2022年机械设计基础形考作业答案.pdf

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1、机械设计基础形考作业答案机械设计基础课程形成性考核作业(一) 第 1 章静力分析基础1.取分离体画受力图时 ,C、E、F 力的指向可以假定 ,A、B、D、G 力的指向不能假定。A.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。4.如图所示吊杆中 A、B、C 均为铰链连

2、接 ,已知主动力 F40kN,AB BC2m, 30 、求两吊杆的受力的大小。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案列力平衡方程 : 0Fx又因为 AB=BC sinsinCAFFCAFF0FyFFAsin2KNFFFBA40sin2第 2 章常用机构概述1.机构具有确定运动的条件就是什么? 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。2.什么就是运动副？什么就是高副？什么就是低副？答:使两个构件直

3、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 ,并指出复合铰链、局部自由度与虚约束。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案机构的自由度计算(1)n7,PL10,PH0 (2)n5,PL7,PH0 HLPPnF23HLPPnF2310273725311C 处为复合铰链(3)n7,PL10,PH0 (4)n7,PL9,PH1 HLP

4、PnF23HLPPnF23102731927312E、 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1.对于铰链四杆机构 ,当满足杆长之与的条件时 ,若取_ C _为机架 ,将得到双曲柄机构。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.根据尺寸与机架判断铰链四杆机构的类型。答:a)双曲柄机构b)曲柄摇杆机构c)双摇杆机构d)双摇杆机构精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础

5、形考作业答案3.在图示铰链四杆机构中 ,已知,lBC=150mm ,lCD=120mm,lAD=100mm,AD 为机架;若想得到双曲柄机构 ,求 lAB的最小值。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 AB BC150mm 若 BC 为最长杆 ,由杆长条件得 : CDABBCADllllmmllllCDBCADAB130因此ABl的最小值为 130mm 4.画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。如下图 : 第 4 章凸轮机构1.凸轮主要由 _凸轮_,_推杆_与_机架_三个基本构件组成。2.凸轮机构从动件的形式有尖顶_从动件 ,_滚子_从动

6、件与 _平底_从动件。3.按凸轮的形状可分为 _盘形_凸轮、 _圆柱_凸轮与 _曲面_凸轮。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案4.已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R25mm,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=？解:(1)mmrLRRT15515250(2) (3)

7、mmRrRLHT3015515250(4)mmLrTRS98.25)(22第 5 章其她常用机构1.常用的间歇运动机构有_棘轮机构 _,_槽轮机构 _与_不完全齿机构 _等几精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案种。2.螺纹的旋向有 _左旋_与_右旋_,牙形有_三角形 _,_矩形_,_梯形_,与_锯齿形_。3.螺纹的导程 S与线数 n 及螺距 P 之间的关系就是什么？答:导程 S:在同一螺纹线上相邻两螺纹牙之间

8、距离。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1.什么就是构件的强度？什么就是构件的刚度？强度就是构件抵抗破坏的能力,满足强度要求就是指在外力作用下构件不发生破坏。刚度就是构件抵抗变形的能力,满足刚度要求就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.画出图示各杆的轴力图 ,并计算最大轴力 Nmax。最大轴力KNN40max最大轴力PN3max3.画出图示圆轴的扭矩图 ,已知 MA=5kNm,MB=2kNm。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 23 页 -

9、- - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案4.画出图示各梁的剪力图与弯矩图,并计算最大maxQ与maxM。(a) (b) (c) (1)解:求支反力0AM024FMRB精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案0BM024FMRA25.6ARkN 75.3BRkN 由0Y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与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

10、A 点左截面 ,0Q在 A 点右截面 ,25.6ARQkN 在 C 点左截面 ,25.6ARQkN 在 C 点右截面 ,75.3BRQkN 在 B 点左截面 ,75.3BRQkN 在 B 点右截面 ,0Q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,0MKNRMAC5.122左KNMRMAC5 .72右在 D 点,0M画出弯矩图 ,如下图 : 最大KNQ25.6maxMKNM5 .12max(2)解:此题解法与上个题步骤基本相同,我们也可以用另外一种方法解题,下面我们用另外一种解法进行求解: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - -

11、- 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案求支反力0AM0224qRB0BM0224qRA10ARkN 10BRkN 由0Y得知 支反力计算无误。由于各段受力情况不同可以分段求解AC 段KNRQA10 xxRMA10CD 段: xxqRQA1020)1(22)1(5102/)1(xxxqxRMADB 段: KNqRQA1024010)2(2xxqxRMA根据上面所求函数我们画剪力与弯矩图如下精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳

12、- - - - - - - - - -第 9 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案最大KNQ10maxMKNM15max同学可按第一题做法自己做一遍本题(3)解:求支反力0AM04322qallqlRB0BM04122lqlqalRAlqaqlRA281lqaqlRB283由0Y得知 支反力计算无误。根据几何关系我们知道剪力图AC 为一水平直线 ,CB 为一条斜线 ,我们求出关键的点就可以画出线图。在 A 点稍左 ,0Q在 A 点稍右 ,QlqaqlRA281精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师

13、归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案在 B 点稍左 ,lqaqlqlRQA2832在 B 点稍右 ,0Q根据上面数值可做剪力图。根据几何关系 ,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 ,弯矩图就是一条抛物线。 为了做弯矩图 ,只需求出梁在下面各截面处的弯矩值: 在点 A, 0M在 C 点左截面2161222qaqllRMA在 C 点右截面21612222qaqlqalRMA在点 B, 0M此外由剪力图知道 ,在 CB段内有一截

14、面的剪力为零,这个截面的弯矩就是梁 CB 段内弯矩的极值。即该点的剪力QD0,令点 D 的坐标为 x,即: 0)2/(lxqRQAD得lalx285此点的弯矩值为 : 2)2/(22lxqqaxRMAD24222831289lqaqaql根据上面数值可做剪力图弯矩图如下: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案最大maxQlqaql283KN maxM24222831289lqaqaqlKN、M 第 7 章构

15、件的强度与刚度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取_屈服极限 _,脆性材料的极限应力取 _强度极限_。3.如图 7-35 所示变截面杆 AC,在 A、B 两处分别受到 50kN 与 140kN 的力的作用,材料 E200GPa。试求:(1)画出轴力图 ;(2)求各段正应力 ;(3)求总变形量。解:(1) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 23 页 - - - - - - -

16、 - - - 机械设计基础形考作业答案(2)AB 段MPaAF10010510502311BC 段MPaAF90101010902322(3)AB 段:mmEAlFlN5. 05001020010001050331111(缩短) BC 段mmEAlFlN45.010001020010001090332222(伸长) mmlll05.045.05.021(缩短) 4.一矩形截面梁 ,承受载荷 F=10KN,材料的许用应力 =160MPa,试确定横截面尺寸。解:求支反力。0BM012FRA0AM012FRBKNRA5KNRB5mKNM5max精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -

17、- - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案652maxbhmKNWM362641056)2(1056bbbmmb3616041056410563636截面宽 b36mm 高 h2b72mm 5.如图所示的圆形横截面的梁,承受载荷 F10kN,M20kNm,梁长 a2m,材料的许用应力 160MPa,试求: (1)梁 A、B 端的约束力 ; (2)画出剪力图与弯矩图 ; (3)若 d 70mm,校核梁的强度。解:(1)求约束力0BM024MFRA0AM024MFRBKN

18、RA100BR(2)画剪力图 ,弯矩图 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案(3)MPaWM5943270102036max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.对于标准直齿圆柱齿轮 ,决定齿廓形状的基本参数就是_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就是:

19、两齿轮的 _法面_模数与 _法面压力角 _都相等 ,齿轮的 _螺旋角相等 _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就是_17_ 5.一对齿轮啮合时 ,两齿轮的 _C_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 da177、 5mm,齿数 z129。现要求设计一个大齿轮与其相啮合,传动的安装中心距a145mm,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:mhazda*)2(11mmm5 .22/)(21zzma精品资料 - - - 欢迎下载 -

20、- - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案mmz872mmmzd5.217875 .222mmmhazda5.222*)2(22mmmchazdf25.211*)2*2(22mmddb38.204cos27.两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示,高速级 mn3mm,115Z251;低速级 mn5mm,Z317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? 解:

21、(1)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)2312tgFtgFtt332222dTFdTFIItIIt212322tgdTtgdTIIII3322211cos2cosZmtgZmtgnn223312sinsinZmZmnn28、278.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Pl4kW,n1720r/min,m4mm,zl25,z2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 23 页 -

22、- - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案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。解: 小齿选用45 号钢 ,轮调质处理 ,查表硬度220HBS 大齿轮ZG45 硬度180HBC 查表得MPaF1901limMPaF1402limMPaH5551limMPaH4702lim查表得 :1.1HS4.1FSMPaSHHlinH5.5041.155511MPaSHHlinH3 .4271.147022MPaSFFlinF7 .1354 .119011MPaSFFlinF1004 .114022计算转矩

23、: mmNT461103. 572041055.9由于原动机为电动机 ,中等冲击 ,对称布置 ,故得 K=1、2 由于就是闭式齿轮 , 我们先较核齿面接触疲劳强度, 我们按标准中心距进行较核: mmzzma1962/ )(2192.2257312zzu3.4277.221)1(3552231MPaaubuKTH ( 安全) 下面, 我们再较核齿根弯曲疲劳强度。查表得 : 22.41FSY88.32FSY222111zYzYFFSFFS精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 23 页

24、- - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案MPazmbYKTFSF2.172122111100 7.135( 安全)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？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.为什么蜗杆的传动比i 只能表达为 iz2/z1,却不能以 id2/d1来表示？因为蜗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 ,并画出蜗杆与蜗轮受力的作用点与三个分力的方向。(a) (b) (a) (b) 精品资料 - - - 欢迎下载 -

25、- - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案第 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。解:i2222518402520321432zzzzzz转向:逆时针2.在图示轮系中 ,已知 z1、z2、z2、z3、z4、 z4、 z5、 z5、z6。 求传动比 i16。解:543216543216zzzzzzzzzzi3.如图所示的轮系,已知,1

26、5,30,15,25,1533221zzzzz2,3044zz(右旋),4,20,6055mmmzz若min/5001rn,求齿条6线速度v的大小与方向。2004321543251zzzzzzzznnimin/5 .215rinnsmmsmnmzndv/5 .10/0105.0100060100060555564.图示行星轮系 ,已知 Z1 = Z2 = 41,Z2 = Z3 = 39,试计算传动比iH1。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 23 页 - - - - - - -

27、- - - 机械设计基础形考作业答案解: 16811521 21323113zzzznnnniHHH由于轮 3 为固定轮 (即03n), 1121321113zzzzinniHHH168116041413939151.10/111HHii机械设计基础课程形成性考核平时作业(四) 第 11章带传动1.带传动产生弹性滑动与打滑的原因就是什么?对传动各有什么影响 ? 由于带就是弹性体 ,带紧边与松边拉力不同 ,由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑动。 打滑就是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力 ,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

28、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 ? 带紧边刚绕出小带轮处3.V 带传动 n1=1450r/min,fv=0、51,包角150,预紧力 F0=360N。试问 : 1)该传动所能传递的最大有效拉力就是多少? 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 ? 解:(1)NeeFFff7.1801120max(2)mmNFdT.903521007.18021精品资料 -

29、 - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案(3)smndv/6.710006011kWFvP304.195.06.77.180第 12 章联接1.普通平键的截面尺寸bh 按_轴径_选取,长度 L 按_轮毂的长度 _确定。2.花键联接的主要类型有 _矩形_花键、 _渐开线_花键与 _三角形 _花键。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？预紧的目的就是为了增加联接的刚性、紧密性与防松

30、能力。用测力矩扳手与定力矩扳手机械防松摩擦防松 其她防松第 13 章轴1.按轴的受力分类 ,轴可以分为 _心_轴、_转轴_与_传动轴 _。2.请判断图示四个轴中 ,哪一个轴的结构有错误 ,出现的就是什么错误 ,应如何改正。a) b) c) d) 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 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 23 页 - - - -

31、 - - - - - - 机械设计基础形考作业答案2.如图所示 ,轴的两端用两个角接触球轴承7207C 正装。常温下工作。工作中有中等冲击。转速n1800r/min,两轴承的径向载荷分别就是FrI3400N,FrII1050N,轴的轴向载荷Fa870N,方向指向轴承2,试确定哪个轴承危险 ,并计算出危险轴承的寿命。解:NRS2312340068.068.011NRS714105068.068.02287023121aFSN714左边轴承被放松 , 右边轴承被压紧。NSA231211NFSAa318212eRA68.0340023121198.21050312822RAe 通过查表11x01y4

32、4.02x19.12yKNAYRxP340011111精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 23 页 - - - - - - - - - - 机械设计基础形考作业答案KNAYRxP3 .4184222222P大 , 我们用它计算查表得KNC305005.1pf)(60106h10PfCfnLpt=1060(h) 第 15 章联轴器与离合器联轴器与离合器的主要功用与区别就是什么? 答:联轴器与离合器主要都就是用来联接两轴并传递扭矩,用联轴器联接的两根轴,只有机器停止运转后,经过拆卸才能分离,而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时根据需要结合或分离。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 23 页 - - - - - - - - - -