机械设计精选题100例

第三章 机械零件强度

1、某优质碳素结构钢零件，其?s=280MPa，?B=560MPa，?－1=250MPa，工作应力?max=155MPa，?min=30MPa，零件的有效应力集中系数K?=1.65，尺寸系数??=0.81，表面状态系数?=0.95，等效系数??=0.30。如取许用安全系数?S?=1.5，试校核该零件的强度是否足够（为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数）。

2、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力?max,，最小应力?min，平均应力?m，应力幅?a，循环特性r。 3、某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力?max?180MPa，最小工作应力?min?150MPa，屈服极限?S?240MPa，对称循环疲劳极限??1?180MPa，脉动循环疲劳极限?0?240MPa，略去危险截面处应力集中系数等综合影响系数(K?)D的影响，试求：

（1）等效系数??值 （2）安全系数S值

4、已知材料??1?260MPa，?0?360MPa，数，用图解法及计算法求安全系数S。 注：简化疲劳极限线图采用折线图法。

5、某钢制零件,其?B?560MPa，?S?280MPa，??1?250MPa，?0?385MPa。工作变应力

K?????2.5，?a?50MPa，?m?40MPa，r?常

?max?155MPa，?min?30MPa，零件的有效应力集中系数K??165.，绝对尺寸系数???08.，表

面状态系数??0.95。要求许用安全系数?S??15.，r?常数，校核该零件的强度是否足够。

6、一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限?S?550MPa，对称循环疲劳极限

??1?320MPa，脉动循环疲劳极限?0?540MPa，已知最大工作应力?max?185MPa，最小工作

应力?min??75MPa，r=常数，综合影响系数(K?)D?2，试绘制该零件的许用极限应力图（折线图），并用作图法计算它的安全系数，指出该零件可能发生的破坏形式。

7、某零件的材料?B?1000MPa，?S?800MPa，??1?400MPa，???0.25，试画出其简化极限应力图；当工作应力?max?300MPa，?min??100MPa，试在该图上标出此点K，并说明是否在安全区。

78、某零件受对称循环变应力，其材料在N0?10次时，??1?300MPa，疲劳曲线方程的指数m?9。4若零件的实际工作情况为：在?1?600MPa下工作N1?10次，在?2?400MPa下工作

N2?4?104，试问若又在?3?350MPa下工作，允许工作多少次数？

9、某钢制零件已知材料的极限应力图，其??1?256MPa，?0?456MPa，?S?0.6?B，

?B?800MPa，该零件的有效应力集中系数K??141.，尺寸系数???0.91，表面状态系数??1，

寿命系数kN?12.，工作应力的循环特性r??0268.。

1.试用作图法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力?max值； 2.该零件过载时的可能破坏形式；

3.绘出工作应力??t图(图上标出?min，?max，?a，?m)。

710、有一材料?S?360MPa，??1?220MPa，在?N?C式中m?9，N0?10，问当N??时，

m疲劳强度?rN≥?S，此时会出现什么现象？是否可按此应力设计。

11、如已知材料的对称循环疲劳极限??1=240MPa，脉动循环疲劳极限?0＝420MPa，屈服极限?S=570MPa，试画出按折线简化的极限应力图。如有一应力状态K(?Km，?Ka)为已知，其应力变化规律为r＝?min?max=常数=0.75，?m＝180MPa，试在极限应力图上标出K点的极限应力点。 12、图示为一塑性材料的简化极限应力图，1)请标出图中点A、B、S的坐标；2)设用该材料制造机械零件，其综合影响系数(K?)D＝2，则考虑综合影响系数时点A?、B?在图上何处，请标出。

13、已知极限应力图中某应力状态C(?Cm,?Ca),试在该图上标出C点按三种应力变化(r??min?max=常数、?m=常数及?min=常数)时的极限应力点。 第5章 螺纹连接 14、图示某机构上的拉杆端部采用普通螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷F＝16kN，载荷很少变动。螺钉和拉杆材料为Q235钢，屈服极限?S?240MPa，试确定拉杆螺纹的最小直径（安全系数可取.)。 ?SS??16 15、图示吊钩起重量W＝20 kN，吊钩材料为5.8级，Q235，起重用，取安全系数SS?5，?S?400MPa，试求吊钩螺纹部分所需最小直径。 ??

16、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D＝155 mm的圆周上，接合面摩擦系数?=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）Kf?12.。若联轴器传递的转矩T＝1500 N?m，问每个螺栓预紧力F?应为多大？

.mm，中径d2?14.701mm，17、图示螺栓联接中，采用两个M16（小径d1?13835）的普通螺栓，螺栓材

料为45钢，8.8级，?S?640MPa，联接时不严格控制预紧力（取安全系数SS?4，被联接件接合面间的摩擦系数?=0.2。若考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）Kf?12.，试计算该联接允许传递的静载荷FR（取计算直径dc=d1）。 ?? 18、一受轴向外载荷F＝1000 N的紧螺栓联接，螺栓的刚度为C1，被联接件的刚度为C2，且C2＝8C1；预紧力F?＝1000 N。试求螺栓中的总拉力F0和被联接件中的剩余预紧力F?。

19、图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ＝100000N，螺栓材料为5.8级，Q235，

?S?400MPa，安装时不控制预紧力，取安全系数?SS??4，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确

定螺栓所需最小直径。

20、已知普通粗牙螺纹大径d=24mm，中径d2?22.051mm，螺距P＝3mm，螺纹副间摩擦系数?=0.15，试求： 1）螺纹升角?； 2）此螺栓能否自锁？

3）若用此螺栓作起重螺杆，起重时的效率?为多少？

21、气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm，许用拉应力???=120MPa，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径dc=d1）。 22、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。螺栓均匀分布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数?=0.15，考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）Kf?12.。若联轴器传递的转矩T＝150N.m，载荷较平稳，螺栓材料为6.8级，45钢，?S?480MPa，不控制预紧力，安全系数取SS?4，试求螺栓的最小直径。 23、如图所示的夹紧联接柄承受静载荷FQ＝720N，螺栓个数z＝2，联接柄长度L＝250mm，轴直径

??dB?60mm，夹紧接合面摩擦系数?＝0.15，螺栓材料为4.6级、Q235钢、?S?240MPa，拧紧时不严格控制预紧力，取安全系数SS?4,试求螺栓所需最小直径（或计算直径）。 ??

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