1、填空题1.机械零件的强度 30 题1.1在交变应力中，应力循环特性是指 最小应力与最大应力 的比值。1.2零件疲劳强度设计时，在校核其危险截面处的强度时发现该截面同时存在几个不同的应力集中源，其有效应力集中系数应按 各有效应力的集中系数的最大值 选取。1.3在静强度条件下，塑性材料的极限应力是屈服极限 ，而脆性材料的权限应s力是强度极限 B1.4若一零件的应力循环特性 +0.5， =70N/mm2，则此时， 为 210 N/mm2 ra a，为 280 N/mm 2 ， 为 140 N/mm 2 。maxmin1.5在任给定循环特性的条件下，表示府力循环次数 与疲劳极限 的关系的Nrn曲线称为
2、疲劳曲线（ 曲线） ，共高周疲劳阶段的方程为 。N Cmr01.6影响机械零件疲劳强度的主要因素除材料性能、应力循环特性 r 和应力循环次数 之外，主要有 应力集中 ， 绝对尺寸 和 表面状态 。N1.7材料对称循环弯曲疲劳极限 300 N/mm2循环基数 10 6。 ，寿命指数10N9，当应力循环次数 =105时，材料的弯曲疲劳极限 387.5 N/mm 2。mN11.8在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生 静 应力，也可能产生 变 应力。1.9在变应力工况下，机械零件的损坏将是 疲劳折断 ，这种损坏的断面包括 光滑区和粗糙区 。1.10机械零件设计计算的最基本计算准则是 强度准则 。1.
3、11机械零件的主要失效形式有 整体断裂 ；表面破坏；变形量过大及破坏正常工作条件引起的失效。1.12机械零件的表面损坏形式主要有 磨损 、 压溃 、 接触疲劳 及 腐蚀 。1,.13。提高机械零件强度的主要措施有 合理布置零件，减小所受载荷； 均匀载荷分布，降低载荷集中；选择合理的界面；减小应力集中。1.14零件刚度的计算准则是限制零件的弹性变形量不得超过许用值。1.15械零件振动稳定性的计算准则是零件的自振频率与外力的作用频率不相等也不接近。1.16零件按无限寿命设计时疲劳极限取疲劳曲线上的水平线对应的应力水平；按有限寿命设计时，顶期达到 N 次循环时的疲劳极限表达式为 NrmrrNK01.
4、17在校核轴危险截面处的安全系数时在该截面处同时有圆角，键槽及配合边缘等应力集中源，此时应采用 其中最大有效的 应力集中系数进行计算，1.18铁路车辆的车轮铀只受 弯曲 应力。1.19设计零件时为了减小截面上的应力集中，可采用的主要措施有交接部分截面尺寸避免相差过大；增大过渡曲线的曲率半径及增设卸载机构。1.20钢的强度极限愈高对应力集中，表面愈粗糙表面状态系数 愈低。1.21在静应力工况下，机械零件的强度失效是 塑性变形 或 断裂 。1.22. 公式 表示 弯扭复合 应力状态下 疲劳 强度的安全系数，2S而 表示 弯扭复合 应力状态下 屈服 强度的安全系数。2max2ax4sS1.23当三个
5、相同的零件甲、乙、丙承受的 是相同，但应力的循环特性 分别maxr表示+1,0，-1，其中最容易疲劳损伤的零件是 =-1 时。r1.24一部机械的设计程序一般要经过四个阶段为调查决策、研究设计、试制及投放产销。1.25为使零件表面获得高强度、高疲劳极限、以及耐磨、防腐蚀性能，常用的表面化学人处理工艺有 氮化 和 渗碳 。1.26 机械零件的耐磨性准则，主要是限制接触表面间的 和 值。pv1.27 材料的塑性变形通常发生在低速 重载 的情况下。1.28 为了提高零件的抗拉压强度，增加零件的 横截面积 最为有效。1.29 产品设计中的“三化”是指 标准化 、 系列化 及 通用化 。1.30 产品样
6、机试验完成后，为使设计达到最佳化，需要对方案进行 技术评价 及 经济评价 工作。2、螺纹联接 30 题2.1.螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为螺纹的升角 小于螺旋副的当量摩擦角 ，拧紧螺母时效率公式v为 。)tan(v2.2螺纹联接常用的防松原理有 摩擦防松 ， 机械防松 ， 铆冲防松 。其对应的防松装置有双螺母，开口销，铆死、冲点。2.3三角形螺纹主要用于 连接 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于 传动 。2.4标记为螺栓 GB578286 M1680 的六角头螺栓的螺纹是 三角 形，牙形角等于 60 度，线数等于 1 ，16 代表 螺纹
7、公称直径 ，80 代表 杆长 。2.5用四个铰制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器，螺栓均布在直径为 200mm 的圆周上，轴上转矩为 100Nm，每个螺栓受的横向力为 250 N。2.6受预紧力 和工作拉力 的紧螺栓联接，如螺栓和被联接件刚度相等，预紧PQF力 8000N，在保证接合面不产生缝隙的条件下，允许的最大工作拉力 P F16000 N。2.7仅承受预紧力的紧螺栓联接强度计算时，螺柱的危险截面上有预紧力 和 PQ摩擦力矩 T 载荷联合作用。因此，在截面上有拉伸应力和 扭转切 应力。2.8若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程 S 和牙型角。2.9为了提高螺栓联
8、接强度，防止螺栓的疲劳破坏。通常采用的方法之一是减小 螺栓 刚度或增大 被连接件 刚度。2.10有一单个紧螺栓联接，已知该螺栓所受预紧力 =1000 N,所受轴向工作载荷0Q=500N螺栓的相对刚性系数 ，则螺栓所受的总拉伸裁荷 1Q2.0cbKQ1100 N 残余预紧力 600N 为保证结合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴rQ向工作载荷 1250 max2.11在螺栓联接中，当螺栓轴线与被联接件表面不垂直时、螺栓中将产生 弯曲 附加应力。2.12受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 残余预紧力 与 工作拉力 之和。2.13对承受轴向变载荷的紧螺栓联接，欲降低应力幅提高疲劳强度的措施有减少螺栓刚
9、度同时增加被联接件刚度。2.14压力容器的紧螺栓联接中，若螺栓的预紧力和容器的压强不变，而仅将凸缘间的铜垫片换成橡胶垫片则螺柠所受的总拉力 增大 和联接的紧密性 提高 bQ。2.15联接承受横向载荷，当采用普通螺栓联接横向载荷靠 被联接件的接触面间摩擦力 来平衡；当采用铰制孔螺栓联接，横向载荷靠螺栓光杆的剪切和挤压来平衡。2.16在一定的变载荷作用下，承受轴向工作载荷的螺栓联接的疲劳强度是随着螺栓刚度的增加而 降低 ；且随着被联接件刚度的增加而 提高 。2.17双头螺栓的两被联接件之一是 螺纹 孔，另一是 光 孔。2.18发动机缸体与缸盖的螺栓联接，应使用 双头螺栓 联接，为了控制预紧力需用
10、定力矩 扳手拧紧。2.19受轴向载荷的紧螺校联接形式有 普通螺栓联接 和 双头螺柱联接 两种。2.20试列举两种螺纹联接的防松装置 双螺母防松 和 止动垫圈放松 。2.21常用螺纹的类型主要有三角形螺纹；管螺纹；矩形螺纹；梯形螺纹和锯齿形螺纹。2.22传动用螺纹(如梯形螺纹)的牙型斜角比联接用螺纹(如三角形螺纹)的牙型斜角小这主要是为了 提高传动效率 。2.23采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了 减少和避免螺栓受附加弯曲应力 。2.24在螺纹联接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 使螺纹牙上均载 。2.25普通螺栓联接承受横向外载荷时依靠 被联接件接触间摩擦力 承
11、载。螺栓本身受 预紧力 作用，该螺栓联接可能的失效形式为 被联接件间相对滑动 。铰制孔用螺栓联接承受横向外载荷时，依靠 螺栓抗剪切 承载，螺栓本身受 剪切 和 挤压 力作用。螺栓可能的失效形式为剪断和压溃。2.26螺纹联接防松，按其防松原理可分为 摩擦 防松， 机械 防松和 永久性防松。2,27。螺纹联接放松的实质是 防止螺杆和螺母间发生相对转动。2.28在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷。2.29三角形螺纹牙型 a= 600 广泛应用于 螺纹联接 。2.30 是螺纹刚度， 是被联接件刚度，只考虑 和 的条件下提高受轴向变1C2C1C2载荷紧联接螺栓疲劳强度
12、的措施是增大 ，减少 。123、键、花键、无键和销联接 20 题3.1普通平键标记键 16100 GB109679 中，16 代表 键宽 ，100 代表 公称长度 ，它的型号是 型。它常用作轴毂联接的 周 向固定。A3.2选择普通平键时，链的截面尺寸( )是根据轴径 查标准来确定；普通平bhd键的工作面是 键的两侧面 。3.3平键键联接中， 键两侧 面是工作面；楔形键联接中， 上下两表面 是工作面。平键联接中， 导向平键 、 滑键 用于动联接。3.4当采用两个楔键传递周向载荷时，应使两键布置在沿周向相隔 的位0129置，在强度校核时只按 1.5 个键计算。3.5在平键联接中，静联接应验算 挤压
13、 强度；动联接应验算 耐磨性 强度。3.6圆锥销大头直径为 ，小头直径为 ，在国家标准中其中是 标准的，设圆锥Ddd销的长度为 ，则其锥度是 。l 501)(l3.7一轴颈截面上布置广两个普通平键，传递扭矩为 150Nm，在进行强度验T算时，若仍按一个平键来计算，则只需将传递的扭矩改为 100 Nm 即可。3.8平键联接的主要失效形式有；工作面 压溃 (静联接)，工作面 磨损 (动联接)，个别情况下会出现键的剪断。3.9 楔 键联接，既可传递扭矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。3.10半圆键的侧面为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的 同一条的母线上 。3.11花键
14、按齿形分为 矩形 、 渐开线 、 三角 三种花键。 矩形 花键有内径、外径、齿侧三种定心方式。3.12过盈连接的承载能力取决于 侧面 和 上下面 。3.13不可拆的联接主要有 铆接 、 焊接 、 胶接 、 不可拆过盈 和 压冲塑变 。3.14切向键联接必须 成对 使用，只能传递 单 方向圆周力。3.15销钉连接的主要用途是固定零件之间的 相对位置 。3.16销按形状可分为 圆柱 销和 圆锥 销两种，在多次装拆的地方选用 圆锥 销。3.17过盈连接是利用轮毂和轴之间存在 过盈 量靠 摩擦 传递载荷的一种联接。3.18过盈连接同轴度 好 ，对轴的销弱 少 ，耐冲击性能 好 ，对配合面加工精度要求
15、高 。3.19普通平键剖面尺寸根据 轴的直径 来选择。3.20在渐开线花键中，联接是靠 齿形 定心。4、带传动 20 题4.1带传动中带上受的三种应力是 拉 应力， 弯曲 应力和 离心 应力。最大应力等于 ，它发生在带的紧边开始绕上小轮处， 若带的许用应力cb1小于它，将导致带的疲劳失效。4.2带传动中，打滑是指带和带轮之间发生的显著相对滑动。多发生在小轮上。刚开始打滑时紧边拉力 与松边拉力 关系为 。1F2 faeceFF/120214.3带传动与齿轮传动一起做减速工作时，宜将带传动布置在齿轮传动之 前 ；当带传动中心距水平布置时，宜将松边安置在 上 方。带传动一周过程中，带所受应力的大小要
16、发生 4 次变化，共中以 弯曲 应力变化最大，而 离心 应力不变化。4.4在设计三角胶带传动时，要标明三角胶带的 带型 和 基准 长度、在计算传动的几何尺寸时，要用到 基准 长度。4.5在普通 V 带传动中，载荷平稳，包角 为 1800，带长 为特定长度。强力层0L为化学纤维线绳结构条件下求得的单根 V 带所能传递的基本额定功率 主要与 带0P型 ， 小带轮的基准直径 和 小带轮转速 有关。4.6带传动的传动比不宜过大若传动比过大，将使小带轮包角 过小，从而使1带的有效拉力值减小。4.7 是带传动在 和 特定带长 条件下单根10)(10 AvePfacb018普通 V 带所能传递的功率。4.8
17、某 V 带传动，带的横剖面积 142mm 2，由张紧力产生的应力 1.5MPa，0有效拉力 300N，不计离心力的影响，紧边拉力 和松边拉力 分别为 363 F1F2N 和 63 N。4.9控制适当的预拉力是保证带传动正常工作的重要条件，预拉力不足，则运转时易跳动和打滑；预拉力过大则带的磨损加剧、轴受力大。4.10带传动中，带的紧边拉力与松边拉力的比值 大小当空载时为 1 ，21/F当载荷使带传动开始打滑时为 。)2()(00ececF4.11普通 v 带传动中，已知预紧力 2500N，传递圆周力为 8000N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力 为 2900N ，松边拉力 为 2100N
18、2F1F4.12V 带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为带的 基准 长度 V 带的公称长度指的是 V 带的 基准 长度。4.13当带有打滑趋势时带传功的有效拉力达到 最大值 ，而带传动的最大有效拉力决定于 包角 ， 摩擦系数 ， 张紧力 三个因素。4.14带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而 增大 ，随摩擦系数的增大而 增大 ，随摩擦系数的增大而 增大 。4.15带的离心应力取决于带单位长度的质量 ，带横截面积和带线速度三个因素。q4.16常见的带传动的张紧装置有定期张紧装置，自动张紧装置和张紧轮张紧装置。4.17普通 v 带带轮的槽形角随带轮直径的减小而减少。4.18带传动工
19、作时，带内应力是 0 , 350 时，则容易出现 齿根弯曲疲劳折断 破坏，应按 齿根弯曲 强度进行设计。6.10齿轮的齿形系数 的大小与 模数 无关，主要取决于 齿廓形状 。FaY6.11齿轮传动强度计算中，齿形系数 值，齿圆柱齿轮按 齿数 Z 选取。而斜齿FaY圆柱齿轮按 当量齿数 选取。VZ6.12设计一对圆蛀齿轮时，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些其主要原因是防止两齿轮装配后轴向稍有错位而导致啮合齿宽减少。6.13减小齿轮动载的主要措施有齿顶修缘和提高制造精度和降低圆周速率。6.14在齿轮强度计算中，节点区域系数（Z H）是用来考虑 节点齿廓形状对接触应力 的影响。对 20 0的标准
20、直齿圆柱齿轮，Z H 2.5 。6.15一对闭式直齿圆柱齿轮， 3mm， 21， 63， 20 0，小齿轮用m1z240Cr 钢，表面淬火 HRC55， 1200Nmm 2；大齿轮用 45 钢，调质，1HHB220 一 240， 600Nmm 2。若齿轮传动工作时，齿面接触应力为 =500 2H HNmm 2，则小齿轮的接触强度安全系数为大齿轮的 2 倍。6.16有 、 两对标准直齿圆柱齿轮传动齿数、齿充分别为：AB对： 4mm， 18， 41， 50mm，m1z2b对： 2mm， 36， 82， 50mm，其余条件相同，若按无限寿命考虑，这两对齿轮传动按接触强度所传递的转矩比值 1 。2/T6.17有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，它们的参数分别为：1) 18， 42， 2， b60， 62 1z2ma2) 18， 42， 2， 20 0， 60， 60两对齿轮的材料、热处理硬度、载荷、工况和制造精度相同，其中第 2 对齿轮齿面接触应力大。第 1 对齿轮轮齿接触强度高。6.18正角度变值齿轮传动对齿轮接触强度的影响是 略有提高 ，对轮齿弯曲强度的影响是 略有提高 。6.19圆锥齿轮齿形系数 应按 当量 齿数，而不按 实际 齿数查取。FaY6.20 在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度比大齿轮的硬度
