机械基础多学时思考及练习题答案.docx

1、机械基础多学时思考及练习题答案思考与练习题参考答案绪论1思考题（1）构件和零件的主要区别。答：构件是运动单元，零件是制造单元，零件组成构件。（2）一台完整的机器，通常都是由哪几部分组成。答：一台完整的机器，通常都是由动力装置、传动装置、执行装置和操纵、控制及辅助装置组成的。（3）机械零件使用最广的材料是什么材料。答：机械零件使用最广的材料是金属材料。2选择题 （1）( A )统称为机械。 A机器和机构 B机构和构件 C构件和零件 D零件和机器 （2）CA6140型普通车床的执行装置是( D )。A床头箱 B进给箱 C挂轮箱 D主轴（3）下列说法中正确的是( B )。 A生活中如果没有摩擦，会给

2、我们带来极大的方便 B冬天向冰雪覆盖的地面上洒些炉灰是为了增大摩擦 C胶鞋的鞋底一般都有花纹，是为了减小行走中摩擦力3简答题（1）何谓机械?答：机械是人类在长期生产和实践中创造出来的重要劳动工具，它可以减轻体力劳动、改善劳动条件、提高劳动生产率、改进产品质量，是社会生产力发展水平的重要标志。机械是机器和机构的总称。（2）简述机械零件的承载能力。答：组成机器的零件具有足够的承受载荷的能力，称为承载能力。零件的承载能力主要由强度、刚度和稳定性三个方面来综合衡量。（3）简述摩擦的利弊及增大或减小摩擦的方法。答：（1）摩擦的有利作用 传动作用 制动作用 阻尼作用（2）摩擦的有害作用 损耗能量 引起磨损

3、（3）增大摩擦的方法增大摩擦的方法有：增大压力、增大接触面的粗糙程度等。（4）减小摩擦的方法减小摩擦的方法有：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、在接触面上加润滑剂、利用气垫、磁悬浮（使两个互相接触的摩擦面彼此分离）等。第1章题解思考题：1力的三要素是什么？ 答：力的三要素是力的大小、方向和作用点。2二力平衡条件是什么？答：二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。3作用力和反作用力的关系是怎样的？ 答：作用力与反作用力总是同时存在、同时消失，且大小相等，方向相反，其作用线沿同一直线，分别作用在这两个物体上。4什么叫约

4、束？答：限制非自由体运动的物体称为约束。5常见的约束类型有哪些？ 答：常见的约束类型有柔体约束、光滑面约束、光滑圆柱铰链约束、固定端约束等。6三力汇交于一点，是否一定平衡？为什么？答：否，因为三力平衡汇交定理是共面且不平行三力平衡的必要条件，但不是充分条件，即同一平面的作用线汇交于一点的三个力不一定都是平衡的。7平面任意力系的独立平衡方程有几个？能求解几个未知数？答：平面任意力系的独立平衡方程有3个，能求解3个未知数。练习题：1如图1-46所示，画出图示中球的受力图。 （a） （b） （c）图1-46解：（a） （b） （c）2如图1-47所示，画出图示中AB杆的受力图。（a） （b） （c）

5、图1-47解：（a） （b） （c）3如图1-48所示，试分别画出图中AD杆件，BC杆件的受力图。解：4已知垂直于手柄的作用力 F80N ，如图1-49所示，问拔起钉子的力Q 有多大？ 解：根据MA（F）MA（Q）F300Q30Q=300F/30 10F 1080 800Nmm5. 如图1-50所示，已知F6kN，试求图中梁AB的支座反力。 图1-50解：（1）画AB杆的受力图，如下图所示。（2）列平衡方程。由Fx0得 NAXFcos45o0 由FY0得 NAy+ NBFsin45o0 由MA（F）0得 NB6Fsin45o20 （3）求解未知量 由式得 NAXFcos45o64.2kNm 由

6、式得 NB(Fsin45o2)/66261.4kN由式得 NAyFsin45oNB61.42.8kN第2章答案1选择题（将正确答案的字母序号填入括号内） （1）如图2-62所示结构，若用铸铁制作杆1，用低碳钢制作杆2，是否合理? ( B )A合理 B不合理 C无法判断图2-62 （2）什么是纯弯曲? ( C ) A载荷与约束力均作用在梁的纵向对称面内的弯曲 B剪力为常数的平面弯曲 C只有弯矩而无剪力的平面弯曲 （3）试分析如图2-63所示，圆截面扭转时的切应力分布，正确的是（ D ）。A B C D图2-632计算题 （1） 试求如图2-64所示，各杆1-1、2-2、3-3截面的轴力， 并作轴

7、力图。（a） （b）图2-64解：（a）如图（c）所示，杆上有四个外力，将杆分为AB、BC和CD 三段，逐段计算轴力。 设各段的轴力均为拉力，由截面法，如图2-9（d）、（e）、（f）可得:：AB 段 Fx =0 FN1+40+3020=0 解得 FN150kN（拉力）图2-9（d)BC 段 Fx 0 FN2 +30-20 0解得 FN2 10kN(拉力）图2-9（e ）CD 段 Fx 0 FN320 0解得 FN3 20kN（压力）图2-9（f ）FN3为负值，说明FN3的方向应指向截面，截面受压。（b）如图（g）所示，杆上有3个外力。 设各截面的轴力均为拉力，由截面法，如图2-9（h）、（

8、i）、（j）可得:：1-1截面 Fx =0 FN1=0 图2-9（h)2-2截面 Fx 0 FN2 -4P 0解得 FN24P 图2-9（i）3-3截面 Fx 0 FN3P4P 0解得 FN3 3P 图2-9（j）（2）如图2-65所示，一重量为710 N的电动机，采用M8吊环，螺钉根部直径d =6.4mm。已知许用应力= 40MPa，问起吊电动机时，吊环螺钉是否安全。（不考虑圆环部分）图2-65解：分析：已知吊环螺钉材料的许用应力、截面尺寸及外力，问吊环螺钉是否安全，这是属于校核强度问题。吊环螺钉的轴力： FN710N吊环螺钉横截面积Ad2/43.146.42/432.15mm2吊环螺钉横截

9、面上的应力20.1N/mm220.1 MPa吊环螺钉的强度足够，吊环螺钉是安全。（3）指出图2-66中构件的剪切面和挤压面。答：构件的剪切面铆钉与中间板的上表面、下表面同平面的横截面，铆钉的剪切面为圆平面。构件的挤压面左边铆钉与中间板的挤压面是铆钉与中间板在右边的接触表面，挤压面是半圆柱表面。右边铆钉与中间板的挤压面是铆钉与中间板在左边的接触表面，挤压面是半圆柱表面。图2-66第3章答案思考题1.什么是黑色金属材料？在现代工业中应用最广泛的黑色金属材料是哪两种？答：主要是由铁和碳两种元素组成的合金材料，统称为黑色金属材料。钢和铸铁是现代工业中应用最为广泛的黑色金属材料。2.碳钢的有哪些性能特点

10、，举例说明应用？答：碳钢因含碳量和用途不同其性能特点也不同，具体简要如下：1）（普通）碳素结构钢的性能和应用 （普通）碳素结构钢是建筑及工程中应用最多的钢材，其性能特点是：碳素结构钢的杂质和非金属夹杂物较多，冶炼容易；工艺性能（焊接性、冷成形性）优良；价格便宜等性能特点，用于厂房、桥梁、船舶等建筑结构一些受力不大的机械零件，2）优质碳素结构钢的性能和应用优质碳素结构钢的性能特点是：化学成分准确、力学性能可靠；硫、磷有害杂质元素含量较少，钢的质量较高；力学性能和工艺性能取决于优质碳素结构钢的含碳量，具体而言：属于低碳钢的这类钢具有良好的强度、塑性、韧性及焊接性能，硬度较低。主要用于制造冲压件、焊

11、接结构件及强度要求不高的机械零件、渗碳件，如法兰盘和垫圈等。属于中碳钢的这类钢具有较高的强度、硬度，其塑性、韧性随含碳量的增加而逐步降低，有良好的切削性能。这类钢经调质后，能获得较好的综合力学性能，主要用于制造受力较大的机械零件，如曲轴和齿轮等。属于高碳钢的这类钢具有较高的强度、硬度和弹性，但焊接性能不好，切削性能稍差，冷变形塑性差，一般制造过程均需要热处理（淬火与回火）。高碳钢主要用于制造具有较高强度、耐磨性和弹性的零件，如弹簧、板簧和螺旋弹簧等弹性零件及耐磨零件，3）碳素工具钢的性能和应用碳素工具钢均为含碳量在0.7以上的高碳钢，且属于优质钢或高级优质钢。其性能主要特点是硬度高，脆性大，一

12、般制造过程均需要热处理（淬火与回火）。碳素工具钢主要用来制造低速、手动刀具及常温下使用的工具、模具和量具等3.工程塑料的有哪些类型、有什么特性？举出应用实例？答：1）复合材料的分类复合材料按增强基体不同可分塑料基复合材料、金属基复合材料、橡胶基复合材料和陶瓷基复合材料；复合材料按性能不同可分结构复合材料和功能复合材料；复合材料按增强材料种类和结构形式不同可分为层叠、细粒、纤维增强复合材料等。2）复合材料的特性复合材料既保持原有材料特性外，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。如比重小、比强度高和比模量（材料的弹性模量与密度之比）大；具有优良的化学稳定性、润滑性；减摩性与耐磨性好；抗疲

13、劳性与减振性好；耐蚀性与高温性能好；加工成形性好。3复合材料的应用实例如齿轮；储油罐、电解槽；船艇、汽车车身、大型发动机罩壳；泵、阀、管道；减摩、耐磨及密封件；电视机的外壳等。 4.橡胶的有什么特性？举出应用实例？答：橡胶具有高的弹性；优异的伸缩性和储能能力；良好的耐磨性、隔音性、阻尼性和挠性；优良的电绝缘性、不透水性和不透气性等特点。举例：汽车轮胎；动、管道口密封垫；机座减振垫片；V 带与运输胶带；橡胶管道；电线、电缆和电工绝缘材料；离合器上的制动片等。 练习题1. 什么叫碳素钢？它有哪些常用分类方法？答：1）碳素钢是指在冶炼时没有特意加入合金元素，且含碳量一般小于2%的钢。2）碳素钢常用的

14、分类方法有四种：即按钢的含碳量分类，按钢的质量分类，按钢的用途分类及按冶炼时脱氧程度的不同分类。2.什么是铸铁？铸铁一般可分为哪几种类型？答：1）铸铁是含碳量大于2.11的铁碳合金。2）铸铁的分类按断口颜色可将铸铁分为灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁；按化学成分可将铸铁分为普通铸铁和合金铸铁；按生产工艺和组织性能可将铸铁分普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等。3.指出下列碳素钢牌号的意义：Q235FA 20 65Mn T10 T12A ZG250550答：Q235FA表示屈服强度为235Mpa质量为A级的普通碳素结构钢.20含碳量为0.20的优质碳素结构钢。45含碳量不0.45的优质碳素结构钢

15、。65Mn含碳量为0.65的含锰量较高的优质碳素结构钢.T10表示含碳量为1.0的碳素工具钢。T12A表示含碳量为1。2的高级优质碳素工具钢。ZG250550表示最低屈服强度为250Mpa,而最低抗拉强度为550Mpa的铸造碳钢.4.指出下列铸铁牌号的意义：TH150 TH300 KTH30006 KTZ55004 QT5007答：TH150表示最低抗拉强度为150Mpa的灰铸铁。 TH300表示最低抗拉强度为300Mpa的灰铸铁。KTH30006 表示最低抗拉强度为300Mpa，最低延伸率为6 的黑心可锻铸铁 KTZ55004表示最低抗拉强度为550Mpa，最低延伸率4的珠光体可锻铸铁。QT

16、5007表示最低抗拉强度500Mpa，最低延伸率7的球墨铸铁。5.选择题1）工程机械上，承受冲击载荷，要求具有外硬内韧性能的零件应选择（ B ）材料制造。A，低合金结构钢 B， 合金渗碳钢 C，合金调质钢 2）受力复杂的，要求具有良好的综合力学性能的重要零件可采用（ B ）材料制成。 A合金渗碳钢 B合金调质钢 C流动轴承钢3）车床加工中，应用最广的刀具材料是（ B ）。A，碳素工具钢和高速钢 B，高速钢和硬质合金 C，合金刃具钢和高速钢 4）生产塑料制品模具材料应采用（ C）材料制成。 A，碳素工具钢 B，冷作模具钢 C，热作模具钢5）通用工程机械上承受压力的座体、箱体零件一般采用（ C ）

17、材料制成。A，普通碳素结构钢 B，低合金结构钢 C，灰铸铁6）铸件、锻件或焊件在粗机械加工之前应安排（ A）处理工艺，以消除其内应力。 A，退火或正火 B， 调质 C，淬火7）航海船舶上需配制一齿轮零件，该零件应选用（ C）材料制造。 A，优质碳素结构钢 B，合金结构钢 C，铜合金黄 D，铝合金8）制造飞机的元件材料主要是（B）。A，铜合金 B，铝合金 C，合金结构钢第4章答案思考题：1、试述公称尺寸和极限尺寸的含义？答：公称尺寸：由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。极限尺寸：尺寸要素允许的尺寸的两个极端，它以公称尺寸为基数来确定。2、试述极限偏差和尺寸公差的含义？答：极限偏差：极限尺寸减去其

18、公称尺寸所得的代数差，称为极限偏差。尺寸公差：允许尺寸的变动量称为尺寸公差。3、试述标准公差的含义？答：标准公差：国家标准规定的公差数值表中所列的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。4、试述配合的含义，配合分哪三类，这三类配合各有何特点？答：国家标准规定了两种配合制，基孔制和基轴制。基孔制是指基本偏差为一定的孔的公差带，与不同的基本偏差的轴的公差带所形成的各种配合的一种制度。基孔制中的孔称为基准孔，用H表示。基准孔的基本偏差为下极限偏差EI，且数值为零，即EI=0。上极限偏差为正值，其公差带偏置在零线上侧。基轴制是指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成的各种配合的

19、一种制度。基轴制中的轴称为基准轴，用h表示，基准轴的基本偏差为上极限偏差es，且数值为零，即es=0。上极限偏差为负值，其公差带偏置在零线的下侧。5、什么是零件的几何要素？答：零件的几何要素：构成零件几何特征的点、线、面。6、什么是形状公差和位置公差？答：形状公差：形状公差是为了限制形状误差而设置的。形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。位置公差：位置公差是指关联实际要素的位置对基准要素所允许的变动全量，是限制两个或两个以上要素在位置关系上的误差。7、测量的方法有几种？答：根据被测件的特点和要求选择合适的测量方法，可按照测量值获得方式的不同，将测量方法分为以下几种：（1）按获得结果的

20、方式分类：直接测量和间接测量（2）按比较的方式分类：绝对测量和相对测量8、常用的测量量具有哪些？答：（1）基准量具（2）通用计量器具（3）极限量规类练习题：1、 公称尺寸上极限尺寸下极限尺寸上极限偏差下极限偏差公差孔88.0408.0250.0400.0250.015轴6059.94059.8940.0600.1060.046孔3030.12030.0200.1200.0200.100轴5049.95049.8880.0500.1120.062第5章 答案1.联轴器安装时应注意什么？答：装配时按先内部后外部的合理顺序进行，联轴器两轴的对中偏差及联轴器的端面间隙，应符合机器的技术文件要求。两半联

21、轴器端面应紧密接触，其两轴的对中偏差：径向位移应不大于0.03毫米，轴向倾斜应不大于0.051000。2.联轴器在安装过程中关键的环节是什么？答：联轴器在安装过程中关键要掌握联轴器在轴上的安装、联轴器所联接两轴的对中、零部件的检查及按图纸要求安装联轴器等环节。 3.联轴器在轴上装配完后，应检查的重要项目是什么？答：联轴器在轴上装配完后，应仔细检查联轴器与轴的同轴度。一般是在联轴器的端面和外圆设置两块百分表，使轴转动，观察联轴器的全跳动（包括端面跳动和径向跳动）的数值，判定联轴器与轴的垂直度和同轴度的情况。4.松键连接和紧键连接有哪几种类型？答：松键连接主要有平键及半圆键连接，紧键连接主要有楔键

22、及切向键连接。5.螺纹的连接有哪几种类型？答：一般分法：外螺纹、内螺纹；圆柱螺纹、圆锥螺纹；左旋螺纹、右旋螺纹。按牙型的不同分为 ： （1）三角螺纹图512a，效率低，易自锁，多用于连接。（2）矩形螺纹图512b、梯形螺纹图512c，锯齿形螺纹 图512d,效率较高，主要用于螺旋传动。（3）管螺纹：主要用于管路的连接。根据螺旋线数目分：（1）单线螺纹； （2）双线螺纹；（3）多线螺纹；习题1选择题(1) 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 A 。A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高C. 防振性能好 D. 自锁性能差(2)用于薄壁零件连接的螺纹，应采用 A 。A. 三角形细

23、牙螺纹 B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹(3)三角形螺纹适用于 A ，而梯形螺纹适用于 B 。A. 连接 B. 传动 C.校核 D. 连接传动(4)能构成紧连接的两种键是 C 。A. 楔键和半圆键 B. 半圆键和切向键 C. 楔键和切向键 D. 平键和楔键2.判断题（(对的画，错的画)（1）（ ）螺纹相邻两个牙型上对应点之间的轴向距离称为导程。（2）（ ）联轴器联接的两轴可在机器工作时方便地实现分离与接合。（3）（ ）平键连接主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接。（4）（ ）普通平键的键宽和键高按键所在的轴径 d 查标准选定。（5）（ ）板弹簧主要用作各种车辆的

24、减振装置。（6）（ ）联轴器在轴上装配完后，应仔细检查联轴器与轴的同轴度。（7）（ ）螺纹连接联接在设计上都是满足自锁条件的，因此不会松脱。（8）（ ）平键和楔键形状相似，因此它们的工作面都是两侧面。第6章答案思考题1铰链四杆机构有那几种基本型式？各有什么特点？答：铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。曲柄摇杆机构：曲柄为原动件，并作匀速转动；而摇杆为从动件，作变速往复摆动。不等长曲柄的长度不相等，主动曲柄等速回转一周，从动曲柄变速回转一周；平行双曲柄机构，两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，这种机构运动的特点是，两曲柄的角速度始终保持相等。反平行双曲柄机

25、构，两曲柄转向相反且角速度不等。2曲柄存在的条件是什么？答：铰链四杆机构有曲柄的条件（1）曲柄为最短构件，又称最短构件条件；（2）最短构件与最长构件长度之和小于或等于其他两构件长度之和，又称构件长度和条件。3铰链四杆机构中有可能存在死点位置的机构有哪些？它们存在死点位置的条件是什么？试举出一些克服死点位置的措施和利用死点位置的实例。答：曲柄摇杆机构：以摇杆为主动件，曲柄与连杆共线即为死点。曲柄滑块机构：以滑块为主动件，曲柄与连杆共线即为死点。 家用缝纫机的皮带轮即是飞轮，可克服死点，飞机起落架即是利用死点的最典型的实例。4凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑哪些因素？答：按凸轮形状

26、分：(1)盘形凸轮 (2)移动凸轮 (3)圆柱凸轮按从动件端部形状分：(1)尖顶从动件 (2)滚子从动件 (3)平底从动件载荷较小的低速凸轮机构，选择尖顶从动件，工作中要求磨损小的选择滚子从动件，高速重载的凸轮机构中选择平底从动件。5什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？答：能将原动件的等速连续转动变为从动件的周期性停歇间隔单向运动（又称步进运动）或者是时停时动的间歇运动，称为间歇运动。棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构都可实现间歇运动。6棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构，它们各有什么特点？答：棘轮机构.可将主动摇杆连续往复摆动变换为从动棘轮的单向间歇转动。棘轮具有结构简单、加工方便、运

27、动可靠等特点。但冲击、噪音大，且运动精度低。槽轮机构能准确控制转角、工作可靠、机械效率高，与棘轮机构相比，工作平稳性较好，但槽轮机构动程不可调节、转角不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击。槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此制造成本上升。习题一判断题 (对的画，错的画)1（ ）曲柄和连杆都是连架杆。2（ ）平面四杆机构都有曲柄。3（ ）在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点”位置。4（ ）铰链四杆机构都有摇杆这个构件。5（ ）在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。6（ ） 曲柄滑块机构，滑块在作往复运动时，不会出现急回运动。7（

28、）利用选择不同构件作固定机架的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构。8（ ）单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。二选择题(将正确答案的序号写在括号内)1在曲柄摇杆机构中，只有当(d. )为主动件时；(b)在运动中才会出现“死点”位置。 a连杆 b机构 C曲柄 d.摇杆 e连架杆 2当急回特性系数为(c )时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 aK1 3曲柄滑块机构是由(a)演化而来的。 a曲柄摇杆机构 b双曲柄机构 c双摇杆机构 4铰链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机构(b )。 a有曲柄存在 b不存在曲柄 C有摇杆存在5. 能产生急回运动的平面连杆机构有(

29、b )。 a铰链四杆机构 b.曲柄摇杆机构 c双摇杆机构 第7章 答案思考题1、摩擦型带传动的截面形状分为哪几种？答：摩擦型带传动按带的截面形状可分为平带传动、V带传动和圆带传动等多种形式。2、何谓模数？它的大小说明了什么？答：为了便于齿轮的设计、制造、测量及互换使用，人为地把齿距p除以圆周率所得的商，称为齿轮的模数，用m表示,其单位为mm。模数的大小是表明轮齿工作能力的重要标志。3、何谓根切现象？何谓最少齿数？答：用展成法加工齿数较少的齿轮，会出现轮齿根部的渐开线齿廓被刀具切削掉一部分的现象，这种现象称为根切。将加工标准齿轮不发生根切现象时的最小齿数称为最少齿数，用z表示。对于渐开线直齿圆柱齿轮而言，正常齿制，z17，短齿制，z14。4、齿轮系分哪几种基本类型？它们的主要区别是什么？答：按轮系运动时各齿轮的轴线是否相对固定，可将轮系分为定轴轮系、行星轮系和复合轮系三大类。它们的主