电大形成性考核作业：机械设计基础形成性考核答案1（优秀）_形成性考核作业一答案

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机械设计基础形成性考核作业讲评

（一）第1章 静力分析基础

1． C、E、F

A、B、D、G 2． B

F、G

3．4．解：受力分析如下图

列力平衡方程：

Fx0

又因为 AB=BC

FAsinFCsin

FAFC

Fy0

F

2FAsin

FAFB

F40KN 2sin第2章 常用机构概述

1．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．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．机构的自由度计算

（1）n＝7，PL＝10，PH＝0

（2）n＝5，PL＝7，PH＝0 F3n2PLPH

F3n2PLPH

37210

3527



11

C 处为复合铰链

（3）n＝7，PL＝10，PH＝0

（4）n＝7，PL＝9，PH＝1 F3n2PLPH

F3n2PLPH

37210

37291

1

2

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．C

2．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．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：

lADlBClABlCD

lABlADlBClCD130mm

因此lAB的最小值为130mm 4．如下图：

第4章 凸轮机构 1．凸轮

推杆

机架 2．尖顶

滚子

平底 3．盘形

圆柱

曲面

4．解：（1）R0RLrT2515515mm

（2）

（3）HLRrTR0251551530mm

（4）S(RrT)2L2(RL)rT10.98mm

第5章 其他常用机构

1．棘轮机构

槽轮机构

不完全齿机构 2．左旋

右旋

三角形

矩形

梯形

锯齿形

3．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np

机械设计基础课程形成性考核作业答案

（二）第6章 构件内力分析

1．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．

最大轴力Nmax40KN

最大轴力Nmax3P

3．4．（1）解：求支反力

MA0

4RBM2F0

MB0

4RAM2F0

RA6.25kN

RB3.75kN

由 Y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。下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6.25kN

在C点左截面，QRA6.25 kN

在C点右截面，QRB3.75 kN

在B点左截面，Q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：

在A点，M0

MC左RA212.5KN

MC右RA2M7.5KN

在D点，M0

画出弯矩图，如下图：

最大Qmax6.25KN

Mmax12.5KNM

（2）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

MM由 A0

4RB2q200

4RA2q20

BRA10 kN

RB10 kN Y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10KN MRAx10x

CD段：

QRAq(x1)2010x

MRAxq(x1)/210x5(x1)

2DB段：

QRA2q10KN

M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

同学可按第一题做法自己做一遍本题

（3）解：求支反力

MA0

RBllq3lqa20 24ql1l0 24

2Rlqa

M0AB1qa23qa2

RAql

RBql

8l8l由 Y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0

1qa2在A点稍右，QRAql

8lql3qa2在B点稍左，QRAql

28l在B点稍右，Q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

l12qa2在C点左截面

MRAql

2162l12qa22在C点右截面

MRAqaql

2162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RAq(xl/2)0

得

5a2

xl

8l

此点的弯矩值为：

q(xl/2)2

MDRAxqa

22932qa42qlqa2

12882l

根据上面数值可做剪力图弯矩图如下：

最大Qmax 3qa2932qa42qlqa2KN.M KN

Mmax ql8l12882l第7章 构件的强度和刚度

1．弹性阶段

屈服阶段

强化阶段

缩径断裂阶段 2．

屈服极限

强度极限 3．解：（1）

F50103（2）AB段1100MPa 2A1510F9010390MPa BC段22A21010FN1l1501031000（3）AB段：l10.5mm（缩短）

EA1200103500FN2l2901031000BC段l20.45mm（伸长）3EA2200101000

ll1l20.50.450.05mm（缩短）4．解：求支反力。

MMB0

RA2F10 0

RB2F10

A

RA5KN

RB5KN

Mmax5KNm

maxM5KNm Wbh266510665106

23b(2b)4b

b36510636510636mm

44160截面宽b＝36mm

高h＝2b＝72mm

5．解：（1）求约束力

MMB0

RA4F2M0 0

RB4F2M0

A

RA10KN

RB0

（2）画剪力图，弯矩图：

Mmax20106

（3）594MPa＞

W70332所以此梁不安全。

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（三）第8章

齿轮传动 1．C 2．齿数

压力角

变位系数

3．法面

法面压力角

螺旋角相等

相反 4．17 5．C 6．解：da1(z12ha*)m

m2.5mm

am(z1z2)/2

z287mm

d2mz22.587217.5mm

da2(z22ha*)m222.5mm

df2(z22ha*2c*)m211.25mm

dbd2cos204.38mm

7．解：（1）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）Ft2tg1Ft3tg2

Ft22TIId22TIId

3Ft3

tg1cos1tg2cos22TII2T tg1IItg2

→

mn2Z2mn3Z3d2d32

sinsin1mn3Z3

mn2Z2

28.27°

8．解：

小齿选用45号钢，轮调质处理，查表硬度220HBS 大齿轮ZG45 硬度180HBC

查表得 Flim1190MPa

Flim 0Pa214M

Hlim247M Hli15Pa0Pam55M

查表得：SH1.SF1.H1Hl1in555SH1.1

50.45MPa H2Hli2n470427.3MPaSH1.1

F1Fl1in190SF1.4

F213.57MPaFl2in140SF1.4 100MPa

计算转矩：

T19.5510645.3104Nmm 720由于原动机为电动机，中等冲击，对称布置，故得K=1.2 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：

am(z1z2)/2196mm uz2732.92 z125 ∴H

KT1(u1)3355221.7MPa427.3（安全）

ub2a2下面，我们再较核齿根弯曲疲劳强度。查表得：

YFS14.22

YFS23.88

F1z1F2z2YFS1YFS2

F1

2KT1YFS1＜100 ＜135.7(安全)17.2MPa2b2mz1第9章

齿轮传动

1．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．因为蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关。3．（a）

（b）

第10章

作业题

1．解：i＝z2z3z420254022

转向：逆时针 18252z1z2'z3'2．解：i163．解：

iz2z3z4z5z6

z1z2'z3z4'z5'zzzzn12345200 n5z1z2'z3'z4'n12.5r/min i

n5

v64．解：

H

i13d5n5'601000mz5n5'6010000.0105m/s10.5mm/s

zzn1nH1521 23n3nHz1z2'1681由于轮3为固定轮（即n30），i1Hzzn13939160H 1i13123 ＝141411681nHz1z2'

iH11/i1H10.51

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（四）第11章 带传动

1．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．带紧边刚绕出小带轮处 3．解：（1）Fmaxef12F0180.7N

ef1

（2）TFd1180.71009035N.mm 22

（3）vd1n16010007.6m/s

PFv180.77.60.951.304kW

第12章 联

接

1．轴径

轮毂的长度 2．矩形

渐开线

三角形

3．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．心轴 转轴 传动轴

2．C 轴承无法拆卸，应将轴肩高度低于轴承内圈。

第14章 轴承 1．

2．解：S10.68R10.6834002312N

071N4

S20.68R20.68105

S1Fa2312870＞714N

∴左边轴承被放松，右边轴承被压紧。A1S12312N A2S1Fa3182N A12312A31280.68e 22.98＞e 通过查表 R13400R21050

∴x11 y10 x20.44 y21.19

∴PKN 1x1R1Y1A13400 P2x2R2Y2A24184.3KN

P2大，我们用它计算 查表得 C30500KN fp1.5 L10h

第15章 联轴器与离合器

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。

106ftC()=1060（h）60nfpP

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