机械设计课后习题答案（濮良贵）

简介：
《机械设计》课后练习题解答（编写者：濮良贵）.doc本文档包含了一系列机械设计课后习题的答案集合，涉及的内容包括机械零件的强度计算、螺纹连接的设计原理以及螺旋传动的应用技术等方面的知识点。具体解析了各个题目，对每道题进行了深入分析和解答过程描述。本章主要研究了各种类型的机械零件在不同工作条件下的承受能力和承载力特性。通过对典型机械部件的性能参数进行详细计算和分析，评估其在实际应用中的强度极限与可靠性指标。习题3-1：采用循环基数作为参数的某材料对称循环弯曲疲劳强度特征值计算问题。具体为：当循环次数N分别为7 000、25 000及620,000次时，试计算有限寿命范围内的弯曲疲劳极限。解：分析对称循环弯曲疲劳极限的定义后，可得循环次数 N 的计算公式。经计算分析可知，不同循环次数对应着相应的有限寿命弯曲疲劳极限数值。习题3-2中已给出某一材料的力学性能参数，请绘制该材料简化的等寿命寿命曲线图。解：基于材料的力学特性，可绘制简化后的等效寿命-寿命曲线图。该曲线上每一点代表某一特定的疲劳强度极限值。习题 3至4号圆轴端面处的直径尺寸为：大径D＝72毫米、小径d＝62毫米、键槽半径r＝3毫米。采用第3至4号习题中的材料，其强度极限σB取值为420MPa，并经精车加工、承受弯折载荷。疲劳集中系数βq＝1，试绘制该圆轴端面处的简化的等寿命疲劳计算曲线图。解：基于零件的尺寸和材料力学性能参数，可绘制简化的等寿命疲劳曲线；该曲线上的每一个点均对应于一个疲劳极限值。习题 3-5：同上所述的问题中所涉及的危险截面上的平均应力及应力幅值，现要求分别按照编号①和②的要求，计算确定该截面的安全系数。解 第五章 螺纹连接和螺旋传动请对普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹的特点进行分析对比，并分别举例说明它们的应用。解习题5-2对承受轴向变载荷的联接螺栓光杆部分进行精细处理会带来什么优势？解：通过使其承受轴向变位载荷的光杆部位更加精细，可降低其刚性并提升该联接结构的整体承载能力。习题 5-3 要求考察活塞式空气压缩机气缸盖联接螺栓在运行过程中的受力变化特征，并需阐述该螺栓的最大应力、最小应力的求得方式。随着气缸内最高工作压力的增加，该螺栓的最大和最小应力分别呈现何种变化趋势？解：可变容积内燃机进排气门Valve Actuator在运行过程中始终处于动态受力状态，在最低排量状态下经历最大工作应力的变化过程，该最大工作应力呈增函数特性，而最小工作应力保持恒定。第5-4题中所述的底板螺栓组受力单元承受外载荷FΣ。其受力单元所在平面包含x轴且垂直于底板的结合面。请分析该结构的受力特征，并确定哪些螺栓承受主要载荷。解：基于底板螺栓组的受力状况，进而可得各螺栓组所承受的载荷状况，并进一步确定具有最大的承载能力的那个螺栓。该龙门式起重机轨道支架图5-49是由两片边板与一块中间承重板通过焊接工艺组合而成。每组边板均采用4个螺栓紧固连接至立柱顶端。该结构承受最大静荷载20kN，且载荷变化幅度较大。请分析确定：上述结构中的螺栓连接形式应选用普通过 Bolt 连接还是带校核锪孔式 HSCB 连接较为合适？其依据是什么？解：为了解决该问题，经过对托架受力分析，认为采用铰制孔用螺栓连接更为合适。由于托架所受载荷变化较大，这种连接方式能够精确固定被连接件的相对位置，并且具有良好的抗剪切能力，从而增强节点处的可靠性和紧密性。