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1、机械设计根基课程形成性考核作业(一)第1章静力分析根基1 .取别离体画受力图时，CEF_力的指向可以假定，_ABDG_力的指向不能假定。A.光滑面约束力B.柔体约束力 C.较链约束力 D.活动较链反力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_FG_ 点上，使力矩方程简便。A.与力垂直 B.与未知力垂直C.与未知力平行D.任意E.力作用点 F.未知力作用点 G.两未知力交点 H.任意点3 .画出图示各构造中AB构件的受力图。4 .如以以下列图吊杆中A、B、C均为皎链连接，主动力F=40kN,AB =
2、BC = 2m,a = 30。.求两吊杆的 受力的大小。解：受力分析如以以以下列图列力平衡方程：又因为AB=BC第2章常用机构概述1 .机构具有确定运动的条件是什么？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 .什么是运动副什么是高副什么是低副答：使两个构件直接接触并产生一1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 .计算以下机构的自由度，并指出复合校链、局部自由度和虚约束。(1) n=7, Pl=10, Ph = O2) = 5, Pl=7, Ph = OC处为复合较链(3) =7, Pl=10, Ph=O(4) =7, P
3、l=9, Ph=1E、E，有一处为虚约束F为局部自由度C处为复合钱链第3章 平面连杆机构1 .对于较链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，假设取_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血r /(3) v = = 16mls60x1000第12章联接1 .普通平键的截面尺寸bXh按一轴径选取，长度L按一轮毂的长度确定。2 .花键联接的主要类型有一矩形一花键、J斩开线一花键和一三角形一花键。3 .为什么多数螺纹联接工作前均要预紧若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是为了增加联接的刚性、严密性和防松能力。用测力矩扳手和定力矩扳手机
4、械防松摩擦防松其他防松第13章轴1 .按轴的受力分类，轴可以分为一心轴一轴、转轴_和_传动轴2 .请判断图示四个轴中，哪一个轴的构造有错误，出现的是什么错误，应若何改正。ahc)J)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 .写出以下轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。7208, 32314, 6310/P5, 7210B, N22222 .如以以下列图，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 =1800r/min,两轴承的径向载荷分别是公=3400N, F/n=1050N,轴的轴向载荷Fa=870N,方向指向轴 承2,试确定哪个轴承不
5、安全，并计算出不安全轴承的寿命。解：S =0.68R1 = 0.68 X 3400 =2312NS +Fa =2312 + 870714N.左边轴承被放松，右边轴承被压紧。A2312 八- A,3128个八。 一=0.68 = e - = 2.98 e 通过查表R、3400R21050/.玉=1 y = 0=时为=119:.P1=1内 +XA =3400 KN乙大，我们用它计算查表得C = 30500MV fp =1.510h10660尸二1060 (h)第15章联轴器与离合器联轴器与离合器的主要功用和区别是什么?答：联轴器和离合器主要都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
6、停顿运转 后，经过拆卸才能别离，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别离。2 .根据尺寸和机架判断较链四杆机构的类型。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.在图示较链四杆机构中，/bc= 150mm, /cd= 120mm, /ad= 100mm, AD为机架；假设想得到双曲柄机构，求/ab的最小值。解：要得到双曲柄机构，因此AD杆必须为最短杆；假设AB为最长杆，则ABNBC=150mm假设BC为最长杆，由杆长条件得：因此/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。.如以以以下列图：，、一/ / / / / / /
7、/ / / / 传动角 :第4章凸轮机构1.凸轮主要由凸轮推杆和一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.从动件和平底从动件。3.按凸轮的形状可分为盘形_凸轮、圆柱凸轮和曲面凸轮。4.图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R=25m,凸轮轴心到圆盘中心的距离乙二/5力,滚子半径rr=5mmo试求:(1)凸轮的基圆半径&)=解：(1) Rq= R-L + rT= 25 -15 + 5 = 15mmS = (R+rr)2 -I3 -(R-L)-rT= 10.98mm(2)画出图示机构的压力角a(3)推杆的最大行程”=(3) H = L + R + rT - Ro =25 + 1
8、5+5-15 = 30mm(4)图示位置从动件的位移S二第5章其他常用机构1 .常用的间歇运动机构有棘轮机构_，一槽轮机构_和_不完全齿机构一等几种。2 .螺纹的旋向有_左旋_和_右旋牙形有_三角形一矩形一梯形和一锯齿形_。3 .螺纹的导程S与线数及螺距P之间的关系是什么答：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机械设计根基课程形成性考核作业(二)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强度是构件抵抗破坏的能力，满足强度要求是指在外力作用下构件不发生破坏。刚度是构件抵抗变形的
9、能力，满足刚度要求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N = 40KN111。八最大轴力Nmax = 3P3 .画出图示圆轴的扭矩图，MA=5kN m, MB=2kN mo4 .画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大0m和Mgx。解：求支反力Ra= 6.25 kN Rr= 3.75 kNAD由xy = o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和弯矩值我们就可以画处图像。下面我们开场求在以下几 处的剪力值：在A点左截面，Q = 0在A点右截面，Q = RA=6.25 kN在c点左截面，Q = RA=6
10、.25 kN在c点右截面，Q = RB=-3.75 kN在b点左截面，Q = Rr =3.75 kN在b点右截面，Q = 0 画出剪力图，如以以以下列图：同理我们根据几何关系求处几处弯矩值：在A点，M = 0在D点，M =Q画出弯矩图，如以以以下列图：最大。 =6.25KN Mm、x=12.5KN-M解：此题解法和上个题步骤 基本一样，我们也可以用另外一种方法解题，下面我们用另外一种 解法进展求解：求支反力Ra= 10 kNRr= 10 kN/1LJ由2丫=。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CD段：DB段：根据上面所求函数我们画剪力和弯矩图如下最大 Qmax= lKN
11、 max =15 KN 解：求支反力由2卜=。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。Q = oQ=Ra= 一件 O I。=&-曰=-翔-亨 / O/在A点稍左，在A点稍右，在B点稍左，在B点稍右，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, M =0一 n I1QCI在C点左截面M Ra = qlA2 1622在 c 点右截面M Ra1- qa2 qr+
12、 2162在点b, M =0此外由剪力图知道，在CB段内有一截面的剪力为零，这个截面的弯矩是梁CB段内弯矩的极值。 即该点的剪力Qd=O,令点D的坐标为x,即：Qd Ra q(x / / 2) = 0 得此点的弯矩值为： 根据上面数值可做剪力图弯矩图如下:Q2八 3 , qa最大Qmax = 一力勺1 KNO/Max =2 +-qcT + 纥 KN.MmdX 1288 2片第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，依次为一弹性阶段_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一屈服极限一，脆性材料的极限应力取一强度极限一。3 .如
13、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。解：p -50x10312) AB 段= = =-IQQMPa4 5xio2bc段,二 二生二9。“出-410xl02一 A 7 FmL -50x103 x1000- 一(3) ab段： A/.=-0.5mm缩短)EA, 200x103 x500- a； Ev2,290x103 x1000bc段/, = - = 0.45mm (伸长)- EA, 200x103x1000/ = /+ AZ2 = -0.5 + 0.45 = -0.05
14、 mm（缩短）4 . 一矩形截面梁，承受载荷F=10KN,材料的许用应力|o=160MPa,试确定横截面尺寸。解：求支反力。截面宽=36mm 高力=2=72mm5 .如以以下列图的圆形横截面的梁，承受载荷F=10kN, M = 20kNm,梁长a=2m,材料的许用应力c = 160MPa,试求：11）梁A、B端的约束力；（2）画出剪力图和弯矩图；（3）假设d =70mm,校核梁的强度。解：求约束力（2）画剪力图，弯矩图:A/20 x 106r i6 3) a = =- = 594MPa krW乃x7()3l J32所以此梁不安全。机械设计根基课程形成性考核作业(三)第8章齿轮传动1 ,渐开线齿
15、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是一齿数_压力角一变位系数3 .标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的一法面一模数和一法面压力角一都相等，齿轮的_ 螺旋一角相等、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7_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 . 一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径dai = 77.5mm,齿数。=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,试计算这个大齿轮的主要尺寸。(
16、分度圆直径ch、齿顶圆直径ck、 齿根圆直径df2、基圆直径&2)解:da= (zl+ 2ha)m7 .两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如以以下列图，高速级加=3mm, = 15。Z2=51 ；低速级历=5mm,Z3=17试问：(1)低速级斜齿轮旋向若何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反？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)低速级齿轮取多大螺旋角功才能使中间轴的轴向力相互抵消？吆AxcosA吆尸 2xcos2丁氏河二电&-弓二亏d? d3mn2Z2 mn3Z3x 8.278 .单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45,正火处理，传 递
17、功率 H=4kW, m=720r/min, m=4mm, zi = 25, z2=73, 产84mm,历=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180HBe查表得 FIiml= 19OMPa 3A lim 2 =140MRz查表得:SH =1.1 SF =1.4计算转矩：由于原动机为电动机，中等冲击，对称布置，故得K=1.2由于是闭式齿轮，我们先较核齿面接触疲劳强度，我们按标准中心距进展较核:. Oh= 355q K.”D= 22nMP或4T13 (安全) ub2a下面，我
18、们再较核齿根弯曲疲劳强度。查表得：25丫咐2b2m Z= n.2MPa Z3、Z4 Z4，、Z5、Z5、Z6o求传动比il6。解:; _ 22Z3Z4Z5Z6Z16 -；一Z1Z2 Z3Z4 Z53 .如以以下列图的轮系，Z =15*2 =25,z =15*3 =30*3，=15, z4= 30,z, 2 （右旋）z5 =60,Zs =20,m=4加%假设“ 二500min,求齿条6线速度u的大小和方向。解：4 .图示行星轮系，Zi =Z2 = 41, Z2 = Z3 = 39,试计算传动比2。解：由于轮3为固定轮（即3 =。），几 1“22z339x391601LJ = 1 - 2=1= 1
19、=nH13ZK，41x41 1681机械设计根基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和打滑的原因是什么?对传动各有什么影响？由于带是弹性体，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 .试分析增速带传开工作时，其最大应力在哪里？带紧边刚绕出小带轮处3 . V带传动尸1450r/min,六0.51,包角a=150。，预紧力Fo=36ON。试问：1）该传动所能传递的最大有效拉力是多少？2）假设di = 100mm,其传递的最大转矩为多少？3）假设传动的效率为0.95,弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少？efa -1解：方max = 2耳180.77V%+1丁 Fdx 180.7x100 八mT = 9035N/2加