第9章 机械零件设计概论

东北大学《机械设计习题及答案》概要

第八章 机械设计概述 一、判断题（正确 T ，错误 F ） 1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。强度准则是零件设计中最基本的准则。 （ ） 2. 变应力只能由变载荷产生。 （ ） 3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。（ ） 4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。 （ ） 5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。 （ ） 二、单项选择题 1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。 A 对称循环变应力 B 脉动循环变应力 C 非对称循环变应力 D 静应力 2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。 A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 轧制 3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。 A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ= 4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。 A 小 B 大 C 相等 D 不一定 三、填空题 1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。 2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。 3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。 4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。 5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。 四、简答题 1. 试述机械零件的功能失效的含义，并举出两个例子。 2. 简述机械零件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？ 3. 试述机械零件的强度的含义，写出其一般表达式，并解释式中各变量的含义。 4. 稳定变应力的五个基本参量指什么？若某零件所有最大应力MPa 300max =σ，最小应力MPa 120min -=σ，试求其他三个参量。 第九章 联接 一、判断题（正确 T ，错误 F ） 1. 三角螺纹比梯形螺纹效率高，自锁性差。 （ ） 2. 受相同横向工作载荷的螺纹联接中，采用铰制孔用螺栓联接时的螺栓直径通常比采用普通螺栓联接的可小一些。 （ ） 3. 铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。 （ ）

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

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第9章机械零件设计概论 9.1机械零件设计概述 机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。通常此限度对载荷而言，所以习惯上又称为承载能力。 零件的失效可能由于：断裂或塑性变形；过大的弹性变形；工作表面的过度磨损或损伤；发生强烈的振动；联接的松弛；摩擦传动的打滑等。 机械零件虽然有多种可能的失效形式，但归纳起来最主要的为强度、刚度、耐磨性、稳定性和温度的影响等几个方面的问题。对于各种不同的失效形式，相应地有各种工作能力判定条件。 设计机械零件时，常根据一个或几个可能发生的主要失效形式，运用相应的判定条件，确定零件的形状和主要尺寸。 机械零件的设计常按下列步骤进行：1)拟定零件的计算简图。2)确定作用在零件上的载荷。 3)选择合适的材料。4)根据零件可能出现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件的形状和主要尺寸。应当注意，零件尺寸的计算值一·般并不是最终采用的数值，设计者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整。5)绘制工作图并标注必要的技术条件。 以上所述为设计计算。在实际工作中，也常采用相反的方式─—校核计算，这时先参照实物（或图纸）和经验数据，初步拟定零件的结构和尺寸，然后再用有关的判定条件进行验算。 还应注意，在一般机器中，只有一部分零件是通过计算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅根据工艺要求和结构要求进行设计。 9.2 机械零件的强度 在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为名义载荷。然而在机器运转时，零件还会受到各种附加载荷，通常用引入载荷系数K（有时只考虑工作情况的影响，则用工作情况系数K A）的办法来估计这些因素的影响。载荷系数与名义载荷的的乘积，称为计算载荷。按照名义载荷用力学公式求得的应力，称为名义应力，按照计算载荷求得的应力，称为计算应力。 当机械零件按强度条件判定时，比较危险截面处的计算应力（σ、τ）是否小于零件材料的许用应力([σ]、[τ])。即 [][] [][] S S lim lim τ τ τ τσ σ σ σ =≤= ≤ ，而 ，而(9-1)

杨可桢《机械设计基础》课后习题及详解(机械零件设计概论)【圣才出品】

第9章机械零件设计概论 9-1 通过热处理可改变毛坯或零件的内部组织，从而改善它的力学性能。钢的常用热处理方法有：退火、正火、淬火、调质、表面淬火和渗碳淬火等。试选择其中三种加以解释并简述其应用。 解：退火：将钢加热到一定温度，并保温到一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理方法。主要用来消除内应力、降低硬度，便于切削，细化金属颗粒，改善组织，增加韧性。 正火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，空冷或风冷的热处理方法。可消除内应力，降低硬度，便于切削加工；对一般零件，也可作为最终热处理，提高材料的机械性能。 淬火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的内应力，脆性也相应增加。淬火后一般需回火。淬火可提高其抗腐蚀性。 调质：淬火后加高温回火的热处理方法。可获得强度、硬度、塑性、韧性等均较好的综合力学性能，广泛应用于较为重要的零件设计中。 表面淬火：迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却，使工件表层淬火的热处理方法。主要用于中碳钢或中碳合金钢，以提高表层硬度和耐磨性，同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。

渗碳淬火：将工件放入渗碳介质中加热，并保温一定时间，使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。适合于低碳钢或低碳合金钢，可提高表层硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韧性和高塑性。 9-2 写出下列材料的名称，并按小尺寸试件查出该材料的抗拉强度σb（MPa）、屈服极限σs（MPa）、延伸率δ（％）： 解：如表9-1所示。 表9-1 9-3 试求把14号热轧工字钢（材料为Q235）沿轴线拉断时所需的最小拉力F。 解：查表得14号工字钢的几何参数：横截面面积 取材料Q235的抗拉强度极限，可得该工字钢拉断时的最小拉力： 。 9-4 如图9-1所示夹钳弓架的材料为45钢，已知尺寸：a＝65 mm，b＝16 mm，h ＝50 mm，试按弓架强度计算夹钳所能承受的最大夹紧力F（计算时取安全系数S＝2）并