机械设计基础课程形成性考核作业及答案(经典实用)

1、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。 4如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F40kN,ABBC2m,a30.求两吊杆的受力的大小。解：受力分析如下图 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计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 （1）n

2、7，PL10，PH0 （2）n5，PL7，PH0 C 处为复合铰链 （3）n7，PL10，PH0 （4）n7，PL9，PH1 E、E有一处为虚约束 F 为局部自由度 C 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 b）曲柄摇杆机构 c）双摇杆机构 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lAB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ABBC150mm若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

3、已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R25mm，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） （2） （4）（2）画出图示机构的压力角a（3）推杆的最大行程H？（3）（4）图示位置从动件的位移S=？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_，_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。 刚度是构件抵抗变形的能力，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。2画出图示各杆的轴力图，并计算最大轴力Nmax。 最大轴力 最大轴力 3画出图示圆轴的扭矩图，已知MA=5kNm，MB=2kNm。

4、4画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大和。（a）（1）解：求支反力 kN kN 由 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。下面我们开始求在下列几处的剪力值： 在A点左截面， 在A点右截面，kN 在C点左截面， kN 在C点右截面， kN 在B点左截面， kN 在B点右截面， 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： 在A点， 在D点， 画出弯矩图，如下图： 最大 （b）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，下面我们用另外一种解法进行求解：求支反力 kN kN由 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 （c）解：求支反力 由 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，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

5、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， 在C点左截面 在C点右截面 在点B, 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QD0，令点D的坐标为x，,即： 得 此点的弯矩值为： 根据上面数值可做剪力图弯矩图如下：最大 KN KN.M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A、B两处分别受到50kN和140kN的力的作用，材料E200GPa。试求：（1）画出轴力图；（2）求各段正应力；（3）求总变形量。解：（1） （2）AB段BC段（3）AB段：（缩短）BC段（伸长） （缩短）4一矩形截面梁，承受载荷F=10KN，材料的许用应力s=160MPa，试确定横截面尺寸。解：求支反力。 截面宽b36mm 高h2b72mm5如图所示的圆形横截面的梁，承受载荷F10kN，M20kNm，梁长a2m，材料的许用应力160MPa，试求：（1）梁A、B端的约束力；（2）画出剪力图和弯矩图；（3）若d 70mm，校核梁的强度。解：（1）求约束力 （2）画剪力图，弯矩图： （3）所以此梁不安全。机械设计基础课程形成性考核作业（三）第8章 齿轮传动1渐开线齿廓形状取决于_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_齿数_，_压力角_，_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_法面_模数和_法面压力角_都相等，齿轮的_螺旋_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_17_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已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径da177.5mm，齿数z129。现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。（分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2、基圆直径db2）解： 7

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