NCUT北方工业大学机械设计基础第四章作业_1

注：直径等尺寸精确到小数点后面3位，角度换算成度、分、秒的形式。

如12题，'''2(2132)arccos15.499152956.4255β⨯+===⨯学生若这样算，均算对！4-1解 分度圆直径齿顶高齿根高顶 隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-2解由可得模数分度圆直径4-4解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓的曲率半径分度圆上渐开线齿廓的压力角基圆半径基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0；压力角为。

齿顶圆半径齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径齿顶圆上渐开线齿廓的压力角4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径：基圆直径假定则解得故当齿数时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；齿数，基圆小于齿根圆。

4-11解因螺旋角端面模数端面压力角当量齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径4-12解（1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不连续、传动精度低，产生振动和噪声。

（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动时，因螺旋角分度圆直径节圆与分度圆重合，注：直径等尺寸精确到小数点后面3位，角度换算成度、分、秒的形式。

如12题，'''2(2132)arccos15.499152956.4255β⨯+===⨯学生若这样算，均算对！。

1.如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为，,。

试问:1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)若a、b﹑c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d的取值范围为何值? :解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d且最短杆 1为连架轩．故当取杆4为机架时，有曲柄存在。

(2)、能。

要使此此机构成为双曲柄机构，则应取1杆为机架；两使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。

(3)要获得曲柄摇杆机构, d的取值范围应为440~760mm。

2.图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。

若偏距e=0，则杆AB为曲柄的条件是什么?解(1)如果杆AB能通过其垂直于滑块导路的两位置时，则转动副A为周转副，故杆AB 为曲柄的条件是AB+e≤BC。

(2)若偏距e=0, 则杆AB为曲柄的条件是AB≤BC3.在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为，，，，试求:1)当取杆4为机架时，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角和行程速比系数K;2)当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副;3)当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A、B两个转动副是否仍为周转副?解 (1)作出机构的两个极位，如图, 并由图中量得：θ=18.6º,φ=70.6º, γmin=22.7 º=1.23(2)①由l1+l4 ≤l2+l3可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小②最短杆l为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；③最短杆1参与构成的转动副A、B都是周转副而C、D为摆转副；（3）当取杆3为机架时，最短杆变为连杆，又将演化成双摇杆机构，此时A、B仍为周转副。

4.图示四杆机构，已知l AB=150 mm，l CD=300 mm，l BC=400 mm，l AD=350 mm，若该机构是曲柄摇杆机构，试确定：（1）图示条件下，AB是否为曲柄？（2）若AB为机架，将演化成何种机构？（3）若BC为机架，将演化成何种机构？（4）若θ=60°，求机构的行程速比系数K。

机械设计基础智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学北方民族大学绪论单元测试1.机械设计的内容包括（）。

答案:强度设计;结构设计;运动设计2.机械设计基础是工业设计专业的核心课。

答案:对3.工业设计学习机械知识是（）。

答案:能应用机械的知识和机械工程师沟通。

4.机械的含义是（）。

答案:机器和机构5.工业设计专业属于（）学科。

答案:机械工程6.机械设计过程中发现问题，能够反馈信息到（）。

答案:前面任意一个阶段7.机器包括4个部分，本课程重点研究的是（）。

答案:传动部分第一章测试1.机构自由度计算的目的是（）。

答案:判断机构是否具有确定的运动。

2.机构运动简图画图时要保证（）。

答案:运动副数相同；运动副数目相同；;构件数相同；构件数目相同；;运动副性质相同；3.机构运动简图中连接构件的小圆心表示（）。

答案:转动副轴线4.机构自由度计算时应首先分析是否存在（）。

答案:虚约束;复合铰链;局部自由度5.复合铰链定义中“在同一处”的含义是（）。

答案:共轴线6.机构运动简图与工程图的区别（）。

画图方法不同;绘图的数量不同;表达的内容不同7.答案:A8.F=3n-2PL-Ph中n的意义是（）。

答案:活动构件数9.机构自由度计算与机构运动简图的关系（）。

答案:自由度计算能验证机构运动简图的正确性10.F=3n-2PL-Ph中2的意义是（）。

低副约束数第二章测试1.双摇杆机构的应用有（）。

答案:汽车转向机构;鹤式起重机2.双曲柄机构当主动曲柄整周匀速转动时，从动曲柄（）运动。

答案:变速整周3.连杆机构是由以下（）运动副连接而成的。

答案:转动副;移动副4.连杆机构适合于（）场合。

受力大5.平面四杆机构中最多可以有（）移动副。

答案:26.连杆机构的基本形式是（）。

答案:铰链四杆机构第三章测试1.凸轮机构基圆半径等于（）。

答案:最小向径2.凸轮机构的特点是（）。

答案:运动精确3.等速运动规律的应用场合是（）。

答案:轻载荷;低速4.正弦加速度运动规律的特点是（）。

《机械设计基础》课程教学（自学）基本要求编者：刘峰作业第一章作业题1.3、计算图示机构的自由度。

题1.3图1.4、计算图示机构的自由度。

题1.4图1.5、计算图示机构的自由度。

题1.5图第三章作业题3.1、试根据图中的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆结构、双曲柄机构，还是双摇杆结构。

题3.1图3.3、图示为压力机机构，试绘制其机构简图并分析其属于何种机构？题3.3图第四章作业题4.10、图示为从动件在推程时的部分运动线图，其远、近休止角均不等于零，试根据s、v和a之间的关系定性地补全该运动线图，并指出何处存在刚性冲击、何处存在柔性冲击。

题4.10图4.14、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮转向及从动件初始位置如图所示。

已知偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径r T=10mm。

从动件运动规律Φ=150°，Φs=30°，Φ＇=120°，Φs＇=60°。

从动件推程以简谐运动规律上升，行程h=20mm，回程以等加速等减速运动规律返回原处。

试绘制从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。

题4.14图4.17、画出图示凸轮机构中凸轮的基圆，并在图上标出凸轮由图示位置转过45°时凸轮轮廓上的接触点位置及凸轮机构的压力角。

题4.17图第五章作业题5.5、已知一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮的模数m=5mm，压力角α=20°，中心距a=350mm，角速比i12=9/5。

试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径。

5.6、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，测得其中心距为60mm，小齿轮的齿数为20，传动比为2，试设计该对齿轮的其他参数。

5.14、一对渐开线外啮合圆柱齿轮，已知z1=21，z2=22，m=2mm，中心距为44mm。

若不采用变位齿轮而用标准斜齿圆柱齿轮凑中心距，求斜齿圆柱齿轮的螺旋角β应为多少？第六章作业题6.1、某手摇卷扬机传动系统如图所示，各齿轮的齿数均为已知，试求传动比i15的大小和提升重物时手柄的转向。

的瞬心位置，则可利用三心定理法。

5.在计算平面机构的速度瞬心数目时，若机构有n个活动构件，则该机构具有
n（n-1）/2 个相对速度瞬心。

6.任一做平面运动的自由构件有 3 个自由度。

对于平面机构引入2
个约束的运动副是移动副和转动副（或平面低副），引入1个约束的运动副是平面滚滑副（或平面高副）。

三、（本题30分）计算下列机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或者虚约束，须明确指出）。

四、（本题10分）图中所示为一冲床传动机构的设计方案。

设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导扦4来实现冲头上下冲压的动作。

试分析此方案有无结构组成原理上的错误。

若有，应如何修改?
五、（本题10分）画出图示（a）和（b）所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取)，并计算其自由度。

七、（本题10分）试比较图(a)、(b)、(c)、(d)所示的四个机构是否相同，或哪几个是相同的7为什么?
八、（本题20分）找出图所示机构在图示位置时的所有瞬心。

若已知构件1的角速度02，试求图中机构所示位置时构件3的速度或角速度(用表达式表示)。

第一次阶段性测试一、填空题（28分）1、构件是机械的运动单元体，零件是机械的___制造___单元体。

2、机械是机器和机构的总称。

3、运动副是指能使两构件之间既能保持___直接_____接触，而又能产生一定的形式相对运动的__可动联接_____。

4、机构具有确定运动的条件是：（1）机构自由度>0（2）原动件数=机构自由度数。

5、牛头刨床的工作台进给机构用的是____棘轮机构_________机构。

6、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为_____主动_____，曲柄为___从动_______。

7、两构件通过面接触构成的运动副称为低副；两构件通过点或线接触构成的运动副称为高副。

9、在平面机构中，每个低副的引入，使机构失去两自由度。

10、m个构件组成同轴复合铰链时具有___m-1___个回转副。

11、机构是由若干构件以______运动副_________相联接，并具有_____确定的相对运动_________的组合体。

12、在凸轮机构几种基本的从动件运动规律中，匀速或等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击。

等加速等减速或余弦加速度运动规律产生柔性冲击，正弦加速度运动规律则没有冲击。

13、凸轮机构主要由凸轮、从动件、和机架三个基本构件组成。

14、机构处于压力角α=___90°____时的位置，称机构的死点位置。

曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构____没有__（填有或没有）死点位置，而当摇杆为原动件时，机构___有___（填有或没有）死点位置。

15、凸轮机构中，凸轮基圆半径愈____大____，压力角愈____小_____，机构传动性能愈好。

16、机械零件设计计算的最基本计算准则是强度。

二、选择题（10分）1、如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是 B 。

A、机构B、零件C、部件D、构件2、能做整周转动的连架杆，称为 A 。

A、曲柄；B、摇杆；C、旋转杆；D、机架3、曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，____A_____为死点位置。

1.（本题6分）某机构运动简图如图1所示，取杆EF为原动件，计算机构的自由度，并判断机构是否有确定的运动；题1 图2.（本题8分）图示曲柄滑块机构，已知曲柄1为主动件，角速度ω为常数，AB=r，BC=1.5r，AB与BC的夹角为90°。

试求；（1）机构的全部瞬心（在图上标出）；（2）用速度瞬心法求滑块C的速度，杆2的角速度。

题2 图3. （本题10分）图示四杆机构，已知l AB=150 mm，l CD=300 mm，l BC=400 mm，l AD=350 mm，若该机构是曲柄摇杆机构，试确定：（1）图示条件下，AB是否为曲柄？（2）若AB为机架，将演化成何种机构？（3）若BC为机架，将演化成何种机构？（4）若θ=60°，求机构的行程速比系数K。

（5）若AD为机架，在图中画出机构的最小传动角γmin。

ψ题3图4.（本题8分）图示凸轮机构，凸轮实际廓线为一个圆，圆心O1，凸轮转动中心为O。

试用作图法在图上作出：（1）基圆；（2）偏距圆；（3）理论廓线；（4）利用反转法原理，在图中作出凸轮转过30°时推杆的位移S和压力角α；说明：(1) 不必作文字说明，但必须保留作图线；(2) 位移、凸轮转角与压力角只需在图上标出，不必度量出数值。

题4图5. （本题10分）已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动比i=4，标准模数为3 mm，α＝20︒，h a*=1，c*=0.25。

（1）若标准中心距a=150 mm，求小齿轮的齿数z1，分度圆直径d1，基圆直径d b1，齿顶圆直径d a1。

（2）若重新安装实际中心距为a’=155 mm，求此时的啮合角α’。

6. （本题8分）图示轮系，已知z1=22，z3=88，z3’= z5。

试求传动比i15。

题6图。

第一章前面有一点不一样，总体还行~~~1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。

为零件选材时应考虑的主要要求：1.使用方面的要求：1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态，2）零件的工作条件，3）对零件尺寸及重量的限制，4）零件的重要程度，5）其他特殊要求。

2.工艺方面的要求。

3.经济方面的要求。

1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4. 解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。

45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。

40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr 元素。

65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn元素。

ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450.HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa.ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。

LC4表示铝硅系超硬铝。

1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。

第二章2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。

国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案形考作业1第1章静力分析基础1．取分离体画受力图时，（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．列平衡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(G）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。

参考答案：4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,α＝30︒.求两吊杆的受力的大小。

参考答案：列力平衡方程：ΣFx=0又因为AB=BCF A﹒sinα=F C﹒sinαF A =F CΣF Y=02F A﹒sinα=F∴F A =F B=F/ 2sinα=40KN第2章常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?参考答案：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。

2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？参考答案：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联结，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．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

参考答案：（1）n=7,P L=10,P H=0F=3n-2P L-P H=3×7-2×10-0=1C处为复合铰链（2）n=5,P L=7,P H=0F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-0=1（3）n=7,P L=10,P H=0F=3n-2P L-P H=3×7-2×10-0=1（4）n=7,P L=9,P H=1F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2E、Eˊ有一处为虚约束，F为局部自由度第3章平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取___为机架，将得到双曲柄机构。

第一章 一、单项选择题1 .机器中各制造单元称为（A •零件B .构件C •机构D.部件2 •机器中各运动单元称为（ ）A •零件B •部件C.机构 D.构件 3 •在卷扬机传动示意图中，序号5、6所示部分属于（ ）A. 动力部分B. 传动部分C.控制部分D.工作部分4. 如图为卷扬机传动示意图，图中序号 所示部分属于（） A. 动力部分 B. 传动部分 C. 控制部分 D. 工作部分A.构件B-机构 C.零件乩部件单缸皿冲杜内燃机丸齿轮2—汽缸休事—曲柄4-5—丽 召_进气阀了 一排魁阀推杆9-5.在如图所示的单缸四冲程内燃机中，序号1和10的组合是（机械设计基础概论［复习题］）1冲加L :-MSS 儿论枪％訪 •贰轴器i 汽机世阳埶；-耳.山罟i 申念机 7--联铀黑 匸-快粒祐诂林抽裁$— 矗觸 6—7 鼬曲器^轮［”小齿轮6•如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（A.机构B.零件C.部件D.构件7.在如图所示的齿轮一凸轮轴系中,轴4称为（）A.零件B.机构C.构件D.部件-、单项选择题1A, 2D,3D,4B,5B,6B,7A第二章平面机构运动简图及自由度［复习题］、单项选择题1.在平面机构中，每增加一个高副将引入（A. 0个约束 B . 1个约束 C2.在平面机构中，每增加一个低副将引入（A. 0个约束 B . 1个约束 C3.平面运动副所提供的约束为（）A.1 B.2 C.1).2个约束 D).2个约束 D或 2 D.3.3个约束.3个约束i—连杆体3—抽瓦4 一魅栓3—描惟螺母&一幵门钳［参考答4.平面运动副的最大约束数为（）A. 1 B . 2 C . 35.若两构件组成低副，则其接触形式为（A.面接触 B •点或线接触 C •点或面接触 D •线或面接触6.若两构件组成咼副，则其接触形式为（）A.线或面接触B.面接触C. 点或面接触D. 点或线接触7.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为（） A.转动副 B. 移动副 C. 球面副 D. 螺旋副8.由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为（）A.1B.m-1C.mD.m+I9.机构具有确定相对运动的条件是（)A.机构的自由度数目等于主动件数目B. 机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D. 机构的自由度数目大于等于主动件数目10.图示为一机构模型，其对应的机构运动简图为（）A.图a B .图b C .图c D .图d、填空题1、两构件直接接触并能产生相对运动的联接称为 _____________________ 。