机械设计作业集-解题指南（西北工大版）

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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

2、供自学机械设计课程的读者和考研学生参考。《机械设计作业集》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

3、）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………………………（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……………………………………

4、（34）第十五章轴……………………………………………………（36）第十六章弹簧…………………………………………………（41）机械设计自测试题………………………………………………（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：34零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10～10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。

5、4零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10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

6、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

7、式也有可能不同，如图中n1′和n′2。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：3承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数N≤10时，应按静强度条件计算；当应力循环次数3N>10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

8、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