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机械设计习题解答

《教学日历上规定的作业》

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一章

1—2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各

举三个实例。

答：零件是组成机器的不可拆的最小单元，可以分为通

用零件和专用零件，例如：螺栓、齿轮、轴、弹

簧。构件是机器中每一个独立的运动单元体，例如：连

杆、曲轴。

部件是机械的一部分，若干装配在一起的零件所组成，

例如：发动机底盘、车身、电气设备。

1—4机械设计课程研究的内容是什么？答：主要是

介绍整台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论一般尺寸

和常用工作参数下的通用零件下

的设计，包括它们的基本设计理论和方法以及技术资

料、标准的应用等。具体内容包括：

1）总论部分——机器及零件设计的基本原则，设计计

算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方

面的基本知识；

2）联接部分——螺纹联接，键、花键及无键联接，销

联接，铆接，焊接，胶接与过盈联接等；3）传动部分——

螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦

轮传动等；4）轴系传动——滑动轴承、滚动轴承，联轴器

与离合器以及轴等；5）其它部分——弹簧，机座和箱体，

减速机和变速器等。

二章

2—3机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准

则主要有哪些？答：机械零件主要失效形式有：

1）整体断裂——过载、疲劳；

2）过大的残余应变——应力超过屈服极限；3）零

件的表面破坏——腐蚀磨损点蚀；

4）破坏正常的工作条件而引起的失效——带传动的打

滑，共振，螺纹的松弛。常用的计算准则主要有：1）强

度准则；2)刚度准则；3)寿命准则；

4)振动稳定性准则；5）可靠性准则。

2—8机械零件设计中选择材料的原则是什么？答：

机械零件设计中选择材料的原则有：

一，载荷及应力的大小和性质；二，零件的工作情况；

三，零件的尺寸及重量；

四，零件的结构复杂程度及工艺性；五，材料的经济

性；六，材料的供应状况。

1

2—9指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字

的含义：HT150，ZG230—450，

65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSn10Pb5。

答：HT150为黑色金属，“HT”代表灰铸铁，“150”

代表最小抗拉强度为150MPa。

ZG230—450为黑色金属，“ZG”代表铸钢，“230—450”

中“230”代表最小屈服强度为230MPa，“450”代表最小

抗拉强度为450MPa。65Mn为黑色金属，“65”代表含碳

量为％，“Mn”为加入合金元素。45为黑色金属，“45”

代表含碳量为％。Q235为黑色金属，“Q”代表低合金

高强度钢，“235”代表屈服强度为235MPa。40Cr为黑色

金属,“40”代表含碳量为％，“Cr”代表加入的合金

元素。20CrMnTi为黑色金属，“20”代表含碳量为％，“Cr”

“Mn”“Ti”为加入的合金元素。

ZCuSn10Pb5为有色金属，“ZCuSn”代表铸造锡青铜，

“Sn”“Pb”为合金元素，“10”“5”为合金元素“Sn”

“Pb”的含量分别为％、％。

三章

3—18某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa，

屈服极限σs=550MPa，强度极限σв=750MPa，循环基数N

о=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为5×104、5×105、

5×107次时的极限应力。解：公式1N19N0得：NN0583Mpa

﹥σs=550MPa，已发生塑性变形，因此认为该点处于N当N=5

×104时，1N19应变疲劳区，所以取σ-1N=