机械设计总论一、简答题：（1）机械设计的程序是什么？其各阶段大致需要完成哪些任务？（2）试述机械零件设计的一般步骤。

（3）什么是机械零件的失效？机械零件的失效形式有哪些？试结合日常接触的机械举出其中几种零件的失效形式并分析其原因。

（4）机械零件设计计算准则与失效形式有什么关系？有哪些日常的计算准则？它们是针对什么失效形式建立的？稳定循环变应力的、、、、五个参数各代表什么？试列出根据已知零件的（5）、计算、及的公式。

影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？为什么影响因素中的、、（6）只对变应力的应力幅部分有影响？（7）何谓摩擦？按机理不同，磨损可分为哪几类？各类有何特点？有哪些措施可以提高零件的磨损寿命？（8）零件的正常磨损分为哪几个阶段？每阶段各有何特点？（9）润滑油、润滑脂各有何主要性能指标？如何理解粘度的概念？（10）润滑油常用的粘度单位有几种？彼此之间如何换算？压力、温度对粘度有何影响二、填空：（1）若一零件的应力循环特性= +0.5，则此时=70Mpa，则此时为，为，为。

（2）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N之外，主要有、、和。

（3）根据磨损机理，磨损可分为、、和。

（4）一个零件的磨损大致可以可分磨损、磨损、磨损三个阶段，在设计或使用时，应力求、、。

（5）机械零件的主要失效形式有；；及。

（6）新产品从任务提出到投放市场的全部程序一般要经过、、及四个阶段。

（7）产品设计中的“三化”是指、、。

（8）作用于机械零件上的名义载荷是指；而设计零件时应按进行计算；它与名义载荷的关系式为。

（9）判断机械零件强度的两种方法是及；其相应的强度条件式为；。

（10）钢制零件的曲线上，当疲劳极限几乎与应力循环次数无关时，称为疲劳；而当时，疲劳极限随循环次数的增加而降低的称为疲劳。

（11）钢制零件的疲劳曲线（曲线）中，当时为区；而当时为区。

（12）非稳定变应力零件的疲劳强度计算中的等效应力通常取等于的应力。

（13）按摩擦状态不同，摩擦可分为、、、。

（14）按建立压力油膜的原理不同，流体润滑主要有、。

（15）工业用润滑油的粘度主要受和的影响。

三、选择填空：（1）对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是。

A.最大应力；B.平均应力；C.应力幅。

（2）塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为。

A.；B.；C.；D.。

（3）零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。

A.材料的强度极限；B.材料的屈服极限；C.材料的疲劳极限；D.屈服极限除以安全系数。

（4）三个相同的零件甲、乙、丙承受的变应力是相同的，但应力的循环特性r分别为+1，0，－1，其中最易疲劳损伤的零件是。

，若载荷增大到2F时，最大接触应（5）两圆柱体沿母线相压，载荷为F时，最大接触应力为H力变为。

A.；B. ；C. ； D.。

（6）由实验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。

A.应力幅；B.平均应力；C.应力幅和平均应力。

（7）摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而。

A.变薄；B.增厚；C.不变。

（8）在外载荷不变的情况下，试判断下列零件上各点应力的变化特性（用应力循环特性系数表示）：a）转动心轴，外径上的弯曲应力r为：b）推力球轴承滚动体上一点的接触应力，r为。

A. r= +1；B. r=－1；C. r=－1；D. 0<r<+1；E. -1<r<0。

（9）为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中，是不合理的。

A.降低表面粗糙度；B.增大润滑油粘度；C.提高表面硬度；D.提高相对滑动速度。

（10）采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减少。

A.粘着磨损；B.磨粒磨损；C.表面疲劳磨损；D.腐蚀磨损。

（11）零件的工作安全系数为。

A.零件的极限应力比许用应力；B.零件的工作应力比许用应力；C.零件的极限应力比零件的工作应力；D.零件的工作应力比零件的极限应力。

（12）某截面形状一定的零件，当尺寸增大时，其疲劳极限值将随之。

A.增高；B.降低；C.不变；D.规律不定。

四、计算题：1、某钢制零件材料性能为，，，受单向稳定循环变应力，危险剖面的综合影响系数，寿命系数。

（1）若工作应力按常数的规律变化，问该零件首先发生疲劳破坏，还是塑性变形？（2）若工作应力按应力比（循环特性）常数规律变化，问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏？（图解法、解析法均可）2、零件材料的机械性能为：，，，综合影响系数，零件工作的最大应力，最小应力，加载方式为（常数）。

求：（1）按比例绘制该零件的极限应力线图，并在图中标出该零件的工作应力点和其相应的极限应力点；（2）根据极限应力线图，判断该零件将可能发生何种破坏；（3）若该零件的设计安全系数，用计算法验算其是否安全。

3、在图示零件的极限应力线图中，零件的工作应力位于点，在零件的加载过程中，可能发生哪种失效？若应力循环特性等于常数，应按什么方式进行强度计算？4、已知45钢经调质后的机械性能为：强度限，屈服限，疲劳限，材料的等效系数。

（1）材料的基氏极限应力线图如图示，试求材料的脉动循环疲劳极限；（2）疲劳强度综合影响系数，试作出零件的极限应力线；（3）若某零件所受的最大应力，循环特性系数，试求工作应力点的坐标和的位置。

5、合金钢对称循环疲劳极限，屈服极限，。

试：（1）绘制此材料的简化极限应力图；（2）求时的、值。

螺纹联接与螺旋传动一、简答题(1)为什么螺纹联接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？(2)试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？(3)一螺栓联接预紧后，受轴向变载荷作用，在最大工作载荷及剩余预紧力不变的情况下，试问提高这种螺栓疲劳强度的具体措施有哪些？(4)为提高螺栓的疲劳强度，欲减小螺栓的应力幅，请举出一个措施，并用螺栓受力—变形协调图来说明。

(5)螺栓的主要失效形式有哪些？(6)拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算？哪些螺纹参数影响螺纹副的效率？二、填空（1）螺纹的公称直径是指螺纹的径，螺纹的升角是指螺纹径处的升角。

螺纹的自锁条件为，拧紧螺母时效率公式为。

（2）螺纹联接常用的防松原理有，，，。

其对应的防松装置有，，。

（3）三角形螺纹主要用于，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于。

（4）标记为螺栓GB5782—86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是形，牙形角等于度，线数等于，16代表，80代表。

（5）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和。

（6）为了提高螺栓强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小刚度或增大刚度。

（7）有一单个紧螺栓连接，已知该螺栓所受预紧力，所受轴向工作载荷，螺栓的相对刚度系数，则螺栓所受的总拉伸载荷，残余预紧力；为保证结合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷，（需注明式中各符号的意义）（8）受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。

（9）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胶垫片，则螺栓所受的总拉力和联接的紧密性。

（10）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自己而；且随着被联接件刚度的增加而。

（11）发动机缸体与缸盖的螺栓联接经常拆装，应使用联接，为了控制预紧力需用扳手拧紧。

（12）普通螺栓联接承受横向外载荷时，依靠承载，螺栓本身受作用，该螺栓联接可能的失效形式为。

铰制孔用螺栓联接承受横向外载荷时，依靠承载，螺栓本身受力作用，螺栓可能的失效形式为和。

三、选择填空（1）采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用。

A．螺栓联接； B．双头螺柱联接； C．螺钉联接。

（2）在常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是，效率最高，牙根强度较大，制造方便的是，联接螺纹常用，传动螺纹常用。

A．矩形螺纹； B．梯形螺纹； C．三角螺纹。

（3）螺纹副在摩檫系数一定时，螺纹的牙形角越大，则。

A．量摩擦系数越小，自锁能力越好； B．量摩擦系数越小，自锁能力越差；C．量摩擦系数越大，自锁能力越差；D．量摩擦系数越大，自锁能力越好。

（4）计算紧螺栓联接的拉伸强度时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸载荷增大到原来的倍。

A．1.1； B．1.3； C．1.5； D．1.7。

（5）被联接件是锻件或铸件时，应将安装螺栓处加工成小凸台或鱼眼坑，其目的是。

A．易拧紧； B．避免偏心载荷；C．增大接触面； D．外观好。

（6）当螺纹公称直径、牙形角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能。

A．被联接件的橡胶垫片改为皮革垫片；B．在螺母下放置弹性单元；C．被联接件的金属垫片改为橡胶垫片；D．去掉螺母下放置弹性单元而改为普通平垫圈。

（7）受轴向载荷的紧螺栓联接，在工作载荷和残余预紧力不变的情况下，要提高螺栓强度，可以采取的措施有。

A．减小螺栓刚度，增大被联接件刚度；B．同时减小螺栓与被联接件的刚度；C．增大螺栓刚度，减小被联接件刚度；D．同时增大螺栓与被联接件的刚度。

（8）一螺栓联接拧紧后预紧力为，工作时又受轴向工作拉力，被联接件上的残余预紧力为，则螺栓所受总拉力等于。

（为螺栓的联接相对刚度）A．；B．；C．；D．。

（9）用于薄壁零件联接的螺纹，应采用。

A．三角形细牙螺纹； B．梯形螺纹；C．锯齿形螺纹； D．多线三角形粗牙螺纹。

（10）在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。

A．单线矩形螺旋副； B．单线梯形螺旋副；C．双线矩形螺旋副； D．双线梯形螺旋副。

（11）螺栓的材料性能等级标成级，其数字代表。

A．对螺栓材料的强度要求； B．对螺栓的制造精度要求；C．对螺栓材料的刚度要求； D．对螺栓材料的耐蚀性要求。

（12 （12）对于外载荷是轴向变载荷的重要联接，螺栓所受总拉力在之间变化。

则螺栓的应力变化规律与A．常数；B．常数；C．常数。

四、判断题(1) 螺纹公称直径、牙行角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性比粗牙螺纹的自锁性好。

（）(2)为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，可以增加螺栓刚度。

（）(3) 三角形螺纹的牙形角比矩形螺纹的牙形角大，故三角形螺纹主要用于螺纹联接，而矩形螺纹主要用于螺旋传动。

（）(4) 螺栓联接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。

（）(5) 在有气密要求的螺栓联接结构中，结合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构，这主要是为了增大被联接件的刚度，从而增大螺栓的疲劳强度。