第二章机械设计总论-课堂练习题-答案教学文案

第一篇 机械设计总论

一、填空题

1、若一零件的应力循环特征r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时，

σm = 210N/mm 2 ，σmax = 280 N/mm 2, σmin = 140 N/mm 2 。

2、在任一给定循环特性的条件下，表示应力循环次数N 与疲劳极限

σrN 的关系曲线称为 疲劳曲线 ，其高周疲劳阶段的方程为 C N N m r m rN ==0σσ。

3、在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为

对称 循环变应力。

4、影响机械零件疲劳强度的主要因素，除材料性能、应力循环特征

r 和应力循环次数N 之外，主要有 应力集中、 绝对尺寸 和 表面状态 。

5、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 屈服极限 ；而

脆性材料的极限应力是 强度极限 。

6、在零件强度设计中，当载荷作用次数≤103时，可按 静强度载荷 条件进行设计计算，而当载荷作用次数>103时，则应当按变载荷疲劳

强度 条件进行设计计算。

7、额定载荷是指 根据原动机的额定功率而不考虑其他因素计算求得

的载荷 ；

计算载荷是指 考虑了零部件工作中受到各种附加动载荷，将名义载

荷修正后用于零件设计计算的载荷 。

8、机械设计中所谓的失效是指 机械零件由于某些原因不能正常工

作，常见的失效形式有 断裂 、 表面破坏、 正常工作条件丧失 和 过大的残余变形 。

9、一个零件的磨损大致可以分为 跑合、 稳定和 急剧 阶段。

10、判断机械零件的强度条件式为][],[ττσσ≤≤和 ][],[S S S S ≥≥τσ。

二、选择题

1、一等截面直杆，其直径d=15mm ，受静拉力F=40KN ，材料为35钢，σB =540 N/mm 2，σS =320 N/mm 2，则该杆的工作安全系数S 为 D

A 、2.38

B 、1.69

C 、1.49

D 、1.41

2、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是 C

A 、最大应力

B 、平均应力

C 、应力幅

3、零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时，磨削加工的零件与精车加工的零件相比，其疲劳强度 A

A 、较高

B 、较低

C 、相同

4、机械设计课程研究的对象是 C 的设计。

A 、专用零件

B 、已标准化零件

C 、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件

D 、特殊工作条件下的零部件

5、开发性设计工作的核心是 B 和 C 。

A 、理论设计

B 、功能设计

C 、结构设计

D 、工艺设计

E 、造型设计

6、产品的经济评价通常只计算 B 。

A 、设计费用

B 、制造费用

C 、实验费用

D 、安装调试费用

7、机械零件的计算分为 A 两种

A、设计计算和校核计算

B、近似计算和简化计算

C、强度计算和刚度计算

D、用线图计算和用公式计算

8、机器最主要的技术经济指标是 D 。

A、成本低

B、质量高

C、生产周期短

D、功能价格比高

E、性能价格比高

9、新产品开发设计的第一个阶段是 B 。

A、研究设计阶段

B、调查决策确定任务阶段

C、样机试制阶段

D、方案设计阶段

10、下列四种叙述中， D 是正确的。

A、变应力只能由变载荷产生

B、静载荷不能产生变应力

C、变应力是由静载荷产生

D、变应力是由变载荷产生，也可能是由静载荷产生

11、零件的安全系数为 B 。

A、零件的极限应力比许用应力

B、零件的极限应力比零件的工作应力

C、零件的工作应力比许用应力

D、零件的工作应力比零件的极限应力

12、在进行疲劳强度计算时，其极限应力为材料的 B 。

A 、屈服点

B 、疲劳极限

C 、强度极限

D 、弹性极限

13、从经济性和生产周期性考虑，单件生产的箱体最好采用 C 。

A 、铸铁件

B 、铸钢件

C 、焊接件

D 、塑料件

三、判断题

1、当零件可能出现塑性变形时，应按刚度准则计算。（ F ）

2、机械零件在静载荷作用下，则均为静强度破坏。（ F ）

四、计算题

1、有一V 带传动装置，传递的额定功率P=10KW ，转速为n1=960r/min 。试求：

（1）该传动装置的名义载荷；

（2）当载荷系数K=1.2时，其计算载荷是多少？

KT T C =)

(1055.96

mm N n P T ??=

机械设计及答案

机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一．分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么? 1-2 什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一．选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种 2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。 (1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限 二．分析与思考题 2-1 一台完整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? 2-2 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? 2-3 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? 2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些? 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么? 2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别? 第三章机械零件的强度 一．选择题 3-1 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_____。 (1) 增高(2) 不变(3) 降低 3-2 零件的形状，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______。 (1) 较高(2) 较低(3) 相同 3-3 零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。 (1) 增高(2) 降低(3) 不变(4) 增高或降低视处理方法而定 二．分析与思考题

机械设计总论

机械设计总论 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

总 论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（ ） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制 造。（ ） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（ ） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（ ） 5．在变应力中，当r = C （常数）时，σm /σa 是随时间变化的。（ ） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（ ） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 。 （a ）提高 （b ）降低 （c ）不变 （d ）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa ，若疲劳曲线指数m = 9， 应力循环基数N 0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命 计算，对应于N 的疲劳极限为 MPa 。 （a ）300 （b ）428 （c ）500.4 （d ）430.5 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用m ax σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ） 四个 5．在图示零件的极限应力简图中，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 ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力

机械设计第二章教案

第二章 课堂类别：理论 教学目标： 1、了解机器的组成；明确零件的概括分类及零件与机器的关系。 2、明确本课程的内容、性质和任务；注意本课程与先修课程及后续课程的关系和相应的学习方法。 3、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。 4、深刻理解机械零件的设计准则及设计方法。 教学重难点： 重点：机器的主体及其基本组成要素和机械零件的分类，机械零件(局部)和机器(总体)的关系； 难点：机械零件的失效形式及设计步骤 教学方法与手段： 1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：课件演示、视频课件 主要教学内容及过程 第一章绪论 (一)内容 1、机器在经济建设中的作用 2、机器的基本组成要素 3、本课程的内容、性质、任务 机械设计是以一般通用零部件的设计为核心的设计性课程，而且是论述它们的基本设计理论与方法，用以培养学生具有设计一般机械的能力的技术基础课程。本课程的目的与任务在于培养学生：

1、掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设计理论与设计计算方法。 2、初步树立正确的设计思想，了解设计的一般规律，具有设计机械传动部件及简单机械的能力，以及培养学生独立解决问题和分析问题的能力。 3、具有运用标准、规范、手册、图表和查阅有关资料的能力。 4、学会典型零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。 第二章机械设计总论 (一)内容 1、机器的组成：原动机、传动部分、执行部分、控制系统及辅助系统等。 2、设计机器的一般程序：计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段 3、对机器的主要要求：使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命和可靠性要求、其他要求。 4、机械零件的主要失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。 5、设计机械零件时应满足的基本要求： 1）避免在预定寿命期内失效的要求； 2）结构工艺性要求 3）经济性要求 4）质量小的要求 5）可靠性要求 6、机械零件的计算准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则 设计方法：理论设计、经验设计、模型试验设计 7、机械零件设计的一般步骤 8、机械零件材料的选用原则 9、机械零件设计中的标准化 (二)基本要求

第一篇机械设计总论参考答案

第一章绪论 (1)组成机械的基本单元是什么? 机械零件是组成机械的基本制造单元 (2)何谓零件？何谓部件? 零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。 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称为“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? 通用零件：各种机械中经常用到的一般参数的零件，如螺钉，齿轮等 专用零件：在特定类型的机器中才能用到的零件，如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨等 本课程的研究对象：普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件 (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。 普通工作条件无严格定义，通常指常温、常压、低速等。 一般参数也无严格定义。国家标准《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》(GB/T1804-2000)中基本尺寸定义为0.5-4000mm，可以认为一般参数的零件的尺寸在0.5-4000mm之间。 连接零件：键、螺栓 传动零件：带、齿轮 轴系零件：滚动轴承、滑动轴承 其他零件：弹簧、机座 (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。

第二章机械设计总论 (1)对机器提出的主要要求包括什么？ 使用功能要求；经济性要求；劳动保护和环境保护要求；寿命与可靠性要求；其他专用要求等。 (2)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。 避免在预定寿命期内失效；结构工艺性要求；经济性要求；质量小要求；可靠性要求。 (3)设计机械的经济性要求包括哪些方面? a.零件本身的生产成本； b.尽可能采用标准化的零、部件以取代特殊加工的零、部件。 (4)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？ 在规定的使用时间(寿命)内和预定的环境条件下，机械能正常地完成其功能的概率。 机械零件的可靠度通过概率统计的方法计算。 (5)机械设计的一般程序怎样? 计划阶段；方案设计阶段；技术设计阶段；技术文件的编制。

机械设计总论及螺纹连接-答案

《机械设计》作业一 —— 机械设计总论及螺纹连接 姓名班级学号成绩 一、填空题 1、若一零件的应力循环特性r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时σm 为210N/ mm 2，σmax 为280 N/mm 2，σmin 为140 N/mm 2。 2、材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1 =300N/mm 2，循环基数N 0=106，寿 命指数m=9，当应力循环次数N=105时，材料的弯曲疲劳极限 σ-1N =387.5N/mm 2。3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是疲劳断裂，这种损坏的断面包括光滑区和粗糙区。 4、机械零件常见的失效形式有整体断裂、过大的残余变形、表面破坏、正常工作条件的破坏。 5、螺纹的公称直径是指螺纹的___大径__。 6、粗牙螺纹的定义是_同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹。 7、螺纹的升角是指螺纹中径处的升角,拧紧螺母时效率公式为) (v tg tg ρψψη+=。 8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用普通螺栓连接时，往往采用_____螺钉___连接或双头螺柱连接。9、三角形螺纹主要用于联接，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。10、螺纹连接常用的防松方法有摩擦防松、机械防松、破坏防松。 11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的阻力矩和螺母与

被联接件支承面间的摩擦阻力矩。 12、计算螺栓强度时用螺栓的小径，分析螺纹的受力时用螺栓的中径。 13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有拉伸和扭转载荷联合作用。因此，在截面上有拉应力和剪应力。 14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了避免螺栓受到偏心载荷。 15、螺栓强度等级标记6.6级，6?6?10=360MPa表示材料的屈服强度；螺母强度等级标记8级，8?100=800MPa表示材料的抗拉强度。 16、对于重要的联接不宜用小于M12-M16的螺栓主要是因为避免预紧时拧断螺栓。 二、选择题 1、机械设计课程研究的对象是C的设计。 A、专用零件 B、已标准化零件 C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件 D、特殊工作条件下的零部件 2、开发性设计工作的核心是B和C。 A、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计 E、造型设计 3、产品的经济评价通常只计算B。 A、设计费用 B、制造费用 C、实验费用 D、安装调试费用 4、机械零件的计算分为A两种 A、设计计算和校核计算 B、近似计算和简化计算 C、强度计算和刚度计算 D、用线图计算和用公式计算 5、机器最主要的技术经济指标是D。

机械设计基础第二章

第2章平面连杆机构 2.1平面连杆机构的特点和应用 连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。 平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。 （2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。 （3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。另外可实现远距离传动。 平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下： （1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。 （2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。 （3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。所以不能用于高速精密的场合。 平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。 图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构 2.2平面连杆机构的类型及其演化

2.2.1 平面四杆机构的基本形式 全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆 机构，如图2-3所示。机构的固定件4称为机架；与 机架相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接 联接的杆2称为连杆。能作整周转动的连架杆，称为 曲柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。按 照连架杆的运动形式，将铰链四杆机构分为三种基本 型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1．曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动，如图2-4中的搅拌机构；反之，当摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动，如图2-5所示的缝纫机踏板。 图2-4 搅拌机 图2-5 缝纫机脚踏板机构 2．双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构为双曲柄机构。通常一个曲柄作等速转动，另一个曲柄作等速或变速转动，图2-6惯性筛驱动机构和图2-7机动车辆机构均为双曲柄机构。惯性筛驱动机构中，主动曲柄AB 等速回转一周时，曲柄CD 变速回转一周，使筛子EF 具有较大变 图2-6 惯性筛驱动机构 图2-7 机动车辆机构 图2-3 铰链四杆机构

机械设计习题 总论

总 论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（ ） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。（ ） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（ ） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（ ） 5．在变应力中，当r = C （常数）时，σm /σa 是随时间变化的。（ ） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（ ） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 。 （a ）提高 （b ）降低 （c ）不变 （d ）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1 = 300 MPa ，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N 0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极 限为 MPa 。 （a ）300 （b ）428 （c ）500.4 （d ）430.5 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用max σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ）四个 5．在图示零件的极限应力简图中，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 ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力 （c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力

机械设计制造基础第二章 练习题与答案

第二章练习题 1. 填空题 1-1 直角自由切削，是指没有参加切削，并且刃倾角的切削方式。 1-2 在一般速度范围内，第Ⅰ变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。切削速度 因此可以近似视为一个平面，称为剪切面。 ，宽度愈小， 1-3 靠前刀面处的变形区域称为变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。 1-4 在已加工表面处形成的显著变形层（晶格发生了纤维化），是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦所造成的，这一变形层称为变形区。 1-5 从形态上看，切屑可以分为带状切屑、、和崩碎切屑四种类型。 1-6 在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得到。 1-7 在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到。 1-8 经过塑性变形后形成的切屑，其厚度h ch通常都要工件上切削层的厚度h D，而切屑长度L ch通常切削层长度L c。 1-9 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用系数精确些。 1-10 相对滑移是根据纯剪切变形推出的，所以它主要反映形系数则反映切屑变形的综合结果，特别是包含有的大小来衡量变形程度要比变形 变形区的变形情况，而变 变形区变形的影响。 1-11 切屑与前刀面的摩擦与一般金属接触面间的摩擦不同，因为切屑与前刀面之间的压力很大（可达 1.96～2.94GPa 以上），再加上几百度的高温，致使切屑底面与前刀面发生现象。 1-12 在粘结情况下，切屑与前刀面之间的摩擦是切屑粘结部分和上层金属之间的摩擦，即切屑的。 1-13 根据摩擦情况不同，切屑与前刀面接触部分可分为两个摩擦区，即和滑动区。1-14 切屑与前刀面粘结区的摩擦是变形区变形的重要成因。 1-15 硬脆材料与金属材料的切除过程有所不同，其切除过程以为主。 1-16 磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的，通常有较大的负（－60°～－85°）和刃口楔角（80°～145°），以及较大的半径。 1-17 砂轮磨粒切削刃的排列（刃距、高低）是分布的，且随着砂轮的磨损不断变化。1-18 切削时作用在刀具上的力，由两个方面组成：1）三个变形区内产生的变形抗力和塑性变形抗力；2）切屑、工件与刀具间的。 1-19 由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推导的计算切削力的理论公式与实际差距较大，故在实际生产中常用经验公式计算切削力的大小。 1-20 切削热的直接来源是切削层的变形以及切屑与刀具、工件与刀具之间的 三个变形区是产生切削热的三个热源区。 ，因而 1-21 在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在前刀面上处。 1-22 切削脆性材料时，由于形成崩碎切屑，故最高温度区，位于靠近刀尖的 域内。 的小区 1-23 目前比较成熟的测量切削温度的方法有自然热电偶法、热电偶法和红外测温法。1-24 利用自然热电偶法可测得的温度是切削区的，红外测温法可测刀具及切屑侧

机械设计基础第二章

第2章平面机构运动简图及自由度计算 机械是替代人类完成各项体力劳动甚至脑力劳动的执行者。在各种新型机械的设计初期，首先需要采用机械系统运动简图来对比各种运动方案及工作原理，一边从中选出最佳的设计方案。然后再按照运动要求确定及其各组成构件的主要尺寸，按照强度条件和工作情况确定机构个部分的详细结构尺寸。机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容，正确、合理地设计机械系统简图，对于满足机械产品的功能要求，提高性能和质量，降低制造成本和使用费用等是十分重要的。 机械系统要完成比较复杂的运动，一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来，因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。机械系统的运动简图是用规定的符号，绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。 一般某机构可分为平面机构和空间机构。平面机构是指各运动构件均在同意平面或相互平行平面内运动的机构。空间机构是指虽有的机构不完全是相互平行的平面内运动的机构。本章将着重介绍机构的结构分析。 第一节机构的组成 构件 任何机器都是由若干个零件组装而成的。构件是指组成机械的各个相对运动的单元。构件 和零件的概念是有区别的。构件是机械中的运动单元体，零件则是机械中不可拆分的制造单元 体。构件可以是一个零件，也可以是由两个或两个以上的零件组成。如图2-1所示的内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、轴套、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母等零件组成的，这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体在发动机内部作往复运动 相互之间并不产生相对运动，因此连杆可以看做一个构件。 因此，从运动角度来看，任何机器都是许多独立运动单元组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。从加工制造角度来看，任何机器都是由许多独立制造单元体组合而成的，这些独立制造单元体称为零件。通常，为了完成同一使命而在结构上组合在一起并协同工作的零件称为部件，如联轴器、减速器等。 通常，单个构件在和其他构件相互连接之前，在空间范围内可以产生6个相互独立的运动，即沿X, Y. Z轴方向的3个移动以及绕X, Y. Z轴的3个转动，如图2-2(a)所示。可以认为，一个构件在三维空间内有6个自由度。很显然，对于二维空间内的构件，在与其他构件连接之前有3个目由度。如图2-2（b）所示，构件1具有3个相互独立的运动，即沿X 轴、Y轴方向的两个移动以及绕垂直于运动平面XOY轴线的一个转动，其他的运动形式都由这三种运动的叠加而成。 2.运动副 事实上，在任何机器或机构内，构件和构件之间是以一定的方式相互连接的，机构中各个构件之间必须有确定的相对运动。因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的、可以产生相对运动的活动连接称为运动副。两构件上直接参与接触构成运动副的部分称为运动副元素。例如，内燃机中活塞与汽缸之间的连接，它们既相互接触，同时又允许活塞在气缸内部往复移动，这种活动连接就是运动副。可见构成运动副需要具备两个要素:两构件间的直接接触和相对运动。 如前所述，一个构件在平面内有3个自由度。显然，当构件与另一个构件形成运动副后，另一个构件会对该构件的运动形式附加一定的约束，也就是原有构也就是原有构件将失去一

机械设计总论精编

机械设计总论精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986

总论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。（） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（）5．在变应力中，当r = C（常数）时，σm /σa是随时间变化的。（） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度。 （a）提高（b）降低 （c）不变（d）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1= 300 MPa，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限为 MPa 。

（a ）300 （b ）428 （c ） （d ） 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用m ax σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意 ______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三 个 （d ）四个 5．在图示零件的极限应力简图中，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 ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环 变应力 （c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力 6．下列四种叙述中______是正确的。 （a ）变应力只能由变载荷产生 （b ）静载荷不能产生变 应力 m

机械设计基础第二章

第二章平面机构的运动简图及自由度 [学习目的]：通过本章学习，掌握运动副的概念、分类，运动副和构件的表示符号以及机构具有确定运动的条件。掌握自由度的计算 机构是认为的实物组合，并且各实物之间具有确定的相对运动。 组成机构的所有构件均在同一平面或平行平面内运动，该机构就称为平面机构。否则就称为空间机构。 2.1平面机构的组成 教师提问： 列举一下在我们日常生活中所观察到的两个构件的链接 答：学生列举例子。（螺栓连接、铆接、焊接、门与门框的链接等等） 我们从所举的例子中分析一下，有些连接是两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接。 我们定义由两构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。 运动副的接触方式包括了点、线、面的接触。我们根据接触的方式不同，可以把运动副分成两大类，即低副和高副。 低副： 两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。其构件之间的相对运动是转动或是移动。因此我们又可以把低副分为转动副和移动副。 转动副移动副 高副： 两构件之间以点或线相接触所组成的运动副称为高副。

在一个平面内，构件能出现独立运动的数目我们称为构件的自由度，而在物体运动是必然会产生一些限制条件来影响物体的运动，我们把这些限制条件称为约束。 问题：那么我们想一想，一个平面内自由运动的构件有几个自由度呢？ 一个在平面内自由运动的构件具有3个自由度。 引入1个约束条件，构件将减少1个自由度。 所以我们对上述运动副分析能得到： ?组成转动副的构件只能绕同一轴线作相对转动，引入了2个约束，保留了1个自由度； ?组成移动副的构件只能沿某一轴线相对移动，也引入2个约束，保留了1个自由度； ?组成高副的构件的相对运动是转动兼移动，引入1个约束，保留了2个自由度； 组成机构的构件按运动性质可分为三类： 1.机构中接受外部给定运动规律的构件称为原动件。即机构中作用有驱动力或力矩的构件，或运动规律已知的构件。 2.机构中除了原动件以外，随着原动件的运动而运动的其余可动构件称为从动件。 3.在机构中固定不动的构件称为机架。用于支撑可动构件。 注意： 原动件，从动件以及机架都是单独的构件。由以上的构件组合在一起就构成了机构。 2.2 平面机构的运动简图 构件用线段或小方块表示，有时机架画成支架的形式。 转动副

机械设计题库(含答案)---

机械设计---2 第一章机械设计总论习题 三、选择填空： （1）对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是。 A、最大应力； B、平均应力； C、应力幅。 （2）塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为。 A、； B、； C、； D、。 （3）零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。 A、材料的强度极限； B、材料的屈服极限； C、材料的疲劳极限； D、屈服极限除以安全系数。 （4）当三个相同的零件甲、乙、丙承受的是相同的，但应力的循环特性r分别为+1，0，-1，其中最易疲劳损伤的零件是。 （5）两圆柱体沿母线相压，载荷为F时，最大接触应力为，若载荷增大到2F时，最大接触应力变为。 A 、； B、； C、； D、。 （6）由实验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。 A、应力幅； B、平均应力； C、应力幅和平均应力。 （7）摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而。 A、变薄； B、增厚； C、不变。 （8）在外载荷不变的情况下，试判断下列零件上各点应力的变化特性（用应力循环特性系数表示）： a）转动心轴，外径上的弯曲应力r为： b）推力球轴承滚动体上一点的接触应力，r为。 A、 r= +1； B、 r=－1； C、 r=－1； D、 0

机械设计 -第二章

第二章 电动机的选择 1.选择电动机的类型 由题目要求，可选一般用途的Y 系列全封闭自扇冷，鼠笼型三相异步电动机。 2.计算电动机的输出功率。 ①计算工作机的所需功率Pw 。 由式：Pw=FV/1000ηw Kw ① F —工作机的阻力也就是运输带的工作拉力，有题目要求F=2800N V —工作机的线速度也就是运输带的工作速度，由题目要求 V=s 。 ηw —工作机的效率，查设计手册表1-7卷筒的工作效率ηw=。 把以上数据代入①式得： Pw= 96 .010004 .12800??= Kw ②计算电动机的输出功率Pd 由式：Pd=Pw/η ② η—电动机至工作机之间的传动装置的总效率η，电动机和工作机之间的装置有一个双级圆柱齿轮减速器和两个联轴器组成。查设计手册表1-7，得：双级圆柱齿轮减速器的工作效率η1=~，可取 η1=。 联轴器的效率η2=η3=~，取η2=，

所以： η=η1*η2*η3=××= 把数据代入②式得： P d= 9417 .00833 .4= Kw 根据Pd 选择电动机的额定功率P m ，使得： P m=（1~）P d=~ Kw 并查设计手册表12--1得： P m= Kw 3.选择电动机的转速n d`. ① 计算工作机的转速n w 。 由式： n w=D V ???π60 1000 ③ D —卷动的直径，由已知有求D=350 mm 代入③式得： n w=350 14.360 4.11000???= r/min ② 计算电动机的转速范围n `d 。 n `d=i` n w=i 1`×i 2`×………n w ④ i 1` , i 2`…….----各级传动的合理传动比范围。 由表1-8得，二级圆柱齿轮传动的i 1`=3~5 i 2`=3~5 。 所以： n d`min= i 1`min ×i 2`min ×=n w=3×3×= r/min n d`max=i 1`max ×i 2`max ×=n w=5×5×= r/min

第二章机械设计总论-课堂练习题-答案

第一篇机械设计总论 、填空题 1、若一零件的应力循环特征r=+0.5, a =70N/mm 2 ，则此时, max 二 280 N/mm 2 , min 二 140 N/mm 2 。 2、在任一给定循环特性的条件下，表示应力循环次数 N 与疲劳极限 rN 的关系曲线称为 疲劳曲线 ，其高周疲劳阶段的方程为 3、在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为 4、影响机械零件疲劳强度的主要因素，除材料性能、应力循环特征 表面状态 5、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 屈服极限 脆性材料的极限应力是 强度极限 6、在零件强度设计中，当载荷作用次数W 103 时，可按 静强度载荷 条件进行设计计算，而当载荷作用次数＞100时，则应当按变载荷疲劳 强度条件进行设计计算。 7、额定载荷是指根据原动机的额定功率而不考虑其他因素计算求得 的载荷 计算载荷是指考虑了零部件工作中受到各种附加动载荷，将名义载 荷修正后用于零件设计计算的载荷 &机械设计中所谓的失效是指 机械零件由干某些原因不能正常工 m = 210N/mm 2 m rN N r m N 0 C 。 对称 循环变应力。 r 和应力循环次数N 之外，主要有应力集中、 绝对尺寸

作，常见的失效形式有断裂表面破坏、正常工作条件丧和过大的残余变形 9、一个零件的磨损大致可以分为跑合、稳定和急剧阶段。 10、判断机械零件的强度条件式为[],[]和_ S [S],S [S]。 二、选择题 1、一等截面直杆，其直径d=15mm,受静拉力F=40KN，材料为35 钢，B=540 N/mm2，s=320 N/mm2，则该杆的工作安全系数S为 A、2.38 B、1.69 C、1.49 D、1.41 2、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是 A、最大应力 B、平均应力 C、应力幅 3、零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时，磨削加工的零件 与精车加工的零件相比，其疲劳强度__A A、较高 B、较低 C、相同 4、机械设计课程研究的对象是—C 的设计。 A、专用零件 B、已标准化零件 C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件 D、特殊工作条件下的零部件 5、开发性设计工作的核心是_B ______ 和 A、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计 E、造型设计 6、产品的经济评价通常只计算—B O

机械设计总论(doc 15页)

机械设计总论(doc 15页)

第二章机械设计总论 §2 – 1 机器的组成 机器的组成如下： 控制系统 原动件传动装置执行机构 辅助系统 §2 – 2 设计机器的一般程序 一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。 作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。要提高

?使用功能要求 ?经济性要求 ?劳动保护要求 ?可靠性要求 ?其它专用要求 §2 – 4 机械零件的主要失效形式失效：――机械零件由于某种原因不能正常工作时 失效并不单纯指破坏。破坏只是失效的形式之一。 同一种机械零件的可能失效形式往往有数种机械零件常见的失效形式有：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

（一）整体断裂 整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。 （二）过大的残余变形 当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将 产生残余变形。 （三）零件的表面破坏 零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。 （四）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的工作，如： ?液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作。

?带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时 才能正常工作。 高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作。 零件在工作时会发生那一种失效，这与零件的工作环境、载荷性质等很多因素有关。 有统计结果表明，一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。 §2 – 5 设计机械零件时应满足的基本要求机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求?避免在预定寿命期内失效的要求 应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。 ?结构工艺性要求

机械设计制造基础第二章练习题与答案

第二章练习题1. 填空题

1-1 直角自由切削，是指没有 参加切削，并且刃倾角的切削方式。 1-2 在一般速度范围内，第Ⅰ变形区的宽度仅为～。切削速度 因此可以近似视为一个平面，称为剪切面。 ，宽度愈小， 1-3 靠前刀面处的变形区域称为变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。 1-4 在已加工表面处形成的显着变形层（晶格发生了纤维化），是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦所造成的，这一变形层称为变形区。 1-5 从形态上看，切屑可以分为带状切屑、、和崩碎切屑四种类型。 1-6 在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得到。 1-7 在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到。 1-8 经过塑性变形后形成的切屑，其厚度h ch通常都要工件上切削层的厚度h D，而切屑长度L ch通常切削层长度L c。 1-9 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用系数精确些。 1-10 相对滑移是根据纯剪切变形推出的，所以它主要反映形系数则反映切屑变形的综合结果，特别是包含有的大小来衡量变形程度要比变形变形区的变形情况，而变 变形区变形的影响。 1-11 切屑与前刀面的摩擦与一般金属接触面间的摩擦不同，因为切屑与前刀面之间的压力很大（可达～以上），再加上几百度的高温，致使切屑底面与前刀面发生现象。 1-12 在粘结情况下，切屑与前刀面之间的摩擦是切屑粘结部分和上层金属之间的摩擦，即切屑的。 1-13 根据摩擦情况不同，切屑与前刀面接触部分可分为两个摩擦区，即和滑动区。1-14 切屑与前刀面粘结区的摩擦是变形区变形的重要成因。 1-15 硬脆材料与金属材料的切除过程有所不同，其切除过程以为主。 1-16 磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的，通常有较大的负（－60°～－85°）和刃口楔角（80°～145°），以及较大的半径。 1-17 砂轮磨粒切削刃的排列（刃距、高低）是分布的，且随着砂轮的磨损不断变化。1-18 切削时作用在刀具上的力，由两个方面组成：1）三个变形区内产生的变形抗力和塑性变形抗力；2）切屑、工件与刀具间的。 1-19 由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推导的计算切削力的理论公式与实际差距较大，故在实际生产中常用经验公式计算切削力的大小。 1-20 切削热的直接来源是切削层的变形以及切屑与刀具、工件与刀具之间的 三个变形区是产生切削热的三个热源区。 ，因而 1-21 在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在前刀面上处。 1-22 切削脆性材料时，由于形成崩碎切屑，故最高温度区，位于靠近刀尖的 域内。 的小区 1-23 目前比较成熟的测量切削温度的方法有自然热电偶法、热电偶法和红外测温法。1-24 利用自然热电偶法可测得的温度是切削区的，红外测温法可测刀具及切屑侧

机械设计基础第二章参考答案

《第2章》教材习题 2.1请绘出题2.1图所示机构的运动简图。 （a） （b） （c） 题图2.1 知识点：机构运动简图 参考页: 20-21 学习目标: 1 题型：图解 难度:2 解：按表2.1选择、确定机构运动副的符号；将运动副部件的符号按图中同样比例绘制在纸上。

（a） （b） （c） 题解图 2.2指出题2.2图中运动机构的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算这些机构自由度，并判断它们是否具有确定的运动（其中箭头所示的为原动件）。 （a）（b） （c）（d）

（e ） （f ） 图2.16 答： （a ）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。 （b ）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。 （c ）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。 （d ）机构原动件数为2，大于机构自由度，故机构运动不确定。 （e ）机构原动件数为1，小于机构自由度，故机构运动不确定。 （f ）机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。 知识点：自平面机构自由度计算、机构具有确定运动的条件、复合铰链、局部自由度、虚约束 参考页: 23-27 学习目标：3、4、5 题型：计算 难度：3 解： （a ）9n =，12l P =，2h P =， 339212121l h F n P P =--=?-?-?= B 处为复合铰链，D 处为局部自由度，机构原动件数为1个，等于机构自由度，故机构运动确定。 （b ）4n =，5l P =，1h P =， 33425111l h F n P P =--=?-?-?= A 处为虚约束。机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。 （c ）9=n ，12=l P ，2=h P ， 121229323=-?-?=--=h l P P n F M 处为复合铰链，C 处为局部自由度，G 处为虚约束，因机构原动件数为1，等于机构自由度，故机构运动确定。

机械设计总论图文稿

机械设计总论 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

总论 一．是非题 1．凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（） 2．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢制造。（） 3．机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（） 4．在变应力中，当r = -1时，σm = 0，σa =σmax 。（） 5．在变应力中，当r = C（常数）时，σm /σa是随时间变化的。（） 6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（） 二．单项选择题 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度。 （a）提高（b）降低 （c）不变（d）提高或降低视处理方法而定 2．某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1= 300 MPa，若疲劳曲线指数m = 9，应力循环基数N0 =107，当该零件工作的实际应力循环次数N =105时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限为 MPa 。 （a）300 （b）428 （c）500.4 （d）430.5 3．零件的形状、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 4．变应力特性可用m ax σ、min σ、m σ、a σ、r 这五个参数中的任意______来描述。 （a ）一个 （b ）两个 （c ）三个 （d ）四个 5．在图示零件的极限应力简图中，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 ）不变号的不对称循环变应力 （b ）变号的不对称循环变应力 （c ）脉动循环变应力 （d ）对称循环变应力 6．下列四种叙述中______是正确的。 （a ）变应力只能由变载荷产生 （b ）静载荷不能产生变应力 （c ）变应力是由静载荷产生 （d ）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生 7．零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之______。 （a ）增高 （b ）降低 （c ）不变 8．两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为______。 σm O