國家開放大學機械設計基礎課程形

成性考核作業（一）含答案

第1章靜力分析基礎

1.取分離體畫受力圖時，_CEF_力的指向可以假定，_ABDG_力的

指向不能假定。

A.光滑面約束力B.柔體約束力C.錢鏈約束力D.活動錢鏈反力

E.固定端約束力F.固定端約束力偶矩G.正壓力

2.列平衡方程求解平面任意力系時，坐標軸選在_B_的方向上，使投

影方程簡便；矩心應選在_FG一點上，使力矩方程簡便。

A.與已知力垂直B.與未知力垂直C.與未知力平行D.任意

E.已知力作用點F.未知力作用點G.兩未知力交點H.任意點

3.畫出圖示各結構中AB構件的受力圖。

4.如圖所示吊桿中A、B、C均為錢鏈連接，已知主動力F=40kN,AB

=BC=2m,a=30°.求兩吊桿的受力的大小。

解：受力分析如下圖

列力平衡方程：

又因為AB=BC

第2章常用機構概述

1?機構具有確定運動的條件是什么？

答：當機構的原動件數等于自由度數時，機構具有確定的運動

2.什么是運動副？什么是高副？什么是低副？

答：使兩個構件直接接觸并產生一定相對運動的聯接，稱為運動副。以

點接觸或線接觸的運動副稱為高副，以面接觸的運動副稱為低副。

3.計算下列機構的自由度，并指出復合錢鏈、局部自由度和虛約束。

(1)n=7,PL=10,PH=O(2)n=5,PL=7,PH=O

C處為復合錢鏈

(3)n=7,PL=10,PH=O(4)n=7,PL=9,PH=1

E、E，有一處為虛約束F為局部自由度

C處為復合錢鏈

第3章平面連桿機構

1.對于錢鏈四桿機構，當滿足桿長之和的條件時，若取_C_為機架，將

得到雙曲柄機構。

A.最長桿B.與最短桿相鄰的構件

C.最短桿D.與爵豆桿相對的構件

2.根據尺寸和機架判斷較鏈四桿機構的類型。

a)雙曲柄樹勾b)曲柄搖桿機構c)雙搖桿機構d)雙搖桿機構

3.在圖示錢鏈四桿機構中，已知，IBC=150mmzICD=120mm,

IAD=100mm,AD為機架；若想得到雙曲柄機構，求IAB的最小值。

解：要得到雙曲柄機構，因此AD桿必須為最短桿；

若AB為最長桿，貝UAB2BC=150mm

若BC為最長桿，由桿長條件得：

因此

的最小值為130mm

4.畫出各機構的壓力角傳動角。箭頭標注的構件為原動件。

,如下圖：

第4章凸輪機構

1.凸輪主要由—凸輪______推桿—和一機架—三個基本構件組成。

2.凸輪機構從動件的形式有—尖頂.從動件，一滾子.從動件和一平底_

從動件。

3.按凸輪的形狀可分為一盤形一凸輪、一圓柱一凸輪和一曲面—凸輪。

4.已知圖示凸輪機構的偏心圓盤的半徑R=25mm,凸輪軸心到圓盤

中心的距離滾子半徑試求：

L=15mm,rT=5mmo

(1)凸輪的基圓半徑R0=?解：(1)

(2)

(4)

(2)畫出圖示機構的壓力角a

(3)推桿的最大行程H=?

(3)

(4)圖示位置從動件的位移S=?

第5章其他常用機構

1.常用的間歇運動機構有一棘輪機構_，一槽輪機構_和_不完全齒機構一

等幾種。

2.螺紋的旋向有_左旋_和_右旋_,牙形有一三角形_,_矩形一一梯形_,

和一鋸齒形,

3.螺紋的導程S與線數n及螺距P之間的關系是什么？

答：導程S:在同一螺紋線上相鄰兩螺紋牙之間距離。

線數n:在同一圓柱面上制造螺紋線的數目。

螺距p:相鄰兩螺紋牙平行側面間的軸向距離。

因此

機械設計基礎課程形成性考核作業（二）

第六章構件內力分析

1.什么是構件的強度?什么是構件的剛度？

強度是構件抵抗破壞的能力，滿足強度要求是指在外力作用下構件不發

生破壞。

剛度是構件抵抗變形的能力，滿足剛度要求是指在外力作用下構件的彈

性變形量不超過允許的限度。

畫出圖示各桿的軸力圖，并計算最大軸力

2.Nmaxo

最大軸力

最大軸力

畫出圖示圓軸的扭矩圖,已知

3.MA=5kNm,MB=2kNm0

4.畫出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖，并計算最大

和

O

(a)

(1)解:求支反力

kN

kN

由

得知支反力計算無誤。

由幾何關系我們得知求出幾個重要點的剪力和彎矩值我們就可以畫處

圖像。下面我們開始求在下列幾處的剪力值：

在A點左截面，

在A點右截面,

kN

在C點左截面，

kN

在C點右截面，

kN

在B點左截面，

kN

在B點右截面，

畫出剪力圖，如下圖：

同理我們根據幾何關系求處幾處彎矩值：

在A點，

在D點,

畫出彎矩圖，如下圖：

最大

（b）

第7章構件的強度和剛度

1.在作低碳鋼的拉伸試驗時，整個拉伸過程大致可分為四個階段，依次

為一彈性階段——屈服階段___強化階段_____縮徑斷裂階段

2.通常塑性材料的極限應力取_屈服極限一，脆性材料的極限應力取一強

度極限一。

3如圖7-35所示變截面桿AC在A、B兩處分別受到50kN和140kN

的力的作用，材料試求：（）畫出軸力圖;（）求各

E=200GPao12

段正應力；（3）求總變形量。

解：（1）

（2）AB段

BC段

（3）AB段：

（縮短）

BC段

（伸長）

（縮短）

4.一矩形截面梁，承受載荷F=10KN，材料的許用應力[s]=160MPa,

試確定橫截面尺寸。

解：求支反力。

截面寬b=36mm高h=2b=72mm

5.如圖所示的圓形橫截面的梁，承受載荷F=10kN,M=20kNm,

梁長a=2m,材料的許用應力[Q]=160MPa,試求：

(1)梁慶、B端的約束力；

(2)畫出剪力圖和彎矩圖；

(3)若d=70mm,校核梁的強度。

解：(1)求約束力

(2)畫剪力圖，彎矩圖：

(3)

>

所以此梁不安全。

機械設計基礎課程形成性考核作業(三)

第8章齒輪傳動

1,漸開線齒廓形狀取決于直徑大小。

A.節圓B.分度圓C.基圓D.齒頂圓

2.對于標準直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數是一齒數壓力

角一，一變位系數

3.標準外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的一法面—模數和一

法面壓力角.都相等,齒輪的.螺旋一角相等、旋向—相反

4.采用展成法加工正常齒齒輪時，不發生根切的最少齒數是」7_

5.一對齒輪嚙合時，兩齒輪的一C_始終相切。

A.分度圓B.基圓C.節圓D.齒根圓

6.已知一標準漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑dal=77.5mm,

齒數zl=29。現要求設計一個大齒輪與其相嚙合，傳動的安裝中心距a

=145mm,試計算這個大齒輪的主要尺寸。（分度圓直徑d2、齒頂圓

直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）

解：

7.兩級平行軸斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，高速級mn=3mm,bl

=15°Z2=51;低速級mn=5mm,Z3=17試問：

(1)低速級斜齒輪旋向如何選擇才能使中間軸上兩齒輪軸向力的方向

相反？

低速級斜齒輪旋向為左旋,才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反

(2)低速級齒輪取多大螺旋角b2才能使中間軸的軸向力相互抵消？

8.27

O

8.單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，已知小齒輪材料為45鋼，調質處理,

大齒輪材料為ZG45,正火處理，已知傳遞功率PI=4kW,nl=

720r/min,m=4mm,zl=25,z2=73,bl=84mm,b2=78mm,

雙向運轉，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動棚區動。試校核此齒

輪傳動的強度。

解：

小齒選用45號鋼，輪調質處理，查表硬度220HBS大齒輪ZG45硬

度180HBC

查表得

查表得：

計算轉矩：

由于原動機為電動機,中等沖擊，對稱布置,故得K=1.2

由于是閉式齒輪，我們先較核齒面接觸疲勞強度，我們按標準中心距

進行較核：

（安全）

下面，我們再較核齒根彎曲疲勞強度。

查表得:

安全）

第9章蝸桿傳動

1.為什么將蝸桿分度圓直徑dl規定為蝸桿傳動中的標準參數？

為便于加工蝸輪刀具的標準化，一般將蝸桿的分度圓直徑規定為標準值。

2.為什么蝸桿的傳動比i只能表達為i=z2/zl,卻不能以i=d2/dl來

表示？

因為蝸輪蝸桿傳動的傳動比與蝸桿的直徑無關。

3.圖示的各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件。試標出圖中未注明的蝸輪或

蝸桿的轉向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點和三個分力的方向。

(a)(b)

(a)

(b)

第10章作業題

1.圖示所示輪系,已知Zl=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2、

Z4=40,求該輪系的傳動比，并判斷蝸輪4的轉向。

解：i=

轉向：逆時針

2.在圖示輪系中，已知zl、z2、z2\z3、z4、z4\z5、z5\z6o

求傳動比il6o

解：

3.如圖所示的輪系，已知

（右旋）

若

,求齒條

線速度

的大小和方向。

解：

4.圖示行星輪系，已知Zl=Z2'=41,Z2=Z3=39,試計算傳

動比

iHlo

解：

由于輪3為固定輪（即

）,

機械設計基礎課程形成性考核平時作業（四）

第11章帶傳動

1.帶傳動產生彈性滑動和打滑的原因是什么?對傳動各有什么影響？

由于帶是彈性體，帶緊邊與松邊拉力不同，由于帶的彈性變形量的變化

而引起的帶與帶輪間的相對滑動。打滑是帶傳遞的圓周力大于帶能傳遞

的最大有效圓周力，引起的帶在帶輪上全面滑動的。

彈性滑動將引起：

(1)降低傳動效率；

(2)從動輪的圓周速度低于主動輪，造成傳動比誤差；

(3)帶的磨損；

(4)發熱使帶溫度升高。

打滑造成帶的磨損加劇，無法傳遞動力，致使傳動失效。

2.試分析增速帶傳動工作時，其最大應力在哪里？

帶緊邊剛繞出小帶輪處

帶傳動，包角預緊力

3Vnl=1450r/min,fv=0.51a=150°F0=360No

試問：

1）該傳動所能傳遞的最大有效拉力是多少？

2）若a=10（^1!1,其傳遞的最大轉矩為多少？

3）若傳動的效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪輸出功率為多少?

解：（1）

（2）

（3）

第12章聯接

1.普通平鍵的截面尺寸bxh按一軸徑.選取,長度L按一輪轂的長度—

確定。

2.花鍵聯接的主要類型有一矩形.花鍵、J斬開線.花鍵和.三角形.花鍵。

3.為什么多數螺紋聯接工作前均要預緊？如何控制預緊力？螺紋聯接

的主要防松方法有哪些？

預緊的目的是為了增加聯接的剛性、緊密性和防松能力。

用測力矩扳手和定力矩扳手

機械防松摩擦防松其他防松

第13章軸

1.按軸的受力分類，軸可以分為一心軸_軸、一轉軸一和一傳動軸一。

2.請判斷圖示四個軸中，哪一個軸的結構有錯誤，出現的是什么錯誤，

應如何改正。

a)b)c)d)

C軸承無法拆卸，應將軸肩高度低于軸承內圈

第14章軸承

1,寫出下列軸承代號表示的內容，說明該軸承適用的場合。

7208,32314,6310/P5,7210B,N2222

2.如圖所示，軸的兩端用兩個角接觸球軸承7207c正裝。常溫下工作。

工作中有中等沖擊。轉速n=1800r/min,兩軸承的徑向載荷分別是FrI

=3400N,FrII=1050N，軸的軸向載荷Fa=870N，方向指向軸承2,

試確定哪個軸承危險，并計算出危險軸承的壽命。

解：

>

左邊軸承被放松，右邊軸承被壓緊。

>e通過查表

大，我們用它計算查表得

=1060

(h)

第15章聯軸器與離合器

聯軸器與離合器的主要功用和區別是什么？

答：聯軸器和離合器主要都是用來聯接兩軸并傳遞扭矩，用聯軸器

聯接的兩根軸，只有機器停止運轉后，經過拆卸才能分離，而用離合器

聯接的兩根軸在運轉過程中能隨時根據需要結合或分離。

世界很大，風景很美；人生苦短，不要讓自己在陰影里蜷縮和爬行。

應該淡然鎮定，用心靈的陽光驅散迷霧，走出陰影，微笑而行，勇敢地

走出自己人生的風景！

人們在成長與成功的路途中，往往由于心理的陰影，導致兩種不同

的結果：有些人可能會因生活的不順暢怨天尤人，煩惱重重，精神萎靡

不振，人生黯淡無光；有人可能會在逆境中頑強的拼搏和成長，歷練出

若谷的胸懷，搏取到驕人的成就。只有在磨難中成長和成功的人們，才

更懂得生活，才更能體味出世態的炎涼甘苦，才更能闖出精彩的人生。

陰影是人生的一部分。在人生的陽光背后，有陰影不一定都是壞事。

我們應該感激傷害過自己的人，是他們讓你的人生與眾不同；感激為難

你的人，是他們磨煉了你的心志；感激絆倒你的人，是他們強化了你的

雙腿；感激欺騙你的人，是他們增強了你的智慧；感激蔑視你的人，是

他們警醒了你的自尊；感激遺棄你的人，是他們教會了你該獨立。

人生若要走向成功，有好多的陰影需要消除。

必須消除自卑的陰影：自卑，是人生的一大陰影。我們要以一種平

和的心態對待自己。不要總把注意力始終停留在自己的短處上，你停留

的時間越長，自卑心就越重，灰色的陰影就越多、越濃。

必須消除受挫的陰影:真正的強者，不但要學會在順境中穩步前行,

更重要的是學會消除逆境中的陰影。真正的強者，不會因幸運而沾沾自

喜，固步自封，也不會因厄運而一蹶不振，昏昏庸庸，而應該從逆境中

找到光亮，時時校準自己前進的目標和方向，一往直前，從從容容。

必須消除貪婪的陰影：知足者常樂，不知足者能進取，知足與不知

足都蘊涵著辯證法的哲理。貪婪的人永不知足，寡欲的人一身輕松。

人世間，凡事都想求全，但凡事不可能求全；凡事都應知足，因為只有

知足，才能開開心心，才能掙脫貪婪的韁繩。假如過于貪婪，只會加重

人們的心理負擔，使自己永遠處于無盡的煩惱之中！

必須消除無事生非的陰影：本來已經身家百萬，你卻奢求千萬；本

來已經兒女雙全，你卻奢求千金一對，成雙兒男；本來已經事業有成,

你還依然好高瞥遠。你貪欲無盡，你奢求無限;本是眾人眼中的佼佼者，

你卻憂郁連連；本來圓圓滿滿，你卻無事生非，庸人自擾，畫牢自鉆圈。

你為何不能快快樂樂，陽光一點？！

四季更替，不可改變；花開花落，順其自然；月缺月圓，規律使然。

若遇人生之陰影，要勇敢面對，積極消除。擁抱陽光，微笑向暖，你一

定會快樂無限！

著名專欄作家哈理斯和朋友在報攤上買報紙，朋友禮貌地對報販說了聲

"謝謝"，但報販卻冷口冷臉，沒發一言。

"這家伙態度很差，是不是？"

他們繼續前行時，哈理斯問道。

“他每天都是這樣的。"朋友說。"那么你為什么還是對他那么客

氣？"哈理斯問。

朋友答："為什么我要讓他決定我的行為？"

每個人心中都有把"快樂的鑰匙"，但我們卻常在不知不覺中把它交

給別人掌管。

一位女士抱怨道："我活得很不快樂，因為先生常出差不在家。"

她把快樂的鑰匙放在先生手里。

T立媽媽說："我的孩子不聽話，讓我很生氣！”她把鑰匙交在孩

子手中。

男人可能說："上司不賞識我，所以我情緒低落。"這把快樂鑰匙

又被塞在老板手里。

婆婆說："我的媳婦不孝順，我真命苦！"

這些人都做了相同的決定，就是讓別人來控制自己的心情。

當我們容許別人掌控我們的情緒時，我們便覺得自己是受害者，于

是，抱怨與憤怒成為我們唯一的選擇。我們開始怪罪他人，并且傳達一

個信息："我這樣痛苦，都是你造成的，你要為我的痛苦負責！"

這樣的人使別人不喜歡接近，甚至望而生畏。

一個成熟的人能握住自己快樂的鑰匙，他不期待別人使他快樂，反

而能將自己的快樂與幸福帶給周圍的人。

生活，就是一種苦苦撐下去的歷程，沒有誰的生活一帆風順，也沒有

誰的紅塵一直歲月靜好，有的是一路坎坷，一路磨難，和一路的成長。

只是當你撐不下去的時候，請保留內心最真實的溫柔。

想起看過的一幅漫畫，一個人從十樓跳下，當她經過每一層鄰居的

窗口，她看見了每一家、每個人不為人知的那一面，也看見了別人的不

易和自己生活的幸福。可是，當她墜地，她又成了所有不幸之人深思自

己幸福的模板。只是她的幸福已經完結，別人照樣經歷著各種生活的不

堪和不幸。