国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案.pdf

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1、国家开放大学机械设计基础形考任务 1-4 参考答案 形形考作业考作业 1 1 第第 1 1 章章 静力分析基础静力分析基础 1 取分离体画受力图时，（CEFCEF）力的指向可以假定，（ABDGABDG）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(B）的方向上，使投影方程简便；矩心应选在(G(G）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。

2、参考答案：参考答案：4如图所示吊杆中 A、B、C 均为铰链连接，已知主动力 F40kN,ABBC2m,30.求两吊杆的受力的大小。参考答案：参考答案：列力平衡方程：Fx=0 又因为 AB=BC FAsin=FCsin FA=FC FY=0 2FAsin=F FA=FB=F/2sin=40KN 第第 2 2 章章 常用机构概述常用机构概述 1机构具有确定运动的条件是什么?参考答案：参考答案：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？参考答案：参考答案：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联结，称为运动副。以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接

3、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。参考答案：参考答案：（1）n=7,PL=10,PH=0 F=3n-2PL-PH =37-210-0 =1 C 处为复合铰链（2）n=5,PL=7,PH=0 F=3n-2PL-PH=35-27-0 =1（3）n=7,PL=10,PH=0 F=3n-2PL-PH=37-210-0 =1（4）n=7,PL=9,PH=1 F=3n-2PL-PH=37-29-1 =2 E、E有一处为虚约束，F 为局部自由度 第第 3 3 章章 平面连杆机构平面连杆机构 1对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_为机架，将得到双曲柄机

4、构。A最长杆 B与最短杆相邻的构件 C C最短杆最短杆 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。参考答案：参考答案：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 ABBC=150mm 若 BC 为最长杆，由杆长条件得：lAD+lBClAB+lCD lABlAD+lBC-lCD=130mm 因此 lAB的最小值为 130mm 4画出各机构的

5、压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。参考答案：参考答案：第第 4 4 章章 凸轮机构凸轮机构 1凸轮机构主要由（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？（2）画出图示机构的压力角（3）推杆的最大行程H？（4）图示位置从动件的位移S=？参考答案：参考答案：（1）R0=R L+rT=25 15+5=15mm（2）（3）H=L

6、+R+rT R0=25+15+5 15=30mm（4）S=(R+rT)2 L2(R L)rT=10.98mm 第第 5 5 章章 其他常用机构其他常用机构 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？参考答案：参考答案：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=np 形考作业形考作业 2 第六章第六章 构件内力分析构件内力分析 1什么

7、是构件的强度？什么是构件的刚度？参考答案：参考答案：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。参考答案：参考答案：最大轴力Nmax=40KN 最大轴力Nmax=3P 3画出图示圆轴的扭矩图，已知 MA=5kNm，MB=2kNm。参考答案：参考答案：4画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大和。（a）参考答案：参考答案：maxQmaxM （b）参考答案：参考答案：（c）参考答案：参考答案：第第 7 章章 构件的强度和刚度构件的强度和

8、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。参考答案：参考答案：4一矩形截面梁，承受载荷 F=10KN，材料的许用应力=160MPa，试确定横截面尺寸。参考答案：参考答案：5如图所示的圆形横截面的梁，承受载荷 F10kN，M20kNm，梁长 a2m，材料

9、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。参考答案：参考答案：形考任务形考任务 3 第第 8 章章 齿轮传动齿轮传动 1渐开线齿廓形状取决于_直径大小。A节圆 B分度圆 C基圆基圆 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（）始终相切。A分度圆 B基圆

10、C节圆节圆 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）参考答案：参考答案：7两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级 mn3mm，115Z251；低速级 mn5mm，Z317 试问：（1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反?（2）低速级齿轮取多大螺旋角2才能使中间轴的轴向力相互抵消?参考答案：参考答案：8单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为

11、45 钢，调质处理，大齿轮材料为 ZG45，正火处理，已知传递功率 Pl4kW，n1720r/min，m4mm，zl25，z273，b1=84mm，b2=78mm，双向运转，齿轮在轴上对称布置，中等冲击，电动机驱动。试校核此齿轮传动的强度。参考答案：参考答案：第第 9 章章 蜗杆传动蜗杆传动 1为什么将蜗杆分度圆直径 dl规定为蜗杆传动中的标准参数？参考答案：参考答案：为便于加工涡轮刀具的标准化，一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值。2为什么蜗杆的传动比 i 只能表达为 iz2/z1，却不能以 id2/d1来表示？参考答案：参考答案：因为涡轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关。3图示的各蜗杆传动均

12、以蜗杆为主动件。试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向，并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向。（a）（b）参考答案：参考答案：（a）（b）第第 10 章作业题章作业题 1图示所示轮系，已知 Z1=18、Z2=20、Z2=25、Z3=25、Z3=2、Z4=40，求该轮系的传动比，并判断蜗轮 4 的转向。参考答案：参考答案：2在图示轮系中，已知 z1、z2、z2、z3、z4、z4、z5、z5、z6。求传动比i16。参考答案：参考答案：3 如图所示的轮系，已知（右旋）若，求齿条 线速度 的大小和方向。参考答案：参考答案：4图示行星轮系，已知 Z1=Z2=41，Z2=Z3=39，试计算传动比

13、 iH1。参考答案：参考答案：,15,30,15,25,1533221zzzzz2,3044zz,4,20,6055mmmzzmin/5001rn 6v 形考任务形考任务 4 第第 11 章章 带传动带传动 1带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么?对传动各有什么影响?参考答案：参考答案：由于带是弹性体，带紧边与松边拉力不同，由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑动。打滑时带传递的圆周力大于带能传递的做大有效圆周力，引起的带在带轮上全面滑动的。弹性滑动将引起：（1）降低传动效率；（2）从动轮的圆周速度低于主动轮，造成传动比误差；（3）带的磨损；（4）发热使带温度升高。打滑造成带的磨损

14、加剧，无法传递动力，致使传动失效。2试分析增速带传动工作时，其最大应力在哪里?参考答案：参考答案：带紧边刚绕出小带轮处。3V 带传动 n1=1450r/min，fv=0.51，包角150，预紧力 F0=360N。试问：1）该传动所能传递的最大有效拉力是多少?2）若 d1=100mm，其传递的最大转矩为多少?3）若传动的效率为 0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少?参考答案：参考答案：第第 12 章章 联联 接接 1普通平键的截面尺寸 bh 按（轴径）选取，长度 L 按（轮毂的长度）确定。2花键联接的主要类型有（矩形）花键、（渐开线）花键和（三角形）花键。3为什么多数螺纹联接工作前均

15、要预紧？如何控制预紧力？螺纹联接的主要防松方法有哪些？参考答案：参考答案：预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密型和防松能力。用测力矩扳手和定力矩扳手。机械防松、摩擦防松、其他防松。第第 13 章章 轴轴 1按轴的受力分类，轴可以分为（心轴）、（转轴）和（传动轴）。2请判断图示四个轴中，哪一个轴的结构有错误，出现的是什么错误，应如何改正。a）b）c）d）参考答案：参考答案：C 轴承无法拆卸，应将轴肩高度低于轴承内圈。第第 14 章章 轴轴 承承 1写出下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。7208，32314，6310P5，7210B，N2222 参考答案：参考答案：2如图所示,轴的两端用两个角接触球轴承 7207C 正装。常温下工作。工作中有中等冲击。转速 n1800r/min,两轴承的径向载荷分别是 FRI3400N，FRII1050N，轴的轴向载荷 Fa870N，方向指向轴承 2，试确定哪个轴承危险,并计算出危险轴承的寿命。参考答案：参考答案：第第 15 章章 联轴器与离合器联轴器与离合器 联轴器与离合器的主要功用和区别是什么?参考答案：参考答案：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。