国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案

国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案形考作业1第1章静力分析基础

1取分离体画受力图时（CEF力的指向可以假定（ABDGA．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(B）的方向上，使投影方程简便；矩心应选在(G）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。参考答案：

4如图所示吊杆中ABC均为铰链连接已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,＝30.求两吊杆的受力的大小。参考答案：

列力平衡方程：ΣFx=0又因为AB=BC

FA﹒sinα=FC﹒sinαFA=FCΣFY=02FA﹒sinα=F∴FA=FB=F/2sinα=40KN第2章常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?参考答案：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。

2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？参考答案：

使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联结称为运动副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，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。参考答案：

（1）n=7,PL=10,PH=0F=3n-2PL-PH

=3×7-2×10-0=1C处为复合铰链

（2）n=5,PL=7,PH=0F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=1

（3）n=7,PL=10,PH=0F=3n-2PL-PH

=3×7-2×10-0=1

（4）n=7,PL=9,PH=1

F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2

E、Eˊ有一处为虚约束，F为局部自由度第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。（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，为机架；若想得到双曲柄机构，求lAB的最小值。参考答案：

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AB≥BC=150mm

若BC为最长杆，由杆长条件得：

lAD+lBC≤lAB+lCDlAB≥lAD+lBC-lCD=130mm

因此lAB的最小值为130mm4．画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。参考答案：第4章凸轮机构

1．凸轮机构主要由（凸轮（推杆）和（机架）三个基本构件组成。

2凸轮机构从动件的形式（尖顶从动件（滚子从动件（平底

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心圆盘的半径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＝？

（2）画出图示机构的压力角（3）推杆的最大行程H＝？

（4）图示位置从动件的位移S=？参考答案：

（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．常用的间歇运动机构有（棘轮机构（槽轮机构）和（不完全齿机构）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？参考答案：

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形考作业2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？

参考答案：强度是构件抵抗破坏的能力坏。刚度是构件抵抗变形的能力形量不超过允许的限度。2．画出图示各杆的轴力图，并计算最大轴力Nmax。参考答案：

最大轴力Nmax=40KN 最大轴力Nmax=3P3．画出图示圆轴的扭矩图，已知MA=5kN·m，MB=2kN·m。参考答案：Qmax 4Qmax （a）参考答案：

（b）参考答案：

（c）参考答案：

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（弹性阶段（屈服阶段（强化阶段（缩径断裂阶段。

2通常塑性材料的极限应力（屈服极限脆性材料的极限应力（强度极限。

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E＝200GPa。试求：（1）画出轴力图；（2）求各段正应力；（3求总变形量。参考答案：

4一矩形截面梁承受载荷F=10KN材料的许用应力[]=160MPa横截面尺寸。参考答案：5如图所示的圆形横截面的梁承受载荷F＝10kNM＝20kN·m梁长＝2m，材料的许用应力[σ]＝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。

参考答案：

形考任务3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（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两齿轮（法面模数（法面压力角）都相等，齿轮的（螺旋）角相等、旋向（相反。

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（17。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圆直径db2）参考答案：

7两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示高速级mn＝3mm1＝15°Z2＝51；低速级mn＝5mm，Z3＝17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2才能使中间轴的轴向力相互抵消?参考答案：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Pl＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mmzl＝25，z2＝73，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。

参考答案：

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？参考答案：为便于加工涡轮刀具的标准化，一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值。

2．为什么蜗杆的传动比i只能表达为i＝z2/z1，却不能以i＝d2/d1来表示？参考答案：因为涡轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关。

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）参考答案：

（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轮系的传动比，并判断蜗轮4的转向。参考答案：2在图示轮系中已知z1z2z2'z3z4、z4'、z5、z5'z6i16。

参考答案：z1 1zz1 1z2 2z2 1z3 3z 1,z4 3z4

z5 6z5 2,m4mm, 1 500min 6 v（右旋） 若 ，求齿条线速度的大小和方向。参考答案：4．图示行星轮系，已知Z1=Z2’=41，Z2=Z3=39，试计算传动比iH1。参考答案：

形考任务4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?参考答案：由于带是弹性体带紧边与松边拉力不同起的带与带轮间的相对滑动周力，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．试分析增速带传动工作时，其最大应力在哪里?参考答案：带紧边刚绕出小带轮处。

3V带传动n1=1450r/minfv=0.51包角＝150°预紧力F0=360N试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?参考答案：

第12章 联 接

1普通平键的截面尺寸b×h（轴径选取长度L（轮毂的长度定。2花键联接的主要类型（矩形花键（渐开线花键（三角形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？

参考答案：预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密型和防松能力。用测力矩扳手和定力矩扳手。

机械防松、摩擦防松、其他防松。第13章 轴

1．按轴的受力分类，轴可以分为（心轴（转轴）和（传动轴。

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）参考答案：

C轴承无法拆卸，应将轴肩高度低于轴承内圈。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。7208，32314，6310／P5，7210B，N2222参考答案：2如图所示,轴的两端用两个