【正文】 小，會減小小帶輪的包角，使得帶所能傳遞的功率下降。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因為小帶輪上帶的包角小，帶與輪間所能產(chǎn)生的最大摩擦力較小。這樣做不合理，因為若帶輪工作面加工得粗糙，則帶的磨損加劇，帶的壽命縮短。因此，應(yīng)當按轉(zhuǎn)速為 1000r/min 來設(shè)計帶傳動。V 帶輪的基準直徑是指帶輪槽寬尺寸等于帶的節(jié)寬尺寸處的帶輪直徑。這是因為 P=Fev，在帶傳動能力允許的范圍內(nèi)，隨著小帶輪轉(zhuǎn)速的增大（帶速 v 增大）帶傳遞的功率增大。由公式（65），漸開線花鍵連接所允許傳遞的轉(zhuǎn)矩T2≤1ψσ[ ] =zhldmp1? 19 5 150 95100 = 50766N m20003．計算 Z2 型脹套連接傳遞的轉(zhuǎn)矩2000根據(jù)軸徑 d = 100mm ，查手冊得 Z2 型脹套的額定轉(zhuǎn)矩 [T ] = ? m ，查表 64，兩個 Z2 型脹套串聯(lián)使用時的額定載荷系數(shù) m = ，總額定轉(zhuǎn)矩[Tn] = m[T ] = 103? = 17280N m7—20 解：1．計算螺栓連接傳遞的轉(zhuǎn)矩螺栓的性能等級為 級，查表 58，σs= 640MPa 。查表 76，表面粗糙度 Ra= 對應(yīng)于 Rz= 。7—16 解：1．確定許用應(yīng)力τ =π2d z=4 200 10π 2 20 7=τ [ ]被焊件的材料為 Q235，采用普通方法檢查焊縫質(zhì)量，查表 73，取[σ ′] = 180MPa ， [τ ′] = 140MPa 。2．驗算被鉚件的強度被鉚件上的拉伸應(yīng)力可由下式簡化計算。7－13 答：過盈連接的承載能力是由連接的結(jié)構(gòu)尺寸，過盈量、材料的強度以及摩擦系數(shù)、表面粗糙度、裝配方法等共同決定的。7－8 答：焊縫的強度與被焊件本身的強度之比，稱為焊縫強度系數(shù)。6—21 解：題解 6—21 圖11第七章 鉚接、焊接、膠接和過盈連接7—1 （3） ；7—2 對接焊縫 ；角焊縫 ；同一平面內(nèi) ；不同平面內(nèi) ；7—3 剪切 ； 拉伸 ；7—4 （4） ； 7—5 （3） ；7－6 答：按鉚縫性能的不同分為強固鉚縫，強密鉚縫和緊密鉚縫。σp=12000Tfdbl(b + 6 )=1200014 61(14 + 6 45)10=σ [p]6—18 解：1．計算普通平鍵連接傳遞的轉(zhuǎn)矩查表 61，B 型平鍵的截面尺寸為：b = 28mm ，h = 16mm ，取鍵長 L = 140mm ，k = =l = L = 140mm ，由公式（61），平鍵連接所允許傳遞的轉(zhuǎn)矩 16 = 8mm ，≤kldσ[ ]=8140 102100 =?5712N mT120002．計算花鍵連接傳遞的轉(zhuǎn)矩p2000查手冊，中系列矩形花鍵的尺寸為：z d D B = 10 9210214 ，C = ，ψ = ，l = 150mm ，102 92dm=D+ d=+=2 2遞的轉(zhuǎn)矩97mm，210292h =D? d ? C = ? ? 2 = ，由公式（65），花鍵連接所允許傳2 26—19 解：T2≤12000σ[ ]ψzhldmp=12000 =10 150 97 100?20734N m根據(jù)軸徑 d = 100mm ，查手冊得 Z2 型脹套的尺寸為： d = 100mm ， D = 145mm ，單個脹套的額定轉(zhuǎn)T =矩[ ]? m，額定軸向力[Fa] = 192kN ，Z2 型脹套的標記為：Z2100145 GB/T 587686。選 A 型平鍵，根據(jù)軸徑 d = 90mm ，查表 61 得鍵的截面尺寸為： b = 25mm ， h = 14mm ，取鍵長L = 80mm ，鍵的標記為：鍵 2580 GB/T 10962003。2．許用擠壓應(yīng)力[σp] = 110MPa 錯誤，應(yīng)當為[ P] = 40MPa 。6－14 答：定位用銷的尺寸按連接結(jié)構(gòu)確定，不做強度計算。6－11 答：靜連接花鍵的主要失效形式是工作面被壓潰，動連接花鍵的主要失效形式是工作面過度磨損，靜連接按式（6－5）計算，動連接按式（6－6）計算。輪轂上的鍵槽是在插床上用插刀加工的，也可以由拉刀加工，也可以在線切割機上用電火花方法加工。半圓鍵在軸上的鍵槽較深，對軸的削弱較大，不宜將兩個半圓鍵布置在軸的同一橫截面上。若夾角過小，則對軸的局部削弱過大；若夾角過大，則兩個楔鍵的總承載能力下降。一般用于輕載靜連接中。改正圖從略。2）應(yīng)驗算底板右側(cè)邊緣的最大擠壓應(yīng)力，要求最大擠壓應(yīng)力σPmax ≤ [σp] 。螺栓的性能等級為 級， σs= 640MPa ，查表 510，取Sτ=5 ，許用應(yīng)力σσB200τ σs640[ ] = ==；[ ] = == 128MPa3．驗算連接強度pSp3Sτ5查手冊，鉸制孔用螺栓 GB/T 2788 M1260，光桿部分的直徑 d0= 13mm ，光桿部分的長度為 60－22＝38mm，因此連接處的最小擠壓高度 Lmin= 18mm ，由公式（535），接合面的擠壓應(yīng)力σp=Fd L0 min2423=13 18=σ [p]由公式（536），螺栓桿的剪切應(yīng)力4Fτ = π120d24020滿足強度條件。5－19（略）5—20 答：1．公式中螺栓數(shù) z = 8 錯誤，應(yīng)當取 z = 4 。5－17 答：在螺紋連接中，約有 1/3 的載荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷。這是因為扳手的長度隨螺栓直徑減小而線性減短，而螺栓的承載能力隨螺栓直徑減小而平方性降低，因此，用扳手擰緊螺栓時，螺栓直徑越細越易過擰緊，造成螺栓過載斷裂。5－11 答：螺栓頭、螺母和螺紋牙的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)與螺桿的等強度條件及使用經(jīng)驗規(guī)定的，實踐中很少發(fā)生失效，因此，通常不需要進行強度計算。5－8 答：螺紋的余留長度越長，則螺栓桿的剛度 Cb越低，這對提高螺栓連接的疲勞強度有利。彈性流體動力潤滑考慮到零件摩擦表面的彈性變形對潤滑的影響，并考慮到潤滑劑的粘度隨壓力變化對潤滑的影響。流體靜力潤滑能在各種轉(zhuǎn)速情況下建立穩(wěn)定的承載油膜。3） 改善潤滑劑的物理性能，例如降低凝點，消除泡沫，提高粘度，改善其粘－溫特性等。4－9 答：潤滑油的主要性能指標有：粘度，潤滑性，極壓性，閃點，凝點，氧化穩(wěn)定性。按國際單位制，動力粘度的單位為 Pa4－7 答：潤滑油的粘度即為潤滑油的流動阻力。磨合是磨損的不穩(wěn)定階段，在零件的整個工作時間內(nèi)所占比率很小。邊界膜按其形成機理的不同分為吸附膜和反應(yīng)膜，吸附膜是由潤滑劑的極性分子力（或分子的化學鍵和力）吸附于金屬表面形成的膜，反應(yīng)膜是由潤滑劑中的元素與金屬起化學反應(yīng)形成的薄膜。計算應(yīng)力σ=m1Z∑σ919=caN0i=1m =nii5 106(104 5009+ 105 400 )3由公式（3—33），試件的計算安全系數(shù)σScaσ= ?1 =350= 2．求試件破壞前的循環(huán)次數(shù) nca由公式（3—1 a）各疲勞極限σrN所對應(yīng)的循環(huán)次數(shù) N 分別為σN1= N0σ6 3509 =( ?1)m = 5 10 (1500) 201768σN = N σ350=20( ?1 )m= 5 106(2σ400350)91503289N = N0σ6 9 =( ?1)m = 5 10 (由公式（3—28），試件破壞前的循環(huán)次數(shù)450) 520799n1n = (1? ?n2?410?51053—22 解：N1N2)N = (1)520799= 460343≈ 10201768 15032891．計算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅材料的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分別為Mσb= =M=300 103= WTT 4033τ=WT=0 .2d3=800 100 .2 403= 彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力，故 σm= 0 ，σa= σb= 。查附圖 3—4，取 βσ=βτ= 。3—18 解：已知 σB= 750MPa ，σs= 550MPa ， σ ?1=350MPa ，由公式（33），各對應(yīng)循環(huán)次數(shù)下的疲勞極限分別為σ ?1N 1=σ ?mN09= 350 5 106=583 .8 MPaσ因此，取σ ?1N1=550MPa = σs1N15 10946sσσ?1N 2=?m1mNN02= 350 5 105 1095= 452 MPaσ= σN0= 350 5 106= 271 MPa σ因此，取σN?1 3N?1 3= 350MPa = σ ?1 。提高的措施是：1）降低零件應(yīng)力集中的影響；2）提高零件的表面質(zhì)量；3）對零件進行熱處理和強化處理；4）選用疲勞強度高的材料；5）盡可能地減少或消除零件表面的初始裂紋等。當損傷達到 100％時，零件發(fā)生疲勞破壞。這是由于 Kσ 的影響，使得在極限應(yīng)力線圖中零件發(fā)生疲勞破壞的范圍增大。 Kσ 對零件的疲勞強度有影響，對零件的靜強度沒有影響。圖 b 中 A 點為對稱循環(huán)變應(yīng)力， r = ?1。3－7 答：材料的持久疲勞極限 σr∞ 所對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)為 ND，不同的材料有不同的 ND值，有時 ND很大。《機械設(shè)計作業(yè)集》已經(jīng)使用多年，希望廣大教師將使用中發(fā)現(xiàn)的問題和錯誤、希望增加或刪去的作業(yè)題、以及對《機械設(shè)計作業(yè)集》的改進建議告知編者（電子信箱：liyuxi05），我們會認真參考，努力改進。本書是機械設(shè)計課程教師的教學參考書，也可供自學機械設(shè)計課程的讀者和考研學生參考。零件上的應(yīng)力遠低于屈服極限，疲勞破壞發(fā)生在應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大于 104時，零件破壞斷口處無塑性變形的特征，這種疲勞破壞稱為高周疲勞破壞，例如一般機械上的齒輪、軸承、螺栓等通用零件。3—8 答：圖 a 中 A 點為靜應(yīng)力， r = 1 。Kσ 與零件的有效應(yīng)力集中系數(shù) kσ 、尺寸系數(shù) εσ 、表面質(zhì)量系數(shù) βσ 和強化系數(shù) βq有關(guān)。但兩者的失效形式也有可能不同，如圖中 n1′ 和 n2′ 。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，損傷程度也增加，兩者滿足線性關(guān)系。3－15 答：影響機械零件疲勞強度的主要因素有零件的應(yīng)力集中大小，零件的尺寸，零件的表面質(zhì)量以及零件的強化方式。若 KI＜ KIC，則裂紋不會失穩(wěn)擴散；若 KI≥ KIC，則裂紋將失穩(wěn)擴展。查附圖 3—3，取 ετ= 。過工作應(yīng)力點 M （150，40），作垂線交 AG 線于 M ′ 點，則計算安全系數(shù)σ′ + ′=M Mσ=+150 135=Scam+a+M M150 40σmσa3—21 解：1．求計算安全系數(shù) Sca題解 3—20 圖由公式（331），由于 σ3 σ ?1 ，對材料的壽命無影響，故略去。4－3（略）4－4 答：潤滑劑的極性分子吸附在金屬表面上形成的分子膜稱為邊界膜。磨合階段使接觸輪廓峰壓碎或塑性變形，形成穩(wěn)定的最佳粗糙面。4－6 答：根據(jù)磨損機理的不同，磨損分為粘附磨損，磨粒磨損，疲勞磨損，沖蝕磨損，腐蝕磨損和微動磨損等，主要特點略。4－8 答：粘度通常分為以下幾種：動力粘度、運動粘度、條件粘度。運動粘度νt與條件粘度ηE的換算關(guān)系見式（4－5）；動力粘度η與運動粘度νt的關(guān)系見式（4－4）。2） 推遲潤滑劑的老化變質(zhì)，延長潤滑劑的正常使用壽命。流體靜力