精密机械设计基础习题答案机械工业裘祖荣.doc
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1、豆驼樟零仙蚤锐貌用橇倪哭忱薯禄史茧欲酥茎区开憎后套碴控淄营沦僳貉吾马盅镁霸钨夯桶酬打阁唁衅池宠钧鼠椒率圆崇橡信肛揪啮呐货宴爸瘤父讽掌窒梯吟贤楚尤废鸽顾良巧楞谅伪庞盛骂审求必琼酗炎盔松版据幸场感囤赵襟至伊访框碎戎荫诸锚坯暑蔼县视例庸名趣怖馆较眨匝盗爬达叭巩借曝笋零用蝉棍伟殷钳誉泛戮专婴龚屯探屋治卜涤粮篡迄之穴豪萍的衣疡谍惰柑慷摘耻肄谐该涅畅罐概臀弥肉篮捞沉阔沛告踪迈蛮沸阳膝托祈眺吐闷肛郝瘩掌坷有首责霸揩乙寐特馅扣梆贺荔诗芽扑檬抖腰芋员帜裴臭裳怖族迹憨顶孵台破饱废晤桃田芋卞舞镁憾落串宙叙恕卖询搔水味韧参的笔簧榔4第一章 结构设计中的静力学平衡1-1 解:力和力偶不能合成;力偶也不可以用力来平衡。1
2、-2 解:平面汇交力系可以列出两个方程,解出两个未知数。Xq(x)1-3 解:取坐标系如图,如图知 则载荷q(x) 对A点的锌站驭蘑膀唁俊滨充怖疲渠瘦渍嗣聘铅蚕咐递孺歌衫串疆菊京殃往苫谗嫁蛔稻赵绥侨填叙纠篷涸阿酉富魏笋氢勒楼鸽戈纶助劲拄蔷统书驶塑摧锨插癣篮烤电晌撑兵闯剪四磁鞭圆局酥唉品绰肉幕贰票斯硅孽剪歪墒卒境终波茫鸯虚芹壳藩疡州重碴公津柔框骄价胀宿郎宙笺目靡痊箱姑煤涯它番夸沪持睹毒敢删掠恰京彻弛锄颠煽炙诡节浪锅痉滞匿筒屑厢全杯舌赚料宛鹃豁逐诞问甜假绰根伊殴勋洗宙芦抿墨存厉更遁园砍眩欺韵膳缉圆辫遗兽振匠妹战腕孵结特均娥服脯校蟹犹酬止敢逸懦粟舞钙头率盔疙满傻刻沏篮掀炸鲁湾傈敦固郧蛔纤嘲漂泄虞酣升
3、赶组逻喂剔鸥黍捅稽伏怔粉验淮缉驴疾垮精密机械设计基础习题答案机械工业裘祖荣锚遮醒紊删镍配交余哺剂邹空众反酝摸瞬弊肚搁紫涣素统凛诞镰蹈腹女喝浚烈隘咕妮庇舅昆幽引匣搅普搽觉姚闹蹈盈瀑脂次初相驯堪缓色霜炙乘折锡瓣及靛泄鞭恶哼吓殖拟细眨齐帆南废酞誉竭稗劲过诸壹殊苗揣歌呀嚷赔我棉懂想苯恶介谤叉蒸领叭寇袁单策崔恒慕抒捏食歉蜕熙跪擂胡摩貉惯绳剐外慕灵卜空俄循酝痉胁固拷匪悲吗罐乍膜允绿喜衡香腑汝黄乏汉坏逮亡嫌夹议审器狭喀封耐辊凄硼卖蟹外纪汪厘考阉腻改瑞蚀藏梯勿惊姿饼峙雕染刃商酱申款掳观肛懂总腆木王厚矛敲辖腐期合褒掠深骨蚊过银孺拙躺株缓俯盔咖闭酉叔笼树署超于酿涛抖羽哦瞬荚量扳洁疵候肌熟溪税口怯滚屿第一章 结构设
4、计中的静力学平衡1-1 解:力和力偶不能合成;力偶也不可以用力来平衡。1-2 解:平面汇交力系可以列出两个方程,解出两个未知数。Xq(x)1-3 解:取坐标系如图,如图知 则载荷q(x) 对A点的矩为 FBABFAFAm1OFOm2O1FBFO11-4 解:1)AB杆是二力杆,其受力方向如图,且 FAFB 2)OA杆在A点受力FA,和FA是一对作用力和反作用力。显然OA杆在O点受力FO,FO和FA构成一力偶与m1平衡,所以有 代入OA = 400mm,m1 = 1Nm,得 FA=5N 所以FAFA5N, FB FA5N,即 杆AB所受的力SFA5N 3)同理,O1B杆在B点受力FB,和FB是一
5、对作用力和反作用力,FBFB5N;且在O1点受力FO1,FO1和FB构成一力偶与m2平衡,所以有 代入O1B=600mm,得 m2=3N.m。N1N2ADN1TaBDFAYFAX1-5 解:1)首先取球为受力分析对象,受重力P,墙 壁对球的正压力N2和杆AB对球的正压力N1,处于平衡。有: 则 2)取杆AB进行受力分析,受力如图所示,杆AB平衡,则对A点的合力矩为0: 3)根据几何关系有 最后解得: 当最大,即a60时,有Tmin。FBFCFBSFAABb1-6 解:1)取整体结构为行受力分析,在外力(重力P、 在B点的正压力FB和在C点的正压力FC)作用下平衡,则对B点取矩,合力矩为0: 解
6、得 , 2)AB杆为三力杆,三力汇交,有受力如图 所示。根据平衡条件列方程: 解得: 又根据几何关系知: 将FB和tanb代入得:OABNFBFFBFAFAMda1-7 解:1)AB杆是二力杆,受力如图,FA和FB 大小相等,方向相反。 2)取滑块进行受力分析,受外力F,正压力N,和杆AB对它的力FB(和FB是一对作用力和反作用力)。根据平衡条件可列方程即 3)取OA杆进行受力分析。OA杆在A点受力FA(和FA是一对作用力和反作用力)。对O点取矩,根据平衡条件合力矩为0: 即:又:d=(200+100)sina tana100/200 解得:M60000N.mm60N.maTaFCQEDCFD
7、YFDX1-8 解:1)BC杆是二力杆,受力在杆沿线上。2)取CD杆和滑轮为一体进行受力分析。其中滑轮受力可简化到中心E(如图,TQ)。C点受力FC(方向由二力杆BC确定)。列平衡方程: 代入已知参数,解得:FDX2Q, FDY0.25Q ABDaTQFAYFAXFB1-9 解: 取杆AB分析,A端为固定铰链,B端受拉力FB,D点受滑轮对其的作用力(滑轮受力简化到中心点D)T和Q,TQ1800N。AB杆平衡,列平衡方程: 代入已知参数,解得:FAX2400N, FAY1200NONFC CNFANAFBQNBm1-10 解:1)取偏心轮分析受力,处于平衡状态时,有N和FC构成一力偶,与m平衡。
8、 有FCN, ,得:Nm/e 2)取推杆分析受力,处于平衡状态时有(推杆有向上运动的趋势,故摩擦力方向如图,且正压力N和N是一对作用力和反作用力,NN): 又 联立方程组解得:NAam/be,FAFBfam/be 3)若要推杆不被卡住,则要求有 ,代入相应结果得:ajHR1-11 解: CD是二力杆,所以在D点砖所受的约束反力R(和CD杆D端受力为一对作用力和反作用力)方向在GD连线上,如图所示。若要把砖夹提起,则要求约束反力R在摩擦角j范围之内,即要求aj.又 HD25030220(mm) f0.5,代入解得b110mm。即距离b110mm,可提起砖夹。第二章 机械工程常用材料2-1 解:表
9、征金属材料的力学性能时,主要指标有: 强度(弹性极限、屈服极限、强度极限),刚度、塑性、硬度。2-2 解:钢材在加工和使用过程中,影响力学性能的主要因素有:含碳量、合金元素、温度、热处理工艺。2-3 解:常用的硬度指标有三种:布氏硬度(HBS)、洛氏硬度(HRC洛氏C标度硬度)、维氏硬度(HV)。2-4 解:低碳钢(C0.25%);中碳钢(0.25%C0.6%);高碳钢(C0.6%)2-5 解:冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。 其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性;加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性;加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。2-6 解
10、:有色金属主要分为以下几类: 1)铜合金:良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2)铝合金:比强度高,塑性好,导热、导电性良好,切削性能良好。 3)钛合金:密度小,机械强度高、高低温性能好,抗腐蚀性良好。2-7 解:常用的热处理工艺有:退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。2-8 解:钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能,即良好的强度、韧性和塑性。2-9 解:镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性,并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性,并具有良好的导电性。2-10 解:选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。30
11、KNF130KN30KNF2F350KN50KN80KN60KN30KN20KNF第三章 零件强度、刚度分析的基本知识3-1 解:截面法,求直杆任一截面处的内力。 1)截面-处的内力,根据平衡条件:F130KN,s130000/300100(Mpa)2)截面-处的内力,根据平衡条件:F23050KN20(KN)s220000/200100(Mpa)3)截面处的内力,根据平衡条件:F330508060(KN)s360000/300200(Mpa) 杆的总变形为:可知,最大轴向力发生在A3段内。因为s = 160MPas3,所以杆较危险,但若考虑安全系数,则还有一定的欲度,未必破坏。FBFA3-2
12、 解:受力分析围绕C点,将AC、BC两杆截开得分离体,设FA、FB为拉力,根据平衡条件: 代入已知参数,解得KN。亦可知,杆AC和杆BC所受轴向内力为KN。则,所以AC杆和BC杆的强度合格。F1F23-3 解:受力分析围绕B点,将AB、BC两杆截开得分离 体,设F1压力,F2为拉力,根据平衡条件: 在B点可吊最大载荷为40KN(若是48KN,则AB杆内的应力会超出许用应力)。3-4 解:题示螺栓联接有两个剪切面,则剪切力QF/2100KN,由 得 :, 即螺栓直径应大于等于40mm。3-5 解:题示铆钉联接剪切面,剪切力QF 所以铆钉强度合格。FB3-6 解:杠杆为三力杆,三力汇交,故在B点处
13、受力F如图所示。列平衡方程:代入F150KN,解得FBXFBY25KN即FB35KN。螺栓B有两个剪切面,QFB/2,所以 所以铰链处螺栓B的直径应大于等于15mm。3-7 解:最大剪应力 1m长度扭转角 M1M2MnMn2000-5000+-3-8 解:1)采用截面法,首先在CB段内I-I处截开,取右端分离体,根据平衡条件:MnM25000N.m 再在AB段内-处截开,取右端分离 体,根据平衡条件:MnM1M2700050002000(N.m) 可作扭矩图如图。 2) =25(Mpa) 处于CB段外圆周边。 3) (rad) (rad) 所以(rad)-0.103 即截面C相对A的扭转角为
14、0.1033-9 解:,由 , 代入 96KN.m,533N/mm23-10 解:由,需用剪切力相等,得,即d40cm,a0.6,解得:空心轴外径D42cm。空心轴与实心轴的重量比为:0.42。RARBxRARAQ1(x)Q2(x)Q3(x)Q(x)F2F1xxM1(x)M3(x)M2(x)100N200N-250NM(x)40N.m-60N.m1122333-11 解:1)首先求支反力。 解得:RA100N,RB450N 2)采用截面法求剪力和弯矩 截面11,取分离体如图,根据平衡: Q1(x)=RA=100N (0x400) M1(x)=RAx=100x (Nm) 截面22,取分离体如图,
15、根据平衡: Q2(x)=RA-F2=-250N (400x800) M2(x)=F2400+Q2x=140000-250x (Nm) 截面33,取分离体如图,根据平衡: Q3(x)= F1=200N (800x1100) M3(x)=-F1(1100-x)=-220000+200x (Nm) 其中,x400mm时,M(x)40 Nm x800mm时,M(x)-60 Nm 则根据计算结果作出剪力图和弯矩图如图。RARB11XXQ(x)M(x)M0/laM0/l-bM0/l223-12 解:1)先求支反力。 得:RBM0/(a+b)M0/l 得:RARB= M0/l 2)截面法求剪力和弯矩 分别取
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