机械设计基础习题库第一篇1、设计机械零件时，选择材料主要应考虑三方面的问题，即 使用 要求、 工艺 要求和 经济 要求。2、由于合金钢主要是为了提高 强度 ，而不是为了提高 刚度 。而且通常要进行适当的 热处理 才能得到充分利用。3、零件刚度是指零件在载荷作用下抵抗 弹性变形 的能力。常用的提高零件刚度的措施有 采用抗弯曲或扭转变形强的剖面形状 ， 减小跨距 等。4、脆性材料制成的零件，在静应力下，通常取材料的 强度极限 为极限应力，失效形式为断裂；塑性材料制成的零件，在简单静应力作用下，通常取材料的 屈服极限 为极限应力，失效形式为塑性变形；而在变应力作用下，取材料的 疲劳极限 为极限应力，失效形式为疲劳断裂。5、静止的面接触零件在外载荷作用下，接触表面将产生 挤压 应力，对于塑性材料的零件将产生表面 塑性变形 而破坏；而在点线接触零件，在外载荷作用下，接触处将产生 接触 应力，从而将引起零件的 疲劳点蚀 破坏。6、二个零件相互接触的表面呈 点、线 接触，并具有一定的 相对滑动 ，这种接触面的强度称表面接触强度。如通用件中 齿轮 的工作表面。7、按零件接触状态的不同，三种表面强度的区别是：接触强度的滑动表面为 点、线 接触；挤压强度的静接触面为 面 接触；比压强度的滑动表面为 面 接触。8、两零件高副接触时，其最大接触应力取决于 材料弹性模量； 接触点曲率半径 及 单位接触宽度载荷 。9、随 时间 变化的应力称为变应力，在变应力作用下，零件的损坏是 疲劳断裂 。10、变应力可归纳为 对称循环 变应力， 非对称循环 变应力和 脉动循环 变应力三种基本类型。在变应力中，循环特性r变化在+1 -1之间，当r= -1时，此种变应力称为对称循环变应力；r=0时，称为脉动循环变应力；r= +1时，即为 静 应力。11、在每次应力变化中， 周期 、 应力幅 和 平均应力 如果都相等则称为稳定变应力，如其中之一不相等，则称为非稳定变应力。12、变应力的五个基本参数为 最大应力max、 最小应力min、应力幅a 、 平均应力m 、 循环特性r 。13、脉动循环变应力的min= 0 ；m=a= max/2 ；循环特性r为 0 。14、当循环特性r=-1，变应力为 对称循环 ；循环特性r=0，变应力为 脉动循环 。15、在变应力参数中，如以max，min表示，平均应力m=(max+min)/2，应力幅a=(max-min)/2，循环特性r=min/max。16、应力循环特性r=min/max，其中应力的取值是指 绝对值 的大小，但如有方向改变时，其比值要加 负 号，故r值总是在 -1 +1 之间。17、用应力幅a=及平均应力m作为纵横坐标的极限应力图，是表示材料不同的 循环特性 与不同的疲劳极限之间的关系。在纵坐标上为对称循环应力，其循环特性为 -1 ，极限应力为 -1 ；在横坐标上为静应力，其循环特性为 +1 ，塑性材料的极限应力为S 。18、在变应力中，等效应力幅av=(ks)Dax+ysm，式中的综合影响系数(k)D是表示 表面状态 ； 绝对尺寸 ， 应力集中 对零件疲劳强度的影响；而ys是把平均应力折合为 应力幅 的等效系数。19、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数N必 小于或等 于该材料的循环基数N0；由于 应力集中 、 绝对尺寸 、 及表面状态 等影响，零件的疲劳极限通常必小于其材料的疲劳极限。20、影响零件疲劳强度的因素主要有： 应力集中 、 绝对尺寸 和 表面状态 。它们在变应力中，只对 应力幅 有影响。21、在影响零件疲劳强度的因素中，绝对尺寸系数是考虑零件剖面的绝对尺寸愈大，使材料晶柱粗大，出现 缺陷 的概率愈大，而使疲劳极限下降，表面状态系数是考虑零件表面的 粗糙度 对疲劳强度的影响，而根据试验，以上两个系数及有效应力集中系数只对变应力中的应力幅 有影响。22、金属材料的疲劳曲线有两种类型： 一种是当循环次数N超过某一值N0以后，曲线即趋向水平 。 另一种则曲线无水平部份，疲劳极限随N增加而下降 。22、普通碳钢的疲劳曲线有两个区域：NN0区为 无限寿命区 ，NN0区为 有限寿命区 ，在 无限寿命区 区疲劳极限是一个常数。23、疲劳极限的定义是在 循环特性r 一定时，应力循环N次后，材料 不发生疲劳破坏 时的最大应力。当N为 N0 时的疲劳极限叫做持久极限。24、零件疲劳计算中，一定的循环特性r下，应力的实际循环总次数Ni与相应应力下达到 疲劳 时的循环总次数Ni之比，叫作寿命损伤率。零件在各应力作用下达到 疲劳 极限时，各寿命损伤率之和 应等于 1 ，这就是疲劳损伤积累假说。25、材料疲劳损伤累积假说认为：大于 疲劳极限 的各实际工作应力每循环一次，就造成一次 寿命 损失，因此用各应力的实际总循环总次数Ni与相应的达到疲劳时循环次数Ni之比表示的 寿命损伤率 在零件达到疲劳极限情况时，各应力下其值之和应等于 1 。26、材料的疲劳曲线是表示一定的 r 下，循环次数N与 疲劳极限 的关系；用平均应力m作横坐标，应力幅a为纵坐标表示的极限应力图，反映了不同的 r 下，具有不同的 极限应力 。27、最典型的四种磨损为： 粘着磨损 ； 接触疲劳磨损 ； 磨料磨损 ； 腐蚀磨损 。28、为了减轻粘着磨损可采取 合理选择材料 、 加添加剂 、 限止摩擦表面的温度和压强 等措施。29、点蚀的形成和润滑油的存在有密切关系，润滑油的粘度愈小，点蚀的发展愈 迅速 ；若没有润滑油，则接触处的主要破坏形式是 磨损 。30、将齿轮加工精度由8级改为7级，则齿轮强度设计中的动载荷系数数值将 减小 。若齿轮的速度增加，则动载荷系数将 增大。第二篇1、紧螺栓联接的螺栓强度可按纯拉伸计算，其强度条件式为 ，其中1.3是考虑 螺纹力矩的影响。2、螺纹松脱的原因是 冲击振动、变载荷、温度变化等 防松装置根据工作原理不同可分为 利用摩擦防松 、 直接锁住 、 破坏螺纹时关系 。3、螺纹的牙型有 三角形 ， 矩形 ， 梯形 ， 锯齿形 。常用的联接螺纹是 右 旋单 头，牙型为 三角形 ，公称直径是 外径 ，管螺纹的公称直径是 内径 。根据用途分类， 三角 螺纹用于联接， 矩形 、 梯形 和 锯齿形 螺纹用于传动。4、普通三角形螺纹与矩形螺纹比较，因具有较大的当量 摩擦系数(或摩擦角)因而效率低， 自锁 性好，所以主要用于 联接 。、矩形螺纹与三角形螺纹比较，因摩擦系数较小，而具有较高的 效率 ，所以主要适用于 传动 。5、在普通机械中，共同完成一个联接任务的一组联接螺栓，虽然受力不同，但材料与尺寸常 相同 ，这主要上为了 减少所用螺栓规格，提高联接结构工艺性 。6、联接件与螺母或螺栓头相接触的支承面均应平整，这是为了 避免产生附加的弯曲应力 。7、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，可采用 提高予紧力 ， 减少螺栓的刚度 ， 提高被联接件的刚度 等措施。8、由螺纹副效率公式 可以看出，当一定时，三角形螺纹因 较大，效率就低，因而容易 自锁 ，故适用于 联接 ；而矩形螺纹与三角螺纹比较，因较小效率就 高 ，故适用于 传动。9、螺纹副自锁的条件为 螺纹升角当量摩擦角 ；单头螺纹比多头螺纹自锁性 要好。10、从螺纹使用要求上，联接螺纹要求有 自锁 性能，而传动螺纹要求有较高的 效率 。11、受拉螺栓联接是依靠联接件间的 摩擦 力来承受外载荷；而受剪螺栓联接则依靠联接件孔壁和螺杆间受剪切和 挤压 来承受外载荷。12、受旋转力矩的螺栓组联接中，采用受拉螺栓时，是靠螺母拧紧后被联接件接触面之间的 摩擦力 传递外载，而螺栓的受力就是拧紧后的轴向 拉伸 力。13、受旋转力矩的螺栓组联接受力分析中，采用受拉螺栓时，假设各螺栓受有相同预紧力，故在接合面处的 摩擦力 相等，并集中在螺栓中心处；采用受剪螺栓时，假设各螺栓所受剪力与螺栓中心至底板的 旋转中心 的距离成正比。14、拧紧螺母时需要克服 螺纹 力矩和 螺母支承面 力矩。15、螺纹联接拧紧的目的是增强联接的 刚性 、 紧密性 和 防松 能力。16、在工作载荷予紧力不变条件下，为提高螺栓的疲劳强度应 减小 螺栓刚度，措施如 适当增大螺栓长度、减小螺栓直径、中空螺栓 。被联接件刚度 增加 。17、为提高螺栓联接的疲劳强度，常设法减小应力幅，其措施减小 螺栓 刚度或增大被联接件刚度。但将使联接中剩余预紧力减少，故应同时增大联接的 预紧力 。18、螺栓联接中，在一定外载荷和剩余预紧力不变的条件下，要提高螺栓疲劳强度，应 减小螺栓刚度或 增加 被联接件刚度；但预紧力将 加大 ，而螺栓总拉力 不变 。19、在受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接中，在预紧力不变时，在联接件间加刚性大的垫片，将使螺栓强度 提高 ，联接的紧密性 降低 。20、在受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接中，螺栓所受总拉力等于工作载荷与 剩余预紧 力之和；也可等于一部分工作载荷与预紧力之和，这部分工作载荷的多少取决于 螺栓 和被联接件的刚度。21、螺纹联接中，当被联接件之一厚度较大，并需经常拆卸的，可采用 双头螺栓 联接；而不需经常拆卸的，可采用 螺钉 联接。22、与粗牙螺纹相比，在公称直径相同时，细牙螺纹的 螺距 小，牙细、内径和中径较大，故 升角 较小，因而较易满足自锁条件。23、平键在静联接中的主要失效形式是 挤压破坏 和键的剪断。当单键联接强度不够时，可采用双键相隔180布置，其承载能力按单键时的 1.5 倍计算。原因是 两个平键所受的载荷分配不均匀 。24、平键联接常见的失效形式为 压溃 和 磨损 ，故对静联接需作 挤压强度 计算；对动联接需作 耐磨性 计算。25、普通平键联接中，接触工作面为 二侧面 ，其接触表面的强度属 挤压 强度；但在键横断面的宽度方向，还有 剪切 强度问题。26、普通平键的工作面为 二侧面 ，键的上面与轮毂不接触，故轴与轮配合的 对中 性较好；键的断面尺寸决定于轴的 直径 ，长度决定于被联接件的 毂长 。27、普通平键是靠 二侧 面传递载荷；而楔键是靠 上下 面压紧而产生的 摩擦力 传递载荷，故联接的 对中 性较差。28、半圆键的工作面是 两侧面 ，当用两个半圆键时在轴上应 在轴的同一母线上 布置。29、导向键的失效形式为 磨损 ，通常作联接的 耐磨性 计算。30、根据齿形不同，花键联接可分为 三角形 、 矩形 、 梯形 三种。31、花键定心方式有 外径定心 ，侧面定心和 内径定心 三种。32、渐开线花键联接的定心方式有 齿形定心 、 外径定心 两种。33、在矩形花键联接中，当毂孔表面硬度不高时，宜用 外径 定心；而当毂孔表面硬度较高时，宜用 内径 定心。第三篇1、机械零件的失效是指 由于某些原因不能正常工作 ；螺栓联接，皮带传动二者最典型的失效形式分别是 联接松动、塑变及断裂 ， 打滑和疲劳断裂 。2、载荷系数K=KAKvKK，其中K是考虑 齿对间载荷分配不均匀 的影响；K是考虑 载荷在齿面接触线上分布不均匀 的影响。3、齿轮动载荷系数的大小主要与下列因素有关： 齿轮制造精度 、 圆周速度 、 齿面硬度 。4、齿轮传动中的动载荷，主要是由轮齿制造时的 误差 和工作时轮齿的 变形 所引起。通常采用的 齿顶修缘 ，可以有效地减小动载荷。5、齿轮轮齿的齿顶修缘是减少 动载荷 的有效措施；齿向修形是减少齿宽上 载荷不均 的有效措施。6、齿轮传动中动载荷系数随速度的增加而 增加 ，随精度提高