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56

第九章

3

17

第十章

19

16

86

第十一章

13

第十二章

第十三章

105

第十四章

74

第十五章

82

322

90

252

202

60

926

模块一汽车机械基础简介

项目一机械及其相关概念的识别

复习要点:

1、机器、机构、构件、零件的基本概念;

2、区分构件和零件;

3、汽车的结构。

一、填空题(每空1分)

1、构件是机器的______单元体;

零件是机器的______单元体,分为______零件和_______零件。

2、一部完整的机器,就其功能而言,可分为______、______、______和______。

3、运动构件分为______和______。

4、汽车的基本结构都由______、______、______、______四大部分组成。

答案:

1、运动、制造、专用、通用

2、动力部分、传动部分、执行部分、控制部分

3、主动件、从动件

4、发动机、底盘、车身、电器部分

二、判断题(每题1分)

1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。

()

2、汽车的发动机是驱动整个汽车完成预定功能的动力源。

3、构件就是零件。

1、×

2、√3、×

三、选择题(每题2分)

1、在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,键2称为()

A、零件B、机构C、构件D、部件

2、我们把各部分之间具有确定的相对运动构件的组合称为()

A、机器B、机构C、机械D、机床

3、汽车的转向系属于一下哪部分?

A、发动机B、车身C、底盘D、电器设备

1、A、2、B3、C

项目二平面机构的自由度计算

1、能够判断平面机构是否具有确定运动。

1、运动副是使两构件________,同时又具有_________的一种联接。

平面运动副可分为________和_______。

2、平面运动副的最大约束数为。

3、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目主动件数目。

4、房门的开关运动,是副在接触处所允许的相对转动。

5、抽屉的拉出或推进运动,是副在接触处所允许的相对移动。

6、火车车轮在铁轨上的滚动,属于副。

1、直接接触、相对运动、低副、高副

2、2

3、等于

4、转动

5、移动

6、齿轮

1、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

2、凡两构件直接接触,而又相互联接的都叫运动副。

3、任何构件的组合均可构成机构。

4、面接触的运动副称为低副。

5、组成移动副的两构件之间的接触形式,只有平面接触。

6、运动副中,两构件联接形式有点、线和面三种。

7、由于两构件间的联接形式不同,运动副分为低副和高副。

8、点或线接触的运动副称为低副。

1、√2、×

3、×

5、√6、√7、√8、√9、×

1、图示机构中有()个虚约束。

A、0B、1C、2D、3

题1图题2图

2、图示机构要有确定运动,需要有()个原动件。

3、若机构由n个活动构件组成,则机构自由度为()

A、>

3n    B、=3n    C、<

3n

4、平面运动副所提供的约束为()

A.1B.2C.1或2D.3

5、若两构件组成低副,则其接触形式为()

A、面接触B、点或线接触C、点或面接触D、线或面接触

6、机构具有确定相对运动的条件是()

A、机构的自由度数目等于主动件数目B、机构的自由度数目大于主动件数目

C、机构的自由度数目小于主动件数目D、机构的自由度数目大于等于主动件数目

7、若设计方案中,原动件为2,计算其自由度为1,构件系统的运动不确定,可采用(),使其具有确定的运动。

A、增加一个原动件B、减少一个原动件

C、增加一个带有2个低副的构件

1、B2、B3、C4、C5、A6、A7、B

四、简答题(每题6分)

1、计算下图所示机构的自由度,并说明其是否具有确定运动。

1、F=3n-2PL-PH=3×

7-2×

9-1=2

2、F=3n-2PL-PH=3×

5-2×

7-0=1

模块二汽车常用构件力学分析

项目一静力学基础

1、刚体、静力学公里;

2、画出构件的受力图。

1、作用力与反作用力大小,方向,作用在。

2、作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力,

,。

3、在力的平行四边形中,合力位于。

4、工程上常见的约束类型有、、

和、四种。

1、相等、相反、两个物体

2、大小相等、方向相反、作用于同一条直线

3、以两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线

4、柔体约束、光滑面约束、铰链约束、固定端约束

1、力是滑动矢量,可沿作用线移动。

2、凡矢量都可用平行四边形法则合成。

3、凡是在二力作用下的约束称为二力构件。

4、约束反力是阻碍物体运动的力。

5、凡是合力都比分力大。

6、固定铰链的约束反力通过销的中心,其大小和方向可以随便确定。

4、√5、×

6、√

1、关于合力与分力,下列说法正确的是()

A、合力的大小一定大于每个分力的大小

B、合力的大小至少大于其中的一个分力

C、合力的大小可以比两个分力都大,也可以比两个分力都小

D、合力不可能与其中的一个分力相等

2、作用在一个刚体上的两个力FA、FB,若满足FA=-FB的条件,则该二力可能是()。

A、作用力与反作用力或一对平衡力B、一对平衡力或一个力偶

C、一对平衡力或一个力或一个力偶D、作用力与反作用力或一个力偶

3、力的存在是()

A、不能脱离物体单独存在的;

B、可以脱离物体单独存在的;

C、以上说法均不对。

4、作用力与反作用力()

A、是平衡的;

B、是不平衡的;

5、实际刚体是()

A、不存在的,工程中把变形很小的构件近似看成刚体;

B、海绵、泡沫塑料、弹簧等也可近似看成刚体;

1、C2、B3、A4、B5、A

四、简答题(每个箭头2分)

1、试画出下列各球体的受力图。

各接触处都是光滑的。

(在原图上作图)

2、试画出下列各杆件的受力图。

1、

2、

项目二平面力系

项目目标:

1、力在坐标轴上的投影。

2、应用平衡条件解决工程力学问题。

1、作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态,其中两个力汇交于一点,则第三个力的作用线。

2、力偶是由、、的两个力组成。

3、同平面的两个力偶,只要相同,则这两个力偶等效。

4、平面力偶系的平衡条件。

5、平面力系是指力系中各力的作用线在。

6、平面汇交力系的合力在某一坐标轴上的投影等于。

7、平面汇交力系平衡条件是_____________。

8、平面汇交力系的合力对平面内任意点的矩等于           的代数和。

9、平面内两个力偶等效的条件是这两个力偶的__________________;

平面力偶系平衡的条件是___________________。

10、作用在刚体上的力,如果保持力的大小、方向不变,将力的作用线平移到另外一个位置,要保证力的作用效果不变,则必须附加_______________________,其矩等于。

11、平面一般力系平衡方程的二矩式是_______________,但应满足的附加条件是_______________________。

三矩式是_____________________,但应满足的附加条件是_______________________。

12、平面任意力系向作用面内任一点简化后,若主矢_____,主矩_____,则原力系必然是平衡力系。

1、也通过汇交点2、大小相等、方向相反、相互平行

3、力偶矩4、∑M=05、同一平面上

6、各分力在同一轴上投影的代数和7、∑Fx=0∑Fy=0

8、所有各分力对同一点力矩9、作用效应相同、∑M=0

10、一个力偶、原力对新作用点的矩

11、∑Fx=0∑MA(F)=0∑MB(F)=0、AB连线不得与x轴垂直

∑MA(F)=0∑MB(F)=0∑MC(F)=0ABC三点不在同一直线上

12、等于0、等于0

二、选择题(每题2分)

1、力偶对物体产生的运动效应为()

A、只能使物体转动B、只能使物体移动

C、既能使物体转动,又能使物体移动

D、它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同

2、图中画出的四个力偶共面,试问在图(a)、(b)、(c)、(d)中,哪两个图所示的力偶等效()

A、a与b、c与dB、a与c、b与dC、a与d、b与cD、没有相等的

3、汇交二力,其大小相等并与其合力一样大,此二力之间的夹角必为()。

A、0B、90C、120D、180

4、一物体受到两个共点力的作用,无论是在什么情况下,其合力()。

A、一定大于任意一个分力B、至少比一个分力大

C、不大于两个分力大小的和,不小于两个分力大小的差

D、随两个分力夹角的增大而增大

5、平面内三个共点力的大小分别为3N、9N和6N,它们的合力的最大值和最小值分别为()。

A、24N和3NB、18N和0C、6N和6ND、12N和9N

6、力偶在()的坐标轴上的投影之和为零。

A、任意B、正交C、与力垂直D、与力平行

7、在同一平面内的两个力偶只要(),则这两个力偶就彼此等效。

A、力偶中二力大小相等B、力偶相等

C、力偶的方向完全一样D、力偶矩相等

8、平面一般力系向一点O简化结果,得到一个主矢量R′和一个主矩m0,下列四种情况,属于平衡的应是()。

A、R′≠0m0=0B、R′=0m0=0C、R′≠0m0≠0D、R′=0m0≠0

1、C2、B3、C4、C5、B6、A7、D8、B

三、判断题(每题1分)

1、汇交力系平衡的几何条件是力的多边形自行封闭。

2、两个力F1、F2在同一轴上的投影相等,则这两个力大小一定相等。

3、合力总是大于分力。

4、平面汇交力系求合力时,作图的力序可以不同,其合力不变。

5、力偶使刚体只能转动,而不能移动。

6、平面力偶矩的大小与矩心点的位置有关。

7、在求解平面任意力系的平衡问题时,写出的力矩方程的矩心一定要取在两投影轴的交点处。

4、√5、√6、√7、×

四、简答题

1、一固定于房顶的吊钩上有三个力F1、F2、F3,其数值与方向如图2-24所示。

用解析法求此三力的合力。

(10分)

2、计算下图力F对B点的矩。

已知F=50N,α=30°

,a=0.6m。

(每题5分)

3、下图中的力偶矩。

 

4、如图所示一圆柱体放置于夹角为α的V型槽内,并用压板D夹紧。

已知压板作用于圆柱体上的压力为F。

试求槽面对圆柱体的约束反力。

1、解:

建立直角坐标系Axy,并应用式(5),求出

FRx=F1x+F2x+F3xFRy=F1y+F2y+F3y

=732N+0–2000N×

cos30°

=0–732N–2000N×

sin30°

=-1000N=-1732N

2、MO(F)=F·

=0N·

m

MO(F)=F·

(L+r)N·

3、M(F1,F2)=+50×

0.1=5N·

M(F1,F2)=-100×

8.5=-850N·

4、

(1)取圆柱体为研究对象,画出其受力图如图所示;

(2)选取坐标系xoy;

(3)列平衡方程式求解未知力,由公式得:

∑Fx=0,

∑Fy=0,

由式①得FNB=FNC

由式②得

项目三构件承载能力分析

1、强度、刚度、稳定性的含义;

2、四种基本变形的受力特点和变形特点;

3、轴力图、扭矩图;

4、圆轴的强度校核。

1、求内力常用的方法是。

2、轴向拉伸和压缩时,胡克定律的两种表达形式为,。

3、与截面平行的应力称为;

与截面垂直的应力称之为。

4、轴向拉伸和压缩时,杆上所受外力或外力的合力与杆件的轴线。

而杆的纵向变形为,沿杆的轴线或。

5、两根材料不同横截面不同的拉杆,受相同的拉力,它们横截面上的内力是否相同?

6、轴力和横截面面积相等,而横截面形状和材料不同,它们横截面上的应力是否相同?

7、构件在剪切时的受力特点是、、。

变形特点是。

8、剪切时的内力称为;

剪切时截面应力称为,用字母表示。

9、截面为圆的杆扭转变形时,所受外力偶的作用面与杆的轴线。

10、实心圆轴扭转时,横截面上的切应力分布不均匀,横截面上离圆心愈远的点处切应力,圆心处的切应力为,圆周上切应力

11、杆件变形的基本形式、、、。

12、圆轴的转速n,和传递的功率P以及转动力偶矩M的关系式为,其中P的单位是;

n的单位是;

M的单位是。

13、汽车发动机曲轴的功率不变,曲轴的转速越高,产生的转矩越;

当转速越低时产生的转矩越。

14、用截面法求到的圆轴的扭矩表示圆轴扭转时的,用符号表示,正负号用法则来判定。

15、弯曲变形的受力特点是,

16、根据梁的支承方式不同,梁的三种基本变形是、、。

1、截面法

?

=E?

3、切应力、正应力

4、重合、伸长、缩短

5、相同

6、相同

7、大小相等、方向相反、作用线相距较近、截面处发生相对错动

8、剪力、切应力、τ

9、垂直

10、愈大、0、最大

11、轴向拉伸和挤压、剪切和挤压、扭转、弯曲

12、

、KW、r/min、N·

13、小、大

14、内力、T、右手螺旋定则

15、杆件都是受到与杆轴线相垂直的外力(横向力)或外力偶的作用、杆轴线由直线变成曲线

16、悬臂梁、外伸梁、简支梁

1、构件具有足够的抵抗破坏的能力,我们就说构件具有足够的()

A、刚度B、稳定性C、硬度D、强度

2、构件具有足够的抵抗变形的能力,我们就说构件具有足够的()

A、强度B、稳定性C、刚度D、硬度

3、单位面积上的内力称之为()

A、正应力B、应力C、拉应力D、压应力

4、与截面垂直的应力称之为()

A、正应力B、拉应力C、压应力D、切应力

5、轴向拉伸和压缩时,杆件横截面上产生的应力为()

7、横截面都为圆的两个杆,直径分别为d和D,并且d=0.5D。

两杆横截面上扭矩相等两杆横截面上的最大切应力之比

为()

A、2倍B、4倍C、8倍D、16倍

8.左端固定的直杆受扭转力偶作用,如图所示,在截面1-1和2-2处扭矩为()。

A、T1=12.5kN·

m,T2=-3kN·

m;

B、T1=-2.5kN·

C、T1=-2.5kN·

m,T2=3kN·

D、T1=2.5kN·

m。

9、实心圆轴受扭转力偶作用,横截面上的扭矩为T,下列四种应力沿横截面径向分布图中正确的是()。

A、(a) B、(b)  C、(c)   D、(d)

(a)(b)(c)(d)

10、如图所示,该零件将发生()变形

A、轴向拉伸和压缩B、剪切

C、扭转D、弯曲

1、D2、C3、B4、A5、A7、C8、D9、D10、A

1、挤压变形就是轴向压缩变形。

2、剪切面与外力作用线平行。

3、由外力引起的构件内部的相互作用力,称为内力。

4、应力的单位为“帕”,用Pa表示。

1Pa=1N/mm2。

5、铆钉等联接件在外力的作用下发生剪切变形的同时,在联接件和被联接件接触面上互相压紧,产生局部压陷变形,甚至压溃破坏,这种现象称为挤压。

2、√3、√4、×

5、√

四、简答题(每题8分)

1、试用截面法求图中各杆指定截面的轴力,并作出轴力图。

2、试绘出图中各轴的扭矩图。

3、变速箱中的高速轴一般较细,低速轴一般较粗,为什么?

1、轴力图

F1=2KN

F2=2KN

F3=4KN

2、T1=1N·

T2=3.5N·

T3=2N·

3、由

可知,外力偶矩的大小与转速成反比,即转速高,外力偶矩小,相应的,轴内的扭矩小,所需轴的横截面也小。

反之,轴内的扭矩大,所需轴的横截面也大。

模块三汽车轴系零件

项目一轴

1、轴的功用;

2、轴的结构设计(P98之图3-5)

1、自行车的前轮轴是轴。

2、心轴在工作中只受作用而不传递。

3、工作中只受弯矩不传递扭矩的轴叫轴;

只传递扭矩不受弯矩的轴叫

轴;

同时承受弯矩和扭矩的轴叫轴。

4、轴的作用是支承轴上的旋转零件,传递和。

5、轴的常用材料是和。

6、是针对装配而言,是为了保证轴上零件准确的安装位置。

而是针对工件而言,是为了使轴上零件在运转中保持原位不动。

1、心轴

2、弯矩、扭矩

3、心轴、传动轴、转轴

4、运动、动力

5、碳钢、合金钢

6、定位、固定

1、工作中既承受弯距又承受转矩的轴,称为()。

A、传动轴B、转轴C、心轴

2、增大轴在截面变化处的圆角半径,有利于()。

A、零件的轴向定位B、降低应力集中,提高轴的疲劳强度

C、使轴加工方便

3、轴环的作用是()。

A、加工轴时的定位面B、提高轴的强度C、使轴上零件获得轴向固定

4、汽车下部,由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴,是()。

A、心轴 B、转轴 C、传动轴

1、B2、B3、A4、C

1、转轴只承受弯矩而不承受转矩。

2、阶梯轴的截面尺寸变化处采用圆角过渡目的是为了便于加工。

3、轴的直径均需符合标准直径系列,轴颈的直径尺寸也一样,且与轴承内孔的标准直径无关。

4、用轴肩(轴环)可对轴上零件作周向固定。

2、×

4、×

四、指出下图的错误,并将错误之处编号。

①轴端处需加工倒角;

②左端轴颈处需加工越程槽;

③左右两端缺少轴承盖;

④轴肩高度应小于轴承内圈高度;

⑤轴头长度比传动件宽度少(1-2)mm;

⑥第五个轴段需要分段;

⑦传动件与轴配合时缺少了联接件;

⑧右侧轴端缺少轴端挡圈。

五、综合题(15分)

1、说出上图中各零件的名称。

1:

2:

3:

4:

5:

6:

7:

8:

9:

10:

11:

12:

2、图中密封件的作用是:

3、图中9的作用是:

作图时应注意的事项是:

4、图中有哪些传动件,;

这些传动件的宽度与轴头长度相比,需。

1:

轴头2:

带轮3:

轴颈4:

轴头5:

越程槽6:

轴颈

7:

轴承盖8:

机箱9:

套筒10:

齿轮11:

轴环12:

轴承

2)为防止外界环境中的灰尘、杂质及水汽渗入轴承,并防止轴承内的润滑油外漏。

3)对齿轮和轴承定位。

注意:

套筒高度应小于轴承内圈高度。

4)2带轮、10齿轮;

传动件(带轮、齿轮)的宽度比轴头长度大(1-2)mm。

项目二轴系常用联接

1、键联接的作用及类型;

2、螺纹的基本参数;

3、螺纹联接的基本形式及特点。

1、平键联接工作时,是靠____和____侧面的挤压传递转矩的。

2、机械静联接又可以分为______联接和______联接,其中键联接、螺纹联接、销联接属于_________。

3、螺纹联接防松的目的是防止___________________________,按工作原理的不同有三种防松方式:

_________、_________、_________。

4、平键的工作面是键的。

5、楔键的工作面是键的。

6、花键联接按照齿形不同分为、和。

7、是指螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。

1、键、键槽

2、可拆、不可拆、可拆联接

3、螺旋副在受载时发生相对转动、摩擦放松、机械放松、永久防松

4、侧面

5、上下平面

6、三角形花键、渐开线花键、矩形花键

7、螺距

1、键联接的主要用途是使轮与轮毂之间()。

A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿轴向可作相对滑动并具由导向性

C、沿周向固定并传递扭距D、安装拆卸方便

2、采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,且材料较软,在需要经常装拆的情况下宜采用()。

A、螺栓联接B、双头螺柱联接C、螺钉联接

3、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接,箱体被联接处的厚度不太大,且需经常拆装,一般宜选用什么联接?

A、螺栓联接B、螺钉联接C、双头螺柱联接

4、在螺栓联接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,其目的是__。

  A、提高强度  B、提高刚度  C、防松  D、减小每圈螺纹牙上的受力

5.普通螺纹的公称直径是指(?

A、大径?

B、小径?

C、中径?

D、顶径

6、在变速箱,要求滑动齿轮能在轴上有一定移动范围,轮与轴宜选用

A、普通平键联接B、导向键联接C、半圆键联接

1、C2、B3、A4、C5、A6、B

1、普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。

2、螺纹联接是可拆联接。

3、普通三角螺纹的牙型角是55°

4、在平键联接中,平键的两侧面是工作面。

5、平键是靠键的上下面两面与键槽间的摩擦力来传递载荷的。

6、键是标准件。

四、简答题(每题5分)

说明下列联接属于哪种联接方式。

(a)(b)

(c)(d)

(e)(f)

a、渐开线花键联接b、圆柱销联接c、开尾圆柱销联接

d、螺栓联接e、滑键联接f、紧定螺钉联接

项目三轴承

1、轴承的作用;

2、润滑的作用;

3、滚动轴承的结构及代号。

1、滑动轴承按受载荷方向的不同,可分为    和     ;

2、滚动轴承部件支承轴时,若采用双支点单向固定式,其适用条件应是工作时温升

或轴的跨距的场合。

3、内径d=1

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