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1、第三章机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限cr_1=180MPa取循环基数No = 5xlO6, m = 9, 试求循环次数N分別为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。= 180x?= 180x9/ 5x10= 227.0MPaV6.2X105= 180x9/ 5x10=324.3MPaV2.5X104? 10. =373.6MPa7xlO33-2己知材料的力学性能为c75 = 26OMPa, j=17OMPa,巳=0.2,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。解 A(OJL7O) C(260,0)1 +巳2(712x170(70 = 2833
2、3MPa1 + 氏 1 + 0.2得 D(283.3%,283.3%),即 D Q41.67J41.67)根据点A(0JL70) , C(260,0), D (141.67JL41.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示A* (0, 1 70)G匸 D* (141.67. 141.67)XC* (260. 0) 63-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=72iinii, d=62imib i-3nuno如用题32中的材料,设其强度极限QB=420MPa,精车，弯曲，/?q=l,试绘制此零件的简化等寿命疲 劳曲线。解因三=上=1.2, = = 0.067,查附表3-2,插值得4=1.88,查附图3-
3、1d 45d 45得50.78,将所查值代入公式，即& =l+q(a -1)= 1 + 0.78x(1.88-1) = 1.69查附图32得严075 ；按精车加工工艺，查附图34得仗=0.9!,已知0广1,fk 1 瓦=+1k 0。丿 Qq”0,17%35上(260,0),加41.67,141.6% 351.69140.750.91 1-1 x- = 2.351根据瓦0,72.34C(260,0)D(141.67,60.29)按比例绘出该零件的极限应力线图如FA* (0, 72. 34)D(141.67,60.29)0* (260, 0) 63-5如题34中危险截面上的平均应力am = 20M
4、Pa,应力幅q=20MPa,试分别按r = Cq =求出该截面的计算安全系数S“。丄作应力点在疲劳强度区，根擔变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数1702.35x30 + 0.2x20= 2.28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S 一 5 +（瓦-死 kn _ 170 +（2.35 - 0.2x 20 _ 1 町%匕十72.35x（30 十 20）第五章螺纹连接和螺旋传动习题答案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
5、通螺栓连接还是狡制孔用螺栓连接为宜？为什么？ Q215,若用M6X40较孔用螺栓连接，已知螺栓机械性能等级为8. 8,校核螺栓 连接强度。解采用钱制孔用螺栓连接为宜因为托架所受的载荷有较大变动，钱制孔用螺栓连接能精确固定被连接件 的相对位置，并能承受横向载荷，增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后 被连接件间出现缝隙或发生相对滑移，而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力 矩来抵抗转矩，连接不牢靠。（1）确定M6X40的许用切应力訂由螺栓材料Q215,性能等级8. 8,查表5-8,可知7j = 640MPa ,查表510,可知S=3.55.0O=640 - 426.67M P1.56403.5 5.
6、0= (182.86 128)MPa(2)螺栓组受到剪力F和力矩(T=FL),设剪力F分在各个螺栓上的力为F,转矩T分在各个螺栓上的分力为Fj,各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离 为 F,艮卩 r =兰 = 75 Jlmm2 cos 45 /.F.= ix20 = 2.5kN8 8匸 FL 20 x 300 xIO3 rF. = = 5*v8r 8x75V2 xlO3由图可知，螺栓最大受力= Jf： + F+ 2EFj cos& = J1.52 + (5 VI)2 + 2 x 2.5 x 5yl x cos45 = 9.015kN9.015x1()3夕 xT)2= 319 t_9.015x1()
7、36xl0-3xll.4xl0-3= 131.8 ap33故M6X40的剪切强度不满足要求，不可靠。5-6己知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如 图550所示的两种螺栓布置形式，设采用较制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么？b)3解螺栓组受到剪力F和转矩，设剪力F分在各个螺栓上的力为耳，转矩T 分在各个螺栓上的分力为珥(a)中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为即r=125iiun5 二丄尸= 1x60 = 10kNJ 6 6c FL 60 x 250 x 103 QA1 u
8、 Z7； = = = 20kN) 6r 6 x 125 x 103由(d)图可知，最左的螺栓受力最大Fnwc=F1 + FJ=10 + 20 = 30kN(b)方案中F4F4x6o=iokNMrn,小径dl=13. SSSmn.取螺栓公称长度1=70.- 由敦枚公式（5-19）骡连旳计阜应力巧严竺 =1327MPYQ2满足蹩度条件。螺栓的标记为GB/T 5782-86M16X70, 数量尸122第六章 键、花键、无键连接和销连接习题答案6-3在一直径d = 80mm的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（如下图），轮毂宽度L=1.5d,工作时有轻微冲击。试确定平键的尺寸，并计算其允许传递的最大扭 矩。
9、解根据轴径d = 80iiuii ,查表得所用键的剖面尺寸为b = 22iiun , h = 14nun根据轮毂长度 L*= 1.5d = 1.5x80 = 120nun取键的公称长度L = 90min键的标记 键22 x 90GB1096 -79键的工作长度为l = L- b = 90-22 = 68nun键与轮毂键槽接触高度为k = = 7nun2根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，取许用挤压应力 = 11OMP根据普通平键连接的强度条件公式=（7pkid变形求得键连接传递的最人转矩为=2094N mkldp_ 7x68x80x1102000 2000第八章带传动习题答案8-1 V带传动的m
10、 =1450r/min ,带与带轮的当量摩擦系数匚=0.51,包角o1=180, 初拉力Fc = 360N。试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？ （2）若 ddl=100nmi,其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95,弹性滑动忽略不计，从动轮输出效率为多少?（1K=2FO已31+-11e=2x360 x1-= 478.4N（2）r = F 俺=47&4x= 23.92N-nunec 2 2（3）p = L 肢10001000x60x1000478.4x1450x3.14x100 门“=x0.951000x60x1000= 345kW8-2 V带传动传递效率P = 7.5
11、kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1 = F2，试求紧边拉力F】、有效拉力斗和初拉力F。. p = 10001000P1000x7.5 F. = 750Nv10.耳= 2Fe =2x750 = 1500NF 耳= Fo + yF750/. F,=耳一丄=1500= 1125N3 1 228-4有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动，电 动机功率P=7kW,转速=960r/niin，减速器输入轴的转速n2 = 330r/min ,允许 误差为5%,运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。解（1）确定计算功率比由表查得工作情况系数Ka=1.
12、2,故Ia = KAP =1.2x7 = 8.4kW（2）选择V带的带型根据匕、川，由图&11选用B型。（3）确定带轮的基准直径4,并验算带速v由表86和8-8,取主动轮的基准直径ddi = 180nun 验算带速vV-叫叫=60x1000nxlUx960 =9043260x1000v5m/s v 30 iii/s.带速合适 计算从动轮的基准直径ddM(l )180x960x(1-0.05)“ddo = 497.45iiiinn.330(4)确定V带的中心距a和基准长度R 由式O.7(ddl + dd2)ao 2(ddl + dd2),初定中心距a0 = 550imn。 计算带所需的基准长度Ld0 2% + y(ddl + dd2)+ (d匚41)24a0= 2x550+3(180 + 500)+ 宀24x550 2214nun由表8-2选带的基准长度.=2240mm 实际中心距aL -Lo “c 2240-2214a a0 + = 550 += 563mm2 2中心距的变化范围为550-63011)
