发布时间 : 星期二 文章机械设计习题解答 - 图文更新完毕开始阅读
《教学日历上规定的作业》
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3、没有答案的部分，请将答案做出（写了“答案略”的题不做答案）
一章
1—2 什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。
答：零件是组成机器的不可拆的最小单元，可以分为通用零件和专用零件，例如：螺栓、齿轮、轴、弹
簧。构件是机器中每一个独立的运动单元体，例如：连杆、曲轴。
部件是机械的一部分，由若干装配在一起的零件所组成，例如：发动机底盘、车身、电气设备。
1—4 机械设计课程研究的内容是什么？ 答：主要是介绍整台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件下
的设计，包括它们的基本设计理论和方法以及技术资料、标准的应用等。 具体内容包括：
1）总论部分——机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；
2）联接部分——螺纹联接，键、花键及无键联接，销联接，铆接，焊接，胶接与过盈联接等； 3）传动部分——螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦轮传动等； 4）轴系传动——滑动轴承、滚动轴承，联轴器与离合器以及轴等； 5）其它部分——弹簧，机座和箱体，减速机和变速器等。
二章
2—3 机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？ 答： 机械零件主要失效形式有：
1） 整体断裂——过载、疲劳；
2） 过大的残余应变——应力超过屈服极限； 3） 零件的表面破坏——腐蚀磨损点蚀；
4） 破坏正常的工作条件而引起的失效——带传动的打滑，共振，螺纹的松弛。 常用的计算准则主要有： 1）强度准则； 2) 刚度准则； 3) 寿命准则；
4) 振动稳定性准则； 5）可靠性准则。
2—8 机械零件设计中选择材料的原则是什么？ 答： 机械零件设计中选择材料的原则有：
一，载荷及应力的大小和性质； 二，零件的工作情况； 三，零件的尺寸及重量；
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四，零件的结构复杂程度及工艺性； 五，材料的经济性； 六，材料的供应状况。
2—9 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HT150，ZG230—450，65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSn10Pb5。
答： HT150为黑色金属，“HT”代表灰铸铁，“150”代表最小抗拉强度为150MPa。
ZG230—450为黑色金属，“ZG”代表铸钢，“230—450”中“230”代表最小屈服强度为230 MPa，“450”代表最小抗拉强度为450 MPa。 65Mn为黑色金属（合金弹簧钢），“65”代表含碳量为 0.65％，“Mn”为加入合金元素。 45为黑色金属（优质碳素结构钢），“45”代表含碳量为 0.45％。 Q235为黑色金属（低合金高强度钢），“Q”代表低合金高强度钢，“235”代表屈服强度为235 MPa。 40Cr为黑色金属（合金调质钢）,“40”代表含碳量为 0.40％，“Cr”代表加入的合金元素。 20CrMnTi为黑色金属（合金渗碳钢），“20”代表含碳量为0.20％，“Cr”“Mn”“Ti”为加入的合金元素。
ZCuSn10Pb5为有色金属（铸造锡青铜），“ZCuSn”代表铸造锡青铜，“Sn”“Pb”为合金元素，“10”“5”为合金元素“Sn”“Pb”的含量分别为0.10％、0.05％。
三章
3—18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa，屈服极限σs=550MPa，强度极限σв=750MPa，循环基数Nо=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。 解：由公式??1N???19N0得： NN0?583Mpa﹥σs=550MPa，已发生塑性变形，因此认为该点处于N当N=5×104时，??1N???19应变疲劳区，所以取σ-1N =σs=550MPa；
N=5×105时，??1N???19N0?452Mpa，所以取σ-1N =452MPa； NN0?271Mpa<σ-1N=350MPa，所以取σ-1N =350MPa（或N﹥Nо,处于无NN=5×107时，??1N???19限寿命阶段）
五章
题5－20 如图所示，两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28KN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。
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（解答见PPT习题，移植成word文档）
题5－22
受轴向载荷的紧螺栓联接，被连接件间采用橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N，当工作载荷F=1000N时，求螺栓受到的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。 （解答见PPT习题，移植成word文档）
题5－23
图示凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允许传递的最大转矩T=630N·m，两半联轴器采用4个M12的铰制孔螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其联接强度。
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01.3?4F?1.3?4F0fzi9872?0.2?2?1??3291Ks1.25—22（略） 5—23 解： 1．计算单个螺栓的工作剪力 2T2?630?103F???2423N zD4?1302．确定许用应力 联轴器的材料为铸铁HT200，?B?200MPa，设联轴器工作时受变载荷，查表5-10，取Sp?3。螺栓的性能等级为8.8级，?s?640MPa，查表5-10，取S??5，许用应力 ??200640[?p]?B??66.7MPa ； [?]?s??128MPa Sp3S?53．验算连接强度 查手册，铰制孔用螺栓GB/T 27-88 M12×60，光杆部分的直径d0?13mm，光杆部分的长度为60－22＝38mm，因此连接处的最小挤压高度Lmin?18mm，由公式（5-35），接合面的挤压应力 F2423?p???10.35MPa?[?p] d0Lmin13?18由公式（5-36），螺栓杆的剪切应力 4F4?2423??2??18.25MPa?[?] ?d0??132满足强度条件。 5—24 解： 题5－24
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?0.9L=300mm，a=60mm，试求三个方案中，受力最大铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知
Cb?Cm的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？
（解答见PPT习题，移植成word文档）
六章
题6－16
图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知：轴传递的转矩T＝1000N·m，齿轮材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核其联接强度。
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