机械零件设计概论

第9章机械零件设计概论一、选择题1．对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是（）。

A．最大应力B．平均应力C．应力幅【答案】C2．由试验知，有效应力集中，绝对尺寸，表面质量和表面强化只对零件的（）有影响。

A．应力幅B．平均应力C．应力幅和平均应力【答案】A3．零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时，磨削加工的零件与精车加工的零件相比，其疲劳强度（）。

A．较高B．较低C．相同【答案】A【解析】磨削加工与精车加工相比，后者的表面质量不如前者，而表面质量越高，零件的疲劳强度越高，因此，磨削加工的零件，其疲劳强度比精车加工高。

4．下列四种叙述中，（）是正确的。

A．应变力只能由变载荷产生B．静载荷不能产生应变力C．变应力是由静载荷产生的D．变应力是由变载荷产生，也有可能由静载荷产生【答案】D【解析】例如，心轴工作时，受到径向静载荷作用，弯曲应力就是对称循环变化的变应力。

5．绘制塑性材料的简化的极限应力图时，所必需的已知数据是（）。

A．B．C．D．【答案】A6．零件的工作安全系数为（）。

A ．零件的极限应力比许用应力B ．零件的极限应力比零件的工作应力C ．零件的工作应力比许用应力D ．零件的工作盈利比零件的极限应力【答案】A【解析】lim []S σσ=。

7．影响零件疲劳强度的综合影响系数（K ）D 或（Kr ）D 与（ ）等因素有关。

A ．零件的应力集中、加工方法、过载B ．零件的应力循环特性、应力集中、加载状态C ．零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中D ．零件的材料、热处理方法、绝对尺寸【答案】C【解析】由公式σσD σ()k k βε=或ττD τ()k k βε=可以得出结论。

σk 、τk 是有效应力集中系数，σε、τε是尺寸系数，β是表面状态系数。

8．已知45钢调质后的力学性能为：，等效系数σψ为（ ）。

A ．1.6B ．2.2C ．0.24D ．0.26【答案】C 【解析】根据等效系数计算公式：10σ02σσψσ--=。

机械零件设计概论9.1机械零件设计概述机械零件由于某种缘故不能正常工作时，称为失效。

在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。

通常此限度对载荷而言，因此适应上又称为承载能力。

零件的失效可能由于：断裂或塑性变形；过大的弹性变形；工作表面的过度磨损或损害；发生强烈的振动；联接的放松；摩擦传动的打滑等。

机械零件尽管有多种可能的失效形式，但归纳起来最要紧的为强度、刚度、耐磨性、稳固性和温度的阻碍等几个方面的问题。

关于各种不同的失效形式，相应地有各种工作能力判定条件。

设计机械零件时，常依照一个或几个可能发生的要紧失效形式，运用相应的判定条件，确定零件的形状和要紧尺寸。

机械零件的设计常按下列步骤进行：1)拟定零件的运算简图。

2)确定作用在零件上的载荷。

3)选择合适的材料。

4)依照零件可能显现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件的形状和要紧尺寸。

应当注意，零件尺寸的运算值一·般并不是最终采纳的数值，设计者还要依照制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整。

5)绘制工作图并标注必要的技术条件。

以上所述为设计运算。

在实际工作中，也常采纳相反的方式─—校核运算，这时先参照实物（或图纸）和体会数据，初步拟定零件的结构和尺寸，然后再用有关的判定条件进行验算。

还应注意，在一样机器中，只有一部分零件是通过运算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅依照工艺要求和结构要求进行设计。

9.2 机械零件的强度在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为名义载荷。

然而在机器运转时，零件还会受到各种附加载荷，通常用引入载荷系数K（有时只考虑工作情形的阻碍，则用工作情形系数K A）的方法来估量这些因素的阻碍。

载荷系数与名义载荷的的乘积，称为运算载荷。

按照名义载荷用力学公式求得的应力，称为名义应力，按照运算载荷求得的应力，称为运算应力。

当机械零件按强度条件判定时，比较危险截面处的运算应力（σ、τ）是否小于零件材料的许用应力([σ]、[τ])。

机械设计概论【摘要】在机械设计当中有许多知识是需要掌握的，要求设计理念了解，对设计当中的每一个环节都要进行校核，不要出现零件最终生产出来时废品，这样在设计时候要考虑好材料，设计参数，最后的校核，每一个步骤都是不可缺少的。

【关键词】理念；寿命；校核1.设计理念要了解设计机械零件应满足的基本要求：1.1设计机械零件的基本要求刚度方面满足设计要求，同时也要考虑寿命，在这些要求满足下要兼顾经济，也不要讲零件设计的比较笨重。

例如在机床的主轴箱设计上，就要综合考虑什么因素能直接影响主轴、轴承，主轴箱体应该具体满足怎样的强度、刚度以及抗震性，同时还要考虑主轴箱的制造方法是铸造还是焊接：（1）铸造工艺，优点就是强度及刚度大、吸振性好，可以大批大量生产，但是制造成本高、周期长。

（2）焊接工艺，优点为制造成本低，周期短，缺点就是焊缝有应力集中，强度有所下降。

1.2机械设计方法通过书本上的理论设计，通过前人的经验设计，通过做实验来设计。

1.3机械设计的一般步骤（1）动向预测（2）方案设计（3）技术设计（4）施工设计（5）试生产（4）掌握常用现代设计方法的类型、基本思想。

1.4现代设计理念有限元分析方法：一种以计算机为基础的分析方法，它是将研究对象变换成一个计算机模型，将这个模型通过一系列的求解，最终得到相应的参数。

优化设计方法：使得在解决复杂设计问题时，能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案。

计算机辅助设计：计算机辅助设计（Computer Aided Design—CAD）：它的出现使机械设计简化的很多，它可以辅助设计人员就行分析、绘图，节省了设计时间。

2.机械设计的强度校核在机械设计当中有许多设计环节需要进行校核，在这些校核当中轴的校核、轴承的校核、键的校核。

2.1轴的校核在设计当中我们要知道轴的结构和支点及轴上零件的力作用点，对轴进行受力分析、绘制弯矩图、扭矩图及当量弯矩图，要对轴上的危险截面进行校核，如果轴的直径不够大，可以进行增大。

第9章 机械零件设计概论一、填空题[1]变载荷一定产生_________应力。

[2]应力幅与平均应力之和等于______________________。

[3]根据是否随时间变化，将载荷分为____________________和_________________两类。

[4]r = -1的变应力称为___________________变应力。

[5]根据是否随时间变化，将应力分为_______________________和____________________两大类。

[6]当r =+1时称为_________________应力。

[7]r = 0的变应力称为_________________变应力。

[8]静应力是由_____________载荷产生的。

[9]应力幅与平均应力之差等于_________________________。

[10]最小应力与最大应力之比称为_______________________。

[11]机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为_____________________。

二、判断题[1]循环特性r=-1的变应力为非对称循环变应力。

（ ）[2]静载荷也可能产生变应力。

（ ）[3]静应力可看作r =+1时的变应力。

（ ）[4]静应力也可能由变载荷产生。

（ ）[5]变载荷一定产生变应力。

（ ）[6]变应力只能由变载荷产生。

（ ）三、选择题[1]下列四种叙述中，（ ）是正确的。

A 、变应力只能由变载荷产生B 、变应力只能由静载荷产生C 、静载荷不能产生变应力D 、变应力也可能由静载荷产生[2]机械零件的强度条件可以写成________。

A 、σ≤][σ，τ≤][τB 、σ≥][σ，τ≥][τC 、σ≥][σ，τ≤][τD 、σ≤][σ，τ≥][τ[3]循环特性r=0的变应力称为（ ）应力。

A 、对称循环B 、脉动循环C 、静D 、非对称循环[4]循环特性r=+1的变应力称为（ ）。