浙江工业大学机械设计习题卡答案

机械设计习题卡机械设计习题卡 第一章第一章 绪论绪论 (1)组成机械的基本单元是什么? 机械零件是组成机械的基本制造单元。 (2)何谓零件？何谓部件? 零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。 一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为“部件” 。 (3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明，本课程的研究对象是什么? 通用零件：各种机械中经常用到的一般参数的零件，如螺钉，齿轮等 专用零件：在特定类型的机器中才能用到的零件，如涡轮机的叶片、飞机的螺旋桨等 本课程的研究对象：普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件 (4)什么叫在普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件？试从你所学专业的机械设备中， 对联接零件，传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。 普通工作条件无严格定义，通常指常温、常压、低速等。 一般参数也无严格定义。国家标准《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》 (GB/T1804-2000)中基本尺寸定义为 0.5-4000mm，可以认为一般参数的零件的尺寸在 0.5-4000mm 之间。 连接零件：键、螺栓 传动零件：带、齿轮 轴系零件：滚动轴承、滑动轴承 其他零件：弹簧、机座 (5)为什么说本课程起着基础课与专业课之间的承前启后的作用？ (6)在了解本课程的性质、内容和任务以后，总结本课程的特点和你所采取的学习方法。 第二章第二章 机械设计总论机械设计总论 (1)对机器提出的主要要求包括什么？ 使用功能要求；经济性要求；劳动保护和环境保护要求；寿命与可靠性要求；其他专用 要求等。 (2)机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析下列机械零 件应满足的基本要求是什么：电动机轴， 普通减速器中的齿轮轴，起重机吊钩，精密机床主 轴．汽门弹簧。农业机械中的拉曳链，联合收割机中的V 带。 避免在预定寿命期内失效；结构工艺性要求；经济性要求；质量小要求；可靠性要求。 (3)设计机械的经济性要求包括哪些方面? a.零件本身的生产成本； b.尽可能采用标准化的零、部件以取代特殊加工的零、部件。 (4)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模式不同，其可靠度如何计算？ 在规定的使用时间(寿命)内和预定的环境条件下，机械能正常地完成其功能的概率。 机械零件的可靠度通过概率统计的方法计算。 (5)机械设计的一般程序怎样? 计划阶段；方案设计阶段；技术设计阶段；技术文件的编制。 (6)机械零件的失效形式有哪些？针对这些失效形式相应建立的设计准则是什么? 主要失效形式：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。 断裂断裂强度准则 过大的残余变形刚度准则 零件表面破坏寿命准则 破坏正常工作条件引起的失效振动稳定性准则 [与零件的工作条件相关， 这只是一个 例子] (7)机械零件设计的一般步骤有哪些？ 1.根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构。 2.根据机器的工作要求，计算在零件上的载荷。 3.分析零件的可能失效形式，确定相应的设计准则。 4.根据零件的工作要求及对零件的特殊要求，选择适当的材料。 5.根据设计准则，确定零件的基本尺寸。 6.根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计。 7.进行校核计算。 8.画出零件的工作图，并写出设计说明书。 (8)机械零件的常用材料有哪些？这些材料各有何特点，适用在何种场合? 金属材料：较好的力学性能、价格便宜、容易获得。 高分子材料：原料丰富、密度小，在适当的温度范围内有很好的弹性，耐腐蚀性好等， 缺点：容易老化，阻燃性差，耐热性不好等。 陶瓷材料：硬度极高、耐磨、耐腐蚀性、熔点高、刚度大以及密度比钢铁低；缺点：断 裂韧度低、价格昂贵、加工工艺性差等。 复合材料：较高的强度和弹性模量，而质量又特别小；缺点：价格贵，耐热性、导电性 较差等。 (9)铸铁和钢的区别是什么?普通碳钢与优质碳钢的区别是什么? 铸铁和钢的区别是含碳量不同，钢是含碳量为0.03%～2%；含碳量 2%～4.3%的铁碳合 金为铸铁。 普通碳素结构钢又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量 的限制较宽。普通碳钢分为三类：甲类钢（ A 类钢）是保证力学性能的钢。乙类钢（ B 类钢） 是保证化学成分的钢。特类钢(C 类钢）是既保证力学性能又保证化学成分的钢，常用于制 造较重要的结构件。 优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比， 硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。 根据 含碳量和用途的不同，这类钢大致又分为三类：①小于0.25%C 为低碳钢。②0.25～0.60%C 为中碳钢。③大于 0.6%C 为高碳钢。 (10)什么叫做合金钢，与碳钢相比有何优缺点？ 合金钢除含有普通碳钢的铁、碳外，根据性能需求还添加有其它合金元素， 比如常见的 铬、镍、钼、锰、硅等，以提高其机械性能，通常价格较普通碳钢高。 (11)选择机械零件材料时，通常考虑的机械性能、物理化学性能和工艺性能有哪些？ •机械性能机械性能 强度，硬度，耐磨性，冲击韧性，塑性 •物理化学性能物理化学性能 密度，导热性，导电性，导磁性，耐热性，耐酸性，耐腐蚀性性等 •工艺性能工艺性能 易熔性，液态流动性，可塑性，可焊性，可加工性，可热处理性等 (12)为节约原材料， 尤其是节约贵重材料而选用廉价材料， 可采取哪些具体措施?举例说 明 1.对材料进行热处理和表面处理， 如为提高齿轮表面硬度， 常对齿轮零件进行调质处理。 2.采用型材，如型钢焊接而成的机架。 3.采用组合结构，如蜗轮采用齿圈式组合结构(由青铜齿圈与铸铁轮芯组成)。 (13)选用机械零件材料时，应考虑的基本要求有哪些? 1.使用性能要求 2.工艺性能要求 3.经济性 (14)机械零件在进行结构没计时，主要应从哪些方面去考虑和改善它的结构工艺性? 零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等几个生产环节加以综合考虑， 工艺性是和机器生产批量大小及具体生产条件相关。 (15)机械设计中， 为什么要实行零件和部件的标准化、 系列化与通用化?你能举出一些标 准化、系列化与通用化的零部件吗？ 1.能以最先进的方法在专门化工厂中对那些用途最广泛的零件进行大量、集中的制造， 以提高质量，降低成本； 2.统一了材料和零件的性能指标，使其能够进行比较，并提高了零件性能的可靠性。 3.采用了标准化结构及零、部件，可以简化设计工作、缩短设计周期，提高设计质量。 另外，也同时简化了机器的维修工作。 例如对同一结构、同一内径的滚动轴承，制造出不同外径及宽度的产品。 (16)我国现行的标准化有哪些?GB、JB、YB、QB、ISO 和Γ0CT、DIN、JIS、BS 各代表什 么标准? 我国目前实行四级标准体制：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。 GB: 中国国家强制性标准 JB: 中国机械行业（含机械、电工、仪器仪表等）强制性行业标准 YB: 中国黑色冶金行业标准 QB：中国轻工行业标准 ISO：国际标准化组织标准 Γ0CT：前苏联国家标准 DIN：德国工业标准 JIS：日本工业标准 BS：英国国家标准 (17)目前常用的现代机械设计新方法有哪几种? 计算机辅助设计、优化设计、可靠性设