机械零件 11-3(4)

3-9 弯曲疲劳极限的综合影响系数Kδ 的含义是什么它与哪些因素有关它对零件的疲劳强度和静强度各有什么影响答：在对称循环时，Kδ是试件的与零件的疲劳极限的比值；在不对称循环时, Kδ是试件的与零件的极限应力幅的比值。

Kδ与零件的有效应力集中系数σkδ、尺寸系数εδ、表面质量系数βδ和强化系数βq 有关。

Kδ对零件的疲劳强度有影响，对零件的静强度没有影响。

3-10 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等疲劳曲线有何区别在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的为什么答：区别在于零件的等寿命疲劳曲线相对于试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离（不是平行下移）。

在相同的应力变化规律下，两者的失效形式通常是相同的，如图中m1′和m2′。

但两者的失效形式也有可能不同，如图中n1′和n2′。

这是由于Kδ的影响，使得在极限应力线图中零件发生疲劳破坏的范围增大。

3-11 试说明承受循环变应力的机械零件，各在什么情况下按静强度条件和疲劳强度条件计算承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数小于 1000 时，应按静强度条件计算；当应力循环次数大于 1000 时，在一定的应力变化规律下，如果极限应力点落在极限应力线图中的屈服曲线 GC 上时，也应按静强度条件计算；如果极限应力点落在极限应力线图中的疲劳曲线 AG 上时，则应按疲劳强度条件计算 3-12 在单向稳定应变应力下工作的零件，如何确定其极限应力答：在单向稳定变应力下工作的零件，应当在零件的极限应力线图中，根据零件的应力变化规律，由计算的方法或由作图的方法确定其极限应 3-15 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些提高机械零件疲劳强度的措施有哪些影响机械零件疲劳强度的主要因素有零件的应力集中大小，零件的尺寸，零件的表面质量以及零件的强化方式。

提高的措施是：1）降低零件应力集中的影响；2）提高零件的表面质量；3）对零件进行热处理和强化处理；4）选用疲劳强度高的材料；5）尽可能地减少或消除零件表面的初始裂纹等。

四、机械零件的强度一 选择题(1) 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 Ａ 。

A. 相等B. 不相等C. 是否相等与材料和几何尺寸有关(2) 在图3-1所示某试件的a m σσ-，极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线与横轴间夹角45=θ°，则该试件受的是 Ｃ 。

图3-1A. 不变号的不对称循环变应力B. 变号的不对称循环变应力C. 脉动循环变应力D. 对称循环变应力(3) 发动机连杆横截面上的应力变化规律如图3-2所示，则该变应力的循环特性r 为 Ｃ 。

A. 0.24B. - 4.17C. - 0.24D. 4.17图3-2(4) 对于轮齿弯曲强度已满足承载能力要求的下列传动，常见失效形式为：润滑良好的闭式齿轮传动A ；蜗杆材料为钢，蜗轮材料为MPa 300B >σ青铜的蜗杆传动C 。

A. 疲劳点蚀B. 磨粒磨损C. 胶合D. 轮齿折断(5) 下列公式中 A 是正确的。

A. C N m rN =σB. C N =m σC. m 0N N N k =D. 0012σσσψσ-=- (6) 某零件的MPa 500S =σ，MPa 2201=-σ，工作应力MPa 300m =σ，MPa a 100=σ，工作点位于塑性安全区，则该零件的安全系数为 C 。

A. 1.78B. 5. 0C. 1. 25D. 1.67(7) 当转轴所受的径向力大小方向不变时，其许用弯曲应力应选 B 。

A. []0σB. []1-σC. []1+σD. []5.0-σ(15) 一对啮合的传动齿轮，单向回转，则齿面接触应力按 C 变化。

A. 对称循环B. 循环特性5.0=rC. 脉动循环D. 循环特性5.0-=r(8) 塑性材料制成的零件，进行静强度计算时，其极限应力为 A 。

A. S σB. B σC. 0σD. 1-σ(9) 绘制a m σσ-坐标中的简化疲劳极限应力线图，绘制此图起码应具备的条件是 C 。

拓展练习7-1 读球阀装配图，回答问题。

（1）该球阀由12 种零件组成，其中，标准件有 2 种。

（2）装配图由 3 个基本视图组成，分别是主视图、俯视图和左视图。

主视图采用了全剖视和断开画法，左视图采用了半剖视和拆卸画法，俯视图采用了假想画法。

（3）件11在剖视图中按不剖切处理，仅画出外形，原因是件11是杆状实心件。

（4）根据视图想象零件形状，分析零件类型。

属于轴套类的有阀芯、阀杆、手柄、填料压紧套，属于盘盖类的有阀盖，属于箱体类的有阀体。

（5）Φ14H11/c11是件11 与件10 的配合尺寸，是基孔制间隙配合。

（6）Φ18H11/c11是件11 与件 1 的配合尺寸，是基孔制间隙配合。

（7）件4由零件11 带动做旋转运动，图中所示该球阀为打开状态。

7-2 读微动机构装配图，画出导杆（件11）的零件图，尺寸从图中按比例量取。

任务要求：（1）合理的视图表达；（2）标注尺寸及公差、表面粗糙度、几何公差；（3）注写技术要求；（4）填写标题栏。

已知条件：（1）Φ20圆柱面：Ra值为1.6；圆柱度为0.01；Φ20f7的上、下极限偏差是-0.020、-0.041。

（2）其余表面：Ra值为3.2或6.3。

（3）倒角为c1。

（4）调质处理：HRB220~250。

工作情况说明：该部件为氩弧焊机的微调装置，系螺纹传动机构。

导杆的右端有一个螺孔是固定焊枪用的。

当转动手轮时，螺杆7做旋转运动，导杆11在导套10内做轴向移动，进行微调。

拓展练习7-3 根据旋塞阀的装配示意图和零件图，用A3图纸按1:1拼画旋塞阀装配图。

拓展练习7-4 根据千斤顶的装配示意图和零件图，应用AutoCAD绘制千斤顶装配图。

第2章练习题1. 单项选择1-1 构成工序的要素之一是（）。

①同一台机床②同一套夹具③同一把刀具④同一个加工表面1-2 目前机械零件的主要制造方法是（）。

①材料成形法②材料去除法③材料累加法④材料复合法1-3 快速原型制造技术采用（）方法生成零件。

①仿形②浇注③分层制造④晶粒生长1-4 在数控铣床上用球头立铣刀铣削一凹球面型腔，属于（）。

①轨迹法②成型法③相切法④范成法1-5 进给运动通常是机床中（）。

①切削运动中消耗功率最多的运动②切削运动中速度最高的运动③不断地把切削层投入切削的运动④使工件或刀具进入正确加工位置的运动1-6 在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（）。

①砂轮的回转运动②工件的回转运动③砂轮的直线运动④工件的直线运动1-7 在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动（）。

①均由工件来完成②均由刀具来完成③分别由工件和刀具来完成④分别由刀具和工件来完成1-8 背吃刀量p a是指主刀刃与工件切削表面接触长度（）。

①在切削平面的法线方向上测量的值②正交平面的法线方向上测量的值③在基面上的投影值④在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值1-9 在背吃刀量p a和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）。

①刀具前角②刀具后角③刀具主偏角④刀具副偏角1-10 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（）。

①切削深度②切削长度③切削厚度④切削宽度1-11 锥度心轴限制（）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 51-12 小锥度心轴限制（ ）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 51-13 在球体上铣平面，要求保证尺寸H （习图2-1-13），必须限制（ ）个自由度。

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 1-14 在球体上铣平面，若采用习图2-1-14所示方法定位，则实际限制（ ）个自由度。

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 41-15 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（ ）个自由度。

机械制图之零件图（四）编者：机械设计不只是使⽤3D软件画3D图，只有会了这些知识才叫设计刚刚⼊门。

“回归基本⾯”，⽆论你作了三年五年或⼗年，确信这些知识你已经掌握了，融会贯通了，学以致⽤了吗？零件图表达了零件的结构形状，尺⼨⼤⼩和技术要求。

零件图是⽤来指导制造、⽣产加⼯和零件检验的图样。

在⽣产过程中，要根据零件图注明的材料和数量进⾏备料；根据图⽰的形状、尺⼨和技术要求来加⼯制造；最后还要根据图纸进⾏检验。

6 零件结构的⼯艺性机器上绝⼤多数零件，都是通过铸造和机械加⼯来形成，因此，在画零件图时，应该使零件的结构既能满⾜使⽤上的要求，⼜要⽅便制造。

6.1 铸造零件的⼯艺结构⼀、拔模斜度⽤铸造的⽅法制造零件⽑坯时，为了便于在砂型中取出模样，⼀般沿模样拔模⽅向作成约1：20的斜度，叫做拔模斜度。

因此在铸件上也有相应的拔模斜度，如下图a所⽰。

这种斜度在图上可以不予标注，也不⼀定画出，如下图b所⽰；必要时，可以在技术要求中⽤⽂字说明。

⼆、铸造圆⾓在铸件⽑坯各表⾯的相交处，都有铸造圆⾓（下图），这样既能⽅便起模，⼜能防⽌浇铸铁⽔时将砂型转⾓处冲坏，还可以避免铸件在冷却时产⽣裂缝或缩孔。

铸造圆⾓在图上⼀般不予标注，常常集中注写在技术要求中。

下图所⽰的铸件⽑坯的底⾯（作为安装底⾯），需要经过切削加⼯。

这时，铸造圆⾓被削平。

三、铸件壁厚在浇铸零件时，为了避免各部分冷却速度的不同⽽产⽣缩孔或裂缝，铸件壁厚应保持⼤致⽤等或逐渐变化，如下图所⽰。

6.2 零件加⼯⾯的⼯艺结构6.2.1 倒⾓和倒圆如下图所⽰，为了去除零件的⽑刺、锐边和便于装配，在轴或孔的端部，⼀般都加⼯成倒⾓；为了避免因应⼒集中⽽产⽣裂纹，在轴肩处往往加⼯成圆⾓的过渡形式，称为倒圆。

6.2.2 螺纹退⼑槽和砂轮越程槽在切削加⼯中，特别是在车螺纹和磨削时，为了便于退出⼑具或使砂轮可以稍稍越过加⼯⾯，常常在零件的待加⼯⾯的未端，先车出螺纹退⼑槽或砂轮越程槽，如下图所⽰。

模块一零件铸造成型技术思考和练习一、名词解释1.透气性造型材料具有使气体通过的性能称为透气性。

2.耐火性型砂在高温作用下抗软化、抗烧结的性能称为耐火性。

3.退让性退让性是指铸件在冷却、凝固收缩时不阻碍收缩的能力。

4.整体模造型用整体模进行的造型方法称为整体模造型。

5.假箱造型在造型前预先做个假箱（底胎），然后在底胎上制下箱，因底胎不参和浇注，故称假箱造型。

6.分模造型将模型沿铸件中间的最大截面分做成两半，型腔位于上、下两个砂箱内的造型，称为分模造型。

二、填空题1.合金的流动性不好，则易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。

2.固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的根源。

3.使用灰铸铁铸造时设备简单、操作方便、成本低。

4.铸钢流动性差，收缩性大，容易产生偏析、氧化、吸气等现象，并且熔点高。

5.按砂箱特征不同造型方法有两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型等。

6.按模型特征不同造型方法包括整体模造型、假箱造型、分模造型、活块造型、刮板造型等。

7.浇注系统包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道。

8．气焊和电弧焊常用于修补裂纹、气孔、缩孔、冷隔、砂眼等。

三、简答题1.铸造性包括哪些方面？铸造性是指合金在铸造时表现出来的工艺性能，主要指合金的流动性及合金的收缩性等。

2.铸件结构工艺性应注意哪些方面？1）铸件应有合理而均匀的壁厚2）铸件结构圆角3）避免交叉和锐角连接4）厚壁和薄壁间的连接要逐步过渡5）避免过大的水平面6）铸件的起模斜度3.砂型铸造制作工序有哪些？主要工序为制造模样、制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验等。

4.按砂箱特征分造型方法有哪些？按砂箱特征不同造型方法可分为两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型等。

5.按模型特征分造型方法有哪些？按模型特征不同造型方法可以分为整体模造型、假箱造型、分模造型、活块造型、刮板造型等。

模块二锻压和焊接成形技术思考和练习一、名词解释1．始锻温度始锻温度是指锻件开始锻造的温度。

机械设计习题第3章疲劳强度问答题1.问：试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的？答：静应力只能在静载荷作用下产生，变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生。

2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

答：对称循环变应力、脉动循环变应力、非对称循环变应力3、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？特征：（1）疲劳失效过程：裂纹萌生、裂纹扩展和突然发生脆性断裂三个阶段（2）断裂面：疲劳源、光滑的疲劳区、粗糙的断裂区（3）无明显塑性变形的脆性突然断裂（4）破坏时的应力（疲劳极限）远小于材料的屈服极限影响因素：不仅与材料性能有关，变应力的循环特性，应力循环次数，应力幅都对疲劳极限有很大影响。

4、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？5、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素（Kσ）D的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？应力集中、零件尺寸、表面状态6、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？只对应力幅有影响，对平均应力没有明显影响7、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？外载荷F、ρΣ、弹性模量E、泊松比u以及b8.问：零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线是否相同？答：两者不同，零件的等寿命疲劳曲线需考虑零件上应力集中对材料疲劳极限的影响。

9.问：疲劳损伤线性累积假说的含义是什么？答：该假说是：在每一次应力作用下，零件寿命就要受到一定损伤率，当损伤率累积达到100%时（即达到疲劳寿命极限）便发生疲劳破坏。

通过该假说可将非稳定变应力下零件的疲劳强度计算折算成等效的稳定变应力疲劳强度。

10.问：机械零件上的哪些位置易产生应力集中？举例说明。

如果零件一个截面有多种产生应力集中的结构，有效应力集中系数如何求取？答：零件几何尺寸突变（如：沟槽、孔、圆角、轴肩、键槽等）及配合零件边缘处易产生应力集中。