机械设计作业题

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1、WORD格式可编辑机械设计作业题作业：3-1已知：，，，，，。求N1、N2、N3的有限寿命弯曲疲劳极限。解：∵，

2、化系数（有应力集中）；由公式（3-12），弯曲疲劳极限的综合影响系数系数由公式（3-8），零件的对称循环弯曲疲劳极限为。所以有,,（3）在极限应力线图中标出点和的位置。所以∴3-20一零件由45钢制成，材料的力学性能为：，技术资料专业整理WORD格式可编辑，材料常数。已知零件上的最大工作应力为，最小工作应力为，应力变化规律为，弯曲疲劳极限的综合影响系数，试画出零件的极限应力线图，在图上找出零件的工作应力点和极限应力点，并用图解法确定该零件的计算安全系数。解：，∵，∴零件极限应力线图上的特殊点A（0，）、、D（

3、，0）为A（0，150）、C（250，125）、D（360，0），据此作出零件的极限应力线图，在图上找出零件的工作应力点和极限应力点，由图中量得，5-25铰制孔用螺栓组连接的三种方案如图所示。已知L=300mm，a=60mm技术资料专业整理WORD格式可编辑，试求螺栓连接的三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案最好？解：三个方案中都是把工作载荷F移动至螺栓组连接的形心上，这样将工作载荷转变为过形心的横向载荷F和绕形心的转矩T。在横向力F作用下，单个螺栓所受力为。在转矩T作用下，单个螺栓所受力大小

4、与三个方案螺栓布置方式有关。因此单个螺栓所受总载荷与各自的布置方式有关，现分别讨论。方案1：在转矩T作用下，1、3螺栓（2螺栓不受转矩影响）所受力大小：3螺栓受力最大，为方案2：在转矩T作用下，1、3螺栓（2螺栓不受转矩影响）所受力大小：技术资料专业整理WORD格式可编辑1、3螺栓受力相同为方案3：在转矩T作用下，单个螺栓所受力大小：2螺栓受力最大，为对3个方案进行比较，发现，，，很明显，方案3较好。考虑：如果换成普通螺栓，结果会怎样？5-4如题5-4所示的底板螺栓组连接受外力的作用。外力作用在包含x轴并垂直

5、于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？技术资料专业整理WORD格式可编辑题5-4解：1.联接的受力分析：根据力的平移定理，将平移至结合面中心，作用于接合面的载荷为：轴向力（使接合面分离）横向力（使接合面滑移）倾覆力矩(使接合面绕轴旋转)2.螺栓的受力分析:每个螺栓拧紧后都受有预紧力的作用。在载荷作用后，每个螺栓都受到轴向力的作用；同时横向力则由接合面间产生的摩擦力来平衡,为残余预紧力。假设倾覆力矩沿顺时针方向，在的作用下，轴左侧螺栓被进一步

6、拉伸，轴右侧螺栓被放松，并且距离轴越远影响越大，因此可以判断轴左侧行的螺栓受力最大，应对它进行强度计算。3.保证联接安全工作的必要条件有：（1）接合面右端的最大挤压应力不超过许用值，以避免接合面压碎；（2）为避免接合面产生缝隙，接合面左端的最小挤压应力应大于零；（3）在横向载荷的作用下，接合面不能产生相对滑动；（4）螺栓所需的预紧力应小于屈服极限的限定值。拓展知识：若，，，，，，支架及底板的材料为，，，，，，，螺栓性能等级为4.8级，试选择螺栓。技术资料专业整理WORD格式可编辑解:1．螺栓组承受的轴向力螺栓

7、组承受的横向力螺栓组承受的倾覆力矩。2．在轴向力的作用下，各螺栓所受的工作拉力为在倾覆力矩的作用下，左边两个螺栓受加载作用，而右边两个螺栓受减载作用，故左边两个螺栓受力较大，按式（5-31）确定其载荷故左边两个螺栓所受的轴向工作载荷为在横向力的作用下，底板接合面可能产生滑移。注意，底板接合面的摩擦力是由接合面的残余预紧力产生的。根据底板接合面不滑移的条件各螺栓所需的预紧力为左边每个螺栓所受的总拉力按式（5-18）求得为3．螺栓材料的屈服极限为，装配时不控制预紧力，安全系数，故螺栓材料的许用应力为。根据式（5-

8、20）求得螺栓小径为技术资料专业整理WORD格式可编辑选用M20普通粗牙螺纹（CB196-81），其小径。4．校核螺栓组联接接合面的工作能力1）接合面右端的最大挤压应力不超过许用值，以避免接合面压碎2）联接接合面左端应保持一定的预紧力，以避免接合面产生缝隙，即接合面左端的最小挤压应力应不小于零，3）校核螺栓所需的预紧力是否合适应满足取预紧力的下限要求的预紧力小于上值。校核通过。5-5题5-5中是由两