机械制造工艺学三种计算题-(1)
一：工艺尺寸链计算
1 ：右图所示衬套，材料为38CrMoAlA ，孔径为040
.00145+Φmm 的表面需要渗氮，精加工渗
层厚度为0.30
05.0-（单边），加工过程为：
(1)镗孔Φ144.5
080.00+；
(2)粗磨Φ144.75040
.00
+；
(3)渗氮；
(4)精磨Φ145
040.00+。
求渗氮深度ｔ（单边）。
解：如图所示尺寸链。
0.3＝（275144．＋0.02）＋tmax －（2145
）
得tmax ＝0.3＋72.5－72.395＝0.405
0.25＝(275144．)＋tmin －(2145
＋0.02)
得tmin ＝0.25＋72.52－72.375＝0.395
渗碳深度
t ＝0.400500050．＋．－
2．如图4-17所示齿轮内孔，加工工艺过程为：先粗镗孔至Ф84.8 +0.07 0 mm,插键槽
后，再精镗孔尺寸至Ф85.00 +0.036 0mm,并同时保证键槽深度尺寸87.90 +0.23 0mm ，试求插键槽工序中的工序尺寸A 及其误差。
解：据题意，加工最后形成的深度尺寸87.90+0.23 0㎜为封闭环尺寸，画尺寸链图（答案图4-2）。
根据公式计算计算工序尺寸A 及公差、极限偏差。由画箭头方法可判断出A 、85+0.036 0mm 为增环，84.8+0.07 0/2 mm 为减环。
A=（87.9+84.8/2-85/2） =（87.9+42.4-42.5）
mm=87.8mm
ES=（+0.23+0-0.036/2）mm=+0.212mm
EI=（0+0.07/2-0）mm=+0.035mm
故工序尺寸为87.8 +0.212 +0.035 mm
85/
84.4/2
A
87.9
答案图 4-2
3：(10分)如图所示零件加工时，图纸要求保证尺寸6±0.1，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试求工序尺寸L?
解：如图所示尺寸链图。 6±0.1为封闭环。 6.1=L max +25.05-35.95 L max =17(mm) 5.9=L min +24.95-36 L
二：定位误差的计算
1：(10分)已知ｄ１＝Φ2500210-.,ｄ2＝Φ4000250
-.，两外圆同轴度Φ0.02，V 型块夹角α＝90°,
试计算：
(1)铣键槽时的定位误差。 (2)若键槽深度要求A=34.8-0170
.，此定位方案可行否？
解:(1)?jb ＝0.025＋0.02＝0.045
?jw ＝
2sin
21
α
d ?＝ο45sin 2021
.0?≈0.015
?dw ＝?jb ＋?jw ＝0.045＋0.015＝0.060
(2)3工?＝317
0．??dw ＝0.06
故不能满足加工要求,此方案不可行．
2：
(10分) 如图所示，以V 形铁为定位元件，加工零件上的一个斜
面C ，试求其定位误差。
解：Δjb =Tb ·sin θ
θ
α
cos 2
sin
2?=
?Td jy
Δdw =Δjb +Δjy = Tb ·sin
θ+θ
α
cos 2
sin
2?Td
Td -型铁上定位，求尺寸L 的定位误
差。
解：h jb δ2=?
ο
4522
2Sin Td Sin
Td jw =
=
?α
则：
)71.0(24522)(Td Th Sin Td
h L dw +=+
=?ο
δ
三：装配尺寸链
1: 车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求为0～0.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。为简化计算，略去各相关零件轴线同轴度误差，得到一个只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图5-25所示。若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202、46和156。用修配法装配，试确定A1、A2、A3的偏差。
解答：1）选择修配环
本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。 2）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置
A1和A3两尺寸均采用镗模加工，经济公差为0.1，按对称原则标注，有： A1 = 202±0.05 , A3 = 156±0.05 A2采用精刨加工，经济公差也为0.1。 3）确定修配环公差带的位置
用A00表示修配前封闭环实际尺寸。本例中，修配环修配后封闭环变小，故A00的最小值应与A0的最小值相等。按直线尺寸链极值算法
公式，可导出：
将已知数值代入，可求出：A2min = 46.1, 于是可得到：
若要求尾座底板装配时必须刮研，且最小刮研量为0.15。则可最后
确定底板厚度为：
此时，可能出现的最大刮研量为：Zmax = A00max - A0max = 0.39
∑∑
=+=-==m
j n
m k k j A A A A 11
m ax
m in m in 0m in 00
35
.025.0246++=A 图5-25 车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链
2:如图5-21所示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.10～0.35mm 。已知A1=30mm 、A2=5mm 、A3=43mm 、A4= mm （标准件），A5=5mm 。现采用修配法装配，试确定各组成环公差和极限偏差。
解答：1 ）画装配尺寸链图如图 5－2l 所示，并校验各环基本尺寸，依题意，轴向间隙为 0.1～0.35mm ，则封闭环
，
封闭环公差 T0＝0.25mm 。其中A3 为增环， A1、 A2、A4、 A5为减环。 A0＝A3-(A1+A2+A4+A5)＝0
2）选择A5为修配环，修A5－》A5↓－》A0↑ 3）3）确定各组成环公差
按经济精度分配各组成环公差，T1 ＝T3 ＝0.20mm , T2 ＝T5 ＝0.10mm , A4 为标准件其公差仍为确定值 T4 ＝0.05mm ，各加工件公差约为 ITll
4 ）计算补偿环 A
5 的最大补偿量
5 ）确定各组成环极限偏差
A2
A3
A1 A5 A4
A0
图5-21 齿轮与轴部件装配
Fmax ＝T00－T0＝0.40mm
6 ）计算补偿环A5 的极限偏差
补偿环A5 的中间偏差为Δ5＝Δ3－(Δ1＋Δ2＋Δ4) －Δ0 ＝0.05mm
所以补偿环尺寸
7）确定补偿环（A5 ）尺寸
只有A5 （减环）增大后，封闭环才能减小，为满足上述等式，补偿环A5 应增加0.20mm ，封闭环将减小0.20mm ，
最新基础工程计算题整理
例子2-3. 某基础底面尺寸为5.4*2.7m ，埋深1.8米，基础顶面离地面0.6米。基础顶面承受柱传来的轴力Fk2=1800kN ，弯矩Mk=950kNm, 水平力FkH=180kN ； 还承受外墙传来的集中荷载，作用在离轴线0.62m 处，大小为220kN 。试验算基础底面与软弱下卧层地基承载力。已知地基土情况如下： 第一层：粉质粘土，4.3米厚γ=18.0kN/m3，γsat=18.7kN/m3；e=0.85，fak=209kPa ，Es1=7.5Mpa 第二层：淤泥质粘土：fak=75kPa ，Es2=2.5Mpa 地下水面在基础底面处 解： 1 持力层承载力验算 基础底面平均压应力： kPa A G F p k k k 6.1747.2*4.525457.2*4.57.2*4.5*8.1*201800==+=+= 最大压力： kPa l e p p l G F M e k k k k k 9.273)/61(,9.06/512.02545 2.1*180950max =+===+=+= p 第一层地基承载力特征值以及验算： )5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη =209+1.0*18.0*（1.8-0.5）=232.4kPa 验算：pk
管理学决策计算题
管理学决策的方法 一.确定型决策方法 确定型决策是指决策面对的问题的相关因素是确定的，从而建立的决策模型中的各种参数是确定的。 例如： 1．某企业可以生产A、B两种产品。生产单位产品A和B所需要的机器、人工、原材料的数量，每天可用资源的总量和各种资源的价格，都在表中给出。已知产品A的售价600元，B的售价400元。市场需求旺盛。问：如何安排生 设A为产品A每天的产量 B为产品B每天的产量 C1为每天使用机器的数量 C2为每天使用工人的数量 C3为每天使用原材料的数量 模型：MAX：600A+400B-5C1-20C2-1C3（1） ST：6A+8B=C1（2） 10A+5B=C2（3） 11A+8B=C3（4） C1小于等于1200（5） C2小于等于1000（6） C3小于等于1300（7） A大于等于0（8） B大于等于0（9） 解：（2）（3）连立，得 60A+80-60A-30B=10C1-6C2 50B=10C1-6C2 （3）（4）连立，得 80A+40B-55A-40B=8C2-5C3 25A=8C2-5C3 MAX：600A+400B-5C1-20C2-1C1=75C1+124C2-121C3 又由25B=5C1-3C2 25A=8C2-5C3 因为A≥0，B≥0 所以5C1≥3C2 8C2≥5C3 MAX=75C1+124C2-121C3 又 C1≤1200 C2≤1000 C3≤1300 要使MAX最大，则取C1=1200，
C2=1000，C3=0 ， 所以MAX=75*1200+124*1000-0=214000即最大利润为214000元 二.不确定型决策方法 如果决策问题设计的条件中有些是未知的，对一些随机变量，连它们的概率分布也不知道，这类决策问题被称为不确定型决策。 2.某企业打算生产某产品。根据市场预测分析，产品销路有三种可能性：销路好、一般和差。生产该产品有三种方案： 改进生产线、新建生产线、外包生产。各种方案的收益值表在下表给出。 第三种方案值最大，选外包生产方案 2、大中取大法分别为180，240，100 第二种方案值最大，选新建生产线 3、最小最大后悔值法： 决策者在选择了某方案后，若事后发现客观情况并没有按自己的预想发生，会为自己的决策后悔。从而产生此法。 改进生产线的最大后悔值最小，所以选择（1）改进生产线
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机械制造工艺学习题解答 第五章：机械加工表面质量及其控制（第3 版P267） 5-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A.加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度; ⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B.表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2 为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）（1）由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。（2）加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3 车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r ，车刀刀尖圆弧半径re=3mm ，试估算车削后的表面粗糙度。
答上根据教材P2站舍式，表面粗桂度的佶算直为 5-4高速精镯呆谓工件的内孔时，采用主値角κ,=75%副?‰∕=15o fi?W 1、已知某砖混结构底层承重墙厚240mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值F k =185kN/m 。地基地表为耕植土，厚0.8m,γ=16.8kN/m3；第二层为粘性土，厚2.0m ，fak=150kPa ，饱和重度γsat=16.8kN/m3，孔隙比e=0.85；第三层为淤泥质土，fak=80kPa ，饱和重度γsat=16.2kN/m3，厚1.5m 。粘性土至淤泥质土的应力扩散角θ=300，地下水位在地表下0.8m 出。要求确定基础埋深（4分）；确定基底宽度（4分）；验算软弱下卧层承载力是否满足要求（4分）。（注：宽度修正系数取0，深度修正系数取1.0）(B) 2、某预制桩截面尺寸为450×450mm ，桩长16m （从地面算起），依次穿越：①厚度h 1=4m 的粘土层，q s1k =55kPa ；②厚度h 2=5m 的粉土层，q s2k =56kPa ；③厚度h 3=4m 的粉细砂层，q s3k =57kPa ；④中砂层，很厚，q s4k =85kPa ，q pk =6300kPa 。K=2.0，试确定该预制桩的竖向承载力特征值。(C) 3、已知某砖混结构底层承重墙厚370mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值Fk=115kN/m 。深度修正后的地基承载力特征值fa=120kPa,基础埋深为1.2m ，采用毛石基础，M5砂浆砌筑。试设计该基础。（注：毛石基础台阶高宽比允许值为1：1.25，每台阶宽不大于200mm ）。 4、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土3 119/kN m γ=，厚 度1m ；淤泥质土：3 218/kN m γ=，%65=w ，kPa f ak 60=，厚度为10m 。上部结 构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角0 .1,035===d b ηηθ， 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ） 财务管理重点计算题 某公司股票的β系数为1.5，市场无风险利率为5％，市场上所有股票的平均报酬率为12％，那么该公司股票的报酬率为多少？ 该公司股票的报酬率=5%+1.5（12%-5%）=15.5% 1、 某公司欲投资一个项目，需要投资100000元，项目期六年，估计投资后从第二年起开始盈利，可连续5年每年年末获得利润24000元，若资本成本为12％，该项目是否合算？ 各年利润的现值总和 =24000*（PVIFA ，12%，5）（PVIF ，12%，1） 【或=24000*[（PVIFA,12%,6）-(PVIFA,12%,1)]】 =77262.32（元）<100000元，该项目不合算。 2、 某公司拟发行一债券，债券面值为500元，5年到期，票面利率8％，发行时债券市场利率为5％。 （1）若到期一次还本付息，该债券价格应为多少才值得购买？（2）若该债券2007年发行，到期还本，每年付息一次，则2008年该债券价格应为多少才值得购买？ （1）（500+500*8%*5）*（PVIF ，5%，5）=548.8（元） 债券价格应低于548.8元才值得购买 （2）500（PVIF ，5%，4）+500*8%（PVIFA ，5%，4）=553.34（元） 债券价格应低于553.34元才值得购买 3、 某企业准备投资购买股票，现有A 、B 公司股票可供选择，A 公司股票市价是每股12元，上年每股股利0.2元，预计以后以5%的增度率增长。B 公司股票市价每股8元，上年每股股利0.5元，将继续坚持固定股利政策。该企业经分析认为投资报酬率要达到10%（或该企业的资本成本为10%）才能购买这两种股票。计算A 、B 公司的股票价值并作出投资决策。 A 公司股票价值= 0.21510%?+（％）－5％ ＝4.2（元）<12元，不值得购买； B 公司股票价值=0.510％＝50（元）>8元，值得购买。 4、 某企业需用一间库房，买价为40万元，可用20年。如果租用，有两种付款方式：一、每年年初需付租金3万元；二、首付10万元，以后每年末付2万元。年利率5%，试比较该库房应采取哪种方式取得合算？ 方式一的租金现值=3（1+5%）（PVIFA,5%,20）=39.26（万元） 方式二的租金现值=10+2（PVIFA,5%,19）(PVIF,5%,1)=33.01（万元） 两种租用方式的租金现值都低于买价，而方式二的租金现值更低，所以应该采用方式二租用。 6、某项投资的报酬率及其概率分布情况为： 市场状况 发生的概率 预计报酬（万元） 良好 0.3 40 一般 0.5 20 1-6 什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺系统? 机械加工工艺过程是机械产品生产的过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采取 金属切削刀具来加工工件或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和 力学物理性能，成为合格零件的生产过程。 机械加工工艺系统是零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支 持。通常，一个系统是由物质分系统、能量分系统和信息分系统所组成。 1-7 什么是工序、安装、工位、工步和走刀？ 1.工序：一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对JL 个)工件连续完成的那 一部分工艺过程。 2.安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序 内容称为一个安装。 3.工位：在工件的一次安装中，通过分度(或移位)装置，使工件相对于机床床身变换加 工置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。 4.工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容， 称为一个工步。 5.走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。 1-8 某机床厂年产 CA6140 车床2000台，已知机床主轴的备品率为14%，机械 加工废品率为4％，试计算机床主轴的年生产纲领并说明属于何种生产类型，工 艺过程有何特点？若一年工作日为282天，试计算每月（按26天计算）的生产 批量。 （1）机床主轴的年生产纲领 N=Qn(1+%+%)=20001(1+14%+4%)=2360αβ??台 机床主轴属于中型机械，查表属于大批生产的生产类型。 （2）工艺过程特点 a)采用模锻制造毛坯，毛坯精度高，加工余量小。 b)采用专用机械加工设备流水线生产 c)采用专用工装 d)采用详细的工艺规程，用工序卡、操作卡及调整卡管理生产。 （3）生产批量 n 217.589217?'==≈N A 236026=台F 282 1-10 何谓六点定位原理？何谓完全定位和不完全定位？何谓欠定位和过定 位？试举例说明之。 六点定位原理：采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全 定位，称之为六点定位原理。 完全定位：限制了6个自由度。 不完全定位：仅限制了1—5个自由度。 （卷2,2）1、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土 ，厚度1m ；淤泥质土：，，，厚度为10m 。上部结构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ） 解：先假设垫层厚z=1.0m ，按下式验算： （1分） 垫层底面处土的自重应力 垫层底面处土的附加应力 （2分） 垫层底面处地基承载力设计值： （2分） 验算： 故：垫层厚度 z=1.0m 垫层宽度（底宽） （1分） 3 119/kN m γ=3218/kN m γ=%65=w kPa f ak 60=0 .1,035===d b ηηθ，οa z cz f p p ≤+kPa p cz 37181191=?+?=kPa z b p b p cd z 6.4635tan 122.1) 1912.12012.1120(2.1tan 2)(=??+?-??+=??+-= οθ σkPa z d f f m d ak 75.87)5.011(1137 0.160)5.0(0=-+?+? +=-+++=γηkPa f kPa p p a z cz 75.8762.83=≤=+m z b 6.235tan 22.1=??+=ο （卷3,1）2、某单层厂房独立柱基底面尺寸b×l=2600mm×5200mm,柱底荷载设计值：F1=2000kN，F2=200kN，M=1000kN·m，V=200kN（如图1）。柱基自重和覆土标准值G=486.7kN，基础埋深和工程地质剖面见图1。试验算持力层和下卧层是否满足承载力要求？（10分）（B） fk =85kPa ηb=0 ηd=1.1 解：持力层承载力验算： F= F1＋F2＋G=2000＋200＋486.7=2686.7 kN M0=M＋V h＋F2a=1000＋200×1.30＋200×0.62=1383kN·m e= M0/F=1384/2686.7=0.515mp=198.72 kN/m2(满足) 1.2f=1.2×269.6=323.5 kN/m2> p max = 316.8 kN/m2(满足) ( 2分) 软弱下卧层承载力验算： γ0=（19×1.80＋10×2.5）/（1.80＋2.5）=13.77 kN/m3 f= fk＋ηbγ(b－3)＋ηdγ(d－0.5)=85＋1.1×13.77×（1.80＋2.5－0.5）=142.6 kN/m2( 2分) 自重压力：p cz=19×1.8＋10×2.5=52.9 kN/m2 附加压力：p z=bl(p－pc)/[(b＋2z·tgθ)( l＋2z·tgθ)] =2.60×5.20×(198.72－19×1.8)/ [(2.60＋2×2.5×tg23o)(5.20＋2×2.5×tg23o )] =64.33 kN/m2 ( 2分) p cz＋p z =52.9＋64.33=123.53 kN/m2 1．据市场预测，今后几年市场对某公司产品的需求会扩大（概率0.7），但也存在着销售量减少的可能（概率0.3），公司面临几种可能的选择：第一：扩建厂房更新设备，需投资700万元，若需求量扩大，公司每年可获利300万元；若需求量减少公司每年亏损50万元，服务期限5年。 第二：使用老厂房，更新设备，需投资400万元，若需求扩大，每年可获利100万元，若需求减少，每年也可获利60万元，服务期限5年。 第三：先更新设备，一年后，若销路好，再扩建厂房，每年可获利300万元，共需投资800万元，服务期限总共是5年。 试根据决策树论，进行方案抉择。 2．某厂要决定下个五年计划期间生产某种电子产品的生产批量。根据以往的销售统计资料及市场预测得知，未来市场出现销路好，销路一般和销路差三种情况的概率分别为0.3、0.5和0.2；若该产品按大、中、小三种不同批量投产，则下个五年计划期内在不同的销售状态下的收益值可以估算出来，如表所示，现要求通过分析确定合理批量，使该企业获得收益最大。 3.某公司2004年销售收入为了180000元，销售成本为160000元，其中固定成本88000元，若2005年计划增加广告费3200元，产品单价仍为40元/件。要求： （1） （2）预测2005年该公司的保本点； （3） （4）若2005年计划实现目标利润52800元，则目标销售额应为多少？ 该命题只是决策过程的第三阶段，决策过程包括四个基本阶段即（1）（2）（3）（4）（见简答1答案） 七、计算 （1）根据条件绘制决策树 （2）结点④300×1.0×4—400=800（万元） 结点⑤100×1.0×4=400（万元） 由于800>400 故决策Ⅱ选择扩建厂房 （3）结点①[300×0.7×5+（-50）×0.3×5 ]—700=275（万元） 结点②[100×0.7×5+60×0.3×5 ]—400=40（万元） 结点③[100×0.7×1+800×0.7+60×0.3×5 ]—400=320（万元）结论：由于320>275>40 所以应选择第三方案，即先更新设备，若销路好一年后再扩建厂房。 2、（1）根据条件绘制决策树 （2）计算各结点的期望值 结点②：20×0.3+14×0.5+(-2)×0.2=12.6（万元） 结点③：12×0.3+17×0.5+12×0.2=14.5（万元） 结点④：8×0.3+10×0.5+10×0.2=9.4（万元） （3）进行扶择 由于结点③的期望值最大 所以选择中批生产这一方案。 例子2-3.某基础底面尺寸为 5.4*2.7m ，埋深1.8米，基础顶面离地面 0.6米。基础顶面承受 柱传来的轴力Fk2=1800kN ，弯矩Mk=950kNm,水平力FkH=180kN ；还承受外墙传来的集 中荷载，作用在离轴线0.62m 处，大小为220kN 。试验算基础底面与软弱下卧层地基承载力。 已知地基土情况如下： 第一层：粉质粘土， 4.3 米厚 丫 =18.0kN/m3 丫 sat=18.7kN/m3 e=0.85, fak=209kPa , Es 仁 7.5Mpa 第二层：淤泥质粘土： fak=75kPa , Es2=2.5Mpa 地下水面在基础底面处 解： 1持力层承载力验算 基础底面平均压应力： 1800 20*1-8* 5-4*2-7 -^54^=174.6kPa 5.4* 2.7 最大压力: P kmax 二P k (1 6e/l) =273.9kPa 第一层地基承载力特征值以及验算: f a 二 f ak b (T d m9 -0.5) =209+1.0*18.0* (1.8-0.5) =232.4kPa 验算：pk 基础工程课程习题第二章浅基础 2.1 地基承载力计算 2.2 基础底面尺寸 【例7-2】某柱下矩形单独基础。已知按荷载效应标准组合传至基础顶面的内力值Fk=920kN,Vk=15KN,MK=235KN.m ；地基为粉质粘土，其重度为γ=18.5KN/m3,地基承载力特征值fak=180kPa(ηb=0.3,ηd=1.6)基础埋深d=1.2m ，试确定基础地面尺寸。 ? 【解】（1）求修正后的地基承载力特征值 ? 假定基础宽度b<3m, 则 ()()a ak d m f f d 0.5=180 1.618.5 1.2-0.5200.72kPa =+ηγ-+??= （2）初步按轴心受压基础估算基底面积 2K 0a G F 920 A 5.2m f d 200.72-20 1.2 = ==-γ? 考虑偏心荷载的影响，将底面积A0增大20%，则A=5.2×1.2=6.24m2。取基底长短边之比 l/b=2，得 A b 1.77m 2 = = ， 取b=1.8m,l=3.6m 。 （3）验算地基承载力 基础及其台阶上土重 K G G Ad 20 3.6 1.8 1.2155.52kN =γ=???= 基底处力矩 K M 235150.9248.5kN m =+?=g 偏心矩 K K K M 248.5l e 0.230.6m F G 920155.526 = ==≤=++ 基底边缘最大压力 K K k max a F G 6e 920155.52 60.23p 11229kPa 1.2f 240.86kPa A l 3.6 1.8 3.6++?????= +=+=≤= ? ?????? 满足要求，故基底尺寸长l=3.6m,b=1.8m 合适。 【例】墙下条形基础在荷载效应标准值组合时，作用在基础顶面上的轴向力Fk=280kN/m,基础埋d=1.5m,室内外高差0.6m ，地基为黏土（ηb=0.3,ηd=1.6)，其重度γ＝１８kN/m3,地基承载力特征值fak=150kPa 求该条形基础宽度。 【解】（1）求修正后的地基承载力特征值 假定基础宽度b<3m,因埋深d>0.5m ，故进行性地基承载力深度修正。 ()()a ak d m F f d 0.5150 1.518 1.5-0.5178.8kPa =+ηγ-=+??= （2）求基础宽度 因为室内外高差0.6m ，故基础自重计算高度 0.6 d 1.5+ 1.8m 2 == 基础宽度： K a G F 280 b 1.96m f d 178.8-20 1.8 ≥ ==-γ? 取b =2m ， 由于与假定相符，最后取b=2m 题型：计算题所属章节：4 难易程度：一般分值：7分 明辉度假村营业旺季为12周，接待能力共150套客房，每套收费1200元/周，单位变动成本800元/周，固定成本480000元/年。求： （1）明辉度假村盈亏平衡点； （2）若实际接待是总能力的80%，求明辉度假村旺季营业的总利润； （3）旺季过后，收费降至每套1000元/周，预期可预定总能力75%，问明辉度假村是否继续营业？ 知识点：盈亏平衡分析参考答案： （1）Q* = F / ( P - C v ) =480000÷12/（1200 - 800）=100（套）（2） E = ( P - C v )Q - F =（1200 - 800）×150 ×12×80% - 480000 =96000（元） （3）因为1000元/周>800元/周，可以继续营业。 题型：计算题所属章节：4 难易程度：复杂分值：7分 某企业经销一种产品，产品的单位变动费用50元，售价100元，每年固定费用90万元。此企业盈亏平衡点的产量为多少？如果企业现有生产能力为2.4万件，问每年能获得利润多少？为满足市场对产品需要，扩大生产，拟购置一条生产线，每年增加固定费用20万元，但可节约变动费用10元/件，与此同时，为了扩大产品销售计划，拟降低售价10%，问此方案是否可行？ 知识点：盈亏平衡分析参考答案： （1）求盈亏平衡点产量 Q* = F / (P - Cv) = 900000 / (100 - 50) = 18000 (件) （2）企业现有能力2.4万件，每年可获得的利润 E = S - C = ( P - Cv ) Q – F = (100 - 50) 24000 –90000 = 300000(元) （3）购置一条生产线方案的可行性 F = 90 + 20 = 110 (万元) Cv = 50 –10 = 40 (元/件) P = 100 (1 - 10%) = 90 (元/件) E = ( P - Cv ) Q - F = ( 90 –40 ) 24000 –1100000 = 100000（元） 如果不扩大生产，新方案实施后利润下降了20万元，如果使利润增加到30万元，则新方案实施后企业的销售量应为 Q = ( F + E ) / ( P - Cv) = ( 1100000 + 30000 0 ) / ( 90 –40 ) = 28000 (件) 因此，只有当产品销售超过28000件时，新方案才是可行的。 题型：计算题所属章节：4 难易程度：复杂分值：7分 某工厂成批生产某种产品，售价为45元，成本为30元，这种产品当天生产，当天销售。如果当天卖不出去，则只能按每个20元的价格处理。如果这个工厂每天的产量可以是1000个、1500个、2000个、2500个，这种产品每天的市场需求量及其发生的概率如下表所示。试问工厂领导如何决策？ 5-4 装配尺寸链是如何构成的?装配尺寸链封闭环是如何确定的?它与工艺尺寸链的封闭环有何区别? (在机器的装配关系中），装配尺寸链由相关零件的尺寸或相互位置关系构成。 装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是 零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。 装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。工艺尺寸指工艺尺寸，定位尺寸与基准尺寸等。 5-5 在查找装配尺寸链时应注意哪些原则? (1)装配尺寸链应进行必要的简化机械产品的结构通常都比较复杂，对装配精度有影响的因素很多，在查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以不考虑那些影响较小的因素，使装配尺寸链适当简化。 (2)装配尺寸链组成的“一件一环”由尺寸链的基本理论可知，在装配精度既定的条件， 组成环数越少，则各组成环所分配到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。这样，在产品结构设计时，在满足产品工作性能的条件下，应尽量简化产品结构，使影响产品装配精度的零件数尽量减少。 在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列人装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。 (3))装配尺寸链的“方向性”在同一装配结构中，在不同位置方向都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。 5-6 保证装配精度的方法有哪几种?各适用于什么装配场合? 保证产品装配精度的方法有：互换法、选择法、修配法和调整法。 互换装配法是在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。产品采用互换装配法时，装配精度主要取决于零件的加工精度，装配时不经任何调整和修配，就可以达到装配精度。 根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和大数互换法。 完全互换法常用于高精度的少环尺寸链或低精度多环尺寸链的大批大量生产装配中。 大数互换法适用于大批大量生产，组成环较多、装配精度要求又较高的场合。 选择装配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。 选择装配法装配方法常应用于装配精度要求高而组成环数又较少的成批或大批量生产中。 选择装配法有三种不同的形式：直接选配法、分组装配法和复合选配法。 直接选配法不宜用于生产节拍要求较严的大批大量流水作业中。 分组装配法应用于在大批大量生产中对于组成环数少而装配精度要求又高的部件。 复合选配法应用于配合件公差可以不等，装配速度较快、质量高、有一定生产 节拍的要求的场合。如发动机气缸与活塞的装配多采用此种方法。 在成批生产或单件小批生产中，当装配精度要求较高，组成环数目又较多时，若按互换法装配，对组成环的公差要求过严，从而造成加工困难。而采用分组装配法又因生产零件数 量少，种类多而难以分组。这时，常采用修配装配法来保证装配精度的要求。 修配法是将尺寸链中各组成环按经济加工精度制造。装配时，通过改变尺寸链中某一预 机械制造工艺学部分习题解答1 第一章绪论（第3版P21-24） 1-6什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺系统? 答：机械加工工艺过程是机械产品生产的过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采取金属 切削刀具来加工工件或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能， 成为合格零件的生产过程。 机械加工工艺系统是零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持。通常， 一个系统是由物质分系统、能量分系统和信息分系统所组成。 1-7什么是工序、安装、工位、工步和走刀？ 1.工序：一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工件连续完成的那一部分工艺 过程。 2.安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一 个安装。 3.工位：在工件的一次安装中，通过分度(或移位)装置，使工件相对于机床床身变换加工置，则把 每一个加工位置上的安装内容称为工位。 4.工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。 5.走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。 1-8某机床厂年产CA6140车床2000台，已知机床主轴的备品率为14%，机械加工废品率为4％，试计算机床主轴的年生产纲领。从生产纲领来分析，试说明属于何种生产类型？工艺过程有何特点？ 若1年工作日为250天，试计算每月（按21天计算）的生产批量。 答：（1）机床主轴的年生产纲领 N=Qn(1+α%+θ%)=2000×1×(1+14%+4%)=2360件/年 机床主轴属于中型机械，查表1-5（教材P12）属于大批生产的生产类型。 （2）工艺过程特点（根据表1-6（P12）） a)采用模锻制造毛坯，毛坯精度高，加工余量小；b)采用专用机械加工设备流水线生产；c)采用专用工装夹具；d)采用详细的工艺规程，用工序卡、操作卡及调整卡管理生产。 （3）生产批量 件 1-9试述工件装夹的含义。在机械加工中有哪几类装夹方式？简述每种装夹方法的特点及其应用场合。 答：工件装夹的含义是定位和夹紧，也称为安装。在机械加工中有三类装夹方式。 （1）夹具中装夹：该方法由夹具保证定位和夹紧，易于保证加工精度，操作简单方便，效率高， 机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题 解答 机械制造工艺学习题解答 第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267） 5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容：A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B．表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。 (2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r，车刀刀尖圆弧半径re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。 5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反的结果？ 答：（P224）砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。 5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。 5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？ 答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。 5-11什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？ 答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1)如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度(碳钢的相变温度为720℃，但已超过马氏体的转变温度(中碳钢为300℃，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为回火烧伤。 2)如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬 机械制造工艺学复习题及参考答案 第一章 1.1什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程？ 答案： 生产过程是指从原材料变为成品的劳动过程的总和。 在生产过程中凡属直接改变生产对象的形状、尺寸、性能及相对位置关系的过程，称为工 艺过程。 在具体生产条件下，将最合理的或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式写成的工艺文件，称为机械加工工艺规程，简称工艺规程。 1.3结合具体实例，说明什么是基准、设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。 答案： 基准是指用以确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。 设计基准是指在零件图上标注设计尺寸所采用的基准。 工艺基准是指在零件的工艺过程中所采用的基准。 在工序图中，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置所采用的基准，称为 工序基准。 在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。 在加工中或加工后，用以测量工件形状、位置和尺寸误差所采用的基准，称为测量基准。 在装配时，用以确定零件或部件在产品上相对位置所采用的基准，称为装配基准。 1.6什么是六点定位原理？什么是完全定位与不完全定位？什么是欠定位与过定位？各举例说明。 答案： 六点定位原理：在夹具中采用合理布置的6个定位支承点与工件的定位基准相接触，来限制工件的6个自由度，就称为六点定位原理。 完全定位：工件的6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全 定位。 不完全定位：没有全部限制工件的6个自由度，但也能满足加工要求的定位，称为不完全 定位。 欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位，称为欠定位。 过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度，称为过定位。 （举例在课本page12、13）。 1.10何谓零件、套件、组件和部件？何谓套装、组装、部装、总装和装配？ 答案： 零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其它材料构成的。 例子2-3、 某基础底面尺寸为5、4*2、7m,埋深1、8米,基础顶面离地面0、6米。基础顶面承受柱传来的轴力Fk2=1800kN,弯矩Mk=950kNm, 水平力FkH=180kN; 还承受外墙传来的集中荷载,作用在离轴线0、62m 处,大小为220kN 。试验算基础底面与软弱下卧层地基承载力。已知地基土情况如下: 第一层:粉质粘土,4、3米厚γ=18、0kN/m3,γsat=18、7kN/m3;e=0、85,fak=209kPa,Es1=7、5Mpa 第二层:淤泥质粘土:fak=75kPa,Es2=2、5Mpa 地下水面在基础底面处 解: 1 持力层承载力验算 基础底面平均压应力: kPa A G F p k k k 6.1747.2*4.525457.2*4.57.2*4.5*8.1*201800==+=+= 最大压力: kPa l e p p l G F M e k k k k k 9.273)/61(,9.06/512.02545 2.1*180950max =+===+=+= p 第一层地基承载力特征值以及验算: )5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη =209+1、0*18、0*(1、8-0、5)=232、4kPa 验算:pk 第二章浅基础 (2) 2.1 地基承载力计算 (2) 2.2 基础底面尺寸 (4) 2.3 基础沉降 (6) 2.4 软弱下卧层 (6) 2.5 地基稳定性计算 (11) 2.6 无筋扩展基础 (11) 2.7 扩展基础设计 (14) 第三章连续基础 (17) 3.1 条形基础与交叉梁基础 (17) 3.2 倒楼盖与静定分析法 (18) 第四章桩基础 (19) 4.1 桩的竖向承载力与抗拔承载力 (19) 4.2 桩的沉降 (23) 4.3 桩的负摩擦 (27) 4.4 桩的水平承载力 (28) 4.5 桩承台的设计 (28) 第五章地基处理 (32) 5.2 排水固结 (32) 5.3 刚性桩复合地基 (33) 第七章挡土墙 (37) 7.1 土压力计算 (37) 7.2 挡土墙设计原理 (38) 基础工程课程习题第二章浅基础 2.1 地基承载力计算 2.2 基础底面尺寸 【例7-2】某柱下矩形单独基础。已知按荷载效应标准组合传至基础顶面的内力值Fk=920kN,Vk=15KN,MK=235KN.m ；地基为粉质粘土，其重度为γ=18.5KN/m3,地基承载力特征值fak=180kPa(ηb=0.3,ηd=1.6)基础埋深d=1.2m ，试确定基础地面尺寸。 ? 【解】（1）求修正后的地基承载力特征值 ? 假定基础宽度b<3m, 则 ()()a ak d m f f d 0.5=180 1.618.5 1.2-0.5200.72kPa =+ηγ-+??= （2）初步按轴心受压基础估算基底面积 2K 0a G F 920 A 5.2m f d 200.72-20 1.2 = ==-γ? 考虑偏心荷载的影响，将底面积A0增大20%，则A=5.2×1.2=6.24m2。取基底长短边之比 l/b=2，得 A b 1.77m 2 = = ， 取b=1.8m,l=3.6m 。 ㈠选择题 1. 根据地基损坏可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，可将地基基础设计分为（）设计等级。 A 二个 B 三个 C 四个 D 五个应低于设计 2. 扩展基础不包括（）。 A 柱下条形基础. B 柱下独立基础 C 墙下条形基础。 D 无筋扩展基础。 3. 为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础顶面至少设计地面（）。 A 0.1m B 0.2m C 0.3m D 0.5m 4. 除岩石地基外，基础的埋深一般不宜不小于（）。 A 0.4m B 0.5m C 1.0m D 1.5m 5. 按地基承载力确定基础底面积时，传至基础底面积上的荷载效应（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 6 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应是（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 7 计算挡土墙压力时，荷载效应是（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 8 计算基础内力时，荷载效应（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 9 地基土的承载力特征值可由（）确定。 A 室内压缩试验 B 原位荷载试验。 C 土的颗粒分析试验。 D 相对密度试验。 10 计算地基土的短期承载力时，宜采用的抗剪强度指标是（）。 A 不固结不排水剪指标。 B 固结不排水剪指标 C 固结排水剪指标 11《建筑地基基础设计规范》（GB5OO7—2002）推荐的计算地基承载力特征值的理论公式是以（）为基础的。 A 临塑荷载Pcr B 临界荷载P1/4 C 临界荷载P1/3 D 极限荷载Pu 11 地基的短期承载力与（）无关。 A 基础埋深 B 基础宽度 C 土的抗剪指标 D 土的状态 13 当基础宽度大于3m 或埋置深度大于（）时，从荷载试验或其他原位测试、规范表格等方法确定的地基承载力特征值应进行修正。 A 0.3m B 0.5m C 1.0m D 1.5m 14 由（）得到的地基承载力特征值无须进行基础宽度和埋深修正。 A 土的抗剪强度指标以理论公式计算 B 地基荷载试验 C 规范承载力表格D 15 对于框架结构，地基变形一般由（）控制。 A 沉降量 B 沉降差 C 倾斜 D 局部倾斜 16 对于砌体承重结构，地基变形一般由（）控制。 A 沉降量 B 沉降差 C 倾斜 D 局部倾斜 17 对于高耸结构和高层建筑，地基变形一般由（）控制 A 沉降量 B 沉降差 C 倾斜 D 局部倾斜 18 计算地基变形时，施加于地基表面的压力采用（）。A 基底压力 B 基底反力 C 基地附加压力 D 基底净压力 19 纵向和横向尺寸相差较大的高层建筑伐行基础或箱型基础，在荷载分布和地基土层都比较均匀的情况下，从安全角度出发，基础工程计算题
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