機械設(shè)計基礎(chǔ)形考作業(yè)答案

1、WORD格式機械設(shè)計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， 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F未知力作用點G兩未知力交點H任意點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又因為AB=BCFA s i nFC s i nFAFCFy 02FAs i n FFA FBF40KN2 sin第 2 章常用機構(gòu)概述1機構(gòu)具有確定運動的條件是什么?答：當機構(gòu)的原動件數(shù)等于自由度數(shù)時，機構(gòu)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(gòu)件直接接觸并產(chǎn)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計算以下機構(gòu)的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。專業(yè)資料整理WORD格式機構(gòu)的自由度計算 1n7，PL10， PH02n5，

3、PL 7， PH 0F 3n 2PLPHF 3n 2PLPH37210352711C 處為復合鉸鏈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 處為復合鉸鏈第 3 章平面連桿機構(gòu)1對于鉸鏈四桿機構(gòu)，當滿足桿長之和的條件時，假設(shè)取_ C _為機架，將得到雙曲柄機構(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)件專業(yè)資料整理WORD格式2根據(jù)尺寸和機架判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型。答： a雙曲柄機構(gòu)b曲柄搖桿機構(gòu)c雙搖桿機構(gòu)d雙搖桿機構(gòu)3在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，lBC=150mm ，lCD

4、=120mm，lAD =100mm，AD 為機架；假設(shè)想得到雙曲柄機構(gòu)，求lAB的最小值。解：要得到雙曲柄機構(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畫出各機構(gòu)的壓力角傳動角。箭頭標注的構(gòu)件為原動件。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章凸輪機構(gòu)1凸輪主要由 _凸輪 _， _推桿 _和 _機架 _三個根本構(gòu)件組成。2凸輪機構(gòu)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

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畫出圖示機構(gòu)的壓力角3推桿的最大行程H？4圖示位置從動件的位移S=？解：1R0RLrT2515515mm2專業(yè)資料整理WORD格式 3HLRrTR0251551530mm 4S(R rT ) 2L225.98mm第 5 章其他常用機構(gòu)1常用的間歇運動機構(gòu)有 _棘輪機構(gòu) _，_槽輪機構(gòu) _和_不完全齒機構(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螺紋的導程 S 與線數(shù) n 及螺距 P 之間的關(guān)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。專業(yè)資料整理WORD格式機械設(shè)計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)件的強度？什么是構(gòu)件的剛度？強度是構(gòu)件抵抗破壞的能力， 滿足強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 支反力計算無誤。由幾何關(guān)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。下面我們開場求在以下幾處的剪力值：在 A 點左截面，Q0在 A 點右截面，QRA6.25 kN在 C 點左截面，QRA6.25kN在 C 點右截面，QRB3.75kN在 B 點左截面，QRB3.75kN在 B 點右截面，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，M0MC左 RA 212.5KNM C右 RA 2 M 7.5KN在D點，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展求解：求支反力M A04RB2q20M B04RA2q20RA 10 kNRB10 kN由 Y 0 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)鍵的點就可以畫出線圖。在A 點稍左，Q0專業(yè)資料整理WORD格式在A 點稍右，QRA1 qlqa 28l在B點稍左，QRAql3 qlq

10、a 228l在B點稍右，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，M0在 C 點左截面MRAl1ql 2qa 22162在 C 點右截面l212qa 2MRA2qa16ql2在點 B,M0此外由剪力圖知道，在 CB 段內(nèi)有一截面的剪力為零，這個截面的彎矩是梁 CB 段內(nèi)彎矩的極值。 即該點的剪力 QD0，令點 D 的坐標為 x ，,即：Q D RA q( x l / 2) 0 得x5 la28l此點的彎矩值為

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，

12、材料 E200GPa。試求：1畫出軸力圖； 2求各段正應力；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格式機械設(shè)計根底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，決定齒廓形狀的根本參數(shù)是_齒數(shù) _，_壓力角 _，_變位系數(shù) _。3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(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，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)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6一標準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)計一個大齒輪與其

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

16、WORD格式2低速級齒輪取多大螺旋角2 才能使中間軸的軸向力相互抵消?解：1低速級斜齒輪旋向為左旋，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單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，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，雙向運轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動機驅(qū)動。試校核此齒輪傳動的強度。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計算轉(zhuǎn)矩：T1 9.551064

18、5.3104 N mm720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展較核：am( z1 z2 ) / 2 196mmz273u2.92z125KT1 (u1) 3221.7MPa 427.3平安H3552ub2 a下面，我們再較核齒根彎曲疲勞強度。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(shù)？為便于加工蝸輪刀具的標準化， 一

19、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？專業(yè)資料整理WORD格式因為蝸輪蝸桿傳動的傳動比與蝸桿的直徑無關(guān)。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(zhuǎn)向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點和三個分力的方向。 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，求該輪系的傳動比，并判斷蝸輪4 的轉(zhuǎn)向。解： iz2 z3 z420 25 4022轉(zhuǎn)向：逆時針z1 z2 ' z3

20、 '182522在圖示輪系中，z1、z2、z2'、z3、z4、 z4'、 z5、 z5'、z6。求傳動比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，試計算傳動比 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格式機械設(shè)計根底課程形成性考核平時作業(yè)四第 11章帶傳動1帶傳動產(chǎn)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

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試分析增速帶傳開工作時，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150°，預緊力 F0=360N。試問：1該傳動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 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