机器：执行机械运动的装臵，用来变换或传递能量、物料或信息。 机械：机器和机构的总称。

机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体。 机械零件：组成机器的不可拆的基本单元。

部件：为完成同一使命在结构上组合在一起并协同工作的零件。 机械零件 例1' 在许用疲劳极限应力图中标出3种不同加载情况下的疲劳安全区和塑性安全区。答案见上面三种情况。

例2'在图中为某零件的许用疲劳极限应力图，C为零件的工作应力点，下列3种情况下的极限应力点分别为：

1）应力循环特性 r＝常数时， C′ 点。 2）平均应力σm=常数时， C\点。 3）最小σmin=常数时， C\′ 点。

例3'如一零件的应力循环特性r=0.6, σa=80MPa,则此时σm= ， σmax = ，σmin = 。320MPa, 400MPa, 240MPa

例4'如一零件，σB=650MPa，σs=360MPa，工作应力σ=200MPa，许用应力[σ] =180MPa，则此零件的工作安全系数为 ，许用安全系数为 ，此零件安全否? 1.8，2.0，不安全，因为σ>[σ] .

例5' 某受稳定弯曲变应力作用的轴类零件，最大工作应力σmax =400MPa，最小工作应力σmin =-100MPa。已知材料的对称循环疲劳极限 σ-1=450MPa，脉动循环疲劳极限σ0=700MPa，屈服极限 σs=800MPa。 （1）试绘出材料的简化疲劳极限应力图；

（2）在简化疲劳极限应力图上标明工作应力点M； （3）说明该零件可能的失效形式（简单加载）。

1.机械设计主要研究___的工作原理、结构和设计方法。 a)各类机械零部件 b)通用机械零部件 c)专用机械零部件 d)标准化机械零部件 2.下列中有____是通用零件而不是专用零件。

a）汽车发动机的阀门弹簧 b ）起重机的抓斗 c) 汽轮机的轮叶 d ）车床变速箱中的齿轮 e ）纺织机的织梭 f）飞机的螺旋浆 g ）柴油机的曲轴 h ）自行车的链条 3.下列零件的失效形式中，_______不属于强度问题。 a) 齿轮齿面的疲劳点蚀 b) 蜗杆轴过大的弹性变形 c)滚动轴承套圈压出的凹坑

4.计算载荷一般__________名义载荷。 a) 大于 b) 等于 c) 小于

5.在静强度计算中，塑性材料的极限应力?lim应取为 b ，脆性材料的极限应力?lim应取为 a 。 a) ?B b) ?S c) ?-1

6.同样形状及工作条件的零件，采用下列三种不同材料，其有效应力集中系数k?最大和最小为________。 a) HT300 b) 45号钢 c) 40CrNi钢 7.零件的剖面形状一定，当剖面尺寸增加时，疲劳强度为____。 a) 增加 b) 减少 c) 不变

8.零件的形状、尺寸相同，磨削加工零件与精车相比，其疲劳强度____。 a) 较高 b) 较低 c) 相同

9.零件表面经淬火、喷丸、滚压处理后其疲劳强度___。 a) 增加 b) 降低 c) 不变 10.下列应力的循环特性r=-1的是（ ）。D A．静应力 B．非对称循环变应力 C．脉动循环变应力 D．对称循环变应力

11.影响机械零件疲劳强度的主要因素是 、 、 。 应力集中、尺寸、表面状态

练习题

1.根据摩擦面存在润滑剂的情况，滑动摩擦可分为 、 、 及 。其中 是最理想的摩擦状态。

2.边界摩擦中按边界膜形成机，边界膜分 、 和 。

3.一个零件的摩擦过程大致可分为三个阶段,即 、 及 。在设计或使用机器时，应该力求 ，延长 ，推迟 的结束。 4．温度升高，油的粘度 ；压力较高时，压力增加，油的粘度 。 5．工作温度高时，宜选粘度高的润滑油；速度大时，宜选粘度 的。 6．粘着磨损是由于 ；接触疲劳磨损是由于 。 7．提高耐磨性的主要措施 、 、 。 8．机器发生磨损失效是处于 磨损阶段。

9．弹性流体动力润滑和流体动力润滑的主要区别在于前者考虑 和 。

10.磨损按机理可以分为 、 、 和 四类。 粘着磨损、表面疲劳磨损（点蚀）、磨粒磨损、腐蚀磨损

11.按建立压力油膜的原理不同，流体润滑主要有 、 和 三类。

流体动力润滑、弹性流体动力润滑、流体静力润滑

例1′（课本P112图6.11）图示螺栓联接中，采用两个M16（小径d1=13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级， σs=640MPa，联接时不严格控制预紧力，取安全系数[Ss]=4，被联接接合面间的摩擦系数μs=0.2，防滑系数Kf=1.2。试求：该联接允许传递的静载荷FR为多少？（取计算直径dc?d1）

?640解： 许用拉应力????s??160MPa?Ss?4

设每个螺栓所需预紧力为F?，则?sF?mz?kfFR kfFR1.2FR?F????1.5FR ?smz0.2?2?2

?ca?4?1.3?F?4?1.3?1.5FR?????22??dc??dc3.14?13.8352?160??12328.59N ?FR?4?1.3?1.54?1.3?1.5例2′用绳索通过吊环螺钉起重，绳索所能承受最大拉力Fmax=10KN，螺钉刚度与被联接件刚度之比C1/C2=1/3，试求：

（1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力为多少？

（2）若预紧力为10KN，绳受最大拉力，工作螺钉的剩余预紧力为多少？ 解：（1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力

C2???F?F?F?0 C1?C2 C233?F??F?Fmax??10?7.5KNC1?C244

（2）若预紧力为10KN，工作螺钉的剩余预紧力

C23 F???F??F?10000?Fmax?2500NC1?C24

例3′一受拉螺栓组，由8个螺栓组成，受旋转力矩T=600N.m的作用,结合面为圆形,螺栓均匀分布在直径为300mm的圆周上，已知被联接件间摩擦系数μ

（保s=0.1，Kf=1.2，螺栓的[σ]=100MPa。试求：螺栓的最小计算直径为多少mm

?sF?rz?kfTμsF′ 留小数点后两位数字）？ 解： kfT1.2?600??F???6?103N?3?srz0.1?150?10?8

??dc2???

?ca?4?1.3?F???????dc23 ?d?4?1.3?F??4?1.3?6?10?9.97mmc????3.14?100

T 例4'图中为一压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强p=2 N/mm2，缸径D=150mm。根据联接的紧密性要求，每个螺栓的剩余预紧力F''=1.6F，F为单个螺栓的工作拉力，选用螺栓材料为35#钢，屈服极限σ

2

s=300N/mm，安全系数S=2，试计算所需螺栓的直径dc。 解： ??D23.14?1502FQ?P??2??35325N44

FQ35325F???5887.5N

Z6

F0?F?F???F?1.6F?2.6F?2.6?5887.5?15307.5N

4?1.3?F0?s300?????150 ??d2S2

?d?4?1.3?F0???1504?1.3?15307.5?13mm3.14?150

作业

1、有一气缸内径为200mm，采用10个普通螺栓联接。已知缸内气体压力p＝1.5N/mm2，螺栓材料σB＝480N/mm2，σS＝360N/mm2，45号钢，安全系数取3，为保证联接可靠残余预紧力取为1.5倍的工作载荷。试计算此螺栓联接的螺栓直径dc为多少？ 解：

??D23.14?2002 FQ?P??1.5??47100N 44FQ47100p F?Z?10?4710N F0?F?F???F?1.5F?2.5F?2.5?4710?11775N

D ??4?1.3?F0?s360???120?ss?3??dc24?1.3?F0???1204?1.3?11775?12.75mm3.14?120 ?dc?

2、已知气缸工作压力在0~1.5MPa之间，工作温度<125℃，气缸内径D2=250mm，采用铜片石棉垫片，螺栓分布在一圆周上，圆周直径为340mm，相邻两螺栓之间的距离不得超过120mm，试计算螺栓直径。

例1′已知减速器中某直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支撑点间，齿轮和轴的材料都是锻钢，用键构成静联接。齿轮的精度为7级，装齿轮处的轴径d=70mm，齿轮轮毂宽度为100mm，需传递的转矩T=2200N·m，载荷有轻微冲击，试设计此键联接。 解：（1）选键的类型

一般8级以上精度的齿轮有定心要求，应选A型普通平键。

根据轴径d=70mm，查得键截面尺寸为宽b=20mm，高度h=12mm，参考轮毂长度取键长度L=90mm 。

（2）校核键联接的强度

l??L?b?70mm查表7.1，取[σp]=100MPa，键的工作长度

11hl?d?p??12?10?3?70?10?3?70?10?3?100?10644 ?1470N?m?2200N?m可见挤压强度不够，改用双键，相隔180o布臵。

T???11hl?d?p?1.5??12?10?3?70?10?3?70?10?3?100?106?1.544

?2205N?m?2200N?m满足要求。

T???增加联接强度的措施

a. 增加键长： L≤(1.6~1.8)d