机械设计复习题答案

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1、第三章机械零件的疲劳强度设计3-39试推导出皿n=常数或％=常数时安全系数的计算公式，并比较1・=常数和上述两种情况下安全系数计算公式的区别（可代入一些具体数字进行比较）。3-65一钢制零件，工作应力为：皿二250MPa,EF—50MPa。零件的疲劳强度综合影响系数心=1.35,材料的力学性能为ob=630MPa,6二455MPa,c二285MPa,m二510MPa。若许用安全系数对变应力取［SJ=1.3＞对静应力取［S。］'=1.5,并按无限寿命考虑，试分别用解析法和图解法校核该零件的安全系数。（oa-150MPa,6=100M

2、Pa,

3、/o=0.1176）第一种情况：r=C安全第二种情况：6=C6+（心_%）乙心（6+0』=1.21<[Sa]不安全第三种情况:Q.in=C26］+（心_%）0母=］39（心+%）（2q+%厂•安全第四章摩擦.磨损及润滑概述二、分析与思考题1按照摩擦机理分，磨损有哪几种基本类型？它们各有什么主要特点？2机械零件的磨损过程分为哪三个阶段？在设计使用时，在设计或使用机器时如何要求以延长零件的寿命？3获得流体动力润滑的必要条件是什么？4润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪儿种？第五章螺纹联接和螺旋传动三、计算题1、如图示高压容器螺

4、纹联接的a）、b）、c）三种方案，问哪种比较合理？并说明其它方案为什么不合理。解答：图（b）比较合理。图（a）螺纹联接布置太少，两螺纹间矩太大，对于高压熔器很难保证密封性要求；图（c）螺纹联接太多，两螺纹间矩太小，不够扳手的活动空间，没法拧紧和放松。2、图示为4个普通螺栓组联接，载荷7?=5OOON,厶=280mm,/=100mm,接合面间的摩擦系数/=0.3,接合面防滑系数Ks=1.3,螺栓许用切用力90MPa，试确定预紧力及螺栓最小直径。解：此螺栓组联接受到两种载荷作用，受横向力和转矩作用。①总横向力：F=5000N每个螺栓所

5、受的横向力为：Fi=F/4=1250NF］作用力方向垂直向下。②转矩：T=RL=1400Nm14002V2X100X10-3因为每个螺栓到对称屮心的矩离都相等，所以在转矩T的作用下，每个螺栓所受的横向力都相等，即：=4950F2作用力方向垂直于螺栓杆与对称中心连线（即切线方向）③求螺栓所受的最大横向力的合力由受力分析可知，右边两个螺栓所受总横向力最大，F》=Jf：+号+2片鬥cos45。=2502+49502+2x1250x4950x0.707=5900N④保证右边两个螺栓不滑移，则/吧》K代侯乎骨”6.7N⑤求螺栓最小直径:,、

6、4xl.3xK4x1.3x25566.7““一3“=J=21.7x103m=21.7mm1V7U[(7]3.14x90x10。3、图示为两块边板和一块承重板焊接成的龙门起重机导轨托架。两边板各用四个螺栓与工字钢立柱联接，托架承受的最大载荷为R=20kN，问：(1)若采用普通螺栓联接，确定螺栓育径；(2)若用较制孔用螺栓联接，已知螺栓机械性能等级为8.8,试确定螺栓直径。解(1)每一块边板的受力分析由图可见，载荷作用在结构对称平面内，每一块边板所承受载荷R=20KN/2=10KNo将载荷向螺栓组形心简化，得一横向载荷R=10KN和

7、一旋转力矩T=Rx3OO=lOOOOx3OO=3x106N-mm,如图(a)所示。(2)螺栓组受力分析螺栓受横向载荷R和旋转力矩T的共同作用。

8、=9014«3.螺栓的设计(1)采用普通螺栓联接由于是靠摩擦传力，螺栓需要拧紧，锁紧力大小应使被联接件之间不产生相对滑动；考虑到载荷可能会有变动，取Ks=1.3计算，对于钢件之间的联接，可取f=0.15；故每个螺栓的锁紧力应为：1.3x90140.15=78121选取材料性能等级为4.6级，贝I」屈服极限为Os=240MPa,取安全系数为S=L5,则许用拉应力为：[cy]=^=—=160MPaS1.5所需螺栓的内径应为：‘、l4xl.3xF（）/4xl.3x78121“,d、>I=J=28.4mmV兀Q]V3.14x160（2）采

9、用饺制孔用螺栓螺栓是靠剪切传力，取安全系数为5=2.5其强度条件为：[小舒夢96MPamm4、如图a所示的铸铁（HT150）支架，用一组螺栓固定在钢制底座上，支架轴孔中心受一斜力P=10000N,P力与水平面的夹角«=30°,轴孔中心高度/?=25