第三章機械零件的強度
習題答案
3-1某材料的對稱迴圈彎曲疲勞極限，取迴圈基數，，試求迴圈次數n分別為7 000、25 000、620 000次時的有限壽命彎曲疲勞極限。
[解]3-2已知材料的力學效能為，，，試繪製此材料的簡化的等壽命壽命曲線。
[解]得，即根據點，，按比例繪製該材料的極限應力圖如下圖所示
3-4 圓軸軸肩處的尺寸為：d=72mm，d=62mm，r=3mm。如用題3-2中的材料，設其強度極限σb=420mpa，精車，彎曲，βq=1，試繪製此零件的簡化等壽命疲勞曲線。
[解] 因，，查附表3-2，插值得，查附圖3-1得，將所查值代入公式，即
查附圖3-2，得；按精車加工工藝，查附圖3-4，得，已知，則
根據按比例繪出該零件的極限應力線圖如下圖
3-5 如題3-4中危險截面上的平均應力，應力幅，試分別按①②，求出該截面的計算安全係數。
[解] 由題3-4可知
（1）工作應力點在疲勞強度區，根據變應力的迴圈特性不變公式，其計算安全係數
（2）工作應力點在疲勞強度區，根據變應力的平均應力不變公式，其計算安全係數
第五章螺紋連線和螺旋傳動
習題答案
5-5 圖5-49是由兩塊邊板和一塊承重板焊接的龍門起重機導軌托架。兩塊邊板各用4個螺栓與立柱相連線，托架所承受的最大載荷為20kn，載荷有較大的變動。試問：
此螺栓連線採用普通螺栓連線還是鉸制孔用螺栓連線為宜？為什麼？q215，若用m6×40鉸孔用螺栓連線，已知螺栓機械效能等級為8.
8，校核螺栓連線強度。
[解] 採用鉸制孔用螺栓連線為宜
因為托架所受的載荷有較大變動，鉸制孔用螺栓連線能精確固定被連線件的相對位置，並能承受橫向載荷，增強連線的可靠性和緊密性，以防止受載後被連線件間出現縫隙或發生相對滑移，而普通螺栓連線靠結合面產生的摩擦力矩來抵抗轉矩，連線不牢靠。
（1）確定m6×40的許用切應力
由螺栓材料q215，效能等級8.8，查表5-8，可知，查表5-10，可知
（2）螺栓組受到剪力f和力矩（），設剪力f分在各個螺栓上的力為，轉矩t分在各個螺栓上的分力為，各螺栓軸線到螺栓組對稱中心的距離為r,即
由圖可知，螺栓最大受力
故m6×40的剪下強度不滿足要求，不可靠。
5-6 已知乙個托架的邊板用6個螺栓與相鄰的機架相連線。托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行、距離為250mm、大小為60kn的載荷作用。現有如圖5-50所示的兩種螺栓布置形式，設採用鉸制孔用螺栓連線，試問哪一種布置形式所用的螺栓直徑最小？
為什麼？
[解] 螺栓組受到剪力f和轉矩，設剪力f分在各個螺栓上的力為，轉矩t分在各個螺栓上的分力為
（a）中各螺栓軸線到螺栓組中心的距離為r，即r=125mm
由（a）圖可知，最左的螺栓受力最大
（b）方案中
由（b）圖可知，螺栓受力最大為
5-10
第六章鍵、花鍵、無鍵連線和銷連線
習題答案
6-3 在一直徑的軸端，安裝一鋼製直齒圓柱齒輪（如下圖），輪轂寬度，工作時有輕微衝擊。試確定平鍵的尺寸，並計算其允許傳遞的最大扭矩。
[解] 根據軸徑，查表得所用鍵的剖面尺寸為，
根據輪轂長度
取鍵的公稱長度
鍵的標記鍵
鍵的工作長度為
鍵與輪轂鍵槽接觸高度為
根據齒輪材料為鋼，載荷有輕微衝擊，取許用擠壓應力
根據普通平鍵連線的強度條件公式
變形求得鍵連線傳遞的最大轉矩為
第八章帶傳動
習題答案
8-1 v帶傳動的，帶與帶輪的當量摩擦係數，包角，初拉力。試問：（1）該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少？
（2）若，其傳遞的最大轉矩為多少？（3）若傳動效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪輸出效率為多少？
[解]8-2 v帶傳動傳遞效率，帶速，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即，試求緊邊拉力、有效拉力和初拉力。
[解]8-4 有一帶式輸送裝置，其非同步電動機與齒輪減速器之間用普通v帶傳動，電動機功率p=7kw，轉速，減速器輸入軸的轉速，允許誤差為，運輸裝置工作時有輕度衝擊，兩班制工作，試設計此帶傳動。
[解] （1）確定計算功率
由表8-7查得工作情況係數，故
（2）選擇v帶的帶型
根據、，由圖8-11選用b型。
（3）確定帶輪的基準直徑，並驗算帶速
由表8-6和8-8，取主動輪的基準直徑
②驗算帶速
③計算從動輪的基準直徑
（4）確定v帶的中心距和基準長度
由式，初定中心距。
計算帶所需的基準長度
由表8-2選帶的基準長度
實際中心距
中心距的變化範圍為。
（5）驗算小帶輪上的包角
故包角合適。
（6）計算帶的根數
計算單根v帶的額定功率
由，查表8-4a得
根據查表8-5得，表8-2得，於是
計算v帶的根數
取3根。
（7）計算單根v帶的初拉力的最小值
由表8-3得b型帶的單位長度質量，所以
（8）計算壓軸力
（9）帶輪結構設計（略）
第九章鏈傳動
習題答案
9-2 某鏈傳動傳遞的功率，主動鏈輪轉速，從動鏈輪轉速，載荷平穩，定期人工潤滑，試設計此鏈傳動。
[解] （1）選擇鏈輪齒數
取小鏈輪齒數，大鏈輪的齒數
（2）確定計算功率
由表9-6查得，由圖9-13查得，單排鏈，則計算功率為
（3）選擇鏈條型號和節距
根據，查圖9-11，可選16a，查表9-1，鏈條節距
（4）計算鏈節數和中心距
初選中心距。取，相應的鏈長節數為
取鏈長節數。
查表9-7得中心距計算係數，則鏈傳動的最大中心距為
（5）計算鏈速，確定潤滑方式
由和鏈號16a，查圖9-14可知應採用定期人工潤滑。
（6）計算壓軸力
有效圓周力為
鏈輪水平布置時的壓軸力係數，則壓軸力為
9-3 已知主動鏈輪轉速，齒數，從動鏈齒數，中心距，滾子鏈極限拉伸載荷為55.6kn，工作情況係數，試求鏈條所能傳遞的功率。
[解] 由，查表9-1得，鏈型號16a
根據，查圖9-11得額定功率
由查圖9-13得且
第十章齒輪傳動
習題答案
10-1 試分析圖10-47所示的齒輪傳動各齒輪所受的力（用受力圖表示各力的作用位置及方向）。
[解] 受力圖如下圖：
補充題：如圖（b），已知標準錐齒輪，標準斜齒輪
，若中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消，應為多少？並計算2、3齒輪各分力大小。
[解] （1）齒輪2的軸向力：
齒輪3的軸向力：
即由即（2）齒輪2所受各力：
齒輪3所受各力：
10-6 設計銑床中的一對圓柱齒輪傳動，已知，壽命，小齒輪相對其軸的支承為不對稱布置，並畫出大齒輪的機構圖。
[解] (1) 選擇齒輪型別、精度等級、材料
①選用直齒圓柱齒輪傳動。
②銑床為一般機器，速度不高，故選用7級精度（gb10095-88）。
③材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40cr（調質），硬度為280hbs，大齒輪材料為45剛（調質），硬度為240hbs，二者材料硬度差為40hbs。
（2）按齒面接觸強度設計
1）確定公式中的各計算值
①試選載荷係數
②計算小齒輪傳遞的力矩
③小齒輪作不對稱布置，查表10-7，選取
④由表10-6查得材料的彈性影響係數
⑤由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。
⑥齒數比
⑦計算應力迴圈次數
⑧由圖10-19取接觸疲勞壽命係數
⑨計算接觸疲勞許用應力
取失效概率為，安全係數
2）計算
①計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值
②計算圓周速度
③計算尺寬
④計算尺寬與齒高之比
⑤計算載荷係數
根據，7級精度，查圖10-8得動載荷係數
直齒輪，
由表10-2查得使用係數
由表10-4用插值法查得
由，，查圖10-13得
故載荷係數
⑥按實際的載荷係數校正所算的分度圓直徑
⑦計算模數
取⑧幾何尺寸計算
分度圓直徑：
中心距：
確定尺寬：
圓整後取。
（3）按齒根彎曲疲勞強度校核
①由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限。
②由圖10-18取彎曲疲勞壽命。
③計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全係數
④計算載荷係數
⑤查取齒形係數及應力校正係數
由表10-5查得
⑥校核彎曲強度
根據彎曲強度條件公式進行校核
課後習題標準答案機械設計第八版
第三章機械零件的強度 習題答案 3 1某材料的對稱迴圈彎曲疲勞極限，取迴圈基數，試求迴圈次數n分別為7 000 25 000 620 000次時的有限壽命彎曲疲勞極限。解 3 2已知材料的力學效能為，試繪製此材料的簡化的等壽命壽命曲線。解 得，即根據點，按比例繪製該材料的極限應力圖如下圖所示 3 4...
機械設計 第八版 濮良貴主編 總複習 考試知識點
機械設計總複習 一 填空題 1 在v帶傳動中，帶的型號是由計算功率和小帶輪轉速兩個引數確定的。2 在圓柱齒輪傳動設計中，在中心距a及其他條件不變時，增大模數m，其齒面接觸應力不變 齒根彎曲應力減小。3 普通外圓柱螺紋聯接的公稱直徑指的是螺紋的大徑，計算螺紋的危險截面時使用的是螺紋的小徑。4 6312...
哈爾濱工業大學2023年機械設計課程設計說明書
第一章減速器結構選擇及相關效能引數計算1 51.1 減速器結構 1.2 電動機選擇 1.3 傳動比分配 1.4 動力運動引數計算 第二章 v帶的設計計算6 10 2.1 v帶的選擇與引數計算 第三章齒輪的設計計算9 3.1閉式齒輪傳動設計 3.1.1閉式齒輪選材 3.1.2閉式齒輪的設計計算與強度校...