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机机械械零零件件的的强强度度.

机械零件的强度.

第⼀篇总论

第三章机械零件的强度

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ

-1=180MPa，取循环基数N

=5?106，m=9，

求循环次数N分别为7000，2500，620000

次是时的有限寿命弯曲疲劳极限。

3-2已知材料的⼒学性能为σS=260MPa，σ

-1=170MPa，ψ

σ=0.2,绘制此材料的简化极

限应⼒线图（参看图3-3中的A’D’G’C）。3-3⼀圆轴的轴肩尺⼨为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。材料为40CrNi，其强度极限σ

B=900MPa，屈服极限σ

S

=750MPa，计算轴

肩的弯曲有效应⼒集中系数

σ。

3-4圆轴轴肩处的尺⼨为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如⽤题3-2中的材料，设其强度极

限σ

B

=420MPa，绘制此零件的简化极限应⼒线图。

3-5如题3-4中危险截⾯上的平均应⼒σ

m=20MPa，应⼒幅σ

a

=900MPa，分别按：a）

r=C；b）σ

m

=C，求出该截⾯的计算安全系

数S

ca

。

第⼆篇联接

第五章螺纹联接和螺旋传动

5-1分析⽐较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举⼀例说明它们的应

⽤。

5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？

5-3分析活塞式空⽓压缩机⽓缸盖联接螺栓在⼯作时的受⼒变化情况，它的最⼤应⼒，

最⼩应⼒如何得出？当⽓缸内的最⾼压⼒

提⾼时，它的最⼤应⼒、最⼩应⼒将如何

变化？

5-4图5-49所⽰的底板螺栓组联接受外⼒F∑的作⽤。外⼒F∑作⽤在包含x轴并垂直于底

板接合⾯的平⾯内。分析底板螺栓组的

受⼒情况，并判断哪个螺栓受⼒最⼤？保

证联接安全⼯作的必要条件有哪些？

5-5图5-50是由两块边板和⼀块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各⽤4个

螺栓与⽴柱相联接，托架所承受的最⼤载

荷为20N，载荷有较⼤的变动。问：此

螺栓联接采⽤普通螺栓联接还是铰制孔⽤

螺栓联接为宜？为什么？

5-6已知⼀个托架的边板⽤6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受⼀与边板螺栓组的垂直

对称轴线相平⾏、距离为250mm、⼤⼩为

60N的载荷作⽤。现有如图5-51所⽰的

两种螺栓布置型式，设采⽤铰制孔⽤螺栓

联接，问哪⼀种布置型式所⽤的螺栓直

径较⼩？为什么？

5-7图5-52所⽰为⼀拉杆螺栓联接。已知拉杆所受的载荷F=56N，载荷稳定，拉杆材料为

Q235钢，设计此联接。

5-8两块⾦属板⽤两个M12的普通螺栓联接。

若结合⾯的摩擦系数f=0.3，螺栓预紧⼒控

制在其屈服极限的70%。螺栓⽤性能等级

为4.8的中碳钢制造,求此联接所能传递的

横向载荷。

5-9受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采⽤橡胶垫⽚。已知螺栓预紧⼒F0=15000N，

当受轴向⼯作载荷F=10000N时，求螺栓

所受的总拉⼒及被联接件之间的残余预紧

⼒。

5-10图5-24所⽰为⼀汽缸盖螺栓组联接。已知

汽缸内的⼯作压⼒p=0~1Mpa，缸盖与缸

体均为钢制，直径D1=350mm，D2=250mm，

上下凸缘厚均为25mm，设计此联接。5-11设计简单千⽄顶（参见图5-41）的螺栓和螺母的主要尺⼨。起重量为40000N，起重

⾼度为200mm，材料⾃选。

第六章键、花键、⽆键联接和销联接

6-1为什么采⽤两个平键时，⼀般布置在沿周向相隔180?的位置；采⽤两个楔键时，相隔

90?~120?；⽽采⽤两个半圆键时，却布置

在轴的同⼀母线上？

6-2胀套串联使⽤时，为何要引⼊额定载荷系数m？为什么Z1型胀套和Z2型胀套的额定

载荷系有明显的差别？

6-3在⼀直径d=80mm的轴端，安装⼀钢制直齿圆柱齿轮（图6-26），轮毂宽度L’=1.5d，

⼯作时有轻微冲击。确定平键联接的尺

⼨，并计算其允许传递的最⼤转矩。

6-4图6-27所⽰的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别⽤键与联轴器的低速轴相联接。选择

两处键的类型及尺⼨，并校核其联接强度。

已知：轴的材料为45钢，传递的转矩

T=1000Nm，齿轮⽤锻钢制成，半联轴器

⽤灰铸铁制成，⼯作时有轻微冲击。

6-5图6-28所⽰的灰铸铁V带轮，安装在直径d=45mm，带轮的基准直径dd=250mm，⼯

作时的有效拉⼒F=2N，轮毂宽度L’

=65mm，⼯作时有轻微振动。设采⽤钩头

楔键联接，选择该楔键的尺⼨，并校核

联接的强度。

6-6图6-29所⽰为变速箱