机械设计习题解答

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1、《教学日历上规定的作业》注：1、蓝色字体表示已用word文档制出；2、黑色字体是图片，请改为word文档（分给学生做）；3、没有答案的部分，请将答案做出（写了“答案略”的题不做答案）一章1—2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。答：零件是组成机器的不可拆的最小单元，可以分为通用零件和专用零件，例如：螺栓、齿轮、轴、弹簧。构件是机器中每一个独立的运动单元体，例如：连杆、曲轴。部件是机械的一部分，由若干装配在一起的零件所组成，例如：发动机底盘、车身、电气设备。1—4机械设计课程研究的内容是什么？答：主要是介绍整

2、台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件下的设计，包括它们的基本设计理论和方法以及技术资料、标准的应用等。具体内容包括：1）总论部分——机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；2）联接部分——螺纹联接，键、花键及无键联接，销联接，铆接，焊接，胶接与过盈联接等；3）传动部分——螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦轮传动等；4）轴系传动——滑动轴承、滚动轴承，联轴器与离合器以及轴等；5）其它部分——弹簧，机座和箱体，减速机

3、和变速器等。二章2—3机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？答：机械零件主要失效形式有：1）整体断裂——过载、疲劳；2）过大的残余应变——应力超过屈服极限；3）零件的表面破坏——腐蚀磨损点蚀；4）破坏正常的工作条件而引起的失效——带传动的打滑，共振，螺纹的松弛。常用的计算准则主要有：1）强度准则；2)刚度准则；3)寿命准则；4)振动稳定性准则；5）可靠性准则。2—8机械零件设计中选择材料的原则是什么？答：机械零件设计中选择材料的原则有：一，载荷及应力的大小和性质；二，零件的工作情况；三，零件的尺寸及重量；四

4、，零件的结构复杂程度及工艺性；五，材料的经济性；六，材料的供应状况。132—9指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HT150，ZG230—450，65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSn10Pb5。答：HT150为黑色金属，“HT”代表灰铸铁，“150”代表最小抗拉强度为150MPa。ZG230—450为黑色金属，“ZG”代表铸钢，“230—450”中“230”代表最小屈服强度为230MPa，“450”代表最小抗拉强度为450MPa。65Mn为黑色金属（合金弹簧钢），“65”代表含碳量

5、为0.65％，“Mn”为加入合金元素。45为黑色金属（优质碳素结构钢），“45”代表含碳量为0.45％。Q235为黑色金属（低合金高强度钢），“Q”代表低合金高强度钢，“235”代表屈服强度为235MPa。40Cr为黑色金属（合金调质钢）,“40”代表含碳量为0.40％，“Cr”代表加入的合金元素。20CrMnTi为黑色金属（合金渗碳钢），“20”代表含碳量为0.20％，“Cr”“Mn”“Ti”为加入的合金元素。ZCuSn10Pb5为有色金属（铸造锡青铜），“ZCuSn”代表铸造锡青铜，“Sn”“Pb”为合金元素，“10”

6、“5”为合金元素“Sn”“Pb”的含量分别为0.10％、0.05％。三章3—18某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa，屈服极限σs=550MPa，强度极限σв=750MPa，循环基数Nо=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。解：由公式得：当N=5×104时，﹥σs=550MPa，已发生塑性变形，因此认为该点处于应变疲劳区，所以取σ-1N=σs=550MPa；N=5×105时，，所以取σ-1N=452MPa；N=5×107时，<σ-1N=350MPa，所以

7、取σ-1N=350MPa（或N﹥Nо,处于无限寿命阶段）五章题5－20如图所示，两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28KN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。（解答见PPT习题，移植成word文档）13题5－22受轴向载荷的紧螺栓联接，被连接件间采用橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N，当工作载荷F=1000N时，求螺栓受到的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。（解答见PPT习题，移植成word文档）题5－23图示凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允

8、许传递的最大转矩T=630N·m，两半联轴器采用4个M12的铰制孔螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其联接强度。题5－24铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知L=300mm，a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺