装配单元C．构件是机器的制造单元D．构件是机器的运
动单元 4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（B） A．钉B．起重吊钩C．螺母D．键 5、以下不属于机器的工作部分的是（D） A．数控机床的刀架B．工业机器人的手臂 C．汽车的轮子D．空气压缩机 三、填空(每空一分) 1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。 第二章平面机构的结构分析 一、填空题(每空一分) 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
机械设计技术的发展现状与趋势_胡晓波
收稿日期:2005203215 作者简介:胡晓波(1977- ),男,陕西宝鸡人,大学教师,在读研究生,主要从事机械设计制造及自动化方面的教学科研工作。 文章编号:100522895(2005)0320004204 机械设计技术的发展现状与趋势 胡晓波 (郑州牧业工程高等专科学校食品工程系,河南郑州450011) 摘 要:综述了常规设计技术与现代设计技术的内涵、应用及它们之间的关系,阐述了机械设计技术的发展趋势。同时指出发展机械工业,关键是开发、应用现代机械设计技术。关 键 词:机械设计;常规技术;现代技术;发展趋势中图分类号:TH 12 文献标识码:A 1 概 述 机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要的因素[1]。根据德国工程师协会文件VD I 2225的调查分析,产品设计成本约占产品成本的5%～7%,但却决定了产品制造成本的75%～80%左右[2]。设计工作的质量,直接关系到机械产品的质量性能、研究周期和技术经济效益等。 常规设计技术是以经验总结为基础,运用力学和数学形成的公式、图表、手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计,是一种直觉设计、经验设计和静态设计,它目前已经远远不能满足产品的功能和市场需求。现代设计技术是以电子计算机为手段,以网络为基础,建立在现代管理技术之上,运用工程设计的新理论和新方法,实现计算结果最优化,设计过程高效化和自动化的设计技术。它是一种定量的、动态的和科学的设计技术[3]。2 常规设计技术及应用[4] 目前各大专院校所使用的《机械原理》及《机械设计》教材主要讲述的是常规设计技术,它是学习、应用、发展现代设计技术的基础。2.1 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设计称为理论设计。现以简单受拉杆件的强度设计为例来讨论理论设计的概念。设计强度计算式为 Ρ≤ Ρli m S 或 F A ≤Ρli m S 式中:F ——作用于拉杆上的外载荷; A ——拉杆横截面面积; Ρli m ——拉杆材料的极限应力; S ——设计安全系数。 可以利用上面公式直接求解杆件必须的横截面积,也可以按其它方法先初步设计杆件的横截面尺寸,然后用强度计算公式去校核。 由于实际情况复杂多变,若安全系数选择过大,则产品傻、大、粗。若安全系数过小,则很难保证安全性。2.2 经验设计 根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式,或根据设计者个人的工作经验用类比的办法所进行的设计叫经验设计。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件,是很有效的设计方法。例如箱体、机架、传动零件的各结构要素等。 随着设计产品的技术系统越来越复杂,技术含量不断提高,产品更新发展速度加快,经验类比的设计方法已不能满足市场需要。2.3 模型实验设计 对于一些尺寸巨大而结构又很复杂的重要零件,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。即把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸样机,经过实验的手段对其各方面的特性进行检验,根据实验结果对设计进行逐步的修改,从而达到完善。