机械设计习题集

第一章 绪论

第二章 机械设计总论

一、填空题

1.机械是 机器 和 机构 总称。

2.零件是机械的 制造单元 ,而构件是机械的 运动单元 。 3.机械设计中的失效是指 零件失去设计时预定的功能 ,常见的失效形式有 疲劳断裂 、 弹性变形过大 和 表面失效 。

4.静应力强度计算时,塑性材料的极限应力为 屈服极限 ,脆性材料的极限应力为 强度极限 ,而变应力强度计算时,材料的极限应力为 疲劳极限 。

5.在静载荷作用下的机械零件,可能产生的是 静 应力,也可能产生的是 动 应力。 6.影响零件疲劳强度的因素主要 应力集中 、 绝对尺寸 、 表面质量 ,且由试验知只对 应力幅 影响。

7.对高强度钢制造的零件,必须特别注意减少 应力集中 和 提高表面质量 。 8.按摩擦状态不同,摩擦可分为 干摩擦 、 湿摩擦 、 混合摩擦 、和 边界摩擦 四种。

9.应力循环特性r越大,材料的疲劳极限与持久极限 越大 ,对零件的强度 越有利 。

二、简答题

1.简述提高机械零件疲劳强度的措施有哪些?

答:①尽可能降低零件上的应力集中影响

②选用疲劳强度高的材料或采用能提高疲劳强度的热处理及强化工艺 ③提高零件的表面质量

④尽可能减小或消除零件表面可能的初始裂纹的尺寸

三、计算题

1.一转轴受规律性非稳定对称循环变应力如图所示,转轴工作的总时间t=300h,转速n=150r/min,材料为40Cr调质,硬度为200HBS,??1?388MPa,(K?)D=2.7。[S?]=1.3,

循环基数N0=107,m=9。求寿命系数KN,转化为等效稳定变应力时的疲劳极限?-1e和实际安全系数S?,轴的强度是否满足要求?

2.一零件用合金钢制成,其危险截面上的最大工作应力?max?240MPa,最小工作应力

?min??40MPa,该合金钢的机械性能??1?450MPa,?S?800MPa,??=0.1,

?b?900MPa。零件危险截面的系数为K?=1.3,??=0.78,?=1,要求:

(1)绘制材料的简化极限应力图;

?,?m??,?max(2)求极限值?a;

(3)取[s]=1.3,校核此轴是否安全。

3.45钢经调质后的性能为??1?307MPa,m=9,No=5×106, 以此材料作试件进行实验,先以对称循环变应力?1?500MPa作用104次,再以?2?400MPa作用于试件,求还能循环多少次才会使试件破坏。(要点分析:这是属于不稳定变应力作用下的疲劳强度计算问题,应根据疲劳损伤累积假说(Miner定理)进行计算。

4.一个受弯曲稳定变应力作用的轴类零件,最大工作应力?max?400MPa,最小工作应力?min??100MPa,已知材料的对称循环疲劳极限??1?450MPa,脉动循环疲劳极限

?0?700MPa,屈服极限?S?800MPa,

试求:(1)绘制材料的简化极限应力图;

(2)在简化极限应力图上标明工作应力点N; (3)说明零件可能的失效形式。

5.试求发动机连杆的安全系数。杆在危险剖面处的直径为d=70mm,当汽缸点火时,杆受压力500KN,在吸气时受拉力120KN,连杆表面精磨并用优质碳素钢制造。连杆材料如下:?b?630MPa ;?S?350MPa;??1?210MPa;?0?430MPa。

第三章 螺纹联接与螺旋传动

一、填空题

1.图示

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