國家開放大學(xué)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)形成性考核習(xí)題及答案

.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（一）第1章 靜力分析基礎(chǔ)1取分離體畫受力圖時，_CEF_力的指向可以假定，_ABDG_力的指向不能假定。A光滑面約束力 B柔體約束力 C鉸鏈約束力 D活動鉸鏈反力 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，坐標(biāo)軸選在_B_的方向上，使投影方程簡便；矩心應(yīng)選在_FG_點(diǎn)上，使力矩方程簡便。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，已知主動力F40kN,ABBC2m,a30.求兩吊桿的受力的大小。解：受力分析如下圖 列力平衡方程： 又因為 AB=BC 第2章 常用機(jī)構(gòu)概述1機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是什么?答：當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)等于自由度數(shù)時，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動2什么是運(yùn)動副？什么是高副？什么是低副？答：使兩個構(gòu)件直接接觸并產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的聯(lián)接，稱為運(yùn)動副。以點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動副稱為高副，以面接觸的運(yùn)動副稱為低副。3計算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 （1）n7，PL10，PH0 （2）n5，PL7，PH0 C 處為復(fù)合鉸鏈 （3）n7，PL10，PH0 （4）n7，PL9，PH1 E、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對于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)滿足桿長之和的條件時，若取_C_為機(jī)架，將得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。A最長桿 B與最短桿相鄰的構(gòu)件 C最短桿 D與最短桿相對的構(gòu)件2根據(jù)尺寸和機(jī)架判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型。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lAB的最小值。解：要得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，因此AD桿必須為最短桿；若AB為最長桿，則ABBC150mm若BC為最長桿，由桿長條件得： 因此的最小值為130mm4畫出各機(jī)構(gòu)的壓力角傳動角。箭頭標(biāo)注的構(gòu)件為原動件。 如下圖：第4章 凸輪機(jī)構(gòu)1凸輪主要由_凸輪_，_推桿_和_機(jī)架_三個基本構(gòu)件組成。2凸輪機(jī)構(gòu)從動件的形式有_尖頂_從動件，_滾子_從動件和_平底_從動件。3按凸輪的形狀可分為_盤形_凸輪、_圓柱_凸輪和_曲面_凸輪。4已知圖示凸輪機(jī)構(gòu)的偏心圓盤的半徑R25mm，凸輪軸心到圓盤中心的距離L=15mm，滾子半徑rT=5mm。試求：（1）凸輪的基圓半徑RO？解：（1） （2） （4）（2）畫出圖示機(jī)構(gòu)的壓力角a（3）推桿的最大行程H？（3）（4）圖示位置從動件的位移S=？第5章 其他常用機(jī)構(gòu)1常用的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)有_棘輪機(jī)構(gòu)_，_槽輪機(jī)構(gòu)_和_不完全齒機(jī)構(gòu)_等幾種。2螺紋的旋向有_左旋_和_右旋_，牙形有_三角形_，_矩形_，_梯形_，和_鋸齒形_。3螺紋的導(dǎo)程S與線數(shù)n及螺距P之間的關(guān)系是什么？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。因此機(jī)械設(shè)計基礎(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？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允許的限度。2畫出圖示各桿的軸力圖，并計算最大軸力Nmax。 最大軸力 最大軸力 3畫出圖示圓軸的扭矩圖，已知MA=5kNm，MB=2kNm。4畫出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖，并計算最大和。（a）（1）解：求支反力 kN kN 由 得知 支反力計算無誤。由幾何關(guān)系我們得知求出幾個重要點(diǎn)的剪力和彎矩值我們就可以畫處圖像。下面我們開始求在下列幾處的剪力值： 在A點(diǎn)左截面， 在A點(diǎn)右截面，kN 在C點(diǎn)左截面， kN 在C點(diǎn)右截面， kN 在B點(diǎn)左截面， kN 在B點(diǎn)右截面， 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)， 在D點(diǎn)， 畫出彎矩圖，如下圖： 最大 （b）第7章 構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度1在作低碳鋼的拉伸試驗時，整個拉伸過程大致可分為四個階段,依次為_彈性階段_，_屈服階段_，_強(qiáng)化階段_，_縮徑斷裂階段_。2通常塑性材料的極限應(yīng)力取_屈服極限_，脆性材料的極限應(yīng)力取_強(qiáng)度極限_。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E200GPa。試求：（1）畫出軸力圖；（2）求各段正應(yīng)力；（3）求總變形量。解：（1） （2）AB段BC段（3）AB段：（縮短）BC段（伸長） （縮短）4一矩形截面梁，承受載荷F=10KN，材料的許用應(yīng)力s=160MPa，試確定橫截面尺寸。解：求支反力。 截面寬b36mm 高h(yuǎn)2b72mm5如圖所示的圓形橫截面的梁，承受載荷F10kN，M20kNm，梁長a2m，材料的許用應(yīng)力160MPa，試求：（1）梁A、B端的約束力；（2）畫出剪力圖和彎矩圖；（3）若d 70mm，校核梁的強(qiáng)度。解：（1）求約束力 （2）畫剪力圖，彎矩圖： （3）所以此梁不安全。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程形成性考核作業(yè)（三）第8章 齒輪傳動1漸開線齒廓形狀取決于_C_直徑大小。A節(jié)圓 B分度圓 C基圓 D齒頂圓2對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數(shù)是_齒數(shù)_，_壓力角_，_變位系數(shù)_。3標(biāo)準(zhǔn)外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的_法面_模數(shù)和_法面壓力角_都相等，齒輪的_螺旋_角相等、旋向_相反_。4采用展成法加工正常齒齒輪時，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是_17_5一對齒輪嚙合時，兩齒輪的_ C _始終相切。A分度圓 B基圓 C節(jié)圓 D齒根圓6已知一標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da177.5mm，齒數(shù)z129?，F(xiàn)要求設(shè)計一個大齒輪與其相嚙合，傳動的安裝中心距a145mm，試計算這個大齒輪的主要尺寸。（分度圓直徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）解： 7兩級平行軸斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，高速級mn3mm，b115Z251；低速級mn5mm，Z317試問：（1）低速級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?低速級斜齒輪旋向為左旋，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反（2）低速級齒輪取多大螺旋角b2才能使中間軸的軸向力相互抵消? 8.278單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，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Pl4kW，n1720r/min，m4mm，zl25，z273，b1=84mm，b2=78mm，雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動機(jī)驅(qū)動。試校核此齒輪傳動的強(qiáng)度。解： 小齒選用45號鋼，輪調(diào)質(zhì)處理，查表硬度220HBS 大齒輪ZG45 硬度180HBC 查表得 查表得： 計算轉(zhuǎn)矩： 由于原動機(jī)為電動機(jī)，中等沖擊，對稱布置，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： （安全）下面，我們再較核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。查表得： (安全)第9章 蝸桿傳動1為什么將蝸桿分度圓直徑dl規(guī)定為蝸桿傳動中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)？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為什么蝸桿的傳動比i只能表達(dá)為iz2/z1，卻不能以id2/d1來表示？因為蝸輪蝸桿傳動的傳動比與蝸桿的直徑無關(guān)。3圖示的各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件。試標(biāo)出圖中未注明的蝸輪或蝸桿的轉(zhuǎn)向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點(diǎn)和三個分力的方向。 （a） （b）（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，求該輪系的傳動比，并判斷蝸輪4的轉(zhuǎn)向。解：i 轉(zhuǎn)向：逆時針2在圖示輪系中，已知z1、z2、z2、z3、z4、 z4、 z5、 z5、z6。 求傳動比i16。解：3如圖所示的輪系，已知（右旋）若，求齒條線速度的大小和方向。解： 4圖示行星輪系，已知Z1 = Z2 = 41，Z2 = Z3 = 39，試計算傳動比 iH1。解： 由于輪3為固定輪（即）， 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程形成性考核平時作業(yè)（四）第11章 帶傳動1帶傳動產(chǎn)生彈性滑動和打滑的原因是什么?對傳動各有什么影響?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滑動。打滑是帶傳遞的圓周力大于帶能傳遞的最大有效圓周力，引起的帶在帶輪上全面滑動的。 彈性滑動將引起：（1）降低傳動效率；（2）從動輪的圓周速度低于主動輪，造成傳動比誤差；（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，無法傳遞動力，致使傳動失效。2試分析增速帶傳動工作時，其最大應(yīng)力在哪里?帶緊邊剛繞出小帶輪處3V帶傳動n1=1450r/min，fv=0.51，包角a150，預(yù)緊力F0=360N。試問：1）該傳動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）若傳動的效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪輸出功率為多少?解：（1） （2） （3） 第12章 聯(lián) 接1普通平鍵的截面尺寸bh按_軸徑_選取，長度L按_輪轂的長度_確定。2花鍵聯(lián)接的主要類型有_矩形_花鍵、_漸開線_花鍵和_三角形_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哪些？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按軸的受力分類，軸可以分為_心軸_軸、_轉(zhuǎn)軸_和_傳動軸_。2請判斷圖示四個軸中，哪一個軸的結(jié)構(gòu)有錯誤，出現(xiàn)的是什么錯誤，應(yīng)如何改正。a）b）c）d）C 軸承無法拆卸，應(yīng)將軸肩高度低于軸承內(nèi)圈第14章 軸 承1寫出下列軸承代號表示的內(nèi)容，說明該軸承適用的場合。7208，32314，6310P5，7210B，N2222 2如圖所示,軸的兩端用兩個角接觸球軸承7207C正裝。常溫下工作。工作中有中等沖擊。轉(zhuǎn)速n1800r/min,兩軸承的徑向載荷分別是FrI3400N，F(xiàn)rII1050N，軸的軸向載荷Fa870N，方向指向軸承2，試確定哪個軸承危險,并計算出危險軸承的壽命。解： 左邊軸承被放松，右邊軸承被壓緊。 e 通過查表 大 ，我們用它計算 查表得 =1060（h）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：聯(lián)軸器和離合器主要都是用來聯(lián)接兩軸并傳遞扭矩，用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩根軸，只有機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，經(jīng)過拆卸才能分離，而用離合器聯(lián)接的兩根軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能隨時根據(jù)需要結(jié)合或分離。精品