廣播電視大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)(附答案)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（一）第1章靜力分析基礎(chǔ)1 取分離體畫(huà)受力圖時(shí)， 力的指向可以假定， 力的指向不能假定。柔體約束力C.鉸鏈約束力D .活動(dòng)A .光滑面約束力B.鉸鏈反力E.固定端約束力F.固定端約束力偶矩G.正壓力2.列平衡方程求解平面任意力系時(shí)，坐標(biāo)軸選在的方向上,使投影方程簡(jiǎn)便；矩心應(yīng)選在點(diǎn)上，使力矩方程簡(jiǎn)便。A .與已知力垂直B .與未知力垂直C.與未知力平行 D .任意E.已知力作用點(diǎn) F.未知力作用點(diǎn)G.兩未知力交點(diǎn)H .任意點(diǎn)3.畫(huà)出圖示各結(jié)構(gòu)中AB構(gòu)件的受力圖。4.如圖所示吊桿中A、B、C均為鉸鏈連接，已知主動(dòng)力F= 40kN,AB = BC =2m, = 30 .

2、求兩吊桿的受力的大小。第2章常用機(jī)構(gòu)概述1.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？2 .什么是運(yùn)動(dòng)副？什么是咼副？什么是低副?第3章平面連桿機(jī)構(gòu)1 對(duì)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)滿(mǎn)足桿長(zhǎng)之和的條件時(shí)，若取 機(jī)架，將得到 雙曲柄機(jī)構(gòu)。A 最長(zhǎng)桿B.與最短桿相鄰的構(gòu)件C.最短桿D 與最短桿相對(duì)的構(gòu)件2 根據(jù)尺寸和機(jī)架判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型。3. 在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知，lBc=150mm , lcD=120mm, lAD=100mm,AD為機(jī)架；若想得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，求IAB的最小值。4. 畫(huà)出各機(jī)構(gòu)的壓力角傳動(dòng)角。箭頭標(biāo)注的構(gòu)件為原動(dòng)件第4章凸輪機(jī)構(gòu)1. 凸輪主要由 , 和 個(gè)基本構(gòu)件組成。2 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的

3、形式有從動(dòng)件，動(dòng)件和從動(dòng)件。3 按凸輪的形狀可分為凸輪、凸輪和凸輪。4.已知圖示凸輪機(jī)構(gòu)的偏心圓盤(pán)的半徑 R= 25mm,凸輪軸心到圓盤(pán)中心的 距離L=15mm,滾子半徑rT=5mm。試求：(1) 凸輪的基圓半徑Ro=?(2) 畫(huà)出圖示機(jī)構(gòu)的壓力角(3) 推桿的最大行程H =?(4) 圖示位置從動(dòng)件的位移 S=?第5章其他常用機(jī)構(gòu)1. 常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有 , 和 幾種。2 .螺紋的旋向有和牙形有, , 和。3螺紋的導(dǎo)程S與線(xiàn)數(shù)n及螺距P之間的關(guān)系是什么?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（二）第六章構(gòu)件內(nèi)力分析1 什么是構(gòu)件的強(qiáng)度？什么是構(gòu)件的剛度？2.畫(huà)出圖示各桿的軸力圖，并計(jì)算最大軸力Nma

4、x3. 畫(huà)出圖示圓軸的扭矩圖，已知 MA=5kN m, MB=2kN m。*4*4.畫(huà)出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖，并計(jì)算最大Qmax和 M maxF-lOkNA2tn(a)(b)(c)第7章構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度1 在作低碳鋼的拉伸試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)拉伸過(guò)程大致可分為四個(gè)階段，依次為2 .通常塑性材料的極限應(yīng)力取，脆性材料的極限應(yīng)力取3.如圖7-35所示變截面桿AC,在A、B兩處分別受到50kN和140kN的 力的作用，材料E = 200GPa。試求：（1）畫(huà)出軸力圖；（2）求各段正應(yīng)力；（3） 求總變形量。AjlOcm2/Ai=5cm2/J4gkN50kNACL - !m 亠L(fēng) mr4 .一矩形截面梁，

5、承受載荷 F=10KN，材料的許用應(yīng)力=160MPa，試確定橫截面尺寸2m- b5如圖所示的圓形橫截面的梁，承受載荷F= 10kN , M = 20kN m,梁長(zhǎng)a= 2m,材料的許用應(yīng)力(T = 160MPa,試求：(1) 梁A、B端的約束力；(2) 畫(huà)出剪力圖和彎矩圖；(3) 若d = 70mm,校核梁的強(qiáng)度。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)三第8章齒輪傳動(dòng)1 漸開(kāi)線(xiàn)齒廓形狀取決于徑大小。A 節(jié)圓B.分度圓C 基圓D 齒頂圓2. 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數(shù)是 ,3 標(biāo)準(zhǔn)外嚙合斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件是：兩齒輪的 模數(shù)和併目等，齒輪的相等、旋向。4. 采用展成法加工正常齒齒輪

6、時(shí)，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是 5. 一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，兩齒輪的 臺(tái)終相切。A .分度圓B.基圓C.節(jié)圓D .齒根圓6. 已知一標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da仁77.5mm,齒數(shù)zi=29?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)大齒輪與其相嚙合，傳動(dòng)的安裝中心距a= 145m m,試計(jì)算這個(gè)大齒輪的主要尺寸。(分度圓直徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、 基圓直徑db2)7 兩級(jí)平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)如圖所示，高速級(jí)mn= 3mm, 1 = 15° Z2=51;低速級(jí) mn = 5mm, Z3= 17試問(wèn)：(1) 低速級(jí)斜齒輪旋向如何選擇才能使中間軸上兩齒輪軸向力的方向相反?(2) 低速級(jí)齒輪取

7、多大螺旋角 2才能使中間軸的軸向力相互抵消？8.單級(jí)閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知小齒輪材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，大齒 輪材料為ZG45，正火處理，已知傳遞功率 Pi = 4kW，n1= 720r/min，m= 4mm， z= 25，z2= 73，b1=84mm，b2=78mm,雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對(duì)稱(chēng)布置，中等 沖擊，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。試校核此齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度。第9章蝸桿傳動(dòng)1. 為什么將蝸桿分度圓直徑di規(guī)定為蝸桿傳動(dòng)中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)？2. 為什么蝸桿的傳動(dòng)比i只能表達(dá)為i = Z2/Z1，卻不能以i = d2/d1來(lái)表示？3. 圖示的各蝸桿傳動(dòng)均以蝸桿為主動(dòng)件。試標(biāo)出圖中未注明的蝸輪或蝸桿 的轉(zhuǎn)向及旋向

8、，并畫(huà)出蝸桿和蝸輪受力的作用點(diǎn)和三個(gè)分力的方向。(a)(b)第10章作業(yè)題1.圖示所示輪系，已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2、Z4=40，求該輪系的傳動(dòng)比，并判斷蝸輪4的轉(zhuǎn)向2. 在圖示輪系中，已知 Z1、Z2、Z2'、Z3、Z4、Z4'、Z5、Z5'、Z6。求傳動(dòng)比il6。3.如圖所示的輪系，已知乙15,Z2 25, Z215, Z3 30,Z3 15,乙30,Z4 24. 圖示行星輪系，已知 Zi = Z2，= 41, Z2 = Z3 = 39,試計(jì)算傳動(dòng)比iHi-rZ271J77H機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核平時(shí)作業(yè)（

9、四）第11章帶傳動(dòng)1 帶傳動(dòng)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)和打滑的原因是什么 ？對(duì)傳動(dòng)各有什么影響？2 試分析增速帶傳動(dòng)工作時(shí)，其最大應(yīng)力在哪里 ？3. V 帶傳動(dòng) ni=1450r/min, fv=0.51，包角=150°,預(yù)緊力 Fo=36ON。試 問(wèn)：1）該傳動(dòng)所能傳遞的最大有效拉力是多少？2）若d1=100mm,其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少？3） 若傳動(dòng)的效率為0.95,彈性滑動(dòng)忽略不計(jì)，從動(dòng)輪輸出功率為多少 ？第12章聯(lián)接1. 普通平鍵的截面尺寸bx h按 取，長(zhǎng)度L按確定2. 花鍵聯(lián)接的主要類(lèi)型有 鍵、花鍵和花鍵。3. 為什么多數(shù)螺紋聯(lián)接工作前均要預(yù)緊？如何控制預(yù)緊力？螺紋聯(lián)接的主 要防松方法有

10、哪些？第13章軸1. 按軸的受力分類(lèi)，軸可以分為 由、和。2. 請(qǐng)判斷圖示四個(gè)軸中，哪一個(gè)軸的結(jié)構(gòu)有錯(cuò)誤，出現(xiàn)的是什么錯(cuò)誤，應(yīng) 如何改正。a)b)c)d)第14章軸承1 寫(xiě)出下列軸承代號(hào)表示的內(nèi)容，說(shuō)明該軸承適用的場(chǎng)合。7208, 32314, 6310/P5, 7210B, N22222 如圖所示，軸的兩端用兩個(gè)角接觸球軸承 7207C正裝。常溫下工作。工作 中有中等沖擊。轉(zhuǎn)速 n = 1800r/min,兩軸承的徑向載荷分別是 Fri = 3400N, Frii =1050N,軸的軸向載荷Fa= 870N，方向指向軸承2,試確定哪個(gè)軸承危險(xiǎn)，并 計(jì)算出危險(xiǎn)軸承的壽命。J 片2nn厶

11、3;00£100-廠1 ri _-尸Rd第15章聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器的主要功用和區(qū)別是什么？答案:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案（一）第1章靜力分析基礎(chǔ)1.C、E、FA、B、D、G2.BF、G3.4.解：受力分析如下圖列力平衡方程：Fx 0又因?yàn)锳B=BCFA sinFC sinFcFy 02Fa sinFaFb2si n40KN第2章常用機(jī)構(gòu)概述1. 答：當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于自由度數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2 答：使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸并產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副。以 點(diǎn)接觸或線(xiàn)接觸的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高副，以面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副。3. 機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算(1) n = 7

12、，Pl = 10，Ph = 0(2) n = 5，Pl= 7，Ph = 0F 3n 2Pl PhF 3n 2Pl Ph3 7 2 103 5 2 711C處為復(fù)合鉸鏈(3) n = 7，Pl= 10，Ph = 0(4) n = 7，Pl = 9，Ph= 1F 3n 2Pl PhF 3n 2Pl Ph3 7 2 103 7 2 9 112E、E'有一處為虛約束F為局部自由度C處為復(fù)合鉸鏈第3章平面連桿機(jī)構(gòu)1. Cd）雙搖桿機(jī)構(gòu)2. a）雙曲柄機(jī)構(gòu)b）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)c）雙搖桿機(jī)構(gòu)3. 解：要得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，因此 AD桿必須為最短桿；若AB為最長(zhǎng)桿，則 AB > BC = 150mm若B

13、C為最長(zhǎng)桿，由桿長(zhǎng)條件得：lAD lBC lAB lCDl ab l ad l bc Icd 130mm因此lAB的最小值為130mm第4章凸輪機(jī)構(gòu)1 凸輪推桿機(jī)架2 尖頂滾子平底3. 盤(pán)形圓柱曲面4.解：(1) RoR L rT25 155 15mm(2)(3) HL R 斤Ro25 155 15 30mm(4) S . (R rT)2 L225.98mm第5章其他常用機(jī)構(gòu)1.棘輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒機(jī)構(gòu)2 左旋右旋 三角形矩形梯形鋸齒形3答：導(dǎo)程S:在同一螺紋線(xiàn)上相鄰兩螺紋牙之間距離線(xiàn)數(shù)n：在同一圓柱面上制造螺紋線(xiàn)的數(shù)目。螺距p：相鄰兩螺紋牙平行側(cè)面間的軸向距離因此S 叩機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形

14、成性考核作業(yè)答案（二）第6章構(gòu)件內(nèi)力分析1 強(qiáng)度是構(gòu)件抵抗破壞的能力，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求是指在外力作用下構(gòu)件不發(fā) 生破壞。剛度是構(gòu)件抵抗變形的能力，滿(mǎn)足剛度要求是指在外力作用下構(gòu)件的彈性變 形量不超過(guò)允許的限度。2.最大軸力Nmax 40KN最大軸力Nmax 3P3.T/N.m-5KN-m4. (1)解：求支反力M A 04RbM2F 0MB04 RAM2F 0Ra6.25kNRb3.75kN由 丫 0得知支反力計(jì)算無(wú)誤由幾何關(guān)系我們得知求出幾個(gè)重要點(diǎn)的剪力和彎矩值我們就可以畫(huà)處圖像。F面我們開(kāi)始求在下列幾處的剪力,值：在A點(diǎn)左截面，Q0在A點(diǎn)右截面，QRA6.25 kN在C點(diǎn)左截面，QRA6.25

15、 kN在C點(diǎn)右截面，QRb3.75 kN在B點(diǎn)左截面，QRb3.75 kN在B點(diǎn)右截面，Q0畫(huà)出剪力圖，如下圖:同理我們根據(jù)幾何關(guān)系求處幾處彎矩值:在A點(diǎn)，M 0M C左RA 2 12.5KNMC 右 RA 2 M 7.5KN在D點(diǎn)，M 0畫(huà)出彎矩圖，如下圖:最大 Qmax 6.25KNMA4Rb 2q 20Mb4Ra 2q 20RA 10 kNRb 10 kNMmax 12.5KN M(2)解：此題解法和上個(gè)題步驟基本相同，我們也可以用另外一種方法解題，下面我們用另外一種解法進(jìn)行求解:求支反力A. 匚0得知 支反力計(jì)算無(wú)誤。由于各段受力情況不同可以分段求解AC段Q RA 10KNMRax 1

16、0xCD段：Q RA q(x 1)20 10xM Rax q(x 1)2 /2 10x 5(x 1)2DB段:Q RA 2q 10KNM RAx 2q(x 2)10x 40根據(jù)上面所求函數(shù)我們畫(huà)剪力和彎矩圖如下同學(xué)可按第一題做法自己做一遍本題M(3)解：求支反力MA 0Rb llq 32 42qaRA 1 qa2 號(hào)勺 0Ra1ql2qalRb3ql2qal由 丫 0得知支反力計(jì)算無(wú)誤根據(jù)幾何關(guān)系我們知道剪力圖 AC為一水平直線(xiàn)，CB為一條斜線(xiàn)，我 們求出關(guān)鍵的點(diǎn)就可以畫(huà)出線(xiàn)圖。在A點(diǎn)稍左，Q0在A點(diǎn)稍右，qRa1q'2qal在B點(diǎn)稍左，qRaql23qaql8l在B點(diǎn)稍右，q0根據(jù)上

17、面數(shù)值可做剪力圖根據(jù)幾何關(guān)系，AC段沒(méi)有載荷作用，彎矩圖為一條斜直線(xiàn)；在C點(diǎn)有 集中力偶，彎矩圖有突變，CB段有均布載荷作用，彎矩圖是一條拋物線(xiàn)。為了做彎矩圖，只需求出梁在下面各截面處的彎矩值：在點(diǎn)A，M0在C點(diǎn)左截面MRal212 qaql216 2在C點(diǎn)右截面MRal2 1 . 2 qaql2qa2162在點(diǎn)B,M0此外由剪力圖知道，在CB段內(nèi)有一截面的剪力為零，這個(gè)截面的彎矩是梁CB段內(nèi)彎矩的極值。即該點(diǎn)的剪力Qd = 0,令點(diǎn)D的坐標(biāo)為x，,即：QdRa q(x l/2) 0 得此點(diǎn)的彎矩值為:2RaX qa2q（x 丨/2）29128ql23 28qa4qa2l根據(jù)上面數(shù)值可做剪力圖

18、彎矩圖如下:大 Qmax8qlMmaxql2 3qa2128 84qa2l2KN.M第7章構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度1. 彈性階段 屈服階段 強(qiáng)化階段 縮徑斷裂階段2. 屈服極限強(qiáng)度極限3. 解:(1)N 190KNX5CKN(2) AB 段 1350 10 100MPaAi102BC 段 2 F90103A210 10290MPa(3) AB 段:F N1l1EA1350 1010000.5mm (縮短)200 103 500BC段I2F N2l2EA2390 1010000.45mm (伸長(zhǎng)) 200 103 1000l1 l20.50.450.05mm (縮短)4解:求支反力。MbRaMaRbRa

19、5KNRb5KNMmax5KNmax5KNmbh2106 b (2b)26 5 1064b3截面寬5解:6 5 1064b= 36mm(1)求約束力3：6 5 106、4 160高 h = 2b= 72mm36mmIVA|Fr CBATa1 FbM B 0RA 4 F 2 M 0Rb 4 F 2 M 0M B 0RA 4 F 2 M 0M B 0RA 4 F 2 M 0RA 10KNRb0(2)畫(huà)剪力圖，彎矩圖:(3)max620 1070332594MPa >M B 0RA 4 F 2 M 0M B 0RA 4 F 2 M 0所以此梁不安全機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案(三)第8章

20、齒輪傳動(dòng)1. C2 齒數(shù)壓力角變位系數(shù)3. 法面法面壓力角螺旋角相等相反4. 175. C6. 解：da1 (z12ha*) mm 2.5mma m(z.| z2)/2z2 87mmd2mz22.5 87217.5mmda2(Z22ha*) m 222.5mmd f 2(Z22ha* 2c*) m 211.25mmdbd2 cos204.38mm低速級(jí)斜齒輪旋向?yàn)樽笮?7解:(1)才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。555555(2)1Ft3tg 2Ft22Tiid2Ft32Tnd32Tnd2tg2Ttg 2d3 m 2tg 1 cos 1mn2Z2tg 2 cos 2mn3Z 3555555si

21、nsin 1mn3Z3mn2 Z28.27°5555558解:小齒選用45號(hào)鋼,輪調(diào)質(zhì)處理,查表硬度220HBS大齒輪ZG45硬度180HBC查表得F lim1190MPaF lim 2140MPaH lim 1555MPaH lim 2470MPa查表得:Sh1.1Sf1.4Hlin 1SH1.1504.5MPaHlin2470Sh1.1427.3MPa555Flin 1190Flin 2140 "cn F 1135.7MPaF 2100MPaSF1.4Sf1.4計(jì)算轉(zhuǎn)矩:T19.556441065.3 104N mm720由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，中等沖擊，對(duì)稱(chēng)布置，故得K=

22、1.2由于是閉式齒輪，我們先較核齒面接觸疲勞強(qiáng)度，我們按標(biāo)準(zhǔn)中心距進(jìn)行較核：a m(z1 z2)/2196mmZ2Zi73252.92355KTi(u 1)3ub2a2221.7MPa 427.3（安全）3.3.F面，我們?cè)佥^核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度查表得：Yfsi4.22Yfs23.883.3.YFS1YFS2F 1 Z1F 2 Z2F1旳學(xué)117.2MPa V 100 V 135.7(安全)b2m Z|第9章齒輪傳動(dòng)1 為便于加工蝸輪刀具的標(biāo)準(zhǔn)化，一般將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn) 值。2. 因?yàn)槲佪單仐U傳動(dòng)的傳動(dòng)比與蝸桿的直徑無(wú)關(guān)(a)3.(b)丄第10章作業(yè)題1 解:Z2Z3Z4i =Z1Z2Z120 25 4018 25 2轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針2.解：i16Z2 Z3 Z4 互 Z6Z1Z2'Z3Z4'Z53. 解:n52.5r/ m inV6mz50.0105m/s 10.5mm/s6010006010004.解：H113nHZ2Z31521nHZ1Z2'1681由于輪3為固定輪（即匕0),i1Hn1-1.H.Z2Z31 = 1Z1Z2'3939160nHi1341411681iH1 1/i1H 10.51機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)答案（四）第11章帶傳動(dòng)1 由于帶是彈性體，帶緊邊與松邊拉力不同，由于帶的彈性變形量的變化 而引起的帶