机械设计精选题100例

第三章机械零件强度

1、某优质碳素结构钢零件，其σs=280MPa，σB=560MPa，σ－1=250MPa，工作应力σmax=155MPa，σmin=30MPa，零件的有效应力集中系数Kσ=1.65，尺寸系数εσ=0.81，表面状态系数β=0.95，等效系数ψσ=0.30。如取许用安全系数[S]=1.5，试校核该零件的强度是否足够（为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数）。

,，最小应力，平均应2、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力σ

max

力，应力幅，循环特性r。

3、某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力，最小工作应力，屈服极限，对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，略去危险截面处应力集中系数等综合影响系数的影响，试求：

（1）等效系数值

（2）安全系数S值

4、已知材料，，，，

，常数，用图解法及计算法求安全系数S。

注：简化疲劳极限线图采用折线图法。

5、某钢制零件,其，，，

。工作变应力，，零件的有效应力集中系数，绝对尺寸系数，表面状态系数。要求许用安全系数，常数，校核该零件的强度是否足够。

6、一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限，对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，已知最大工作应力，最小工作应力，r=常数，综合影响系数，试绘制该零件的许用极限应力图（折线图），并用作图法计算它的安全系数，指出该零件可能发生的破坏形式。

7、某零件的材料，，，，试画出其简化极限应力图；当工作应力，，试在该图上标出此点K，并说明是否在安全区。

8、某零件受对称循环变应力，其材料在次时，，疲劳曲线方程的指数。若零件的实际工作情况为：在下工作

次，在下工作，试问若又在下工作，允许工作多少次数？

9、某钢制零件已知材料的极限应力图，其，，

，，该零件的有效应力集中系数，尺寸系数

，表面状态系数，寿命系数，工作应力的循环特性

。

1.试用作图法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力σ

max

值；

2.该零件过载时的可能破坏形式；

3.绘出工作应力图(图上标出，，，)。

10、有一材料，，在式中，，问当时，疲劳强度，此时会出现什么现象？是否可按此应力设计。

11、如已知材料的对称循环疲劳极限σ

-1=240MPa，脉动循环疲劳极限σ

＝420MPa，

屈服极限σ

S =570MPa，试画出按折线简化的极限应力图。如有一应力状态K(σK

m

，

，试在极

12、图示为一塑性材料的简化极限应力图，1)请标出图中点A 、B 、S 的坐标；2)设用该材料制造机械零件，其综合影响系数(K σ)D ＝2，则考虑综合影响系数时点

A '、

B '在图上何处，请标出。

13、已知极限应力图中某应力状态C (σC m ,σC a ),试在该图上标出C 点按三种应力变化(

=常数、σm =常数及σmin =常数)时的极限应力点。

第5章 螺纹连接

14、图示某机构上的拉杆端部采用普通螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷F ＝16kN ，载荷很少变动。螺钉和拉杆材料为Q235钢，屈服极限，试

确定拉杆螺纹的最小直径（安全系数可取)。

15、图示吊钩起重量W＝20 kN，吊钩材料为5.8级，Q235，，起重用，取安全系数，试求吊钩螺纹部分所需最小直径。

16、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D＝155 mm的圆周上，接合面摩擦系数μ=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）。若联轴器传递的转矩T＝1500 N⋅m，问每个螺栓预紧力F'应为多大？

17、图示螺栓联接中，采用两个M16（小径，中径，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，，联接时不严格控制预紧力（取安全系数，被联接件接合面间的摩擦系数μ=0.2。若考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数），试计算该联接允许传递的静载荷F R（取

计算直径d

c =d

1

）。

18、一受轴向外载荷F＝1000 N的紧螺栓联接，螺栓的刚度为，被联接件的刚度为，且＝8；预紧力F'＝1000 N。试求螺栓中的总拉力和被联接件中的剩余预紧力F"。

19、图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷F Q＝100000N，螺栓材料为5.8级，Q235，，安装时不控制预紧力，取安全系数，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。

20、已知普通粗牙螺纹大径d=24mm，中径，螺距P＝3mm，螺纹

副间摩擦系数μ=0.15，试求：

1）螺纹升角ψ；

2）此螺栓能否自锁？

3）若用此螺栓作起重螺杆，起重时的效率η为多少？

21、气缸盖联接结构如图所示，气缸径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹径15.294mm、中径16.376mm，许用拉应力=120MPa，取剩

余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径d

c =d

1

）。

22、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。螺栓均匀分布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数μ=0.15，考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）。若

联轴器传递的转矩T＝150N.m，载荷较平稳，螺栓材料为 6.8级，45钢，，不控制预紧力，安全系数取，试求螺栓的最小直径。

23、如图所示的夹紧联接柄承受静载荷F Q＝720N，螺栓个数z＝2，联接柄长度L ＝250mm，轴直径，夹紧接合面摩擦系数μ＝0.15，螺栓材料为 4.6级、Q235钢、，拧紧时不严格控制预紧力，取安全系数,试求螺栓所需最小直径（或计算直径）。

24、图示为一气缸盖螺栓联接预紧时的受力-变形图。当螺栓再承受F=+2000～+1000N的工作载荷时，试求：

1）螺栓总拉力应如何变化，其最大拉力和最小拉力为多少？

2）螺栓受拉应力循环特性系数是多少？