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机械设计课程配套习题集华东理工大学机械与动力工程学院机械设计及摩擦学研究室安琦 王建文等整理编写2010年7月第一章 绪论一、简答题1-1 什么叫机械零件？什么叫机械部件？ 1-2机器设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本设计要求？其中最主要的要求是什么？ 1-3 设计开发一个机械新产品的一般过程是什么？ 1-4 设计一个机械零件的一般过程分为哪几个步骤？ 1-5 什么叫“三化”？实行三化的意义是什么？1-6什么是部件？什么是零件？什么是构件？指出下列各项分别属于哪一种。联轴器，减速器，齿轮，弹簧，凸轮机构中的凸轮、键和轴的装配体。1-7 一部完整的机器由哪些部分所组成？各部分的作用是什么？试以汽车为例说明这些组成部分各主要包括些什么？1-8 什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。1-9 机械零件的条件性计算是什么意思？为什么采用条件性计算？ 二、选择题1-1 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1-2 下列8种机械零件：螺旋千斤顶中的螺杆，机床的地脚螺栓，车床的顶尖，减速器中的齿轮，拖拉机发动机的气缸盖螺栓，船舶推进器上的多环推力轴承，颚式破碎机上的V带轮，多气缸内燃机曲柄轴上的盘形飞轮。其中有 是通用零件。（1）3种 （2）4种 （3）5种 （4）6种1-3 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有 是专用零件。（1）3种 （2）4种 （3）5种 （4）6种1-4 下列缩写词中 为国标代号。(1)GB (2)JB (3)YB (4)KY选择题答案：1-1（3），1-2 （2），1-3 （4）第二章 机械零件的强度和设计准则一、简答题2-1 什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？2-2 什么是零件的工作能力？什么是零件的承载能力？2-3 什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷？什么是静应力和变应力？2-4 什么是变应力的循环特性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？2-5 零件表面磨损强度的条件性计算包含哪些内容？提高零件表面磨损强度的主要措施有哪些？2-6 发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的循环特性r为多少？题2-6图2-7 什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷？什么是静应力和变应力？2-8 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？2-9 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？2-10 什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？2-11 在静应力下工作的零件其失效形式有哪些？用塑性材料制造的零件和用脆性材料、低塑性材料制造的零件，其极限应力各应是什么？ 题2-9图2-12零件表面磨损强度的条件性计算包含哪些内容？提高零件表面磨损强度的主要措施有哪些？2-13 什么是机械零件的刚度？什么样的机械零件需按刚度要求设计，试举例说明？2-14 影响零件刚度的因素及提高零件刚度的措施有哪些？某轴用碳钢制造，经营算刚度不足，问改用合金钢制造而原尺寸保持不变，该轴的刚度能否提高？为什么？二、选择题2-1 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的 （4）变应力是由变载荷产生的，也可能由静载荷产生2-2 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）4.172-3 发动机连杆横截面上的应 力变化规律如题22图所示，则其应力幅 a和平均应力m分别为_。 题2-2图（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=-80.6MPa2-4 变应力特性可用max、min、m、a、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2-5 零件的工作安全系数为_。（1）零件的极限应力比许用应力 （2）零件的极限应力比零件的工作应力（3）零件的工作应力比许用应力（4）零件的工作应力比零件的极限应力2-6 机械零件的强度条件可以写成_。（1），或SS，SS（2） ，或SS，SS（3） ，或SS，SS（4） ，或SS，SS式中、是危险截面处的最大应力；、是许用应力；S、S是危险截面处的实际安全系数；S、S分别为正应力和切应力时的许用安全系数。2-7 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=360MPa，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2-8 一零件用45钢制成，工作时受静拉力，危险截面处的最大应力160MPa，材料的屈服极限为s=360MPa，硬度200HBS，许用拉应力=225MPa，则该零件的许用安全系数S_。 （1）1.13 （2）1.25 （3）1.60 （4）22-9 一用45钢制造的零件，工作时受静拉力，危险截面处的最大应力200MPa，许用应力=250MPa，许用安全系数S1.28，则该材料的屈服点s_MPa。 （1）156 （2）195 （3）256 （4）3202-10 一直径d=25mm的等截面直杆，受静拉力F=40kN,杆的材料45钢，s320MPa，许用安全系数S1.6，则该零件的许用载荷为_kN。 （1）25 （2）98.17 （3）157.08 （4）251.332-11 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的_。 （1）屈服点 （2）疲劳极限 （3）强度极限 （4）弹性极限2-12 两圆柱体相接触，接触面为矩形，接触面宽度中心处的最大接触应力Hmax与载荷F的关系为Hmax_。 （1）F （2）F2 （3）F1/3 （4）F1/22-13 两球体相接触，接触面为圆，位于圆心处的最大接触应力Hmax与载荷F的关系为Hmax_。 （1）F （2）F1/2 （3）F1/3 （4）F2 选择题答案：2-1 （4），2-2 （2），2-3 （3），2-4 （2），2-5 （2），2-6 （3），2-7 （3），2-8 （3） 2-9 （4），2-10 （2），2-11 （2），2-12 （4），2-13 （3）第三章 机械零件的疲劳强度设计一、简答题3-1机械零件在变应力条件下工作发生疲劳断裂而失效的过程怎样？3-2 在一定的循环特性r下工作的金属试件，其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系？怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命？怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限？3-3 什么是应力循环基数？一般碳钢和高硬度合金钢的循环基数是多少？3-4 按疲劳曲线(N)设计零件时，适用的条件是什么？当循环次数N104时，(N)曲线是否适用？为什么？在这种情况下应如何处理？3-5 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？提高机械零件疲劳强度的措施有哪些？3-6 机械零件受载时在什么地方产生应力集中？应力集中与材料的强度有什么关系？3-7 疲劳强度的综合影响系数KD，KD的意义是什么？其计算公式是什么？3-8 怎样区分变应力是稳定的还是非稳定的？怎样进行在稳定变应力下的零件强度计算？怎样进行在规律性非稳定变应力下的零件强度计算？3-9 在极限应力简图上，对各种加载情况（即r=常数、m常数、min常数）如何判断零件是首先产生疲劳破坏还是首先产生塑性变形破坏？若有数学式子来判断，试写出其判断条件式。3-10 何谓疲劳损伤累积假说？线性疲劳损伤累积计算的数学表达式为何？3-11 零件在非稳定变应力下工作的安全系数如何计算？要求写出计算步骤和计算公式并加以必要的说明。二、选择题3-1 45钢的持久疲劳极限-1270MPa,，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）4173-2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数K=1.58，表面状态系数0.28，尺寸系数0.68，则其疲劳强度综合影响系数KD=_。（1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.833-3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是_。（1）a）和b） （2）c）和a） （3）b）和c） （4）b）和a） （5）a）和c） （6）c）和b）3-4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之_。（1）增高 （2）不变 （3）降低3-5 零件的形状、尺寸、结果相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度_。（1）较高 （2）较低 （3）相同3-6 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3-7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KD或KD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）零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。3-8 已知设计零件的疲劳缺口系数K=1.3、尺寸系数0.9、表面状态系数0.8。则疲劳强度综合影响系数KD为_。 （1）0.87 （2）0.68 （3）1.16 （4）1.83-9 已知零件的极限应力r=200MPa，许用安全系数S=2，影响零件疲劳强度的系数为K=1.2，0.83，0.90。则许用应力为r_MPa。（1）160.6 （2）106.7 （3）62.25 （4）110.73-10 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）D（3）1，s, ， K （4）1，0，, KD3-11 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ON线与横轴间夹角45o，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3-12 在题311图所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴之间的夹角90o时，则该零件受的是_。 题311图（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）不变号的不对称循环变应力3-13 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OM与横轴间的夹角为_。（1）68o5744（2）21o215（3）66o215（4）74o2833题313图 题314图3-14 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）M43-15 上题若在对零件加载的过程中保持应力比r为常数。则该零件的极限应力点应为_。（1）M1 （2）M2 （3）M3 （4）M43-16 314题若在对零件的加载过程中保持平均应力m常数。则该零件的极限应力点应为_。（1）M1 （2）M2（3）M3 （4）M3-17 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KD=1.4。则在图示的零件极限应力简图中角为_ 题317图（1）36o5535 （2）41o1422 （3）48o45383-18 已知45钢调制后的力学性能为：b=620MPa，s=350MPa，-1=280MPa，0=450MPa。则为_。（1）1.6 （2）2.2 （3）0.24 （4）0.263-19 某零件用45Mn2制造，材料的力学性能为：b=900MPa，s=750MPa，-1=410MPa，=0.25。影响零件疲劳强度的系数为：K1，0.85，0.8。则该零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力为_。（1）223 （2）328 （3）551 （4）6563-20 在题311图所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴间的夹角50o，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）不变号的不对称循环变应力3-21 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KD=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）1.273-22 一零件由20Cr制成，已知-1=350MPa，s=540MPa，=0.3，零件的最大工作应力max=185MPa，最小工作应力min=85MPa，疲劳强度综合影响系数KD=1.41。则当平均应力常数时该零件按应力幅计算的工作安全系数为_。（1）4.07 （2）2.89 （3）2.59 （4）1.763-23 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_次。（1）0.39104 （2）1.46104 （3）2.58104 （4）7.451043-24 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次以所造成的疲劳损伤，相当于应力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）6153-25 45钢经调制后的疲劳极限-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）1.653-26 45钢经调制后的疲劳极限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次后，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）4.52106三、设计计算题 3-1 一内燃机中的活塞连杆，当气缸发火时，此连杆受压应力max=150MPa，当气缸进气开始时，连杆承受拉应力min=50MPa，试求：（1）该连杆的平均应力m、应力幅a和应力比r；（2）绘出连杆的应力随时间而变化的简图。3-2 一转动轴如图所示，轴上受有轴向力Fa=1800N，径向力Fr=5400N，支点间的距离L=320mm，轴是等截面的，直径d=45mm。试求该轴危险截面上的循环变应力的max、min、m、a和r。题3-2图 题3-3图3-3 某一转轴的局部结构如图所示，轴的材料为Q235普通碳钢，精车制成。若已知直径D=120mm，d=110mm，圆角半径r=5mm，材料的力学性能为：b=450MPa，s=220MPa，试求截面变化处的疲劳强度综合影响系数KD和KD。3-4 一阶梯轴轴肩处的尺寸为D=60mm，d=50mm，r=4mm，如材料的力学性能为：b=650MPa，s=360MPa，-1=200MPa，0=320MPa。试绘制此零件的简化极限应力线图。3-5 一转轴的危险截面上作用有周期性波动的载荷：弯矩M=100200Nm，转矩T=0100Nm。轴的材料为45钢，力学性能：s=400MPa，-1=270MPa，0=480MPa，s=216MPa，-1=156MPa，0=300MPa。若截面直径d=25mm，疲劳缺口系数K=1.78，K=1.45，尺寸系数=0.9，=0.93，表面状态系数=0.91，=0.95。试确定安全系数S。计算时可按无限寿命考虑，忽略剪力的作用。3-6 一机械零件用45钢制造，材料的b=650MPa，s=360MPa，如果受到交变应力作用，应力比r=0.5，max=240MPa问其工作应力点是处于疲劳强度区还是屈服强度区。若r=0.2，r=0.5应如何计算。3-7 一钢制零件，工作应力为：max=250MPa，min=50MPa。零件的疲劳强度综合影响系数KD=1.35，材料的力学性能为b=630MPa，s=455MPa，-1=285MPa，0=510MPa。若许用安全系数对变应力取S=1.3、对静应力取S=1.5，并按无限寿命考虑，试分别用解析法和图解法校核该零件的安全系数。 3-8 有一轴工作时频繁的正反转，用45钢制造，调制处理，其对称循环疲劳极限-1=300MPa，-1=155MPa，许用安全系数S=2，轴危险截面的直径d=40mm，疲劳强度综合影响系数KD=2.5，KD=1.5。当传递的转矩T=500Nm时，还允许承受多大弯矩M。3-9 一滑轮轴在一个周期内的载荷和转速变化情况如图所示。若使用寿命预期为8年，每年工作240天，每天累计工作2h；轴材料的疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=107。试计算轴的寿命系数KN。 题3-9图374 一零件在非稳定对称循环弯曲应力下工作，在1=600MPa时应力循环了N11.5105次，试用疲劳损伤累积假说估算，若该零件再受2=450MPa的作用直至破坏，问该零件还能继续工作多少次循环。已知-1=400MPa。选择题答案：3-1 （1），3-2 （第四章 机械零件的摩擦、磨损、润滑及密封一、简答题4-1 滑动摩擦有哪几种状态，各有什么特点？4-2 实现液体摩擦有几种方法，各有何特点？4-3 按巴威尔的观点，磨损有几种主要类型？试述各类磨损的过程、特点及减小磨损的对策。4-4 为什么零件和机械在使用前应进行磨合？磨合时应遵循什么原则？4-5 常用润滑剂有几类？润滑剂应具有哪些作用？4-6 润滑油粘度的意义是什么?何谓动力粘度、运动粘度、条件粘度？写出动力粘度和运动粘度的单位。4-7 何谓润滑油的粘-温特性？何谓润滑油的粘-压特性？ 4-8 我国工业用润滑油的粘度等级是按什么确定的？4-9润滑油及润滑脂的主要性能指标各有哪些?4-10何谓润滑油的润滑性（油性）？什么情况下宜提高润滑油的润滑性（油性）？4-11何谓润滑油的极压性？什么情况下宜提高润滑油的极压性？4-12何谓边界膜？边界膜有哪几类，试述各类边界膜形成的机理。防止边界膜破裂的途径有哪些？4-13常用润滑油的润滑方法和润滑装置有哪些?4-14常用润滑脂的润滑方法和润滑装置有哪些?4-15常用静密封的方法有哪些？4-16常用的旋转轴接触式和非接触式密封方法有哪些，举例说明其应用场合。二、选择题4-1 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4-2 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 （3）混合摩擦 （4）边界摩擦4-3 两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦状态称为_。（1）液体摩擦 （2）干摩擦 （3）混合摩擦 （4）边界摩擦4-4 两摩擦表面间的膜厚比0.43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4-5 两摩擦表面间的膜厚比0.4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4-6 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4-7 通过滑动轴承试验，可得到摩擦系数与轴承特性数n/p相互关系的摩擦特性曲线，下图中_是正确的。题47图 题48图4-8 如图所示，在滑动轴承摩擦特性曲线n/p的A区内，摩擦状态属于_。 （1）干摩擦 （2）混合摩擦 （3）边界摩擦 （4）液体摩擦4-9 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4-10 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。 题4-10图4-11 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之间的关系是_。（1） （2） （3） （4）4-12 润滑油的_又称为绝对粘度。（1）运动粘度 （2）动力粘度 （3）恩格尔粘度 （4）赛氏通用秒4-13 动力粘度的cgs制（绝对单位制）单位为_。（1）泊（P） （2）厘斯（cSt） （3）恩氏度（oE） （4）帕秒（Pas）4-14 动力粘度的国际单位制（SI）单位为_。（1）泊（P） （2）厘斯（cSt） （3）恩氏度（oE） （4）帕秒（Pas）4-15 运动粘度是动力粘度与同温度下润滑油_的比值。（1）密度 （2）质量m （3）相对密度d （4）速度v4-16 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（Pas）4-17 运动粘度的cgs制（绝对单位制）单位为_。（1）m2/s （2）斯（St） （3）厘泊（cP） （4）帕秒（Pas）4-18 我国常用的相对粘度（条件粘度）的单位为_。（1）m2/s （2）厘斯（cSt） （3）厘泊（cP） （4）恩氏粘度（oE）4-19 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4-20 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4-21 在新国标中，润滑油的恩氏粘度oE是在规定的温度t等于_摄氏度时测定的。（1）20 oC （2）40 oC （3）50 oC （4）100oC第五章 轴毂联接一、简答题5-1 半圆键与普通平键联接相比，有什么优缺点？它适用在什么场合？5-2 普通平键和半圆键是如何进行标注的？5-3 花键联接和平键联接相比有哪些优缺点？为什么矩形花键和渐开线型花键应用较广？三角形花键多用在什么场合？5-4 矩形花键联接有哪几种定心方式？为什么多采用按外径D定心？按内径d定心常用于何种场合？按齿侧定心有何利弊？5-5 销有哪几种？其结构特点是什么？各用在何种场合？5-6 平键联接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平键的横截面尺寸bh和键的长度L是如何确定的？5-7 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180的位置；采用两个半圆键时，要布置在轴的同一母线上，采用两个楔键时，却相隔90120？5-8 矩形花键定心有哪几种定心方式？目前国家标准采用何种定心方式，该定心方式具有什么优点？5-9如图示为套筒式联轴器，分别用平键和半圆键与两轴相联接。已知：轴径d=38mm，联轴器材料为灰铸铁，外径D1=90mm。分别计算两种联接允许传递的转矩，并比较其优缺点。题5-9图二、选择题5-1 普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间_。（1）沿轴向固定并传递轴向力 （2）沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 （3）沿周向固定并传递力矩 （4）安装与拆卸方便5-2 键的剖面尺寸通常是根据_按标准选择。（1）传递转矩的大小 （2）传递功率的大小（3）轮毂的长度（4）轴的直径5-3 键的长度主要是根据_来选择。（1）传递转矩的大小 （2）轮毂的长度 （3）轴的直径5-4 常用来制造键的材料是_。（1）低碳钢 （2）中碳钢 （3）高碳钢 （4）合金钢5-5 轴的键槽通常是由_加工而得到的。（1）插削 （2）拉削 （3）钻及铰 （4）铣削5-6 紧键联接和松键联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有_。（1）压紧力 （2）轴向力 （3）摩擦力5-7 能够构成紧键联接的两种键是_。（1）楔键和半圆键 （2）平键和切向键 （3）半圆键和切向键 （4）楔键和切向键5-8 楔键和_，两者的接触面都具有1：100的斜度。（1）轴上键槽的底面 （2）轮毂上键槽的底面 （3）键槽的侧面5-9 楔键联接的主要缺点是_。（1）键的斜面加工困难 （2）键安装时易损坏 （3）键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 （4）轴和轴上的零件对中性差5-10 切相键联接的斜度是做在_。（1）轮毂键槽的底面 （2）轴的键槽底面 （3）一对键的接触面 （4）键的侧面5-11 平键联接如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔_。（1）90o （2）120o （3）135o （4）180o5-12 平键联接与楔键联接相对比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，这是因为_。（1）楔键端部具有钩头 （2）平键摩擦力小于楔键的摩擦力 （3）楔键的工作表面有斜度而键槽没有 （4）在安装时，楔键可沿轴向楔紧5-13 标准平键联接的承载能力，通常是取决于_。（1）轮毂的挤压强度 （2）键的剪切强度 （3）键的弯曲强度 （4）键工作表面的挤压强度5-14 平键联接能传递的最大转矩为T，现要传递的转矩为1.5T，则应_。（1）把键长L增大到1.5倍 （2）把键宽b增到1.5倍 （3）把键高增大到1.5倍 （4）安装一对平键5-15 在载荷性质相同时，导向平键的挤压应力应取得比普通平键小，这是为了_。（1）减轻磨损 （2）减轻轮毂滑移时的阻力 （3）补偿键磨损后工作表面的减小 （4）增加导向的精确度5-16 半圆键联接的主要优点是_。（1）对轴的强度削弱较轻 （2）键槽的应力集中较小 （3）工艺性好，安装方便5-17 半圆键和切向键的应用场合是_。（1）前者多用来传递较大转矩，后者多用来传递较小转矩 （2）前者多用来传递较小转矩，后者多用来传递较大转矩 （3）两者都用来传递较小转矩 （4）两者都用来传递较大转矩5-18 花键联接与平键联接（采用多键时）相比较，_的观点是错误的。（1）承载能力比较大 （2）旋转零件在轴上有良好的对中性和沿轴移动的导向性 （3）对轴的削弱比较严重 （4）可采用研磨加工来提高联接质量和加工精度5-19 花键联接的强度，主要取决于_强度。（1）齿根弯曲 （2）齿根剪力 （3）齿侧挤压 （4）齿侧接触5-20 应用较广的花键齿形是_。（1）矩形与三角形 （2）渐开线与三角形 （3）矩形与渐开线 （4）矩形、渐开线与三角形5-21 薄壁套筒与花键轴相联接，宜采用_。（1）矩形齿 （2）渐开线齿 （3）三角形齿 （4）矩形齿与渐开线齿 三、设计计算题5-1 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知：轴传递的转矩T1000Nm，齿轮材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT250，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核其联接强度。 题5-1图 题5-2图5-2 图示为在直径d80mm的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并计算其能够传递的最大转矩。5-3 图示为一刚性凸缘联轴器（YLD11联轴器5584GB584386）公称转矩Tn1000Nm（设为静载荷），联轴器材料为HT250。试确定平键联接的尺寸，并校核其强度。若强度不足时应采取什么措施？5-4 如图所示一齿轮减速器输出轴上的齿轮和轴采用平键联接。已知：轴径d60mm，齿轮分度圆直径d2=300mm，齿轮轮毂宽度B85mm，齿轮上的圆周力Ft3kN，轴和齿轮的材料均为45钢，载荷有轻微冲击。试选择键联接的尺寸，并列出键的标准代号；对键联接的强度进行验算。题5-3图 题5-4图 题5-5图5-5 如图所示，d80mm的轴端安装了一个材料为HT200的刚性凸缘联轴器，轮毂宽B1.5d，工作载荷有中等冲击，试确定平键联接的尺寸，并计算联接所能够传递的最大转矩。5-6 图示转轴上直齿圆柱齿轮及直齿圆锥齿轮两处分别采用平键和半圆键联接。已知：传递功率P5.5kW，转速n200r/min，联接处轴和轮毂尺寸如图所示，工作时有轻微冲击，齿轮用锻钢制造并经过热处理，试分别确定两处键联接的尺寸，并校核其联接强度。 题5-6图5-7 如图所示，分别为平键联接、楔键联接和销联接。试指出这些结构中的错误，并分析错误原因，提出改正措施。题5-7图5-8 设计意图是采用圆头平键联接轴和轴上零件。试指出图中不正确的地方并说明原因并将正确的结构图画出来。题5-8图第六章 螺纹联接设计一、简答题6-1 常用的螺纹牙型有哪几种？试说明各自的特点及主要用途。6-2 为什么单线普通三角螺纹主要用以联接？而多线梯形、矩形和锯齿形螺纹主要用以传动？6-3 为什么螺纹联接大多数要预紧？什么叫螺纹联接的预紧力？6-4 在拧紧螺母时，拧紧力矩T要克服哪些摩擦力矩？这时螺栓和被联接件各受到什么样的载荷？6-5 为什么对重要的螺栓联接不宜使用直径小于M12M14的螺栓？一般情况下，螺栓所受到的预紧力大约是扳手上施加的力的多少倍？6-6 螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么？6-7 防松的基本原理有哪几种？具体的防松方法和装置各有哪些？6-8 试画出螺纹联接的力变形图，并说明联接在受到轴向工作载荷后，螺纹所受的总拉力、被联接件的剩余预紧力和轴向工作载荷之间的关系。6-9 在承受横向载荷的紧螺栓联接中，螺栓是否一定受剪切作用？为什么？6-10 对承受横向载荷或传递力矩的紧螺栓联接采用普通螺栓时，强度计算公式中为什么要将预紧力提高到1.3倍来计算？若采用铰制孔用螺栓时是否也这样考虑？为什么？6-11 对于受变载荷作用的螺栓联接，可采用哪些措施来减小螺栓的应力幅a？6-12 螺栓组联接的三种方案如图示。已知L300mm，a60mm，试求螺栓组三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？6-13如图示厚度为的钢板拟用三个铰制孔用螺栓紧固于18号槽钢上，已知作用力F9kN，钢板及螺栓材料均为Q235钢，许用弯曲应力158MPa，许用剪切应力98MPa，许用挤压应力p240MPa，试求钢板厚度并确定螺栓的尺寸。题6-12图 题6-13图6-14如图示为轴承托架紧固到钢立柱上，托架材料为铸铁，螺栓材料的性能等级为6.6级，载荷为F6kN，30o，尺寸如图示，螺栓数为4个。试设计此螺栓联接。 题6-14图二、选择题6-1 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6-2 在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是_。（1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹6-3 当两个被联接件不太厚时，宜采用_。（1）双头螺柱联接 （2）螺栓联接 （3）螺钉联接 （4）紧定螺钉联接6-4 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6-5 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6-6 在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，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6-7 螺纹联接防松的根本问题在于_。 （1）增加螺纹联接的轴向力 （2）增加螺纹联接的横向力（3）防止螺纹副的相对转动 （4）增加螺纹联接的刚度6-8 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6-9 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）6-10 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时，螺栓的刚度Cb愈小，则_。 （1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小（3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓中的疲劳强度降低6-11 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F0的最大值和螺栓的刚度Cb不变时，被联接件的刚度Cm愈小，则_。 （1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小（3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓疲劳强度愈高6-12 承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺_。（1）受剪切作用 （2）受拉伸作用 （3）受剪切和拉伸作用（4）既可能受剪切作用又可能受拉伸作用6-13 对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是_。（1）增大被联接件的刚度 （2）减小被联接件的刚度（3）增大螺栓的刚度6-14 现有一单个螺栓联接，要求被联接件