機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)及答案課件

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（一）第1章 靜力分析基礎(chǔ)1取分離體畫受力圖時(shí)，_力的指向可以假定，_力的指向不能假定。A光滑面約束力 B柔體約束力 C鉸鏈約束力 D活動(dòng)鉸鏈反力 E固定端約束力 F固定端約束力偶矩 G正壓力2列平衡方程求解平面任意力系時(shí)，坐標(biāo)軸選在_的方向上，使投影方程簡便；矩心應(yīng)選在_點(diǎn)上，使力矩方程簡便。A與已知力垂直 B與未知力垂直 C與未知力平行 D任意E已知力作用點(diǎn) F未知力作用點(diǎn) G兩未知力交點(diǎn) H任意點(diǎn)3畫出圖示各結(jié)構(gòu)中AB構(gòu)件的受力圖。 4如圖所示吊桿中A、B、C均為鉸鏈連接，已知主動(dòng)力F40kN,ABBC2m,a30.求兩吊桿的受力的大小。第2章 常用機(jī)構(gòu)概述

2、1機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么?2什么是運(yùn)動(dòng)副？什么是高副？什么是低副？3計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 第3章 平面連桿機(jī)構(gòu)1對于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)滿足桿長之和的條件時(shí)，若取_為機(jī)架，將得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。A最長桿 B與最短桿相鄰的構(gòu)件 C最短桿 D與最短桿相對的構(gòu)件2根據(jù)尺寸和機(jī)架判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型。3在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知，lBC=150mm ，lCD=120mm，lAD=100mm，AD為機(jī)架；若想得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB的最小值。4畫出各機(jī)構(gòu)的壓力角傳動(dòng)角。箭頭標(biāo)注的構(gòu)件為原動(dòng)件。 第4章 凸輪機(jī)構(gòu)1凸輪主要由_，_和_三個(gè)基本構(gòu)件組成。2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件

3、的形式有_從動(dòng)件，_從動(dòng)件和_從動(dòng)件。3按凸輪的形狀可分為_凸輪、_凸輪和_凸輪。4已知圖示凸輪機(jī)構(gòu)的偏心圓盤的半徑R25mm，凸輪軸心到圓盤中心的距離L=15mm，滾子半徑rT=5mm。試求：（1）凸輪的基圓半徑RO？（2）畫出圖示機(jī)構(gòu)的壓力角a（3）推桿的最大行程H？（4）圖示位置從動(dòng)件的位移S=？第5章 其他常用機(jī)構(gòu)1常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有_，_和_等幾種。2螺紋的旋向有_和_，牙形有_，_，_，和_。3螺紋的導(dǎo)程S與線數(shù)n及螺距P之間的關(guān)系是什么？機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（二）第六章 構(gòu)件內(nèi)力分析1什么是構(gòu)件的強(qiáng)度？什么是構(gòu)件的剛度？2畫出圖示各桿的軸力圖，并計(jì)算最大軸力Nmax。

4、3畫出圖示圓軸的扭矩圖，已知MA=5kNm，MB=2kNm。4畫出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖，并計(jì)算最大和。（a）（b）（c）第7章 構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度1在作低碳鋼的拉伸試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)拉伸過程大致可分為四個(gè)階段,依次為_，_，_，_。2通常塑性材料的極限應(yīng)力取_，脆性材料的極限應(yīng)力取_。3如圖7-35所示變截面桿AC，在A、B兩處分別受到50kN和140kN的力的作用，材料E200GPa。試求：（1）畫出軸力圖；（2）求各段正應(yīng)力；（3）求總變形量。4一矩形截面梁，承受載荷F=10KN，材料的許用應(yīng)力s=160MPa，試確定橫截面尺寸。5如圖所示的圓形橫截面的梁，承受載荷F10kN，M20kNm，梁

5、長a2m，材料的許用應(yīng)力160MPa，試求：（1）梁A、B端的約束力；（2）畫出剪力圖和彎矩圖；（3）若d 70mm，校核梁的強(qiáng)度。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（三）第8章 齒輪傳動(dòng)1漸開線齒廓形狀取決于_直徑大小。A節(jié)圓 B分度圓 C基圓 D齒頂圓2對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數(shù)是_，_，_。3標(biāo)準(zhǔn)外嚙合斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件是：兩齒輪的_模數(shù)和_都相等，齒輪的_角相等、旋向_。4采用展成法加工正常齒齒輪時(shí)，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是_5一對齒輪嚙合時(shí)，兩齒輪的_始終相切。A分度圓 B基圓 C節(jié)圓 D齒根圓6已知一標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da177.5mm，齒數(shù)z1

6、29?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)大齒輪與其相嚙合，傳動(dòng)的安裝中心距a145mm，試計(jì)算這個(gè)大齒輪的主要尺寸。（分度圓直徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）7兩級平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)如圖所示，高速級mn3mm，b115Z251；低速級mn5mm，Z317試問：（1）低速級斜齒輪旋向如何選擇才能使中間軸上兩齒輪軸向力的方向相反?（2）低速級齒輪取多大螺旋角b2才能使中間軸的軸向力相互抵消?8單級閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，大齒輪材料為ZG45，正火處理，已知傳遞功率Pl4kW，n1720r/min，m4mm，zl25，z273，b1=84mm，b2=78m

7、m，雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。試校核此齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度。第9章 蝸桿傳動(dòng)1為什么將蝸桿分度圓直徑dl規(guī)定為蝸桿傳動(dòng)中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)？2為什么蝸桿的傳動(dòng)比i只能表達(dá)為iz2/z1，卻不能以id2/d1來表示？3圖示的各蝸桿傳動(dòng)均以蝸桿為主動(dòng)件。試標(biāo)出圖中未注明的蝸輪或蝸桿的轉(zhuǎn)向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點(diǎn)和三個(gè)分力的方向。 （a） （b）第10章作業(yè)題1圖示所示輪系，已知Z1=18、Z2=20、Z2=25、Z3=25、Z3=2、Z4=40，求該輪系的傳動(dòng)比，并判斷蝸輪4的轉(zhuǎn)向。2在圖示輪系中，已知z1、z2、z2、z3、z4、 z4、 z5、 z5、z6。 求傳動(dòng)比i

8、16。3如圖所示的輪系，已知（右旋）若，求齒條線速度的大小和方向。4圖示行星輪系，已知Z1 = Z2 = 41，Z2 = Z3 = 39，試計(jì)算傳動(dòng)比 iH1。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核平時(shí)作業(yè)（四）第11章 帶傳動(dòng)1帶傳動(dòng)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)和打滑的原因是什么?對傳動(dòng)各有什么影響?2試分析增速帶傳動(dòng)工作時(shí)，其最大應(yīng)力在哪里?3V帶傳動(dòng)n1=1450r/min，fv=0.51，包角a150，預(yù)緊力F0=360N。試問：1）該傳動(dòng)所能傳遞的最大有效拉力是多少?2）若d1=100mm，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少?3）若傳動(dòng)的效率為0.95，彈性滑動(dòng)忽略不計(jì)，從動(dòng)輪輸出功率為多少?第12章 聯(lián) 接1普通平鍵的截

9、面尺寸bh按_選取，長度L按_確定。2花鍵聯(lián)接的主要類型有_花鍵、_ _花鍵和_ _花鍵。3為什么多數(shù)螺紋聯(lián)接工作前均要預(yù)緊？如何控制預(yù)緊力？螺紋聯(lián)接的主要防松方法有哪些？第13章 軸1按軸的受力分類，軸可以分為_軸、_和_。2請判斷圖示四個(gè)軸中，哪一個(gè)軸的結(jié)構(gòu)有錯(cuò)誤，出現(xiàn)的是什么錯(cuò)誤，應(yīng)如何改正。a）b）c）d）第14章 軸 承1寫出下列軸承代號表示的內(nèi)容，說明該軸承適用的場合。7208，32314，6310P5，7210B，N22222如圖所示,軸的兩端用兩個(gè)角接觸球軸承7207C正裝。常溫下工作。工作中有中等沖擊。轉(zhuǎn)速n1800r/min,兩軸承的徑向載荷分別是FrI3400N，F(xiàn)rII

10、1050N，軸的軸向載荷Fa870N，方向指向軸承2，試確定哪個(gè)軸承危險(xiǎn),并計(jì)算出危險(xiǎn)軸承的壽命。第15章 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器的主要功用和區(qū)別是什么?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案（一）第1章 靜力分析基礎(chǔ)1 C、E、F A、B、D、G2 B F、G 4解：受力分析如下圖 列力平衡方程： 又因?yàn)?AB=BC 第2章 常用機(jī)構(gòu)概述1答：當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于自由度數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2答：使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸并產(chǎn)生一定相對運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，稱為運(yùn)動(dòng)副。以點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，以面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。3機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算（1）n7，PL10，PH0 （2）n5，PL7，PH0

11、C 處為復(fù)合鉸鏈 （3）n7，PL10，PH0 （4）n7，PL9，PH1 E、E有一處為虛約束 F 為局部自由度 C 處為復(fù)合鉸鏈第3章 平面連桿機(jī)構(gòu)1C 2a）雙曲柄機(jī)構(gòu) b）曲柄搖桿機(jī)構(gòu) c）雙搖桿機(jī)構(gòu) d）雙搖桿機(jī)構(gòu)3解：要得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，因此AD桿必須為最短桿；若AB為最長桿，則ABBC150mm若BC為最長桿，由桿長條件得： 因此的最小值為130mm4如下圖：第4章 凸輪機(jī)構(gòu)1凸輪 推桿 機(jī)架2尖頂 滾子 平底3盤形 圓柱 曲面4解：（1） （2） （3） （4）第5章 其他常用機(jī)構(gòu)1棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒機(jī)構(gòu)2左旋 右旋 三角形 矩形 梯形 鋸齒形3答：導(dǎo)程S：在同一螺紋線

12、上相鄰兩螺紋牙之間距離。 線數(shù)n：在同一圓柱面上制造螺紋線的數(shù)目。螺距p：相鄰兩螺紋牙平行側(cè)面間的軸向距離。因此機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案（二）第6章 構(gòu)件內(nèi)力分析1強(qiáng)度是構(gòu)件抵抗破壞的能力，滿足強(qiáng)度要求是指在外力作用下構(gòu)件不發(fā)生破壞。 剛度是構(gòu)件抵抗變形的能力，滿足剛度要求是指在外力作用下構(gòu)件的彈性變形量不超過允許的限度。2 最大軸力 最大軸力 34（1）解：求支反力 kN kN 由 得知 支反力計(jì)算無誤。由幾何關(guān)系我們得知求出幾個(gè)重要點(diǎn)的剪力和彎矩值我們就可以畫處圖像。下面我們開始求在下列幾處的剪力值： 在A點(diǎn)左截面， 在A點(diǎn)右截面，kN 在C點(diǎn)左截面， kN 在C點(diǎn)右截面， kN

13、 在B點(diǎn)左截面， kN 在B點(diǎn)右截面， 畫出剪力圖，如下圖：同理我們根據(jù)幾何關(guān)系求處幾處彎矩值： 在A點(diǎn)， 在D點(diǎn)， 畫出彎矩圖，如下圖： 最大 （2）解：此題解法和上個(gè)題步驟基本相同，我們也可以用另外一種方法解題，下面我們用另外一種解法進(jìn)行求解：求支反力 kN kN由 得知 支反力計(jì)算無誤。由于各段受力情況不同可以分段求解AC段 CD段： DB段： 根據(jù)上面所求函數(shù)我們畫剪力和彎矩圖如下 最大 同學(xué)可按第一題做法自己做一遍本題 （3）解：求支反力 由 得知 支反力計(jì)算無誤。根據(jù)幾何關(guān)系我們知道剪力圖AC為一水平直線，CB為一條斜線，我們求出關(guān)鍵的點(diǎn)就可以畫出線圖。在A點(diǎn)稍左，在A點(diǎn)稍右，在B

14、點(diǎn)稍左，在B點(diǎn)稍右，根據(jù)上面數(shù)值可做剪力圖。根據(jù)幾何關(guān)系，AC段沒有載荷作用，彎矩圖為一條斜直線；在C點(diǎn)有集中力偶，彎矩圖有突變， CB段有均布載荷作用，彎矩圖是一條拋物線。為了做彎矩圖，只需求出梁在下面各截面處的彎矩值：在點(diǎn)A， 在C點(diǎn)左截面 在C點(diǎn)右截面 在點(diǎn)B, 此外由剪力圖知道，在CB段內(nèi)有一截面的剪力為零，這個(gè)截面的彎矩是梁CB段內(nèi)彎矩的極值。即該點(diǎn)的剪力QD0，令點(diǎn)D的坐標(biāo)為x，,即： 得 此點(diǎn)的彎矩值為： 根據(jù)上面數(shù)值可做剪力圖彎矩圖如下：最大 KN KN.M第7章 構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度1 彈性階段 屈服階段 強(qiáng)化階段 縮徑斷裂階段2 屈服極限 強(qiáng)度極限3解：（1） （2）AB段BC

15、段（3）AB段：（縮短）BC段（伸長） （縮短）4解：求支反力。 截面寬b36mm 高h(yuǎn)2b72mm5解：（1）求約束力 （2）畫剪力圖，彎矩圖： （3）所以此梁不安全。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案（三）第8章 齒輪傳動(dòng)1C2齒數(shù) 壓力角 變位系數(shù)3法面 法面壓力角 螺旋角相等 相反4175C6解： 7解：（1）低速級斜齒輪旋向?yàn)樽笮?，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。 （2） 8.278解： 小齒選用45號鋼，輪調(diào)質(zhì)處理，查表硬度220HBS 大齒輪ZG45 硬度180HBC 查表得 查表得： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，中等沖擊，對稱布置，故得K=1.2由于是閉式齒輪， 我們先較核

16、齒面接觸疲勞強(qiáng)度，我們按標(biāo)準(zhǔn)中心距進(jìn)行較核： （安全）下面，我們再較核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。查表得： (安全)第9章 齒輪傳動(dòng)1為便于加工蝸輪刀具的標(biāo)準(zhǔn)化，一般將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值。2因?yàn)槲佪單仐U傳動(dòng)的傳動(dòng)比與蝸桿的直徑無關(guān)。3（a）（b）第10章 作業(yè)題 1解：i 轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針2解：3解： 4解： 由于輪3為固定輪（即）， 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案（四）第11章 帶傳動(dòng)1由于帶是彈性體，帶緊邊與松邊拉力不同，由于帶的彈性變形量的變化而引起的帶與帶輪間的相對滑動(dòng)。打滑是帶傳遞的圓周力大于帶能傳遞的最大有效圓周力，引起的帶在帶輪上全面滑動(dòng)的。 彈性滑動(dòng)將引起：（1）降低傳動(dòng)效率；（2）從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪，造成傳動(dòng)比誤差；（3）帶的磨損；（4）發(fā)熱使帶溫度升高。 打滑造成帶的磨損加劇，無法傳遞動(dòng)力，致使傳動(dòng)失效。2帶緊邊剛繞出小帶輪處3解：（1） （2） （3） 第12章 聯(lián) 接1軸徑 輪轂的長度2矩形