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    課后習題

    機械設計典型習題

    時間:2018-04-01 00:13:58   作者:   來源:   閱讀:15834   評論:2
    第一章 機械設計概論

        分析與思考題

    1-1  什么是通用零件?什么是專用零件?試各舉三個實例。

    1-2  機械設計課程研究的內容是什么?

    1-3  設0機器時應滿足哪些基本要求?設計機械零件時應滿足哪些基本要求?

    1-4 機械零件主要有哪些失效形式?常用的計算準則主要有哪些?

    1-5  什么是零件的強度要求?強度條件是如何表示的?如何提高零件的強度?

    1-6  什么是零件的剛度要求?剛度條件是如何表示的?提高零件剛度的措施有哪些?

    1-7  機械零件設計中選擇材料的原則是什么?

    1-8  指出下列材料的種類,并說明代號中符號及數字的含義:HTl50,ZG230-450,  65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSnl0Pb5。

    1-9  機械的現代設計方法與傳統設計方法有哪些主要區別?

    第二章 機械零件的疲勞強度設計

    一、分析與思考題

    2-1  試舉例說明什么零件的疲勞破壞屬于低周疲勞破壞,什么零件的疲勞破壞屬高周疲勞破壞。

    2-2  在材料的疲勞曲線上,為何需要人為規定一循環基數N0,并將對應的極限應力稱為材料的疲勞極限? 

    2-3  彎曲疲勞極限的綜合影響系數Kσ的含義是什么?它與哪些因素有關?它對零件的疲勞強度和靜強度各有何影響?

    2-4 在單向穩定變應力下工作的零件,如何確定其極限應力?

    2-5  疲勞損傷線性累積假說的含義是什么?寫出其數學表達式。

    2-6  影響機械零件疲勞強度的主要因素有哪些?提高機械零件疲勞強度的措施有哪些?

    二、設計計算題

    2-7  一零件由45鋼制成,材料的力學性能為:σs=360MPa,σ-1=300 MPa,ψσ=0.2。已知零件上的最大工作應力σmax=190MPa,最小工作應力σmin=110MPa,應力變化規律為σm=常數,彎曲疲勞極限的綜合影響系數Kd=2.0,試分別用圖解法和計算法確定該零件的計算安全系數。

    機械設計典型習題

    題2-7圖

    2-8  某材料受彎曲變應力作用,其力學性能為:σ-1=350MPa,m=9,N0=5×106?,F用此材料的試件進行試驗,以對稱循環變應力σl=500MPa作用104次,σ2=400MPa作用105次,σ3=300MPa作用106次。試確定:

    (1)該試件在此條件下的計算安全系數;

    (2)如果試件再作用σ=450MPa的應力,還能循環多少次試件才破壞?

    第三章 摩擦、磨損及潤滑基礎

        分析與思考題

    3-1  按照摩擦面間的潤滑狀態不同,滑動摩擦可分為哪幾種?

    3-2  什么是邊界膜?邊界膜的形成機理是什么?如何提高邊界膜的強度?

    3-3  零件的磨損過程大致可分為哪幾個階段?每個階段的特征是什么?

    3-4  根據磨損機理的不同,磨損通常分為哪幾種類型?它們各有什么主要特點?

    3-5  粘度的表示方法通常有哪幾種?各種粘度的單位和換算關系是什么?

    3-6  潤滑油的主要性能指標有哪些?潤滑脂的主要?能指標有哪些?

    3-7  流體動力潤滑和流體靜力潤滑的油膜形成原理有何不同?流體靜力潤滑的主要優缺點是什么?

    第五章 螺紋聯接及螺旋傳動

    一、選擇題

    5-1  在常用的螺旋傳動中,傳動效?最高的螺紋是__________。

    (1)三角形螺紋 (2)梯形螺紋  (3)鋸齒形螺紋 (4)矩形螺紋

    5-2  在常用的螺紋聯接中,自鎖性能最好的螺紋是___________。

    (1)三角形螺紋 (2)梯形螺紋  (3)鋸齒?螺紋 (4)矩形螺紋

    5-3  當兩個被聯接件不太厚時,宜采用____________。

    (1)雙頭螺柱聯接 (2)螺栓聯接  (3)螺釘聯接(4)矩形螺紋

    5-4  當兩個被聯接件之一不太厚,不宜成通孔,且需要經常拆裝時,往往采用__________。

    (1)螺栓聯接(2)螺釘聯接(3)雙頭螺柱聯接(4)緊定螺釘聯接

    5-5 當兩個被聯接件不太厚,不宜制成通孔,且聯接不需要經常拆裝時,往往采用_________。

    (1)螺栓聯接(2)螺釘聯接(3)雙頭螺柱聯接(4)緊定螺釘聯接

    5-6 在擰緊螺栓聯接時,控制擰緊力矩有很多方法,例如________。

    (1)增加擰緊力              (2)增加扳手力臂

    (2)使用測力矩扳手或定力矩扳手

    5-7 螺紋聯接防松的根本-題在于_____________。

    (1)增加螺紋聯接能力  (2)增加螺紋聯接的橫向力  (3)防止螺紋副的相對轉動   (4)增加螺紋聯接的剛度

    5-8 螺紋聯接預緊的目的之一是_________。

    (1)增加聯接的可靠性和緊密性  (2)增加被聯接件的剛性

    (3)減小螺栓的剛性

    5-9承受預緊力和軸向變載荷的緊螺栓聯接,當其螺栓的總拉力F0的最大值和被聯接件的剛度Cm不變時,螺栓的剛度Cb愈小,則________。

    (1)螺栓中總拉力的變化幅度最大 (2)螺栓中總拉力的變化幅度愈小  (3)螺栓總拉力變化不變  (4)螺栓中的疲勞強度降低

    5-10對受軸向變橫載的緊螺栓聯接,在限定螺栓總拉力的情況下,提高螺栓疲勞強度的有效措施是__________。

    (1)增大被聯接件的剛度  (2)減小被聯接件的畝

    (2)增大螺栓的剛度

    5-11現有一個單個螺栓聯接,要求聯接件的結合面不分離,假定螺栓的剛度Cb與被聯接的剛度Cm相等,聯接的預緊力為F′,現開始對聯接施加軸向載荷,當外載荷達到與預緊力F′的大小相等時,則________。

    (1)被聯接發生分離,聯接失效   (2)被聯接件即將發生分離,聯接不可靠  (3)聯接可靠,但不再繼續加載  (4)聯接可靠,只要螺栓強度足夠,外載荷F還可繼續增加到接近預緊力F′的兩倍

    5-12 有一汽缸蓋螺栓連接,若汽缸內氣體壓力在1~2Mpa之間環變化,則螺栓中的應力變化規律為___________。

    (1)對稱循環應變力  (2)脈動循環應力(3)非對稱循環應力

    5-13在下列四種具有相同公稱直徑和螺距并采用相同的配對材料的傳動螺旋副中,傳動效率最高的是________________。

    (1)單線形螺紋 (2)單線梯形螺紋(3)雙線矩形螺紋

    (3)雙線鋸齒形螺紋

    5-14  當一個承受變載荷的螺栓聯接,其螺栓的靜強度足夠而疲勞強度不足時,應首先考慮采用__________來提高其疲勞強度

    (1)增加螺栓直徑   (2)提螺栓材料的屈服極限

    (3)改用雙螺母      (4)柔性螺栓

    5-15  為了改善紋牙上的載荷分布,通常都以_______的方法來實現。

    (1)采用雙螺母  (2)采用加高螺母  (3)采用減薄螺母

    (4)減少螺栓和螺母的螺距變化差

    5-16被聯接件受橫向載荷作用時,若采用一組普通螺栓聯接,則載荷靠_________來傳遞。

    (1)接合面之間的摩擦力   (2)螺栓的剪切和擠壓

    (2)螺栓的剪切和被聯接件的擠壓

    5-17 確定緊聯接螺栓中拉伸和扭轉復合載荷作用下的當量應力時,通常是接__________來進行諸的。

    (1)第一強度理論   (2)第二強度理論   (3)第三強度理論

    (3)第四強度理論

    二、分析與思考題

    5-18  為什么螺紋聯接大多數要預緊?什么叫螺紋聯接的預緊力?

    5-19 常用的控制預緊力的方法有哪些?它們有哪些優缺點?為了克服這些缺點可采用什么方法?

    5-20 螺紋聯接為什么要防松?防松的根本問題是什么?

    5-21 防松的基本原理有哪幾種?具體的防松方法和裝置各的哪些?

    5-22相同的公稱直徑的粗牙普通螺紋與細牙普通螺紋相比,哪個自鎖性能好?哪個強度高?為什么薄壁零件的聯接常采用細牙螺紋?

    5-23什么叫螺紋的自鎖現象?自鎖條件如何?螺旋副的傳動效率又如何計算?

    5-24試問螺紋的升角φ為多大時,螺旋副效率可達到最高值?

    5-25螺紋聯接的主要失效形式和計算準則是什么?

    5-26何謂螺栓聯接?何為緊螺栓聯接?它們的強度計算方法有何區別?

    5-27對承受橫向載荷或傳遞轉矩的緊螺栓聯接采用普通螺栓時,強度計算公式中為什么要將預緊力提高到1.3倍來計算?若采用鉸制孔用螺栓時是否也這樣考慮?為什么?

    5-28在設計受傾覆力矩作用的底板螺栓組聯接時,應滿足哪些條件?如何保證?

    5-29常用的提高螺紋聯接強度的措施有哪些?

    5-30對于受變載荷作用的螺栓聯接,可采用哪些措施減小螺栓的應力幅αa?

    三、設計計算題

    5-31  如圖所示,兩根梁用8個4.6級普通螺栓與兩塊鋼蓋板相聯接,梁受到的拉力F=28kN,摩擦系數f=0.2,控制預緊力,試確定所需螺栓的直徑。

    解:已知螺栓數目z=8,接合面數i=2,取防滑系數Ks=1.2,則螺栓所需預緊力F0為

    F0≥機械設計典型習題

    題5-20圖

    查主教材中的表,得σS=240MPa,查表,取安全系數S=1.3,則[σ]=σS/S

    =240MPa/1.3=184.6MPa,所需螺栓的直徑

           d1≥機械設計典型習題

    取整后得螺栓尺寸d=10mm,螺紋為M10。

    注:解中有兩處錯誤,請指出錯處并說明原因。

    5-32  受軸向載荷的緊螺栓聯接,被聯接鋼板間采用橡膠墊片。已知預緊力F0=1500N,當軸向工作載荷F=1000N時,求螺栓所受的總拉力及被聯接件之間的殘余預緊力。

    5-33  圖示凸緣聯軸器(GB/T5843-1986)的型號為YLDl0,允許傳遞的最大轉矩T= 630N·m,兩半聯軸器采用4個M12的鉸制孔用螺栓聯接,螺栓規格為M12~60(GB/T 27-1988),螺栓的性能等級為8.8級,聯軸器材料為HT200,試校核其聯接強度。

    機械設計典型習題              

    題5-33圖                                          

     機械設計典型習題

    題5-34圖

    5-34  鉸制孔用螺栓組聯接的三種方案如圖所示。已知L=300mm,a=60mm,試求螺栓組聯接的三個方案中,受力最大的螺栓所受的力各為多少?哪 方案較好? 

    5-35  如圖所示的底板螺栓組聯接受外力Fe的作用。外力Fe作用在包含x軸并垂直于底板接合面的平面內。試分析底板螺栓組的受力情況,并判斷哪個螺栓受力最大?保證聯接安全工作的必要條件有哪些?

    機械設計典型習題

    題5-35圖

    四、結構設計與分析題

    5-36  試指出下列圖中的錯誤結構,并畫出正確的結構圖。

    機械設計典型習題機械設計典型習題   

    a)螺釘聯接        b)雙頭螺柱聯接

        機械設計典型習題              

     c)鉸制孔用螺栓聯接

    機械設計典型習題機械設計典型習題 

    d)緊定螺釘聯接                e)吊環螺釘聯接

         機械設計典型習題

     f)螺釘聯接

    題5-36圖


    標簽:機械設計  
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