文档介绍：第一章机械设计总论****题四、计算题: 1 、某钢制零件材料性能为,, ,受单向稳定循环变应力,危险剖面的综合影响系数,寿命系数。(1 )若工作应力按常数的规律变化,问该零件首先发生疲劳破坏,还是塑性变形? (2 )若工作应力按应力比(循环特性) 常数规律变化,问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏?(图解法、解析法均可) 1 、解:( 1) 作该零件的极限应力图。常数时,应力作用点在线上,与极限应力图交于线上,所以该零件首先发生塑性变形。(2) 常数时, 工作应力点在范围内,即:点, 所以时首先发生疲劳破坏。 2、零件材料的机械性能为: ,, ,综合影响系数, 零件工作的最大应力, 最小应力, 加载方式为(常数)。求:(1 )按比例绘制该零件的极限应力线图,并在图中标出该零件的工作应力点和其相应的极限应力点; (2 )根据极限应力线图,判断该零件将可能发生何种破坏; (3 )若该零件的设计安全系数,用计算法验算其是否安全。 2 、解:(1); 零件的极限应力线图如图示。工作应力点为,其相应的极限应力点为。(2 )该零件将可能发生疲劳破坏。(3) 该零件不安全。 3、在图示零件的极限应力线图中, 零件的工作应力位于点, 在零件的加载过程中,可能发生哪种失效?若应力循环特性等于常数,应按什么方式进行强度计算? 3 、解:可能发生疲劳失效。时,应按疲劳进行强度计算; 4、已知 45 钢经调质后的机械性能为: 强度限, 屈服限, 疲劳限,材料的等效系数。(1 )材料的基氏极限应力线图如图示,试求材料的脉动循环疲劳极限; (2 )疲劳强度综合影响系数,试作出零件的极限应力线; (3) 若某零件所受的最大应力, 循环特性系数, 试求工作应力点的坐标和的位置。 4 、解: (1) (2 )零件的极限应力线为。(3);; 5、合金钢对称循环疲劳极限, 屈服极限,。试: (1 )绘制此材料的简化极限应力图; (2 )求时的、值。 5 、解: (1), 作材料的简化极限应力图。(2),;; 由和得: , 图中: 第二章螺纹联接与螺旋传动五、计算题 1、一悬臂梁由四个普通螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间, 如图所示, 已知载荷 P=1000N , 螺栓布局和相关尺寸如图示,试选择螺栓直径 d。注: (1 )螺栓材料 45钢=360N/mm ; (2 )图示尺寸单位为 mm ; (3 )板间摩擦系数 f=0 、 15 ,可靠性系数 K=1 、2; (4 )螺纹标准见下表; 螺纹外径 568 10 12 14 16 螺纹内径 4、 134 4、 917 6、 647 8、 376 10、 106 11、 835 13、 835 1、解:在横向力作用下,悬臂梁不滑移的条件为则悬臂梁在 y 向摩擦力 2 、如图所示的夹紧联接柄承受载荷 Q=600N ,螺栓个数 z=2 ,联接柄长度 L=300mm ,轴的直径 d=60mm ,夹紧结合面的摩擦系数 f=0 、 15 ,考虑摩擦传力的可靠性系数。试确定该联接螺栓的直径(螺栓材料为 Q235, , )。 2 、解:假定夹紧机构在螺栓联接并预紧的情况下近似为一刚性体,如图,在载荷及螺栓预紧力作用下,产生正压力, ,由于, 产生的摩擦力较小,则近似有,(1) 又由在向的受力关系有: (2) 根据力矩平衡有: (3) 以夹紧机构的左半部分为研究对象,又由于螺栓预紧力较大,则可以认为: (4) 考虑左半部分在向的受力关系有: (5) 由( 1)、(2)、(3)、(4)、(5 )得则螺栓所受总拉力螺栓危险截面的直径(螺纹小径)为按照粗牙普通螺纹标准( ) ,选取螺纹公称直径(螺纹小径)。 3 、螺栓组联接的二种方案如图所示,已知外载荷 R, L=300mm , a=60mm ,求: (1 )螺栓组在两个方案中受力最大螺栓的剪力各为多少?(剪力以 R 的倍数表示) (可用计算法或作图法求) (2 )分析哪个方案较好,为什么? 3、解: 方案( a): 设通过螺栓组对称中心并与接合面相垂直的轴线为回转轴线(螺栓2 的轴线)。在工作载荷的作用下,螺栓组联接承受横向工作剪力以及由产生的转矩的作用。在转矩的作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力在工作剪力作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力(方向与相反) 因此(与同向) (与反向) (与反向) 则螺栓所受最大工作剪力方案: 设通过螺栓组对称中心并与接合面相垂直的轴线为回转轴线。在工作载荷的作用下,螺栓组联接承受横向工作剪力以及由产生的转矩的作用。在转矩的作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力在工作剪力作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力(方向与相反) 由图显然与的合力最大因此则螺栓所受最大工作剪力。由上面分析计算可以看出: 方案螺栓最大工作剪力较小, 而且各螺栓受力相对(a) 方案较均匀,方案较好。