机械设计基础答案第一版

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一样，总体还行~~~

1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？

解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。

为零件选材时应考虑的主要要求：1.使用方面的要求：

1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态，2）零件的工作条件，

3）对零件尺寸及重量的限制，4）零件的重要程度，5）其他特别要求。2.工艺方面的要求。3.经济方面的要求。

1-2.试说明以下材料牌号的意义：q235,45,40cr,65mn,zg230-450,ht200,zcusn10p1,lc4.解：q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235mpa。45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。

40cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的cr元素。

65mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的mn元素。

zg230-450说明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450.

ht200说明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为

200mpa.zcusn10p1铸造用的含10%sn、1%p其余为铜元素的合金。

lc4表示铝硅系超硬铝。

1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？

解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，

缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。其次章

2-7.为什么要提出强度理论？其次、第三强度理论各适用什么场合？解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的繁杂应力状态，为了判断繁杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。

其次强度理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，适用于石料、混凝土、铸铁等脆性材料的失效场合。

第三强度条件：认为最大切应力是引起屈服的主要因素，适用于低碳钢等塑性材料的失效场合。2-15.画出图示梁的弯矩图。?f?0,fa?fb?f?0,

解：?ma?0,fb*3a?m?f*a?0fb?0,fa?f

?f?0，

f1?f2?f?2f?f?0

解：?ma?0,f*2a?2f*a?f*4a?f2*3a?0f2?8/3f,f1??2/3f第三章

3-4.计算图示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

3-5.图示为一简易冲床的拟设计方案。设计者思路是：动力由齿轮1输入，使轴a连续回转；而固定在轴a上的凸轮2和杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下往复运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，计算机构的自由度，并分析其运动是否确定，如其运动不确定，试提出修改措施。n?3,pl?4,ph?1

f?3n?2pl?ph?3?3?2?4?1?0由于f=0,故不能运动修改措施为：

3-6.试绘出图示机构的运动简图，并计算其自由度。n?3,pl?4

f?3n?2pl?ph?3?3?2?4?1n?5,pl?7,ph?0

f?3n?2pl?ph?3?5?2?

7=1

n?5,pl?7,ph?0

f?3n?2pl?ph?3?5?2?7=1第四章

4-6.在图4-11所示的差动螺旋机构中，螺杆1与机架3在a处用右旋螺纹连接，导程sa=4mm，当摇柄沿顺时针方向转动5圈时，螺母2向左移动5mm，试计算螺旋副b的导程sb，并判断螺旋副b的旋向。

解：由题意判断b为右旋，a、b同向，固有：?2?(sa?sb)?1(4?sb)10?，故?5?2?2?sb?5mm

么是运动副？高副与低副有何区别？

答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。平面低副－凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。

1-2什么是机构运动简图？它有什么作用？

答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动状况。这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。作用：机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。它是一种在分析机构和设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。

1-3平面机构具有确定运动的条件是什么？

答：机构自由度f0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。（复习自由度4个结论p17）其次章

2-1什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？第三章

3-2寻常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？

答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。

3-3什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？

答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。柔性冲击：当从动件做等加速或等减速运动时，在某些加速度突变处，其惯性力也随之有限突变而产生冲击，这种由有限突变而引起的冲击比无穷大惯性力引起的刚性冲击轻柔了大量，故被称为柔性冲击。

避免刚性冲击的方法：为了避免刚性冲击，常将这种运动规律已知的运动开始和终止两小段加以修正，使速度逐渐升高和逐渐降低。让从动件按正弦加速度运动（既无刚性运动，也无柔性冲击）chapter4

4-1棘轮机构、槽轮机构及不完全齿轮机构各有何运动特点？是举出应用这些间歇运动机构的实例。

答：槽轮机构特点：结构简单，工作可靠，常用于只要求恒定旋转角的分度机构中；停顿运动主要依靠槽数和圆柱销数量（运动系数）应用:应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。如：电影放映机自动传送链装置纺织机械

棘轮机构特点：这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。应用：起重机绞盘牛头刨床的横向进给机构计数器不完全齿轮机构特点：普通齿轮传动，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。主动轮上的锁住弧与从动轮上的锁住弧相互协同锁住，以保证从动轮停顿在预定位置上。

应用：各种计数器多工位自动机半自动机第六章

6-1设计机械零件时应满足哪些基本要求？

答：足够的强度和刚度，耐摩擦磨损，耐热，耐振动（衡量机械零件工作能力的准则）。

6-2按时间和应力的关系，应力可分为几类？实际应力、极限应力和许用应力有什么不同？

答：随时间变化的特性，应力可分为静应力和变应力两类。

6-4指出以下符号各表示什么材料：q235、35、65mn、20crmnti、zg310-570、ht200.q235：屈服强度为235，抗拉强度为375-460，伸长率为：26%的普通碳素钢。

35：优质碳素钢（数字表示碳的平均含量）

65mn：优质碳素钢，平均含碳量为0.65%，含mn量约为1%。

20crmnti：合金钢，含碳量0.20%，平均含cr，mn，ti量约为1%。

zg310-570：屈服强度为310mpa，抗拉强度为570mpa伸长率为15%，硬度为：40-50hrc的

铸钢ht200：抗拉强度为200，硬度为170-241hbs的灰铸铁。6-5在强度计算时如何确定许用应力？

答：许用应力的确定寻常有两种方法：查许用应力表：对于一定材料制造的并在一定条件下工作的零件，根据过去机械制造的实践与理论分析，将他们所能安全工作的最大应力制成专门的表格。这种表格简单，具体，可靠，但每一种表格的适用范围较窄。部分系数法：以几个系数的乘积来确定总的安全系数s=s1s2s3

s1——考虑计算载荷及应力确凿性的系数，一般s1=1-1.5。s2——考虑材料力学性能均匀性的系数。s3——考虑零件重要程度的系数。6-8?-1?0?1各代表什么？

答：-1：对称循环变应力下，疲乏极限为-1。0：脉动循环变应力下，疲乏极限为0。1：静应力下的疲乏极限。第七章

7-1常见的螺栓中的螺纹式右旋还是左旋、是单线还是多线？怎样判别?多线螺纹与单线螺纹的特点如何？

答：常见的螺栓中的螺纹是右旋、单线。根据螺旋线绕行方向科判别右旋与左旋；根据螺旋线的数目可判别单线还是多线。特点：单线螺纹的螺距等于导程，多线螺纹的导程等于螺距与线数的乘积；单线螺纹由于其螺旋升角较小，用在螺纹的锁紧，多线螺纹由于其螺纹升角较大，用于传递动力和运动。

7-2螺纹主要类型有哪几种？说明他们的特点及用途。

答：机械制造中主要螺纹类型：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、半圆形螺纹。三角形螺纹：