机械设计作业布置.pdf

思 考 题 1-1 机械零件设计应满足哪些基本准则？ 1-2 什么叫机械零件的失效？机械零件主要的失效形式有哪些？ 1-3 提高机械零件强度的措施有哪些？ 1-4 在什么条件下要按刚度准则设计机械零件？提高零件的刚度有哪些措施？ 1-5 选用机械零件材料时主要考虑什么原则？ 1-6 举例说明什么叫静载荷、变载荷、静应力和变应力？ 1-7 什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？ 1-8 影响材料的极限应力的因素有那些？ 1-9 线性疲劳损伤累积方程（Miner 方程）的意义是什么？ 1-10 影响材料疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？这些因素对变应力的哪一部分有影响？ 1-11 什么是有效应力集中系数？机械零件设计中，常见的应力集中源有哪些？有三个形状尺寸一样，工作 条件也相同，分别用铸铁、低强度钢、高强度钢制造的零件，哪个零件的有效应力集中系数最大？ 1-12 什么叫接触应力和接触强度？影响接触应力大小的因素有哪些？ 1-13 举例说明零件的结构及工艺对被设计零件疲劳强度的影响。 习题 1-1 从手册中查找下面各材料的名称和性能数据，并填入表中： 抗拉强度极 屈服强度极 延伸率 硬 度 弹性模量 材料牌号 材料名称 限 限 σ5 / % HB E / Mpa σB/ MPa σs / MPa HT200 ZG270-500 Q235 45 调质 40Cr QA19-4 1-2 已知σ ＝500 MPa，σ = 300 MPa ，求 σ ，σ ，r,并画出变应力图。 min a max m 1-3 图示为一转轴，在轴上作用有轴向力F ＝3000 N和径向力F ＝6000N，支点间距L ＝300 mm，轴的直径 a r d ＝50mm，求力F 作用面上的σ ，σ ，σ ，σ ，r ，并画出变应力图。 r max min m a 1-4 已知一合金结构钢的简化疲劳极限线图如图所示。等效系数ψσ＝0.43，若零件工作应力点M 恰在 OE 线上，其最大工作应力σ ＝426 MPa ，最小工作应力σ ＝106 MPa，有效应力集中系数k ＝1.42，绝对尺 max min σ 寸系数 εσ＝0.91，表面状态系数β＝1，试求按简单加载情况下零件的安全系数（按无限寿命考虑）。 1-5 某钢制零件承受非对称循环（循环特性 r ＝-0.4 ）的两级应力（不稳定变应力）作用，第一级名义应力 最大值 σ 5 5 ＝500 MPa，作用10 次，第二级名义应力最大值 σ ＝400 MPa ，作用2×10 次，如该钢材的标准 1 2 平滑试件试验得的 σ 7 ＝500 MPa，σ =800 MPa ，循环基数 N = 10 次，材料常数 m = 9 ，该零件的有效应 -1 0 0 力集中系数 k =1.62 ，绝对尺寸系数 ε ＝0.83，表面状态系数β＝0.95 。试估算该零件的计算安全系数。 σ σ 例 题 例1-1 某转动心轴，其危险剖面上的平均应力为 σ = 20 MPa ，应力幅 σ = 30 MPa ，试求最大应力 σ 、