机械设计习题集.pdf

第一章绪论

第二章机械设计总论

一、填空题

1．机械是机器和机构总称。

2．零件是机械的制造单元，而构件是机械的运动单元。

3．机械设计中的失效是指零件失去设计时预定的功能，

常见的失效形式有疲劳断裂、弹性变形过大和表面

失效。

4．静应力强度计算时，塑性材料的极限应力为屈服极限，脆性材料的极限

应力为强度极限，而变应力强度计算时，材料的极限应力为疲劳极

限。

5．在静载荷作用下的机械零件，可能产生的是静应力，也可能产生的是动应力。

6．影响零件疲劳强度的因素主要应力集中、绝对尺寸、

表面质量，且由试验知只对应力幅影响。

7．对高强度钢制造的零件，必须特别注意减少应力集中和提高表面质量。

8．按摩擦状态不同，摩擦可分为干摩擦、湿摩擦、混合摩擦、

和边界摩擦四种。

9．应力循环特性r越大，材料的疲劳极限与持久极限越大，对零件的强度越有

利。

二、简答题

1．简述提高机械零件疲劳强度的措施有哪些？

答：①尽可能降低零件上的应力集中影响

②选用疲劳强度高的材料或采用能提高疲劳强度的热处理及强化工艺

③提高零件的表面质量

④尽可能减小或消除零件表面可能的初始裂纹的尺寸

三、计算题

1．一转轴受规律性非稳定对称循环变应力如图所示，转轴工作的总时间t=300h，转速

n=150r/min，材料为40Cr调质，硬度为200HBS，388MPa，（K）=2.7。[S]=1.3，

D

1

循环基数N0=107，m=9。求寿命系数KN，转化为等效稳定变应力时的疲劳极限-1e和实

际安全系数S，轴的强度是否满足要求？

2．一零件用合金钢制成，其危险截面上的最大工作应力240MPa，最小工作应力

max

40MPa，该合金钢的机械性能450MPa，800MPa，=0.1，

min1S

900MPa。零件危险截面的系数为K=1.3，=0.78，=1，要求：

b

（1）绘制材料的简化极限应力图；

（2）求极限值，，

ammax；

（3）取[s]=1.3，校核此轴是否安全