《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程》形成性考核作業(yè)答案

1、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)1C、E、FA、B、D、G2BF、G4解：受力分析如下圖列力平衡方程：Fx0又因?yàn)锳B=BCFA s i nFC si nFAFCFy 02FAs i nFFAFBF40KN2 sin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，稱為運(yùn)動(dòng)副。以點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，以面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。3機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算（1）n7，PL 10，PH 0（2）n5，PL7，PH 0F 3n2PLPHF 3n2PLPH37210352711C 處為復(fù)合

2、鉸鏈（3）n7，PL 10， PH0（ 4） n 7， PL 9，PH1F 3n2PLPHF 3n2PLPH372103729112E、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 C2 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)d）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 BC150mm若 BC 為最長(zhǎng)桿，由桿長(zhǎng)條件得：l ADl BCl ABl CDl ABl ADl BClCD130mm因此 l AB 的最小值為 130mm4如下圖：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盤形圓柱曲面4解：（1）

3、R0RLrT2515515mm（2）（3） HLR rTR02515515 30mm（4） S(RrT ) 2L2( RL)rT10.98mm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：在同一螺紋線上相鄰兩螺紋牙之間距離。線數(shù) n：在同一圓柱面上制造螺紋線的數(shù)目。螺距 p：相鄰兩螺紋牙平行側(cè)面間的軸向距離。因此 Snp機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程形成性考核作業(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。

4、2最大軸力 Nmax40KN最大軸力 N max3P34（1）解：求支反力M A 04RBM2F0M B04RAM2F0RA6.25kNRB3.75kN由 Y 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處圖像。下面我們開(kāi)始求在下列幾處的剪力值：在A點(diǎn)左截面，Q 0在 A 點(diǎn)右截面， Q RA 6.25 kN在 C 點(diǎn)左截面， Q RA 6.25 kN在 C 點(diǎn)右截面， QRB3.75kN在 B 點(diǎn)左截面， QRB3.75kN在 B 點(diǎn)右截面， Q0畫出剪力圖，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)，M0MC左 RA 212.5KNM C右

5、RA 2 M 7.5KN在D點(diǎn)，M0畫出彎矩圖，如下圖：最大 Qmax6.25KNM max12.5KNM（ 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M A04RB2q20M B04RA2q20RA 10 kNRB10 kN由 Y 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QRA10KNM RA x10xCD 段：QRAq(x 1)2010xMRA xq(x1)2 /210x 5( x 1) 2DB 段：QRA2q10KNMRA x2q( x2)10x40根據(jù)上面所求函數(shù)我們畫剪力和彎矩圖如下最大 Qm

6、ax10KNM max15KNM同學(xué)可按第一題做法自己做一遍本題（3）解：求支反力M A 0RBllq 3 l qa 2024M B0RAlqa 2 ql1 l 024RA1 qlqa 2RB3 qlqa28l8l由Y 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， CB 為一條斜線，我們求出關(guān)鍵的點(diǎn)就可以畫出線圖。在A 點(diǎn)稍左，Q0在A 點(diǎn)稍右，QRA1 ql8在B點(diǎn)稍左， QRAql2在B點(diǎn)稍右， Q0根據(jù)上面數(shù)值可做剪力圖。2qa3 qlqa 28l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；在C 點(diǎn)有集中力偶，彎矩圖有突變， CB 段有均布載荷

7、作用，彎矩圖是一條拋物線。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MRAl1 ql 2qa 22162在 C 點(diǎn)右截面MRAlqa 21 ql 2qa 22162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：QDRAq( xl / 2)0得5 a 2x l8 l此點(diǎn)的彎矩值為：M D RA x qa 2q( x l / 2) 229 ql 23 qa2qa 41 2 882l 2根據(jù)上面數(shù)值可做剪力圖彎矩圖如下：3 qlqa29 ql 23

8、 qa 2qa4最大 QmaxKNM max2 KN.M8l12882l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）（2）AB 段F5010315102100MPaA1BC段 2F9010390MPaA210 102（3）AB 段：l1FN1l1501031000mm（縮短）EA12001035000.5BC 段l 2FN 2 l290 10310000.45mm（伸長(zhǎng)）EA22001031000ll 1l 20.50.450.05mm（縮短）4解：求支反力。M B0RA2F10M A0RB2F10RA5KNRB5KNM max5KN mm

9、a xM5KNmWbh 266510665106b(2b) 24b3b36510636510636mm44160截面寬 b36mm高 h2b72mm5解：（1）求約束力M B0RA4F2 M0M A0RB4 F2M0RA 10KNRB0（2）畫剪力圖，彎矩圖：M max20 106594MPa （3）70 3W32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*) mm2.5mmam( z1z2 ) / 2z287mmd2mz22.5 87217.5mmda 2(z22ha*

10、) m222.5mmd f 2(z22ha * 2c*) m 211.25mmdbd 2 cos204.38mm7解：（1）低速級(jí)斜齒輪旋向?yàn)樽笮?，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。（2） Ft 2 tg 1Ft 3 tg 2Ft 22TIId2Ft 32TIId32TIItg 12TIItgtg1 c o s 1tg 2 c o s 2d2d32mn2 Z 2mn3 Z 3s i n 2s i n 1mn3 Z3mn2 Z22 8.278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 lim 1190MPaF l i m21 4 M0 P

11、 aH l i1m5 5 M5 P aH lim 24 7 M0 P a查表得： SH1.1SF1.4H 1H li1 n 5 5 55 0 .45M P aH 2H l i2 n470427.3M P aSH1.1SH1.1F 1F l 1i n1 9 0 1 3 .57M P aF 2F l i2 n140100M P aSF1.4SF1.4計(jì)算轉(zhuǎn)矩：T1 9.5510645.3 104 N mm720由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，中等沖擊，對(duì)稱布置，故得K= 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 ) / 2 196mmz2732.92u2

12、5z1H355 KT1 (u 1) 3221.7MPa 427.3（安全）ub2 a 2下面，我們?cè)佥^核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。查表得：YFS14.22YFS 23.88YFS1YFS 2F 1 z1F 2 z2F12KT1YFS117.2M P a 100135.7 ( 安全)b2 m2 z1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)。3（ a）（ b）第10章作業(yè)題z2 z3 z420 25 40轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針1解： i 22z1z2 z3 182522解： i16z2 z3z4 z5 z6z1 z2 z3z4 z5

13、 3解：n1z2 z3 z4 z5200iz1 z2 z3 z4 n5n5n12.5r / m i niv6d5 n5mz5 n510.5mm / s601000600.0105m / s10004解：Hn1nHz2 z31521i13n3nHz1 z21681由于輪 3 為固定輪（即n30），i1Hn11iHz2 z33939160131 1nHz1 z2 41411681i H 11/ 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與帶輪間的相對(duì)滑動(dòng)。打滑是帶傳遞的圓周力大于帶能傳遞的最大有

14、效圓周力，引起的帶在帶輪上全面滑動(dòng)的。彈性滑動(dòng)將引起：（1）降低傳動(dòng)效率；（2）從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪，造成傳動(dòng)比誤差；（3）帶的磨損；（4）發(fā)熱使帶溫度升高。打滑造成帶的磨損加劇，無(wú)法傳遞動(dòng)力，致使傳動(dòng)失效。2帶緊邊剛繞出小帶輪處3解：（1） Fmax2F0e f1 180.7 Nef1Fd 1180.71009035N .mm（2）T22（3） vd1n17.6m / s100060P Fv180.7 7.6 0.95 1.304kW第12章聯(lián)接1軸徑輪轂的長(zhǎng)度2矩形漸開(kāi)線三角形3預(yù)緊的目的是為了增加聯(lián)接的剛性、緊密性和防松能力。用測(cè)力矩扳手和定力矩扳手機(jī)械防松摩擦防松其他防松第13章軸1心軸轉(zhuǎn)軸 傳動(dòng)軸2C軸承無(wú)法拆卸，應(yīng)將軸肩高度低于軸承內(nèi)圈。第14章軸承12解： S10.68R10.683400 2312NS20.68R20.68105071N4S1Fa 2312 870 714N左邊軸承被放松，右邊軸承被壓緊。A1S1 2312NA2 S1Fa 3182NA123120.68eA231282.98 e通過(guò)查表R