作业1.2.3.4

标准件：使用频度极高，按国家标准由专业厂制造的零部件。螺栓、铆钉、键、销、轴承、轴承座等。 通用件：在系列相关产品同使用的零、部件。常有链轮、齿轮、蜗杆等。 专用件：在特定的机器中才使用的零件。常有箱体、立柱、轴等。

3-3 机械零件受载时，在结构、形状与尺寸有突变处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度增大而增大。

3-8 图示各零件均受静载荷作用，试判断零件A点的应力是静应力还是变应力，并确定应力比r的大小或范围。 A F F n F n Fa

A A

a、静应力 r=1 。 b、对称变应力 r=-1 。 c、非对称变应力 1>r>-1 。

3-18 已知: 某材料 σ-1=350MPa σs=550MPa σB =750MPa N=5×106 m=9 。试求N分别为：5×104、5×105、5×107时的极限应力。 解： N1=5×104 σrn =σs =550MPa 。（低周疲劳区） N2=5×105 σrn =σs 9√N0/N = 350 9√5×106/5×105 =452MPa 。（高周疲劳区） N3=5×107 σrn =σ-1 = 350 MPa 。（无限寿命区）

3-19 某零件如图所示，材料的强度极限σB=650MPa ，表面精车，不进行强化处理。试确定I-I截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数Kτ。

解：r/d=3/40=0.075 ，D/d=48/40=1.2 ；查附图3-1 qσ=0.834 ；qτ=0.8 ； 查附表3-2 ασ=(2.09-1.62)(0.075-0.1)/(0.04-0.1)+1.62=1.816 ； (用插入法) ατ=(1.66-1.32)(0.075-0.1)/(0.04-0.1)+1.32=1.462 ；

有效应力集中系数 kσ=1+qσ(ασ-1)=1.680 ； kτ=1+qτ(ατ-1)=1.399 ； 查附图3-2 3-3 尺寸系数 εσ=0.73 ； ετ=0.84 ；

查附图3-4 表面质量系数 βσ=βτ=0.86 ； 表面强化系数 βqσ=βqτ= 1 ；

疲劳极限的综合影响系数 Kσ=(kσ/εσ+1/βσ-1)/βqσ= 2.46 ； Kτ=(kτ/ετ+1/βτ-1)/βqτ = 1.83 。

3-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：εs=360MPa，ε-1=300MPa，Ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σrnax =190MPa，最小工作应力σm=110MPa，应力变化规律为σrnin =常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数 Kσ=2.0，试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。 计算法： αm=0.5(αmax+αmin)=0.5(190+110)=150MPa

σa αa=0.5(αmax-αmin)=0.5(190-110)=40MPa ； 1:10 150 A Sca=[σ-1+(Kσ-ψσ)σmma] / [Kσ(σm+σa)] M’ G 135 =[300+(2.0-0.2)150] / [2.0(150+40)]= 1.5 。 图解法：A点：σ-1e =σ-1 /Kσ=300/2.0=150MPa

C点：σS=360MPa ；

45° 零件常数(AG线斜度) ψσe = ψσ / Kσ=0.2/2.0=0.1；

40 M GC线：过C点 45°线 ；∵ σm =常数 ； C M点：(150、40) ；M’点：(150、135) ； σm 360 150 安全系数：S=(150+135) / (150+40) = 1.5 。

2-3 机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？ 序号 失效形式 计算准则 计算式 1 冲击和疲劳断裂 强度准则 σ[σ] 或σb[σb] 2 点蚀，压潰、磨损 强度准则 p[p] 或 P[P] 3 超位移、压杆失稳弹、性变形或残余变形超差 刚度准则 Y[Y] 热平衡计算准则 S>[S]或t[t] 4 润滑不良、表面发热引起胶合。 润滑条件准则 润滑条件和润泽油粘度 5 因共振或振动丧失工作条件 振动稳定性准则 fp<0.85f或fp>1.15f 材料缺陷、工况等原因，使零件在预期寿命内有多寿命准则 6 Lh>=[Lh]、R>=[R] 种形式失效（随机性原因） 可靠性准则 2-7 什么是可靠性设计？它与常规性设计有何不同？零件可靠度的定义是什么？ A 保证零件在预期的寿命内具有所需可靠度为计算准则的设计计算称可靠度设计。 B 常规设计是针对零件常见的某种具体失效形式确定计算准则的设计方法。 可靠性设计是针对零件因随机性原因引起失效，（只能在工作条件和零件性能等方面使其随机变化尽可能小，对各个失效因素的离散性特点作统计分析后，）并以在规定寿命期内失效概率确定计算准则的设计方法。

C 有一大批零件（件数N0）,在一定的工作条件下进行试验，如果在t时间内仍有N件在正常工作，则此零件在该工作条件下，工作t时间的可靠度为R=N/N0。

（一批零件在某条件下，一定时间内，仍能正常工作的概率，即为该零件在该条件下，该时间内的可靠度。）

4-1 干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦(动压流体摩擦、静压流体摩擦)。

4-9 润滑油有粘性、极压性、油性(润滑性)、闪点、凝点和氧化稳定性。润滑脂有锥入度和滴点。

4-11 流体动力润滑是靠油楔效应产生油压；流体静力润滑是靠外界油泵输入油压。

流体动力润滑在机器启动和停止时(速度不够)会有磨损、油需足够粘度，消耗功率、制造成本低；

流体静力润滑承载能力高、无磨损、精度高、不依赖流体粘度，低速时无爬行(摩擦力矩低)、设备成本高。