机械设计复习题市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx
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1、1、机器基本组成要素是什么?机械零件机械零件2、什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例?3、一台完整机器通常是由哪些基本部分组成?各部分作用是什么?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失效形式?整整体体断断裂裂;过过大大残残余余变变形形;零零件件表面破坏;破坏正常工作条件引发失效表面破坏;破坏正常工作条件引发失效5、机械零件惯用有哪些计算准则?它们是针对什么失效形式而建立?强强度度-断断裂裂;刚刚度度-变变形形;寿寿命命-腐腐蚀蚀,磨磨损损,疲疲劳劳;振振动动稳稳定定性性;可靠性可靠性6、机械零件设计
2、普通步骤有哪些?习习 题题第1页第二章第二章 机械零件疲劳强度计算(习题)机械零件疲劳强度计算(习题)一、选择题1、机械设计课程研究内容只限于 。(1)专用零件和部件;(2)在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作以及尺寸特大或特小通用零件和部件;(3)在在普普通通工工作作条条件件下下工工作作普普通通参参数数通通用用零零件件和和部部件件;(4)标准化零件和部件。2、以下四种叙述中 是正确。(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)变变应应力力是是由由变变载载荷荷产产生生,也也可可能由静载荷产生能由静载荷产生。34第2页3、发动机连杆横截
3、面上应力改变规律如图所表示,则该变应力应力比r为 。(1)0.24;(2)-0.24;(3)-4.17;(4)4.17。4、发动机连杆横截面上应力改变规律如题3图所表示,则其应力幅a和平均应力m分别为 。(1)a=80.6Mpa,m=49.4Mpa;(2)a=80.6Mpa,m=-49.4Mpa;(3)a=49.4Mpa,m=80.6Mpa;(4)a=49.4Mpa,m=80.6Mpa。5、变应力特征max、min、m、a及r等五个参数中任意 来描述。(1)一个;(2)两个;(3)三个;(4)四个。t31.2N/mm2-130N/mm20222第3页6、机械零件强度条件能够写成 。(1),或
4、,(2),或 ,(3),或 ,(4),或 ,7、一直径d=18mm等截面直杆,杆长为800mm,受静拉力F=36kN,杆材料屈服点s=270Mpa,取许用安全系数S=1.8,则该杆强度 。(1)不足;(2)刚好满足要求;(3)足够。)足够。8、在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料 。(1)屈服点;(2)疲劳极限;)疲劳极限;(3)强度极限:(4)弹性极限。二、分析与思索题1、什么是变应力应力比r?静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力r值各是多少?332 静应力r静=1;脉动循环r脉=0;对称循环变应力r=-1。解:第4页2、图示各应力随时间改变图形分别表示什么类型应力?它们应力比分别是多
5、少?0tmax0tmaxmminaa)b)0tmaxmmin=0a0tmaxam=0c)d)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。第5页例2-2:一铬镍合金钢,-1=460N/mm2,s=920N/mm2。试绘制此材料试件简化m a极限应力图。解:按合金钢,=0.20.3,取=0.2,由式(29a)得:m0/2=383s=920045135aADGC图2-10 一铬镍合金钢m a极限应力图0/2=383-1如图2-10所表示,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
6、)与横坐标成135 作直线,与AD延长线相交于G,则直线化极限应力图为ADG。第6页例2-3:在图2-10极限应力图中,求r=-0.4时a和m值。m0/2=383s=920045135aADGCM(182,424)6640图2-10 一铬镍合金钢m a极限应力图0/2=383-1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:第7页n作业:1-1、1-2、1-5n习题分析:0amADGCMNM2N2H疲劳区静 强 度区静强度区:疲劳区:假如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。第8页例题:45号钢经过调质后性能为:-1=307Mpa,m=9,N
7、0=5106。现以此材料作试件进行试验,以对称循环变应力1=500Mpa作用104次,2=400Mpa作用105次,试计算该试件在此条件下安全系数计算值。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:依据式(2-46):依据式(2-47),试件安全系数计算值为:第9页又依据式(2-19):第10页若要使试件破坏,则由式(2-42)得:即该试件在3=350Mpa对称循环变应力作用下,预计尚可再承受0.97106次应力循环。第11页总总 结结1、在处理变应力下零件强度问题叫疲劳强度。零件里通常作用都是变应力,所以其应用更为广泛。2、疲劳强度和哪些原因相关=f(N,r,K
8、,材料,形式)疲劳强度比静强度复杂得多。3三大理论一假说:疲劳曲线处理对称循环变应力强度计算问题;极限应力图对称非对称关系;复合极限应力图复合和简单应力关系;Miner法则稳定和非稳定应力关系;第12页例题:一零件采取塑性材料-1=275Mpa(N0=106,m=9),K=11)看成用一工作应力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)看成用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
9、强度计算问题,应用疲劳损伤累积假说数学表示式。第13页2)3)第14页第二章第二章 机械零件疲劳强度设计(习题续)机械零件疲劳强度设计(习题续)一、选择题一、选择题2-145钢持久疲劳极限-1=270Mpa,设疲劳曲线方程幂指数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影响零件疲劳强度综合影响系数K与 等原因相关。(1)零件应力集中、加工方法、过
10、载;(2)零件应力循环特征、应力集中、加载状态;(3)零件表面状态、绝对尺寸、应力集中;(4)零件材料、热处理方法、绝对尺寸。113第15页2-4 绘制设计零件ma极限应力简图时,所必须已知数据是 。(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ma极限应力简图中,如工作应力点M所在0N线与横轴间夹角=45,则该零件受是 。(1)不变号不对称循环变应力;(2)变号不对称循环变应力;(3)脉动循环变应力;(4)对称循环变应力;045135amANGCM23脉动循环,应力幅等于最大应力第16页2-6在题2-5图所表示零件极限应力简图中,
11、如工作应力点M所在0N线与横轴之间夹角=90时,则该零件受是 。(1)脉动循环变应力;(2)对称循环变应力;(3)变号不对称循环变应力;(4)不变号不对称循环变应力;2-7已知一零件最大工作应力max=180Mpa,最小工作应力min=-80Mpa。则在图示极限应力简图中,该应力点M与原点连线0M与横轴间夹角为 。(1)685744;(2)21215;(3)66215;(4)742833;0135amANGCM(m,a)21第17页2-8在图示零件极限应力简图上,M为零件工作应力点,若加载于零件过程中保持最小应力min为常数。则该零件极限应力点应为 。(1)M1;(2)M2;(3)M3(4)M
12、4;2-9在上题中若对零件加载过程中保持应力比r等于常数。则该零件极限应力点应为 。(1)M1;(2)M2;(3)M3(4)M4;045135amAGCM45M1M2M3M423第18页2-102-8题中若对零件加载过程中保持平均应力m等于常数。则该零件极限应力点应为 。(1)M1;(2)M2;(3)M3(4)M4;2-11零件材料为45钢,b=600Mpa,s=355Mpa,-1=270Mpa,=0.2,零件疲劳强度综合影响系数K=1.4。则在图示零件极限应力简图中角为 。(1)365535;(2)411422;(3)484538;(3)6786;-1/K0/2K0/2s045amADBC1
13、2第19页2-12 在题2-5图所表示零件极限应力简图中,如工作应力点M所在0N线与横轴间夹角=50,则该零件受是 。(1)脉动循环变应力;(2)对称循环变应力;(3)变号不对称循环变应力;(4)不变号不对称循环变应力;2-13一零件由40Cr制成,已知材料b=980Mpa,s=785Mpa,-1=440Mpa,=0.3。零件最大工作应力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幂指数m=9,则以对称循
14、环应力1=500Mpa作用于零件n1=104次以后,它所造成疲劳损伤,相当 于应力2=450Mpa作用于零件 。(1)0.39104;(2)1.46104;(3)2.58104;(4)7.45104;323第20页2-15若材料疲劳曲线方程幂指数m=9,则以对称循环应力1=400Mpa作用于零件n1=105次所造成疲劳损伤,相当于2=Mpa作用于零件n2=104次所造成疲劳损伤。(1)517;(2)546;(3)583;(4)615;2-1645钢经调质后疲劳极限-1=300Mpa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线方程幂指数m=9,若用此材料做成试件进行试验,以对称循环应力1=450Mp
15、a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钢经调质后疲劳极限-1=300Mpa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线方程幂指数m=9,若用此材料做成试件进行试验,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,试件还能承受应力循环次数为 次。(1)6.25105(2)9.34105(3)1.09106(4)4.52106123第21页习题:第三章第三章 摩擦、磨损及润滑理论摩擦、磨损及润滑理论一、选择题3-1 现在
16、把研究相关摩擦、磨损与润滑科学与技术统称为 。(1)摩擦理论;(2)磨损理论;(3)润滑理论;(4)摩擦学;3-2 两相对滑动接触表面,依靠吸附油膜进行润滑摩擦状态称为 。(1)液体摩擦;(2)干摩擦;(3)混合摩擦;(4)边界摩擦;3-3 两摩擦表面间膜厚比=0.43时,其摩擦状态为 ;两摩擦表面间膜厚比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;34134第22页3-4 采取含有油性和极压添加剂润滑剂,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 经过大量试验,得出摩擦副磨损过程图(磨损量q与时间t关
17、系曲线),图中 是正确。tqtqtqtqa)b)c)d)第23页3-6 依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切应力与偏导数v/y之间关系是 。(1);(2);(3);(4);3-7 动力粘度国际单位制(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 比值。(1)密度;(2)质量m;(3)相对密度d;(4)速度v;第24页3-9 运动粘度国际单位制(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,润滑油粘度
18、。(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;第25页二、分析题二、分析题1、何谓摩擦、磨损和润滑?它们之间相互关系怎样?2、按摩擦面间润滑情况,滑动摩擦可分哪几个?3、按照磨损机理分,磨损有哪几个基本类型?它们各有什么主要特点?怎样预防或减轻这些类型磨损发生?4、取得流体动压润滑必要条件是什么?5、润滑剂作用是什么?惯用润滑剂有哪几个?第26页 习题:第四章第四章 螺纹零件螺纹零件一、选择题第27页1、在惯用螺旋传动中,传动效
19、率最高螺纹是 。(1)三角形螺纹;(2)梯形螺纹;(3)锯齿形螺纹;(4)矩形螺纹;2、在惯用螺纹联接中,自锁性最好螺纹是 。(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,宜采取 。(1)双头螺柱联接;(2)螺栓联接;(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,往往采取 。(1)螺栓联接;(2)螺钉联接;(3)双头螺柱联接;(4)紧定螺钉联接;4123第28页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,往往采取 。(1)螺栓联接;(2)螺钉联接;(3)双头螺柱联接;(4)
20、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,比如 。(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、螺纹联接预紧目标之一是 。(1)增强联接可靠性和紧密性;(2)增加被联接件刚性;(3)减小螺栓刚性;8、有一汽缸盖螺栓联接,若汽缸内气体压力在02Mpa之间循环改变,则螺栓中应力改变规律为 。(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;2313第29页总总 结结螺栓组 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)(rmax)轴
21、向力横向力横向转矩对于单个螺栓来讲只受两个方向载荷倾覆力矩轴向力(rmax)翻转半径最大地方;第30页例题例题1 平行,均匀分布F支架 吊环解:第31页例题例题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。吊 架FQFQMr1r2r3r2解:找中心线,向中心简化,向联接中心平移。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。第32页例题3 螺栓组联接三种方案如图示,试问哪个方案很好?哪种螺栓布局更合理?RRRaaa ar=aF1F2F1F2RF1TF1-F2F1 解:(1)a)松配b)紧配第33页F1F2F1F2RT(
22、2)第二种方案 半径为aRF1F2F1F2Fmax(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)紧配横向力比第一个小,要合理一些,所用螺栓直径很小。第34页例题4 试分析图示电动机螺栓联接中受哪几个基本载荷?RVHHVMHVVMVHHT解:左、右翻,前、后翻。同时受横向、轴向、转矩和翻转力矩作用。第35页例题9-1:P219 图9-23 图9-23所表示钢制搭接梁用8个螺栓(每侧4个)连接起来。梁厚度为25mm,搭板厚度为15mm,梁上横向静载荷F=40kN,梁与搭板接合面之间摩擦因数f=0.15,取过载系数Kf
23、=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,并确定连接件规格。第36页习题:第四章第四章 螺纹零件螺纹零件一、选择题8、承受预紧力F紧螺栓联接在受工作拉力F时,剩下预紧力为F,其螺栓所受总拉力F0为 。(1);(2);(3);(4);9 承受横向载荷或旋转力矩紧螺栓联接,该联接中螺栓 。(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;24第37页10、现有一单个螺栓联接,要求被联接件结合面不分离,假定螺栓刚度Cb与被联接刚度Cm相等,联接预紧力为F,现开始对联接施加轴向载荷,当外载荷到达与预紧力F大小相
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