10505机械基础多学时思考与练习题参考答案特选.docx
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10505机械基础多学时思考与练习题参考答案特选
思考与练习题参考答案
绪论
1.思考题
(1)构件和零件的主要区别。
答:
构件是运动单元,零件是制造单元,零件组成构件。
(2)一台完整的机器,通常都是由哪几部分组成。
答:
一台完整的机器,通常都是由动力装置、传动装置、执行装置和操纵、控制及辅助装置组成的。
(3)机械零件使用最广的材料是什么材料。
答:
机械零件使用最广的材料是金属材料。
2.选择题
(1)(A)统称为机械。
A.机器和机构B.机构和构件C.构件和零件D.零件和机器
(2)CA6140型普通车床的执行装置是(D)。
A.床头箱B.进给箱C.挂轮箱D.主轴
(3)下列说法中正确的是(B)。
A.生活中如果没有摩擦,会给我们带来极大的方便
B.冬天向冰雪覆盖的地面上洒些炉灰是为了增大摩擦
C.胶鞋的鞋底一般都有花纹,是为了减小行走中摩擦力
3.简答题
(1)何谓机械?
答:
机械是人类在长期生产和实践中创造出来的重要劳动工具,它可以减轻体力劳动、改善劳动条件、提高劳动生产率、改进产品质量,是社会生产力发展水平的重要标志。
机械是机器和机构的总称。
(2)简述机械零件的承载能力。
答:
组成机器的零件具有足够的承受载荷的能力,称为承载能力。
零件的承载能力主要由强度、刚度和稳定性三个方面来综合衡量。
(3)简述摩擦的利弊及增大或减小摩擦的方法。
答:
(1)摩擦的有利作用
①传动作用
②制动作用
③阻尼作用
(2)摩擦的有害作用
①损耗能量
②引起磨损
(3)增大摩擦的方法
增大摩擦的方法有:
增大压力、增大接触面的粗糙程度等。
(4)减小摩擦的方法
减小摩擦的方法有:
减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、在接触面上加润滑剂、利用气垫、磁悬浮(使两个互相接触的摩擦面彼此分离)等。
第1章题解
思考题:
1.力的三要素是什么?
答:
力的三要素是力的大小、方向和作用点。
2.二力平衡条件是什么?
答:
二力平衡的条件是:
作用在一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
3.作用力和反作用力的关系是怎样的?
答:
作用力与反作用力总是同时存在、同时消失,且大小相等,方向相反,其作用线沿同一直线,分别作用在这两个物体上。
4.什么叫约束?
答:
限制非自由体运动的物体称为约束。
5.常见的约束类型有哪些?
答:
常见的约束类型有柔体约束、光滑面约束、光滑圆柱铰链约束、固定端约束等。
6.三力汇交于一点,是否一定平衡?
为什么?
答:
否,因为三力平衡汇交定理是共面且不平行三力平衡的必要条件,但不是充分条件,即同一平面的作用线汇交于一点的三个力不一定都是平衡的。
7.平面任意力系的独立平衡方程有几个?
能求解几个未知数?
答:
平面任意力系的独立平衡方程有3个,能求解3个未知数。
练习题:
1.如图1-46所示,画出图示中球的受力图。
(a)(b)(c)
图1-46
解:
(a)(b)(c)
2.如图1-47所示,画出图示中AB杆的受力图。
(a)(b)(c)
图1-47
解:
(a)(b)(c)
3.如图1-48所示,试分别画出图中AD杆件,BC杆件的受力图。
解:
4.已知垂直于手柄的作用力F=80N,如图1-49所示,问拔起钉子的力Q有多大?
5.如图1-50所示,已知F=6kN,试求图中梁AB的支座反力。
图1-50
解:
(1)画AB杆的受力图,如下图所示。
(2)列平衡方程。
由∑Fx=0得NAX-F·cos45o=0 ①
由∑FY=0得NAy+NB-F·sin45o=0 ②
由∑MA(F)=0得NB·6-F·sin45o·2=0 ③
(3)求解未知量
由①式得NAX=F·cos45o=6×
=4.2kN·m
由③式得NB=(F·sin45o·2)/6=6×
×2÷6=
=1.4kN
由②式得NAy=F·sin45o-NB=6×
-1.4=2.8kN
第2章答案
1.选择题(将正确答案的字母序号填入括号内)
(1)如图2-62所示结构,若用铸铁制作杆1,用低碳钢制作杆2,是否合理?
(B)
A.合理B.不合理C.无法判断
图2-62
(2)什么是纯弯曲?
(C)
A.载荷与约束力均作用在梁的纵向对称面内的弯曲
B.剪力为常数的平面弯曲
C.只有弯矩而无剪力的平面弯曲
(3)试分析如图2-63所示,圆截面扭转时的切应力分布,正确的是(D)。
ABCD
图2-63
2.计算题
(1)试求如图2-64所示,各杆1-1、2-2、3-3截面的轴力,并作轴力图。
(a)(b)
图2-64
解:
(a)
(b)
(2)如图2-65所示,一重量为710N的电动机,采用M8吊环,螺钉根部直径d=6.4mm。
已知许用应力[σ]=40MPa,问起吊电动机时,吊环螺钉是否安全。
(不考虑圆环部分)
图2-65
解:
分析:
已知吊环螺钉材料的许用应力、截面尺寸及外力,问吊环螺钉是否安全,这是属于校核强度问题。
∵
①吊环螺钉的轴力:
FN=710N
②吊环螺钉横截面积
A=πd2/4=3.14×6.42/4=32.15mm2
③吊环螺钉横截面上的应力
σ=
=
=20.1N/mm2=20.1MPa≤[σ]
∴吊环螺钉的强度足够,吊环螺钉是安全。
(3)指出图2-66中构件的剪切面和挤压面。
图2-66
第3章答案
思考题
1.什么是黑色金属材料?
在现代工业中应用最广泛的黑色金属材料是哪两种?
答:
主要是由铁和碳两种元素组成的合金材料,统称为黑色金属材料。
钢和铸铁是现代工业中应用最为广泛的黑色金属材料。
2.碳钢的有哪些性能特点,举例说明应用?
答:
碳钢因含碳量和用途不同其性能特点也不同,具体简要如下:
1)(普通)碳素结构钢的性能和应用
(普通)碳素结构钢是建筑及工程中应用最多的钢材,其性能特点是:
碳素结构钢的杂质和非金属夹杂物较多,冶炼容易;工艺性能(焊接性、冷成形性)优良;价格便宜等性能特点,用于厂房、桥梁、船舶等建筑结构一些受力不大的机械零件,
2)优质碳素结构钢的性能和应用
优质碳素结构钢的性能特点是:
化学成分准确、力学性能可靠;硫、磷有害杂质元素含量较少,钢的质量较高;力学性能和工艺性能取决于优质碳素结构钢的含碳量,具体而言:
属于低碳钢的这类钢具有良好的强度、塑性、韧性及焊接性能,硬度较低。
主要用于制造冲压件、焊接结构件及强度要求不高的机械零件、渗碳件,如法兰盘和垫圈等。
属于中碳钢的这类钢具有较高的强度、硬度,其塑性、韧性随含碳量的增加而逐步降低,有良好的切削性能。
这类钢经调质后,能获得较好的综合力学性能,主要用于制造受力较大的机械零件,如曲轴和齿轮等。
属于高碳钢的这类钢具有较高的强度、硬度和弹性,但焊接性能不好,切削性能稍差,冷变形塑性差,一般制造过程均需要热处理(淬火与回火)。
高碳钢主要用于制造具有较高强度、耐磨性和弹性的零件,如弹簧、板簧和螺旋弹簧等弹性零件及耐磨零件,
3)碳素工具钢的性能和应用
碳素工具钢均为含碳量在0.7%以上的高碳钢,且属于优质钢或高级优质钢。
其性能主要特点是硬度高,脆性大,一般制造过程均需要热处理(淬火与回火)。
碳素工具钢主要用来制造低速、手动刀具及常温下使用的工具、模具和量具等
3.工程塑料的有哪些类型、有什么特性?
举出应用实例?
答:
1)复合材料的分类
复合材料按增强基体不同可分塑料基复合材料、金属基复合材料、橡胶基复合材料和陶瓷基复合材料;复合材料按性能不同可分结构复合材料和功能复合材料;复合材料按增强材料种类和结构形式不同可分为层叠、细粒、纤维增强复合材料等。
2)复合材料的特性
复合材料既保持原有材料特性外,又使各组分之间协同作用,形成了优于原材料的特性。
如比重小、比强度高和比模量(材料的弹性模量与密度之比)大;具有优良的化学稳定性、润滑性;减摩性与耐磨性好;抗疲劳性与减振性好;耐蚀性与高温性能好;加工成形性好。
3复合材料的应用实例
如齿轮;储油罐、电解槽;船艇、汽车车身、大型发动机罩壳;泵、阀、管道;减摩、耐磨及密封件;电视机的外壳等。
4.橡胶的有什么特性?
举出应用实例?
答:
橡胶具有高的弹性;优异的伸缩性和储能能力;良好的耐磨性、隔音性、阻尼性和挠性;优良的电绝缘性、不透水性和不透气性等特点。
举例:
汽车轮胎;动、管道口密封垫;机座减振垫片;V带与运输胶带;橡胶管道;电线、电缆和电工绝缘材料;离合器上的制动片等。
练习题
1.什么叫碳素钢?
它有哪些常用分类方法?
答:
1)碳素钢是指在冶炼时没有特意加入合金元素,且含碳量一般小于2%的钢。
2)碳素钢常用的分类方法有四种:
即按钢的含碳量分类,按钢的质量分类,按钢的用途分类及按冶炼时脱氧程度的不同分类。
2.什么是铸铁?
铸铁一般可分为哪几种类型?
答:
1)铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
2)铸铁的分类
按断口颜色可将铸铁分为灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁;按化学成分可将铸铁分为普通铸铁和合金铸铁;按生产工艺和组织性能可将铸铁分普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等。
3.指出下列碳素钢牌号的意义:
Q235FA2065MnT10T12AZG250—550
答:
Q235FA——表示屈服强度为235Mpa质量为A级的普通碳素结构钢.
20——含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。
45——含碳量不0.45%的优质碳素结构钢。
65Mn——含碳量为0.65%的含锰量较高的优质碳素结构钢.
T10——表示含碳量为1.0%的碳素工具钢。
T12A——表示含碳量为1。
2%的高级优质碳素工具钢。
ZG250—550——表示最低屈服强度为250Mpa,而最低抗拉强度为550Mpa的铸造碳钢.
4.指出下列铸铁牌号的意义:
TH150TH300KTH300—06KTZ550—04QT500—7
答:
TH150——表示最低抗拉强度为150Mpa的灰铸铁。
TH300——表示最低抗拉强度为300Mpa的灰铸铁。
KTH300—06——表示最低抗拉强度为300Mpa,最低延伸率为6%的黑心可锻铸铁
KTZ550—04——表示最低抗拉强度为550Mpa,最低延伸率4%的珠光体可锻铸铁。
QT500—7——表示最低抗拉强度500Mpa,最低延伸率7%的球墨铸铁。
5.选择题
1)工程机械上,承受冲击载荷,要求具有外硬内韧性能的零件应选择(B)材料制造。
A,低合金结构钢B,合金渗碳钢C,合金调质钢
2)受力复杂的,要求具有良好的综合力学性能的重要零件可采用(B)材料制成。
A.合金渗碳钢B.合金调质钢C.流动轴承钢
3)车床加工中,应用最广的刀具材料是(B)。
A,碳素工具钢和高速钢B,高速钢和硬质合金C,合金刃具钢和高速钢
4)生产塑料制品模具材料应采用(C)材料制成。
A,碳素工具钢B,冷作模具钢C,热作模具钢
5)通用工程机械上承受压力的座体、箱体零件一般采用(C)材料制成。
A,普通碳素结构钢B,低合金结构钢C,灰铸铁
6)铸件、锻件或焊件在粗机械加工之前应安排(A)处理工艺,以消除其内应力。
A,退火或正火B,调质C,淬火
7)航海船舶上需配制一齿轮零件,该零件应选用(C)材料制造。
A,优质碳素结构钢B,