机械设计作业3答案河南科技大学详细版

发布 2023-05-21 13:53:28 阅读 5981

a ht200 b 35号钢 c 40crni d 45号钢。

3—8 某个40cr钢制成的零件,已知σb=750mpa,σs=550mpa,σ-1=350mpa,ψσ0.25,零件危险截面处的最大工作应力量σmax=185mpa,最小工作应力σmin=-75mpa,疲劳强度的综合影响系数kσ=1.44,则当循环特性r=常数时,该零件的疲劳强度安全系数sσa为 b 。

a 2.97 b 1.74 c 1.90 d 1.45

3—9 对于循环基数n0=107的金属材料,下列公式中, a 是正确的。

a σrmn=c b σnm=c c 寿命系数 d 寿命系数kn<1.0

3—10 已知某转轴在弯-扭复合应力状态下工作,其弯曲与扭转作用下的计算安全系数分别为 sσ=6.0、sτ=18.0,则该轴的实际计算安全系数为 c 。

a 12.0 b 6.0 c 5.69d 18.0

3—11 在载荷和几何尺寸相同的情况下,钢制零件间的接触应力 a 铸铁零件间的接触应力。

a 大于 b 等于 c 小于d 小于等于。

3—12 两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值 a 。

a 相等b 不相等。

c 是否相等与材料和几何尺寸有关。

d 材料软的接触应力值大

3—13 两等宽的圆柱体接触,其直径d1=2d2,弹性模量e1=2e2,则其接触应力为 a 。

a σh1=σh2 b σh1=2σh2 c σh1=4σh2 d σh1=8σh2

3—14 在图中示出圆柱形表面接触的情况下,各零件间的材料、宽度均相同,受力均为正压力f,则 a 的接触应力最大。

abcd题3—14图。

3—15 在上题a图中,d2=2d1,小圆柱的弹性模量为e1,大圆柱的弹性模量为e2,e为一定值,大小圆柱的尺寸及外载荷f一定,则在以下四种情况中, d 的接触应力最大, a 的接触应力最小。

a e1=e2=e/2 b e1=e、e2=e/2 c e1=e/2、e2=ed e1=e2=e

二、填空题。

3—16 判断机械零件强度的两种方法是最大应力法及安全系数法 ;其相应的强度条件式分别为及 sca≥[s

3—17 在静载荷作用下的机械零件,不仅可以产生静应力,也可能产生变应力。

3—18 在变应力工况下,机械零件的强度失效是疲劳失效 ;这种损坏的断面包括光滑区及粗糙区两部分。

3—19 钢制零件的σ-n曲线上,当疲劳极限几乎与应力循环次数n无关时,称为无限寿命循环疲劳;而当n3—20 公式表示复合(双向)应力状态下疲劳或静强度的安全系数,而表示复合(双向) 应力状态下的静强度的安全系数。

3—21 零件表面的强化处理方法有化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工等。

3—22 机械零件受载荷时,在截面形状突变处产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而增大 。

三、分析与思考题。

3—23 图示各零件均受静载荷作用,试判断零件上a点的应力是静应力还是变应力,并确定应力比r的大小或范围。

题3—23图。

3—24 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别?在相同的应力变化规律下,零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么(用疲劳极限应力图说明)?

3—25 试说明承受循环变应力的机械零件,在什么情况下可按静强度条件计算?什么情况下可按疲劳强度条件计算?

答:n<103时,或在疲劳极限应力图处ogc区域时,可按照静强度计算,否则,应按照疲劳强度计算。

3—26 在双向稳定变应力下工作的零件,怎样进行疲劳强度的计算?

答:先按单向应力分别计算出: sσ,sτ

再由: 检验。

四、设计计算题。

3—27 某材料的对称循环弯曲疲劳极限应力σ-1=350mpa,疲劳极限σs=550mpa,强度极限。

b=750mpa,循环基数n0=5×106,m=9,试求对称循环次数n分别为×107次时的极限应力。

3—28 某零件如图所示,材料的强度极限σb=650mpa,表面精车,不进行强化处理。试确定ⅰ-ⅰ截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数kτ

题3—28图。

3—29 某轴只受稳定交变应力的作用,工作应力σmax=240mpa,σmin=-40mpa。材料的机械性能。

-1=450mpa,σs=800mpa,σ0=700mpa,轴上危险截面处的kσ=1.3,εσ0.78,βσ1,βq=1。

绘制材料的简化极限应力图;

用作图法求极限应力σr及安全系数(按r=c加载和无限寿命考虑);

取[s]=1.3,试用计算法验证作图法求s值,并校验此轴是否安全。

s3—30 一零件由45钢制成,材料的力学性能为:σs=360mpa,σ-1=300mpa,ψσ0.2。

已知零件上两点的最大工作应力和最小工作应力分别为:m1点:σmax=190 mpa、σmin=110 mpa;m2点:

σmax=170 mpa、σmin=30 mpa,应力变化规律为r=常数,弯曲疲劳极限的综合影响系数k=2.0,试分别用**法和计算法确定该零件的计算安全系数。

3—31 转轴的局部结构如题3-28图所示。已知轴的ⅰ-ⅰ截面承受的弯矩m=扭矩t=弯曲应力为对称循环,扭转切应力为脉动循环。轴的材料为40cr钢调质,-1=355mpa,τ-1=200mpa,ψσ0.

2,ψτ0.1,设kσ=2.2,kτ=1.

8,试计算考虑弯曲和扭转共同作用时的计算安全系数sca。

3—32 实心转轴的危险截面上受有载荷为:弯矩m=转矩为周期变化,t=0—轴的材料为碳钢,已知力学性能为:σs=300mpa,σ-1=170mpa,τs=180mpa,τ-1=100mpa。

若截面直径d=25mm,有效应力集中系数kσ=1.79,kτ=1.47,尺寸系数εσ=0.

84,ετ0.78,表面质量系数βσ=0.9,强化系数βq=1,材料常数ψσ=0.

34,ψτ0.21。试确定安全系数s。

计算时可按无限寿命考虑,忽略横向剪应力的作用。

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