机械设计作业集答案

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1、《机械设计作业集》（第三版）解题指南西北工业大学机电学院2008.7前言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。本书对《机械设计作业集》（第三版）中的大部分作业题给出了参考解答。对于设计计算类题，由于选材、取值等的不同，会得出不同的解答，这类题的设计计算方法可参考《机械设计》教材中的例题，本书略去解答。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

2、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@126.com），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，误漏之处在所难免，敬请广大使用者批评指正。编者2008.7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………

3、………………（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）第十六章弹簧…………………………………………………（41）机械设计自测试题……

4、…………………………………………（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—2（3）；3—3截面形状突变；增大；3—4（1）；（1）；3—5（1）；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

5、久疲劳极限σr∞所对应的循环次数为ND，不同的材料有不同的ND值，有时ND很大。为了便于材料的疲劳试验，人为地规定一个循环次数N0，称为循环基数，所对应的极限应力σr称为材料的疲劳极限。σr∞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>N0时，则取σrN=σr。3—8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点为不对称循环变应力，−1

6、表面质量系数βσ和强化系数βq有关。Kσ对零件的疲劳强度有影响，对零件的静强度没有影响。3—10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，如图中m1′和m2′。但两者的失效形式也有可能不同，如图中n1′和n2′。这是由于Kσ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大。题解3—10图3—11答：承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数N≤103时，应按静强度条件计算；当应力循环次数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

7、中的屈服曲线GC上时，也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。13－13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，损伤程度也增加，两者满足线性关系。当损伤达到100％时，零件发生疲劳破坏。疲劳损伤线性累积假说的数学表达式为∑ni/Ni＝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

8、全系数Sσ和只承受切向应力时的计算安全系数Sτ，然后由公式（3－3