国家开放大学机械设计基础形成性考核习题及答案.docx

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国家开放大学机械设计基础形成性考核习题及答案

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.较链约束力D.活动较链反力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均为较链连接，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

P

]।

列力平衡方程：

Fx0

又因为AB=BC

FAsinFCsin

FaFc

Fy0

2FasinF

F

FaFb40KN

2sin

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，并指出复合较链、局部自由度和虚约束。

4

ADBCABCD

labladlbcIcd130mm

因此lAB的最小值为130mm

5.画出各机构的压力角传动角。

箭头标注的构件为原动件。

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_从动彳^和_平底—从动件。

3.按凸轮的形状可分为盘形凸点圆柱4轮和曲面值轮。

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:

（2）

⑷SJ（RrT）2L2（RL）rT10.98mm

（2）画出图示机构的压力角

（3）推杆的最大行程H=?

（3）HLRrTR0251551530mm

（4）图示位置从动件的位移S=?

S（RrT）2L2（RL）rT10.98mmriinI

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_三角形一主形一_梯形一和_锯齿形

4.画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大Qmax和Mmax

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Snp

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

最大轴力N40KN

max

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口下面我们开始求在下列几处的剪力值:

在A点左截面,

同理我们根据几何关系求处几处弯矩值:

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一弹性阶段—―屈服阶段_,—强化阶段—，一缩径断裂

阶段。

2.通常塑性材料的极限应力取一屈服极限一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E=200GP&试求：

（1）画出轴力图;

（2）求各段正应力；（3）求总变形量。

ll1l20.50.450.05mm（缩短）

Mmax5KNm

MB0RA4F2M0

Rb4F2M0

Ra10KNRb0

32

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一齿数_,一压力角一一变位系数_。

3.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：

两齿轮的一法面_模薮和一法窗口角一都相等，齿轮的一螺旋一角相等、旋向—相反

O

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da1=77.5mm,齿数Zi=29。

现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安

装中心距a=145mm,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：

da1（z12ha*）m

m2.5mm

am（z1z2）/2

z287mm

d2mz22.587217.5mm

da2（z22ha*）m222.5mmdf2（z22ha*2c*）m211.25mm

dbd2cos204.38mm

7

Z2=51;低速级mn=5mm,Z3=17试问:

.两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级mn=3mm,1=15

（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

低速级斜齿轮旋向为左旋，才能使中间轴上两齿轮轴向力相反

（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？

Ft2tg1Ft3tg2

sin

mn2Z2

28.27°

ni=720r/min,m=4mm校核此齿轮传动的强度。

8.单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45,正火处理，已知传递功率Pi=4kW,

Zi=25,Z2=73,bi=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

解:

计算转矩:

由于是闭式齿轮，我们先较核齿面接触疲劳强度，我们按标准中心距进行较核:

下面，我们再较核齿根弯曲疲劳强度。

查表得：

Yfs14.22Yfs23.88

2K「Yfs1

2

b2mz1

第9章蜗杆传动

1.为什么将蜗杆分度圆直径di规定为蜗杆传动中的标准参数？

为便于加工蜗轮刀具的标准化，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i=z2/z1,却不能以i=d2/d1来表示？

因为蜗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。

4

3.如图所示的轮系，已知乙15z25,Z215,Z330z15,Z430,Z42（右旋）

Z5

60,z520,m4mm,若n1500r/min,求齿条6线速度v的大小和方向

解:

4.图示行星轮系，已知Z1=Z2=41,Z2=Z3=39,试计算传动比iH1

机械设计基础课程形成性考核平时作业（四）

第11章带传动

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？

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。

打滑是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力，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，其最大应力在哪里带紧边刚绕出小带轮处

3.V带传动ni=1450r/min,fv=0.51,包角=150°,预紧力Fo=360No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？

.e,1一

解

（1）Fmax2F0180.7N

e,1

第12章联接

1.普通平键的截面尺寸bxh按—轴径—选取，长度L按一轮毂的长度—确定。

2.花键联接的主要类型有一矩形一花键、一渐开线一花键和一三角形一花键。

3.为什么多数螺纹联接工作前均如紧？

如何控制福紧力？

涯纹联接司主要防松方法有哪些?

预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密性和防松能力。

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13章轴

1.按轴的受力分类，轴可以分为心轴轴、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。

c）

d）

1.写出下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。

7208,32314,6310/P5,7210B,N2222

7208

32314

轻系列

口捋刚展墉魂

6B10/p5

内役TCiVl

公走等超署

旨惊隹规定

的＞源］&SECiui卬系列

N2222

内律工IQilm

轻系列

阈柱潦子轴承

7210BrzT

虫也固触角为礼内径科1UD

.轻系列

角杼触球轴承

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n=1800r/min,两轴承的径向载荷分别是Fri=3400N,FrH=1050N,轴的轴向载荷Fa=870N,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。

L=IOO

£.=20C

解：

S10.68R10.6834002312N

S20.68R20.681050714N

S1Fa2312870>714N

二.左边轴承被放松，右边轴承被压紧口

L10h

106JC、

（）=1060（h）

60nfpPp

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。