国家开放大学机械设计基础形成性考核习题及答案

1、国家开放大学机械设计基础形成性考核习题及答案Documentserialnumbe*匹L89WTNY98YTNC8CBNNUUTNUT108】机械设计基础课程形成性考核作业(-)笫1章静力分析基础取分离体画受力图时._CEF_力的拆向可以假定._ABDG_Jj的指向不能假定。A.光滑面约束力B.柔体约束力C.较链约束力D活动钱链反力E.固定端约束力F.固定端约束力偶矩G.正压力列平衡方程求解平面任总力系时.坐标轴选在_B_的方向上使投影方程简便：矩心应选在_FG.点上.便力矩方程简便。A.与己知力垂直B.与未知力垂直C.与未知力平行D.任惫E.己知力作用点F.未知力作用点G.两未知力交点H.任

2、惫点画出图示各结构中AB构件的受力图。4如图所示吊杆屮A、B、C均为铁链连接.己知主动力F=40kN,AB=BC=2m,?=30?.求两吊杆的受力的大小。解：受力分析如下图列力平衡方程：又伙I为AB=BC第2章常用机构概述机构具有确定运动的条件是什么答：当机沟的原动件数等于自由度数时机沟具冇确定的运动2什么是运动副什么是高副什么是低副答：使两个沟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计算下列机构的自由度.并指出复合狡链.局部自由度和虚约束。n=7.巳=10P=0n=7.PL=10.P=0(4)n=7.P-=9.P=lE、E

3、*有一处为虚约束F为局部自由度C处为复合较链笫3章平面连杆机构对于狡谨四杆机构.当满足杆长Z和的条件时2；:取_：为机架.将得到双曲柄机构。A.掖长杆B.与址短杆相邻的构件C.放短杆D.与址短杆相对的构件根据尺寸和机架判断饮链四杆机构的类型。a)双曲柄机构b)曲柄摇杆机沟c)双揺杆机构d)双摇杆机构在图示铁锻四杆机构中.己知厶fGOh,2=120m儿nOOmm.AD为机架若想得到双曲柄机构.求儿的址小值。解：要得到双曲柄机构.因此AD杆必须为赧短杆：2：AB为敲长杆.则ABBC=150mm”BC为敲长杆由杆长条件得：伙1此/人的最小值为130mm画出各机沟的压力处传动角，箭头标注的构件为原动件

4、。第4章凸轮机构凸轮主要由_凸轮_推杆_和_机架_三个基本构件组成。凸轮机沟从动件的形式冇_尖顶从动件._滚子-从动件和-平底从动件。按凸轮的形状可分为_盘形-凸轮.则柱-凸轮和_曲面_凸轮。已知图示凸轮机构的偏心閲盘的半径R=25如凸轮轴心到恻盘屮心的距离L=15血滚子半径2?论；试求:(1)凸轮的基恻半径尼(1)7?0=R-L+rT=2515+5=1577（4）S=yl（R+rT）2-13-（R-L）-rT=10.9Snun（2）ffli出图示机构的压力角？（3）推杆的最大行程片=（3）H=L+R+rT-Ro=25+15+5-15=30iwn图示位置从动件的位移s二第5章其他常用机构常用的

5、间歇运动机构有_恢轮机构_槽轮机构_和_不完全齿机构-等几种：螺纹的旋向有-左旋_和_右旋一牙形有三角形-矩形_梯形-和-锯齿形螺纹的导程S与线数力及W.PZ间的关系是什么答：导程S：在同-螺纹线上相邻两螺纹牙Z间距离。线数n：在同一恻柱面上制造螺纹线的敌目。螺Slip：相邻两螺纹牙平行侧而间的轴向距离。因此S=np机械设计基础课程形成性考核作业（二）第六章构件内力分析1什么是沟件的强度什么是构件的刚度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，刚度是沟件抵抗变形的能力满足刚度要求是指在外力作用下沟件的弹性变形虽不超过允许的限度，画出图示各杆的轴力图.并计算册大轴力丸屮

6、掖大轴力N=40KN报大轴力N“=3P画出图示恻轴的扭矩图.己知.K=5kNm,4=2kNmo画出图示各梁的剪力图和弯矩图.并计算报大0皿和M皿，（a（1）解：求支反力Ra=6.25kNRr=3.75kN由zy=o得知支反力计算无谋。由几何关系我们得知求出几个垂要点的剪力和弯矩值我们就可以画处图像。下而我们开始求在下列几处的明力值:在a点左渡面2=0在a点右截而Q=RA=6.25kN在c点左裁fibQ=RA=6.25kN在c点右裁fibQ=-3.75kN在b点左裁fti.Q=Rr=3.75kN在b点右截fit2=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.A/=0在。点M

7、=0画出弯矩图.如下图：址大。_=6.25KNMg找=125KNM（b第7章构件的强度和刚度在作低碳钢的拉伸试脸时.整个拉伸过程大致可分为回个阶段，依次为-弹性阶段_屈燉阶段-_强化阶段_缩径断裂阶段2通常塑性材料的极限应力取-庙服极限_脆性材料的极限应力取强度极限3.如图735所示变截面杆AG在A、B两处分别受到50kN和140kN的力的作用.材料E=200GPa.试求：（1）画出轴力图：（2求各段正炖力；（3）求总变形呈。解：（1）=-100MPaF50 x10,（2）AB段6=A5xio2F_90 x10lOxlO2=90MPaAJFJ-50 x103x1000门-眾a/2=M=一0.5

8、并（縮短）200 x10*50090 x103x1000门BC段A/.=二EA.=200 xl0 xl000=0-45/Wn?求约束力（2）画叭力图.弯矩图：0-=岂叱=20X10：=594MPdaWx703L32所以此梁不安全。机械设计基础课程形成性考核作业（三）第8章齿轮传动渐开线齿魔形状取决于-C-直径大小。A.节圆B.分度関C.基恻D齿顶删对于标准直齿恻柱齿轮决定齿廓形状的星本参数是齿数_-压力角_变位系数标准外啮合斜齿轮传动的正确唯介条件是：两齿轮的_法此模数和法面压力角-都相等.齿轮的螺旋一角相等、旋向相反采用展成法加工正常齿齿轮时不发生根切的报少齿数是_1匚一对齿轮啮合时.两齿轮

9、的_C始终相切。A.分度圆B.星阅C.节圆D.齿报閲己知一标准渐开线直齿閲柱齿轮.具齿顶I興直径L：=77.5mm齿数z：=29o现要求设计一个大齿轮与其相啮合.传动的安装中心距a=115mn:.试计篦这个大齿轮的主要尺寸。（分度圆直径d沙齿顶阅直径齿根閲直径d小星閲直径氐）解2九=忆+2ha）m两级平行轴斜齿惆柱齿轮传动如图所示.高速级皿=3mmR=15Z：=51：低速级皿=5mmZ,=17试何：（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）低速级齿轮取多大螺旋角2才能使屮间轴的轴向力相互抵消丑間=啦叩Qxcos

10、Q二02XCOS0213叫Z?叫厶022o&单级闭式直丘恻柱齿轮传动己知小齿轮材料为45钢.调质处理.大齿轮材料为2G45.正火处理.己知传递功率A=IkW.n.=720r/min.m=1mmz：=25.z:=73.址Slrrn.fe=7Smm,双向运转.齿轮在轴上对称布置.屮等冲击.电动机驱动。试校核此齿轮传动的强度.解：小齿选用45号钢.轮调质处理査表硬度220HBS大齿轮:G45硬度1S0HBC査表得%応=190MPa%血2=140MPa査表得：SH=1.1SF=1.4计算转矩：由于原动机为电动机.中等冲击.对称布置故得后由于皑闭式齿轮.我们先牧孩为面接触披劳强度.我们按标准屮心距进行较

11、核：:.aH=355J口（+屮=221.7MPa427.3（安全）ub2cr下叭我们再较核齿浪弯曲疲劳强度。査表得：2ktY:.SFl=y/51=YllMPa100135.7（安全）b2nrzi第9章蝎杆传动为什么将蜗杆分度I興直径么规定为蜗杆传动中的标准参数为便于加工蜗轮刀具的标准化.-般将蜗杆的分度閲直径规定为标准值。为什么蜗杆的传动比，只能表达为i=Si/zi.却不能以i=dx/d：來表示伙I为蜗轮期杆传动的传动比与蜗杆的直径无关。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期轮或蜗杆的转向及旋向并画出蜗杆和纲轮受力的作用点和三个分力的方向。（a）（b）（a）（b）第10章作业J

12、S图示所示轮系.已知亦18、Z：=20.22=25、Z3=25.Zs=2.Z=10.求该轮系的传动比.并判断蝎轮4的转向。解：i=Z2Z3I20 x25x4018x25x2=22转向：逆时针在图示轮系中,己知引、引、2八6、2（、Z1X引、Zsx*求传动比认。解：116二乙3乙。乙6Z忆2專453如图所示的轮系.己知Z=15,0=25,E=15忆3=3忆y=乙=30,z$=2（右旋乙5=60,j=20,777=4，/坷=500/7mm,求齿条6线速度v的大小和方向。解：图示行星轮系.己知Z=Z：-=41.Z：=Z3=39.试计算传动比心。解：由于轮3为固定轮（即心=八匚=旦=1_严=1_込亠沖

13、=竺nH13罕J41x411681机械设计基础课程形成性考核平时作业（四）第11章带传动带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么对传动并右什么妙响由于带是弹性体.带紧边与松边拉力不同由于带的弹性变形呈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址大有效閲周力.引起的带在带轮上全而滑动的。弹性滑动将引起：（1）降低传动效率：（2）从动轮的恻周速度低于主动轮.造成传动比谋差：（3）带的磨损：（4）发热使带温度升高.打滑造成带的磨损加利.无法传递动力.致便传动失效。试分析增速带传动工作时.其城大应力在哪里带紧边刚绕出小带轮处V带传动A=1450r/mint4包角?=150预紧力

14、Ff360N试问：1）该传动所能传递的赧大冇效拉力是多少2）Z；d：=100mm其传递的般大转矩为多少3）若传动的效率为.弹性滑动忽賂不计.从动轮输出功率为多少eja一1徽尸心=2尸。=180.7弘+1Fdx180.7x100cm“2)1=-=2=9035N.mm2v=1.6m/s60 x1000第12章联接普通平键的裁面尺寸bXh按轴径卫取.长度L按_轮毀的长度_确定。花键联接的主要类型冇-矩形-花键渐开线-花键和_三角形-花組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冇哪些预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密性和防松能力，用测力矩扳手和定力矩扳手机械防松摩擦防松其

15、他防松第13章轴1.按轴的受力分类.轴可以分为心轴_轴._转轴_和_传动轴_。2请判断图示四个轴屮.哪亠个轴的结沟冇错決.出现的是什么错谋.应如何改正。a）b）c）dC轴承无法拆卸.賊将轴肩高度低于轴用内惘第14章轴承1.写出下列轴朮代号表示的内容.说明该轴乐适用的场介。7208.32314.6310/P5.7210BN22222如图所示,轴的两端用两个角接触球轴/JK7207C正装。常温下工作。工作屮冇中竽冲击。转速/2=lS00r/min,两轴爪的径向我荷分别是r：=3100N.r：=1050N.轴的轴向裁荷=870N.方向指向轴用2试确定哪个轴圧危险，并计算出危险轴乐的寿命。解：S=0.68=0.68X3400=2312NS】+F“=2312+870714