机械设计基础课程形成性考核作业

机械设计基础课程形成性查核作业（一）第1章静力剖析基础1．取分别体画受力争时，__CEF__力的指向能够假设，__ABDG__力的指向不可以假设。A．圆滑面拘束力B．柔体拘束力C．铰链拘束力D．活动铰链反力E．固定端拘束力F．固定端拘束力偶矩G．正压力2．列均衡方程求解平面随意力系时，坐标轴选在__B__的方向上，使投影方程简易；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简易。A．与已知力垂直E．已知力作用点

B．与未知力垂直F．未知力作用点

C．与未知力平行G．两未知力交点

D．随意H．随意点3．画出图示各构造中

AB构件的受力争。4．以下图吊杆中A、B、C均为铰链连结，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,＝30.求两吊杆的受力的大小。解：受力剖析以以下图列力均衡方程：Fx0又因为AB=BCFAsinFCsinFAFCFy02FAsinFFAFBF40KN2sin第2章常用机构概括1．机构拥有确立运动的条件是什么答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构拥有确立的运动2．什么是运动副什么是高副什么是低副答：使两个构件直接接触并产生必定相对运动的联接，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．计算以下机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚拘束。（1）n＝7，PL＝10，PH＝0（2）n＝5，PL＝7，PH＝0F3n2PLPHF3n2PLPH37210352711处为复合铰链（3）n＝7，PL＝10，PH＝0（4）n＝7，PL＝9，PH＝1F3n2PLPHF3n2PLPH372103729112E、E’有一处为虚拘束F为局部自由度处为复合铰链第3章平面连杆机构1．关于铰链四杆机构，当知足杆长之和的条件时，若取_C_为机架，将获得双曲柄机构。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．依据尺寸和机架判断铰链四杆机构的种类。a）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．在图示铰链四杆机构中，已知，lBC=150mm，lCD=120mm，lAD=100mm，AD为机架；若想获得双曲柄机构，求lAB的最小值。解：要获得双曲柄机构，所以AD杆一定为最短杆；若AB为最长杆，则AB≥BC＝150mm若BC为最长杆，由杆长条件得：lADlBClABlCDlABlADlBClCD130mm所以lAB的最小值为130mm4．画出各机构的压力角传动角。箭头标明的构件为原动件。．以以下图：第4章凸轮机构1．凸轮主要由__凸轮___，___推杆__和___机架___三个基本构件构成。2．凸轮机构从动件的形式有__尖顶_从动件，_滚子_从动件和_平底__从动件。3．按凸轮的形状可分为__盘形_凸轮、_圆柱_凸轮和__曲面__凸轮。4．已知图示凸轮机构的偏爱圆盘的半径R＝25mm，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＝解：（1）R0RLrT2515515mm2）4）S(RrT)2L2(RL)rT10.98mm（2）画出图示机构的压力角（3）推杆的最大行程H＝（3）HLRrTR0251551530mm（4）图示地点从动件的位移S=S(RrT)2L2(RL)rT10.98mm第5章其余常用机构1．常用的间歇运动机构有__棘轮机构__，_槽轮机构_和_不完整齿机构_等几种。2．螺纹的旋向有_左旋__和_右旋_，牙形有_三角形_，_矩形_，_梯形_，和_锯齿形_。3．螺纹的导程S与线数n及螺距P之间的关系是什么答：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量。螺距p：相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离。所以Snp机械设计基础课程形成性查核作业（二）第六章构件内力剖析1．什么是构件的强度什么是构件的刚度强度是构件抵挡损坏的能力，知足强度要求是指在外力作用下构件不发生损坏。刚度是构件抵挡变形的能力，知足刚度要求是指在外力作用下构件的弹性变形量不超出同意的限度。2．画出图示各杆的轴力争，并计算最大轴力Nmax。最大轴力Nmax40KN最大轴力Nmax3P3．画出图示圆轴的扭矩图，已知MA=5kN·m，MB=2kN·m。4．画出图示各梁的剪力争和弯矩图，并计算最大Qmax和Mmax。a）（1）解：求支反力MA04RBM2F0MB04RAM2F0RA6.25kNRB3.75kN由Y0得悉支反力计算无误。由几何关系我们得悉求出几个重重点的剪力和弯矩值我们就能够画处图像。下边我们开始求在以下几处的剪力值：在A点左截面，Q0在A点右截面，QRA6.25kN在C点左截面，QRA6.25kN在C点右截面，QRB3.75kN在B点左截面，QRB3.75kN在B点右截面，Q0画出剪力争，以以下图：同理我们依据几何关系求处几处弯矩值：在A点，M0MC左RA212.5KNMC右RA2M7.5KN在D点，M0画出弯矩图，以以下图：最大Qmax6.25KNMmax12.5KNM（b）解：本题解法和上个题步骤基真同样，我们也能够用此外一种方法解题，下边我们用此外一种解法进行求解：求支反力MA04RB2q20MB04RA2q20RA10kNRB10kN由Y0得悉支反力计算无误。因为各段受力状况不一样能够分段求解AC段QRA10KNMRAx10xCD段：QRAq(x1)2010xMRAxq(x1)2/210x5(x1)2DB段：QRA2q10KNMRAx2q(x2)10x40依据上边所求函数我们画剪力和弯矩图以下最大Qmax10KNMmax15KNMc）解：求支反力MA0RBllq3lqa2024MB0RAlqa2ql1l024RA1qlqa2RB3qlqa28l8l由Y0得悉支反力计算无误。依据几何关系我们知道剪力争AC为一水平直线，CB为一条斜线，我们求出重点的点就能够画出线图。在A点稍左，Q0在A点稍右，在B点稍左，在B点稍右，

QRA1qlqa28lQRAql3qa22qll8Q0依据上边数值可做剪力争。依据几何关系，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，只要求出梁在下边各截面处的弯矩值：在点A，M0在C点左截面MRAl1ql2qa22162在C点右截面MRAlqa21ql2qa22162在点B,M0别的由剪力争知道，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QD＝0，令点D的坐标为x，,即：QDRAq(xl/2)0得x5la28l此点的弯矩值为：2MDRAxqa2q(xl/2)29ql23qa2qa412882l2依据上边数值可做剪力争弯矩图以下：最大Qmax3qlqa2KNMmax9ql23qa2qa48l12882l2第7章构件的强度和刚度1．在作低碳钢的拉伸试验时，整个拉伸过程大概可分为四个阶段

,挨次为_弹性阶段

_，__折服阶段

_，__加强阶段__，_缩径断裂阶段_。2．往常塑性资料的极限应力取_折服极限_，脆性资料的极限应力取_强度极限_。3．如图7-35所示变截面杆AC，在A、B两处罚别遇到50kN和140kN的力的作用，资料E＝200GPa。试求：（1）画出轴力争；（2）求各段正应力；（3）求总变形量。解：（1）（2）AB段F50103100MPa15102A1BC段2F9010390MPaA210102（3）AB段：l1FN1l1501031000EA12001030.5mm（缩短）500BC段l2FN2l29010310000.45mm（伸长）EA22001031000ll1l20.50.450.05mm（缩短）4．一矩形截面梁，承受载荷F=10KN，资料的许用应力[]=160MPa，试确立横截面尺寸。解：求支反力。MB0RA2F10MA0RB2F10RA5KNRB5KNMmax5KNmmaxM5KNmWbh266510665106b(2b)24b3b36510636510636mm44160截面宽b＝36mm高h＝2b＝72mm5．以下图的圆形横截面的梁，承受载荷F＝10kN，M＝20kN·m，梁长a＝2m，资料的许用应力[σ]160MPa，试求：1）梁A、B端的拘束力；2）画出剪力争和弯矩图；3）若d＝70mm，校核梁的强度。解：（1）求拘束力MB0RA4F2M0MA0RB4F2M0RA10KNRB0（2）画剪力争，弯矩图：Mmax20106594MPa＞（3）703W32所以此梁不安全。机械设计基础课程形成性查核作业（三）第8章齿轮传动1．渐开线齿廓形状取决于_C_直径大小。A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿顶圆2．关于标准直齿圆柱齿轮，决定齿廓形状的基本参数是_齿数_，_压力角_，_变位系数_。3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_法面_模数和_法面压力角_都相等，齿轮的_螺旋_角相等、旋向__相反__。4．采纳展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是_17_5．一对齿轮啮合时，两齿轮的__C_一直相切。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da1＝77.5mm，齿数z1＝29。现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a＝145mm，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）解：da1(z12ha*)mm2.5mmam(z1z2)/2z287mmd2mz22.587217.5mmda2(z22ha*)m222.5mmdf2(z22ha*2c*)m211.25mmdbd2cos204.38mm7．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动以下图，高速级mn＝3mm，1＝15°Z2＝51；低速级mn＝5mm，Z3＝17试问：1）低速级斜齿轮旋向怎样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才能使中间轴的轴向力互相抵消Ft2tg1Ft3tg2Ft22TIId2Ft32TIId32TIItg2TIItgtg1cos1tg2cos212→mn3Z3d2d3mn2Z2sin1mn3Z3sin2mn2Z2°8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮资料为45钢，调质办理，大齿轮资料为ZG45，正火办理，已知传达功率Pl＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，zl＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，双向运行，齿轮在轴上对称部署，中等冲击，电动机驱动。试校核此齿轮传动的强度。解：小齿采纳45号钢，轮调质办理，查表硬度220HBS大齿轮ZG45硬度180HBC查表得Flim1Hlim1

190MPaFlim2140MPa555MPaHlim2470MPa查表得：SH1.1SF1.4Hlin1555H1SH504.5MPa1.1Flin1190F1SF135.7MPa1.4

Hlin2470H2SH427.3MPa1.1Flin2140F2SF100MPa1.4计算转矩：T19.5510645.3104Nmm720因为原动机为电动机，中等冲击，对称部署，故得K=因为是闭式齿轮，我们先较核齿面接触疲惫强度，我们按标准中心距进行较核：am(z1z2)/2196mmz273u2.92z125∴H355KT1(u1)3（安全）ub2a2下边，我们再较核齿根曲折疲惫强度。查表得：YFS14.22YFS23.88YFS1YFS2F1z1F2z22KT1YFS117.2MPa＜100＜135.7(安全)F1b2m2z1第9章蜗杆传动1．为何将蜗杆分度圆直径dl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，一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值。2．为何蜗杆的传动比i只好表达为i＝z2/z1，却不可以以i＝d2/d1来表示因为蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径没关。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）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。z2z3z4202540转向：逆时针解：i＝22z1z2'z3'182522．在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求传动比i16。解：i16z2z3z4z5z6z1z2'z3z4'z5'3．以下图的轮系，已知z115,z225,z215,z330,z315,z430,z42（右旋）z560,z520,m4mm,若n1500r/min，求齿条6线速度v的大小和方向。解：n1z2z3z4z5200iz1z2'z3'z4'n5n12.5r/minn5iv6d5'n5mz5'n51000600.0105m/s10.5mm/s6010004．图示行星轮系，已知Z=Z=41，Z=Z3=39，试计算传动比iH1。12’2解：Hn1nHz2z31521i13n3nHz1z2'1681因为轮3为固定轮（即n30），i1Hn11H1z2z33939160nHi13z1z2'＝141168141iH11/i1H10.51机械设计基础课程形成性查核平常作业（四）第11章带传动1．带传动产生弹性滑动和打滑的原由是什么对传动各有什么影响因为带是弹性体，带紧边与松边拉力不一样，因为带的弹性变形量的变化而惹起的带与带轮间的相对滑动。打滑是带传达的圆周力大于带能传达的最大有效圆周力，惹起的带在带轮上全面滑动的。弹性滑动将惹起：1）降低传动效率；2）从动轮的圆周速度低于主动轮，造成传动比偏差；3）带的磨损；4）发热使带温度高升。打滑造成带的磨损加剧，没法传达动力，以致传动无效。2．试剖析增速带传动工作时，其最大应力在哪里带紧边刚绕出小带轮处3．V带传动n1=1450r/min，fv=，包角＝150°，预紧力F0=360N。试问：1）该传动所能传达的最大有效拉力是多少2）若d1=100mm，其传达的最大转矩为多少3）若传动的效率为，弹性滑动忽视不计，从动轮输出功率为多少解：（1）Fmax2F0ef1180.7Nef1Fd1180.7100（2）T29035N.mm2d1n17.6m/s（3）v601000PFv180.7第12章联接1．一般平键的截面尺寸b×h按_轴径_选用，长度L按__轮毂的长度__确立。2．花键联接的主要种类有_矩形_花键、_渐开线_花键和_三角形_花键。3．为何多半螺纹联接工作前均要预紧怎样控制预紧力螺纹联接的主要防松方法有哪些预紧的目的是为了增添联接的刚性、密切性和防松能力。