《机械设计》濮良贵(第九版)课后习题答案汇总

第三章 机械零件的强度

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?1N?σ?1916N05?10?180?9?373.6MPa N17?1036N05?10?180?9?324.3MPa 4N22.5?106N05?10?180?9?227.0MPa N36.2?105 σ?1N?σ?192 σ?1N?σ?1933-2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? ?σ0? ?σ0?2σ?1?σ0 σ02σ?1 1?Φσ2σ?12?170??283.33MPa 1?Φσ1?0.2 得D'(283.332,283.332)，即D'(141.67,141.67)

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，设其强度极限劳曲线。 [解] 因

r3D54??1.2，??0.067，查附表3-2，插值得?σ?1.88，查附图3-1d45d45σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲

得qσ?0.78，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?ββ0.750.91?1σ?σ?q??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?C②σm?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 Sσ-1ca?KσΦ?17035?30?0.2?20?2.28

σa?σσm2. （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 SKσ?Φσ?σm170??2.35?0.2σ??20ca?σ-1??Kσ??1.81σ?σa?m?2.35??30?20?