机械设计作业集第章答案.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第三章机械零件的强度一、挑选题3 1 零件的截面外形肯定，当截面尺寸增大时，其疲惫极限值将随之C。A增加B不变C降低D规律不定 3 2 在图中所示的极限应力图中，工作应力有C1、C2 所示的两点，如加载规律为r= 常数。在进行安全系数校核时， 对应 C1 点的极限应力点应取为A，对应 C2 点的极限应力点应取为B。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AB 1BB2CD1DD2 a3 3 同上题，如加载规律为 m=常数，就对应C1 点D 1 B 1D 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

2、纳总结的极限应力点应取为C ，对应 C2 点的极限应力点应取为D。C1C2B2O可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AB1BB2CD1DD2题 32 图0 S m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 4 在图中所示的极限应力图中，工作应力点为C， OC线与横坐标轴的交角 =60 ，就该零件所受的应力为D。 aA对称循环变应力B脉动循环变应力CC max、 min 符号（正负）相同的不对称循环变应力oD max、 min 符号（正负）不同的不对称循环变应力题 34 图 m3 5 某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，如承担最大应力的值相等，而应力循环特性 r 分别为

3、 +1、-1 、0、0.5 ，就其中最易发生失效的零件是B。A甲B乙C丙D丁3 6 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲惫极限 -1 =300MPa，如疲惫曲线指数m=9，应力循环基75数 N0=10 ，当该零件工作的实际应力循环次数N=10 时，就按有限寿命运算，对应于N 的疲惫极限 -1N 为CMPa。A 300B 420C 500.4D 430.53 7 某结构尺寸相同的零件, 当采纳C材料制造时 , 其有效应力集中系数最大。A HT200B 35号钢C 40CrNiD 45号钢3 8 某个 40Cr 钢制成的零件，已知 B=750MPa， s =550MPa， -1 =350MPa， =0.

4、25 ，零件危急截面处的最大工作应力气max=185MPa，最小工作应力 min=-75MPa，疲惫强度的综合影响系数 K =1.44 ，就当循环特性r= 常数时，该零件的疲惫强度安全系数S a 为B。A 2.97B 1.74C 1.90D 1.4573 9 对于循环基数N0=10 的金属材料 , 以下公式中 ,A是正确的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mmA r N=CB N =CC寿命系数 k Nm N / N 0D寿命系数k N1.0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 10 已知某转轴在弯- 扭复合应力状态下工作，其弯曲与扭转作用下的运算安全系数分别为S

5、 =6.0 、S =18.0 ，就该轴的实际运算安全系数为C。A 12.0B6.0C 5.69D 18.03 11 在载荷和几何尺寸相同的情形下, 钢制零件间的接触应力A铸铁零件间的接触应力。A 大于B等于C小于D小于等于3 12 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值A。A 相等B不相等C 是否相等与材料和几何尺寸有关D 材料软的接触应力值大3 13 两等宽的圆柱体接触，其直径d1 =2d2，弹性模量E1=2E2，就其接触应力为A。A H1=H2B H1=2 H2C H1=4 H2D H1=8 H2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选

6、 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -3 14 在图中示出圆柱形表面接触的情形下，各零件间的材料、 宽度均相同， 受力均为正压力F， 就A的接触应力最大。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FFd1d1FFd2d3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d2d3d1d1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ABCD题 314 图3 1

7、5 在上题 A 图中， d2=2d1，小圆柱的弹性模量为 E1，大圆柱的弹性模量为 E2， E 为肯定值， 大小圆柱的尺寸及外载荷 F 肯定，就在以下四种情形中， D 的接触应力最大， A 的接触应力最小。AE 1=E2=E/2BE1=E、E2=E/2CE1=E/2、E2=EDE1=E2=E二、填空题3 16 判定机械零件强度的两种方法是最大应力法及安全系数法。其相应的强度条件式分别为 及ScaS。3 17 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生静应力，也可能产生变应力。3 18 在变应力工况下，机械零件的强度失效是疲惫失效。这种损坏的断面包括光滑区及粗糙区两部分。 3 19 钢制零件的 -N

8、 曲线上，当疲惫极限几乎与应力循环次数N 无关时，称为无限寿命循环疲惫。而当NN0 时，疲惫极限随循环次数N的增加而降低的称为有限寿命疲惫。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 20 公式 SS S表示复合（双向 ）应力状态下疲惫或静强度的安全系数，而可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S 2S2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S2maxs24max表示复合（双向）应力状态下的静 强度的安全系数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 21 零件表面的强化处理方法有化学热处理、高频表面淬火、表面硬化加工等。3 22 机械零件受载荷时，在截面

9、外形突变处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而增大。三、分析与摸索题3 23 图示各零件均受静载荷作用，试判定零件上A 点的应力是静应力仍是变应力，并确定应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结力比 r 的大小或范畴。FrAFrFrnFanAA非 对 称 循环应力-1r1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结静应力r= +1题 3 23 图对称循环应力r= -1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - -

10、- - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -3 24 零件的等寿命疲惫曲线与材料试件的等寿命疲惫曲线有何区分？在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么（用疲惫极限应力图说明）？答：考虑零件的几何外形变化、加a工尺寸、加工质量及强化因素的影响，使得零件的疲惫极限要小于材料试件零件材料的疲惫极限。在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式相比不肯定相同，M 1如图示： 点相同， 而 点材料静强度失效， 零件是疲惫失效，不同区域为M 2m图中阴影面积。O3 25 试说明承担

11、循环变应力的机械零件，在什么情形下可按静强度条件运算？什么情形下可按疲惫强度条件运算？3答： NN0， 塑性材料，已进入无限寿命区，所以取1N 31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 28 某零件如下列图，材料的强度极限 B=650Mpa，表面精车，不进行强化处理。试确定-截面处的弯曲疲惫极限的综合影响系数K和剪切疲惫极限的综合影响系数K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： k1q 附图 3-1q1 ， k0.82q1q 10.84 R3 48 40可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结D / d48 /

12、 401.2r / d3 / 400.075题 3 28 图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.092.090.11.620.040.0351.82k1.6724可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.661.660.11.330.440.0351.4675k1.3927可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附图 3-20.73 ,附图 3-30.85可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -

13、- - 欢迎下载精品名师归纳总结附图 3-4k所以： 1.67240.731.39270.84112.4814111.8288910.841零件不强化处理q1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k0.850.84可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -3 29 某轴只受稳固交变应力的作用，工作应力 max=240MPa， min =-4

14、0MPa。材料的机械性能 -1 =450MPa， s =800MPa， 0=700Mpa，轴上危急截面处的k =1.3 ， =0.78 ， =1， q=1。 绘制材料的简化极限应力图。 用作图法求极限应力 r 及安全系数（按r=C 加载和无限寿命考虑） 。 取S=1.3，试用运算法验证作图法求S值，并校验此轴是否安全。解：（ 1） A 点（ 0， -1 ）， B 点（ 0/2 ， 0/2 ）， S 点（ s.0）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k k（ 2）111q1.6671A 0, K 0,270B 0 ,0 22K350,210可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳

15、总结工作点： a =240+40/2=140 m=240-40/2=100M 166,248 m=166+248=414m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Srmaxs414240A1.725B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）S1ka1 .7188mS A1.3M BM100,140可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 安 全21000.2857OSm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 30 一零件由45 钢制成，材料的力学性能为：S=360MP，a -1 =300MP，a =0.

16、2 。已知零可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结件上两点的最大工作应力和最小工作应力分别为：M1 点： max=190 Mpa、 min=110 Mpa。M2 点： max=170 Mpa、 min =30 Mpa，应力变化规律为r= 常数，弯曲疲惫极限的综合影响系数K=2.0， 试分别用图解法和运算法确定该零件的运算安全系数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结210025001251150可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：0190m1100150500MPa1902110402kk17030m1001703070可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

17、名师归纳总结图解：59 .6S131 .5S40 .622.45a221.892mA1.8772M 2a2D250,125可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解析法：1S1M2 100,70M1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M 1:ka240Ss3000.2360m150O2.72M 1150,40Cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1SM :22max701903000.21.8941.875100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习

18、资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -3 31 转轴的局部结构如题3-28图所示。已知轴的- 截面承担的弯矩M=300N.m，扭矩 T=800N.m，弯曲应力为对称循环，扭转切应力为脉动循环。轴的材料为40Cr 钢调质， -1 =355MPa， -1 =200MPa， =0.2 ， =0.1 ，设 K =2.2 ，K =1.8 ，试运算考虑弯曲和扭转共同作用时的运算安全系数Sca。可编辑资料 -

19、- - 欢迎下载精品名师归纳总结M300000346.875MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： M:bWb0.140minr1a46.875m0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T800000T62.5 MPamax62.5am31.25 MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T:WTS1ka0.2m3402.235546.8750.20min0r023.4424可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S12003.3684Ss s2.4076可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

20、纳总结kam1.831.250.131.25s2s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ca屈服安全系数：查书P35540C r： s =540MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 32实心转轴的危急截S面c上as受有载荷为：弯矩4.0M4=819020N.m。转矩为周期变化，T=050N.m。轴可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2max24 max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的材料为碳钢，已知力学性能为： s=300MP，a -1 =170MP，a s=180MP，a -1 =100MP。a如截面可编辑资料 - - - 欢迎下

21、载精品名师归纳总结直径 d=25mm，有效应力集中系数 k =1.79 ，k =1.47 ，尺寸系数 =0.84 ， =0.78 ，表面质量系数 = =0.9 ，强化系数 q=1，材料常数 =0.34 ， =0.21 。试确定安全系数 S。运算时可按无限寿命考虑，忽视横向剪应力的作用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： M ：MmaxWb100000325 / 3265.19MPaminam0r1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Tmax50000316.297MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T：WT25/ 16min0r0可编辑资料 -

22、- - 欢迎下载精品名师归纳总结ammax / 28.148MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k11K1q2.242K k11 1q1.996可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S1kam12.24217065.1901001.163caSs s1.1383可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Skam1.9968.1480.218.1485.563s2s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结屈服安全系数：查P355 碳钢： s =355MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三强度理论：Sca2maxs24 max4.87可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载