機(jī)械設(shè)計作業(yè)題解

1、第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度三、分析與思考題AAAFrFrFrnnFa323 圖示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件上A點(diǎn)的應(yīng)力是靜應(yīng)力還是變應(yīng)力，并確定應(yīng)力比r的大小或范圍。非對稱循環(huán)應(yīng)力-1<r<1對稱循環(huán)應(yīng)力r= -1靜應(yīng)力r= +1 題323圖324 零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等壽命疲勞曲線有何區(qū)別？在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式是否總是相同的？為什么（用疲勞極限應(yīng)力圖說明）？amO材料零件答：考慮零件的幾何形狀變化、加工尺寸、加工質(zhì)量及強(qiáng)化因素的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式相比不一定相同

2、，如圖示：點(diǎn)相同，而點(diǎn)材料靜強(qiáng)度失效，零件是疲勞失效，不同區(qū)域為圖中陰影面積。M1M2325 試說明承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，在什么情況下可按靜強(qiáng)度條件計算？什么情況下可按疲勞強(qiáng)度條件計算？maCGO答：N<103時，或在疲勞極限應(yīng)力圖處OGC區(qū)域時，可按照靜強(qiáng)度計算，否則，應(yīng)按照疲勞強(qiáng)度計算。326 在雙向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，怎樣進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的計算？答：先按單向應(yīng)力分別計算出:S,S 再由： 檢驗。四、設(shè)計計算題327 某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限應(yīng)力-1=350Mpa，疲勞極限S=550Mpa，強(qiáng)度極限B=750Mpa，循環(huán)基數(shù)N0=5×106，m=9，試求對稱循環(huán)次數(shù)

3、N分別為5×104、5×105、5×107次時的極限應(yīng)力。解： ， 因為：N3>N0，塑性材料，已進(jìn)入無限壽命區(qū)，所以取R34840328 某零件如圖所示，材料的強(qiáng)度極限B=650Mpa，表面精車，不進(jìn)行強(qiáng)化處理。試確定-截面處的彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K和剪切疲勞極限的綜合影響系數(shù)K解：，附圖3-1 題328圖 附圖3-2 , 附圖3-3 附圖3-4 零件不強(qiáng)化處理 所以： 329 某軸只受穩(wěn)定交變應(yīng)力的作用，工作應(yīng)力max=240MPa，min=-40MPa。材料的機(jī)械性能-1=450MPa，s=800MPa，0=700Mpa，軸上危險截面處的k=1.

4、3，=0.78，=1，q=1。 繪制材料的簡化極限應(yīng)力圖； 用作圖法求極限應(yīng)力r及安全系數(shù)（按r=C加載和無限壽命考慮）； 取S=1.3，試用計算法驗證作圖法求S值，并校驗此軸是否安全。解：（1）A點(diǎn)（0，-1），B點(diǎn)（0/2，0/2），S點(diǎn)（s.0） （2） 工作點(diǎn)：a=(240+40)/2=140 m=(240-40)/2=100 M(166,248) m=166+248=414mm （3） 安全 s330 一零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為：S=360MPa，-1=300MPa，=0.2。已知零件上兩點(diǎn)的最大工作應(yīng)力和最小工作應(yīng)力分別為：M1點(diǎn)：max=190 Mpa、min=110

5、Mpa；M2點(diǎn)：max=170 Mpa、min=30 Mpa，應(yīng)力變化規(guī)律為r=常數(shù)，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K=2.0，試分別用圖解法和計算法確定該零件的計算安全系數(shù)。解： M1： M2： 圖解： 解析法：M1: M2: mm331 轉(zhuǎn)軸的局部結(jié)構(gòu)如題3-28圖所示。已知軸的-截面承受的彎矩M=300N.m，扭矩T=800N.m，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)。軸的材料為40Cr鋼調(diào)質(zhì)，-1=355MPa，-1=200MPa，=0.2，=0.1，設(shè)K=2.2，K=1.8，試計算考慮彎曲和扭轉(zhuǎn)共同作用時的計算安全系數(shù)Sca。解：M: T: 屈服安全系數(shù)：查書P355 40Cr：s=540MPa按第三強(qiáng)度理論：332 實心轉(zhuǎn)軸的危險截面上受有載荷為：彎矩M=100N.m；轉(zhuǎn)矩為周期變化，T=050N.m。軸的材料為碳鋼，已知力學(xué)性能為：s=300MPa，-1=170MPa，s=180MPa，-1=100MPa。若截面直徑d=25mm，有效應(yīng)力集中系數(shù)k=1.79，k=1.47，尺寸系數(shù)=0.84，=0.78，表面質(zhì)量系數(shù)=0.9，強(qiáng)化系數(shù)q=1