机械设计作业集答案第四版西北工大版

1、机械设计作业集（第四版）解题指南西北工业大学机电学院2012.7、八-n本书是高等教育出版社出版、西北工业大学濮良贵、纪名刚主编机械设 计 （第八版）和李育锡主编机械设计作业集（第三版）的配套教学参考书 ，其编写 目的是为了帮助青年教师使用好上述两本教材，并为教师批改作业提供 方便。本书是机械设计课程教师的教学参考书，也可供自学机械设计课程的读者和考研学生参考。机械设计作业集已经使用多年，希望广大教师将使用中发现的问题和错误、希望增加或删去的作业题、以及对机械设计作业集的改进建议告知编 者（电子信 箱：liyuxi05 ）,我们会认真参考，努力改进。本书由李育锡编写，由于编者水平所限，误漏之处

2、在所难免，敬请广大使用 者批 评指正。编者2012.7目录第三章机械零件的强度 ( 1)第四章 摩擦、磨损及润滑概述 (5)第五章 螺纹连接和螺旋传动 (6)第六章 键、花键、无键连接和销连接 (9)第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接 ( 11)第八章带传动 (15)第九章链传动 ( 18)第十章齿轮传动 ( 19)第十一章蜗杆传动 (24)第十二章滑动轴承 (28)第十三章滚动轴承 (30)第十四章联轴器和离合器 (34)第十五章轴 (36)机械设计自测试题第十六章弹簧 (41)(43)第三章机械零件的强度3 1表面化学热处理；高频表面淬火；表面硬化加工；3 23 3截面形状突变；增大;3

3、- 4 (1) ;( 1); 3 - 5 ;3-6 答：零件上的应力接近屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数在103? 104范围内，零件破坏断口处有塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为低周疲劳破坏，例如飞机起落架、火箭发射架中的零件。零件上的应力远低于屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数大于104时，零件破坏断口处无塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为高周疲劳破坏，例如一般机械上的齿轮、轴承、螺栓等通用零件。3-7 答：材料的持久疲劳极限存所对应的循环次数为ND,不同的材料有不同的n4直，有时N艮大。为了便于材料的疲劳试验，人为地规定一个循环次数NO,称为循环基数，所对应的极限应力Or称为材料的疲劳

4、极限。酸和ND为材料所固有的性质，通常是不知道的，在设计计算时，当N >NO时,则取(5 tN=O38 答:图a中A点为静应力，r = 1图b中A点为对称循环变应力,r = -1图C中A点为不对称循极限应力幅的比值的比值；在不对称循环时,与零件的有效应力集中系数表面质量系数和强化系数Q有关。KO对零件的疲劳强度有影响,KO对零件的静强度没有影响。环变应力，-1 <r < 1 。39 答:在对称循环时，心是试件的与零件的疲劳极限310 答:区别在于零件的等寿命疲劳曲线相对于试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离 (不是平行下移)在相同的应力变化规律下，两者的失效形式通常是相同的，如

5、图中能不同，如g,和m2,。但两者的失效形式也有可的影响，使得在.极限应力线图中零件发生疲劳破坏的范围增n>AJ题解3 10图图中nJ和大。3-11 答:承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数N<10时，应按静强度条件计算；当应力循环次数GC上时，也N> 103时，在一定的应力变化规律下，如果极限应力点落在极限应力线图中的屈服曲线应按静强度条件计算；如果极限应力点落在极限应力线图中的疲劳曲线AG上时，则应按疲劳强度条件计算；3- 12 答：在单向稳定变应力下工作的零件，应当在零件的极限应力线图中，根据零件的应力变化规律，由计算的方法或由作图的方法确定其极限应力。100 %时

6、，零件发生疲劳破坏。疲劳损伤线性累积假说伤程度也增加，两者S和只承S,然后由公应力强度因子Ki表征裂纹顶端附近应力场的强弱,平面应变断裂韧度扩展的Kic表征材料阻止裂纹失稳能力。若318 解:KiVKic,则裂纹不会失稳扩散；若K>Kic,则裂纹将失稳扩展。已知 Ob= 750MPa ,os= 550MPab- i=350MPa ,由公式（3-3）,各对应循环次数下的疲劳极限匚分别为=350a- 1N(T-6=583 .8 MPa > b5 10因此取 0- 1N1 550MPa = b s4X9 103- 17 答:因此，取b = 350MPa = b-1-1 3319 解：(T

7、-1N 2 =-CTCT(T3505 10X5 1035065 = 452 MPa=271 MPa < b106X5 1073- 13 答：该假说认为零件在每次循环变应力作用下，造成的损伤程度是可以累加的。应力循环次数增加，损满足线性关系。当损伤达到的数学表达式为En7N= 1。3- 14 答：首先求出在单向应力状态下的计算安全系数，即求出只承受法向应力时的计算安全系数 受切向应力时的计算安全系数式（3- 35）求出在双向应力状态下的计算安全系数要求Sa>S （设计安全系数）。3- 15 答：影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件的应力集中大小， 零件的尺寸，零件的表面质量以及零件 的强化方式。提高的措施是： 1）降低零件应力集中的影响；2）提高零件的表面质量；3）对零件进行 热处理和强化处理；4）选用疲劳强度高的材料；5） 尽可能地减少或消除零件表面的初始裂纹等。3- 16 答：结构内部裂纹和缺陷的存在是导致低应力断裂的内在原因。1 ?确定有效应力集中系数、尺寸系数和表面质量系数查附表 32,由 D / d = 48 / 40 = 1.2,r / d = 3/ 40 = 0.075,用线性插值法计算ab 和 aAo(0.075 - 0.04 )X (1.62 - 2.09 )a： 2.09 +0 .10 - 0 .04=1.82(