机械设计(第八版)课后习题答案(最新)

第三章 机械零件的强度p45

习题答案

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限ζ?1?180MPa，取循环基数N0?5?10，m?9，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] ζ?1N1?ζ?196N0N1N0N2N0N3?180?95?107?1063?373.6MPa

ζ?1N2?ζ?19?180?95?10642.5?105?106?324.3MPa

ζ?1N3?ζ?19?180?96.2?105?227.0MPa

3-2已知材料的力学性能为ζs?260MPa，ζ?1?170MPa，Φζ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] A(0,170) C(260,0)

' ?Φζ?2ζ?1?ζ0ζ02ζ?11?Φζ2ζ?11?Φζ

?ζ0? ?ζ0??2?1701?0.2?283.33MPa

' 得D(283.33',283.33)，即D(141.67,141.67) 22' 根据点A(0,170)，C(260,0)，D(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

'

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因

Dd45查值代入公式，即

?54?1.2，

rd?345?0.067，查附表3-2，插值得?ζ?1.88，查附图3-1得qζ?0.78，将所

kζ?1?qζ??ζ?1??1?0.78??1.88?1??1.69

查附图3-2，得εζ?0.75；按精车加工工艺，查附图3-4，得βζ?0.91，已知βq?1，则

?kζ?111?1.69?1?Kζ????1???1????2.35 ?ε?βζ?1?ζ?βq?0.750.91?A0,170?2.35?,C?260,0?,D?141.67,141.672.35?

根据A?0,72.34?,C?260,0?,D?141.67,60.29?按比例绘出该零件的极限应力线图如下图

3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力ζm?20MPa，应力幅ζa?20MPa，试分别按①r?C②ζm?C，求出该截面的计算安全系数Sca。

[解] 由题3-4可知ζ-1?170MPa,ζs?260MPa,Φζ?0.2,Kζ?2.35

（1）r?C

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 Sca?ζ-1Kζζa?Φζζm?1702.35?30?0.2?20?2.28

（2）ζm?C

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 Sca?ζ-1??Kζ?Φζ?ζmKζ?ζa?ζm??170??2.35?0.2ζ??202.35??30?20??1.81

第五章 螺纹连接和螺旋传动p101

习题答案

5-1 分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用 螺纹类型 特点 应用 普通螺纹 牙形为等力三角形，牙型角60o，内外螺纹旋合后留有径向间隙，一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹常用外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少应力留集中。同一公称于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动直径按螺距大小，分为粗牙和细牙。细牙螺纹升角小，自锁性和变载荷的连接中，也可作为微调机构较好，搞剪强度高，但因牙细在耐磨，容易滑扣 管螺纹 牙型为等腰三角形，牙型角管联接用细牙普通螺纹 的调整螺纹用 薄壁管件 55o，内外螺纹旋合后无径向间非螺纹密封的55o圆柱管螺纹 管接关、旋塞、阀门及其他附件 隙，牙顶有较大的圆角 用螺纹密封的55o圆锥管螺纹 管子、管接关、旋塞、阀门及其他螺纹连接的附件 米制锥螺纹 气体或液体管路系统依靠螺纹密封的联接螺纹 梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙侧角3o，内外螺纹以锥面巾紧不易松动，最常用的传动螺纹 工艺较好，牙根强度高，对中性好 锯齿形螺牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角3o，非工作面的牙侧角30o。只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋传纹 外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应力集中。内外螺纹旋合后，动，如螺旋压力机 大径处无间隙，便于对中。兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根旨度高的特点 5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。

5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压 力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？

解：

大应力增大，最小应力不变。

最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最5-4 图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直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？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？

5-5 图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？Q215，若用M6×40铰孔用螺栓连接，已知螺栓机械性能等级为8.8，校核螺栓连接强度。

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