机械设计基础课程形成性考核作业(一)第 1 章静力分析基础1.取分别体画受力图时, CEF 力的指向可以假定, ABDG 力的指向不能假定；A. 光滑面约束力B. 柔体约束力C.铰链约束力D. 活动铰链反力E.固定端约束力F.固定端约束力偶矩G.正压力2.列平稳方程求解平面任意力系时,坐标轴选在 B 的方向上,使投影方程简便;矩心应选在_FG_点上, 使力矩方程简便；A.与已知力垂直B.与未知力垂直C.与未知力平行D.任意E.已知力作用点F.未知力作用点G.两未知力交点H.任意点3.画出图示各结构中AB 构件的受力图；4.如下列图吊杆中A，B，C 均为铰链连接,已知主动力F＝40kN,AB ＝BC＝2m, ＝30 ，求两吊杆的受力的大小；解: 受力分析如下图列力平稳方程 :Fx 0又由于 AB=BCF A sin F C sinF A F CFy 02 F A sin FF2 sin F F 40KNA B 第 2 章 常用机构概述1.机构具有确定运动的条件就是什么 .答: 当机构的原动件数等于自由度数时 , 机构具有确定的运动2.什么就是运动副？什么就是高副？什么就是低副？答: 使两个构件直接接触并产生肯定相对运动的联接 ,称为运动副；以点接触或线接触的运动副称为高副 ,以面接触的运动副称为低副；3.运算以下机构的自由度 ,并指出复合铰链，局部自由度与虚约束；(1) n＝7,P L＝10,P H＝0 (2)n＝5,P L＝7,P H＝0F 3n 2 PP H F 3n 2 P L P HL37210 352711C 处为复合铰链(3) n＝7,P L ＝10,P H＝0 (4) n＝7,P L＝9,P H＝1F 3n 2 PP H F 3n 2 P L P HL37210 3 7 29112E，E ’有一处为虚约束 F 为局部自由度C 处为复合铰链第 3 章平面连杆机构1.对于铰链四杆机构,当满意杆长之与的条件时,如取_C_ 为机架,将得到双曲柄机构；A.最长杆B. 与最短杆相邻的构件C.最短杆D. 与最短杆相对的构件2.依据尺寸与机架判定铰链四杆机构的类型；a)双曲柄机构b) 曲柄摇杆机构c) 双摇杆机构d) 双摇杆机构3.在图示铰链四杆机构中,已知,l BC=150mm ,l C D=120mm, l AD =100mm,AD 为机架; 如想得到双曲柄机构,求l AB 的最小值；解: 要得到双曲柄机构,因此AD 杆必需为最短杆;如AB 为最长杆,就AB ≥BC＝150mm如BC 为最长杆,由杆长条件得:l l BC l l CDAD ABl l l BC l CD 130mmAB ADl因此的最小值为130mmAB4.画出各机构的压力角传动角；箭头标注的构件为原动件；.如下图:第 4 章凸轮机构1.凸轮主要由凸轮, 推杆与机架三个基本构件组成；2.凸轮机构从动件的形式有尖顶_从动件,_滚子_从动件与_平底从动件；3.按凸轮的外形可分为盘形_凸轮，_圆柱_凸轮与曲面凸轮；R＝25mm, 凸轮轴心到圆盘中心的距离4. 已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径L=15mm , 滚子半径r T=5mm；试求:(1)凸轮的基圆半径R O＝解:(1) R0R L r T25 15 515mm(2)22(4) S( R r T ) L(R L) r T(2)画出图示机构的压力角(3)推杆的最大行程H＝？(3) H L R r T R025 15 5 15 30mm(4)图示位置从动件的位移S=？22S (R r) L(R L) r TT第 5 章其她常用机构1.常用的间歇运动机构有棘轮机构,_槽轮机构_与_不完全齿机构_等几种；2.螺纹的旋向有_左旋与_右旋_,牙形有_三角形_,_矩形_,_梯形_,与_锯齿形_；3.螺纹的导程S 与线数n 及螺距P 之间的关系就是什么？答:导程S:在同一螺纹线上相邻两螺纹牙之间距离；线数n: 在同一圆柱面上制造螺纹线的数目；螺距p: 相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离；S np因此机械设计基础课程形成性考核作业(二)第六章构件内力分析1.什么就是构件的强度？什么就是构件的刚度？强度就是构件抗击破坏的才能,满意强度要求就是指在外力作用下构件不发生破坏；刚度就是构件抗击变形的才能,满意刚度要求就是指在外力作用下构件的弹性变形量不超过答应的限度；2.画出图示各杆的轴力图,并运算最大轴力N max；N max 40KN 最大轴力 N max 3P最大轴力 3.画出图示圆轴的扭矩图 ,已知 M A =5kN · m,M B =2kN · m ；4.画出图示各梁的剪力图与弯矩图 ,并运算最大 Q max 与 M max ；(a)(1) 解 :求支反力M0 4 R B M 2 F0 AM0 4 RA M 2 F0BR A kN R B kN由Y 0 得知支反力运算无误；由几何关系我们得知求出几个重要点的剪力与弯矩值我们就可以画处图像；下面我们开头求在以下几处的剪力值:A 点左截面, Q 0在A 点右截面, Q R A kN在C 点左截面, Q R A在kNC 点右截面, Q R B在kNB 点左截面, Q R B在kNB 点右截面, Q 0在画出剪力图, 如下图:同理我们依据几何关系求处几处弯矩值:在A 点, M0M C R A2M R A2MC右在D 点, M0画出弯矩图, 如下图:Qmax M M最大max(b)解:此题解法与上个题步骤基本相同,我们也可以用另外一种方法解题,下面我们用另外一种解法进行求解:求支反力M0 4 RB 2q 2 0AM0 4 RA 2q 20BR A10 kN R B10 kNY 0 得知由支反力运算无误；由于各段受力情形不同可以分段求解AC 段Q RA10 KNM R A x 10xCD 段:Q RAq(x 1) 20 10 x22 M RAx q( x 1) / 2 10 x 5( x 1) DB 段:Q RA2q 10KNM R A x 2q( x 2) 10x 40依据上面所求函数我们画剪力与弯矩图如下Q max 10KN M 15KN M最大 max (c)解: 求支反力lq 2 3 4 2M 0 R B l l qa 0A ql 2 14 2 M 0 R A l qa l 0B 2 2 1 8 qa l 3 8 qa l R A ql R B ql Y 0 得知 支反力运算无误；由依据几何关系我们知道剪力图 AC 为一水平直线 ,CB 为一条斜线 ,我们求出关键的点就可以画出线图；A 点稍左 , Q在 21 ql8qa l A 点稍右 , Q在 R A2ql 2 3 8qa l在 B 点稍左 , QR A ql B 点稍右 , Q在 依据上面数值可做剪力图；依据几何关系 ,AC 段没有载荷作用 ,弯矩图为一条斜直线 ;在 C 点有集中力偶 , 弯矩图有突变 , CB 段有均布载荷作用 ,弯矩图就是一条抛物线；为了做弯矩图,只需求出梁在下面各截面处的弯矩值:M 0在点 A,2l2 1 16 qa2 2ql在 C 点左截面MR A2l 21 16 qa22qa2ql在 C 点右截面MR AM 0在点 B,此外由剪力图知道 ,在 CB 段内有一截面的剪力为零 , 这个截面的弯矩就是梁 CB 段内弯矩的极值； 即该点的剪力 Q D ＝0,令点 D 的坐标为 x,, 即:Q D R A q( x l / 2) 0得25 8alxl 此点的弯矩值为 :2q( x l / 2)2 2M R A x qaD 491283 8qa 2l22 ql qa 2依据上面数值可做剪力图弯矩图如下:243 8qa l91283 8qa 2l22 最大 Q m axql M maxql qa KNKN ， M2第 7 章 构件的强度与刚度 1.在作低碳钢的拉伸试验时 ,整个拉伸过程大致可分为四个阶段, 依次为 _弹性阶段 _,屈服阶段 _, 强 化阶段 ,_缩径断裂阶段 _；2.通常塑性材料的极限应力取 _屈服极限 _, 脆性材料的极限应力取 _强度极限 _；3.如图 7-35 所示变截面杆 AC, 在 A ， B 两处分别受到 50kN 与 140kN 的力的作用 ,材料 E ＝200GPa ；试 求:(1) 画出轴力图 ;(2) 求各段正应力 ;(3)求总变形量；解:(1)3FA 50 10100MPa(2)AB 段15 10213F A 90 10 10 90MPaBC 段 21022103103F l 50 200 1000 500N 1 1 l (缩短 )(3)AB 段 :1EA 1 3 90 101000F l N 2 2 l (伸长 )BC 段23200 10 EA 10002ll 1l 2(缩短) 4.一矩形截面梁 ,承担载荷 F=10KN, 材料的许用应力 [ ]=160MPa, 试确定横截面尺寸；解: 求支反力；M 0 R A 2 F 1 0 B M 0R B 2 F 1 0 AR A 5 K N R B5KNM 5 K N mmaxMW5KN bh6m max2666 b 5 10 6 5 10 ( 2b) 24b31065 1061606 5 46 b336mm34 截面宽 b ＝ 36mm 高 h ＝2b ＝72mm5.如下列图的圆形横截面的梁 ,承担载荷 F ＝ 10kN,M ＝ 20kN · m,梁长 a ＝ 2m, 材料的许用应力 [ σ ] ＝160MPa,试求 :(1)梁 A ，B 端的约束力 ; (2)画出剪力图与弯矩图 ;(3)如 d ＝70mm,校核梁的强度；解:(1) 求约束力M 0 R A 4 F 2 M 0B M 0R B 4 F 2 M 0AR A10 KNR B(2)画剪力图 ,弯矩图 :106M20max 594 M Pa(3) ＞3W 7032所以此梁担心全；机械设计基础课程形成性考核作业(三)第8 章齿轮传动1.渐开线齿廓外形取决于_C_直径大小；A.节圆B. 分度圆C.基圆D. 齿顶圆2.对于标准直齿圆柱齿轮,打算齿廓外形的基本参数就是_齿数_,_ 压力角_,_变位系数_；3.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件就是:两齿轮的_法面_模数与_法面压力角_都相等,齿轮的_螺旋_角相等，旋向相反；4.采纳展成法加工正常齿齿轮时,不发生根切的最少齿数就是_17_5.一对齿轮啮合时,两齿轮的 C _始终相切；A.分度圆B.基圆C.节圆D.齿根圆6.已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮,其齿顶圆直径d a1＝77，5mm, 齿数z1＝29；现要求设计一个大齿轮与其相啮合,传动的安装中心距a＝145mm,试运算这个大齿轮的主要尺寸；(分度圆直径d2，齿顶圆直径d a2，齿根圆直径d f2，基圆直径d b2)d解:a1 (z12ha*) mma m( zz2 ) / 21z287mmd 2mz287d a 2 ( z 2 2ha*) m d f 2 ( z 22ha * 2c*)d bd 2 cos7.两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如下列图 ,高速级 m n ＝ 3mm, 1＝ 15° Z 2 ＝ 51;低速级 m n ＝ 5mm,Z 3＝ 17试问 :(1)低速级斜齿轮旋向如何挑选才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反 .低速级斜齿轮旋向为左旋 ,才能使中间轴上两齿轮轴向力相反 (2)低速级齿轮取多大螺旋角2 才能使中间轴的轴向力相互抵消.F t 2tgF t 3 tg 122T II d 2 2T II d 3F t 2 F t 3tgcostg 2 cos2T II d 22T IId 3112tgtg→12m n 2 Z 2m n3 Z 3sinm n3 Z 31sin2m n 2 Z 28， 27°28.单级闭式直齿圆柱齿轮传动 ,已知小齿轮材料为 45 钢, 调质处理 ,大齿轮材料为 ZG45, 正火处理 ,已知传 递功率 P l ＝4kW,n 1＝720r/min, m ＝ 4mm,z l ＝25,z 2 ＝73,b 1=84mm,b 2=78mm, 双向运转 ,齿轮在轴上对称布置 ,中 等冲击 ,电动机驱动；试校核此齿轮传动的强度；解:小齿选用 45 号钢 ,轮调质处理 ,查表硬度 220HBS 大齿轮 ZG45 硬度 180HBC190 M Pa 140 M Pa 查表得F lim 1 F lim 2555MPa470 M PaH lim 1 H lim 2查表得 : S HS F555 470 Hlin 1S HHlin 2S HM PaH H 12190140Flin 1S FFlin 2S FM Pa100MPaF F 12运算转矩 :4 72064T 1105.3 10 N mm由于原动机为电动机 ,中等冲击 , 对称布置 ,故得 K= 1，2由于就是闭式齿轮 , 我们先较核齿面接触疲惫强度 , 我们按标准中心距进行较核 :z 2 z 173 25am( z 1z 2 ) / 2 196mmu3KT 1 (u 1) M Pa∴355( 安全 )H2ub 2 a下面 , 我们再较核齿根弯曲疲惫强度； 查表得 :Y FS1Y FS 2Y FS1Y FS 21 z12 z2F F 2KT 1Y FS1b 2 m z 1M Pa＜ 100 ＜ ( 安全) F12第 9 章 蜗杆传动 1.为什么将蜗杆分度圆直径d l 规定为蜗杆传动中的标准参数？为便于加工蜗轮刀具的标准化, 一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值；2.为什么蜗杆的传动比 i 只能表达为 i ＝ z 2/z 1 ,却不能以 i ＝ d 2/d 1 来表示？ 由于蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关；3.图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件；试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向,并画出蜗杆与蜗轮受力的作用点与三个分力的方向；(a) (b)(a)(b)第 10 章作业题1.图示所示轮系 ,已知 Z 1=18， Z 2=20， Z 2'=25， Z 3=25， Z 3'=2， Z 4 =40,求该轮系的传动比 , 并判定蜗轮 4 的转向；z 2 z 3 z 4 z 1 z 2 ' z 3 '20 18 25 25 40 222解:i ＝转向 : 逆时针2.在图示轮系中 ,已知 z 1， z 2， z 2'， z 3， z 4， z 4'， z 5， z 5'，z 6； 求传动比 i 16；z 2 z 3 z 4 z 5 z 6 z 1 z 2 ' z 3 z 4 ' z 5 '解: i 16z 115, z 225, z 215, z 330, z 315, z 430, z 42 3. 如 图 所 示 的 轮 系 , 已 知 ( 右60, z 5 20, m 4mm , 500r / min z 5n 1 旋) 如 ,求齿条 6 线速度 v 的大小与方向；解:n 1 n 5z 2 z 3 z 4 z 5 z 1 z 2 ' z 3 ' z 4 'i200n 1 in/ min5d 5' n 5 1000mz 5' n 5 v 60.0105m / s s60 60 10004.图示行星轮系 ,已知 Z 1 = Z 2’= 41,Z 2 = Z 3 = 39,试运算传动比i H1；解:z 2 z 3 z 1 z 2' n 1 n 3n H n H1521 1681H i130 ),由于轮 3 为固定轮 (即 n 3z 2 z 3 z 1 z 2 'n 1 n H 39 41 39 41160 1681H13i 1 i 11＝ 1Hi H11 / i 1H机械设计基础课程形成性考核平常作业(四)第 11 章 带传动1.带传动产生弹性滑动与打滑的缘由就是什么.对传动各有什么影响 .由于带就是弹性体 ,带紧边与松边拉力不同 , 由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑 动；打滑就是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力 ,引起的带在带轮上全面滑动的；弹性滑动将引起 :(1)降低传动效率 ;(2)从动轮的圆周速度低于主动轮 ,造成传动比误差 ;(3)带的磨损 ;(4)发热使带温度上升；打滑造成带的磨损加剧 ,无法传递动力 ,致使传动失效； 2.试分析增速带传动工作时 ,其最大应力在哪里 . 带紧边刚绕出小带轮处3.V 带传动 n 1=1450r/min, f v =0 ，51,包角 ＝150 °,预紧力 F 0=360N ；试问 : 1)该传动所能传递的最大有效拉力就是多少 .2)如 d 1=100mm, 其传递的最大转矩为多少 .3)如传动的效率为 0，95,弹性滑动忽视不计 ,从动轮输出功率为多少 .fe1 1N解:(1) F2F maxe fFd 1 2180.7 1002(2) T9035d 1n 11000 (3) v 7.6m / s60 P Fv k W第 12 章 联 接1.一般平键的截面尺寸 b ×h 按_轴径 _选取 ,长度 L 按 轮毂的长度 确定；2.花键联接的主要类型有 _矩形 _花键， _渐开线 _花键与 _三角形 _花键；3.为什么多数螺纹联接工作前均要预紧？如何掌握预紧力？螺纹联接的主要防松方法有哪些？预紧的目的就是为了增加联接的刚性，紧密性与防松才能；用测力矩扳手与定力矩扳手机械防松 摩擦防松 其她防松第 13 章 轴1.按轴的受力分类 ,轴可以分为 _心轴 轴， 转轴 _与_传动轴 _；2.请判定图示四个轴中 ,哪一个轴的结构有错误 ,显现的就是什么错误 ,应如何改正；a) b) c) d)C 轴承无法拆卸 ,应将轴肩高度低于轴承内圈第 14 章 轴 承1.写出以下轴承代号表示的内容 ,说明该轴承适用的场合；7208,32314,6310／ P5,7210B,N22222.如下列图,轴的两端用两个角接触球轴承7207C 正装；常温下工作；工作中有中等冲击；转速n＝1800r/min, 两轴承的径向载荷分别就是Fr I＝3400N,Fr II ＝1050N,轴的轴向载荷Fa＝870N, 方向指向轴承2,试确定哪个轴承危急,并运算出危急轴承的寿命；解: S1R13400 2312 NS221050 714 N2312 870 ＞714NS1F a∴左边轴承被放松, 右边轴承被压紧；A1S12312 N A2S1F a3182 NA1 R123123400A2R231281050e＞e 通过查表x11y10x2y2∴P 1x1R1Y1A13400KN∴P2x2R2Y2A2C 30500KN P 2 大 , 我们用它运算 查表得 f p 6 10 f t C ) L ( =1060(h)10h 60n f p P 第 15 章 联轴器与离合器联轴器与离合器的主要功用与区分就是什么 .答: 联轴器与离合器主要都就是用来联接两轴并传递扭矩,用联轴器联接的两根轴 ,只有机器停止运转后 , 经过拆卸才能分别 ,而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时依据需要结合或分别；。
