2022年机械设计复习题-答案 .pdf

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1、1 2012年机械设计自学考试备考试题第二章一、选择填空：1如果危险截面上的应力超过零件的强度极限，则发生的失效形式为。 C A. 外表破坏B. 残余变形C. 整体断裂D. 功能失效2零件设计时，限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为。 A A. 强度准则B. 刚度准则C. 寿命准则D. 振动稳定性准则3按照机器的组成原理，变速箱是汽车的。B A. 原动机B. 传动部分C. 执行部分D. 控制系统4. 为了防止零件发生破坏，应采用的设计准则是。DA.刚度准则 B. 寿命准则 C. 振动稳定性准则 D. 强度准则二、填空题：1.传动件包括带传动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和_。齿轮传动

2、2.驱动机器完成预定功能的部分称为_。原动机3. 金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占_。90%以上4.描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和_。应力比或循环特性5.机械零件制造中使用最广的金属材料是_。钢铁6.机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和。执行部分7.按照机器的组成原理，发动机是汽车的。原动机部分8.如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生。塑性变形9. 一部机器的质量基本上取决于_。设计阶段10. 机器的设计阶段是决定机器质量的_。关键第三章一、选择填空：1.零件外表经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度_。B C. 不变D. 提

3、高或降低视处理方法而定2.应力的循环特性(应力比 )常用“ r”表示，其值为_。D A.amB.amC.maxminD.minmax3. 变应力的应力幅值a为_。 A A. 2minmaxB. 2minmaxC. 2maxD.minmax4. 对称循环应力，其循环特性“r”值是 _。 D A.1 B. C. 0 D.-1 5.以下四种表达中正确的选项是_。D A变应力只能由变载荷产生精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 28 页2 D.变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生6.零件的截面形状一定，如绝对尺寸增大，疲劳强度将随

4、之_。B A. 提高B. 降低C. 不变D. 不一定二、填空题：1.机械零件的疲劳极限与材料的疲劳极限的比值称为。.综合影响系数2. 应力循环特性系数r=0 的应力称为 _。脉动循环3 变应力中应力比循环特性r=-1 的应力称为 _。对称循环4.零件的截面形状一定，如绝对尺寸增大，疲劳强度将随之_。降低5.对称循环变应力的应力比等于。 r=-1 6.零件疲劳强度极限的综合影响系数包括零件的有效应力集中系数、尺寸系数、强化系数和 _。外表质量系数7. 滑动摩擦分为干摩擦、流体摩擦、混合摩擦和_。边界摩擦四、简答题：1.试解释零件的疲劳极限低于材料试件的疲劳极限的原因：由于结构上有应力集中、尺寸往

5、往大于材料试件、外表质量与试件不同，所以使得零件的疲劳强度一般低于试件的疲劳强度第四章一、选择填空：1. 两摩擦面间被一层油膜隔开，能够部分防止金属直接接触的摩擦称为_。C A.液体摩擦 B. 干摩擦C.边界摩擦 D. 混合摩擦2.两摩擦外表被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦状态称为_。A 3. 两摩擦面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦称为_。B A.液体摩擦 B. 干摩擦C.边界摩擦 D. 混合摩擦二、填空题：1.由于摩擦外表材料微体积在重复变形时疲劳破坏而引起的机械磨损称为_。疲劳磨损2.摩 擦 外 表 被 流 体 膜 隔 开 ， 摩 擦 性 质 取 决

6、于 内 部 分 子 积 案 粘 性 阻 力 的 摩 擦 称为。边界摩擦3. 根据位移形式不同，动摩擦分为滑动摩擦和_。滚动摩擦5.液体摩擦： P49L20第五章一、选择填空：1 .在用于传动的几种螺纹中，矩形螺纹的主要优点是_。C 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 28 页3 A.自锁性能好B. 强度较高C.传动效率高D. 制造方便2. 用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹_。A3. 当两个被联接件不宜制成通孔，且需要经常拆卸通常采用_。C A. 螺栓联接B.螺钉联接C. 双头螺柱联接D. 紧定螺钉联接4.当采用

7、铰制孔用螺栓联接承受横向载荷时，螺栓杆受到作用_。C 5.螺纹副中一个零件相对于另一个转过一圈时，它们沿轴线方向相对移动的距离是_。A A.线数螺距B.一个螺距C.线数导程D.导程 /线数6. 用于螺纹危险截面计算的直径是_。BA. 螺纹的外径 B. 螺纹的内径 C. 螺纹的中径 D. 不确定7.普通螺纹的公称直径为。A A. 大径B. 小径C. 不确定D. 中径8.螺纹的牙型角为、升角为、当量摩擦角为v，则螺纹副的自锁条件为_。C A.B.vC.vD.v9.普通螺纹轴截面的牙型为。C A. 矩形B. 梯形C. 三角形D. 圆形10.普通螺栓联接中的松螺栓联接和紧螺栓联接之间的主要区别是，松螺

8、栓联接的螺纹部分不承受 _。B A.拉伸作用B.扭转作用C.剪切作用D.弯曲作用二、填空题：1. 在常用的螺纹牙型中，矩形螺纹用于传动是因为_。传动效率高2.常用的螺纹牙型中，传动效率最高的是_。矩形螺纹3.普通螺纹的轴截面牙型为_。三角形4.螺栓连接时，采用悬置螺母的目的是_。改善螺纹牙齿上载荷分布不均程度5.三角螺纹一般用于。联接6.沿两根以上的等距螺旋线形成的螺纹称为。双线螺纹7.常用的螺纹牙型中，自锁性最好的是。三角形8.受轴向变载荷的紧螺栓联接中，降低螺栓的刚度可使螺纹连接的强度得到。提高9. 梯形螺纹主要用于_。传动四、简答题：1.螺纹连接预紧的目的是什么？：P68L7 2. 简述

9、螺纹联接的基本类型、适用场合。螺栓联接 , 用于被联接件上开有通孔的场合；螺钉联接, 用于被联接件上不能开有通孔精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 28 页4 且不需经常拆卸的场合, 双头螺柱联接, 用于被联接件上不能开有通孔需经常拆卸的场合,紧定螺钉联接, 用于固定两个零件的相对位置,传递不大的载荷。3.螺纹连接的常用防松措施有哪些？p70 表 5-3 4. 螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么? 因为在冲击、 振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大的情况下，联接都会发生松脱。一旦松脱会影响机器正常工作甚至造成

10、严重事故。防松的根本是防止螺纹副在受载时发生相对转动。5. 说明降低应力幅提高螺栓联接疲劳强度的方法和具体措施。方法一是降低螺栓刚度，具体措施有适当增加螺栓的长度，或采用腰杆状螺栓和空心螺栓；方法二是增加被联接件的刚度，具体措施有不用垫片或用刚度较大的垫片。6.螺旋副自锁条件是什么？哪种螺纹牙型自锁性最好？为什么？自锁条件为 .螺旋线升角小于等于当量摩擦角，即v；三角螺纹自锁性最好，原因是其牙侧角最大。五、综合应用：1一个托架1 用三个铰制孔用螺栓与机架2 相连接。已知：螺栓材料许用剪切应力aMP100，横向载荷NFR900，mmL300，mma100。确定受力最大螺栓及所受剪力?maxF，判

11、断布置形式是否合理；并按剪切强度确定所需螺栓剪切面的最小直径?0d解： 1将RF平移至螺栓组中心，附加扭矩mmNT5107.2在RF作用下每个螺栓所受剪力为NZFFRF3003900在T作用下两侧螺栓所受剪力为NaTFT13501002107.225右侧螺栓受力最大，NFFFTF1650max，布置形式不合理。2)受剪切面最小直径mmFd6.41401650044max0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 28 页5 2. 图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ100000N ，螺栓材料许用应力 =100

12、MPa，取残余预紧力为工作拉力的倍，试确定螺栓所需最小直径。解： 1单个螺栓受工作拉力NZFFQ5000021000002残余预紧力NFF20000500004. 04. 013) 单个螺栓受总拉力NFFF700005000020000124) 所需螺栓最小直径mmFd341007000042 .5213. 此题 10 分 如下图的螺栓组联接 凸缘联轴器 。 4 个普通螺栓均匀的分布在mmD200的圆周上，传递的转矩mmNT5108。螺栓材料许用拉应力为aMP160，被联接件外表的摩擦因数15.0f，联接的可靠性系数2. 1sK，确定安装时所需预紧力及所需的螺栓的最小直径?1d解： 1每个螺栓

13、所受的的预紧力NDfTKFs1600015.020021082.12502所需的螺栓的最小直径mmFd8 .2216014.3160002. 52 .501精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 28 页6 4图示紧螺栓连接，已知横向载荷R=36000N，接合面i=1，摩擦系数f=0.12，联接的可靠性系数2. 1sK，螺栓数量z=4，螺栓材料许用应力2/100mmN,试计算所需螺栓直径 d1=? 10 分解：1每个螺栓所受的的预紧力NzifRKFs9000012.014360002.102所需的螺栓的最小直径mmFd2.121

14、0014.3900002. 52 .5015 10 分图示紧螺栓连接，采用两个M16d1=普通螺栓，已知摩擦系数，防滑系数2.1sK，螺栓材料许用应力2/100mmN,试计算连接所能传递的横向载荷R=? 解： 1预紧力的最大值NdF115583 .14100835.1314.33 .1422102所能传递横向载荷的最大值NKzfFRs23122 .112.021155806 10 分图示轴承盖用4 个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力FQ，螺钉材料许用应力2/80mmN，取残余预紧力为工作拉力的倍，求螺栓所需最小直径。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -

15、 - - - - - -第 6 页，共 28 页7 解： 1每个螺栓所受轴向工作载荷kNFFQ6.244.1042每个螺栓总拉力kNFFFF64. 36 .24.14 .1123所需螺栓直径mmFd68.88014.31064.33. 143. 143217 12 分气缸盖联接结构如下图，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12 个 M18的螺栓，螺纹小径，许用拉应力=120MPa，取残余预紧力为工作拉力的倍，求气缸所能承受的最大压强。解：1每个螺栓总拉力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 28 页8 NdF1694

16、93.14120294.1514.33.1422122每个螺栓所受轴向工作载荷由于FFFF5. 212所以NFF67805.2169495.223最大压力ampDFZp66. 125014.367804422第六章一、选择填空：1.B 型普通平键其端部形状为_。B A.圆头 B. 方头 C. 单圆头 D. 钩头2.轴的键槽加工方式通常采用_。D 3.普通平键的长度主要选择根据是_。B A.传递转矩大小B. 轮毂长度C.轴的直径4.平键静连接的主要失效形式是。A A. 工作面被压溃B. 工作面过度磨损C. 键被剪断D. 键被弯断5.矩形花键联接常采用的定心方式是_。C A.按大径定心B.按侧面定

17、心C.按小径定心D.按大径和小径共同定心6. 图 1 中联接形式是 _。BA.切向键B.楔键C.平键D.半圆键7. 图 2 中联接形式是 _。AA.切向键B.楔键C.平键D.半圆键精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 28 页9 二、填空题：1.普通平键的工作面为_。两侧面2.导向平键的工作面为_。两侧面3.楔键的工作面是_。上下两面4.按齿形不同，花键可分为矩形花键和。渐开线花键5.楔键的上外表和与它相配合的轮毂键槽底面的斜度为1:100 6.普通平键按结构可分为圆头、平头及。单圆头7. 平键联接中普通平键用于静联接，导向楔

18、键和滑键用于_。动联接8. 导向平键联接，其主要失效形式是工作面的_。磨损9. 零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动，最常用的周向定位零件是花键和 _。键第八章一、选择填空：1.提高带传开工作能力的措施有_。AC.尽可能提高带的圆周速度 D.降低初拉力张紧力F0 2. 带传动中，两带轮与带的摩擦系数相同，直径不等，如有打滑则先发生在小轮上，其原因是。 BA. 包角大 B. 包角小C.直径小D.转速高3.带传动的小带轮包角过小时，会导致_。D A.带截面上的应力增大B.带的弹性滑动加剧C.带在工作时会产生颤抖D.传动能力下降易产生打滑4.V 带传动，中心距最适宜的范围为两带轮直径之

19、和的。C A.0.71倍B.11.5倍C.0.72倍D.12倍5. V 带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了。B A.是结构紧凑B.限制弯曲应力C.保证带与带轮之间有足够的摩擦力 D.限制小带轮包角6.带传动传动比不恒定的原因是。C A. 中心距大B. 打滑C. 弹性滑动D. 过载二、填空题：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 28 页10 1. V 带传动的传动比不恒定主要原因是_。带的弹性滑动2.带传动的带轮直径越小，则带内的弯曲应力越。大3.由于带传动存在着弹性滑动现象，所以带传动的传动比。不恒定4. 传动带根据截

20、面形状可分为平带、圆带、多楔带和_。V 带5. 带传动的类型，根据工作原理可分为啮合型带传动和_。摩擦传动6. 与平带相比，V带传动允许的传动比_。大第九章一、选择填空：1.链传动的特点是_。D A.瞬时传动比是常数B.平均传动比不是常数C.瞬时传动比和平均传动比的都不是常数D.瞬时传动比不是常数而平均传动比是常数2. 在一定转速下，增大节距P，减小 z1链传动的不均匀性和动载荷_。 AA.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定3.链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在_。A A.低速重载4.链条中宜尽量防止使用过渡链节，这主要是因为_。A A.过渡链节的链板要受附加弯矩的作用B.装配困难

21、C.过渡链节制造困难D.要使用较长的销轴5.链传动中两轮轴线的相对位置应_。A A.平行B.相交成一定的角度C.相交成直角D.成任意角交错6.链传动的合理链长应取_。A A.链节距长度的偶数倍B.链节距长度的奇数倍C.任意值 D.按链轮齿数来决定链长7. 链传动设计中，一般链轮的最大齿数限制为114，是为了 _。CA.减小链传动的不均匀性B.限制传动比C.减少链节磨损后链从链轮上脱落的可能性 D. 保证链轮轮齿的强度8. 链传动设计中，一般链轮的最小齿数限制为17，是为了 _。A A.减小链传动的不均匀性 B.限制传动比C.减少链节磨损后链从链轮上脱落的可能性 D. 保证链轮轮齿的强度二、填空

22、题：1.链轮的齿数越少，则链传动的不均匀性_。增加2.与带传动相比较，链传动的承载能力_。较高3. 与带传动相比链传动效率_。较高4.链传动中链轮的齿数越少，则链传动的动载荷越。越大5.通常情况下，链传动的最大中心距不超过。80p(节距 ) 6.链传动中链条的节距越小，则链传动的动载荷越。越小7.链传动瞬时传动比_。不恒定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 28 页11 第十章一、选择填空：1.为了提高齿轮传动的抗点蚀的能力，可考虑采用。D 2. .设计圆柱齿轮传动时，小齿轮的齿宽 b1与大齿轮的齿宽 b2的关系应为。B

23、A. b1=b2B. b1b2C. b1eFdX=1，Y=0 X，Y=2 Fr/2Y解：1派生轴向力N100022400021d1YFFr向右N110022440022d2YFFr向左精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 28 页21 2轴承所受的轴向力d2Ad14500FNFF，轴承压紧。N4500Ad12FFFaN1000d1a1FF3当量动载荷eFFra25.04000100011X1=1 Y1=0 eFFra02.14400450022X2=0.4 Y2=2 NFYFXfParp600011111NFYFXfParp

24、161402212222.此题10 分轴系由一对角接触球轴承7307AC 支承，轴承反安装，已知轴FA=900N，Fr1=1000N，Fr2=2100N，fP，试判定危险轴承。eFa/FreFa/FreFdX，YX=1，Y=0 Fr精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 28 页22 解： 1派生轴向力N70010007.07 .0r1d1FF向右N470121007.07 . 0r2d2FF向左2轴承所受的轴向力d1Ad223709001470FFF，轴承压紧。N2370Ad21FFFaN4701d2a2FF2当量动载荷eF

25、Fra37.21000237011X1=0.41 Y1eFFra7 .02100147022X2=1 Y2=0 NFYFXfParp7 .3636237085.0100041.05.111111NFYFXfParp31500210015. 1221222所以 1 轴承危险3. 此题 12 分图示轴系由一对30208 轴承支承，轴上作用力F1500 N，fp，确定：1） 轴承所受当量动载荷为多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 28 页23 2） 哪个轴承为危险轴承？eFa/FreFa/FreFdX=1，Y=0 X，YF

26、r/2Y解： 1轴承径向力NFFr2000600)600200(1NFFFrr50015002000122派生轴向力N6256.12200021d1YFFr向右N6.3516.1250022d2YFFr向左精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 28 页24 3轴承所受的轴向力d1d2FF，轴承压紧。N625d11FFaN256d1a2FF4)当量动载荷eFFra31.0200062511X1=1 Y1=0 eFFra25.150062522X2=0.4 Y2NFYFXfParp2400020002 .111111NFYFXf

27、Parp16806256.15004.02.12212221 轴承危险4.已知某支承结构 如以下图 两端采用 7307AC 轴承，两轴承反装， 轴的转速为n=1500r/min, 设 fp=1.2, ft=1, 查得 C=23.45KN, 轴上作用轴向力为FA=600N, 径向力 R=2400N, 支撑点的位置及径向力的位置如图示，试计算其工作寿命Lh。(FdFr; Fa/Fre 时, X=1, Y=0; Fa/Fre 时, X=0.41,Y=0.87) 15 分解：FA180 120 R 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，

28、共 28 页25 1轴承径向力NRFr9601201801201NFRFrr1440122派生轴向力N652.896068.068.0r1d1FF向左N979.2144068. 068. 0r2d2FF向右3轴承所受的轴向力d1Ad22 .1579FFF，轴承压紧。N2.1579Ad21FFFaN979.2d2a2FF4)当量动载荷eFFra65.19602.157911X1=0.41 Y1eFFra68.014402.97922X2=1 Y2=0 NFYFXfParp212111111NFYFXfParp17282212225轴承寿命hPCfnLth150162121234501500601

29、060103665.15 分根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，如下图。已知两个轴承的载荷分别为NFr14701，NFr26502，外加轴向力NFA1000方向向左 ，转速min/5000rn，常温下运转， 载荷系数 fp =1.2，预期寿命hLh2000，采用 7208AC轴承 C=25.8kN 是否适用 ? eFa/FreFa/FreFd0.68 X=1，Y=0 X1， Y= Fr精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 28 页26 解： 1派生轴向力N999.6147068.068. 0r1d1FFN80

30、21265068. 068.0r2d2FF2轴承所受的轴向力d2Ad16 .1999FFF，轴承压紧。N6.1999Ad12FFFaN999.6d1a1FFeFFra68.014706.99911X1=1 Y1=0 eFFra75.026506.199922X2=0.41 Y23） 当量动载荷NFYFXfParp176411111NFYFXfParp33902212224轴承寿命hhPCfnLth20001469339025800500060106010366精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 28 页27 采用 7208

31、AC 轴承寿命不够6. 此题 10 分某传动装置中的一根轴，由两个30307 轴承支承，轴承的布置如下图，已知轴承载荷NFr35001，NFr42002，NFA950，载荷系数5 .1pf，常温下工作1计算两个轴承的当量动载荷。2校验轴承时，应按哪个轴承校核？eFa/FreFa/FreFd1 X=1，Y=0 X，Y=1.9 Fr/3.8 解： 1派生轴向力N2199 .12350021d1YFFr向右N10519.12420022d2YFFr向左2轴承所受的轴向力d2Ad11871950921FFF，轴承压紧。N1871Ad12FFFaN219d1a1FF3当量动载荷eFFra26.03500

32、92111X1=1 Y1=0 eFFra44.04200187122X2=0.4 Y2= NFYFXfParp5250035005.111111NFYFXfParp785242009 .135004 .05.1221222按 2 轴承核算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 28 页28 第十五章一选择填空：1. 在计算轴的当量弯矩M 时，用公式MMT22(),假设弯曲应力为对称循环变应力，扭矩为脉动变化，则应力校正系数_。 C A. 0 B.0.3 C. D. 2. 为提高轴的刚度，如下方法中，效果不大的是_。D A. 增大轴径 B.改变支承间跨度C. 用滚子轴承代替球轴承 D.用合金钢代替普通钢二、填空题：1.在长度及材质不变的情况下，轴的刚度随直径的增加而_。增加2.承受弯矩和扭矩共同作用的轴称为_。转轴3.只承受扭矩的轴称为_。传动轴4. 轴的弯扭合成强度计算公式为22)(TMMca，其中的常用值是 _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 28 页