机械设计（第八版）课后习题答案（最新 - 参考答案）10页word文档

63-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ?1?180MPa，取循环基数N0?5?10，m?9，试求循环次数N

分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] σ?1N1?σ?19N05?1069?180??373.6MPa 3N17?103-2已知材料的力学性能为σs?260MPa，σ?1?170MPa，Φσ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] A(0,170) C(260,0)

得D(283.33,283.33)，即D(141.67,141.67)

''22' 根据点A(0,170)，C(260,0)，D(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

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3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因

r3D54??1.2，??0.067，查附表3-2，插值得?σ?1.88，查附图3-1得qσ?0.78，将d45d45所查值代入公式，即

查附图3-2，得εσ?0.75；按精车加工工艺，查附图3-4，得βσ?0.91，已知βq?1，则 根据A?0,72.34?,C?260,0?,D?141.67,60.29?按比例绘出该零件的极限应力线图如下图

3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力σm?20MPa，应力幅σa?20MPa，试分别按①r?C②σm?C，求出该截面的计算安全系数Sca。

[解] 由题3-4可知σ-1?170MPa,σs?260MPa,Φσ?0.2,Kσ?2.35

（1）r?C

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 （2）σm?C

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数

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5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压 力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？

解：

最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。

5-4 图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？

5-9受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 采用橡垫片密封，取螺栓的相对刚度

CbCb?0.9 螺栓的总拉力：F2?F0?F?24000N

CB?CMCB?CM 残余预紧力为：F1?F2?F?14000N

5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径

D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计

此联接。

10-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示各力的作用位置及方向）。 [解] 受力图如下图：

10-2如图，ABC的材料为中碳钢调制，其硬度：齿轮A为240HBS，B:260HBS，C:220HBS，试确定齿轮B的许用接触应力??H?和许用弯曲应力??F?.假定：1）齿轮B为“惰轮”（中间轮）齿轮A为主动轮，齿轮C为从动轮，设KFN?KHN?1;2)齿轮B为在主动轮，齿轮A和齿轮C均为从动，设KFN?KHN?1 10-3对于做双向传动的齿轮来说，她的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性？在做强度计算时应怎么考虑

10-4齿轮的精度等级与齿轮的选材及热处理方法有什么关系

10-5 要提高齿轮的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些关系措施

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10-7 某齿轮减速器的斜齿轮圆柱齿轮传动，已知n1?750rmin，两齿轮的齿数为

z1?24,z2?108,β?9?22',mn?6mm,b?160mm，8级精度，小齿轮材料为38SiMnMo（调质），

大齿轮材料为45钢（调质），寿命20年（设每年300工作日），每日两班制，小齿轮相对其轴的支承为对称布置，试计算该齿轮传动所能传递的功率。 [解] （1）齿轮材料硬度

查表10-1，根据小齿轮材料为38SiMnMo（调质），小齿轮硬度217~269HBS，大齿轮材料为45

钢（调质），大齿轮硬度217~255 HBS

（2）按齿面接触疲劳硬度计算 ①计算小齿轮的分度圆直径

②计算齿宽系数

③由表10-6查得材料的弹性影响系数 ZE?189.8MPa，由图10-30选取区域系数ZH?2.47 ④由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1?730MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2?550MPa。 ⑤齿数比 u?12z2108??4.5 z124⑥计算应力循环次数

⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1?1.04,KHN2?1.1 ⑧计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数S?1

⑨由图10-26查得ε?1?0.75,ε?2?0.88,则ε??ε?1?ε?2?1.63 ⑩计算齿轮的圆周速度

计算尺宽与齿高之比计算载荷系数

根据ν?5.729ms，8级精度，查图10-8得动载荷系数Kv?1.22 由表10-3，查得KH??KF??1.4

按轻微冲击，由表10-2查得使用系数KA?1.25 由表10-4查得KHβ?1.380 {按Φd=1查得} 由

b hb?11.85，KHβ?1.380，查图10-13得KFβ?1.33 h故载荷系数 K?KAKvKH?KH??1.25?1.22?1.4?1.380?2.946

由接触强度确定的最大转矩

（3）按弯曲强度计算

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