機械設計基礎形考作業(yè)答案

1、機械設計基礎課程形成性考核作業(yè)（一）第1章 靜力分析基礎1取分離體畫受力圖時，C、E、F力的指向可以假定，A、B、D、G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，坐標軸選在_B_的方向上，使投影方程簡便；矩心應選在_G_點上，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 F未知力作用點 G兩未知力交點 H任意點3畫出圖示各結構中AB構件的受力圖。 4如圖所示吊桿中A、B、C均為鉸鏈連接，已知主動力F40kN,ABBC2m,a30°.求兩

2、吊桿的受力的大小。 列力平衡方程： 又因為 AB=BC 第2章 常用機構概述1機構具有確定運動的條件是什么?答：當機構的原動件數等于自由度數時，機構具有確定的運動。2什么是運動副？什么是高副？什么是低副？答：使兩個構件直接接觸并產生一定相對運動的聯(lián)接，稱為運動副。以點接觸或線接觸的運動副稱為高副，以面接觸的運動副稱為低副。3計算下列機構的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 機構的自由度計算（1）n7，PL10，PH0 （2）n5，PL7，PH0 C 處為復合鉸鏈 （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 處為復合鉸鏈第3章

3、平面連桿機構1對于鉸鏈四桿機構，當滿足桿長之和的條件時，若取_ C _為機架，將得到雙曲柄機構。A最長桿 B與最短桿相鄰的構件 C最短桿 D與最短桿相對的構件2根據尺寸和機架判斷鉸鏈四桿機構的類型。答：a）雙曲柄機構 b）曲柄搖桿機構 c）雙搖桿機構 d）雙搖桿機構3在圖示鉸鏈四桿機構中，已知，lBC=150mm ，lCD=120mm，lAD=100mm，AD為機架；若想得到雙曲柄機構，求lAB的最小值。解：要得到雙曲柄機構，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畫出各機構的壓力角傳動角。箭頭標注的構件為原動件。

4、如下圖：第4章 凸輪機構1凸輪主要由_凸輪_，_推桿_和_機架_三個基本構件組成。2凸輪機構從動件的形式有尖頂_從動件，_滾子_從動件和_平底_從動件。3按凸輪的形狀可分為_盤形_凸輪、_圓柱_凸輪和_曲面_凸輪。4已知圖示凸輪機構的偏心圓盤的半徑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）畫出圖示機構的壓力角a（3）推桿的最大行程H？（4）圖示位置從動件的位移S=？解：（1） （2） （3） （4）第5章 其他常用機構1常用的間歇運動機構有_棘輪機構_，_槽輪機構_和_不完全齒機構_等幾種。2螺紋的旋向有_左旋_和_右旋_，牙

5、形有_三角形_，_矩形_，_梯形_，和_鋸齒形_。3螺紋的導程S與線數n及螺距P之間的關系是什么？答：導程S：在同一螺紋線上相鄰兩螺紋牙之間距離。機械設計基礎課程形成性考核作業(yè)（二）第六章 構件內力分析1什么是構件的強度？什么是構件的剛度？強度是構件抵抗破壞的能力，滿足強度要求是指在外力作用下構件不發(fā)生破壞。 剛度是構件抵抗變形的能力，滿足剛度要求是指在外力作用下構件的彈性變形量不超過允許的限度。2畫出圖示各桿的軸力圖，并計算最大軸力Nmax。 最大軸力 最大軸力3畫出圖示圓軸的扭矩圖，已知MA=5kN·m，MB=2kN·m。4畫出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖，并計算最大和。（

6、a）（b）（c）（1）解：求支反力 kN kN 由 得知 支反力計算無誤。由幾何關系我們得知求出幾個重要點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點左截面， 在A點右截面，kN 在C點左截面， kN 在C點右截面， kN 在B點左截面， kN 在B點右截面， 畫出剪力圖，如下圖：同理我們根據幾何關系求處幾處彎矩值： 在A點， 在D點， 畫出彎矩圖，如下圖： 最大 （2）解：此題解法和上個題步驟基本相同，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行求解：求支反力 kN kN由 得知 支反力計算無誤。由于各段受力情況不同可以分段求解AC段 CD段： D

7、B段： 根據上面所求函數我們畫剪力和彎矩圖如下 最大 同學可按第一題做法自己做一遍本題 （3）解：求支反力 由 得知 支反力計算無誤。根據幾何關系我們知道剪力圖AC為一水平直線，CB為一條斜線，我們求出關鍵的點就可以畫出線圖。在A點稍左，在A點稍右，在B點稍左，在B點稍右，根據上面數值可做剪力圖。根據幾何關系，AC段沒有載荷作用，彎矩圖為一條斜直線；在C點有集中力偶，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A， 在C點左截面 在C點右截面 在點B, 此外由剪力圖知道，在CB段內有一截面的剪力為零，這個截面的彎矩是梁CB段內彎

8、矩的極值。即該點的剪力QD0，令點D的坐標為x，,即： 得 此點的彎矩值為： 根據上面數值可做剪力圖彎矩圖如下：最大 KN KN.M第7章 構件的強度和剛度1在作低碳鋼的拉伸試驗時，整個拉伸過程大致可分為四個階段,依次為彈性階段，屈服階段，強化階段，縮徑斷裂階段。2通常塑性材料的極限應力取_屈服極限_，脆性材料的極限應力取_強度極限_。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）求各段正應力；（3）求總變形量。解：（1） （2）AB段BC段（3）AB段：（縮短）BC段（伸長） （縮短）4一矩形截面梁，承受

9、載荷F=10KN，材料的許用應力s=160MPa，試確定橫截面尺寸。解：求支反力。 截面寬b36mm 高h2b72mm5如圖所示的圓形橫截面的梁，承受載荷F10kN，M20kN·m，梁長a2m，材料的許用應力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，校核梁的強度。解：（1）求約束力 （2）畫剪力圖，彎矩圖： （3）所以此梁不安全。機械設計基礎課程形成性考核作業(yè)三第8章 齒輪傳動1漸開線齒廓形狀取決于_C_直徑大小。A節(jié)圓 B分度圓 C基圓 D齒頂圓2對于標準直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數是_齒數_，_壓力角_，_變位系數_。3

10、標準外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的_法面_模數和_法面壓力角_都相等，齒輪的_螺旋角相等_角相等、旋向_相反_。4采用展成法加工正常齒齒輪時，不發(fā)生根切的最少齒數是_17_5一對齒輪嚙合時，兩齒輪的_C_始終相切。A分度圓 B基圓 C節(jié)圓 D齒根圓6已知一標準漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da177.5mm，齒數z129?，F要求設計一個大齒輪與其相嚙合，傳動的安裝中心距a145mm，試計算這個大齒輪的主要尺寸。（分度圓直徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）解： 7兩級平行軸斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，高速級mn3mm，b115°Z251；低速級mn

11、5mm，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?解：（1）低速級斜齒輪旋向為左旋，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。 （2） 8.27°8單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，已知小齒輪材料為45鋼，調質處理，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=78mm，雙向運轉，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動機驅動。試校核此齒輪傳動的強度。解： 小齒選用45號鋼，輪調質處理，查表硬度220HBS 大齒輪ZG45

12、硬度180HBC 查表得 查表得： 計算轉矩： 由于原動機為電動機，中等沖擊，對稱布置，故得K=1.2由于是閉式齒輪， 我們先較核齒面接觸疲勞強度，我們按標準中心距進行較核： （安全）下面，我們再較核齒根彎曲疲勞強度。查表得： (安全)第9章 蝸桿傳動1為什么將蝸桿分度圓直徑dl規(guī)定為蝸桿傳動中的標準參數？為便于加工蝸輪刀具的標準化，一般將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標準值。2為什么蝸桿的傳動比i只能表達為iz2/z1，卻不能以id2/d1來表示？因為蝸輪蝸桿傳動的傳動比與蝸桿的直徑無關。3圖示的各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件。試標出圖中未注明的蝸輪或蝸桿的轉向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點和三個

13、分力的方向。 （a） （b）（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，求該輪系的傳動比，并判斷蝸輪4的轉向。解：i 轉向：逆時針2在圖示輪系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、 z4'、 z5、 z5'、z6。 求傳動比i16。解：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，試計算傳動比 iH1。解： 由于輪3為固定輪（即）， 機械設計基礎課程形成性考核平時作業(yè)（四）第11章 帶傳動1

14、帶傳動產生彈性滑動和打滑的原因是什么?對傳動各有什么影響?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。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的。 彈性滑動將引起：（1）降低傳動效率；（2）從動輪的圓周速度低于主動輪，造成傳動比誤差；（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，無法傳遞動力，致使傳動失效。2試分析增速帶傳動工作時，其最大應力在哪里?帶緊邊剛繞出小帶輪處3V帶傳動n1=1450r/min，fv=0.51，包角a150°，預緊力F0=360N。試問：1）該傳動所能傳遞的最

15、大有效拉力是多少?2）若d1=100mm，其傳遞的最大轉矩為多少?3）若傳動的效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪輸出功率為多少?解：（1） （2） （3） 第12章 聯(lián) 接1普通平鍵的截面尺寸b×h按_軸徑_選取，長度L按_輪轂的長度_確定。2花鍵聯(lián)接的主要類型有_矩形_花鍵、_漸開線_花鍵和_三角形_花鍵。3為什么多數螺紋聯(lián)接工作前均要預緊？如何控制預緊力？螺紋聯(lián)接的主要防松方法有哪些？預緊的目的是為了增加聯(lián)接的剛性、緊密性和防松能力。 用測力矩扳手和定力矩扳手 機械防松 摩擦防松 其他防松第13章 軸1按軸的受力分類，軸可以分為_心_軸、_轉軸_和_傳動軸_。2請判斷圖示四個軸中，哪一個軸的結構有錯誤，出現的是什么錯誤，應如何改正。a）b）c）d）C 軸承無法拆卸，應將軸肩高度低于軸承內圈。第14章 軸 承1寫出下列軸承代號表示的內容，說明該軸承適用的場合。7208，32314，6310P5，7210B，N2222 2如圖所示,軸的兩端用兩個角接觸球軸承7207C正裝。常溫下工作。工作中有中等沖擊。轉速n180