机械零件的强度.docx
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1、第一篇总论第三章机械零件的强度3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限。产180MPa,取循环基数No=5xlO6, m=9,试求循环次 数N分别为7000, 2500, 620000次是时的有限寿命弯曲疲劳极限。3-2材料的力学性能为。s=260MPa,。一尸170MPa,甲。=0.2,试绘制此材料的简化极限应力线 图(参看图3-3中的A D G C)。3-3 一圆轴的轴肩尺寸为:D=72mm, d=62mm, r=3mmo材料为40CrNi,其强度极限。B=900MPa, 屈服极限。s=750MPa,试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数ko o3-4圆轴轴肩处的尺寸为:D=54mm, d=45mm,
2、 r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限 。B=420MPa,试绘制此零件的简化极限应力线图。3-5如题3-4中不安全截面上的平均应力。m=20MPa,应力幅。a=900MPa,试分别按:a) r=C; b)。m=C,求出该截面的计算安全系数Scao第二篇联接第五章 螺纹联接和螺旋传动5-1分析对比普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点,各举一例说明它们的应用。5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆局部做得细些有什么好处5-3分析活塞式空气压缩机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 应力若何得出当气缸内的最高压力提高时,它的最大应力、最小应力将若何变化5-4图
3、5-49所示的底板螺栓组联承受外力叱的作用。外力叱作用在包含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保证联接安全工 作的必要条件有哪些5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺 栓与立柱相联接,托架所承受的最大载荷为20kN,载荷有较大的变动。试问:此螺栓联接 采用普通螺栓联接还是皎制孔用螺栓联接为宜为什么5-6 一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴 线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓布置 型式,设采用较制孔用螺栓联接,
4、试问哪一种布置型式所用的螺栓直径较小为什么5-7图5-52所示为一拉杆螺栓联接。拉杆所受的载荷F=56kN,载荷稳定,拉杆材料为Q235 钢,试设计此联接。5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。假设结合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控 制在其屈服极限的70%o螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造,求此联接所能传递的横向载 荷。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。螺栓预紧力Fo=15OOON,当受 轴向工作载荷F=10000N时; 求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的剩余预紧力。5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。汽缸内的工作压力p=0IMpa,缸盖与缸体均为
5、钢制,直径Di=350mm, D2=250mm,上下凸缘厚均为25mm,试设计此联接。5-11设计简单千斤顶(参见图5-41)的螺栓和螺母的主要尺寸。起重量为40000N,起重高 度为200mm,材料自选。第六章 键、花键、无键联接和销联接6-1为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180。的位置;采用两个楔键时,相隔 90。120。;而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上6-2胀套串联使用时,为何要引入额定载荷系数m为什么Z1型胀套和Z2型胀套的额定载 荷系有明显的差异6-3在一直径d=80mm的轴端,安装一钢制直齿圆柱齿轮(图6-26),轮毂宽度L =1.5d,工作时有轻微冲击。试
6、确定平键联接的尺寸,并计算其允许传递的最大转矩。6-4图6-27所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮,分别用键与联轴器的低速轴相联接。试选择 两处键的类型及尺寸,并校核其联接强度。:轴的材料为45钢,传递的转矩T=1000Nm, 齿轮用锻钢制成,半联轴器用灰铸铁制成,工作时有轻微冲击。6-5图6-28所示的灰铸铁V带轮,安装在直径d=45mm,带轮的基准直径dd=250mm,工作 时的有效拉力F=2 kN,轮毂宽度口 =65mm,工作时有轻微振动。设采用钩头楔键联接, 试选择该楔键的尺寸,并校核联接的强度。6-6图6-29所示为变速箱中的双联滑移齿轮,传递的额定功率P=4kW,转速n=250r/min
7、。 齿轮在空载下移动,工作情况良好。试选择花键类型和尺寸,并校核联接的强度。6-7图6.30所示为套筒式联轴器,分别用平键及半圆键与两轴相联接。:轴径d=38mm,联 轴器材料为灰铸铁,外径Di=90mm。试分别计算两种联接允许传递的转矩,并对比其优缺 点。第七章 钟接、焊接、较接和过盈联接7-1现有图7-26所示的焊接接头,被焊件材料均为Q235钢,b= 170mm, bi=80mm, 5= 12mm, 承受静载荷F=0.4MN,设采用E4303号焊条手工焊接,试校核该接头的强度。7-2上题的接头如承受变载荷Fmax=0.4MN, Fmin=0.2MN,其它条件不变,接头强度能否满 足要求7
8、-3试设计图7-10所示的不对称侧面角焊缝,被焊件材料均为Q235钢,角钢尺寸为 100x100x10单位为mm),截面形心c到两边外侧的距离z0=a=28. 4mm,用E4303号焊条手 工焊接,焊缝腰长k=B=10nrni,静载荷F=0. 35MN。7-4现有45钢制的实心轴与套筒采用过盈联接,轴径d=80mm,套筒外径d2=120mm,配合长 度l=80mm,材料的屈服极限。s=360MPa,配合面上的摩擦系数f=0. 085,轴与孔配合外表的 粗糙度分别为L 6及3. 2,传递的转矩T=1600Nm,试设计此过盈联接。7-5图7-27所示的铸锡磷青铜蜗轮轮圈与铸铁轮芯采用过盈联接,所选
9、用的标准配合为 H8/t7,配合外表粗糙度均为3.2,设联接零件本身的强度足够,试求此联接允许传递的最 大转矩摩擦系数f=0. 10)。第三篇机械传动第八章 带传动8-1 V带传动的m=1450r/MIN,带与带轮的当量摩擦系数fv=0.51,包角。尸180。,预紧力 F0=360No试问:1)该传动所能传递的最大有效拉力为多少2)假设ddi=100mm,其传 递的最大转矩为多少(3)假设传动效率为0.95,弹性滑动忽略不计,从动轮输出功率为假 设干8-2V带传动传递的功率P=7.5kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,即Fi=2F2,试求紧边拉力B、有效拉力Fe和预紧力Fo。8
10、-3 一窄 V 带传动的 ni=1450r/min, n2=400r/min, ddi=180mm,中心距 a= 1600mm,窄 V 带 为SPA型,根数z=2,工作时有振动,一天运转16h即两班制),试求带能传递的功率。8-4有一带式输送装置,其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动,电动机功率P=7 kW,转速m=960i7min,减速器输入轴的转速n2=330r/min,允许误差为5%,运输装置工作时有轻度冲击,两班制工作,试设计此带传动。第九章 链传动9-1如图9-17所示链传动的布置形式,小链轮为主动轮,中心距a二 (3050p。它在图a、b所示布置中应按哪个方向回转才算合理两轮
11、轴线布置在同一铅垂面内(图c有什么缺点 9-2某链传动传递的功率P=1 kW,主动链轮转速m=48r/min,从动链轮转速n2=14r/min,载 荷平稳,定期人工润滑,试设计此链传动。应采取什么措施9-3主动链轮转速ni=850r/min,齿数zi=21,从动链轮齿数Z2=99,中心距a=900mm,滚子 链极限拉伸载荷为55.6kN,工作情况系数Ka=1,试求链条所能传递的功率。9-4选择并验算一输送装置用的传动链。链传动传递的功率P=7.5kW,主动链轮的转速 ni=960r/min,传动比i=3,工作情况系数Ka=1.5,中心距aW650mm(可以调节)。第十章齿轮传动10-1试分析图
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