机械设计 徐龙祥第二章答案

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机械原理第2章习题答案

机械原理第2章习题答案

2-1 绘制题图2-1所示各个平面机械实体的机构运动示意图(无精确尺寸的比例要求)。

手摇打气筒汽车发动机罩壳泵手动冲孔机1颚式破碎机偏心轮传动机构水泵折叠椅开关窗机构夹钳剪刀式千斤顶题图2-1解:2-4 在题图2-4所示的铰链四杆机构中,已知l AB =50mm ,l BO 1=35mm ,l O 1O 3 =30mm ,取O 1O 3为机架。

(1) 如果该机构能成为曲柄摇杆机构,且O 1A 是曲柄,求l AO 1的取值范围; (2) 如果该机构能成为双曲柄机构,求l AO 1的取值范围; (3) 如果该机构能成为双摇杆机构,求l AO 1的取值范围。

AB1O 3O题图2-4答:(1) l AO115mm(2) 45mm l AO155mm(3) 15mm< l AO1<45mm 或55< l AO1<1152-5 在题图2-5所示的铰链四杆机构中,各杆件长度分别为l AB =28mm ,l BC =70mm ,l CD =50mm ,l AD =72mm 。

若取AB 为机架,该机构将演化为何种类型的机构为什么请说明这时C 、D 两个转动副是周转副还是摆转副ABC题图2-5答:由于28+72 < 70+50,因此存在曲柄,又因为AB 为最短杆,故若取AB 为机架,该机构将演化为为双曲柄机构。

这时C 、D 均为摆转副。

2-6 试推导有无偏置条件下,曲柄滑块机构中的曲柄存在条件。

已知曲柄长为a ,连杆长为b ,偏置为e 。

答:无偏置时,曲柄存在的条件是ab ;有偏置时,曲柄存在的条件是a +eb 。

机械制造(第2版)第二章课后习题解答

机械制造(第2版)第二章课后习题解答
代入 p39公式(2-20),可得
Fc
C a f v K x Fc pFc
yFc n
c Fc
sFc
900 31 0.4 0.75 80 0 1.0 1358N
Fp
xFp
yFp nFp
CFpap f vc K sFp
530 3 0.9 0.4 0.75 80 0 1.5 1075N
Ff
xFf
yFf nFf
CFf ap f vc K sFf
450 31 0.4 0.4 80 0 0.75 702N
再根据 p38公式(2-17),可得切削功率 P c Fcvc 10 3 1358 80/ 60 10 3 1.81 KW
2-11 影响切削力的主要因素有哪些?试论述其影响规律。 答:(P41-42)影响切削力的主要因素有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具 磨损、切削液和刀具材料。 工件材料的影响:工件材料强度、硬度越高,切削力越大; 切削用量的影响:背吃刀量 ap影响最大,几乎成正比; f 次之,v 最小。
2-13 试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征,它们各在什么条件下产生? 答:(P47)刀具磨损四种磨损机制的本质和特征: 硬质点划痕:工件材料有硬质点,造成机械磨损,有划痕、划伤。 冷焊磨损:即粘接磨损,在高压高温作用下,刀具材料被粘接、撕裂,导致磨损。 扩散磨损:在高温下刀具材料中金属原子扩散,导致材料软化磨损。 化学磨损:由于化学腐蚀、氧化作用产生的磨损。
2-6 怎样划分切削变形区?第一变形区有哪些变形特点? 答:切削形成过程分为三个变形区。第一变形区切削层金属与工件分离的剪切滑移 区域,第二变形区前刀面与切屑底部的摩擦区域;第三变形区刀具后刀面与已加工表面 的摩擦区域。 第一变形区的变形特点主要是:金属的晶粒在刀具前刀面推挤作用下沿滑移线剪切 滑移,晶粒伸长,晶格位错,剪切应力达到了材料的屈服极限。

机械设计章节习题及答案

机械设计章节习题及答案

4-3 为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损,下列措施中________不是正确的措施。
(1) 合理选择表面粗糙度
(2) 合理选择润滑油粘度
(3) 合理选择表面硬度
(4) 合理控制相对滑动速度
4-4 当压力加大时,润滑油的粘度_______。
(1) 随之加大 (2) 随之降低 (3) 保持不变 (4) 升高或降低视润滑油性质而定
寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部
件 (4) 标准化的零件和部件
2-2 下列 8 种机械零件:涡轮的叶片,飞机的螺旋桨,往复式内燃机的曲轴,拖拉机发动
机的气门弹簧,起重机的起重吊钩,火车车轮,自行车的链条,纺织机的纱锭。其中有_____
是专用零件。
(1) 3 种
(4) 零件的工作应力比零件的极限应力
2-5 在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料的____。
(1) 屈服点
(2) 疲劳极限
(3) 强度极限 (4) 弹性极限
二. 分析与思考题
2-1 一台完整 2-3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?
2-2 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?
2-3 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?
2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些?
2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么?
2-6 指出下列材料的种类,并说明代号中符号及数字的含义:HTl50,ZG230-450,
2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?
a)螺钉联接
b)双头螺柱联接
c)铰制孔用螺栓联接

机械原理课后答案第2章

机械原理课后答案第2章

第2章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?答:参考教材5~7页。

2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。

2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?答:参考教材12~13页。

2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。

2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?答:参考教材15~17页。

2-6 在图2-20所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。

2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别?答:参考教材18~19页。

2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答:参考教材20~21页。

2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置),试画出其机构运动简图,并计算其自由度。

1)折叠桌或折叠椅;2)酒瓶软木塞开盖器;3)衣柜上的弹簧合页;4)可调臂台灯机构;5)剥线钳;6)磁带式录放音机功能键操纵机构;7)洗衣机定时器机构;8)轿车挡风玻璃雨刷机构;9)公共汽车自动开闭门机构;10)挖掘机机械臂机构;…。

2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图,并计算其自由度。

2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计者的思路是:动力由齿轮j输入,使轴A连续回转;而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。

机械设计基础第二章参考答案

机械设计基础第二章参考答案

《第2章》教材习题2.1请绘出题2.1图所示机构的运动简图。

(a)(b)(c)题图2.1知识点:机构运动简图参考页: 20-21学习目标: 1GAGGAGAGGAFFFFAFAF题型:图解难度:2解:按表2.1选择、确定机构运动副的符号;将运动副部件的符号按图中同样比例绘制在纸上。

GAGGAGAGGAFFFFAFAF(a)(b)(c)题解图2.2指出题2.2图中运动机构的复合铰链、局部自由度和虚约束,并计算这些机构自由度,并判断它们是否具有确定的运动(其中箭头所示的为原动件)。

GAGGAGAGGAFFFFAFAF(a)(b)(c)(d)GAGGAGAGGAFFFFAFAF(e)(f)图2.16答:(a)机构原动件数为1,等于机构自由度,故机构运动确定。

(b)机构原动件数为1,等于机构自由度,故机构运动确定。

(c)机构原动件数为1,等于机构自由度,故机构运动确定。

(d)机构原动件数为2,大于机构自由度,故机构运动不确定。

(e)机构原动件数为1,小于机构自由度,故机构运动不确定。

(f)机构原动件数为1,等于机构自由度,故机构运动确定。

知识点:自平面机构自由度计算、机构具有确定运动的条件、复合铰链、局部自由度、虚约束GAGGAGAGGAFFFFAFAFGAGGAGAGGAFFFFAFAF参考页: 23-27学习目标:3、4、5题型:计算难度:3解:(a )9n =,12l P =,2h P =,339212121l h F n P P =--=⨯-⨯-⨯=B 处为复合铰链,D 处为局部自由度,机构原动件数为1个,等于机构自由度,故机构运动确定。

(b )4n =,5l P =,1h P =,33425111l h F n P P =--=⨯-⨯-⨯=A 处为虚约束。

机构原动件数为1,等于机构自由度,故机构运动确定。

(c )9=n ,12=l P ,2=h P ,121229323=-⨯-⨯=--=h l P P n FM 处为复合铰链,C 处为局部自由度,G 处为虚约束,因机构原动件数为1,等于机构自由度,故机构运动确定。

机械设计基础第二章习题答案

机械设计基础第二章习题答案

2-1 曲柄存在条件L max +L min<=L 1+L 2a) 110+40<90+70,满足曲柄存在条件,今固定最短边,故为双曲柄机构。

b) 120+45<100+70,满足曲柄存在条件,今固定最短边的邻边,故为曲柄摇杆机构。

c) 100+50>0+70,不满足曲柄存在条件,故为双摇杆机构。

d) 100+50<90+70,满足曲柄存在条件,今固定最短边的对边,故为双曲摇杆机构。

2-2题解2-2证明:为摆动导杆机构的条件是,A 、B 必须为整转副,即杆1为最短杆。

则:de a dL L a L d L a CD AC CD AC ≤+≤-++≤+∞∞∞∞:故即L AB +e<=L BC为转动导杆机构的条件是, A,D 必须为整转副,即杆4为最短杆。

则:ee d dL L d L a L d CD AC CD AC ≤+≤-++≤+∞∞∞∞:故即2-5解按比例作图,得A,D,C 1,C 2 。

由图上得:mmL mm L L L mmL mm L mm L L L mm L L L o AC o AC AC AC AB BC AB BC AC AB BC AC 1193100cos *500*1000*250010005.103780cos *500*1000*25001000:78,1115119310372222212121=-+==-+====+==-=也可用余弦定理计算及注解以上二式得2-7 oo 4.1612.112.1180=+-=θ, 作c:c=50mm,做∠C 1C 2o =∠C 1C 2o =90o -16.4o =73.6o得交点O,以O 为中心及OC 为半径作圆,交偏距16mm 的水平线于A 。

由图上量得mm L L L mm L L L AB BC AC AB BC AC 1.825.3421=+==-=解之得mmL mm L AB BC 8.23,3.58== -8mmL L mm L L o AC AB AC ooo 88.2515sin 100)2sin(100303014.114.11804========+-=ψφψθ曲柄长题解2-82-10解炉门两活动铰链为B ,C ,设实线为第1位置,虚线为第二位置。

机械制造技术第二章课后答案(08290080309整理)

机械制造技术第二章课后答案(08290080309整理)

第二章加工设备自动化(课后习题)2-1.实现加工设备自动化的意义是什么?(P30)答:加工设备生产率得到有效提高的主要途径之一是采取措施缩短其辅助时间,加工设备工作过程自动化可以缩短辅助时间,改善公认的劳动条件和减轻工人的劳动强度。

加工设备自动化是零件整个机械加工工艺过程自动化的基本问题之一,是机械制造厂实现零件加工自动化的基础。

2-2.为什么说单台加工设备的自动化是实现零件自动化加工的基础?(P30)答:单台加工设备的自动化能较好地满足零件加工过程中某个或几个工序的加工半自动化和自动化的需要,为多机床管理创造了条件,是建立自动化生产线和过渡到全盘自动化的必要前提,是机械制造业更进一步向前发展的基础。

2-3.加工设备自动化包含的主要内容与实现的途径有哪些?(P30)答:加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化和实现了辅助工作自动化的加工设备。

其主要内容如下:机床加工自动化循环自动控制系统工件自动转位执行机构自动测量及控制位置检测刀具的自动补偿自动加工设备刀具的自动更换自动排屑系统实现加工设备自动化的途径主要有以下几种:(1)对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现加工设备的完全自动化;(2)对通用加工设备运用电气控制技、数控技术等进行自动化改造;(3)根据家公家的特点和工艺要求设计制造专用的自动化加工设备,如组合机床等;(4)采用数控加工设备,包括数控机床、加工中心等。

2-4.试分析一下生产率与加工设备自动化的关系?(P32)答:生产率Q=K/(1+K*tf),式中K——理想的工艺生产率,K=1/tq,tq——切削时间,tf——空程辅助时间。

可知:tq和tf对机床生产的影响是相互制约相互促进的。

当生产工艺发展到一定水平,即工艺生产率K提高到一定程度时,必须提高机床自动化程度,进一步减少空程辅助时间,促使生产率不断提高。

另一方面,在相对落后的工艺基础上实现机床自动化,生产率的提高是有限的,为了取得良好的效果,应当在先进的工艺基础上实现机床自动化。

机械制造技术基础 第二章 课后答案教案资料

机械制造技术基础 第二章 课后答案教案资料

1.金属切削过程的实质是什么?答:金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属,使工件得到符合技术要求的几何精度和表面质量的过程。

2.切削运动可分哪两类,各有什么特点?答:切削运动可分为主运动和进给运动。

主运动在切削过程中速度最高,消耗的功率最大,并且在切削过程中切削运动只有一个。

进给运动的速度较低、消耗的功率较小,进给运动可以有一个或多个。

3.切削用量的主要参数有哪些?答.:切削用量的参数有切削速度、进给量和背吃刀量。

4.试述车刀前角、后角、主偏角、负偏角和刃倾角的作用,并指出如何使用?答:前角对切削的难易程度有很大的影响,前角大小的选择与工件材料、刀具材料、加工要求有关。

后角的作用是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减少后刀面的磨损。

主偏角的大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力的大小。

5.车外圆时,车刀装得过高或过低、偏左或偏右,刀具角度会发生哪些变化?什么情况下可以利用这些变化?答:当刀尖高于工作中心时,刀具工作前角将增大,工作后角将减小。

如果刀尖低于工作中心,则刀具工作前角减小,后角增大。

若刀杆右偏,则车刀的工作主偏角将增大,负偏角将减小。

若刀杆左偏,则车刀的工作主偏角将减小,负偏角将增大。

6.试标出图2.52刀具的五个基本角度及主切削刃和副切削刃。

7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。

答:1)前角:在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角;后角:在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角;主偏角:在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角;副偏角:在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角;刃倾角:在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角;副后角:在副切削刃上选定点的副正交平面内,副后刀面与副切削平面之间的夹角。

8.偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响?当车削细长轴时,主偏角应选得较大还是较小?为什么?答:当切削面积不变时,主偏角增大,切削厚度也随之增大,切屑变厚,因而主切削力随着主偏角的增大而减小,但当主偏角增大到60~70之间时,主切削力又逐渐增大主偏角;背向力随着主偏角的增大而减小,进给力随着主偏角的增大而增大。

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题 2-3.
材料的对称循环疲劳极限在无限寿命区 σ −1 = 250MPa 。若此钢材的循环基数
N 0 = 5 ×106 ,指数 m = 9 ,试求循环次数 N 分别为 8000,3000 及 5 ×105 时的有限寿命疲
劳极限。 解:
= σ rN 根据式 2.19,
m
N0 = σ r K Nσ r N 5 ×106 =× 250 = 511.20MPa 8000
联立求解得:
= σ m ' 210.5MPa; = σ a ' 378.9MPa
' ' = σ max ' σ= 210.5MPa+378.9MPa=589.4MPa m +σ a
3) 由式 2.28 知,其强度为:
= Sσ
σ −1 400 = = 1.335 Kσ σ a +ψ σ σ m 1.55 ×180 + 0.1×100
计算项目
计算公式或说明
计算结果
选定等效稳定变应力
σ= σ= 80MPa 2
q
80MPa
各应力的循环次数

N1’=60nt1=60×28×50=84000 N2’=60×28×320=537600 N3’=60×28×170=285600
因 σ 4 < σ −1 ,不予考虑
等效循环次数
σ = Nq ∑ i i =1 σ q
该剖面处的应力集中系数 Kσ = 1.32 , 绝对尺寸系数 ε σ = 0.85 , 工作应力 σ min = −80MPa , 表面状态系数 β = 1 。已知该合金钢的力学性能: = σ s 800MPa, = σ B 900MPa,
σ −1 400MPa, ψ σ 0.1 = =
要求: 1)绘制极限应力图; 2)求极限值; 3)校核此零件在危险截面上的安全系数。 解:1)
题 2-7 一转轴受如图 2.11 所示规律性非稳定对称循环变应力作用。转轴的工作总时间 t h = 650h,转速n = 28r/min,材料为 40Cr 调质,硬度为 200HBS,[Sσ ] = 1.5。求寿命系数
转化为等效稳定变力时的疲劳极限 σ −1 和实际安全系数Sσ 。 求轴的强度是否满足要求? KN 、
A(0,258.06) D(363.64,234.61)
2)
r=
σ min −80 2 = = − σ max 280 7
⇒ β = 61°
tan β =
1− r 9 / 7 = = 1.8 1+ r 5 / 7
由此可知,在 OA’G’O 区
' σ −1 − σ a =ψσ ' σm
tan= β
' σa = 1.8 ' σm
q
0.415
由以上计算知,轴的强度不满足要求
= σ m 100MPa, = σ a 180MPa
ψσ =
σ −1 − σ0
2
σ0
2
⇒σ = 0
2σ −1 2 × 400 = = 727.27 ( MPa ) 1 +ψ σ 1 + 0.1
A′ (0,400) D′ (363.64,363.64)
= K σ
kσ σr = = 1.55 σ re ε σ β
3
= N ' 7.20 ×106 i
9
m
7.20 ×106
寿命系数
= KN
9
N0 = Nq
107 = 1.037 7.20 ×106
1.037
等效疲劳极限
33.184MPa σ −1q K = = N σ −1
33.184MPa
安全系数
= Sq
σ −1q 33.184 = = 0.415 σ 80
9
当 N=8000 时, σ −1(8000)
当 N=3000 时, σ −1(3000) =× 250 9
5 ×106 = 570.06MPa 3000 5 ×106 = 322.89MPa 5 ×105
5 当 N= 5 × 10 时, σ −1(5×105 ) =× 250 9
题 2-5
一铬镍合金钢制成的零件,在危险截面上的最大工作应力 σ max = 280MPa ,最小
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