机械设计复习题.ppt
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1、,1、机器的基本组成要素是什么?机械零件2、什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例?3、一台完整的机器通常是由哪些基本部分组成?各部分的作用是什么?原动机部分;传动部分;执行部分;控制系统;辅助系统4、机械零件有哪些主要的失效形式?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、机械零件常用的有哪些计算准则?它们是针对什么失效形式而建立的?强度-断裂;刚度-变形;寿命-腐蚀,磨损,疲劳;振动稳定性;可靠性6、机械零件设计的一般步骤有哪些?,习 题,第二章 机械零件的疲劳强度计算(习题),一、选择题1、机械设计课程研究的内容只限于。(1)专用零件和部件;(2)在高
2、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、下列四种叙述中 是正确的。(1)变应力只能由变载荷产生;(2)静载荷不能产生变应力;(3)变应力是由静载荷产生;(4)变应力是由变载荷产生,也可能由静载荷产生。,3,4,3、发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示,则该变应力的应力比r为。(1)0.24;(2)-0.24;(3)-4.17;(4)4.17。4、发动机连杆横截面上的应力变化规律如题3图所示,则其应力幅a和平均应力m分别为。(1)a=80.6Mpa,m=49.4Mpa
3、;(2)a=80.6Mpa,m=-49.4Mpa;(3)a=49.4Mpa,m=80.6Mpa;(4)a=49.4Mpa,m=80.6Mpa。5、变应力特性max、min、m、a及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。,2,2,2,6、机械零件的强度条件可以写成。(1),或,(2),或,(3),或,(4),或,7、一直径d=18mm的等截面直杆,杆长为800mm,受静拉力F=36kN,杆材料的屈服点s=270Mpa,取许用安全系数S=1.8,则该杆的强度。(1)不足;(2)刚好满足要求;(3)足够。8、在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料的。(1)屈
4、服点;(2)疲劳极限;(3)强度极限:(4)弹性极限。二、分析与思考题1、什么是变应力的应力比r?静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力的r值各是多少?,3,3,2,静应力r静=1;脉动循环r脉=0;对称循环变应力r=-1。,解:,2、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的应力?它们的应力比分别是多少?,解:a)静应力r=1;b)非对称(或稳定)循环变应力 0 r+1;c)脉动循环r=0;d)对称循环r=1。,例2-2:一铬镍合金钢,-1=460N/mm2,s=920N/mm2。试绘制此材料试件的简化的m a极限应力图。解:按合金钢,=0.20.3,取=0.2,由式(29a)得:,如图2
5、-10所示,取D点坐标为(0/2=383,0/2=383),A点坐标为(0,-1=460)。过C点(s=920,0)与横坐标成135 作直线,与AD的延长线相交于G,则直线化的极限应力图为ADG。,例2-3:在图2-10的极限应力图中,求r=-0.4时的a和m值。,从而得,又由式(3-9a):,得,联立以上两式解得:,即图上M点。,解:由式(2-8)得:,作业:1-1、1-2、1-5习题分析:,静强度区:,疲劳区:,如果工作应力点在极限应力曲线以内,说明零件是合格,不会失效。,例题:45号钢经过调质后的性能为:-1=307Mpa,m=9,N0=5106。现以此材料作试件进行试验,以对称循环变应
6、力1=500Mpa作用104次,2=400Mpa作用105次,试计算该试件在此条件下的安全系数计算值。若以后再以3=350Mpa作用于试件,还能再循环多少次才会使试件破坏?解:根据式(2-46):,根据式(2-47),试件的安全系数计算值为:,又根据式(2-19):,若要使试件破坏,则由式(2-42)得:,即该试件在3=350Mpa的对称循环变应力的作用下,估计尚可再承受0.97106次应力循环。,总 结,1、在解决变应力下零件的强度问题叫疲劳强度。零件里通常作用的都是变应力,所以其应用更为广泛。2、疲劳强度和哪些因素有关=f(N,r,K,材料,形式)疲劳强度比静强度复杂得多。3三大理论一假说
7、:疲劳曲线解决对称循环变应力的强度计算问题;极限应力图对称非对称的关系;复合极限应力图复合和简单应力的关系;Miner法则稳定和非稳定应力的关系;,例题:一零件采用塑性材料-1=275Mpa(N0=106,m=9),K=11)当作用一工作应力1,n1=4103(N1=8103)后,又作用一工作应力2=275Mpa,试求其工作寿命n2=?2)当作用1=410Mpa,n1=4103后,若使n2=106,则工作应力2=?3)若工作应力1=410Mpa,n1=4103,2=275Mpa,n2=5105求:S(安全系数)。解:1)这属于不稳定变应力下的强度计算问题,应用疲劳损伤累积假说的数学表达式。,2
8、),3),第二章 机械零件的疲劳强度设计(习题续),一、选择题2-145钢的持久疲劳极限-1=270Mpa,设疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=5106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为 Mpa。(1)539;(2)135;(3)175;(4)417;2-2零件表面经淬火、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2-3影响零件疲劳强度的综合影响系数K与 等因素有关。(1)零件的应力集中、加工方法、过载;(2)零件的应力循环特性、应力集中、加载状态;(3)零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中;(4)零件
9、的材料、热处理方法、绝对尺寸。,1,1,3,2-4 绘制设计零件的ma极限应力简图时,所必须的已知数据是。(1)-1,0,s,k;(2)-1,0,s,K;(3)-1,s,K;(4)-1,0,K;2-5在图示设计零件的ma极限应力简图中,如工作应力点M所在的0N线与横轴间夹角=45,则该零件受的是。(1)不变号的不对称循环变应力;(2)变号的不对称循环变应力;(3)脉动循环变应力;(4)对称循环变应力;,2,3,脉动循环,应力幅等于最大应力,2-6在题2-5图所示零件的极限应力简图中,如工作应力点M所在的0N线与横轴之间的夹角=90时,则该零件受的是。(1)脉动循环变应力;(2)对称循环变应力;
10、(3)变号的不对称循环变应力;(4)不变号的不对称循环变应力;2-7已知一零件的最大工作应力max=180Mpa,最小工作应力min=-80Mpa。则在图示的极限应力简图中,该应力点M与原点的连线0M与横轴间的夹角为。(1)685744;(2)21215;(3)66215;(4)742833;,2,1,2-8在图示零件的极限应力简图上,M为零件的工作应力点,若加载于零件的过程中保持最小应力min为常数。则该零件的极限应力点应为。(1)M1;(2)M2;(3)M3(4)M4;2-9在上题中若对零件加载的过程中保持应力比r等于常数。则该零件的极限应力点应为。(1)M1;(2)M2;(3)M3(4)
11、M4;,2,3,2-102-8题中若对零件加载的过程中保持平均应力m等于常数。则该零件的极限应力点应为。(1)M1;(2)M2;(3)M3(4)M4;2-11零件的材料为45钢,b=600Mpa,s=355Mpa,-1=270Mpa,=0.2,零件的疲劳强度综合影响系数K=1.4。则在图示的零件极限应力简图中角为。(1)365535;(2)411422;(3)484538;(3)6786;,1,2,2-12 在题2-5图所示零件的极限应力简图中,如工作应力点M所在的0N线与横轴间夹角=50,则该零件受的是。(1)脉动循环变应力;(2)对称循环变应力;(3)变号的不对称循环变应力;(4)不变号的
12、不对称循环变应力;2-13一零件由40Cr制成,已知材料的b=980Mpa,s=785Mpa,-1=440Mpa,=0.3。零件的最大工作应力max=240Mpa,最小工作应力min=-80Mpa,疲劳强度综合影响系数K=1.44。则当应力比r=常数时,该零件的疲劳强度工作安全系数S为。(1)3.27;(2)1.73;(3)1.83;(4)1.27;2-14若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力1=500Mpa作用于零件n1=104次以后,它所造成的疲劳损伤,相当 于应力2=450Mpa作用于零件。(1)0.39104;(2)1.46104;(3)2.58104;(4)7.4510
13、4;,3,2,3,2-15若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力1=400Mpa作用于零件n1=105次所造成的疲劳损伤,相当于2=Mpa作用于零件n2=104次所造成的疲劳损伤。(1)517;(2)546;(3)583;(4)615;2-1645钢经调质后的疲劳极限-1=300Mpa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力1=450Mpa作用104次,2=400Mpa作用2104次。则工作安全系数为。(1)1.14;(2)1.25;(3)1.47;(4)1.65;2-1745钢经调质后的疲劳极限-1=300Mpa,应
14、力循环基数N0=5106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力1=450Mpa作用104次,2=400Mpa作用2104次,再以3=350Mpa作用于此试件,直到它破坏为止,试件还能承受的应力循环次数为 次。(1)6.25105(2)9.34105(3)1.09106(4)4.52106,1,2,3,习题:第三章 摩擦、磨损及润滑理论一、选择题3-1 现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为。(1)摩擦理论;(2)磨损理论;(3)润滑理论;(4)摩擦学;3-2 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。(1)液体摩擦;(2)干摩擦
15、;(3)混合摩擦;(4)边界摩擦;3-3 两摩擦表面间的膜厚比=0.43时,其摩擦状态为;两摩擦表面间的膜厚比35时,其摩擦状态为。(1)液体摩擦;(2)干摩擦;(3)混合摩擦;(4)边界摩擦;,3,4,1,3,4,3-4 采用含有油性和极压添加剂的润滑剂,主要是为了减小。(1)粘着磨损;(2)表面疲劳磨损;(3)磨粒磨损;(4)腐蚀磨损;3-5 通过大量试验,得出的摩擦副的磨损过程图(磨损量q与时间t的关系曲线),图中 是正确的。,3-6 根据牛顿液体粘性定律,大多数润滑油油层间相对滑动时所产生的切应力与偏导数v/y之间的关系是。(1);(2);(3);(4);3-7 动力粘度的国际单位制(
16、SI)单位为。(1)泊(p);(2)厘斯(cst);(3)恩氏度(E);(4)帕.秒(Pa.s);3-8 运动粘度是动力粘度与同温下润滑油 的比值。(1)密度;(2)质量m;(3)相对密度d;(4)速度v;,3-9 运动粘度的国际单位制(SI)单位为。(1)m2/s;(2)厘斯(cst);(3)厘泊(cp);(4)帕.秒(Pa.s);3-10 当压力加大时,润滑油的粘度。(1)随之加大;(2)保持不变;(3)随之减小;(4)增大还是减小或不变,视润滑油性质而定;3-11 当温度升高时,润滑油的粘度。(1)随之升高;(2)随之降低;(3)保持不变;(4)升高或降低视润滑油性质而定;,二、分析题1
17、、何谓摩擦、磨损和润滑?它们之间的相互关系如何?2、按摩擦面间的润滑状况,滑动摩擦可分哪几种?3、按照磨损机理分,磨损有哪几种基本类型?它们各有什么主要特点?如何防止或减轻这些类型的磨损发生?4、获得流体动压润滑的必要条件是什么?5、润滑剂的作用是什么?常用润滑剂有哪几种?,习题:第四章 螺纹零件一、选择题,1、在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是。(1)三角形螺纹;(2)梯形螺纹;(3)锯齿形螺纹;(4)矩形螺纹;2、在常用的螺纹联接中,自锁性最好的螺纹是。(1)三角形螺纹;(2)梯形螺纹;(3)锯齿形螺纹;(4)矩形螺纹;3、当两个被联接件不太厚时,宜采用。(1)双头螺柱联接;(2)螺
18、栓联接;(3)螺钉联接;(4)紧定螺钉联接;4、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用。(1)螺栓联接;(2)螺钉联接;(3)双头螺柱联接;(4)紧定螺钉联接;,4,1,2,3,5、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用。(1)螺栓联接;(2)螺钉联接;(3)双头螺柱联接;(4)紧定螺钉联接;6、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很多方法,例如。(1)增加拧紧力;(2)增加扳手力臂;(3)使用测力矩扳手或定力矩扳手;7、螺纹联接预紧的目的之一是。(1)增强联接的可靠性和紧密性;(2)增加被联接件的刚性;(3)减小螺栓的刚性;8、有一汽缸盖
19、螺栓联接,若汽缸内气体压力在02Mpa之间循环变化,则螺栓中的应力变化规律为。(1)对称循环变应力;(2)脉动循环变应力;(3)非对称循环变应力;(4)非稳定循环变应力;,2,3,1,3,总 结螺栓组 单个螺栓轴向轴向力,松配:轴向力Qp,紧配:横向力(假定每个螺栓所受力相同),松配:轴向力Qp,紧配:横向力(单个螺栓所受力是不等的)(rmax),轴向力,横向力,横向,转矩,对于单个螺栓来讲只受两个方向的载荷,倾覆力矩轴向力(rmax)翻转半径最大的地方;,例题1 平行,均匀分布,解:,例题2 某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上,螺栓组由四个普通螺栓组成。,解:找中心线,向中心简化,向联接中心
20、平移。有两种基本外载荷:轴向力和倾覆力矩,在倾覆力矩作用下,一边受拉,另一边受力减小,力臂最大处,载荷最大。,例题3 螺栓组联接的的三种方案如图示,试问哪个方案较好?哪种螺栓布局更合理?,解:(1)a)松配,b)紧配,(2)第二种方案 半径为a,(3)第三种半径为a,最合理。同时由三个螺栓来承受转矩T,每个螺栓F2。,F2是有两个螺栓起作用。用平行四边形法则,预紧力小。a)紧配横向力比第一种小,要合理一些,所用的螺栓直径很小。,例题4 试分析图示电动机螺栓联接中受哪几种基本载荷?,解:左、右翻,前、后翻。同时受横向、轴向、转矩和翻转力矩的作用。,例题9-1:P219 图9-23 图9-23所示
21、钢制搭接梁用8个螺栓(每侧4个)连接起来。梁的厚度为25mm,搭板厚度为15mm,梁上的横向静载荷F=40kN,梁与搭板接合面之间的摩擦因数f=0.15,取过载系数Kf=1.2,装配时不控制预紧力,试分别按钢制普通螺栓连接和钢制铰制孔用螺栓连接设计此连接,并确定连接件的规格。,习题:第四章 螺纹零件一、选择题8、承受预紧力F的紧螺栓联接在受工作拉力F时,剩余预紧力为F,其螺栓所受的总拉力F0为。(1);(2);(3);(4);9 承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接,该联接中的螺栓。(1)受剪切作用;(2)受拉伸作用;(3)受剪切和拉伸作用;(4)既可能受剪切又可能受拉伸作用;,2,4,10、现
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