濮良贵机械设计第九版课后 习题答案.(DOC)
濮良贵机械设计第九版课后习题答案解析汇总之欧阳文创编
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN3-2已知材料的力学性能为MPa260=s σ，MPa1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②Cσ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
[解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ（1）C r =工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 （2）C σ=m工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数第五章螺纹连接和螺旋传动习题答案5-5图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。
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第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-1210 MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD，067.0453==dr，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k=-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=qβ，则35.211191.0175.069.1111k=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=qσσσσββεK()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0DCA∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0DCA按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5如题3-4中危险截面上的平均应力MPa20m=σ，应力幅MPa20a=σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计第九版课后答案濮良贵第10单元课后习题10-8答案
KAFt1 / b 1.25 4693 / 27.72 N/mm 211 .63N/mm >100N/mm 查表 10-3 得出间载荷分配系数 KF 1.2 ③由表 10-4 用插值法查得 KH 1.347 （用外插法求的） ，结合 b/h=4.575 查图 10-3 得 KF 1.298 。
由图 10-23 查取接触疲劳寿命系数 KHN1 1.17 、KHN2 1.25 。 （此处取的是机械设计第九版 10-23 中的第一条曲线，读者可根据材料不同自行取其它曲线） 取失效概率为 1%、安全系数 S=1，由式（10-14）得
N1 60n1jLh 60 14460 1 100 6.876 10 7
t n
arccosz cos / z 2h cos arccos23 cos20.562 / 23 2 1 cos14 30.30
at1 1 t 1 an *
arccosz cos / z 2h cos arccos73 cos20.562 / 73 2 1 cos14 24.21
b t
/ cos 2 1.632 / cos 213.140 1.721
v b
③由式（10-19） ，可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数 Y 。
Y 0.25 0.75 / v 0.25 0.75 / 1.721 0.686 Y 1
Hlim1 1.17 600 MPa 702MPa S 1 H 2 KHZ2 Hlim2 1.25 550 MPa 687.5MPa S 1
K
H 1
HZ1
取 H 1 和 H 2 中的较小值作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，既
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第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-Θ σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
材料为40CrNi ，设其强度极限σB =900MPa ，屈服极限750MPa s σ=试计算周健的弯曲有效应力集中系数k σ。
[解] 因1.16D d =，0.048rd=，查附表3-2，插值得 1.995σα=，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()k 1110.78 1.9951 1.896σσσq α=+-=+⨯-=3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得0.7σε=；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则k 11 1.691111 2.510.70.911σσσσq K εββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()170141.670,,260,0,141.67,2.512.51A C D ∴根据()()()0,67.73,260,0,141.67,56.44A C D 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
材料为40CrNi ，设其强度极限σB =900MPa ，屈服极限750MPa s σ=试计算周健的弯曲有效应力集中系数k σ。
[解] 因1.16D d =，0.048rd=，查附表3-2，插值得 1.995σα=，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()k 1110.78 1.9951 1.896σσσq α=+-=+⨯-=3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得0.7σε=；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则k 11 1.691111 2.510.70.911σσσσq K εββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()170141.670,,260,0,141.67,2.512.51A C D ∴根据()()()0,67.73,260,0,141.67,56.44A C D 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械习题答案
2 ⑵若 M＜0：螺栓 4 和 5 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l12 + 4l 2 )
1 8
FΣy
y
FΣ FΣx
h
x
l
l1
l2
l2
l1
2 7
3 6
4 5
4)受力最大的螺栓及其所受到的最大作用力 Fmax： ⑴若 M≥0：螺栓 1 和 8 所受的作用力最大，其值 Fmax 为：
《机械设计》 （第九版）
濮良贵主编
习题参考答案（第 5 章）
5-4.图 5-49 所示的底板螺栓组连接受外力 FΣ的作用，外力 FΣ作用在包含 x 轴并垂直于底板接合 面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大，保证连接安全工作 的必要条件有哪些？ 解：1、受力简化： 1)FΣ向 x 和 y 轴分解，得水平分力 FΣx 铅垂 分力 FΣy 2)FΣx 向接全面简化，得作用在接合面上的横 向载荷 FΣx 和顺时针倾覆力矩 M1=FΣx×h 3)FΣy 向接合面对称中心简化，得轴向载荷 FΣy 和逆时针倾覆力矩 M2=FΣy×l 4)螺栓组的受力情况： 综上，底板螺栓组受以下三种载荷的作用： ⑴横向载荷 FΣx，作用方向：水平向右 ⑵轴向载荷 FΣy，作用方向：铅垂向上 ⑶倾覆力矩 M：M=M1-M2。M≥0，底板受顺时针倾覆力矩作用 M＜0，底板受逆时针倾覆力矩作用 2、受力分析： 1)受横向载荷 FΣx 作用： 每个螺栓所受的工作剪力 F1=FΣx/8，方向向右。 2)受轴向载荷 FΣy 作用： 每个螺栓所受的工作拉力 F2=FΣy/8，方向向上。 3)受倾覆力矩 M 作用： ⑴若 M≥0：螺栓 1 和 8 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l1 + 4l 2 )
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第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
材料为40CrNi ，设其强度极限σB =900MPa ，屈服极限750MPa s σ=试计算周健的弯曲有效应力集中系数k σ。
[解] 因1.16D d =，0.048rd=，查附表3-2，插值得 1.995σα=，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()k 1110.78 1.9951 1.896σσσq α=+-=+⨯-=3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得0.7σε=；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则k 11 1.691111 2.510.70.911σσσσq K εββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()170141.670,,260,0,141.67,2.512.51A C D ∴根据()()()0,67.73,260,0,141.67,56.44A C D 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
材料为40CrNi ，设其强度极限σB =900MPa ，屈服极限750MPa s σ=试计算周健的弯曲有效应力集中系数k σ。
[解] 因1.16D d =，0.048rd=，查附表3-2，插值得 1.995σα=，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()k 1110.78 1.9951 1.896σσσq α=+-=+⨯-=3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得0.7σε=；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则k 11 1.691111 2.510.70.911σσσσq K εββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()170141.670,,260,0,141.67,2.51 2.51A C D ∴ 根据()()()0,67.73,260,0,141.67,56.44A C D 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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WORD 格式 可编写第三章 机械部件的强度习题答案3-1 某资料的对称循环波折疲倦极限σ1180MPa ，取循环基数 N 0 5 106 ， m 9 ，试求循环次数 N分别为 7 000 、 25 000 、 620 000 次时的有限寿命波折疲倦极限。
[ 解 ]σ1N 1σ1 9N 0 180 95 106373.6MPaN 17 103σ1N 2σ1 9 N 018095 106324.3MPaN 22.5 10 4σ1N 3σ19 N 018095 106227.0MPaN 36.2 10 53-2 已知资料的力学性能为 σs260MPa ， σ1 170MPa ， Φσ 0.2 ，试绘制此资料的简化的等寿命寿命曲线。
[ 解 ]A ' (0,170)C( 260,0)σ1σΦσ2 0σ0σ2σ11 Φσσ2σ1 2 170283.33MPa1 Φσ 1 0.2得 D '(283.332 ,283.332) ，即 D ' (141.67,141.67)依照点 A ' (0,170) ， C (260,0) ， D ' (141.67,141.67) 按比率绘制该资料的极限应力求以以下列图所示3-3 一圆轴轴肩处的尺寸为： D =72mm ， d =62mm ， r =3mm 。
资料为 40CrNi ，设其强度极限σB=900MPa ，信服WORD 格式可编写极限 σ750MPa 试计算周健的波折有效应力集中系数k 。
s[解] 因D1.16 ，r0.048 ，查附表 3-2 ，插值得σ1.995 ，查附图 3-1 得 q σ0.78 ，将所查值dd代入公式，即k σ 1 q σ σ 1 1 0.78 1.995 1 1.8963-4 圆轴轴肩处的尺寸为： D =54mm ， d =45mm ， r =3mm 。
如用题 3-2 中的资料，设其强度极限σ B=420MPa ，试绘制此部件的简化等寿命疲倦曲线。
机械设计第九版题解
西北工业大学蒲良贵主编《机械设计》新版第九版齿轮章节例题课堂讲解及习题解答（与原来第八版数表图均有不同）上海工程技术大学机械设计教研室陆宁编写sm n d v t /.311==1t226.2650.221==Fa Fa Y Ysa sa Y Y教材例题:试设计一对齿轮,输入功率P 1=10kw,小齿轮转速N1=960r/min,齿数比u=3.2,传动平稳,转向不变,c 齿轮相对于轴承为非对称布置.MPa H 540][1=σMPaH 523][2=σMPa F 57.303][1=σMPaF 86.238][2=σ初选Z1=24 Z2=77O14=β7级精度14634.901=d 2=m 4632.45/Z 11→==m d 圆整：以下不再赘述以下是教材计算题的解答过程10/29/201510-6 设计铣床中的一对直齿圆柱齿轮，已知P1=7.5kw ，n1=1450r/min,小齿轮相对于其轴的支撑为非对称布置，传动比要求u=2.08。
有轻微冲击，试设计这对齿轮。
补充条件：初选Kt=1.8 ，小齿轮齿数Z1=26，大齿轮齿数Z2=54.许用应力为：Mpa Mpa Mpa Mpa F F H 213][,220][,599][,600][2121H ====σσσσ补充作业（斜齿轮）前10-6习题中其他条件不变，按斜齿轮设计，初设螺旋角O 10=β8.10)625.2/(146/=⨯=h b 按轻微冲击，查表10-2得1.25K A =查图10-815.1=v K 查表10-34.1K K F ==ααH 查表10-43755.1=βH K 查图10-131.31K F =β载荷系数为：2.64k k K K K 2.77k k K K K F F V A F H H V A H ====βαβα查图10-2047.2=H z 钢材8.189=E z。
濮良贵第九版版机械设计习题答案
第三章机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限，取循环基数，，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解]3-2已知材料的力学性能为，，，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解]得，即根据点，，按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。
材料为40CrNi，设其强度极限σB=900MPa，屈服极限试计算周健的弯曲有效应力集中系数。
[解] 因，，查附表3-2，插值得，查附图3-1得，将所查值代入公式，即3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因，，查附表3-2，插值得，查附图3-1得，将所查值代入公式，即查附图3-2，得；按精车加工工艺，查附图3-4，得，已知，则根据按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力，应力幅，试分别按①②，求出该截面的计算安全系数。
[解] 由题3-4可知（1）工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数（2）工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数第五章螺纹连接和螺旋传动5-6 已知一个托架的边板用6个螺栓及相邻的机架相连接。
托架受一及边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。
现有如图5-50所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么？[解] 螺栓组受到剪力F和转矩，设剪力F分在各个螺栓上的力为，转矩T 分在各个螺栓上的分力为（a）中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r，即r=125mm由（a）图可知，最左的螺栓受力最大（b）方案中由（b）图可知，螺栓受力最大为第八章带传动8-1 V带传动的，带及带轮的当量摩擦系数，包角，初拉力。
濮良贵机械设计第九版课后习题答案解析汇总之欧阳家百创编
第三章 机械零件的强度欧阳家百（2021.03.07）习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
[解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r =工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 （2）C σ=m工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数第五章 螺纹连接和螺旋传动习题答案5-5 图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。
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第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-1210 MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计课后习题答案濮良贵
机械设计课后习题答案濮良贵第三章机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111===--N N ζζN M P a 3.324105.2105180946920112===--N N ζζNM P a 0.227102.6105180956930113===--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('A)0,260(C012ζζζΦζ-=-ζΦζζ+=∴-1210M P a 33.2832.0117021210=+?=+=∴-ζΦζζ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.145 54==dD ，067.0453==d r，查附表3-2，插值得88.1=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=ζζζq查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k = ??-+= ??-+=q ζζζζββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按①C r =②C ζ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
濮良贵第九版版机械设计习题问题详解
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-Θ σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
材料为40CrNi ，设其强度极限σB =900MPa ，屈服极限750MPa s σ=试计算周健的弯曲有效应力集中系数k σ。
[解] 因1.16D d =，0.048rd=，查附表3-2，插值得 1.995σα=，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()k 1110.78 1.9951 1.896σσσq α=+-=+⨯-=3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得0.7σε=；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则k 11 1.691111 2.510.70.911σσσσq K εββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()170141.670,,260,0,141.67,2.51 2.51A C D ∴根据()()()0,67.73,260,0,141.67,56.44A C D 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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取 ⑩由弯曲强度确定的最大转矩
（4）齿轮传动的功率 取由接触强度和弯曲强度确定的最大转矩中的最小值 即
第十一章 蜗杆传动 习题答案
11-1 试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋 方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。
[解] 各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右 旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图
第十章 齿轮传动 习题答案
10-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示各 力的作用位置及方向）。
[解] 受力图如下图：
补充题：如图（b），已知标准锥齿轮，标准斜齿轮 ，若中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消，应为多少？并计算2、3齿轮
各分力大小。 [解] （1）齿轮2的轴向力：
[解] 螺栓组受到剪力F和转矩，设剪力F分在各个螺栓上的力为，转矩T 分在各个螺栓上的分力为
（a）中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r，即r=125mm 由（a）图可知，最左的螺栓受力最大
（b）方案中
由（b）图可知，螺栓受力最大为
5-10
第六章 键、花键、无键连接和销连接 习题答案
6-3 在一直径的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（如下图），轮毂宽 度，工作时有轻微冲击。试确定平键的尺寸，并计算其允许传递的最大 扭矩。
⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮 的接触疲劳强度极限。 ⑥齿数比 ⑦计算应力循环次数
⑧由图10-19取接触疲劳寿命系数 ⑨计算接触疲劳许用应力
取失效概率为，安全系数
2）计算 ①计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值
②计算圆周速度
③计算尺宽
④计算尺宽与齿高之比
⑤计算载荷系数 根据，7级精度，查图10-8得动载荷系数 直齿轮， 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查得 由，，查图10-13得 故载荷系数
（4）计算链节数和中心距 初选中心距。取，相应的链长节数为
取链长节数。 查表9-7得中心距计算系数，则链传动的最大中心距为
（5）计算链速，确定润滑方式
由和链号16A，查图9-14可知应采用定期人工润滑。 （6）计算压轴力
有效圆周力为 链轮水平布置时的压轴力系数，则压轴力为 9-3 已知主动链轮转速，齿数，从动链齿数，中心距，滚子链极限拉伸 载荷为55.6kN，工作情况系数，试求链条所能传递的功率。 [解] 由，查表9-1得，链型号16A 根据，查图9-11得额定功率 由查图9-13得 且
⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数 ⑧计算接触疲劳许用应力
取失效概率为，安全系数
⑨由图10-26查得 ⑩计算齿轮的圆周速度
计算尺宽与齿高之比
计算载荷系数 根据，8级精度，查图10-8得动载荷系数
由表10-3，查得 按轻微冲击，由表10-2查得使用系数 由表10-4查得 {按=1查得} 由，，查图10-13得
⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径
⑦计算模数
取 ⑧几何尺寸计算 分度圆直径：
中心距： 确定尺宽：
圆整后取。 （3）按齿根弯曲疲劳强度校核
①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳 强度极限。
②由图10-18取弯曲疲劳寿命。 ③计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数
④计算载荷系数
88）。 ③材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料 硬度差为40HBS。 （2）按齿面接触强度设计
1）确定公式中的各计算值 ①试选载荷系数 ②计算小齿轮传递的力矩
③小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取 ④由表10-6查得材料的弹性影响系数
第五章 螺纹连接和螺旋传动 习题答案
5-5 图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两 块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载 荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺 栓连接为宜？为什么？Q215，若用M6×40铰孔用螺栓连接，已知螺栓 机械性能等级为8.8，校核螺栓连接强度。
11-3 设计用于带式输送机的普通圆柱蜗杆传动，传递效率，传动比，由 电动机驱动，载荷平稳。蜗杆材料为20Cr，渗碳淬火，硬度。蜗轮材料 为，金属模铸造。蜗杆减速器每日工作8h，要求工作寿命为7年（每年 按300工作日计）。 [解] （1）选择蜗杆传动类型
根据GB/T 10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。 （2）按齿面接触疲劳强度进行设计
由表8-7查得工作情况系数，故
（2）选择V带的带型 根据、，由图8-11选用B型。
（3）确定带轮的基准直径，并验算带速 ①由表8-6和8-8，取主动轮的基准直径 ②验算带速
③计算从动轮的基准直径
（4）确定V带的中心距和基准长度 ①由式，初定中心距。 ②计算带所需的基准长度
由表8-2选带的基准长度 ③实际中心距
[解] 根据轴径，查表得所用键的剖面尺寸为， 根据轮毂长度 取键的公称长度 键的标记 键 键的工作长度为 键与轮毂键槽接触高度为 根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，取许用挤压应力 根据普通平键连接的强度条件公式 变形求得键连接传递的最大转矩为
第八章 带传动 习题答案
8-1 V带传动的，带与带轮的当量摩擦系数，包角，初拉力。试问： （1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若，其传递的最大 转矩为多少？（3）若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输 出效率为多少？ [解]
根据按比例绘出该零件的极限应力线图如下图
3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力，应力幅，试分别按①②，求出该 截面的计算安全系数。 [解] 由题3-4可知
（1） 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计 算安全系数 （2）
工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计 算安全系数
9-2 某链传动传递的功率，主动链轮转速，从动链轮转速，载荷平稳， 定期人工润滑，试设计此链传动。 [解] （1）选择链轮齿数
取小链轮齿数，大链轮的齿数 （2）确定计算功率
由表9-6查得，由图9-13查得，单排链，则计算功率为
（3）选择链条型号和节距 根据，查图9-11，可选16A，查表9-1，链条节距
故载荷系数ຫໍສະໝຸດ 由接触强度确定的最大转矩（3）按弯曲强度计算
①计算载荷系数 ②计算纵向重合度 ③由图10-28查得螺旋角影响系数 ④计算当量齿数
⑤查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得
⑥由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲 劳强度极限。 ⑦由图10-18取弯曲疲劳寿命。 ⑧计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数
取中心距，因，故从表11-2中取模数，蜗杆分度圆直径。此 时，从图11-18中查取接触系数，因为，因此以上计算结果可 用。 （3）蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 ①蜗杆 蜗杆头数，轴向齿距；直径系数；齿顶圆直径；齿根圆直径；分度 圆导程角；蜗杆轴向齿厚。 ②蜗轮
蜗轮齿数；变位系数 验算传动比，此时传动比误差，是允许的。 蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉母圆直径 （4）校核齿根弯曲疲劳强度
齿轮3的轴向力： 即 由 即
（2）齿轮2所受各力：
齿轮3所受各力：
10-6 设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知，寿命，小齿轮相对其轴的 支承为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。 [解] (1) 选择齿轮类型、精度等级、材料
①选用直齿圆柱齿轮传动。 ②铣床为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-
中心距的变化范围为。 （5）验算小带轮上的包角
故包角合适。 （6）计算带的根数
①计算单根V带的额定功率 由，查表8-4a得 根据 查表8-5得，表8-2得，于是
②计算V带的根数
取3根。 （7）计算单根V带的初拉力的最小值
由表8-3得B型带的单位长度质量，所以
（8）计算压轴力
（9）带轮结构设计（略）
第九章 链传动 习题答案
①确定作用蜗轮上的转矩T2 按，估取效率，则
②确定载荷系数K 因工作载荷平稳，故取载荷分布不均匀系数；由表11-5选取使 用系数；由于转速不高，无冲击，可取动载系数，则
③确定弹性影响系数 蜗轮为铸锡磷青铜与钢蜗杆相配，故 ④确定接触系数 假设，从图11-18中可查得
⑤确定许用接触应力 由表11-7中查得蜗轮的基本许用应力 应力循环系数 寿命系数 则 ⑥计算中心距
[解] 采用铰制孔用螺栓连接为宜 因为托架所受的载荷有较大变动，铰制孔用螺栓连接能精确固定被
连接件的相对位置，并能承受横向载荷，增强连接的可靠性和紧密性， 以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移，而普通螺栓连接靠 结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩，连接不牢靠。
（1）确定M6×40的许用切应力[]
第三章 机械零件的强度 习题答案
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限，取循环基数，，试求循环次数N分 别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解]
3-2已知材料的力学性能为，，，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲 线。 [解]
得，即 根据点，，按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
13-1 试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允 许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载 荷？
N307/P4 6207 30207 51301 [解] N307/P4、6207、30207的内径均为35mm，51301的内径为5mm；
⑤查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得
⑥校核弯曲强度 根据弯曲强度条件公式 进行校核
所以满足弯曲强度，所选参数合适。
10-7 某齿轮减速器的斜齿轮圆柱齿轮传动，已知，两齿轮的齿数为，8 级精度，小齿轮材料为（调质），大齿轮材料为45钢（调质），寿命20 年（设每年300工作日），每日两班制，小齿轮相对其轴的支承为对称 布置，试计算该齿轮传动所能传递的功率。 [解] （1）齿轮材料硬度