机械设计基础习题答案第9章_机械设计基础各章习题

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9-1答 退火：将钢加热到一定温度，并保温到一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理方法。主要用来消除内

应力、降低硬度，便于切削。

正火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，空冷或风冷的热处理方法。可消除内应力，降低硬度，便

于切削加工；对一般零件，也可作为最终热处理，提高材料的机械性能。

淬火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的内应力，脆性也相应增加。淬火后一般需回火。淬火还可提高其抗腐蚀性。

调质：淬火后加高温回火的热处理方法。可获得强度、硬度、塑性、韧性等均较好的综合力学性能，广泛

应用于较为重要的零件设计中。

表面淬火：迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却，使工件表层淬火的热处理方法。主要用于中

碳钢或中碳合金钢，以提高表层硬度和耐磨性，同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。

渗碳淬火：将工件放入渗碳介质中加热，并保温一定时间，使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。适

合于低碳钢或低碳合金钢，可提高表层硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韧性和高塑性。

9-2

解 见下表

9-3解查教材表 9-1，Q235的屈服极限

查手册 GB706-88标准，14号热轧工字钢的截面面积 则拉断时所所的最小拉力为

9-4解 查教材表9-1，45钢的屈服极限

许用应力

把夹紧力 向截面中心转化，则有拉力

和弯距

截面面积

抗弯截面模量

则最大夹紧力

应力分布图如图所示

图 9.3 题9-4解图

9-5解 查手册，查手册退刀槽宽度，过渡圆角，沟槽直径

半径栓，对于

小中心距 的螺栓，最，尾部倒角 设所用螺栓为标准六角头螺，螺栓轴线与箱壁的最小距离。

9-6解 查手册，当圆轴 键槽尺寸、轮毂键

时，平键的断面尺寸为 且轴上槽尺寸。

图 9.5 题9-6解图 9-7解（1）取横梁作为示力体，当位于支承 右侧 处时

由

得

由

得

由

得

由

得

（2）横梁弯矩图

图 9.7 题9-7解图

（3）横梁上铆钉组的载荷

力矩

水平分力

垂直分力

9-8解 水平分力在每个铆钉上产生的载荷

垂直分力 在每个铆钉上产生的载荷

力矩 在每个铆钉上产生的载荷

各力在铆钉上的方向见图所示

图 9.9 题9-8解图

根据力的合成可知，铆钉 1的载荷最大

9-9解 铆钉所受最大载荷 校核剪切强度

校核挤压强度

均合适。

9-10解 支承 图。

可用铸铁HT200或铸钢ZG270-500。其结构立体图见

图 9.10 题9-10解图

支承 断失效。

9-11解（1）轮齿弯曲应力可看成是脉动循环变应力。

（2）大齿轮循环次数 的可能失效是回转副的磨损失效，或回转副孔所在横截面处拉

（3）对应于循环总次数的疲劳极限能提高

提高了 1.24倍。

9-12答 由图5-1可见，惰轮4的轮齿是双侧受载。当惰轮转一周时，轮齿任一侧齿根处的弯曲应力的变化

规律：未进入啮合，应力为零，这一侧进入啮合时，该侧齿根受拉，并逐渐达到最大拉应力，然后退出啮

合，应力又变为零。接着另一侧进入啮合，该侧齿根受压，并逐渐达到最大压应力，当退出啮合时，应力

又变为零。所以，惰轮4轮齿根部的弯曲应力是对称循环变应力。

9-13答 在齿轮传动中，轮齿工作面上任一点所产生的接触应力都是由零（该点未进入啮合）增加到一最

大值（该点啮合），然后又降低到零（该点退出啮合），故齿面表面接触应力是脉动循环变应力。

9-14解（1）若支承可以自由移动时，轴的伸长量

（2）两支承都固定时，因轴的温升而加在支承上的压力

9-15 基孔制优先配合为、、、、、、、、、、、、，试以基本尺寸为 绘制其公差带图。

图 9.13 题9-15解图

9-16答（1）公差带图见题9-16解图。

（2）用的刀具品种。、均采用的是基轴制，主要是为了制造中减少加工孔

图 9.15 题9-16解图