机械设计基础常见计算题及详细答案

机械设计复习时用的,很好用哦

机械设计基础常见计算题及详细答案

包括材料力学计算、带传动、齿轮传动、 蜗轮蜗杆传动、轴系等计算分析典型习 题集附详细答案

2010年5月26日整理

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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σB=750MPa,循 环基数N0=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: 1,5 104

5 10 6 350 9 584 MPa 4 5 10 5 10 6 350 9 452 MPa 5 5 10

取 -1,5 104 s 550 MPa

1,5 10

5

1,5 10 1,5 10 350 MPa7 6

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3-19 某零件如图所示，材料的强度极限 σB=650MPa,表面精车，不进行强化处理。 试确定Ι-Ι截面处的弯曲疲劳极限的综合影响 系数Kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数Kτ 。

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解:

r 3 0.075 d 40

D 48 1 .2 d 40

1、 由表3 2得： 由附图3 - 1得 :

1.82q 0.84

1.47q 0.86

理论应力集中系数 敏性系数

有效应力集中系数 : 2、 尺寸系数：

k 1 q 1 1 0.86 1.47 - 1 1.40

k 1 q 1 1 0.84 1.8 - 1 1.69

由附图3 - 2

3、 表面质量系数： 由附图3 - 4 4、 强化系数： q 1 弯曲疲劳极限综合影响系数：

0.77 0.87 0.81

1 1.69 1 k 1 2.49 0.77 0.81 1 1 1.40 1 k 1 1.84 0.87 0.81 1

剪切疲劳极限综合影响系数：

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3-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：σs=360MPa,σ1=300 MPa,ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σmax=190MPa, 最小工作应力σmin=110MPa,应力变化规律为σm=常数，弯曲疲 劳极限的综合影响系数Kd=2.0,试分别用图解法和计算法确定该 零件的计算安全系数。

1、作图法 (比例尺)A点坐标 1 300 0, k 2.0 150

AD的斜率 0.2 e 0.1k 2.0

S ca

30 25 1.4 30 10

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2、计算法190 110 m 150 MPa 2 2 max min 190 110 a 40 MPa 2 2 lim 1 k k m 300 1.8 0.2 150 S ca 1 .5 k m a 1.8 150 40

max min

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带传动习题解答

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8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带 轮基准直径dd1=140mm,大带轮基准直径 dd2=400mm,鼓轮直径D=250mm,为了提 高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力F不 变)的条件下，将输送带的速度v提高，设电 动机的功率和减速器的强度足够，且更换大 小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影 响可忽略不

计，为了实现这一增速要求，试 分析采用下列哪种方案更为合理，为什么? (1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm;

(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm;(3)将鼓轮直径D增大到350mm。

0 d d 2 d d1 D 400 200 350 0 0 1.4 d d 2 d d1 D 280 140 250

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解：仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且 提高的幅度是相同的。0 d d 2 d d1 D 400 200 350 0 0 1.4 d d 2 d d1 D 280 140 250

但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。 方案一：仅使包角α1略有增加，但带速没有增加，小轮的 弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。 方案三：完全没有考虑带的传动能力。 方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角α1略有增加 更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的 传动功率得到根本改善。 结论：方案二合理11

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链传动习题解答