广播电视大学机械设计基础作业附答案.doc

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取分离体画受力图时，_力的指向可以假定，_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_的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_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如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F40kN,ABBC2m,a30.求两吊杆的受力的大小。第2章 常用机构概述1机构具有确定运动的条件是什么?2什么是运动副？什么是高副？什么是低副？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。 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。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根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。3在图示铰链四杆机构中，已知，lBC=150mm ，lCD=120mm，lAD=100mm，AD为机架；若想得到双曲柄机构，求lAB的最小值。4画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。 第4章 凸轮机构1凸轮主要由_，_和_三个基本构件组成。2凸轮机构从动件的形式有_从动件，_从动件和_从动件。3按凸轮的形状可分为_凸轮、_凸轮和_凸轮。4已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R25mm，凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm，滚子半径rT=5mm。试求：（1）凸轮的基圆半径RO？（2）画出图示机构的压力角a（3）推杆的最大行程H？（4）图示位置从动件的位移S=？第5章 其他常用机构1常用的间歇运动机构有_，_和_等几种。2螺纹的旋向有_和_，牙形有_，_，_，和_。3螺纹的导程S与线数n及螺距P之间的关系是什么？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1什么是构件的强度？什么是构件的刚度？2画出图示各杆的轴力图，并计算最大轴力Nmax。3画出图示圆轴的扭矩图，已知MA=5kNm，MB=2kNm。4画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大和。（a）（b）（c）第7章 构件的强度和刚度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_，_，_，_。2通常塑性材料的极限应力取_，脆性材料的极限应力取_。3如图7-35所示变截面杆AC，在A、B两处分别受到50kN和140kN的力的作用，材料E200GPa。试求：（1）画出轴力图；（2）求各段正应力；（3）求总变形量。4一矩形截面梁，承受载荷F=10KN，材料的许用应力s=160MPa，试确定横截面尺寸。5如图所示的圆形横截面的梁，承受载荷F10kN，M20kNm，梁长a2m，材料的许用应力160MPa，试求：（1）梁A、B端的约束力；（2）画出剪力图和弯矩图；（3）若d 70mm，校核梁的强度。机械设计基础课程形成性考核作业三第8章 齿轮传动1渐开线齿廓形状取决于_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，决定齿廓形状的基本参数是_，_，_。3标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_模数和_都相等，齿轮的_角相等、旋向_。4采用展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是_5一对齿轮啮合时，两齿轮的_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da177.5mm，齿数z129。现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。（分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2、基圆直径db2）7两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级mn3mm，b115Z251；低速级mn5mm，Z317试问：（1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反?（2）低速级齿轮取多大螺旋角b2才能使中间轴的轴向力相互抵消?8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Pl4kW，n1720r/min，m4mm，zl25，z273，b1=84mm，b2=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。第9章 蜗杆传动1为什么将蜗杆分度圆直径dl规定为蜗杆传动中的标准参数？2为什么蜗杆的传动比i只能表达为iz2/z1，却不能以id2/d1来表示？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，并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向。 （a） （b）第10章作业题1图示所示轮系，已知Z1=18、Z2=20、Z2=25、Z3=25、Z3=2、Z4=40，求该轮系的传动比，并判断蜗轮4的转向。2在图示轮系中，已知z1、z2、z2、z3、z4、 z4、 z5、 z5、z6。 求传动比i16。3如图所示的轮系，已知（右旋）若，求齿条线速度的大小和方向。4图示行星轮系，已知Z1 = Z2 = 41，Z2 = Z3 = 39，试计算传动比 iH1。机械设计基础课程形成性考核平时作业（四）第11章 带传动1带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么?对传动各有什么影响?2试分析增速带传动工作时，其最大应力在哪里?3V带传动n1=1450r/min，fv=0.51，包角a150，预紧力F0=360N。试问：1）该传动所能传递的最大有效拉力是多少?2）若d1=100mm，其传递的最大转矩为多少?3）若传动的效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少?第12章 联 接1普通平键的截面尺寸bh按_选取，长度L按_确定。2花键联接的主要类型有_花键、_ _花键和_ _花键。3为什么多数螺纹联接工作前均要预紧？如何控制预紧力？螺纹联接的主要防松方法有哪些？第13章 轴1按轴的受力分类，轴可以分为_轴、_和_。2请判断图示四个轴中，哪一个轴的结构有错误，出现的是什么错误，应如何改正。a）b）c）d）第14章 轴 承1写出下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。7208，32314，6310P5，7210B，N22222如图所示,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n1800r/min,两轴承的径向载荷分别是FrI3400N，FrII1050N，轴的轴向载荷Fa870N，方向指向轴承2，试确定哪个轴承危险,并计算出危险轴承的寿命。第15章 联轴器与离合器联轴器与离合器的主要功用和区别是什么?答案：机械设计基础课程形成性考核作业答案（一）第1章 静力分析基础1 C、E、F A、B、D、G2 B F、G3 4解：受力分析如下图 列力平衡方程： 又因为 AB=BC 第2章 常用机构概述1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答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，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机构的自由度计算（1）n7，PL10，PH0 （2）n5，PL7，PH0 C 处为复合铰链 （3）n7，PL10，PH0 （4）n7，PL9，PH1 E、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1C 2a）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解：要得到双曲柄机构，因此AD杆必须为最短杆；若AB为最长杆，则ABBC150mm若BC为最长杆，由杆长条件得： 因此的最小值为130mm4如下图：第4章 凸轮机构1凸轮 推杆 机架2尖顶 滚子 平底3盘形 圆柱 曲面4解：（1） （2） （3） （4）第5章 其他常用机构1棘轮机构 槽轮机构 不完全齿机构2左旋 右旋 三角形 矩形 梯形 锯齿形3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。因此 机械设计基础课程形成性考核作业答案（二）第6章 构件内力分析1强度是构件抵抗破坏的能力，满足强度要求是指在外力作用下构件不发生破坏。 刚度是构件抵抗变形的能力，满足刚度要求是指在外力作用下构件的弹性变形量不超过允许的限度。2 最大轴力 最大轴力 34（1）解：求支反力 kN kN 由 得知 支反力计算无误。由几何关系我们得知求出几个重要点的剪力和弯矩值我们就可以画处图像。下面我们开始求在下列几处的剪力值： 在A点左截面， 在A点右截面，kN 在C点左截面， kN 在C点右截面， kN 在B点左截面， kN 在B点右截面， 画出剪力图，如下图：同理我们根据几何关系求处几处弯矩值： 在A点， 在D点， 画出弯矩图，如下图： 最大 （2）解：此题解法和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 kN kN由 得知 支反力计算无误。由于各段受力情况不同可以分段求解AC段 CD段： DB段： 根据上面所求函数我们画剪力和弯矩图如下 最大 同学可按第一题做法自己做一遍本题 （3）解：求支反力 由 得知 支反力计算无误。根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。在A点稍左，在A点稍右，在B点稍左，在B点稍右，根据上面数值可做剪力图。根据几何关系，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：在点A， 在C点左截面 在C点右截面 在点B, 此外由剪力图知道，在CB段内有一截面的剪力为零，这个截面的弯矩是梁CB段内弯矩的极值。即该点的剪力QD0，令点D的坐标为x，,即： 得 此点的弯矩值为： 根据上面数值可做剪力图弯矩图如下：最大 KN KN.M第7章 构件的强度和刚度1 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 缩径断裂阶段2 屈服极限 强度极限3解：（1） （2）AB段BC段（3）AB段：（缩短）BC段（伸长） （缩短）4解：求支反力。 截面宽b36mm 高h2b72mm5解：（1）求约束力 （2）画剪力图，弯矩图： （3）所以此梁不安全。机械设计基础课程形成性考核作业答案（三）第8章 齿轮传动1C2齿数 压力角 变位系数3法面 法面压力角 螺旋角相等 相反4175C6解： 7解：（1）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） 8.278解： 小齿选用45号钢，轮调质处理，查表硬度220HBS 大齿轮ZG45 硬度180HBC 查表得 查表得： 计算转矩： 由于原动机为电动机，中等冲击，对称布置，故得K=1.2由于是闭式齿轮， 我们先较核齿面接触疲劳强度，我们按标准中心距进行较核： （安全）下面，我们再较核齿根弯曲疲劳强度。查表得： (安全)第9章 齿轮传动1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因为蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关。3（a）（b）第10章 作业题 1解：i 转向：逆时针2解：3解： 4解： 由于轮3为固定轮（即）， 机械设计基础课程形成性考核作业答案（四）第11章 带传动1由于带是弹性体，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）发热使带温度升高。 打滑造成带的磨损加剧，无法传递动力，致使传动失效。2带紧边刚绕出小带轮处3解：（1） （2） （3） 第12章 联 接1轴径 轮毂的长度2矩形