机械设计基础Ⅱ(新)答案

机械设计基础(下) 项目训练集

班级： 学号： 姓名： 宜宾职业技术学院机械设计基础课程组编制 1

目 录 1 材料力学 ....................................................................................... 2 2 轮 系 ......................................................................................... 15 3 螺纹连接与螺旋传动 ................................................................. 22 4 带 传 动 ..................................................................................... 35 5 链传动 ......................................................................................... 49 6 轴毂连接 ..................................................................................... 53 7 轴 承 ........................................................................................... 59 8 轴 ................................................................................................. 63 9 联轴器和离合器 ......................................................................... 71 材料力学基础知识

2 1 材料力学 知识要点 一、材料力学基础 （一）、构件承载能力-三个方面

1 . 足够的强度 构件抵抗破坏的能力称为强度。 2 . 足够的刚度 构件抵抗变形的能力称为刚度。 3. 足够的稳定性 受压构件保持其原有直线平衡状态的能力称为稳定性。 （二）、四种基本变形 1 轴向拉伸与压缩 2 剪切 3 扭转 4 弯曲 （三）、基本概念

1.基本假设 均匀连续性假设、各向同性假设、小变形假设 2．内力、应力 （1）内力 材料力学中的内力是指在外力作用下，杆件内部各部分之间相互作用力的改变量，称为“附加内力”，简称“内力”。 （2）截面法 用截面假想地把杆件分成两部分，以显示并确定内力的方法称为截面法。可将其归纳为以下三个步骤： 截开：沿欲求内力的截面将杆件截分为两部分，保留任意一部分作为研究对象， 弃去另一部分。 代替：用作用于截面上的内力代替弃去部分对保留部分的作用。 平衡：建立保留部分的平衡方程，确定未知内力。 （3）应力 分布内力在截面上其一点处的集度称为应力。 应力P是矢量，通常将它分解为垂直于截面的分量和与截面相切的分量。垂直于截面，称为正应力；与截面相切，称为切应力。

1Pa=1N／m2 ，1kPa=103Pa ，1MPa=106Pa ， 1GPa=109Pa 。

二、轴向拉伸与压缩 1．外力作用特点 轴线方向的拉力或压力 2．变形特点 沿轴线方向伸长或缩短 3．内力-轴力 （1）轴力计算 截面法计算 （2）正负规定：拉正压负 材料力学基础知识 3 （3）轴力图 4．应力-正应力

正应力在横截面上均匀分布

AFN

5．强度计算 maxA

F

N≤

三、剪切和挤压 1．外力作用特点 作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且相距很近。 2．变形特点 截面沿外力的方向发生相对错动。该截面称为剪切面。剪切面平行于作用力的作用线，介于两个反向作用力之间。 3．内力-剪力 4．实用计算

][A

Q

][bsbsbsbsAP 四、扭 转 1．外力作用特点 作用在杆两端的一对力偶，大小相等，方向相反，而且力偶作用面垂直于杆轴线。 2．变形特点 杆的各横截面绕轴线发生相对转动。 3．内力-扭矩 （1）扭矩计算 外力偶计算：T=9549 P／n 截面法计算 （2）正负规定： （3）扭矩图 4．应力-切应力

横截面上任一点处的切应力的大小与该点到圆心的距离成正比，圆心处的切应力为零，同一圆周上各点切应力相等。圆截面的边缘上切应力最大。

maxpp

TRT

IW 材料力学基础知识 4 5．强度计算 maxmax

p

T

W

五、弯 曲 1．外力作用特点 外力垂直于梁轴线 2．变形特点 梁轴线将由直线变成曲线 3．内力-剪力和弯矩 （1）剪力和弯矩计算 任意截面上的剪力等于该截面左段梁或右段梁上所有外力的代数和；任意截面上的弯矩，等于截面左段梁或右段梁上所有外力对截面形心力矩的代数和。 （2）正负规定： （3）剪力图和弯矩图 1)无载荷作用的梁段上，q(x)=0， FQ(x)=常量；M(x)为x的线性函数，即弯矩图为直线，且直线的斜率为FQ(x)=常量。 2)均布载荷作用的梁段上，若均布载荷方向向下，FQ(x)为x的线性函数，图形为直线，直线的斜率为负，反之为正；M(x)是x的二次函数，图形为抛物线，FQ(x)=0对应抛物线的顶点即二次曲线的极值点，曲线凹向向下，反之曲线的凹向向上。 3)集中力作用处，剪力值突变，弯矩图曲线在该点的斜率发生了变化。剪力值突变为正，弯矩图曲线斜率将沿正值突变，反之沿负值突变。斜率在该点的变化形成了弯矩图的折点。

剪力图和弯矩图规律 载荷 剪力图 弯矩图 备注 无载荷 水平直线 斜直线

均布载荷 斜直线 曲线 集中力作用处 剪力值突变 转折

集中力偶 无变化 弯矩值突变 4．应力

ZMyI maxmaxZZMyM

IW

5．强度计算 max

max

Z

MW材料力学基础项目训练

5 材料力学训练题目

一、材料力学基础 1．填空 （1）为了保证构件在外力作用下能够正常工作，必须满足：足够的 强度 、足够的 刚度 、 足够的 稳定性 。 （2）材料力学中的内力是指在外力作用下，杆件内部各部分之间相互作用力的 改变量 。 （3） 截面法 是显示和计算内力的基本方法。 （4）分布内力在截面上其一点处的 集度 称为应力。根据应力方向可分为 正应力 和 切应力 。 （5） 杆件受力后所产生的变形有以下几种基本形式： 轴向拉伸与压缩 、 剪切 、 扭转 和 弯曲 。

2．选择 （1） 研究构件或其一部分的平衡问题时，采用构件变形前的原始尺寸进行计算，这是因为采用了( C )。 (A)平面假设 〔B)均匀连续假设 (C)小变形假设 (D)各向同性假设 （2） 材料力学中的内力是指（ D ）。 (A)构件内部的力 (B)构件内部各质点间固有的相互作用力 (C)构件内部一部分与另一部分之间的相互作用力 (D)在外力作用下，构件内部一部分与另一部分之间相互作用力的改变量

二、 轴向拉伸与压缩 1．计算各截面的轴力并画出其轴力图。

2．如图所示，试画出杆件的轴力图。 材料力学基础项目训练

6 题2图 题3图 3．如图所示的杆件中，已知F1=20kN，F2=50kN，AB段的直径d1=20mm，BC段的直径d2=30mm，试：

（1）计算各段的轴力，并画出轴力图； （2）计算各段中横截面上的正应力。

*4．如图所示的阶梯杆，AC段为圆形截面，直径d = 16mm，其上有一φ3的小通孔；CB段为矩形截面，其面积b×h = 11×12mm。试计算阶梯杆横截面上最大的正应力。

5．如图所示，结构中的AB杆视为刚杆，斜拉杆CD为直径d =20mm圆形截面杆，许用应力[σ] =160MPa。试计算结构的许可载荷[F]。

F 2500 D

C

B A 1000 1000

C φ3 B

A

20kN 35kN a

a a d