.
3—21 解：
1．求计算安全系数 Sca
题解 3—20 图
由公式（3-31），由于 σ3< σ ?1 ，对材料的寿命无影响，故略去。计算应力
ca
m
σ =
1
N0
∑
i=1
Z
σ
ni
i9
1
9
×
4
9
5
=
275.5MPa
m
=×
5 10
6
(10× 500+ 10× 400 )
3
可编辑
.
由公式（3—33），试件的计算安全系数
σ
σ ?1 =
350
Sca=
= 1.27 275.5
2．求试件破坏前的循环次数 n
σ ca
由公式（3—1 a）各疲劳极限σrN所对应的循环次数 N 分别为
6
× 350 9 =
201768 =
9
N= Nσ
1
0
( ?1)m
1
= 5 × 10 ( 50)
0 × 350
σ
N = N σ
2
0
(
σ
?1 2
)= 5 ×10( m6
= 5 × 10 ( 45)
0 由公式（3—28），试件破坏前的循环次数
?1)m
N = Nσ
0
40)1503289 0 350 6 × 9 =
520799
5
(
n
n = (1?
?
1
n
2
? 10 ? 10 4
5
×
N1 N2 )N = (1
3—22 解：
1．计算平均应力和应力幅
材料的弯曲应力和扭转切应力分别为
M M
σb=
)×520799= 460343≈ 4.6 201768 1503289
3
10
=
W 0.1d3
×
= 300 10 = 46.88MPa
0.1 40 3
× 3 × 3 = 62.5MPa τ= WT = 0 .23 = 800
1
d 0
× 0 .2 40
T T
弯曲应力为对称循环变应力，故 σm= 0 力， 故 τm= τa= 0.5τ0.5× = 31.25。 = 62.5 MPa 2．求计算安全系数
，σa= σb= 46.88MPa 。扭转切应力为脉动循环变应
由公式（3—17），零件承受单向应力时的计算安全系数
355 σ ?1 = S = = 3.44
σ × σ +ψ σ
σ m 2.2× 46.88 + 0.2 Kσ a
Sτ = 0 = 3.37
τ ?1 =
τ ψ
可编辑
200
τ
Kτ
aτ
+
m
1.8× 31.25 + 0.1× 31.25
.
由公式（3—35），零件承受双向应力时的计算安全系数
Sca =
S S
σ τ 2 2
=
3.44×
3－23 答：
由式（3－44），可靠性系数β为
S
+
σ
S
3.37 3.442+ 3.37
= 2.41
2
τ
?
β= μ μ
r 2
=
s
+ 2
σ σ
r
s
? 600 525 40
2+
2
= 1.5
30
由附表 3－12 查得对应的可靠度 R=φ(1.5)=0.93319
4
可编辑
.
4－1（略） 4－2 答：
膜厚比λ是指两滑动表面间的最小公称油膜厚度与两表面轮廓的均方根偏差的比值，边界摩擦状态 时λ≤1，流体摩擦状态时λ＞3，混合摩擦状态时 1≤λ≤3。
4－3（略） 4－4 答：
润滑剂的极性分子吸附在金属表面上形成的分子膜称为边界膜。边界膜按其形成机理的不同分为吸
附膜和反应膜，吸附膜是由润滑剂的极性分子力（或分子的化学键和力）吸附于金属表面形成的膜，反
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
应膜是由润滑剂中的元素与金属起化学反应形成的薄膜。
在润滑剂中加入适量的油性添加剂或极压添加剂，都能提高边界膜强度。 4－5 答：
零件的磨损过程大致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段以及剧烈磨损阶段。
磨合阶段使接触轮廓峰压碎或塑性变形，形成稳定的最佳粗糙面。磨合是磨损的不稳定阶段，在零 件的整个工作时间内所占比率很小。稳定磨损阶段磨损缓慢，这一阶段的长短代表了零件使用寿命的长
短。剧烈磨损阶段零件的运动副间隙增大，动载荷增大，噪声和振动增大，需更换零件。
4－6 答：
根据磨损机理的不同，磨损分为粘附磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，冲蚀磨损，腐蚀磨损和微动磨损
等，主要特点略。
4－7 答：
润滑油的粘度即为润滑油的流动阻力。润滑油的粘性定律：在液体中任何点处的切应力均与该处流
体的速度梯度成正比（即τ = ?u ）。 ?y
－η
在摩擦学中，把凡是服从粘性定律的流体都称为牛顿液体。 4－8 答：
粘度通常分为以下几种：动力粘度、运动粘度、条件粘度。
按国际单位制，动力粘度的单位为 为 m2/s，在我国条件粘度的
t
t
E
Pa·s（帕·\ㄘ6X），运动粘度的单位
t
单位为 E（恩氏度）。运动粘度ν与条件粘度η的换算关系见式（4－5）；动力粘度η与运动粘度ν
的关系见式（4－4）。 4－9 答：
润滑油的主要性能指标有：粘度，润滑性，极压性，闪点，凝点，氧化稳定性。润滑脂的主要性能
指标有：锥入度（稠度），滴点。
4－10 答：
在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用如下：
1） 提高润滑油的油性、极压性和在极端工作条件下更有效工作的能力。 2） 推迟润滑剂的老化变质，延长润滑剂的正常使用寿命。
3） 改善润滑剂的物理性能，例如降低凝点，消除泡沫，提高粘度，改善其粘－温特性等。 4－11 答：
流体动力润滑是利用摩擦面间的相对运动而自动形成承载油膜的润滑。
流体静力润滑是从外部将加压的油送入摩擦面间，强迫形成承载油膜的润滑。
流体静力润滑的承载能力不依赖于流体粘度，故能用低粘度的润滑油，使摩擦副既有高的承载能力， 又有低的摩擦力矩。流体静力润滑能在各种转速情况下建立稳定的承载油膜。
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