机械设计基础Ⅱ(新)答案

机械设计基础(下)项目训练集班级：学号：姓名：宜宾职业技术学院机械设计基础课程组编制1目录1材料力学.......................................................................................22轮系.........................................................................................153螺纹连接与螺旋传动.................................................................224带传动.....................................................................................355链传动.........................................................................................496轴毂连接.....................................................................................537轴承...........................................................................................598轴.................................................................................................639联轴器和离合器.........................................................................71材料力学基础知识1材料力学知识要点一、材料力学基础（一）、构件承载能力-三个方面1.足够的强度构件抵抗破坏的能力称为强度。2.足够的刚度构件抵抗变形的能力称为刚度。3.足够的稳定性受压构件保持其原有直线平衡状态的能力称为稳定性。（二）、四种基本变形1轴向拉伸与压缩2剪切3扭转4弯曲（三）、基本概念1.基本假设均匀连续性假设、各向同性假设、小变形假设2．内力、应力（1）内力材料力学中的内力是指在外力作用下，杆件内部各部分之间相互作用力的改变量，称为“附加内力”，简称“内力”。（2）截面法用截面假想地把杆件分成两部分，以显示并确定内力的方法称为截面法。可将其归纳为以下三个步骤：截开：沿欲求内力的截面将杆件截分为两部分，保留任意一部分作为研究对象，弃去另一部分。代替：用作用于截面上的内力代替弃去部分对保留部分的作用。平衡：建立保留部分的平衡方程，确定未知内力。（3）应力分布内力在截面上其一点处的集度称为应力。应力P是矢量，通常将它分解为垂直于截面的分量和与截面相切的分量。垂直于截面，称为正应力；与截面相切，称为切应力。1Pa=1N／m2，1kPa=103Pa，1MPa=106Pa，1GPa=109Pa。二、轴向拉伸与压缩1．外力作用特点轴线方向的拉力或压力2．变形特点沿轴线方向伸长或缩短3．内力-轴力（1）轴力计算截面法计算（2）正负规定：拉正压负材料力学基础知识（3）轴力图4．应力-正应力正应力在横截面上均匀分布AFN5．强度计算maxAFN≤三、剪切和挤压1．外力作用特点作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且相距很近。2．变形特点截面沿外力的方向发生相对错动。该截面称为剪切面。剪切面平行于作用力的作用线，介于两个反向作用力之间。3．内力-剪力4．实用计算][AQ][bsbsbsbsAP四、扭转1．外力作用特点作用在杆两端的一对力偶，大小相等，方向相反，而且力偶作用面垂直于杆轴线。2．变形特点杆的各横截面绕轴线发生相对转动。3．内力-扭矩（1）扭矩计算外力偶计算：T=9549P／n截面法计算（2）正负规定：（3）扭矩图4．应力-切应力横截面上任一点处的切应力的大小与该点到圆心的距离成正比，圆心处的切应力为零，同一圆周上各点切应力相等。圆截面的边缘上切应力最大。maxppTRTIW材料力学基础知识5．强度计算maxmaxpTW五、弯曲1．外力作用特点外力垂直于梁轴线2．变形特点梁轴线将由直线变成曲线3．内力-剪力和弯矩（1）剪力和弯矩计算任意截面上的剪力等于该截面左段梁或右段梁上所有外力的代数和；任意截面上的弯矩，等于截面左段梁或右段梁上所有外力对截面形心力矩的代数和。（2）正负规定：（3）剪力图和弯矩图1)无载荷作用的梁段上，q(x)=0，FQ(x)=常量；M(x)为x的线性函数，即弯矩图为直线，且直线的斜率为FQ(x)=常量。2)均布载荷作用的梁段上，若均布载荷方向向下，FQ(x)为x的线性函数，图形为直线，直线的斜率为负，反之为正；M(x)是x的二次函数，图形为抛物线，FQ(x)=0对应抛物线的顶点即二次曲线的极值点，曲线凹向向下，反之曲线的凹向向上。3)集中力作用处，剪力值突变，弯矩图曲线在该点的斜率发生了变化。剪力值突变为正，弯矩图曲线斜率将沿正值突变，反之沿负值突变。斜率在该点的变化形成了弯矩图的折点。剪力图和弯矩图规律载荷剪力图弯矩图备注无载荷水平直线斜直线均布载荷斜直线曲线集中力作用处剪力值突变转折集中力偶无变化弯矩值突变4．应力ZMyImaxmaxZZMyMIW5．强度计算maxmaxZMW基材料力学基础项目训练材料力学训练题目一、材料力学基础1．填空（1）为了保证构件在外力作用下能够正常工作，必须满足：足够的强度、足够的刚度、足够的稳定性。（2）材料力学中的内力是指在外力作用下，杆件内部各部分之间相互作用力的改变量。（3）截面法是显示和计算内力的基本方法。（4）分布内力在截面上其一点处的集度称为应力。根据应力方向可分为正应力和切应力。（5）杆件受力后所产生的变形有以下几种基本形式：轴向拉伸与压缩、剪切、扭转和弯曲。2．选择（1）研究构件或其一部分的平衡问题时，采用构件变形前的原始尺寸进行计算，这是因为采用了(C)。(A)平面假设〔B)均匀连续假设(C)小变形假设(D)各向同性假设（2）材料力学中的内力是指（D）。(A)构件内部的力(B)构件内部各质点间固有的相互作用力(C)构件内部一部分与另一部分之间的相互作用力(D)在外力作用下，构件内部一部分与另一部分之间相互作用力的改变量二、轴向拉伸与压缩1．计算各截面的轴力并画出其轴力图。2．如图所示，试画出杆件的轴力图。基材料力学基础项目训练题2图题3图3．如图所示的杆件中，已知F1=20kN，F2=50kN，AB段的直径d1=20mm，BC段的直径d2=30mm，试：（1）计算各段的轴力，并画出轴力图；（2）计算各段中横截面上的正应力。*4．如图所示的阶梯杆，AC段为圆形截面，直径d=16mm，其上有一φ3的小通孔；CB段为矩形截面，其面积b×h=11×12mm。试计算阶梯杆横截面上最大的正应力。5．如图所示，结构中的AB杆视为刚杆，斜拉杆CD为直径d=20mm圆形截面杆，许用应力[σ]=160MPa。试计算结构的许可载荷[F]。F2500DCBA10001000Cφ3BA20kN35kNaaad基材料力学基础项目训练三、剪切和挤压*1．如图所示，两块钢板厚为10mm，若用直径为16mm的铆钉搭接在一起，钢板拉力F=40kN，*2．如图所示的轴、毂用平键联接，若轴的直径d=50mm，键的尺寸Lhb14mm×9mm×45mm。已知轴所传递的扭矩T980N.m，材料的许用切应力［τ］=60MPa，许用挤压应力［σjy］=150MPa。试校核键的强度。*3．如图所示为冲床机冲孔的情况。已知冲头的直径d=18mm，被冲钢板的厚度t=10mm，钢板的许用切应力［τ］=300MPa，试求冲孔所需的冲裁力F。基材料力学基础项目训练四、扭转1．绘制下图所示杆的扭矩图2．已知MA=76N.m，MB=190N.m，MC=114N.m，画扭矩图3.已知MA=1592N.m，MB=MC=477N.m，MD=638N.m，画出该轴的扭矩图。基材料力学基础项目训练4.画出轴的扭矩图5.画出轴的扭矩图基材料力学基础项目训练*6.如图所示传动轴，已知轴的转速，n=1OOr／min，试求：1)轴的扭矩图；2)轴的最大切应力；3）从强度角度分析三个轮的布置是否合理?若不合理．试重新布置？*7.如图所示传动轴的作用外力偶矩M1=3kN·m，M2=lkN·m,直径d1=50mm，d2=40mm，l=100mm，材料的切变模量G=80GPa。试求：1)画轴的扭矩图；2)求轴的最大切应力.*8.某汽车的传动轴是由45号无缝钢管制成。轴的外径90mmD，壁厚2.5mmt，传递的最大力偶矩为1.5kNmM,材料的60MPa。要求：1)校核轴的强度；2)若改用相同材料的实心轴，并要求它和原轴强度相同，试设计基材料力学基础项目训练其直径；3)比较实心轴和空心轴的重量。9.画出轴的扭矩图10．已知M2=142N.m，M1=366N.m，M3=224N.m，画轴的扭矩图基材料力学基础项目训练11．已知M1=276N.m，M2=84N.m，M3=116N.m，M4=76N.m，画轴的扭矩图五、弯曲1.已知图所示各梁的q、F、l、a，试求各梁指定截面上的剪力和弯矩。2.图示简支梁AB受集中截荷F=10kN，试计算A、B、C点的剪力和弯矩，画出梁AB剪力图和弯矩图。基材料力学基础项目训练（a）(b)3.试计算图示各点的剪力和弯矩，画出该梁剪力图和弯矩图。4.如图所示的外伸梁AD，作用有均布载荷q，集中力偶2032Mqa，集中力2Fqa。试画出该梁的剪力、弯矩图。*5．已知图所示各梁的q、F、l、Mo、a，画出其剪力、弯矩图，并求出最大剪力和最大弯矩值。基材料力学基础项目训练*6．图所示圆截面简支梁，已知截面直径d=5mm，作用力F=6kN，以a=500mm，试确定梁的危险截面，并计算梁的最大弯曲正应力。轮系项目训练2轮系一、填空题1.由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统称为齿轮系。2.轮系根据齿轮轴线的位置是否固定，可分为定轴轮系和行星轮系两大类。3.轮系中，惰轮不会影响轮系传动比的大小，而只是改变齿轮的转向。4.在轮系中，只改变齿轮转向，而不影响轮系传动比的齿轮，称为惰轮。5.用m)1(来判别首、末轮转向关系时，m)1(为负，表示首末轮转向相反。6.用m)1(来判别首、末轮转向关系时，式中m是指外啮合齿轮的对数。7.在行星轮系中，轴线位置固定不动的齿轮称为太阳轮。8.在行星轮系中，兼有自转和公转的齿轮称为行星轮。9.汽车后桥差速器是作为行星轮系中的差动轮系分解运动的应用。10.组成行星轮系的基本构件有太阳轮、行星轮和系杆。11.自由度为2的行星轮系，称为差动轮系。12.轮系中的惰轮对传动比大小并无影响，但却能改变从动轮的转向。13.用m)1(来判别首、末轮转向关系时，m)1(为正，表示首末轮转向相同。14.若轮系中所有齿轮轴线的位置都是固定不变的，这样的轮系称为定轴轮系。15.若轮系中至少有一个齿轮的轴线的位置会发生改变，这样的轮系称为行星轮系。16.行星轮系中，支持行星轮并和它一起绕固定几何轴线旋转的构件，称为系杆。17.差动轮系是行星轮系的一种，其自由度数目为2。18.行星轮系根据自由度的数目不同，分为简单行星轮系和差动轮系。19.一对外啮合圆柱齿轮传动，两齿轮的转向相反。20.在平面定轴轮系中，当外啮合齿轮的对数为奇数时，首、末轮转向相反。21.一对内啮合圆柱齿轮传动，两个齿轮的转向相同。22.在行星轮系中，轴线的位置会产生改变的齿轮称为行星轮。二、选择题1.轮