机械设计作业题解讲解学习

1、机 械 设 计 作 业 第 3 章题解精品文档第三章 机械零件的强度三、分析与思考题A点的应力是静应力还是变n Fr323 图示各零件均受静载荷作用，试判断零件上 FrFr应力，并确定应力比Ar 的大小或范非对称循环应力静应力题 323 图r= +1对称循环应力m324 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么（用疲劳极限应力图说明）？答：考虑零件的几何形状变 化、加工尺寸、加工质量及强化 因素的影响，使得零件的疲劳极 限要小于材料试件的疲劳极限。在相同的应力变化规律下，算？什么情况下可按疲劳强度条件计算？3

2、25 试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静强度条件计精品文档326 在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度的计算？ 答：先按单向应力分别计算出 : S,S 再由： Sca S S S 检验。S2 S2四、设计计算题327 某材料的对称循环弯曲疲劳极限应力 -1=350Mpa，疲劳极限S=550Mpa，强度极限B=750Mpa，循环基数 N0=5106，m=9，试求对称循环次数 N 分别为 5104、557105、5107次时的极限应力解：9 5 106 1N 1 9 5 1041 583.835MPa 1N1s，1N1s 550MPa9 5 1061 452.04MPa1

3、N 2 9 5 1061N31 350MPa收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档328 某零件如图所示，材料的强度极限 B=650Mpa，表面精车，不进行强化处理。试确定 - 截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数合影响系数 K解： k1q ( 1) ， k 1 q (1)附图3-1q 0.82 q 0.84D/d48/40 1.2 r /d 3/400.075题 3 28 图2.09 1.622.09 0.035 1.82 k 1.67240.1 0.041.66 1.66 1.33 0.035 1.4675 k 1.39270.1 0.44附图 3-2 0.73, 附图 3-3 0.8

4、5附图 3-4 0.84 零件不强化处理 q 11.6724 1所以： k (1.6724 1 1) 1 2.48140.73 0.841.3927 1k ( 1.3927 1 1) 1 1.828890.85 0.84收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档329 某轴只受稳定交变应力的作用，工作应力 max=240MP，a min=-40MPa。材 料的机械性能-1 =450MP，a s=800MP，a 0=700Mpa，轴上危险截面处的 k=1.3 ，=0.78 ， =1，q=1。 绘制材料的简化极限应力图； 用作图法求极限应力 r 及安全系数（按 r=C 加载和无限寿命考虑）； 取

5、 S=1.3 ，试用计算法验证作图法求 S 值，并校验此轴是否安全。解：（ 1）A 点（ 0，-1 ）， B 点（0/2，0/2 ）， S点（ s.0）2) k(k11) 1.667 qA(0,K 1) (0,270) B( 20,2K0 )(350,210)工作点：a=(240+40)/2=140 m=(240-40)/2=100 M (166,248) m=166+248=414414 1.725max 2403) Sk a1.7188 Ss 安全1.32 1 0 0.2857收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档330 一零件由 45 钢制成，材料的力学性能为： S=360MP，a

6、 -1=300MP，a =0.2 。已知零件上两点的最大工作应力和最小工作应力分别为： M1点： max=190Mpa、min=110 Mpa；M2点： max=170 Mpa、min=30 Mpa，应力变化规律为 r=常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数 K=2.0，试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。解：21500 MPa25002k125 k 1 150M1：190 1102150190 110 402M2：170 302100170 30702图解： S159.631.51.892S240.62.451.877解析法：M1: Sm3002 40 0.2 1502.72S11ma

7、x3601.894190M2: S23002 70 0.2 1001.875收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档331 转轴的局部结构如题 3-28 图所示。已知轴的 - 截面承受的弯矩M=300N.m，扭矩 T=800N.m，弯曲应力为对称循环，扭转切应力为脉动循环。轴的材料为 40Cr 钢调质，-1=355MP，a -1=200MP，a =0.2 ，=0.1 ，设 K=2.2，K=1.8，试计算考虑弯曲和扭转共同作用时的计算安全系数 Sca。解：M:T:M 300000b 3 46.875MPab Wb 0.1 403T 800000T 3 62 .5 MPa maxT W T 0

8、.2 403 maxmin rmin 0 r355kam 2.2 46.875 0.2 03.44242001 3.3684 Sca k a m 1.8 31.25 0.1 31.2546.875 m 062.531.25MPa2s22ss2.4076屈服安全系数：查书 P355 40Cr：s=540MPa按第三强度理论： Sca4.04892sm2ax 4 m2axmax max332 实心转轴的危险截面上受有max载荷为ma：x 弯矩 M=100N.m； 转矩为周期变化，T=050N.m。轴的材料为碳钢，已知力学性能为： s=300MPa，-1=170MP，a s=180MP，a -1=100MP。a 若截面直径 d=25mm，有效应力集中系数 k=1.79 ，k=1.47 ，尺寸系数=0.84 ，=0.78 ，表面质量系数 =0.9 ，强化系数q=1， 材料常数=0.34，=0.21 。试确定安全系数 S。计算时可按无限寿命考虑，忽略横向剪应力的作用收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档解：M：maxMWb100000253 / 3265.19MPamin0rT：maxTWT500003253/ 1616.297MPaminammax / 2 8.148MPa Kk 1 1( 1) 1.996qk 1 1( 1