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机械仪表工业

机械设计习题与解析(第二版)

作者：修世超，孟祥志，宋万里

出版社：科学出版社出版时间：2021-07-01

开本：其他页数： 240

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机械设计习题与解析(第二版) 版权信息

ISBN：9787030435699
条形码：9787030435699 ; 978-7-03-043569-9
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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机械仪表工业

机械设计习题与解析(第二版) 内容简介

习题与解析部分包括每章教学要求和重点教学内容提示、思考与问答题、选择题、计算与分析、例题与解析等内容。机械设计大作业包括大作业（一）螺旋传动设计，大作业（二）轴系部件设计。每类大作业中都包括设计任务书和指导书以及参考图例等内容，其中每类作业给出了多组设计题目，而针对每组题目又设计了多种设计参数和原始条件供教学中选用。机械设计综合试卷部分共设计了四套不同形式的综合试卷，以检验学生的学习成绩，巩固所学内容。全部内容均给出参考答案。

机械设计习题与解析(第二版) 目录

目录
前言
**篇习题与解析
第1章机械设计基础知识 3
第2章螺纹连接 17
第3章轴毂连接 30
第4章挠性件传动 35
第5章齿轮传动 49
第6章蜗杆传动 73
第7章其他传动 83
第8章轴 84
第9章滚动轴承 101
第10章滑动轴承 114
第11章联轴器、离合器和制动器 127
第12章弹簧 134
第13章机械系统设计 141
第14章现代机械设计方法简介 143
第二篇机械设计与实践
第15章设计实践（一）螺旋传动设计 147
第16章设计实践（二）轴系部件设计 158
第三篇机械设计综合试卷
综合试卷（一） 173
综合试卷（二） 176
综合试卷（三） 178
综合试卷（四） 182
综合试卷（五） 185
综合试卷（六） 187
第四篇习题及综合试卷参考答案与解析
习题参考答案与解析 193
综合试卷参考答案与解析 218
参考文献 234

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机械设计习题与解析(第二版) 节选

**篇习题与解析第1章机械设计基础知识 1．教学基本要求（1）掌握机械及其零部件设计的总体概念，根据零部件的主要失效形式，拟定设计准则，用一定的设计方法来设计零部件。（2）理解机械零件的载荷与应力、极限应力、许用应力和安全系数的基本概念。（3）重点掌握各种变应力下机械零件疲劳强度计算的理论与方法。（4）掌握机械零件材料的选用原则和结构工艺性设计的基本要求，培养和树立标准化思想。 2．本章重点（1）机械零件的失效形式及计算准则。（2）变应力下机械零件的疲劳强度。（3）机械零件的工艺性、材料及选用准则。例题与解析例1-1 某转动心轴，其危险剖面上的平均应力为，应力幅，试求*大应力*小应力和循环特性r。解 *大应力为 *小应力为循环特性为该变应力为非对称循环变应力。例1-2 某静止构件受弯曲应力，扭转剪应力；材料为35钢。试分别用**、三、四强度理论求计算虚力，并校核静强度是否安全。用哪个强度理论较为合理？解（1）求材料的许用拉应力。由于，按表用插值法得许用拉应力（2）按**、三、四强度理论求计算应力按**强度理论得按第三强度理论得按第四强度理论得（3）结论。由于许用拉应力均大于按**、三、四强度理论所求得的计算应力，所以该构件强度足够，较为安全。但由于35钢塑性较好，故用第三、四强度理论较合理。例1-3 如图所示，某轴受弯矩M作用。已知：材料为优质碳素结构钢，其抗拉强度极限σB＝600MPa；D= 60mm；d＝55mm；r＝1.5mm；表面精车削加工（表面粗糙度Ra＝1.6um）；调质处理。求过渡圆角处的有效应力集中系数是ka、绝对尺寸系数和表面状态系数β。例l-3图解（1）有效应力集中系数是σB 为求（D-d）／r＝3.33及r/d =0.0273参数下的kn值，必须先从表中查出（D-d）／r=2以及r／d =0.02和0.03下的kn值，然后通过插值计算才可求得所要求的kn值。计算步骤如下：首先查教材中表．在（D-d）／r=2和σB＝600MPa条件下，r／d＝0.02时，kn=1.47，r／d =0.03时，kn=1.67；通过内插法可求得（D-d）／r =2，r／d =0.0273时的应力集中系数为再查教材中附表，在（D-d）／r=4和σB＝600MPa条件下，r/d =0.02时，kn =1.86，r/d=0.03时，kn＝1.88；通过内插法可求得（D-d）／r =4，r／d =0.0273时的应力集中系数为 *后通过内插法计算即可求得（D-d）／r＝3.33和r／d＝0.0273时的有效应力集中系数为（2）绝对尺寸系数。查表，当d=55mm，材料为碳素结构钢时。（3）表面状态系数尽。查表，当材料的σB＝600MPa及表面精车削加工（Ra＝1.6u m）时，β=0.95。在疲劳强度计算中，应根据具体情况选取尽。例如，①零件表面只经过切削加工或不加工时；②零件表面不仅机械加工而且经过强化工艺处理，两种情况应按相应的表格选取。例1-4 一优质碳素结构钢零件，其。承受工作变应力。零件的有效应力集中系数kn =1.65，绝对尺寸系数，表面状态系数β=0.95（精车）。如取许用安全系数[S]＝1.5，校核此零件的强度是否足够。解（1）计算应力幅和平均应力。应力幅平均应力（2）计算疲劳强度安全系数。据表查得等效系数也＝0.30（拉压应力，车削表面）。计算安全系数为（3）计算静强度安全系数。由上述计算结果可知，该零件的疲劳强度和静强度安全系数均大于许用安全系数[S]＝1.5，故零件强度足够。例1-5 一转轴受规律性非稳定、非对称循环变应力作用，其各级变应力的σB和，见下表的第二、第三列。各级变应力的循环次数见第四列。材料为45钢调质，表面状态系数。许用安全系数[S]＝1.5。校核该轴的疲劳强度。例1-5表单位：MPa 解（1）计算各级变应力的等效应力玩。根据公式的计算结果见例1-5表的第五列。（2）求零件的疲劳曲线指数m′。由经验公式知，N=103时由图查得q0＝0.42，由修正公式得N=103时有效应力集中系数为因此，当N =103时，零件的条件疲劳极限为根据公式得（3）求当量应力循环次数Nv。因第三级等效应力σB小于零件的疲劳极限，故对零件不会造成疲劳损伤，在求Nv时不必计入。根据式（4）求寿命系数K′N。（5）校核疲劳强度。例1-6 估算一起重机吊钩上端螺纹部分的疲劳寿命。已知：吊钩上端螺纹为标准的M64粗牙螺纹；吊钩材料为20钢，其σB＝410MPa，σx＝245MPa；螺纹部分所受载荷情况如表所示，该表是用统计方法得出的。各工况下螺纹部分所受的名义应力列于表中的第三列；每天每一名义应力作用的循环次数列于表的**列；由表可知，吊钩每天丁作的总循环数Nd=144次，故每天各应力水平所占循环数的百分比ni/Nd。列于例1-6表的第二列。解（1）确定计算应力（当量应力）σi ① 据20钢的σB从表查得螺纹的有效应力集中系数kn＝3.0，由图（表）查得M64螺杆的尺寸系数，由图查得粗车的表面状态系数β=0.88，由此得 ② 杆的应力状态是规律性非稳定脉动循环变应力，为简化计算起见，将其视为对称循环变应力。这样就可以将名义应力直接乘上系数得计算（当量）应力σi，并列于例1-6

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