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MPa 1801=-σ，取循环基数6
0105⨯=N ，9=m ，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] MPa 6.37310710
518093
6
9
10111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.210
5180946
9
20112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.610
518095
69
30113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('
A )0,260(C
12σσσΦσ-=
- σ
Φσσ+=
∴-121
MPa 33.2832
.01170
21210=+⨯=+=
∴-σΦσσ
得)2
33.283,233.283(D '
，即)67.141,67.141(D '
根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '
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。 [解]因
2.14554
==d D ，067.045
3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即
()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq
查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则
35.21
1191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK (
)()()35.267.141,67.141,0,260,35
.2170
,0D C A ∴
根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 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MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
[解]由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ
（1）C r =
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
28.220
2.03035.2170
m a 1-=⨯+⨯=+=
σΦσK σS σσca
（2）C σ=m
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
()()()()
81
.1203035.220
2.035.2170m a m 1-=+⨯⨯-+=+-+=
σσσσca σσK σΦK σS
第五章螺纹连接和螺旋传动p101
习题答案
螺纹类型特点应用
普通螺纹牙形为等力三角形，牙型角60o，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少应力留集中。
同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙。细牙螺纹升角
小，自锁性较好，搞剪强度高，但因牙细在耐磨，容易滑扣一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用
管螺纹牙型为等腰三角形，牙型角
55o，内外螺纹旋合后无径向
间隙，牙顶有较大的圆角管联接用细牙普通螺纹薄壁管件
非螺纹密封的55o圆柱管螺纹管接关、旋塞、阀门及其他附件
用螺纹密封的55o圆锥管螺纹管子、管接关、旋塞、阀门及其他螺
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
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙侧角3o，内外螺纹以锥面巾紧不易松动，
工艺较好，牙根强度高，对中性好
最常用的传动螺纹
锯齿形螺纹牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角3o，非工作面的牙侧角
30o。外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应力集中。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
只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋
传动，如螺旋压力机
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？
