電大機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程答案 2

1、選擇題：1取分離體畫受力圖時(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_ F、G _點(diǎn)上，使力矩方程簡(jiǎn)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)1對(duì)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)滿足桿長(zhǎng)之和的條件時(shí)，若取_ C _為機(jī)架，將得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。A最長(zhǎng)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1漸開(kāi)線齒廓形

2、狀取決于_ C _直徑大小。A節(jié)圓 B分度圓 C基圓 D齒頂圓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齒根圓填空題：1凸輪主要由_凸輪_，_推桿_和_機(jī)架_三個(gè)基本構(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按凸輪的形狀可分為_(kāi)盤形 _凸輪、_圓柱_凸輪和_ 曲面_凸輪。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_，_ 梯形_，和_ 鋸齒形_。1在作低碳鋼的拉伸試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)拉伸過(guò)程大致可分為四個(gè)階段,依次為彈性階段，屈

3、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_。2對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數(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_1普通平鍵的截面尺寸b×h按_軸徑_選取，長(zhǎng)度L按_輪轂的長(zhǎng)度_確定。2花鍵聯(lián)接的主要類型有_矩形_花鍵_ 漸開(kāi)線_花鍵和_ 三角形_花鍵。1按軸的受力分類，軸可以分為_(kāi)心軸_軸、_轉(zhuǎn)軸_和_傳動(dòng)軸_。問(wèn)答題：1機(jī)構(gòu)

4、具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么?答：機(jī)構(gòu)自由度大于等于1，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。 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1、聯(lián)軸器與離合器的主要功用和區(qū)別是什么?答：聯(lián)軸器和離合器主要都是用來(lái)聯(lián)接兩軸并傳遞扭矩，用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩根軸，只有機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，經(jīng)過(guò)拆卸才能分離

5、，而用離合器聯(lián)接的兩根軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中能隨時(shí)根據(jù)需要結(jié)合或分離。1什么是構(gòu)件的強(qiáng)度？什么是構(gòu)件的剛度？答：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。（講評(píng)：注意定義） 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(guò)允許的限度。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)？答：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(lái)表示？答：因?yàn)槲佪單仐U傳動(dòng)的傳動(dòng)比與蝸桿的直徑無(wú)關(guān)。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?答：由于帶是彈

6、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(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(wú)法傳遞動(dòng)力，致使傳動(dòng)失效。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？答：預(yù)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(cè)力矩扳手和定力矩扳手 機(jī)械防松 摩擦防松 其他防松2試分析增速帶傳動(dòng)工作時(shí)，其最大應(yīng)力在哪里?答：帶緊邊剛繞出小帶輪處

7、畫圖題和計(jì)算題：3畫出圖示各結(jié)構(gòu)中AB構(gòu)件的受力圖。 答案如下 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。答：受力分析如下圖 列力平衡方程： 又因?yàn)?AB=BC 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。 答：機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算（1）n7，PL10，PH0 （2）n5，PL7，PH0 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)

8、構(gòu) d）雙搖桿機(jī)構(gòu)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。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(zhǎng)桿，則ABBC150mm若BC為最長(zhǎng)桿，由桿長(zhǎng)條件得： 因此的最小值為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。 答：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=？解：（1） （2）

9、（3） （4）2畫出圖示各桿的軸力圖，并計(jì)算最大軸力Nmax。答按如下： 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。答：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）（1）解：求支反力 kN kN 由 得知 支反力計(jì)算無(wú)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(kāi)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 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)，

10、 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(wú)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(wú)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(méi)有載荷作用，彎矩圖為一條斜直線；在C點(diǎn)有集中力偶，彎

11、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.M3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。解：（1） （2）AB段BC段（3）AB段：（縮短）BC段（伸長(zhǎng)） （縮短

12、）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。解：求支反力。 截面寬b36mm 高h(yuǎn)2b72mm5如圖所示的圓形橫截面的梁，承受載荷F10kN，M20kN·m，梁長(zhǎng)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。解：（1）求約束力 （2）畫剪力圖，彎矩圖： （3）所以此梁不安全。6已知一標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da177.5mm，齒數(shù)z129?，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

13、、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）解：講評(píng)：牢記和熟練掌握齒輪參數(shù)計(jì)算公式 7兩級(jí)平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)如圖所示，高速級(jí)mn3mm，b115°Z251；低速級(jí)mn5mm，Z317試問(wèn)：（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?（2）低速級(jí)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(jí)斜齒輪旋向?yàn)樽笮?，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。 （2） 8.27°8單級(jí)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，

14、z273，b1=84mm，b2=78mm，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 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(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)行較核： （安全）下面，我們?cè)佥^核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。查表得： (安全)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）答：（a）（b）1圖示所示輪系，

15、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。解：i 轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針2在圖示輪系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、 z4'、 z5、 z5'、z6。 求傳動(dòng)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。解： 4圖示行星輪系，已知Z1 = Z2 = 41，Z2 = Z3 = 39，試計(jì)算傳動(dòng)比 iH1。解： 由于輪3為固定輪（即）， 3V帶傳動(dòng)n1=1450r/min，fv=0.51，包角a150°，預(yù)緊力F0=360N。試問(wèn)：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?解：（1） （2） （3） 2請(qǐng)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