機械設計作業(yè)第3章題解

1、第三章第三章機械零件的強度機械零件的強度三、分析與思考題三、分析與思考題3—23圖示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件上A點的應力是靜應力還是變應力，并確定應力比r的大小或范圍。題3—23圖3—24零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等壽命疲勞曲線有何區(qū)別？在相同的應力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式是否總是相同的？為什么（用疲勞極限應力圖說明）？3—25試說明承受循環(huán)變應力的機械零件，在什么情況下可按靜強度條件計算？什么情況下可按疲勞強

2、度條件計算？答：N103時，或在疲勞極限應力圖處OGC區(qū)域時，可按照靜強度計算，否則，應按照疲勞強度計算。3—26在雙向穩(wěn)定變應力下工作的零件，怎樣進行疲勞強度的計算？答：先按單向應力分別計算出:SσSτ靜應力r=1AAAFrFrFrnnFa對稱循環(huán)應力r=1非對稱循環(huán)應力1r1答：考慮零件的幾何形狀變化、加工尺寸、加工質量及強化因素的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。在相同的應力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式相比

3、不一定相同，如圖示：Ｍ１點相同，而Ｍ２點材料靜強度失效，零件是疲勞失效，不同區(qū)域為圖中陰影面積。靜疲靜疲σmσaCGOM1M2σaσmO材料零件⑴繪制材料的簡化極限應力圖；⑵用作圖法求極限應力σr及安全系數（按r=C加載和無限壽命考慮）；⑶取[S]=1.3，試用計算法驗證作圖法求S值，并校驗此軸是否安全。s3—30一零件由45鋼制成，材料的力學性能為：σS=360MPa，σ1=300MPa，ψσ=0.2。已知零件上兩點的最大工作應力和最

4、小工作應力分別為：M1點：σmax=190Mpa、σmin=110Mpa；M2點：σmax=170Mpa、σmin=30Mpa，應力變化規(guī)律為r=常數，彎曲疲勞極限的綜合影響系數K=2.0，試分別用圖解法和計算法確定該零件的計算安全系數。3—31轉軸的局部結構如題328圖所示。已知軸的ⅠⅠ截面承受的彎矩M=300N.m，扭矩T=800N.m，彎曲應力為對稱循環(huán)，扭轉切應力為脈動循環(huán)。軸的材料為40Cr鋼調質，解：（1）A點（0，σ1），

5、B點（σ02，σ02），S點（σs.0）（2）667.11)11(?????qkk???????)2700()0(1?????KA)210350()22(00?????KB工作點：σa=(24040)2=140σm=(24040)2=100M′(166248)σm=166248=414解：0012????????MPa5000??25020??12520???k1501????kM1：M2：1502110190???m?40211019

6、0???a?100230170???m?70230170???a?圖解：892.15.316.591???S877.145.26.402???S解析法：M1:makS??????????1172.21502.0402300?????894.1190360max1??????sSM2:875.11002.07023002??????S∴725.1240414max??????rS（3）makS??????????13.1][7188.1?