汽车机械基础-2
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.浙江省2008年4月自考汽车机械基础真题课程代码:06921一、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.千分尺用于精密测量,量度的准确度可达( )A.1/100mmB.1/50mmC.1/20mmD.1/10mm2.套螺纹是用________在加工工件的外表面加工出螺纹的操作。
( )A.丝锥 B.板牙C.丝杠D.丁字绞杠3.压力继电器可将油的压力( )A.放大B.减小C.保持不变D.转换成电信号4.液压缸的有效输出力取决于( )A.油压B.有效作用面积C.油压和有效作用面积D.工作速度5.45Mn2表示含碳量为________,含锰量约为2%的合金钢。
( )A.0.045%B.0.45%C.4.5%D.45%6.代号为6204的滚动轴承,其轴承的内径为( )A.4mmB.10mmC.20mmD.40mm7.气缸体的材料一般采用( )A.45B.35C.优质灰铸铁D.合金钢8.平键工作时的主要失效形式是( )A.工作表面的压溃B.塑性变形C.疲劳点蚀D.磨损9.一对渐开线齿轮的正确啮合条件:两轮的模数和________应分别相等。
( )A.齿数B.节圆第 1 页C.压力角D.啮合角10.内燃机中的连杆小头与活塞销之间的连接是( )A.转动副B.高副C.移动副D.铆接11.我国规定的渐开线齿轮的标准压力角为( )A.15°B.20°C.22.5°D.25°12.闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式为( )A.齿根疲劳折断B.齿面点蚀C.磨粒磨损D.齿面胶合13.汽车车门的起闭机构是( )A.曲柄摇杆机构B.双摇杆机构C.反向双曲柄机构D.曲柄滑块机构14.半个剖视图和半个视图之间用________分开。
( )A.粗实线B.细实线C.虚线D.细点画线15.从动件运动方向和接触处轮廓法线方向所夹的锐角称为( )A.压力角B.传动角C.啮合角D.许用压力角二、多项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
机械设计的基础(1-2)绪论§0—1 引言机器是人类为了提高劳动生产率而创造出来的主要工具,使用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和现代化程度的重要标志之一。
大量的新机器也从传统的纯机械系统,演变成机电一体化的机械设备。
机器的设计、制造进入了智能化的新阶段。
机器的设计制造周期越来越短,对机器的性能、质量的要求也越来越高,个性化要求越来越多,机械产品向着高速、精密、重载、智能等方面发展。
机械的种类繁多,性能、用途各异,但是他们有共同的特征:我们从它的特征出发,剖析其结构,研究其组成原理,以达到掌握、运用的目的。
§0—2 机器的组成及其特征在人们的生产和生活中广泛地使用着各种类型的机器。
常见的如内燃机、机床、汽车、火车、发电机、洗衣机等等。
共同的特征:(1)都是人为的实物组合;(2)组成机器的各实物之间具有确定的相对运动;(3)能实现能量转换或完成有用的机械功。
凡具备上述三个特征的实物组合就称为机器,它可用来传递运动和变换运动形式。
由此可知机构只有机器的前两个特征,若仅从结构和运动观点来看机器与机构二者之间并无区别。
因此,习惯上常用机械一词作为机器和机构的总称。
机器是由机构组成的。
最简单的机器只包含一个机构,如电动机等。
多数机器包含若干个机构,如教材图0-1所示的内燃机就包含曲柄滑动机构、凸轮机构和齿轮机构等多个机构。
组成机构的各个相对运动部分称为构件。
构件作为运动单元,它可以是单一的整体,也可以是由几个最基本的实物,组成的刚性结构。
因此,构件与零件的区别是:构件是运动的单元,而零件是制造的单元。
机构有多种型式,其中常用机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和间歇机构等。
零件可分为:通用零件和专用零件两类:(1)通用零件是在各种机械中普遍采用的零件,如:螺钉、齿轮、轴承等;(2)专用零件只出现在特殊机械中,如:汽轮机叶片、内燃机活塞等。
§0—3 机械设计的基本要求机械设计的目的是为了满足社会生产和生活需求,在设计中应合理确定机械系统功能,增强可靠性,提高经济性,确保安全性。
汽车机械基础(第二版)习题册答案绪㊀㊀论一㊁填空题1.构件㊁相对运动㊁代替或减轻人类的劳动㊁机械功或转换机械能㊁热能㊁机械能㊁机械能㊁电能2.确定相对运动㊁运动㊁制造3.两构件之间直接接触而又能产生一定相对运动的连接㊁低㊁高4.原动部分㊁传动部分㊁工作部分㊁控制部分5.机器㊁机构二㊁选择题1.A㊁B㊁C㊀2.B㊁D㊀3.C㊁D㊀4.B㊁C㊁D㊀5.B㊁DꎬA㊁C三㊁判断题1.ˑ㊀2.ɿ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ɿ㊀6.ɿ㊀7.ɿ㊀8.ˑ四㊁简答题1.答:机器主要由四个部分组成ꎬ即动力部分㊁工作部分㊁传动部分㊁控制部分ꎮ2.答:汽车也是机器ꎬ它也是由四部分组成ꎬ即动力部分 内燃机ꎬ工作部分 汽车车轮驱动ꎬ传动部分 汽车变速箱㊁传动轴㊁差速器ꎬ控制部分 汽车电控部分ꎮ模块一㊀链传动与带传动课题一㊀链㊀传㊀动一㊁填空题1.链条和具有特殊齿形的链轮㊁运动和动力的2.传动链㊁输送链㊁起重链1513.内链板㊁外链板㊁销轴㊁套筒㊁滚子4.主动链轮㊁从动链轮㊁反比5.强度㊁耐磨性㊁合金钢㊁碳钢㊁铸铁二㊁判断题1.ˑ㊀2.ˑ㊀3.ɿ㊀4.ɿ㊀5.ɿ㊀6.ˑ㊀7.ɿ三㊁简答题1.答:链传动的常见类型有套筒滚子链和齿形链ꎬ套筒滚子链的结构有内链板㊁外链板㊁销轴㊁套筒和滚子ꎮ2.答:链传动具有下列特点:(1)无滑动ꎬ能保证准确的平均传动比ꎮ(2)传递功率大ꎬ传动效率高ꎬ一般可达0 95~0 98ꎮ(3)能在低速㊁重载和高温条件下ꎬ以及尘土飞扬㊁淋油等不良环境中工作ꎮ(4)链条的铰链磨损后ꎬ使链条节距变大ꎬ工作时链条容易脱落ꎮ(5)由于链节的多边形运动ꎬ所以瞬时传动比是变化的ꎬ瞬时链速不是常数ꎬ传动中会产生动载荷和冲击ꎬ因此不宜用于要求精密传动的机械上ꎮ(6)安装和维护要求较高ꎬ无过载保护作用ꎮ3.答:链传动张紧的目的主要是避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象ꎬ同时也为了增加链条与链轮的啮合包角ꎮ张紧方式有弹簧力张紧㊁砝码张紧㊁定期调整张紧ꎮ4.答:链传动的润滑十分重要ꎬ对高速重载的链传动更重要ꎮ良好的润滑可缓和冲击㊁减轻磨损㊁延长链条的使用寿命ꎮ润滑方式有人工润滑㊁滴油润滑㊁油浴供油㊁飞溅润滑㊁压力喷油润滑ꎮ四㊁计算题1.解:i12=n1n2=z2z1200n2=8040n2=100(r/min)2.解:i12=n1n2=z2z1n1300=6020n1=900(r/min)251课题二㊀带㊀传㊀动一㊁填空题1.无接头环形㊁包布㊁顶胶㊁抗拉体㊁底胶2.绳芯结构㊁帘布芯结构㊁多楔带结构3.Y㊁Z㊁A㊁B㊁C㊁D㊁EꎬEꎬY4.调整中心距㊁张紧轮二㊁选择题1.C㊀2.D㊀3.A㊀4.B㊀5.B三㊁判断题1.ɿ㊀2.ɿ㊀3.ɿ㊀4.ɿ㊀5.ɿ㊀6.ˑ㊀7.ˑ㊀8.ɿ㊀9.ˑ㊀10.ˑ11.ɿ㊀12.ˑ㊀13.ɿ㊀14.ɿ㊀15.ɿ㊀16.ˑ四㊁简答题1.答:V带的型号和长度不能搞错ꎻV带轮轴的中心线保持平行且两轮槽应调整在同一平面内ꎻV带张紧程度要合适ꎻ要定期检查调整V带传动ꎬ必要时更换V带ꎬ新㊁旧带不能混合使用ꎻ要加安全防护罩ꎮ2.答:平带传动的张紧轮位置应安放在松边外侧靠近小带轮一边ꎮ这样可增大小带轮包角ꎬ提高传动的能力ꎮV带传动的张紧轮位置应安放在松边内侧靠近大带轮一边ꎮ这样使小带轮包角不至于过分减小ꎮ3.答:(1)由于带是挠性体ꎬ所以在传动中能缓和冲击和振动ꎬ具有吸振能力ꎮ(2)带传动靠摩擦力传递运动ꎬ在过载时ꎬ传动带会在带轮上打滑ꎬ具有安全保护作用ꎬ可以避免其他零件的损坏ꎮ(3)工作平稳ꎬ噪声小ꎮ(4)可以用在两轴中心距较大的场合ꎮ(5)结构简单㊁维护方便㊁制造容易㊁成本低ꎮ4.答:(1)由于带具有弹性ꎬ工作中存在弹性滑移ꎬ所以传动时不能保证准确的传动比ꎮ(2)外廓尺寸较大ꎮ(3)传动效率低ꎮ(4)不宜用在高温㊁易燃㊁易爆的场合ꎮ(5)带传动适用于要求传动平稳㊁传动比不要求准确㊁中小功率的远距离传动ꎮ351五㊁计算题解:(1)i12=n1n2=1440720=2(2)i12=n1n2=dd2dd1=2dd2=2dd1=2ˑ140=280(mm)(3)因为㊀α=180ʎ-dd2-dd1aˑ60ʎ=180ʎ-280-140800ˑ60ʎ=169 5ʎ>120ʎ所以㊀合格(4)Ld=2a+π2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)24a=2ˑ800+3 142ˑ(140+280)+(280-140)24ˑ800=2265 53(mm)模块二㊀齿轮传动课题一㊀齿轮传动的类型和特点一㊁填空题1.不相等㊁越大㊁02.外啮合㊁内啮合㊁齿轮齿条3.渐开线㊁摆线㊁圆弧4.平稳㊁运动㊁功率㊁速度㊁效率㊁紧凑㊁长二㊁选择题1.B㊀2.C㊀3.C㊀4.A三㊁判断题1.ɿ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ˑ㊀6.ɿ四㊁简答题1.答:利用相互啮合的齿轮来传递运动和(或)动力的机械传动就是齿轮传动ꎮ齿轮传动的工作原理是利用主动轮和从动轮齿与齿相互作用的作用力来传递运451动和动力ꎮ2.答:在平面上ꎬ一条动直线(发生线)沿着一个固定的圆(基圆)做纯滚动时ꎬ此动直线上一点的轨迹ꎬ称为渐开线ꎮ性质:(1)基圆越大渐开线越平直ꎬ基圆越小渐开线越弯曲ꎮ(2)基圆内没有渐开线ꎮ(3)渐开线各点的齿形角α各不相同ꎮ(4)渐开线上任意一点的法线必定与基圆相切ꎮ(5)渐开线上各点的曲率半径不相等ꎮ课题二㊀直齿圆柱齿轮一㊁填空题1.传动要平稳㊁承载能力要大2.齿数z㊁模数m㊁压力角α㊁齿顶高系数h∗a㊁顶隙系数c∗3.最基本㊁基础㊁正比4.基本参数㊁正比5.εȡ1 26.m1=m2㊁α1=α2㊀7.10mm㊁520mm㊀8.重合㊁相等㊁不重合㊁不相等二㊁选择题1.A㊀2.B㊀3.A㊀4.C㊁A㊀5.C㊀6.C㊀7.A㊀8.D㊀9.B三㊁判断题1.ˑ㊀2.ɿ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ˑ㊀6.ˑ㊀7.ˑ㊀8.ˑ㊀9.ɿ㊀10.ˑ11.ɿ㊀12.ˑ四㊁简答题1.答:模数是齿距除以圆周率π所得到的商ꎬ符号为mꎬ单位为mmꎮ2.答:(1)两齿轮的模数必须相等ꎬ即m1=m2ꎮ(2)两齿轮分度圆上的压力角必须相等ꎬ即α1=α2ꎮ五㊁计算题1.解:d1=200mmꎬd2=400mmꎻda1=220mmꎬda2=420mmꎻdf1=175mmꎬdf2=375mmꎻs=15 7mmꎻdb1=188mmꎬdb2=376mmꎻa=300mmꎮ5512.解:a=m(z1+z2)2210=m(20+50)2m=6(mm)d1=mz1d1=6ˑ20=120(mm)d2=mz2d2=6ˑ50=300(mm)3.解:(1)㊀i12=n1n2=z2z1960n2=5025n2=480(r/min)(2)a=m(z1+z2)2a=2(25+50)2a=75(mm)(3)p=πm=3 14ˑ2=6 28(mm)课题三㊀其他齿轮传动一㊁填空题1.端面压力角㊁法面压力角㊁法面压力角2.法面模数相等㊁法面压力角相等㊁螺旋角相等且旋向相反3.大端的㊁大端端面模数相等㊁两齿轮的压力角相等4.左旋㊁右旋5.相交㊁90ʎ6.一致的㊁相等㊁20ʎ㊁平行㊁相等二㊁选择题1.C㊀2.A㊀3.C㊀4.B三㊁判断题1.ˑ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ɿ651四㊁简答题答:优点:(1)重合度大ꎬ啮合性能好ꎻ传动平稳ꎬ冲击噪声小ꎮ(2)承载能力高ꎬ使用寿命长ꎮ(3)不发生根切的最少齿数比直齿轮的少ꎮ斜齿圆柱齿轮传动的结构尺寸比直齿圆柱齿轮传动的小ꎮ(4)对制造误差的敏感性小ꎮ由于轮齿倾斜ꎬ位于同一圆柱面上的各点不同时参加啮合ꎬ这在一定程度上分散了制造误差对传动的影响ꎮ(5)可以凑配中心距ꎮ在齿数㊁模数相同的情况下ꎬ由于β的不同ꎬ可以得到不同的中心距aꎮ缺点:(1)传动时会产生轴向分力ꎮ(2)不能用作变速器的滑移齿轮ꎮ课题四㊀齿轮轮齿的失效形式与材料选择一㊁填空题1.轮齿折断㊁塑性变形㊁齿面点蚀㊁齿面胶合㊁齿面磨损2.疲劳折断㊁过载折断二㊁选择题1.B㊀2.A㊁C㊁D三㊁判断题1.ˑ㊀2.ɿ㊀3.ɿ四㊁简答题答:防止轮齿折断的措施有限制齿根危险载面上的弯曲应力ꎬ选用合适的齿轮参数和几何尺寸ꎻ降低齿根处的应力集中ꎻ强化处理(如喷丸㊁辗压)和良好的热处理工艺ꎮ课题五㊀蜗杆传动一㊁填空题1.蜗杆的轴向模数和蜗轮的端面模数相等㊁蜗杆的轴向压力角和蜗轮的端面压力角相等㊁蜗杆分度圆柱面导程角和蜗轮分度圆柱面螺旋角相等且旋向一致2.48r/min㊀7513.空间两交错㊁90ʎ4.圆柱㊁环形面㊁锥5.右手法则二㊁选择题1.D㊀2.D㊀3.A三㊁判断题1.ˑ㊀2.ˑ㊀3.ɿ㊀4.ˑ㊀5.ˑ四㊁简答题1.答:(1)传动比大且准确ꎮ其传动比一般为10~100ꎬ而结构很紧凑ꎮ(2)传动平稳ꎮ因蜗杆齿为连续不断的螺旋形ꎬ使其有螺旋机构的特点ꎬ故传动很平稳ꎬ几乎没有噪声ꎮ(3)具有自锁性ꎮ当蜗杆的导程角小于一定值时ꎬ只能以蜗杆为主动件带动蜗轮ꎬ而不能由蜗轮带动蜗杆转动ꎮ(4)传动效率低ꎮ(5)磨损大ꎮ(6)不能任意互换啮合ꎮ汽车的转向器上应用了各种类型蜗杆传动ꎮ2.判断如下:模块三㊀轮㊀㊀系课题一㊀定轴轮系一㊁填空题1.互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来2.每个齿轮的几何轴线都是固定㊁至少有一个齿轮的几何轴线绕位置固定的另一851齿轮的几何轴线转动3.轮系中首末两轮的转速4.相反㊁相同㊀5.转动方向㊁大小二㊁选择题1.C㊀2.C三㊁判断题1.ˑ㊀2.ˑ㊀3.ɿ㊀4.ˑ㊀5.ˑ四㊁简答题1.答:可获得大的传动比ꎻ可做较远距离传动ꎻ可实现变速㊁变向要求ꎻ可合成或分解运动ꎮ2.答:若计算结果为正ꎬ则表示轮系首末两轮(即主㊁从动轴)回转方向相同ꎻ结果为负ꎬ则表示首末两轮回转方向相反ꎮ五㊁计算题1.解:轮系传动比为:i12=n1n2=z2z1=7024有㊀n3=n2=24n170=24ˑ140070=480(r/min)2.解:轮系传动比为:i17=(-1)3z2z4z6z7z1z3z5z6=-28ˑ60ˑ20ˑ2824ˑ20ˑ20ˑ20=-4 9(首㊁末轮转向相反)则轮7的转向如右图所示ꎮ3.解:齿轮1㊁2㊁3㊁4㊁蜗杆5和蜗轮6组成一定轴轮系ꎬ由于轮系中有空间齿轮机构(蜗杆传动)ꎬ所以只用公式来计算该轮系的传动比的大小ꎮi16=n1n6=z2z4z6z1z3z5=32ˑ40ˑ4016ˑ20ˑ4=40则蜗轮6的转速为:n6=n140=80040=20(r/min)951各轮转向如下图所示:课题二㊀周转轮系一㊁填空题1.行星㊁差动㊀2.自身轴线㊁行星架㊀3.太阳轮㊁行星架㊁齿圈㊀4.减速㊁超速㊁直接㊁倒挡㊁行星齿轮机构㊀5.定轴㊁周转二㊁简答题答:太阳轮和齿圈当中有一个转速为零(即固定不动)的周转轮系为行星轮系ꎮ太阳轮和齿圈的转速都不为零的周转轮系为差动轮系ꎮ三㊁计算题1.解:当太阳轮被固定ꎬ齿圈3为主动件ꎬ行星架H为从动件时ꎬ根据公式:iH13=nH1nH3=n1-nHn3-nH=-z3z1n1=0得㊀i3H=n3nH=1+z1z3=1+105135=1 782.解:当齿圈固定(n3=0)ꎬ太阳轮主动ꎬ行星架从动时ꎬ由:iH13=nH1nH3=n1-nHn3-nH=-z3z1㊀n3=0得㊀i1H=n1nH=1+z3z1=1+5020=3 5nH=n1i1H=14003 5=400(r/min)061模块四㊀平面连杆机构课题一㊀铰链四杆机构一㊁填空题1.移动㊁转动2.形状㊁相对长度㊁机架3.极限㊁曲柄㊁连杆㊁曲柄4.1㊁0㊁无㊀5.转动6.小于㊁等于㊁机架㊁曲柄7.空程㊁生产效率8.传动角㊁有利㊁40ʎ㊁50ʎ二㊁选择题1.D㊀2.A㊀3.D㊀4.B㊀5.A三㊁判断题1.ˑ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ˑ㊀6.ˑ四㊁简答题1.答:平面连杆机构是一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而组成的机构ꎮ2.答:铰链四杆机构的基本形式有曲柄摇杆机构㊁双曲柄机构㊁双摇杆机构是根据曲柄存在的条件来分的ꎮ3.答:曲柄摇杆机构中ꎬ曲柄虽做等速转动ꎬ而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度ꎬ从而使得摇杆在往复摆动相同的角度时ꎬ工作行程所用的时间长ꎬ而空回程所用的时间不同短ꎬ从而出现了回程快的特性ꎮ这种现象称为急回运动ꎮ五㊁计算题1.解:(1)1个㊀(2)a杆2.解:AB或CDꎻ双摇杆ꎻ双曲柄课题二㊀铰链四杆机构的演化一㊁填空题1.基本形式㊁尺寸关系㊁杆件1612.曲柄滑块3.曲柄滑块㊁导杆机构㊁曲柄摇块4.机架㊁固定机架㊁曲柄㊁移动二㊁选择题1.A㊀2.A三㊁判断题1.ɿ㊀2.ɿ㊀3.ɿ四㊁简答题1.答:如图a所示的四连杆机构中ꎬ杆件2的长度小于机架1ꎬ便可以绕机架1做整周转动ꎬ但导杆4只能做摆动ꎬ称为曲柄摆动导杆机构ꎮ如图b所示的四连杆机构中ꎬ杆件2的长度大于机架1ꎬ杆件2和导杆4都可以绕机架1做整周转动ꎬ称为曲柄转动导杆机构ꎮ2.答:汽车发动机中的曲柄滑块机构是以滑块为主动件ꎮ不存在卡死现象ꎬ因汽车发动机中曲柄滑块机构已经采取了克服死点的方法ꎬ即利用惯性㊁错列各缸的曲柄滑块机构的方式来克服死点ꎮ模块五㊀凸轮机构课题一㊀凸轮机构的应用和类型一㊁填空题1.曲线㊁凹槽㊁运动规律2.盘形凸轮㊁圆柱凸轮㊁移动凸轮㊁尖顶从动件㊁滚子从动件㊁平底从动件㊀3.凸轮㊁从动杆㊁机架4.冲击载荷㊁磨损261二㊁选择题1.B㊀2.A㊀3.C㊀4.A㊀5.B㊀6.A三㊁简答题1.答:凸轮机构主要由凸轮㊁从动杆㊁机架三个部分组成ꎮ2.答:凸轮机构从动件的形式有尖顶㊁滚子㊁平底从动件ꎮ3.答:(1)凸轮机构可以用在对从动件运动规律要求严格的场合ꎬ也可根据实际需要任意拟定从动件的运动规律ꎮ(2)凸轮机构可以高速启动㊁动作准确可靠ꎮ(3)凸轮机构是高副机构ꎬ单位面积上承载压力较高ꎬ易磨损ꎬ寿命低ꎮ(4)凸轮机构能传递较复杂的运动ꎬ但对复杂的运动特性要求ꎬ精确分析和设计凸轮的轮廓曲线比较困难ꎮ课题二㊀凸轮机构从动件的运动规律一㊁填空题1.最小半径㊁最小半径2.等速运动规律㊁等加速等减速运动规律3.ɤ30ʎ㊁70ʎ~80ʎ4.凸轮的轮廓曲线5.从动件㊁常数6.基圆半径㊁压力角㊁滚子半径二㊁判断题1.ˑ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ˑ㊀5.ɿ㊀6.ˑ㊀7.ɿ㊀8.ˑ三㊁简答题1.答:等速运动从动件的位移曲线是斜直线ꎮ这种运动规律的缺点是在行程开始和终了时加速度无穷大ꎬ致使机构发生强烈的冲击ꎮ这种运动规律适用于低速㊁轻载和特殊要求的凸轮机构中ꎮ2.答:等加速等减速运动从动件的位移曲线是抛物线ꎮ这种规律特点是速度曲线连续ꎬ避免了刚性冲击ꎮ缺点是加速度曲线在运动的起始㊁中点和终止位置发生有限突变ꎬ产生柔性冲击ꎮ这种运动规律适用于凸轮作中速回转㊁从动件质量不大的场合ꎮ3.答:凸轮轮廓上的最小半径rb称为基圆半径ꎬ以凸轮的最小半径rb所作的圆称为凸轮的基圆ꎮ361从动杆的最大位移叫作行程ꎮ从动杆与凸轮接触的某一点ꎬ该点的法线方向与从动杆运动方向所夹的锐角α称为凸轮压力角ꎮ模块六㊀理论力学基础课题一㊀静力学基础一㊁填空题1.分离体㊁受力图2.力系㊁静止㊁匀速直线㊁平衡3.机械㊁物体㊁施力㊁受力4.形状㊁大小㊁刚体二㊁选择题1.B㊁C㊀2.B三㊁判断题1.ɿ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ˑ㊀5.ˑ㊀6.ˑ㊀7.ˑ四㊁简答题1.答:力的三要素为力的作用点㊁力的方向㊁力的大小ꎮ把力的三要素用带箭头的有向线段表示出来叫力的图示ꎮ线段的长度表示力的大小ꎬ箭头的指向表示力的方向ꎬ线段的起始点或终止点表示力的作用点ꎮ2.答:二力平衡公理:两个力的同时作用在同一个物体上ꎮ作用与反作用公理:两个物体间的作用力与反作用力分别作用在两个物体上ꎮ举例:球悬挂于绳端ꎬ球受到的重力ꎬ绳对球的拉力属于二力平衡ꎮ球对绳的拉力ꎬ绳对球的拉力属于作用力与反作用力ꎮ3.答:限制物体某些运动的条件称为约束ꎮ工程上常见的约束有光滑面约束㊁铰链约束㊁柔体约束㊁固定端约束ꎮ光滑面约束反作用力通过接触点ꎬ方向总是沿接触面公法线而指向受力物体ꎻ固定铰链约束其约束反力必沿着接触面的公法线且通过销子中心ꎻ活动铰链约束其约束反力的作用线必通过铰链中心ꎬ并垂直于支承面ꎻ柔体约束约束反力作用于连接点ꎬ方向沿着柔索而背离物体ꎻ固定端约束根据实际情况具体分析ꎮ4.答:力的平行四边形法则:作用于物体上同一点的两个力ꎬ可以合成一个合力ꎮ合力也作用于该点ꎬ合力的大小和方向ꎬ用这两个力为邻边所构成的平行四边的461对角线确定ꎮ五、作图题1.提示:要表示出力的三要素:力的大小㊁方向㊁作用点ꎮ2.提示:曲杆是二力构件ꎬ要使曲杆平衡ꎬ在A㊁B两点作用的必须是一对平衡力ꎮ3.图a:A处是光滑面约束ꎬA处约束反力通过接触点垂直于A面指向小球ꎮ图b:A点对小球作用力通过球心ꎬ指向小球ꎬ或者作用力垂直于A点处小球的切面通过A点指向小球ꎮ图c:A㊁B两处柔体约束ꎬ通过连接点沿着柔索而背离物体ꎮ图d:A㊁B两点处光滑面约束的约束反力应指向小球ꎮ图e:A㊁B㊁C三处是点与面接触ꎬ约束反力垂直于接触面而指向物体ꎮ图f:A处约束反力垂直于接触面而指向小球ꎮB处作用力沿着绳索而背离物体ꎮ图g:B处作用力垂直接触面指向物体ꎬA点作用力通过NB与Q的交点并指物体ꎮ图h:A处没有约束反力ꎮ图i:A㊁B㊁D处的约束力垂直于杆件ꎬ指向杆件ꎮ4.提示:日光灯受重力W并与绳索的拉力T1㊁T2三力汇交于一点ꎮ5.提示:球A受重力Gꎬ绳的拉力TB沿绳索方向背离小球ꎬ这是一对平衡力ꎮ绳BC受小球拉力TBᶄ背离绳索ꎬ天花板对绳拉力TC背离绳索这是一对平衡力ꎮ绳与球之间的相互作用力ꎬ绳与天花板之间相互作用力是两对作用力与反作用力ꎮ6.提示:物体受两根柔索的作用力TB㊁TA分别沿着柔索而背离物体ꎮ7.提示:物体A㊁B处受的力垂直于支持面ꎬ通过接触点ꎬ指向物体ꎬ在C处的作用力沿着柔索通过C点背离物体ꎮ8.提示:B㊁D㊁E三处AB杆受的力通过接触点ꎬ垂直于接触面而指向AB杆ꎬ另外受重力作用ꎮ9.提示:图a在A点受垂直于球切面通过A点指向球的作用力NAꎬB点受通过B点沿着绳索背离球的作用力TBꎮ图b在A㊁B两点处受作用力垂直于接触面ꎬ通过A㊁B两点并指向小球ꎮ10.提示:图a杆AB在C处受沿着绳索背离杆AB的拉力Tcꎬ在A处水平向右的约束力XA和竖直向上约束反力YAꎮ㊀图b在A㊁B两点处受通过A㊁B两点垂直于墙壁指向杆体本身的作用力ꎮD处受通过D点竖直向上的作用力ꎮ11.提示:B处受的作用力通过B点竖直向上ꎮA处固定铰链对钢架作用力可用两561个垂直分力XA㊁YA代替或用三力平衡汇交定理直接确定ꎮ课题二㊀平面汇交力系及平衡一㊁填空题1.各力的作用线㊁同一平面内㊁相交于一点2.不平行的力㊁作用线㊁力平衡汇交3.力多边形㊁封闭㊁合力㊀4.各力的作用线㊁同一平面㊁平面㊁空间二㊁选择题1.D㊁A㊁B㊀2.B㊀3.C三㊁判断题1.ˑ㊀2.ɿ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ɿ四㊁简答题1.答:力的多边形法则是指利用几何法求解力系的合力时ꎬ只要将力系中各力依次首尾相接地连成折线ꎬ然后用一有向线段连接折线的首末两点ꎬ即可得一封闭的多边形ꎬ封闭边即为该力系的合力ꎮ2.答:平面汇交力系是作用于物体上各力的作用线都在同一平面内且相交于一点的力系ꎮ平面汇交力系的平衡条件为合力等于零ꎮ3.答:合力投影定理是合力在任一轴上的投影等于各分力在同一轴上的投影代数和ꎮ设有平面汇交力系F1㊁F2㊁ ㊁Fnꎬ且各力在x轴上的投影为F1x㊁F2x㊁ ㊁Fnxꎬ各力在y轴上的投影F1y㊁F2y㊁ ㊁Fnyꎻ合力R在x轴㊁y轴上的投影分别为Rx㊁Ryꎬ由合力投影定理得Rx㊁Ry可计算合力R的大小和与x轴的夹角ꎮ合力R的指向要根据ðFx和ðFy的正负号确定ꎬ合力R的作用点仍通过力系的汇交点ꎮ五㊁作图㊁计算题1.图aA处约束反力应根据三力平衡汇交定理确定ꎮSB㊁G㊁NA三力平衡汇交在同一平面内ꎬ所以它们相交于一点ꎮ图bB处于约束反力垂直墙面指向杆件ABꎬ固定铰链A处受力根据三力(B㊁Q㊁A)平衡汇交定理确定ꎮ图c由于AC㊁BC两杆为二力杆ꎬ所以NA㊁NB应沿杆件CA㊁CB而背离杆件ꎮ6612.图a中BC为二力杆件㊁在B㊁C两处受力沿杆件方向ꎮAB为三力构件㊁受力符合三力平衡汇交定理ꎮ销子B处杆件AB与杆件BC存在作用力与反作用力的关系ꎮ图b中杆AB㊁BC为二力杆件ꎬ受力沿杆件方向ꎬ销子B受力符合三力平衡汇交定理ꎮ图c中AB是二力杆件ꎬ在A㊁B两处受力沿杆件方向ꎬBC杆受力符合三力平衡汇交定理ꎮ其中销子B处杆件AB与杆件CB存在作用力与反作用力的关系ꎮ图d中BC是二力杆件ꎬB㊁C两处受力沿杆件方向ꎬAB杆受力符合三力平衡汇交定理ꎮ销子B处BC杆与AB杆存在作用力与反作用力的关系ꎮ3.AC杆是二力杆件ꎬ受力沿AC连线方向背离A㊁C两点ꎮ在C处杆件AC与DB存在作用力与反作用力的关系ꎬ据此确定DB杆在C处受力方向ꎬ再据三力平衡汇交定理确定固定铰链B对杆件DB的作用力ꎮ4.图a中AB杆是二力杆ꎬ受力受杆件方向背离B㊁C两点ꎬ在B处杆件CB与ADB存在作用力与反作用力的关系ꎬ据此确定B处杆CB对AB的作用力ꎬ再据三力平衡汇交确定A处对杆ADB的作用力ꎮ图b的受力分析方法与图a相同ꎮ5.解:活动铰链B约束反力垂直支持面而指向杆件ABꎬ固定铰链A约束反力据三力(RA㊁F㊁RB)平衡汇交定理确定ꎮ6.解:图a㊀ðx=-F2-F3sin30ʎ+F4sin45ʎ=107(N)图b㊀ðy=-F1-F3cos30ʎ-F4sin45ʎ=-727(N)ðX=F1+F2cos45ʎ-F3cos60ʎ-F4=-588(N)ðY=F2sin45ʎ+F3sin60ʎ=612(N)图c㊀ðX=F1-F2sin45ʎ-F3sin45ʎ+F4cos30ʎ=729(N)ðY=F2cos45ʎ-F3cos45ʎ-F4sin30ʎ=-712(N)课题三㊀力矩与力偶一、填空题1.大小㊁垂直距离2.乘积㊁正负号㊁转动效果㊁力F对O点的矩㊁力矩㊁mo(F)㊁力矩中心㊁正值㊁负值㊀3.各力㊁代数和4.大小相等㊁方向相反㊁作用线平行但不在同一直线上的两个力㊀5.mo(FꎬFᶄ)㊁m㊁m=ʃFd㊁两力之间的垂直距离㊁正㊁负㊀7616.平行㊁力偶㊁原力㊁附加力偶二㊁选择题1.D㊀2.C㊁GꎻA㊁F㊁H㊁IꎻB㊁D㊁E三㊁判断题1.ɿ㊀2.ˑ四㊁简答题1.答:大小相等ꎬ方向相反ꎬ作用线平行ꎬ但不在同一直线上的两个力组成的力系称为力偶ꎮ力偶的性质:力偶的合力为零ꎻ力偶只能用力偶来平衡ꎮ2.答:乘积Fh并冠以正负号作为力F使物体绕O点转动效果的度量ꎬ称为力F对O点的矩ꎬ简称力矩ꎮ3.答:当作用于转动物体上的力ꎬ其逆时针转向的力矩之和等于其顺时针转向的力矩之和时ꎬ那么转动物体处于平衡状态ꎮ或者说ꎬ作用于转动物体上的所有力的力矩代数和等于零ꎬ则转动物体将静止不动ꎮ这就是力矩平衡条件ꎮ4.答:力偶的两个力的作用线平行ꎬ但不在同一直线上组成的力系ꎬ且作用于在同一物体上ꎮ作用力和反作用力在同一直线上的两个力ꎬ而且作用在相互作用的两个物体上ꎮ二力平衡两个力作用在同一直线上ꎬ且作用于在同一物体上ꎮ5.提示:由于力矩的作用ꎮ五㊁计算题1.解:FAˑ10-Pˑ5-Qˑ3=0FA=42(kN)A端钢轨受到压力42kNꎬ向下ꎮFBˑ10-Pˑ5-Qˑ(10-3)=0FB=58(kN)B端钢轨受到压力58kNꎬ向下ꎮ2.解:以O点为固定转动轴ꎬ则:Qˑ60-Fsin30ʎˑ50-Fcos30ʎˑ300=0Q=1400(N)向上支座O的约束反力Ry=Q-Fsin30ʎ=1250(N)㊀向下Rx=Fcos30ʎ=255(N)㊀向右861课题四㊀平面任意力系及平衡一㊁填空题1.同一平面内㊁任意分布2.在两个不同方向的坐标轴x㊁y上投影的代数和等于零㊁对力系所在平面内任意点O的力矩的代数和等于零3.ðFx=0㊁ðFy=0㊁ðmo(F)=0㊁三个4.ðmA(F)=0㊁ðmB(F)=0㊁ðFx=0㊁ðmA(F)=0㊁ðmB(F)=0㊁ðmc(F)=0二㊁选择题1.B㊁D㊀2.B㊁A㊁C㊀3.B三㊁判断题1.ˑ㊀2.ɿ四㊁简答题1.答:求解平面任意力系平衡问题时ꎬ为了简化计算ꎬ使尽量多的力与坐标轴平行或垂直原则选择平面直角坐标系ꎬ通常将矩心选在n个未知力的交点上或未知力的作用线上ꎮ2.答:平面汇交力系㊁平面力偶系和平面平行力系的都是平面任意力系的特例ꎬ所以平面汇交力系㊁平面力偶系和平面平行力系的平衡方程都是平面任意力系平衡方程的特殊情形ꎮ五㊁计算题1.提示:(1)首定二力杆:先分析斜杆CD的受力情况ꎮ斜杆的自重不计ꎬ只在杆的两端C和D处分别受到铰链C和D的约束反力FC和FD的作用ꎮ显然CD杆是一个二力杆ꎬCD杆的受力图如下ꎮ(2)充分应用作用与反作用定理ꎬ确定梁AB在铰链D处受到CD杆给它的约束反力FᶄRD的方向ꎮ梁AB还受到A处固定铰链约束ꎬ其约束反力方向未知ꎬ可用两个大小未定的垂直分力代替ꎮ此外ꎬ它还受到两个主动力G㊁G1的作用ꎮ受力图如下ꎮ9612.解:(1)确定研究对象ꎬ进行受力分析ꎬ画出其受力图ꎮ(2)选坐标轴如图ꎬ让ANB和T垂直ꎮ将重力G分解为Gx和Gyꎬ其中Gx=Gsin60ʎ=240ˑ0 866=207 8(kN)Gy=Gcos60ʎ=240ˑ0 5=120(kN)(3)据平面任意力系的平衡条件ꎬ列平衡方程ꎬ求解未知量ꎮ取两未知力T与NA的交点E为矩心ꎬ列平衡方程ꎬ求解未知量ꎮðFx=0ðFy=0ðmE(F)=0㊀㊀T-Gx=0NA+NB-Gy=0NB(a+b)-Gx(h-e)-Gya=0㊀㊀T=Gx=207 8(kN)NB=Gx(h-e)+Gyaa+b=84 6(kN)NA=Gy-NB=120-84 6=35 4(kN)模块七㊀材料力学基础课题一㊀杆件变形的基本形式一、填空题1.杆件0712.拉伸(压缩)变形㊁剪切变形㊁扭转变形㊁弯曲变形3.抵抗破坏㊁抵抗变形㊁平衡形态4.强度㊁刚度㊁稳定性二㊁判断题1.ɿ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ɿ㊀5.ɿ㊀6.ɿ㊀7.ɿ三㊁名词解释1.拉伸或压缩杆件两端受大小相等㊁方向相反㊁作用线与杆件轴线重合的一对外力的作用ꎬ而产生的变形ꎬ称为拉伸或压缩变形ꎮ2.剪切杆件受大小相等㊁方向相反㊁作用线相距很近的一对横向力作用而产生变形ꎬ称为剪切变形ꎮ3.扭转杆件两端受大小相等㊁方向相反㊁作用面垂直于杆轴线的一对力偶作用而产生变形ꎬ称为扭转变形ꎮ4.弯曲杆件两端受一对大小相等ꎬ方向相同ꎬ作用面处于杆件的包含杆轴线的纵向平面内力偶作用或受垂直于杆件轴线的横向力作用而产生变形ꎬ称为弯曲变形ꎮ课题二㊀拉伸与压缩一㊁填空题1.其他构件作用于其上的力㊁产生的一种抵抗变形的抵抗内力2.沿着杆件的轴线的内力㊁拉伸㊁压缩3.工作应力㊁许用应力㊁σ=NAɤ[σ]4.正比例㊁弹性模量㊁材料5.比例极限㊁正比㊁反比㊁ΔL=NLEA二㊁选择题1.A㊁B㊀2.B㊀3.A㊀4.A㊀5.A㊀6.C三㊁判断题1.ɿ㊀2.ˑ㊀3.ˑ㊀4.ˑ171四㊁简答题1.答:受拉伸或压缩的杆件其受力特点是作用在直杆两端的合外力ꎬ大小相等ꎬ方向相反ꎬ力的作用线与杆件的轴线重合ꎮ其变形特点是:杆件沿轴线方向伸长(或缩短)ꎮ2.答:构件在外力作用下ꎬ单位面积上的内力ꎬ称为应力ꎮ杆件受拉(压)作用时ꎬ应力是均匀分布在横截面上的ꎮ如果拉(压)杆的轴力N垂直于横截面ꎬ则应力也垂直于横截面ꎬ这样的应力称为正应力ꎬ以符号σ表示ꎮ切于截面的应力称为 切应力 (或称为 剪应力 )ꎬ以符号τ表示ꎮ3.答:不同材料有不同的许用应力值ꎬ它和材料的力学性能有关ꎮ许用应力是通过对材料进行试验和考虑各有关因素来确定的ꎮ为了保证构件正常工作ꎬ一般不允许构件在受力后发生断裂或者发生过量的塑性变形ꎮ所以不能将材料破坏时的极限应力作为许用应力ꎮ还要考虑到计算中的误差和工作中可能出现超负荷等情况ꎬ故许用应力一般只能取极限应力的几分之一ꎮ具体许用应力值可查阅有关手册ꎮ五㊁计算题1.解:FN11㊀㊀FN2=122.解:1-1截面N1=-10kNꎻ2-2截面N2=-40kNꎻ3-3截面N3=0kNꎮ3.提示:准确计算A-A截面面积(铣去的槽面积可近似为矩形ꎬ面积为dˑd/4ꎬ暂时不考虑应力集中)ꎮ用截面法求A-A和B-B截面上的内力相等ꎬ但两截面的面积不等ꎮ工作应力大的截面就是危险截面ꎬ所以A-A截面危险截面ꎬδA=NAAꎬδB=NABꎮ4.解:螺栓所受轴力N=2 5(kN)所以螺栓强度符合要求㊀δ=Nπd214=13 6(MPa)<[δ]=50(MPa)5.解:ΔL=ΔL1+ΔL2=NL1EA1+NL2EA2=0 403(mm)271。