机械设计课后习题答案濮良贵

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第三章机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa1801=-σ，取循环基数60105?=N，9=m，试求循环次数N分别为7000、25000、620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。[解]MPa6.373107105180936910111=???==--NNσσNMPa3.324105.2105180946920112=???==--NNσσNMPa0.227102.6105180956930113=???==--NNσσN3-2已知材料的力学性能为MPa260=sσ，MPa1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。[解])170,0('A)0,260(C0012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa33.2832.0117021210=+?=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D'，即)67.141,67.141(D'根据点)170,0('A，)0,260(C，)67.141,67.141(D'按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。[解]因2.14554==dD，067.0453==dr，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k=-?+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=qβ，则35.211191.0175.069.1111k=??????-+=??????-+=qσσσσββεK()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0DCA∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0DCA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MPa20m=σ，应力幅MPa20a=σ，试分别按①Cr=②Cσ=m，求出该截面的计算安全系数caS。[解]由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s1-====σσKΦσσ（1）Cr=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28.2202.03035.2170ma1-=?+?=+=σΦσKσSσσca（2）Cσ=m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()()()()81.1203035.2202.035.2170mam1-=+??-+=+-+=σσσσcaσσKσΦKσS第五章螺纹连接和螺旋传动p101习题答案5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用靠螺纹密封的联接螺纹梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙侧角3o，外螺纹以锥面巾紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好最常用的传动螺纹锯齿形螺纹牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角3o，非工作面的牙侧角30o。外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应力集中。外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根旨度高的特点只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋传动，如螺旋压力机5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。5-3分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？解：最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。5-4图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？5-5图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？Q215，若用M6×40铰孔用螺栓连接，已知螺栓机械性能等级为8.8，校核螺栓连接强度。[解]采用铰制孔用螺栓连接为宜因为托架所受的载荷有较大变动，铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置，并能承受横向载荷，增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移，而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩，连接不牢靠。（1）确定M6×40的许用切应力[τ]由螺栓材料Q215，性能等级8.8，查表5-8，可知MPa640][s=σ，查表5-10，可知0.5~5.3][=τS()MPa128~86.1820.5~5.3640][][][s===τ∴τSσMPa67.4265.1640][s===ppS