机械设计基础课程形成性考核作业及答案概况.docx

1、机械设计基础课程形成性考核作业及答案概况机械设计基础课程形成性考核作业（一）第1章静力分析基础1取分离体画受力图时， _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.铰链约束力 D .活动铰链反力 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 .与已知力垂直 B .与未知力垂直 C.与未知力平行 D .任意E.已知力作用点 F.未知力作用点 G.两未知力交点 H .任意点3.画出图示各结构中AB构件的受力图。i F

2、战A4.如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F= 40kN,AB = BC=2m,30 .求两吊杆的受力的大小。解：受力分析如下图列力平衡方程： Fx =0又因为AB=BCFA sin = FC si nFa = Fcv Fy = 02Fa sin = F.Fa =Fb F二 40KN2sin a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？什么是咼副？什么是低副？答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接， 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.计算下列机构的自

3、由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束aG(1) n = 7, Pl = 10, Ph = 0F =3n -2PL -FH=3 7-2 10=1C处为复合铰链(3) n = 7, Pl= 10, Ph = 0F = 3n_2PL -PH=3 72 10(2)n = 5, Pl= 7, Ph = 0F = 3n- 2PL -PH=3 5-2 7=1(4) n = 7, Pl = 9, Ph= 1F =3n-2PL - PH=3 7-2 9-1=1C处为复合铰链第3章平面连杆机构1对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取 _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

4、.最短杆 D 与最短杆相对的构件2根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。a双曲柄机构d）双摇杆机构3.在图示铰链四杆机构中，已知，lBc=150mm , lcD=120mm, lAD=100mm,AD为机架；若想得到双曲柄机构，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;若AB为最长杆，则 AB BC = 150mm若BC为最长杆，由杆长条件得：1 AD 1 BC - 1 AB |CD1A 1 AD 1 BC _ |CD - 130mm因此lAB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下图:第4章凸轮机构1凸轮主要由凸轮,推杆和机架三个基本

5、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.已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径 R= 25mm,凸轮轴心到圆盘中心的 距离L=15mm,滚子半径rT=5mm。试求：(1)凸轮的基圆半径 Ro=?解：(1) R。=R-L rT =25-15 5=15mm(4) S = (R rT)2 -L2 -(R-L) -rT = 10.98mm(2)画出图示机构的压力角:(3)推杆的最大行程H =?(3)H =L R rT _ R0 =25 15 5-15 =30mm(4)图示位置从动件的位移 S=?S = J(R r

6、T)2 -L2 (R L) - rT =10.98mm第5章其他常用机构1常用的间歇运动机构有 棘轮机构_槽轮机构_和_不完全齿机构_等 几种。2螺纹的旋向有左旋_和_右旋牙形有_三角形_, _矩形_, 一梯形_，和 _锯齿形_。3螺纹的导程S与线数n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 =叩机械设计基础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。2刚度是构件抵

7、抗变形的能力，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。max max 04.画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大 Qmax和MF=10kN2m 2 in(a)(1)解：求支反力ZM A = 0 4RB M -2F = 03Mb =0 -4RA M 2F =0RA =6.25kN Rb =3.75kN由1Y=0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。F面我们开始求在下列几处的剪力值：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 =6.25 kN在C点右截面，Q 二 RB 3

8、.75 kN在B点左截面，Q 二 Rb 3.75 kN在B点右截面，Q =0 画出剪力图，如下图:同理我们根据几何关系求处几处弯矩值:Mc 右二 RA 2-M=7.5KN在A点，M =0Mc左二 RA 2=12.5KN在D点，M =0 画出弯矩图，如下图:解：此题解法和上个题步骤基本相同，我们也可以用另外一种方法解题,F面我们用另外一种解法进行求解:求支反力4Rb - 2q 2=0-4RA 2q 2 = 0由v 丫二0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Q = Ra =10KNM = Ra x = 10xCD段：Q = RA _q(x_1) = 20_10xM =RAx

9、-q(x-1)2/2=10x-5(x-1)2DB段：Q 二 Ra 2q 二-10KNM = RAx-2q(x -2) - -10x 40根据上面所求函数我们画剪力和弯矩图如下最大 Qmax =10KN Mmax = 15KN M(c)解：求支反力RB I 一 $ 3 I2 4 Mb =0-Ra I - qad 21 . qa -ql8 I由7 丫二0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。在A点稍左，Q=01 2在A点稍右，Q = RA =-qI8 I在B点稍左，Q = Ra - a彳qI _ qa2 8 I在B点稍右，Q

10、 = 0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在C点左截面M =RaI 1 .2 qI2qa2 162在C点右截面m = raI . 2 qa =1 qI2 qa216 2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 = 0,令点D的坐标为x ,即：Qd hRa -q(x -1/2) =0 得5.a2x l8 l此点的弯矩值为：22 q(

11、x-l/2)M d = Rax qa -9 ql2 3qa21 2 8 8qa2l根据上面数值可做剪力图弯矩图如下: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_屈服极限_，脆性材料的极限应力取_强度极 限。3.如图7-35所示变截面杆AC,在 力的作用，材料 E = 200GP&试求：（1）A、B两处分别受到50kN和140kN的画出轴力图；（2）求各段正应力；（3）求总变形量。解：（1）N |90KN二6X50KNI = I 二-0.5 0.45 二-0.05mm （缩短）

12、4 一矩形截面梁，承受载荷 F=10KN，材料的许用应力二=160MPa，试确定横截面尺寸。解：求支反力。Rb 2 F 1=0RA =5KNRB = 5KNM max - 5 KN-m a x=WM 5KNbh2666 5 10b (2b)266 5 10 714N左边轴承被放松，右边轴承被压紧 R =為R 七A =3400KNP2 =x2R2 %A2 =4184.3KNP2大，我们用它计算 查表得 C=30500KN fp =1.5L10h106 (ftC60n (乔)=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，只有机器停止运转后，经过拆卸才能分离，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分离。3（2） AB 段二,=卩二 一50 10 e0MPaA 50