機(jī)械設(shè)計(jì)（第9版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解

1、九章高楝經(jīng)翼菽林同歩輔導(dǎo)叢書(shū)叢 書(shū) 配套高教版濮良貴、陳國(guó)定、吳立言主編敎你用更多的自信而對(duì)采來(lái)$一書(shū)兩用同步輔導(dǎo)+考研復(fù)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解主編段用文高校經(jīng)典教材同步輔導(dǎo)叢書(shū)物理類(lèi) 電子類(lèi) 數(shù)學(xué)類(lèi) 經(jīng)濟(jì)類(lèi)物理化學(xué)（第四版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版天大物理化學(xué)教研組編物理化學(xué)（第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版傅獻(xiàn)彩等主編機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版濮良貴、陳國(guó)定、吳立言主編機(jī)械原理（第八版）全程輔導(dǎo)及習(xí)題精解配套高教版孫桓、陳作模、葛文杰主編化工原理（修訂版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套天大版夏清、陳常貴主編大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)（上、下）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套清

2、華版張三慧主編材料力學(xué)（第四版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版劉鴻文主編材料力學(xué)I （第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套髙教版孫訓(xùn)方、方孝淑、關(guān)來(lái)泰編材料力學(xué)II （第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版孫訓(xùn)方、方孝淑、關(guān)來(lái)泰編材料力學(xué)I （第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版劉鴻文主編材料力學(xué)II （第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版劉鴻文主編結(jié)構(gòu)力學(xué)I專(zhuān)題教程同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版龍馭球、包世華主編結(jié)構(gòu)力學(xué)（第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版李廉鎧主編結(jié)構(gòu)力學(xué)II專(zhuān)題教程同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版龍馭球、包世華主編理論力學(xué)（第六版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版哈工大理論力學(xué)教研室編理論

3、力學(xué)I （第七版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版哈工大理論力學(xué)教研室編理論力學(xué)II （第七版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版哈工大理論力學(xué)教研室編物理學(xué)（第五版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版馬文尉主編工程流體力學(xué)（水力學(xué)）（第三版上冊(cè)）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版聞德蘇主編工程流體力學(xué)（水力學(xué)）（第三版下冊(cè)）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解配套高教版聞德莉;主編銷(xiāo)售分類(lèi)：機(jī)械、儀表/機(jī)械設(shè)計(jì)高校經(jīng)典教材同步輔導(dǎo)叢書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解主編段用文內(nèi)容提要本書(shū)是與高等教育出版社出版，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研 室編著，濮良貴、陳國(guó)定、吳立言主編的機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）一廿配套 的同步輔導(dǎo)及習(xí)題全

4、解輔導(dǎo)書(shū)。機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）共有18章，分別介紹緒論，機(jī)械設(shè)計(jì)總論，機(jī) 械零件的強(qiáng)度，摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述，螺紋連接和螺旋傳動(dòng)，鍵、花鍵、 無(wú)鍵連接和銷(xiāo)連接，釧接、焊接、膠接和過(guò)盈連接，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪 傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，滑動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承，聯(lián)軸器和離合器，軸，彈簧，機(jī)座 和箱體簡(jiǎn)介，減速器和變速器。本書(shū)按教材內(nèi)容安排全書(shū)結(jié)構(gòu)，各章均包括 本章重難點(diǎn)、本章要點(diǎn)、典型例題與解題技巧、歷年考研真題評(píng)析、課厲習(xí) 題全解、重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)六部分內(nèi)容。全書(shū)按教材內(nèi)容，針對(duì)各章節(jié) 習(xí)題給出詳細(xì)解答，思路清晰，邏輯性強(qiáng)，循序漸進(jìn)地幫助讀者分析并解決 問(wèn)題，內(nèi)容詳盡，簡(jiǎn)明易懂。本書(shū)可作為高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)

5、“機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）”課程的輔導(dǎo)教材，也 可作為考研人員復(fù)習(xí)備考的輔導(dǎo)教材，同時(shí)可供教師備課命題作為參考資料圖書(shū)在版編目（C】P）數(shù)據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解/段用文主編.北京：中國(guó)水利水電岀版社，2014.8（高校經(jīng)典教材同步輔導(dǎo)從書(shū)）ISBN 978-7-5170-2242-8I .機(jī)II.段111.機(jī)械設(shè)汁一高等學(xué)校一 教學(xué)參考資料IV. （DTH122中國(guó)版本圖書(shū)館C IP數(shù)據(jù)核7（2014）第14 7805號(hào)策劃編輯：楊慶川責(zé)任編輯：楊元泓加工編輯：孫丹封面設(shè)計(jì)：李佳書(shū)名高校經(jīng)典教材同步輔導(dǎo)叢書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解作者主編段用文出版發(fā)行中國(guó)水利水電出版社（

6、北京市海淀區(qū)玉淵潭南路1號(hào)D座100038）網(wǎng)打匕 E-mail： HYPERLINK mailto: （力水） HYPERLINK mailto:sales sales電話(huà)：（010） 68367658 （發(fā)行部）、82562819 （萬(wàn)水）經(jīng)售北京科水圖書(shū)銷(xiāo)售中心（零件）電話(huà):（010 ） 88383994、63202643、68545874 全國(guó)各地新華書(shū)店和相關(guān)出版物銷(xiāo)儕網(wǎng)點(diǎn)版北京萬(wàn)水電子信息有限公司刷北京正合鼎業(yè)印刷技術(shù)有限公司格170mmX227mm16 開(kāi)木 14 卬張 343 ?次2014年8月第1版 2014年8月第1次印刷數(shù)00017000 冊(cè)價(jià)21 80 元凡購(gòu)買(mǎi)我社圖韋

7、，如有缺頁(yè)、倒帀、脫頁(yè)的，札社發(fā)行部負(fù)擊諷換 版權(quán)所有侵權(quán)必究“機(jī)械設(shè)計(jì)”是一門(mén)基礎(chǔ)性的技術(shù)課程它的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基 本知識(shí)和基本技能.并具有初步確定機(jī)械設(shè)計(jì)方案、分析和設(shè)計(jì)的能力。該課程在機(jī)械類(lèi)本科教學(xué) 體系中占有十分重要的地位，是全國(guó)高校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)碩士研究生入學(xué)考試課程之一。該課具有很強(qiáng) 的理論性和實(shí)踐性旨在培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際問(wèn)題和基礎(chǔ)理論問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)的能力，鍛煉學(xué)生的思維方 式.使其能夠分析問(wèn)題.解決問(wèn)題。本書(shū)共分五個(gè)單元，共18章.每章內(nèi)容包括知識(shí)點(diǎn)歸納、典型例題與解題技巧、歷年考研真題評(píng) 析、課后習(xí)題全解、階段測(cè)試題五個(gè)部分。在知識(shí)點(diǎn)歸納.對(duì)學(xué)生或考生應(yīng)掌握的

8、有關(guān)基本概念、基 本理論和機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法進(jìn)行了分析、歸納和指導(dǎo)。本書(shū)所選典型例題大多來(lái)自于研究生入學(xué) 考試題和本科生考試題以及國(guó)內(nèi)外有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)教材、習(xí)題集和學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)等有關(guān)資料。課后習(xí)題 全部給岀了參考答案。本書(shū)在典型例題與課后習(xí)題詳解中，通過(guò)知識(shí)點(diǎn)竅、提綱挈領(lǐng)地抓住了題目 核心知識(shí)止學(xué)生清楚地了解出作者的意圖;運(yùn)用邏輯推理引導(dǎo)學(xué)生思維，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方 法和思維技巧；解題過(guò)程清晰.步驟完整、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、附圖齊全，作圖精確。本書(shū)是在校本科生學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的輔導(dǎo)教材，也是考研人員復(fù)習(xí)備考的參考書(shū)，同時(shí)可供 教師備課命題作重要參考資料。由于編者水平有限，書(shū)中錯(cuò)漏之處在所難免，懇請(qǐng)廣大

9、讀者批評(píng)指正。編者2014年4月目錄contents TOC o 1-5 h z 第1章緒論1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 本章要點(diǎn)1第2章機(jī)械設(shè)計(jì)總論 2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 本章要點(diǎn)2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)6 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第3章機(jī)械零件的強(qiáng)度8 HYPERLINK l bookmark24 o Current Docu

10、ment 本章重難點(diǎn) 8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 本章要點(diǎn)8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 典型例題與解題技巧 11 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析13 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 課后習(xí)題全解15 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)1? HYPERLINK l bookmark52 o

11、Current Document 第4章 摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述20 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 本章重難點(diǎn)20 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 本章要點(diǎn)20 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 典型例題與解題技巧23 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析24 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)24 HYPER

12、LINK l bookmark70 o Current Document 第5章螺紋連接和螺旋傳動(dòng)29本章重難點(diǎn)本章要點(diǎn) HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 典型例題與解題技巧35 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析40課后習(xí)48重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 第6章 鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷(xiāo)連接-本章重難點(diǎn)本章要點(diǎn) HYPERLINK l bookmark108 o Current

13、 Document 典型例題與解題技巧55 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析56 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 課后習(xí)題全解57 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)62 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 第7章 釧接、焊接、膠接和過(guò)盈連接 63 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 本章重難點(diǎn)63 H

14、YPERLINK l bookmark124 o Current Document 本章要點(diǎn)63 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 典型例題與解題技巧.68 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 課后習(xí)題全解70 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)73第8章帶傳動(dòng)76 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 本章要點(diǎn)邙 HYPERLINK l bookmark156 o Curr

15、ent Document 典型例題與解題技巧79 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析80 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 課后習(xí)題全解82 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)85第9章鏈傳動(dòng)87 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 本章重難點(diǎn)87 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 本章要點(diǎn)87 HYPERL

16、INK l bookmark178 o Current Document 典型例題與解題技巧92 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析94 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 課后習(xí)題全解94 HYPERLINK l bookmark184 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)97第1()章齒輪傳動(dòng)99 HYPERLINK l bookmark194 o Current Document 本章重難點(diǎn)99 HYPERLINK l bookmark196 o C

17、urrent Document 本章要點(diǎn)99 HYPERLINK l bookmark218 o Current Document 典型例題與解題技乃105 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析108 HYPERLINK l bookmark220 o Current Document 課后習(xí)題全解110 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)121第11章蝸桿傳動(dòng)123 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 本章重難

18、點(diǎn)123 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 本章要點(diǎn)123 HYPERLINK l bookmark264 o Current Document 典型例題與解題技巧128 HYPERLINK l bookmark242 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析 131 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 課后習(xí)題全解 133 HYPERLINK l bookmark268 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)141第12章滑動(dòng)軸承146 HYPERLINK l

19、bookmark230 o Current Document 本章重難點(diǎn) 146 HYPERLINK l bookmark232 o Current Document 本章要點(diǎn)146 HYPERLINK l bookmark294 o Current Document 典型例題與解題技巧149 HYPERLINK l bookmark296 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析 152 HYPERLINK l bookmark244 o Current Document 課后習(xí)題全解154重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)157第13章滾動(dòng)軸承 159 HYPERLINK l bookma

20、rk276 o Current Document 本章重難點(diǎn)159 HYPERLINK l bookmark250 o Current Document 本章要點(diǎn)159典型例題與解題技巧169 HYPERLINK l bookmark340 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析172 HYPERLINK l bookmark318 o Current Document 課后習(xí)題全解174 HYPERLINK l bookmark320 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)177第14章聯(lián)軸器和離合器178 HYPERLINK l bookmark326

21、o Current Document 本章重難點(diǎn)178 HYPERLINK l bookmark328 o Current Document 本章要點(diǎn)178 HYPERLINK l bookmark338 o Current Document 典型例題與解題技巧179歷年考研真題評(píng)析課后習(xí)題全解重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark322 o Current Document 第15章軸185 HYPERLINK l bookmark350 o Current Document 本章重難點(diǎn)1防 HYPERLINK l bookmark308

22、o Current Document 本章要點(diǎn)18.; HYPERLINK l bookmark314 o Current Document 典型例題與解題技巧188 HYPERLINK l bookmark316 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析?) HYPERLINK l bookmark298 o Current Document 課后習(xí)題全解1J2 HYPERLINK l bookmark300 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)2um第16章彈簧2)3本章重難點(diǎn) 2U3本章要點(diǎn) HYPERLINK l bookmark358 o Curr

23、ent Document 典型例題與解題技巧205 HYPERLINK l bookmark360 o Current Document 歷年考研真題評(píng)析2u課后習(xí)題全解 HYPERLINK l bookmark362 o Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)212第17章機(jī)座和箱體簡(jiǎn)介211 HYPERLINK l bookmark368 o Current Document 本章要點(diǎn)211第18章 減速器和變速器21- HYPERLINK l bookmark374 o Current Document 本章要點(diǎn)215 HYPERLINK l bookmark376 o

24、Current Document 重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)216本章要點(diǎn)曬一、本課程的內(nèi)容 躥 川叮刪I I ill 51刪磁嫌艸沁tatwrcFfF”, f、”枷仙刖刪WiW11TWMOTI本課程的內(nèi)容是介紹整臺(tái)機(jī)器機(jī)械部分設(shè)計(jì)的基本知識(shí)重點(diǎn)討論一般尺寸和常用工作參數(shù)下 的通用零件的設(shè)計(jì)包括它們的基本設(shè)計(jì)理論和方法，以及技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用等。本書(shū)討論的具體內(nèi)容是：總論部分- 機(jī)器及零件設(shè)計(jì)的基本原則、設(shè)計(jì)計(jì)算理論、材料選擇、結(jié)構(gòu)要求以及摩擦、磨損、 潤(rùn)滑等方面的基本知識(shí)。連接部分螺紋連接鍵、花鍵及無(wú)鍵連接銷(xiāo)連接，釧接焊接，膠接與過(guò)盈連接等。傳動(dòng)部分一 螺旋傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳

25、動(dòng)以及摩擦輪傳動(dòng)等。軸系部分- 滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器與離合器以及軸等。其他部分彈簧、機(jī)座和箱體、減速器和變速器等。二、本課程的性質(zhì)本課程的性質(zhì)是以一般通用零件的設(shè)計(jì)為核心的設(shè)計(jì)性課程，而且是論述它們的基本設(shè)計(jì)理論 與方法的技術(shù)基礎(chǔ)課程。三、本課程的任務(wù)本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生以下能力：有正確的設(shè)計(jì)思想并勇于創(chuàng)新探索。掌握通用零件的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，進(jìn)而具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)、研究改進(jìn) 或開(kāi)發(fā)新的基礎(chǔ)件及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的機(jī)械的能力。3具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力。掌握典型機(jī)械零件的試驗(yàn)方法,獲得實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練。了解國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并對(duì)

26、機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展右所解。機(jī)械設(shè)計(jì)總論(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解本章要點(diǎn) 一、機(jī)器的組成簡(jiǎn)單的機(jī)器由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、執(zhí)行三部分組成另外還會(huì)有不同程度的增加例如控制系統(tǒng)、輔助 系統(tǒng)等其如圖2-1所示。二.設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序分為計(jì)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)文件的編制這幾個(gè)階段同時(shí)要掌握 計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用如表2-1所示（見(jiàn)下頁(yè)）。三、對(duì)機(jī)器的主要要求1使用功能要求 機(jī)器應(yīng)有預(yù)定的使用功能。經(jīng)濟(jì)性要求機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過(guò)程中.設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)就要全面綜合地進(jìn)行考慮、設(shè)計(jì) 制造的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為機(jī)器的成本低;使用經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為高生產(chǎn)率高效率較少地消耗能源、原材料和輔助材

27、料，以及低的管理和維護(hù)費(fèi)用等。3勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)要求（1）要使所設(shè)計(jì)的機(jī)器符合勞動(dòng)保護(hù)法規(guī)的要求。（2）要把環(huán)境保護(hù)提到一個(gè)重要的位置4壽命與可靠性的要求任何機(jī)器都要求能在一定的壽命下可靠地工作。5其他專(zhuān)有要求 對(duì)不同的機(jī)器還有一些為該機(jī)器所特有的要求。表2-1設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序設(shè)計(jì)的階段工作步驟階段的目標(biāo)計(jì)劃提出任務(wù)*分析對(duì)機(jī)器的需求確定任務(wù)要求設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)總論機(jī)器功能分析提出可能的解決方案方案設(shè)計(jì)組合兒種可能的方案提出原理性的設(shè)計(jì)方案原理圖或機(jī)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)簡(jiǎn)圖技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)文件的編制決策選定方案明確構(gòu)形要求結(jié)構(gòu)化I零件設(shè)計(jì)*I部傳設(shè)訃I總砧如編制技術(shù)文件總體設(shè)計(jì)草圖及部件裝配草圖，并繪制

28、出零件 圖、部件圖及總裝圖編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)、標(biāo)準(zhǔn)明細(xì) 表、其他技術(shù)文件等四、機(jī)械零件的主要失效形式機(jī)械零件不能正常工作稱(chēng)為失效。機(jī)械零件的主要失效形式有：整體斷裂：由于零件的應(yīng)力超過(guò)其疲勞極限或由于危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力超過(guò)零件的強(qiáng)度極限而造 成的失效。機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解過(guò)大的殘余變形：由于零件的應(yīng)力超過(guò)其材料的屈服極限而引起過(guò)大的變形量使零件不能正常 工作。零件的表面破壞:零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞。這些破壞形式都是隨工作時(shí)間的 延續(xù)而逐漸發(fā)生的。腐蝕是發(fā)生在金屬表面的一種電化學(xué)或化學(xué)侵蝕現(xiàn)象。腐蝕的結(jié)果是使金屬表面產(chǎn)生銹蝕從而 使零件表面遭到破壞。對(duì)

29、于承受變應(yīng)力的零件還要引起腐蝕疲勞現(xiàn)象：磨損是兩個(gè)接觸表面在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中發(fā)生物質(zhì)喪失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象：接觸疲勞是零件表面長(zhǎng)期受到接觸變應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂紋或剝落的現(xiàn)象。破壞正常工作條件引起的失效:有些機(jī)械零件只有在一定的工作條件下才能正常工作如果這此 必備的工作條件被破壞，就將導(dǎo)致零件的失效。五、設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求亠機(jī)械零件究竟經(jīng)常發(fā)生哪種形式的失效要根據(jù)各行各業(yè)使用大量的不同機(jī)器的失效結(jié)果來(lái)具 體分析。腐蝕、磨損和疲勞是引起零件失效的主要原因。1避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求。組成機(jī)器的所有零件必須具有相應(yīng)的工作能力否則就會(huì)失效 為此機(jī)械零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和規(guī)定的壽命。強(qiáng)

30、度是零件抵抗斷裂、過(guò)大的殘余變形表面接觸疲勞的能力。剛度是零件抵抗彈性變形的能力冬 件的剛度分為整體變形剛度和表面接觸剛度兩種壽命是指零件正常工作延續(xù)的時(shí)間影響零件 壽命的主要因素是疲勞、腐蝕和磨損。大部分機(jī)械零件均在變應(yīng)力條件下工作因而疲勞破壞是引起零件失效的主要原因。影響零件材 料疲勞強(qiáng)度的主要因素是:應(yīng)力集中、零件尺寸大小、零件表面品質(zhì)及環(huán)境狀況 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)努力 從這幾方面采取措施，以提高零件抵抗疲勞破壞的能力。2結(jié)構(gòu)工藝性要求。零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性就是要求零件便于加工、便于裝配、費(fèi)用低等J零件 的結(jié)構(gòu)工藝性不僅與毛坯制造、機(jī)械加工、裝配要求有關(guān)而且還與零件的材料、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)設(shè)

31、備條件等有關(guān)。零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性具有決定性的影響是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)掌 握的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,應(yīng)給予足夠的重視。經(jīng)濟(jì)性要求。經(jīng)濟(jì)性要求就是要降低零件的生產(chǎn)成本。通常采取的措施有：采用輕型的零件結(jié)構(gòu)門(mén) 降低材料消耗;采用少余量或無(wú)余量的毛坯或簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)以減少加工工時(shí)；采用T.藝件良好的結(jié)構(gòu) 以減少加工和裝配費(fèi)用;采用廉價(jià)材料代替貴重材料;采用組合結(jié)構(gòu)代替整體結(jié)構(gòu)；盡量采用標(biāo)川 化的零部件取代特殊加工的零部件等。4質(zhì)量小的要求。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求減小零件質(zhì)量這樣不但節(jié)約材料、便于運(yùn)輸、降低成本還可以減小 運(yùn)動(dòng)零件的慣性改善機(jī)器的動(dòng)力性能可靠性要求。機(jī)器是由許多零件組成的，因而機(jī)器的可靠性取決于機(jī)械

32、零件的可靠性。為了提高零件的可靠性,應(yīng)當(dāng)使工作條件和零件性能的隨機(jī)變化盡可能小，并在使用中加強(qiáng)維護(hù)和對(duì)工作條 件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。六、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則根據(jù)機(jī)械零件的失效形式及設(shè)計(jì)要求，其設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足以下準(zhǔn)則:強(qiáng)度準(zhǔn)則Y晉剛度準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)總論壽命準(zhǔn)則振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則可靠性準(zhǔn)則R =霜=e_A(/,dz其中入為失效率。七、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法 理論設(shè)計(jì)。根據(jù)長(zhǎng)期總結(jié)出來(lái)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)某類(lèi)零件已有的設(shè)計(jì)與使用實(shí)踐而歸納出的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,或根據(jù)設(shè)計(jì)者本人的 工作經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)比的方法所進(jìn)行的設(shè)計(jì)叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。即把初步設(shè)計(jì)的零部件或機(jī)器制成小模型或小尺寸的樣機(jī),經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的手

33、段對(duì)其 各方面的特性進(jìn)行檢驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行逐步修改，從而達(dá)到完善。這樣的設(shè)計(jì)過(guò)程叫 做模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。八、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟選擇零件的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)。根據(jù)零件的使用要求，在熟悉各種零件的類(lèi)型、特性和使用范圍的基礎(chǔ)上 進(jìn)行。計(jì)算零件上的載荷。根據(jù)機(jī)器的工作情況,分析和確定作用在所設(shè)計(jì)零件上的載荷。分析失效形式，確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。根據(jù)零件的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和所受載荷進(jìn)行。選擇材料。根據(jù)零件的工作條件和特殊要求選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。確定零件的基本尺寸。通過(guò)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，確定零件的基本尺寸。零件的結(jié)構(gòu)設(shè)汁.根據(jù)功能、工藝、標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)濟(jì)性等要求進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)性設(shè)計(jì)。校核計(jì)算。必要時(shí)，對(duì)一些重要的零件進(jìn)行詳

34、細(xì)的校核計(jì)算，以確定零件工作時(shí)的安全程度和結(jié)構(gòu) 的合理性。按標(biāo)準(zhǔn)繪制零件的工作圖編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。九、機(jī)械零件的材料及選用機(jī)械零件的常用材料有金屬材料、髙分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料幾大類(lèi)。機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解十一、機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介一、選擇題1當(dāng)零件可能出現(xiàn)疲勞斷裂時(shí)，應(yīng)按A.強(qiáng)度B.剛度零件的工作安全系數(shù)為oA.零件的極限應(yīng)力比許用應(yīng)力C.零件的工作應(yīng)力比許用應(yīng)力準(zhǔn)則計(jì)算。 C.壽命I）.振動(dòng)穩(wěn)定性B.零件的極限應(yīng)力比工作應(yīng)力 D.零件的工作應(yīng)力比極限應(yīng)力使用要求。滿(mǎn)足使用要求是選擇零件材料的最基本原則。使用要求一般包括：（1）零件的工作和受載情況。（2）對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的

35、限制。（3）零件的復(fù)雜程度及材料的加工可能性。（4）材料的經(jīng)濟(jì)性。（5）材料的供應(yīng)狀況。十、機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化在機(jī)械零件設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)化的作用非常重要。對(duì)于保證零件質(zhì)量、節(jié)約材料和設(shè)備、縮短設(shè)計(jì)制 造周期、降低成本、便于安裝和維修等具有重大的意義。零件的標(biāo)準(zhǔn)化是通過(guò)對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要 素、材料性能、檢驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法和制圖要求等制定出各種設(shè)計(jì)者共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化密切相關(guān)的是系列化和通用化。系列化是指對(duì)于同一產(chǎn)品在同一基本結(jié)構(gòu)或基本條 件下，規(guī)定出若干不同輔助尺寸的產(chǎn)品。通用化是指在不同規(guī)格的同類(lèi)或不同類(lèi)產(chǎn)品之間采用同 結(jié)構(gòu)和尺寸的零件。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

36、等。出口產(chǎn)品一般應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO，總體概括為:運(yùn)用現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)、應(yīng)用力學(xué)、微電子學(xué)及信息科學(xué)等方面的最終成果與手段實(shí)現(xiàn) 某方面的轉(zhuǎn)化。重要知識(shí)點(diǎn)回顧與檢測(cè)3對(duì)大量生產(chǎn)、強(qiáng)度要求髙、尺寸不大、形狀不復(fù)雜的零件應(yīng)選擇A.鑄造B.沖壓C.自由鍛造D.模鍛工程上采用幾何級(jí)數(shù)作為優(yōu)先數(shù)字基礎(chǔ)級(jí)數(shù)項(xiàng)的公比一般取為_(kāi)75B. 710C. 715I）. /20二、是非題（認(rèn)為正確的在括號(hào)內(nèi)畫(huà)/”號(hào)，錯(cuò)誤的在括號(hào)內(nèi)畫(huà)“X”號(hào)）當(dāng)零件可能出現(xiàn)塑性變形時(shí),應(yīng)按剛度準(zhǔn)則計(jì)算。2零件的表面破壞主要是腐蝕、膳損和接觸疲芳。 TOC o 1-5 h z 調(diào)制鋼的回火溫度愈高其硬度和強(qiáng)度將愈低，塑性愈好。（ ）機(jī)器的設(shè)

37、計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。（ ）5疲勞破壞是引起大部分機(jī)械零件失效的主要原因。（ ）隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)零件的可靠度總是不變。（ ）三、問(wèn)答題什么是機(jī)械零件的條件性計(jì)算？機(jī)械設(shè)計(jì)總論參考答案一、選擇題A 2. B 3D4. B二、是非題X 2. v 3J 4. v 5J 6. x三、問(wèn)答題條件性計(jì)算是合理的簡(jiǎn)化計(jì)算。機(jī)械零件計(jì)算中常常對(duì)某些復(fù)雜的受力和變形現(xiàn)象作適當(dāng)而又 合理的簡(jiǎn)化,使計(jì)算能順利地進(jìn)行。例如以集中力代替某些實(shí)際上的分布力，以點(diǎn)支承代替某些 面支承以均布應(yīng)力代替某些實(shí)際上的分布應(yīng)力等。這樣的簡(jiǎn)化在工程計(jì)算中是允許的，由于其 結(jié)果具有一定的近似性和條件性,通常將這些計(jì)算稱(chēng)為條件性計(jì)

38、算。機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解第3章機(jī)械零件的強(qiáng)度本章重難點(diǎn)1.疲勞曲線的概念、公式和圖形。2 單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算。雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算，本章要點(diǎn) 一、材料的疲勞特性圖3-1將應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N IO?時(shí)的變應(yīng)力強(qiáng)度看作是靜應(yīng)力強(qiáng)度的狀況即|線.AB段;將應(yīng)力循環(huán) 次數(shù)103 N104時(shí)的變應(yīng)力強(qiáng)度看作是高周疲勞強(qiáng)度狀態(tài)即曲線CD和D以后段。有限壽命區(qū)間內(nèi)任意循 環(huán)次數(shù)N時(shí)的疲勞極限62的炎達(dá)式為其中6為循環(huán)特性為廠、循環(huán)次數(shù)大于No的疲勞強(qiáng)度;No為循環(huán)基數(shù);Kn為壽命系數(shù)。、等壽命疲勞曲線同一材料在不同的循

39、球特性廠下，有不同的疲勞極限67,它們之間的關(guān)系可用極限應(yīng)力線圖來(lái) 表示:按試驗(yàn)的結(jié)果這一疲勞特性曲線為二次曲線，但在工程應(yīng)用中，常將其以直線來(lái)近似代替（見(jiàn) 圖 3-2）。機(jī)械零件的強(qiáng)度圖3-2中點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)循環(huán)極限應(yīng)力點(diǎn)，點(diǎn)D%o/2yo/2）為脈動(dòng)循環(huán)極限應(yīng)力點(diǎn)，點(diǎn) （八0）為屈服極限應(yīng)力點(diǎn)，點(diǎn)G為過(guò)點(diǎn)C作與橫軸OC成135夾角的直線CD與AQ延長(zhǎng)線的交 點(diǎn)。G線稱(chēng)為疲勞強(qiáng)度極限線,GC線上任何一點(diǎn)均代表=+= g(K。+ % ) ( 2ffn + (Tfwn)4.等效對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力安全系數(shù)S“及強(qiáng)度條件式為其中加=Kq +舸m四、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算eraO 機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同

40、步輔導(dǎo)及習(xí)題全解五、雙向穩(wěn)定變應(yīng)力的疲勞強(qiáng)度計(jì)算六、機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度-(不穩(wěn)定變應(yīng)力可分為非規(guī)律性的和規(guī)律性的兩大類(lèi)。非規(guī)律性的不穩(wěn)定變應(yīng)力其應(yīng)變力參數(shù)的變化要受到很多偶然因素的影響是隨機(jī)變化的 規(guī)律性的不穩(wěn)定變應(yīng)力其計(jì)算安全系數(shù)S.,.及強(qiáng)度條件式為S廿$s其中兀=J僉字冰雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞是由法向應(yīng)力0和切向應(yīng)力r同時(shí)作用產(chǎn)生的, 其計(jì)算安全系數(shù)S.及強(qiáng)度條件為S“念運(yùn)用斷裂力學(xué)對(duì)含裂紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析和安全性評(píng)價(jià)時(shí)通常應(yīng)做以下幾方面的工作分析確定裂紋的形狀、大小及分布以確定初始裂紋的尺寸心通常應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行精確的無(wú)損探傷 來(lái)確定血。對(duì)構(gòu)件的工作載荷進(jìn)行充分的分析，運(yùn)用斷裂力學(xué)的知識(shí)

41、，確定裂紋頂端的應(yīng)力強(qiáng)度因子113通過(guò)斷裂力學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定構(gòu)件材料的斷裂韌度K1Co4對(duì)構(gòu)件進(jìn)行安全性判斷。七、機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度 機(jī)械中各零件之間力的彳專(zhuān)遞總是通過(guò)兩個(gè)零件的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。除了共形面(即兩相互接觸血的幾 何形態(tài)完全相同處處貼合)相接觸(例如平面與平面相接觸)的情況外.大量存在著異形曲面相接觸的怡 況。這些異形曲面在未受外力時(shí)的初始接觸情況不外乎是線接觸(如圖3-3(2、(b)和點(diǎn)接觸(如圖 3-3(c)、(d)兩種。圖3-3(a)、(c)所示的接觸稱(chēng)為外接觸圖3-3(b)、(d)所示的接觸稱(chēng)為內(nèi)接觸。典型例題與解題技巧例1 某鋼材的對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲疲勞極限匚】= 275 MPa,屈

42、服極限=355 MPa,取循環(huán)基數(shù)N。=IO? 壽命指數(shù)772= 9,試求循環(huán)次數(shù)N分別為10、5X1(/、10*次時(shí)相應(yīng)的壽命系數(shù)Kn和 疲勞極限O-1N o解題過(guò)程由題意知機(jī)械零件的強(qiáng)度(T-iNi = Kni(7_】=1. 67 X 275 = 459 MPa由于 355 MPa =，所以取 ct-ini = 6 = 355 MPaa-iN2 = Kn2(ti = 1 08 X 275 = 297 MPa 因 M = 108 N()= IO7，故應(yīng)取 M = IO7a-iN3 = Kn3(t_i = 1 X 275 = 275 MPa例2 已知：應(yīng)力幅6 = 200MPa,平均應(yīng)力= O

43、MPa,求出最大應(yīng)力久噠、最小應(yīng)力曲n和應(yīng)力 特性系數(shù)廠，并畫(huà)出應(yīng)力隨著時(shí)間的變化曲線，說(shuō)明這是什么類(lèi)型的應(yīng)力。解題過(guò)程 由應(yīng)力幅平均應(yīng)力求得最大應(yīng)力6 = (cTmax 皿)/2 = 200MPa6n = (amax +)/2 = OMPa Tmax = 200MPa最小應(yīng)力(Tmin = 200MPa應(yīng)力特性系數(shù)r = (Tmm /tTnwx = 1由求出的應(yīng)力特性系數(shù)廠=一1可以知道,這是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力見(jiàn)圖3-4。例3 機(jī)械零件上，規(guī)律性單向不穩(wěn)定對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲應(yīng)力如圖35所示。6 =600 MPas =550 MPa,=450 MPa,在每一個(gè)工作周期內(nèi)各應(yīng)力均作用一次=也=朋=10：,

44、=107,壽命系數(shù)m = 9,久】=400 MPa。求：家件總壽命損傷率；估計(jì)農(nóng)件剩余壽命還能工作多少周期。2 機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解解題過(guò)程（1）求零件總壽命損傷率。（計(jì)）=io7 X （|） =2. 60X 105 Ni = N（） = 10： X （鶉）=5. 69X 1（）： M = No（腎）=2x（帑）= 34.64 X 10105105.1Q52. 60 X IO：十 5. 69 X 10十 34. 64 X 10（2）估計(jì)零件剩余壽命還能工作多少周期。因?yàn)樗詰?（1-舟）/ 舟=0.7X2例4 某合金鋼制的軸受彎曲穩(wěn)定變應(yīng)力（應(yīng)力循環(huán)特性廠為常數(shù)）作用。已知該軸

45、危險(xiǎn)載面的久“、 =250MPa,（jmin =50MPa,該軸材料的 o = 450MP3，m = 700MPa = 800MPa軸危險(xiǎn)載 面處的綜合影響系數(shù)（Kd = 2.0,壽命系數(shù)Kn = 12。試：（1）繪制該零件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖；（2）分別用圖解法和解析法計(jì)算該軸的安全系數(shù)。知識(shí)點(diǎn)竅零件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖與試件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖是有區(qū)別的前者必須考慮綜合影響系數(shù)（& ）的影響但（KJf,只影響變應(yīng)力的應(yīng)力幅（久）而不影響變應(yīng)力的 平均應(yīng)力（am）o解題過(guò)程 （1）求零件簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖上對(duì)稱(chēng)循環(huán)點(diǎn)坐標(biāo)八（翠；）即4（X270）；脈動(dòng)循環(huán)點(diǎn)的坐標(biāo)廳（警療%）即廳（42（）2

46、10）；屈服極限點(diǎn)的坐標(biāo)GSs,0）,即G（800,0）e選比例尺宀=1。（器）繪制該零件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖（圖3-6）.31（3）求零件的工作應(yīng)力參數(shù)（久心、廠），并在簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖中標(biāo)出零件的工作點(diǎn) NGPa）的位置。零件的應(yīng)力幅：零件的平均應(yīng)力:曲；咖=150MPa 皿丁亦=iooMPa機(jī)械零件的強(qiáng)度工作應(yīng)力點(diǎn)N（100,150）的位置見(jiàn)圖3-60（4）計(jì)算軸的安全系數(shù)。圖解法求安全系數(shù):連接ON得極限應(yīng)力點(diǎn)N,則= ON，= OMf =弘 X 16.5 =們二 _ 麗 _ OM _ & X 10 -解析法求安全系數(shù)：因應(yīng)力等效系數(shù)，久=亦二 =0. 2857,故6）$ Kno-l

47、 1 2 X 450 _。=（Kg）d6+幾=2 X 150 + 0. 2857 X 100 歷年考研真題評(píng)析題1 （吉林工業(yè)大學(xué)2005年考研試題）45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后的性能為（7-1 = 300N/mm2,7W = 9 N。=107,以此材料作試件進(jìn)行試驗(yàn)，先以對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力6 = 500N/mm2作用=10 次再以氐=400N/mm2作用于試件，求還能循環(huán)多少次才會(huì)使試件破壞。知識(shí)點(diǎn)竅這是屬于不穩(wěn)定變應(yīng)力作用下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)疲勞損傷累積假說(shuō)（Miner 2假說(shuō)）進(jìn)行計(jì)算：2晉=0722現(xiàn)取等號(hào)右邊為1計(jì)算。,=N i解題過(guò)程凸No =*NM = N （紆=& X （鵲），106 X

48、 1. 00777N2 = 107 X105 X 7. 50847舟 + 篦=1,處=（1 一舟）N2 = 6. 7634 X 10s4 機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解題2 （大連理工大學(xué)2005年考研試題）一轉(zhuǎn)軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，受規(guī)律性非穩(wěn)定對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng) 力作用，各級(jí)應(yīng)力的最大值分別為6max = 125N/mm2 ,（j2max = 115N/mm?,軸時(shí)= 100N/mm2,作用次數(shù)分別為？n = 3 X 103次，血=7X104次，陽(yáng)=4X 106次，并已知匚】 =25ON/mnr = 9,No = 107 ,ka = 1 76,為=0 78.0= 0 95. = 0. 34,

49、許用安全系數(shù) D?ca = 1. 5,試校核該軸的疲勞強(qiáng)度。知識(shí)點(diǎn)竅（1）該軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算屬單向不穩(wěn)定變應(yīng)力作用下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題用疲勞損傷累 積假說(shuō)進(jìn)行計(jì)算。（2）彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K。=（鬟+音1）扌其中爲(wèi)辰、0題中已給強(qiáng)化系數(shù)金題中未給，當(dāng)作表面未進(jìn)行強(qiáng)化處理他=1。（3）對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力循環(huán)特性廠=1,零件的極限應(yīng)力為eh =（4）在計(jì)算安全系數(shù)時(shí)，在6中選一個(gè)作為計(jì)算時(shí)采用的應(yīng)力值，一般選最大者6或作用時(shí)間最長(zhǎng)者求出應(yīng)力情況系數(shù)念，慫解題過(guò)程（牛+于一1）古=（抖| +需一“XI 7 31（7-1 e = a- /K = 10& 2N/mm2 o選6max為計(jì)算應(yīng)力值（因6狀

50、最大）=+（擄）+4X105 （揺門(mén) =0. 7278=1. 19 103時(shí)，在一定的應(yīng)力變化規(guī)律下極限應(yīng)力點(diǎn)與極限應(yīng)力曲線中的屈服曲線相交時(shí)也“按 靜強(qiáng)度條件計(jì)算。三、計(jì)算題1解 （1）應(yīng)先求出應(yīng)力情況系數(shù)Ks。由題意得J僉名M倉(cāng)）=X （鶉）十1（）（韶）+10、（冊(cè)）=0. 634S = -1 - = = 1 18 Kq 0.634 X 600（2）求總損傷率。由題意得.M=N（）= 107 X=7.5X1M = No （寧）=107 X （） = 16. 4 X 10M = N。（寧）=IO? X （諜）=38 7 X 10s各級(jí)應(yīng)力的工作循環(huán)次數(shù)為ri = ”2 =加= 10試件的總

51、損傷率為S7A = 1| 2| “3.N, N. M 十 N,=2+12!_ + _io_=（）。25X 10!,16.4 X 1053& 7、1（）求剩余丁作循環(huán)次數(shù)幾需用Miner方程。但總損傷率等于1時(shí)事件發(fā)生疲勞破壞山 題意得得故2解（1）G 仏=血 + x | 血 + / |=工斗工豐# =叢 4止+坐、Ni N2 N3 Ni N2 N3 Jn 70 y M N2 N35 2 入 N2N3+MN3+MN225fiz式中J接合面間摩擦系數(shù)i接合面對(duì)數(shù)K、一防滑系數(shù)z螺栓數(shù)目受翻轉(zhuǎn)力矩M螺栓所受的最大匸作載荷卜 mnx Z I式中:M翻轉(zhuǎn)丿J矩L.TU.X鳳遠(yuǎn)螺栓越離nU / / I !

52、 I-i = I螺紋類(lèi)別受載典型圖例及每個(gè)螺栓所受的工作載荷受旋轉(zhuǎn)力矩T受剪 螺栓 連接每個(gè)螺栓所受工作剪力f = HZ式中:F 橫向力z螺栓數(shù)目受力最大螺栓所受工作剪力Fmax 玄式中：T旋轉(zhuǎn)力矩fax最遠(yuǎn)螺栓距離螺紋連接和螺旋傳動(dòng)E * = r? +網(wǎng)+丘E六、螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算（見(jiàn)表5-2）表5-2 螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算螺栓連接類(lèi)別強(qiáng)度準(zhǔn)則松螺栓連接CT = ?/4W 或只受預(yù)緊力的緊螺栓連接1. 3F0 r n f 4X1. 3F0受預(yù)緊力和軸向工作載荷的緊 螺栓連接受軸向靜載荷需M列需& 受軸向變載荷 m =石%;磊=受的力的餃制孔用螺栓連接螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件r =匸敘 。 栓桿與孔壁

53、的擠壓強(qiáng)度條件 =幾仁 什2,故取久=C(tp2 = 80MPa按剪切強(qiáng)度計(jì)算因?yàn)閞 = 2T/(zD7rrdl/4) r又,查表得M10的錢(qián)制孔用螺栓光桿直徑必=llmm所以= 3Dm曲門(mén)/4 = 3 X 340 X 1 X zr X 1P X 120/4N mm=11632060. 96N mm校核螺栓與孔壁配合面間的擠壓強(qiáng)度TP = Fs/（d%9T式中/訕為配合面最小接觸高度根據(jù)圖5-2結(jié)構(gòu)h =九訕=60mm 35 mm = 25mm=2 仏 =2 X 116320.96葉 _ 6 X 340 X 11 X 25=41. 47MPa 30. 721mm)。 確定普通螺栓公式長(zhǎng)度/查表

54、得 螺母GB6170 86 M36,螺母高度= 31mm查表得彈簧墊圈GB93 - 87 36,彈簧墊圈厚度6 = 9mm則/ = 2+加+ s+(0. 2 03)d = 2X35 + 31 + 9 + (0. 2 0. 3) X 36=117. 2 120. 8mm取 1= 120mm(按標(biāo)準(zhǔn)GB5782- 86,/系列10進(jìn)位)故螺栓標(biāo)記 GB5782 - 86M36 X 120螺紋連接和螺旋傳動(dòng)例2 如圖5-3(a)所示液壓缸蓋螺栓組選用6個(gè)M16的螺栓。若已知螺栓小徑弘=13. 835mm, 螺栓材料許用拉應(yīng)力= llOMPa,液壓缸直徑D = 150mm,液壓缸壓力p = 2MPa,

55、預(yù)緊 力 F。= 11000NCb/(Cb+Cm)=0.8,進(jìn)行下列計(jì)算：求螺栓的工作載荷、總拉力以及被連接件的殘余預(yù)緊力。校核螺栓的強(qiáng)度是否足夠。按比例畫(huà)出螺栓與被連接件的受力變形圖，并在圖上標(biāo)出九、爲(wèi)、F、F2、F、Fi o知識(shí)點(diǎn)竅受軸向工作載荷的緊螺栓連接，首先是受預(yù)緊力作用，螺栓被拉伸被連接件被壓縮，然后受軸向工作載荷，螺栓進(jìn)一步被拉緊、被加載被連接件之間的壓緊力由于預(yù)緊力減 小至殘余預(yù)緊力而被減載壓縮變形得以部分恢復(fù)。螺栓所受總拉力為殘余預(yù)緊力與工 作載荷之和。解題過(guò)程(1)求單個(gè)螺栓所受的工作載荷、總拉力和被連接件的殘余預(yù)緊力在液壓缸壓力作用下螺栓所受軸向工作載荷為F = 2 X

56、yr 乂 邁生 n = 5890. 49N4z4X6螺栓所受總拉力F2 = Fa + F 廠罷丁 = (11000 + 0. 8 X 5890. 49)N = 15712. 39NCb I* Cqm被連接件的殘余預(yù)緊力F=尸2 _F = (15712. 39 5890. 49)N = 9821. 9N(2)校核螺栓的強(qiáng)度螺栓危險(xiǎn)截面的拉應(yīng)力為1. 3F24 X 1.3 X 15712. 39-cX 13.835 MU4135. 94 MPa8 機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解3 W（llOMPa）故螺栓的強(qiáng)度不夠。（3）畫(huà)螺栓與被連接件的受力變形圖（圖5-3（b）= 8可得蕓=心即器=。若

57、lanZ?l = 1 噸=例3 如圖5-4所示試計(jì)算一螺旋起重器（千斤頂）的螺桿和螺母的主要尺寸。已知起重量Q二40kN,最大起重高度L = 180 mm。圖5-4解題過(guò)程 （1）選用材料。螺桿材料選用45號(hào)鋼心=300 MPajI母材料選用ZCu-19N4n2. 花確 定需用壓強(qiáng)”=15 MPao（2）確定螺紋牙型。梯形螺紋的工藝性好牙根強(qiáng)度高對(duì)中性好.本例采用梯形螺紋、.（3）按耐磨性計(jì)算初選螺紋的中徑腫選用梯形螺紋且螺樸兼作支承故取 - 2. 5根 據(jù)教材式（5-43）得也=0- 87515 = 26. 13 mm 按螺桿抗壓強(qiáng)度初選螺紋的內(nèi)徑根據(jù)第四強(qiáng)度理論城強(qiáng)度條件為4。本例取值為5

58、。故d4 X 1 3SQ7T(7s=33. 2 mm螺紋連接和螺旋傳動(dòng)/4 X 1. 3 X 5 X 40000V 3. 14 X 300綜合考慮,確定螺桿直徑。比較耐磨性計(jì)算和抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果，可知本例螺桿直 徑的選定應(yīng)以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5796-1968選定螺桿尺寸參 數(shù)：螺紋外徑/= 44 mm；螺紋內(nèi)徑= 36 mm；螺紋中徑弘=40. 5 mm；螺紋線數(shù)r?= 1 螺距 P = 7 mm。校核螺旋的自鎖能力。對(duì)傳力螺旋傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，一般應(yīng)確保自鎖性要求，以避免事故。 本例螺桿的材料為鋼，螺母的材料為青銅，鋼對(duì)青銅的摩擦系數(shù)/=009(查機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè))。因?yàn)樘菪?/p>

59、螺紋牙型角a = 30,0= a/2 = 15,所以“ =arCtan = arCtan 3. 14X40.5 = 39, = arctanA = arctan 歳=arctan 命=5。19因0 = 0,可以滿(mǎn)足自鎖要求。計(jì)算螺母高度 H。因選 0 = 2. 5,所以=2. 5X40.5 = 101. 5 mm,取為 102mm。螺紋圈數(shù)計(jì)算江=H/P = 102/7 = 14. 5。螺紋圈數(shù)最好不要超過(guò)10圈，因此宜作調(diào)整。一般手段是在不影響自鎖性要求的前提下，可適當(dāng)增大螺距P而本例螺桿直徑的選定 以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，耐磨性已相當(dāng)富裕所以可適當(dāng)減低螺母高度?，F(xiàn)取螺母髙度H = 70

60、mm,則螺紋圈數(shù)z = 10,滿(mǎn)足要求。螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算。由于螺桿材料強(qiáng)度一般遠(yuǎn)大于螺母材料強(qiáng)度，因此只需校核螺 母螺紋的牙根強(qiáng)度。根據(jù)教材表5 13,對(duì)于青銅螺母刁=3040 MPa,這里取刁= 30 MPa,由教材式(5-48)得螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切應(yīng)力為=6. 36 MPa rQ =40000Mu _ 3. 14 X 44 X 0. 65 X 7 X 10滿(mǎn)足要求。螺悸螺紋根部一般不會(huì)彎曲折斷，通常可以不進(jìn)行彎1山強(qiáng)度校核。螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算。當(dāng)軸向壓力大于菓一臨界值時(shí),螺桿會(huì)發(fā)生側(cè)向彎初喪失穩(wěn)泄 性。如圖5-4(b)所示，取B = 70 mm,則螺桿的工作長(zhǎng)度/ = 1 B + H/2