機械零件的強度

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四、機械零件的強度一選擇題(1)兩零件的材料和幾何尺寸都不相同，以曲面接觸受載時，兩者的接觸應(yīng)力值Ａ。A.相等B.不相等C.是否相等與材料和幾何尺寸有關(guān)(2)在圖3-1所示某試件的，極限應(yīng)力簡圖中，如工作應(yīng)力點M所在的ON線與橫軸間夾角°，則該試件受的是Ｃ。圖3-1A.不變號的不對稱循環(huán)變應(yīng)力B.變號的不對稱循環(huán)變應(yīng)力C.脈動循環(huán)變應(yīng)力D.對稱循環(huán)變應(yīng)力(3)發(fā)動機連桿橫截面上的應(yīng)力變化規(guī)律如圖3-2所示，則該變應(yīng)力的循環(huán)特性為Ｃ。A.0.24B.-4.17C.-0.24D.4.17

1圖3-2(4)對于輪齒彎曲強度已滿足承載能力要求的下列傳動，常見失效形式為：潤滑良好的閉式齒輪傳動A；蝸桿材料為鋼，蝸輪材料為青銅的蝸桿傳動C。A.疲勞點蝕B.磨粒磨損C.膠合D.輪齒折斷(5)下列公式中A是正確的。A.B.C.D.(6)某零件的，，工作應(yīng)力，，工作點位于塑性安全區(qū)，則該零件的安全系數(shù)為C。A.1.78B.5.0C.1.25D.1.67(7)當轉(zhuǎn)軸所受的徑向力大小方向不變時，其許用彎曲應(yīng)力應(yīng)選　B。A.B.C.D.(15)一對嚙合的傳動齒輪，單向回轉(zhuǎn)，則齒面接觸應(yīng)力按C變化。A.對稱循環(huán)B.循環(huán)特性C.脈動循環(huán)D.循環(huán)特性(8)塑性材料制成的零件，進行靜強度計算時，其極限應(yīng)力為A。

2A.B.C.D.(9)繪制坐標中的簡化疲勞極限應(yīng)力線圖，繪制此圖起碼應(yīng)具備的條件是C。A.各種循環(huán)特性值r下的實驗結(jié)果B.某一循環(huán)特性實驗求得的疲勞極限應(yīng)力C.材料的屈服極限，以及疲勞極限和D.根據(jù)理論計算出一系列數(shù)據(jù)(10)兩圓柱體接觸，其直徑，彈性模量，長度，則其接觸應(yīng)力和的關(guān)系是A。A.B.C.D.(11)四個結(jié)構(gòu)和材料完全相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大的應(yīng)力也相同，而應(yīng)力特性系數(shù)分別等于+1.0、0、－0.5、－1.0，最可能先發(fā)生失效的是D。A.甲B.乙C.丙D.丁(12)在外載荷不變的情況下，試判斷下列零件上各點應(yīng)力的變化特性(用應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)表示)：①轉(zhuǎn)動心軸，外徑上的彎曲應(yīng)力r為B；②推力球軸承滾動體上一點的接觸應(yīng)力，r為C。A.r=+1B.r=-1C.r=0D.0

3圖3-4A.對稱循環(huán)B.脈動循環(huán)C.循環(huán)特性r=-0.5的循環(huán)D.循環(huán)特性r=+1的循環(huán)(14)圖3-4所示的齒輪傳動裝置，輪1為主輪，當輪l做雙向回轉(zhuǎn)時，則輪1的齒面接觸應(yīng)力按B變化。A.對稱循環(huán)B.脈動循環(huán)C.循環(huán)特性r=-0.5的循環(huán)D.循環(huán)特性r=+1的循環(huán)二填空題(1)機械零件受載時，在截面形狀突變處處產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的程度通常隨材料強度的增加而增大。(2)在靜強度條件下，塑性材料的極限應(yīng)力是屈服極限，而脆性材料的極限應(yīng)力是抗拉強度。(3)運用Miner理論分析對稱循環(huán)下的不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力時，若材料的持久疲勞極限為，計算時所考慮的應(yīng)力幅應(yīng)當是整個工作壽命期限內(nèi)大于的應(yīng)力幅。(4)某材料的對稱循環(huán)疲勞極限，屈服極限，抗拉強度，循環(huán)基數(shù)當對稱循環(huán)次數(shù)分別為、、次時，極限應(yīng)力分別為、、。

4(5)若一零件的應(yīng)力循環(huán)特性r=+0.5,，則此時，為；為；為。(6)影響機械零件疲勞強度的主要因素，除材料性能、應(yīng)力循環(huán)特性r和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N之外，主要有應(yīng)力集中、零件尺寸和表面狀態(tài)等。(7)在圖3-5所示某零件的許用極限應(yīng)力圖中，為疲勞極限曲線，為零件的工作應(yīng)力點，下列3種情況下的極限應(yīng)力點分別為：1)應(yīng)力循環(huán)特性常數(shù)時，點；2)平均應(yīng)力常數(shù)時，點；3)最小應(yīng)力常數(shù)時，點。圖3-5(8)影響零件疲勞強度的主要因素有應(yīng)力集中，絕對尺寸，材料及熱處理(列出3項)。(9)有一零件，，工作應(yīng)力，許用應(yīng)力，則此零件的工作安全系數(shù)為1.8，許用安全系數(shù)為2.0，此零件是否安全?不安全，這是因為。(10)在靜載荷作用下的機械零件，不僅可以產(chǎn)生靜應(yīng)力，也可能產(chǎn)生變應(yīng)力。

5五分析與計算題(1)圖3-7所示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件上A點的應(yīng)力是靜應(yīng)力還是變應(yīng)力，并確定應(yīng)力循環(huán)特性的大小或范圍。圖3-7解：a)圖A點為靜應(yīng)力，r=l；b)圖A點為對稱循環(huán)變應(yīng)力，r=-1；c)圖Ａ點為不對稱循環(huán)變應(yīng)力，-1

61)若工作應(yīng)力按常數(shù)的規(guī)律變化，問該零件首先發(fā)生疲勞破壞，還是塑性變形？2)若工作應(yīng)力按循環(huán)特性常數(shù)的規(guī)律變化，問在什么范圍內(nèi)零件首先發(fā)生疲勞破壞?(圖解法、解析法均可)解：1)。，作該零件的極限應(yīng)力線圖(如答圖1)。常數(shù)時，應(yīng)力作用點在線上，與極限應(yīng)力圖交于線上，所以該零件首先發(fā)生塑性變形。答圖12)常數(shù)時，發(fā)生疲勞破壞的工作應(yīng)力點在OGA范圍內(nèi)，G點，所以，時首先發(fā)生疲勞破壞。(4)一零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為:，，。已知零件上的最大工作應(yīng)力，最小工作應(yīng)力，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)。1)當應(yīng)力變化規(guī)律為為常數(shù)時，分別用圖解法和計算法確定該零件的計算安全系數(shù)。2)若應(yīng)力變化規(guī)律為常數(shù)，該零件會發(fā)生什么形式的破壞？

7解：1)計算法：；；圖解法：由，得；；2)發(fā)生塑性變形（如答圖2）答圖2(5)某材料受彎曲變應(yīng)力作用，其力學(xué)性能為:，，?，F(xiàn)用此材料的試件進行試驗，以對稱循環(huán)變應(yīng)力作用次，作用次作用次。試確定:1)該試件在此條件下的計算安全系數(shù)。2）如果試件再作用的應(yīng)力，還能循環(huán)多少次試件才破壞?解：1)；2)。

8(6)軸的局部結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。已知軸的Ⅰ-Ⅰ截面承受的彎矩，轉(zhuǎn)矩，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)。軸材料為40Cr鋼調(diào)質(zhì)，，，，，，試計算考慮彎矩和轉(zhuǎn)矩共同作用時的計算安全系數(shù)。圖3-9解：(7)某受穩(wěn)定彎曲變應(yīng)力作用的軸類零件，最大工作應(yīng)力，最小工作應(yīng)力。已知材料的對稱循環(huán)疲勞極限，脈動循環(huán)疲勞極限，屈服極限。

91)試繪出材料的按折線簡化的極限應(yīng)力圖；2)在簡化極限應(yīng)力圖上標明工作應(yīng)力點；3)說明該零件可能的失效形式(簡單加載)。解：1）折線；見答圖3。2）工作應(yīng)力點；3)點位于疲勞安全區(qū)，可能的失效形式為疲勞破壞。答圖3(8)某材料的對稱循環(huán)持久彎曲極限，取循環(huán)基數(shù),m=9，試求循環(huán)持久次數(shù)N分別為7000，25000，620000次時的有限壽命彎曲疲勞極限。解：(9)某軸受彎曲穩(wěn)定變應(yīng)力作用:，，已知材料的

10機械性能為:，，，危險載面的，，。試求:1)繪制材料的簡化極限應(yīng)力圖，在圖中標出工作應(yīng)力點，并判別其可能破壞的形式；2)試按校核此軸的無限壽命疲勞強度；3)若疲勞強度不夠，應(yīng)采取什么措施予以提高；4)若軸的轉(zhuǎn)速為，工作時間，試按有限壽命校核其疲勞強度。解：1）繪材料簡化應(yīng)力圖，由題給。按比例作簡化極限應(yīng)力圖如答圖7所示。答圖7按所給、求出，，并繪工作點N；由已知、、求得綜合影響系數(shù)，并以此定出，做出A、C點得ACD極限線，取并延長交AC于，可以判別其可能失效形式為疲勞破壞。

112）計算機安全系數(shù)　(不安全)3）提高疲勞強度的措施：①采用表面強化處理；②用磨或拋光提高表面加工質(zhì)量；③加大過渡圓角半徑，以減少應(yīng)力集中，降低值。4）按有限壽命計算時：①求工作循環(huán)次數(shù)②計算壽命系數(shù)③有限壽命時的疲勞極限④計算安全系數(shù)(此時疲勞強度足夠)。