第三章 机械零件的强度p45
习题答案
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ?1?180MPa，取循环基数N0?5?106，m?9，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] σ?1N1?σ?19N05?1069?180??373.6MPa 3N17?106N05?10?180?9?324.3MPa N22.5?104 σ?1N2?σ?19 σ?1N3?σ?19N05?1069?180??227.0MPa 5N36.2?103-2已知材料的力学性能为σs?260MPa，σ?1?170MPa，Φσ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] A'(0,170) C(260,0) ?Φσ?2σ?1?σ0 σ0 ?σ0?2σ?1 1?Φσ2σ?12?170??283.33MP a1?Φσ1?0.2 ?σ0? 得D'(283.33,283.33)，即D'(141.67,141.67)
22 根据点A'(0,170)，C(260,0)，D'(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
r3D54?1.2，??0.067，[解] 因?查附表3-2，插值得?σ?1.88，查附图3-1得qσ?0.78，
d45d45将所查值代入公式，即
kσ?1?qσ??σ?1??1?0.78??1.88?1??1.69
查附图3-2，得εσ?0.75；按精车加工工艺，查附图3-4，得βσ?0.91，已知βq?1，则
?kσ1?1?1.691?1?Kσ????1???1????2.35 ?ε??σβσ?βq?0.750.91?1?A0,170,C?260,0?,D141.67,141.67
2.352.35????根据A?0,72.34?,C?260,0?,D?141.67,60.29?按比例绘出该零件的极限应力线图如下图
3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力σm?20MPa，应力幅σa?20MPa，试分别按①r?C②
σm?C，求出该截面的计算安全系数Sca。
[解] 由题3-4可知σ-1?170MPa,σs?260MPa,Φσ?0.2,Kσ?2.35
（1）r?C
工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 Sca?σ-1170??2.28
Kσσa?Φσσm2.35?30?0.2?20 （2）σm?C
工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数 Sca?σ-1??Kσ?Φσ?σm170??2.35?0.2σ??20??1.81Kσ?σa?σm?2.35??30?20?
第五章 螺纹连接和螺旋传动p101
习题答案
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 螺纹类特点 应用 型 普通螺牙形为等力三角形，牙型角60o，内外螺纹旋合后留一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹 有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少纹常用于细小零件、薄壁管件或应力留集中。同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和受冲击、振动和变载荷的连接中，细牙。细牙螺纹升角小，自锁性较好，搞剪强度高，也可作为微调机构的调整螺纹用 但因牙细在耐磨，容易滑扣 管螺纹 牙型为等腰三角形，牙型管联接用细牙普通螺纹 薄壁管件 角55o，内外螺纹旋合后无非螺纹密封的55o圆柱管管接关、旋塞、阀门及其他附件 径向间隙，牙顶有较大的螺纹 圆角 用螺纹密封的55o圆锥管管子、管接关、旋塞、阀门及其螺纹 他螺纹连接的附件 米制锥螺纹 气体或液体管路系统依靠螺纹密封的联接螺纹 梯形螺牙型为等腰梯形，牙侧角3o，内外螺纹以锥面巾紧最常用的传动螺纹 纹 不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好 锯齿形牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角3o，非工作面只能用于单向受力的螺纹联接或螺纹 的牙侧角30o。外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应螺旋传动，如螺旋压力机 力集中。内外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根旨度高的特点 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？ 答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。
5-3 分析活塞式空气压缩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？
解：
最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。
5-4 图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5 图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？Q215，若用M6×40铰孔用螺栓连接，已知螺栓机械性能等级为8.8，校核螺栓连接强度。