机械设计基础课程形成性考核作业答案

机械设计基础课程形成性考核作业答案（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

2FA sin

F FF

A FB

2sin

40KN

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 25.98mm

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 4R

B 2q 2 0 0 4RA 2q 2 0

B

RA 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)2/2 10x 5(x 1)2

DB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 24

ql1

l 0 24

2

R l qa M 0A B

1qa23qa2

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

2

2

932qa42

ql qa 2 12882l

根据上面数值可做剪力图弯矩图如下：

最大Qmax

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