机械设计复习题.doc

《机械设计复习题》 机械设计是一门涵盖了广泛领域的学科，它主要研究机械系统中各个零部件的设计、分析、优化和制造。本复习题涉及到的主要知识点包括机械设计的基础概念、机械零件的工作能力和计算准则。 机械设计课程的研究内容通常集中在在普通工作条件下工作的、一般参数的通用零件和部件上。这包括但不限于传动装置、轴承、连接件等，旨在确保这些部件在正常工作环境下能够稳定、高效地运行。 变应力是机械设计中常见的现象，它可以由变载荷或静载荷产生。变应力的特性可以用五个参数中的任意一个来描述，如最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa和应力比r。在设计过程中，正确理解和应用这些参数对于评估零件的疲劳寿命至关重要。 工作安全系数是机械设计中的一个重要指标，它反映了零件在实际工作中的安全性。零件的工作安全系数等于零件的工作应力除以其许用应力，确保在正常使用下不会发生破坏。 强度条件是机械设计中用于确定零件是否能够承受预期载荷的基本准则。通常表示为σ≤[σ]，τ≤[τ]或 Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ，其中σ和τ是最大应力，[σ]和[τ]是许用应力，Sσ和Sτ是实际安全系数。通过比较这些值，可以判断零件是否满足设计要求。 对于具体实例，如直径d=18mm的直杆，可以通过计算工作应力和许用应力的比值来判断其强度是否足够。同样，对于直径d=25mm的直杆，可以通过许用安全系数[S]σ来确定其允许的最大载荷。 疲劳强度计算时，考虑的是材料的疲劳极限，而不是屈服点或强度极限。这是因为疲劳破坏通常发生在低于材料屈服强度的应力水平。 接触应力，如矩形接触面上的最大接触应力σHmax，与载荷F的关系遵循F的平方根定律，即σHmax∝F1/2。这在设计接触面和承受剪切载荷的零件时必须考虑。 机械设计的基本要求包括满足使用功能、保证安全可靠、有较长的使用寿命、制造成本低、运行费用低、操作维护简便，以及外观造型美观等。 机械设计的一般程序包括分析设计任务、方案设计、运动和动力设计、施工设计以及实验和修改设计。每个阶段都需要对设计目标、技术参数、结构布局、动力性能、制造工艺等多个方面进行全面考虑。 机械零件设计的步骤涉及建立计算模型、确定载荷、选择材料、根据失效形式确定设计准则、圆整设计尺寸、确定其他工艺尺寸、绘制工作图并编写设计说明书。常用的设计准则包括强度准则（防止断裂和变形）、刚度准则（保持结构稳定性）、寿命准则（考虑疲劳寿命）、振动稳定性准则（减少振动影响）和可靠性准则（提高系统可靠性）。 机械设计是一个多维度、系统性的工程实践，涉及理论分析、计算、实验验证和不断优化的过程。理解并掌握这些知识点对于从事机械设计工作的人来说至关重要，它们是保证机械设备安全、高效运行的基础。