機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)形考作業(yè)答案

1、WORD格式機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程形成性考核作業(yè)一第 1 章靜力分析根底1取別離體畫受力圖時(shí)， 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(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 _B_的方向上，使投影方程簡(jiǎn)便；矩心應(yīng)選在 _G_點(diǎn)上，使力矩方程簡(jiǎn)便。A與力垂直B與未知力垂直C與未知力平行D任意E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畫出圖示各構(gòu)造中AB 構(gòu)件的受力圖。專業(yè)資料整理WORD格式4如下圖吊桿中 A 、B、C 均為鉸鏈連接，主動(dòng)力F 40kN,AB BC專業(yè)資

2、料整理WORD格式 2m, 30 .求兩吊桿的受力的大小。列力平衡方程：Fx0又因?yàn)锳B=BCFA s i nFC s i nFAFCFy 02FAs i n FFA FBF40KN2 sin第 2 章常用機(jī)構(gòu)概述1機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么?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)。2什么是運(yùn)動(dòng)副？什么是高副？什么是低副？答：使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸并產(chǎn)生一定相對(duì)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計(jì)算以下機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。專業(yè)資料整理WORD格式機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 1n7，PL10， PH02n5，

3、PL 7， PH 0F 3n 2PLPHF 3n 2PLPH37210352711C 處為復(fù)合鉸鏈3n7， PL 10，PH04n7，PL9，PH1F 3n 2PLPHF 3n 2PLPH372103729112E、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)1對(duì)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)滿足桿長之和的條件時(shí)，假設(shè)取_ C _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(duì)的構(gòu)件專業(yè)資料整理WORD格式2根據(jù)尺寸和機(jī)架判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型。答： a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在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，lBC=150mm ，lCD

4、=120mm，lAD =100mm，AD 為機(jī)架；假設(shè)想得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB的最小值。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，那么 AB BC150mm若 BC 為最長桿，由桿長條件得：l ADl BCl ABl CDl ABl ADl BClCD130mm因此 l AB的最小值為130mm4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。專業(yè)資料整理WORD格式如以下圖：專業(yè)資料整理WORD格式第4章凸輪機(jī)構(gòu)1凸輪主要由 _凸輪 _， _推桿 _和 _機(jī)架 _三個(gè)根本構(gòu)件組成。2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的形式有尖頂_從動(dòng)件， _滾子 _從動(dòng)件和 _平底 _從動(dòng)件。3按

5、凸輪的形狀可分為 _盤形 _凸輪、 _圓柱 _凸輪和 _曲面 _凸輪。4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3推桿的最大行程H？4圖示位置從動(dòng)件的位移S=？解：1R0RLrT2515515mm2專業(yè)資料整理WORD格式 3HLRrTR0251551530mm 4S(R rT ) 2L225.98mm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 _棘輪機(jī)構(gòu) _，_槽輪機(jī)構(gòu) _和_不完全齒機(jī)構(gòu) _等幾種。2螺紋的旋向有 _左旋 _和_右旋 _，牙形有 _三角形 _，_矩形 _，_梯

6、形 _，和_鋸齒形 _。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？答：導(dǎo)程 S：在同一螺紋線上相鄰兩螺紋牙之間距離。專業(yè)資料整理WORD格式機(jī)械設(shè)計(jì)根底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？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畫出圖示各桿的軸力圖，并計(jì)算最大軸力Nmax。最大軸力 N max40 KN最大軸力 Nmax3P3畫出圖示圓軸的扭矩圖，MA =5kN·m， MB=2kN· m。專業(yè)資料

7、整理WORD格式4畫出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖，并計(jì)算最大Qmax和 M max。 a b c1解：求支反力專業(yè)資料整理WORD格式MA04RBM2F0專業(yè)資料整理WORD格式M B04RA M2F0RA6.25kNRB3.75kN由 Y 0 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。下面我們開場(chǎng)求在以下幾處的剪力值：在 A 點(diǎn)左截面，Q0在 A 點(diǎn)右截面，QRA6.25 kN在 C 點(diǎn)左截面，QRA6.25kN在 C 點(diǎn)右截面，QRB3.75kN在 B 點(diǎn)左截面，QRB3.75kN在 B 點(diǎn)右截面，Q0畫出剪力圖，如以下圖：同理我們根據(jù)幾何關(guān)系求

8、處幾處彎矩值：在A點(diǎn)，M0MC左 RA 212.5KNM C右 RA 2 M 7.5KN在D點(diǎn)，M0畫出彎矩圖，如以下圖：最大 Qmax6.25 KNM max12.5KNM專業(yè)資料整理WORD格式2解：此題解法和上個(gè)題步驟根本一樣，我們也可以用另外一種方法專業(yè)資料整理WORD格式解題，下面我們用另外一種解法進(jìn)展求解：求支反力M A04RB2q20M B04RA2q20RA 10 kNRB10 kN由 Y 0 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QRA10KNM RA x10xCD 段：QRAq( x 1)2010xMRA xq( x1)2 /210x 5( x 1)

9、 2DB 段：QRA2q10KNMRA x2q(x2)10 x40根據(jù)上面所求函數(shù)我們畫剪力和彎矩圖如下專業(yè)資料整理WORD格式最大 Qmax10KNM max15KNM同學(xué)可按第一題做法自己做一遍此題3解：求支反力M A 0RB llq 3 l qa2024M B0RA l qa 2ql 1 l 024RA1 qlqa 2RB3 qlqa 28l8l由 Y 0 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，Q0專業(yè)資料整理WORD格式在A 點(diǎn)稍右，QRA1 qlqa 28l在B點(diǎn)稍左，QRAql3 qlq

10、a 228l在B點(diǎn)稍右，Q0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，M0在 C 點(diǎn)左截面MRAl1ql 2qa 22162在 C 點(diǎn)右截面l212qa 2MRA2qa16ql2在點(diǎn) B,M0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：Q D RA q( x l / 2) 0 得x5 la28l此點(diǎn)的彎矩值為

11、：M D RA x qa 2q( x l / 2) 22923qa2 qa 4ql82l21 2 8專業(yè)資料整理WORD格式根據(jù)上面數(shù)值可做剪力圖彎矩圖如下：專業(yè)資料整理WORD格式3 qlqa29 ql23 qa2qa4最大 QmaxKNM m ax2 KN.M8l12882l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,依次為彈性階段，屈服階段，強(qiáng)化階段，縮徑斷裂階段。2通常塑性材料的極限應(yīng)力取_屈服極限 _，脆性材料的極限應(yīng)力取 _強(qiáng)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，

12、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。專業(yè)資料整理WORD格式解：12AB 段F5010315102100MPaA1BC段2F90103A21010290MPa3AB 段：l1FN1l1501031000mm縮短EA12001035000.5BC 段l 2FN 2 l 29010310000.45mm伸長EA22001031000ll1l 20.5 0.450.05mm 縮短4一矩形截面梁，承受載荷F=10KN，材料的許用應(yīng)力 =160MPa，試確定橫截面尺寸。解：求支反力。M B0RA2F10M A0RB2F10專業(yè)資料整理WORD格式RA5KNRB5KN

13、專業(yè)資料整理WORD格式M max5KNmm a xM5KNmWbh266510665106b(2b) 24b3b3651063651064436mm160截面寬 b36mm高 h2b72mm5如下圖的圓形橫截面的梁，承受載荷 F10kN，M 20kN· m，梁長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假設(shè) d 70mm，校核梁的強(qiáng)度。解：1求約束力M B0RA4F2 M0M A0RB4 F2M0RA 10KNRB0專業(yè)資料整理WORD格式2畫剪力圖，彎矩圖： 3M max20 106594MPa W70332所以此梁不平安。專

14、業(yè)資料整理WORD格式機(jī)械設(shè)計(jì)根底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_C_直徑大小。A節(jié)圓B分度圓C基圓D齒頂圓2對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的根本參數(shù)是_齒數(shù) _，_壓力角 _，_變位系數(shù) _。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 _法面 _模數(shù)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(shí)，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是_17_5一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，兩齒輪的_C_始終相切。A分度圓B基圓C節(jié)圓D齒根圓6一標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da1 77.5mm，齒數(shù) z1 29?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)大齒輪與其

15、相嚙合，傳動(dòng)的安裝中心距 a 145mm，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解： d a1(z12ha*) mm2.5mmam( z1z2 ) / 2z287mmd2mz22.5 87217.5mmda 2(z22ha*) m222.5mmd f 2( z22ha * 2c*) m 211.25mmdbd2 cos204.38mm7兩級(jí)平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)如下圖，高速級(jí)mn3mm，115°Z2 51；低速級(jí) mn5mm，Z3 17 試問：1低速級(jí)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?專業(yè)資料整理

16、WORD格式2低速級(jí)齒輪取多大螺旋角2 才能使中間軸的軸向力相互抵消?解：1低速級(jí)斜齒輪旋向?yàn)樽笮?，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。2Ft 2tg1Ft 3tg 2Ft 22TIId 2Ft 32TIId32TIItg 12TIItgtg1 c o s 1tg 2 c o s 2d2d32mn 2 Z 2mn3 Z 3s i n 2s i n 1mn3 Z3mn2 Z 22 8.27°8單級(jí)閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，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，傳遞功率Pl4kW ，n1 720r/min， m4mm，zl25， z273， b1=84mm， b2=7

17、8mm，雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對(duì)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。解：小齒選用 45 號(hào)鋼，輪調(diào)質(zhì)處理，查表硬度220HBS大齒輪 ZG45 硬度180HBC查表得F lim 1190MPaF lim 2140M P aH lim 1555M P aH lim 24 7 0M P a查表得： SH1.1SF1.4專業(yè)資料整理WORD格式H1H l 1i n5 5 55 0 4.5M P aSH1.1HH l 2in470427.3M P a2SH1.1Flin 1190Flin 2140F1SF135.7MPaF 2SF100MPa1.41.4計(jì)算轉(zhuǎn)矩：T1 9.551064

18、5.3104 N mm720由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，中等沖擊，對(duì)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(qiáng)度，我們按標(biāo)準(zhǔn)中心距進(jìn)展較核：am( z1 z2 ) / 2 196mmz273u2.92z125KT1 (u1) 3221.7MPa 427.3平安H3552ub2 a下面，我們?cè)佥^核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。查表得：YFS14.22YFS 23.88YFS1YFS 2F 1 z1F 2 z2F12KT1YFS117.2M P a135.7( 平安 )b2 m 2 z1 100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)？為便于加工蝸輪刀具的標(biāo)準(zhǔn)化， 一

19、般將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值。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？專業(yè)資料整理WORD格式因?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。 aba（ b專業(yè)資料整理WORD格式第 10 章作業(yè)題1圖示所示輪系，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。解： iz2 z3 z420 25 4022轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針z1 z2 ' z3

20、 '182522在圖示輪系中，z1、z2、z2'、z3、z4、 z4'、 z5、 z5'、z6。求傳動(dòng)比i 16。解： i16z2 z3 z4 z5 z6z1 z2' z3 z4 ' z5'3如下圖的輪系，z115, z225, z2 15, z3 30, z3 15, z4 30, z4 2右旋 z5 60, z520,m4mm, 假設(shè) n1500r / min ，求齒條6線速度v的大小和方向。專業(yè)資料整理WORD格式n1z2 z3 z4 z5200iz1 z2 ' z3 ' z4 'n5n12.5r / m i

21、 nn5iv6d5'n5mz5' n51000600.0105m / s 10.5mm / s6010004圖示行星輪系， Z=Z =41，Z= Z= 39，試計(jì)算傳動(dòng)比 iH1。1223解：i13Hn1nHz2 z31521n3nHz1 z2'1681由于輪 3 為固定輪即n30 ，i1Hn1Hz2 z33939160nH1 i 131 1411681z1 z2 '41i H11/ i1H10.51專業(yè)資料整理WORD格式機(jī)械設(shè)計(jì)根底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(duì)傳動(dòng)各有什么影響 ?由于帶是彈性體， 帶緊邊與

22、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(duì)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試分析增速帶傳開工作時(shí)，其最大應(yīng)力在哪里?帶緊邊剛繞出小帶輪處3V 帶傳動(dòng) n1 =1450r/min，fv=0.51，包角150°，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假設(shè) d1=100mm，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少?3假設(shè)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 ?解：1 Fmax 2F0e f1180.7Nef1Fd1180.7 1002T9035N .mm22 3vd1 n17.6m / s100060專業(yè)資料整理WORD格式PFv180.77.60.951.304kW專業(yè)資料整理WORD格式第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(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？預(yù)緊的目