WORD格式 可编辑
第三章 机械零件的强度
习题答案
63-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ?1?180MPa，取循环基数N0?5?10，m?9，试求循环次数N
分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] σ?1N1?σ?196N05?10?180?9?373.6MPa 3N17?106N05?10?180?9?324.3MPa N22.5?1046N05?10?180?9?227.0MPa 5N36.2?10 σ?1N2?σ?19 σ?1N3?σ?193-2已知材料的力学性能为σs?260MPa，σ?1?170MPa，Φσ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] A(0,170) C(260,0) ?Φσ?'2σ?1?σ0 σ0 ?σ0?2σ?1
1?Φσ2σ?12?170??283.33MPa
1?Φσ1?0.2 ?σ0?' 得D(283.33,283.33)，即D(141.67,141.67)
22' 根据点A(0,170)，C(260,0)，D(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
''
3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。材料为40CrNi，设其强度极限σB=900MPa，屈服
专业知识 整理分享
WORD格式 可编辑
极限σs?750MPa试计算周健的弯曲有效应力集中系数k?。 [解] 因
Dr?1.16，?0.048，查附表3-2，插值得?σ?1.995，查附图3-1得qσ?0.78，将所查值dd代入公式，即
kσ?1?qσ??σ?1??1?0.78??1.995?1??1.896
3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因
σ=420MPa，
B
r3D54??1.2，??0.067，查附表3-2，插值得?σ?1.88，查附图3-1得qσ?0.78，d45d45将所查值代入公式，即
kσ?1?qσ??σ?1??1?0.78??1.88?1??1.69
查附图3-2，得εσ?0.7；按精车加工工艺，查附图3-4，得βσ?0.91，已知βq?1，则
?k?1?1.6911?1Kσ??σ??1?????1???2.51
?εσβσ?βq?0.70.91?1?A0,170?,C?260,0?,D?141.67,141.67?2.512.51?
根据A?0,67.73?,C?260,0?,D?141.67,56.44?按比例绘出该零件的极限应力线图如下图
3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力σm?20MPa，应力幅σa?20MPa，试分别按①r?C②
σm?C，求出该截面的计算安全系数Sca。
[解] 由题3-4可知σ-1?170MPa,σs?260MPa,Φσ?0.2,Kσ?2.35
专业知识 整理分享
WORD格式 可编辑
（1）r?C
工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 Sca?σ-1170??2.14
Kσσa?Φσσm2.51?30?0.2?20 （2）σm?C
工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 Sca?σ-1??Kσ?Φσ?σm170??2.51?0.2??20??1.72Kσ?σa?σm?2.51??30?20? 专业知识 整理分享
WORD格式 可编辑
第五章 螺纹连接和螺旋传动
5-6 已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如图5-50所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么？
[解] 螺栓组受到剪力F和转矩，设剪力F分在各个螺栓上的力为Fi，转矩T分在各个螺栓上的分力为Fj （a）中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r，即r=125mm
?Fi?
Fj11F??60?10kN66 ?3FL60?250?10???20kN6r6?125?10?3 由（a）图可知，最左的螺栓受力最大Fmax?Fi?Fj?10?20?30kN （b）方案中 Fi?11F??60?10kN 66?125?2?360?250?10????125?10?2???24.39kN
2??125?2???125??2??2??4??125?10?6????????2?????????2??32 Fjmax?Mrmax?rii?16?FLrmax2?rii?162 由（b）图可知，螺栓受力最大为 Fmax?Fi?Fj?2FiFjcosθ?102?(24.39)2?2?10?24.39?4Fmax可知采用（a）布置形式所用的螺栓直径较小????222?33.63kN 5 ?由d0? 专业知识 整理分享
WORD格式 可编辑
第八章 带传动
8-1 V带传动的n1?1450rmin，带与带轮的当量摩擦系数fv?0.51，包角?1?180?，初拉力F0?360N。试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若
dd1?100mm，其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，
从动轮输出效率为多少？
fv?10.51?ee[解] ?1?Fec?2F0?2?360??478.4N 111?fv?11?0.51?ee1?11?1dd1100?10-3?478.4??23.92N?mm ?2?T?Fec22?3?P?
FecνFecn1?dd1?η??η10001000?60?1000478.4?1450?3.14?100?0.95
1000?60?1000??3.45kW8-2 V带传动传递效率P?7.5kW，带速ν?10ms，紧边拉力是松边拉力的两倍，即
F1?F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和初拉力F0。
Feν 10001000P1000?7.5 ?Fe???750N
ν10[解] ?P? ?Fe?F1?F2且F1?2F2 ?F1?2Fe?2?750?1500N
Fe 2F750?1125N ?F0?F1?e?1500?22 ?F1?F0? 专业知识 整理分享
(完整word版)濮良贵第九版版机械设计习题答案及解析
