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电大机械制造基础形成性考核册作业1答案 机械设计基础形成性考核作业讲评（一） 第1章 静力分析基础 1 C、E、F A、B、D、G 2 BF、G 3 4解：受力分析如下图 列力平衡方程： ?Fx?0 又因为 AB=BC FA?sin?FCsin? FA?FC ?Fy?0 ?F2FA?sin ?FA?FB? F?40KN 2sin? 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 F?3n?2PL?PHF?3n?2PL?PH ?3?7?2?10 ?3?5?2?7 ?1?1 C 处为复合铰链 （3）n7，PL10，PH0（4）n7，PL9，PH1 F?3n?2PL?PHF?3n?2PL?PH ?3?7?2?10?3?7?2?9?1 ?1?2 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： lAD?lBC?lAB?lCD lAB?lAD?lBC?lCD?130mm 因此lAB的最小值为130mm 4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）R0?R?L?rT?25?15?5?15mm （2） （3）H?L?R?rT?R0?25?15?5?15?30mm （4）S?(R?rT)2?L2?(R?L)?rT?10.98mm 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S?np 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Nmax?40KN 最大轴力Nmax?3P 3 4（1）解：求支反力 ?MA?0 4RB?M?2F?0 ?MB?0 ?4RA?M?2F?0 RA?6.25kN RB?3.75kN 由 ?Y?0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，Q?0 在A点右截面，Q?RA?6.25kN 在C点左截面，Q?RA?6.25 kN 在C点右截面，Q?RB?3.75 kN 在B点左截面，Q?RB?3.75 kN 在B点右截面，Q?0 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，M?0 MC左?RA?2?12.5KN MC右?RA?2?M?7.5KN在D点，M?0 画出弯矩图，如下图： 电大机械制造基础形成性考核册作业1答案 1、常用的工程材料可以用教材第一页的表格表示，请完成工程材料的分类表： 答： 1、 人们在描述金属材料力学性能重要指标时，经常使用如下术语，请填写其使用的符号和内涵： （a） 强度：金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有屈服强度s和抗拉强度b。 （b） 塑性：金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力。 （c） 强度：是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。硬度有布氏硬度HBS和洛氏硬度HR。 （d） 冲击韧性：金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。 （e） 疲劳强度：金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。 2、 参照教材图12填写材料拉伸曲线中的相应特征值点的符号，并描述相应的含义。 （a） 横坐标表示：试件的变形量L （b） 纵坐标表示：载荷F （c） S点：屈服点 （d） b点：颈缩点 （e） k点：拉断点 （f） 屈服点以后出现的规律：试样的伸长率又随载荷的增加而增大，此时试样已产生较大的塑性变形，材料的 抗拉强度明显增加。 3、 一根标准试样的直径为10mm、标距长度为50mm。拉伸试验时测出试样在26kN时屈服，出现的最大载荷为45 kN。 拉断后的标距长度为58mm，断口处直径为7.75mm。试计算试样的0.2、b。 答： 0.2 =F0.2/S0=26000/(3.14*0.005)=3.3*10MPa 2 8 28 b=Fb/S0=45000/(3.14*0.005)=5.7*10MPa 4、 HR是零件设计中常用的表示材料硬度指标。请回答下表中表示的有效范围和应用范围： HR和HB有什么差别？ 答：两种都是测试硬度的标准，区别在于测量方法不同。两种硬度标准根本性区别在于：布氏和洛氏测量的对象不同。布氏测量低硬度的材料，洛氏测量高硬度的材料。 6、参照教材1-7图补充如下Fe-Fe3C相图缺少的内容（标注相应的数据和材料相符号），思考每个线条和线条包容区 域内金属相符号的特点 （a.）. AC线为：合金的液相线 （b.）. Acm线为：碳在奥氏体中的溶解限度线 （c.）. AC3线为：奥氏体中开始析出铁素体或铁素体全部溶入奥氏体的转变线 （d.）. A表示：奥氏体相 （e.）. F表示：铁素体相 （f.）. P表示：珠光体相 （g.）. Ld表示：液相 （h.）. Fe3C表示：渗碳体相 （i.）. 含碳0.77为：都是奥氏体 （j.）. 导致过共析钢中材料脆性很高的主要原因是：若加热到略高于AC1温度时，珠光体完全转变成奥氏 体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。 7、假定有含碳量为80%的材料从液态逐渐缓慢冷却，请说明其随温度下降的组织变化。 答：液相，液相和一次渗碳体，一次渗碳体和莱氏体，一次渗碳体和低温莱氏体 8、 AC3和Acm是重要指标线，在这个温度以下会稳定得逞室温组织。在高温度附近的冷却速度决定了材料的晶粒大小。 因此，为细化晶粒的退火热处理的工艺设计是需要查阅相图的（通常要高出50C）。请同学补充完成下面的回答： 回答：当温度下降到达AC线时，出现凝固，成为L（液体）和A，经过EF线以后完全固体，? 发生共晶反应。此时液相LC(4.30C)，奥氏体AE（2.11C）。渗碳体(6.69C)三相共存。冷凝时反应的结果形成了奥氏体与渗碳体的机械混合物，通称为莱氏体 9、 钢的热处理主要包括淬火、退火、回火、调质处理和渗碳。它们的主要特点是按照热处理温度、冷却速度、热处理目的或用途、工艺过程安排特点考虑的。请藐视它们的特点： 淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。 退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。 回火：指钢件经淬硬后，再加热到 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。 调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 渗碳：渗碳是将工件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体状态，保温一段时间，使碳原子渗入工件表层，提高表层含碳量，从而增加表面的硬度及耐磨性。渗碳工件材料一般为低碳钢。渗碳工艺常用的有气体渗碳和固体渗碳。渗碳后，仍需对工件进行淬火和低温回火处理。 请回答.077碳钢和1.碳钢的细化晶粒温度。 例如：一批碳钢试样组织晶粒大小不均匀，需采用退火处理。应采用的工艺设计应该是：缓慢加热至 500650 ，保温足够时间，随炉冷却至室温。 问：为什么要保温足够的时间，为什么要缓慢冷却？ 答：因为晶粒组织转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全。 11、 现有40Cr钢制造的机床主轴，心部要求良好的强韧性 （200300HBS），轴颈处要求硬而耐磨 （5458HRC）， 试问： （1）应进行哪种预处理和最终热处理（2）热处理后获得什么组织？（3）热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排？ 答：（1）正火（调质）预处理、高频淬火和回火最终热处理 （2）奥氏体（3）正火机加工高频淬火回火 12、 铸铁是制造机器零件毛坯的黑色金属材料之一，请说明铸铁的基本特征。（牌号、石墨形态、铸造性能、成本等） 答：1）灰铸铁：牌号HT，石墨形态是片状，铸造性能优良，成本最低的铸铁。 2）球墨铸铁：牌号QT，石墨形态是球状，铸造性能近似于灰铸铁。 3）蠕墨铸铁：牌号RuT，石墨形态是蠕虫状，铸造性能好。 4）可锻铸铁：牌号KT，石墨形态是团絮状，不能锻造。 13、为了获得优质的铸件毛坯，在结构工艺性方面需要注意哪些原则？ 答：1）铸件的壁厚应合理2）铸件的壁厚应尽量均匀3）铸件的结构不仅有利于保证铸件的质量，而且应尽可能使铸造工艺简化，以稳定产品质量和提高生产率。 14、 按照碳含量将碳钢分为低、中、高碳钢，参考教材中图3-2归纳碳钢的力学性能随含碳量的变化规律。 、 答：含碳量越高,工件硬度增加,柔韧性变小,脆性变大,越难加工。 15、 合金钢分为合金结构钢和合金调质钢，请查阅资料描述下列化学元素对材料的力学性能产生影响的特点。 Mn：提高钢韧性、强度、硬度和淬性，改善钢的热加工性能。 Cr：显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。 Si：显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。 Mo：使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力， 发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。 B：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。 V：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高 压下可提高抗氢腐蚀能力。 W：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。 16、 在毛坯冲压成形中，过大的变形量将产生毛坯缺陷甚至导致报废，因此需要增加热处理工序，请描述工艺设计的基 本原则， 答：板料冲压是利用冲模板料产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的压力加工方法。当板料厚度超过810mm时才采用热冲压。冲压生产的基本工序有分离工序和变形工序两大类。 17、 电焊条由哪些部分组成?其作用是什么? 答：电焊条由焊芯和药皮组成。焊芯主要有传导电流、产生电弧、作为焊缝填充金属等作用。药皮主要作用是提高电弧燃烧的稳定性，形成保护气氛使熔池隔绝空气，产生熔渣覆盖熔池表面起机械保护作用，并有脱氧与添加合金元素的作用。 18、 选择零件毛坯的两个基本原则是什么？答：1）适用性原则2）经济性原则 电大机械制造基础形成性考核册作业2答案 1.什么是基准制？为什么要规定基准制？在哪些情况下采用基轴制？ 答：基准制是指同一限制的孔和轴组成配合的一种制度。 以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并选定标准公差带，而改变另一个零件的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。 一般情况下优先才用基孔制，加工时可以减少刀具、量具的数量，比较经济实惠。基轴制通常用于下列情况：1）所用配合的公差等级要求不高。2）活塞销和孔要求过渡配合。3）在同一基本尺寸的各个部分需要装上不同配合的零件。 2.什么叫配合？配合的特征由什么来表示? 答：配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。配合的特征由配合的种类来表示，即1）间隙配合2）过盈配合3）过渡配合 3.形位公差特征共有几项？其名称和符号是什么？ 答：形位公差国家标准分为14种。其名称及符号如教材P93页的表61 5试解释图1注出的各项形位公差（说明被测要素、基准要素、公差带形状、大小和方位）。 答：答：A：当被测要素围绕基准线A作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不大于0.025mm; 图1 被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.006mm的两同轴圆柱面之间。 B：被测轴线必须位于直径为公差值0.02mm，且平行于基准轴线的两平行平面之间。 C：被测表面必须位于距离为公差值0.01mm,且与基准线成理论正确角度60度的两平行平面之间。 D：当被测要素围绕基准线A-B作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不大于0.025mm。 G:被测中心平面必须位于距离为公差值0.025mm,且相对基准中心平面G对称配置的两平行平面之间。（自己做） 6.答： 7.表面粗糙度的含义是什么？对零件的工作性能有何影响？ 答：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：1）影响零件的耐磨性。2）影响配合性质的稳定性。3）影响疲劳强度。4）影响抗腐蚀性。 8.选择表面粗糙度参数值时，应考虑哪些因素？ 答：1）取样长度与评定长度2）中线3）评定参数4）评定参数的允许值 9.常用的表面粗糙度测量方法有哪些？各种方法适用于哪些评定参数？ 答：1）轮廓的幅值参数：轮廓的算术平均偏差和轮廓的最大高度 2）轮廓单元的平均宽度 3）轮廓的支承长度率 10.在一般情况下，40H7和80H7相比，40H6/j5和40H6/s5相比，哪个应选用较小的粗糙度值？ 答：40H7和80H7相比，选择80H7 40H6/j5和40H6/s5相比，选择40H6/j5 11. 电大汽车机械基础形成性考核册作业1-4答案 汽车机械基础形成性作业1 一 填空题（每空1分，共15分） 1.绘图的比例是 图形 与 实物 相应要素的线性尺寸之比。 2.工程制图采用的是正投影法,正投影的基本特性有 类似性、积聚性、真实性、平行性和等比性 。 3三视图中尺寸的三等关系是：主、俯视图 ， 主、左视图 ， 俯、左视图。 4零件图有 图形、尺寸、技术要求和标题栏等四项内容。 5配合的种类有 间隙配合,过盈配合,过渡配合 等三种。 二判断题（每题2分，共30分） 1.图纸上所标注的尺寸，是物体的真实尺寸，与绘图的比例无关。 （ ） 2.螺纹的大径是指外螺纹的牙底或内螺纹的牙顶所在圆柱面的直径。 （ ） 3.旋向不同的螺杆和螺母能旋合在起。 （ 4.螺纹的五个要素必须完全相同时，才能正确旋合在一起。 （ ） 5. 导程是相邻两牙对应点之间的轴向距离。（ ） 6. 同一零件的剖视图，剖面线应与水平成45O，方向可以不同，间隔也可以不等。（ ） 7.n是螺纹的线数,螺纹的螺距P与导程L的关系是:P=Ln（ ） 8. 模数m反映了齿形的大小，模数越大，齿形也越大，承载能力就越小。 （ ） 9.半剖视图适用于对称零件，一半画成视图，以反映外形，一半画成剖视，以反映内形。 （ ） 10齿轮的分度圆是指轮齿的齿厚s和齿槽间e相等的圆。 （ ） 11标准公差有20个等级，代号为IT01、IT0、IT1、IT2、?IT18、精度按代号顺序依次降低。（ 12公差带越宽，尺寸公差的数值就越小，允许尺寸的变动量也越小。 （ ） 13基本偏差是指上偏差和下偏差中远离零线的那个偏差。 （ ） 14零件图中的技术要求包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等内容。 （ ） 15基孔制中孔的基本偏差代号是H，其上偏差为0。 （ ） 三.选择题（每题2分，共28 分） 1图样中选用的比例2：1是（ B ）的比例。 A 缩小 B 放大C 原值 2图样上的虚线用来表示（ C ）。 A 圆的中心线 B 可见轮廓线 C 不可见轮廓线 3国标规定，机械图样中的尺寸不加注明的尺寸单位均是（ B ）。 A mB mmC cm 4普通螺纹的公称直径是指螺纹的（ A ）。 A 大径B 中径 C 小径 5.轮齿的齿厚S与齿槽宽e相等的圆是（ C ）。 A 齿顶圆 B 齿根圆 C 分度圆 ） ） 6.轮齿的齿顶高ha比齿根高hf （ C ）。 A 长 B 相等 C 短 7.当孔的实际尺寸（ C ）轴的实际尺寸时，是间隙配合。 A 小于 B 等于C 大于 8.从公差带图上看，孔的公差带在轴的公差带之下时，属于（ B ）配合。 A 间隙 B 过盈 C 过渡 9.表面粗糙度的参数值越（ A ），其表面光洁度越高，加工成本也越大。 A 小 B 大 C 多 10.螺纹的画法规定,在垂直于轴线的视图圆中,表示牙底的细实线画（ B ）。 A 1/2圈B 3/4圈 C 一整圈 11.普通螺纹的牙型角是（ B ）的三角形 。 A 55OB 60OC 30O 12在标注尺寸60f7中的f是轴的（ C）代号。 A 基本尺寸 B 公差等级 C 基本偏差 13.公差带图中的零线是表示（C ）的一条直线。 A 上偏差B 下偏差C 基本尺寸 14.图样上标注的尺寸 是（ A ）。 A 装配图上有配合关系的尺寸B 单一零件的尺寸C 无配合关系的尺寸 四识图题（每空2分,共18分） 1.已知主视图和左视图,选择正确的俯视图,在括弧里打。 2根据立体图，找出正确的三视图，并补画视图中的缺线。 3 根据立体图，选择正确的剖视图（A ）。 4下面螺纹孔的画法，正确的是（ B ）。 5局部剖视图正确的是（ A ）。 A B C 五解释螺纹代号（3分） M101.5-5g6g-L 它表示公称直径为10，螺距为1.5，左旋的普通螺纹，中径公差代号为5g，顶径公差代号为6g，中等旋合长度。 六读零件图，并填空回答问题（每题2分,共6分） 1.这个零件的名称是 齿轮 ，图形采用的是 局部剖 视图，采用的比例是 1：1。 2图中 ，是齿轮的齿顶圆直径，它的最大极限尺寸是 35.975 ，最小极限尺寸是 35.950 ，公差值是 0.025。 0015 A 3图中形位公差代号中的位置公差项目符号是 垂直度 ， 被测要素是齿轮的左端面，基准要素A是 的 轴线，公差数值是 0.015 汽车机械基础形成性考核册答案2 。 一填空题（每空1分，共 25分） 1力的三要素是 力的大小 、 力的方向 、 力的作用点 。 2平衡状态是指物体相对于地面保持 静止 或作 匀速运动 的状态。 3四杆机构中“死点”的位置是：当 摇杆 为主动件时，在连杆与 曲柄 共线的两个极限位置，连杆传给曲柄的力通过了其转动中心， 此时，传动力 等于零。所以出现卡死现象。 4凸轮机构中的压力角是指从动件的 受力方向 和 运动方向线之间的夹角。 5凸轮的形