轴设计习题课
《轴测图习题》课件
解析：首先，确定正方体的三个顶点，然后绘制三个相互垂直 的平面，最后连接这些顶点和面，形成正方体的轴测图
添加项标题
注意事项：在绘制轴测图时，要注意保持各平面的垂直关系， 避免出现透视错误
汇报人：
展示效果：轴测 图可以用于展示 建筑设计方案的 效果，吸引客户 和投资者
建筑设计：用于展示建筑结构、空间布局等 工业设计：用于展示产品结构、尺寸等 机械设计：用于展示机械结构、尺寸等 电子设计：用于展示电路板、电子元件等
PART FOUR
题目：绘制一个立方体的轴测图 解题步骤：确定立方体的尺寸、位置和方向，然后绘制出轴测图 注意事项：注意轴测图的比例、尺寸和方向，确保准确性 答案：绘制出的轴测图应符合题目要求，比例、尺寸和方向准确无误
题目：绘制一个 正方体的轴测图
步骤：确定正方 体的尺寸、位置 和方向，然后绘 制出正方体的轴 测图
注意事项：注意 正方体的尺寸、 位置和方向的准 确性，以及轴测 图的比例和透视 关系
答案：绘制出的 正方体轴测图应 符合题目要求， 比例和透视关系 正确，线条清晰， 标注准确。
题目：绘制一个立 方体的轴测图
绘制轴测图的细节和阴影效果 检查轴测图的准确性和完整性 保存和导出轴测图
PART THREE
设计图纸：轴 测图用于机械 零件和设备的 设计图纸中， 便于工程师理
解和分析
装配图：轴测 图用于表示机 械设备的装配 关系，便于工 程师进行装配
和维修
尺寸标注：轴 测图用于标注 机械零件和设 备的尺寸，便 于工程师进行
注意事项：在绘制轴测图时，要注意保持物体的比例和尺寸，以及投影线的准确性
题目：绘制一个正方体的轴测图 答案：根据正方体的轴测图绘制方法，画出正方体的轴测图 解析：首先确定正方体的轴测图绘制方法，然后根据方法绘制出正方体的轴测图 注意事项：在绘制轴测图时，要注意比例和角度的准确性，以及线条的流畅性
杨可桢《机械设计基础》(第5版)笔记和课后习题(轴)
第 14 章 轴
14.1 复习笔记 一、轴的功用和类型 轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件和传递转矩。 （1）按承受载荷的不同分类 转轴：既传递转矩又承受弯矩的轴，如图 14-1（a）所示的齿轮轴； 传动轴：主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴，如图 14-1(b)所示汽车的传动轴； 心轴：只承受弯矩而不传递转矩的轴，又分为转动心轴和固定心轴两种，如图 14-1（c） (d)所示。
图 14-6 ④轴端挡圈：固定轴端零件，可承受较大轴向力，如图 14-7 所示。
图 14-7 ⑤当轴向力较小时，也可采用弹性挡圈或紧定螺钉进行零件的轴向固定，分别如图 14-8 所示。
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弹性挡圈
紧定螺钉
图 14-8 （2）轴上零件的周向固定 常采用的周向固定的零件有：键、花键、销、过盈配合、紧定螺钉等。常见的几种结构 分别如图 14-9 所示。
圆角或加装隔离环；对于轴与轮毂的过盈配合，可在轮毂上或轴上采用过渡肩环或开减载槽。 分别如图 14-11 所示。
键连接
花键连接
销连接
过盈连接
弹性环连接
型面连接
图 14-9 其中，采用键连接时，应使各轴段键槽在同一母线上，如图 14-10 所示；紧定螺钉只用 在传力不大之处。
图 14-10 3．各轴段的直径和长度的确定 （1）轴径的确定 按轴所受的扭矩来初步估计轴所需的直径，将初步求出的直径作为承受扭矩的轴段的最 小直径，然后按轴上零件的装配方案和定位要求，逐步确定各段轴直径。其中，有配合要求 的轴段，应尽量采用标准直径。 （2）各轴段长度的确定 各轴段的长度尺寸，主要由轴上零件与轴配合部分的轴向尺寸、相邻零件之间的距离、 轴向定位以及轴上零件的装配和调整空间等因素决定。基本原则：保证零件所需装配空间的 同时应尽量使轴的结构紧凑。 4．提高轴强度的常用措施 （1）合理布置轴上的零件以减小轴的载荷。 措施：传动件应尽量靠近轴承，尽可能不采用悬臂的支承形式；力求缩短支承跨距及悬
机械设计课后习题答案及解析
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
利用轴对称设计图案--习题精选及答案(二)
利用轴对称设计图案习题精选（二) ★轴对称的性质1．下列图案中，对称轴的条数超过一条的是________。
2．下列说法中，正确说法的个数有（）①对顶角是轴对称图形,其中一个角的平分线是它的一条对称轴；②等腰三角形至少有1条对称轴,至多有3条对称轴；③两个全等的三角形一定关于某直线对称；④两图形关于某直线对称，对称点一定在直线的两旁。
A．1B．2C．3D．43．画出图15－4－1中各图的对称轴.4．如图15－4－2,分别以直线L为对称轴，画出图形的另一半，先猜一猜，再试一试。
5．如图15－4－3,已知△ABC,直线MN,求作△A B C '''，使△A B C '''与△ABC 关于MN 对称，并指出它的对应点、对应线段和对应角。
★利用轴对称设计图案6．如图15－4－4，下列四个图形中，不是轴对称图形的是（）7．正方形经过适当的剪拼，可得到不同的轴对称图案，如图15－4－5,将标号为A 、B 、C 、D 的正方形沿图中的虚线剪开后,得到标号为P 、Q 、M 、N 的四组图形，按照哪个正方形剪开后得到哪组图形的对应关系填空：A 与______对应；B 与______对应；C 与______对应；D 与______对应。
［学科综合］8．如图15－4－6，已知△ABC 和直线l ,求作△A B C '''，使△A B C '''与△ABC 关于直线l 轴对称,并指出其对称点.9．如图15－4－7，以虚线为对称轴画出图的另一半。
[创新思维]（一）新型题10．观察图15－4－8中的10种图形，说出哪些图形可以放在一起形成轴对称（可以将图形上下放置或左右放置）。
(二)课本习题变式题11．（课本P57习题第2题变式题）在黑板上钉着20枚钉子（如图15－4－9），相邻的两个钉子间的距离（指上下左右）等于1cm，请从●号钉子开始到★号钉子为止绷上一跟19cm 长的线，使这根线通过所有钉子。
新版《机械设计基础》课后习题参考答案
机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章 平面机构的自由度和速度分析2-1画运动简图。
134522-2 图2-38所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1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
43512 运动产生干涉解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。
并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
ABCDE解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1C 处存在复合铰链。
b) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2，F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度。
d) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1A BCDEFGG'HA BDCEFGHIJe) n=6; P l=8; P h=1，F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B处存在局部自由度，G、G'处存在虚约束。
(完整版)机械设计课后习题答案
第一章绪论（1）1-2 现代机械系统由哪些子系统组成, 各子系统具有什么功能？（2）答: 组成子系统及其功能如下:（3）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（4）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
第二章执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置, 或对作业对象进行检测、度量等, 按预定规律运动, 进行生产或达到其他预定要求。
第三章控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作, 并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第四章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时, 由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂, 如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限, 零件产生塑性变形。
（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词: 静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答: 静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力, 可以由变载荷产生, 也可由静载荷产生。
（1）2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？（2）答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题, 其基本原则如下：①材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答: 衡量润滑油的主要指标有: 粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。
机械设计基础课后习题和的答案解析
机械设计基础1-5至1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。
1-5 解 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=11-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=21-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=11-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=32-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。
题2-1图答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。
图中标注箭头的构件为原动件。
题2-3图解：2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。
（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’计算此机构的最小传动角。
题2-5图解 : （ 1 ）由题意踏板CD 在水平位置上下摆动 10，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。
机械设计课后习题-答案
第三章 机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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定位联轴器直径为：d② = d① + 2×(2.5~5) mm = 53mm
轴承内径为：
d③ = d② + 2×(1~2) mm = 55mm
故可选轴承型号为：7211C
《机械设计基础篇》
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轴承内径确定可参考下图的轴向定位情况：
f55F9/k6 f55k6
f5 3 f45k6
80
《机械设计基础篇》
160
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82 140
画轴系装配图时要注意如下细节： ◆ 除轴、箱体外所有零件应剖开（画剖面线） ◆ 齿轮、轴承的画法 ◆ 有配合的地方标注径向尺寸及配合 ◆ 零件的结构工艺性等
《机械设计基础篇》
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《机械设计基础篇》
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4、选择滚动轴承
由题意定为7类轴承(角接触球轴承)，型号未完全确定，7200C
现根据结构要求需确定出轴承内径 已知条件：最小轴径为d① = 45 mm
轴承内径一般比
最细处直径大 6~10mm左右， 并取标准值！
××
非定位轴肩
轴肩高：1~2mm， 也可以更小
定位轴肩
在轴上零件相互距离及箱体尺 寸未事先规定的情况下，可按 右图所示的经验数据确定！若 有规定，则按规定值设计！
上述轴向经验数据可在一定范围 内上下变动！
不同的装配方法轴系结构不同！
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◆ 假设齿轮和联轴器分别从轴的两端装入：
10
f91 f55
f58 f68f64
15
f53 f45
《机械设计基础篇》
4)轴的各段长度由各零件与轴配合部分的轴向尺寸 或者考虑装拆零件时需预留出的距离而定
《机械设计基础篇》
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5、按弯扭合成法校核轴的强度
1) 计算齿轮受力
轴传递的扭矩:
T1
9.55106
P n
9.55106
10 200
477500 N mm
齿轮的圆周力:
Ft
2 T1 d1
《机械设计基础篇》
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已选轴承型号为：7211C
并查《机械设计课程设计》中“滚动轴承”
标准，确定如下尺寸：
B
— 轴承外径D — 轴承宽度B
— 轴承内圈安装尺寸da
D
— 轴承外圈安装尺寸Da
Da
《机械设计基础篇》
查手册得: D×B = 100×21
da=64 Da=91
da
过大，拆卸困难； 过小，定位不好
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◆ 假设齿轮和联轴器同时从轴的一端（右端）装入：
10
15
可看到不同的装 配方案，轴的结 构完全不同！
《机械设计基础篇》
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批量生产时，第二种方案装拆更为简单。 但上述草图仍有不少结构有错误，具体如下：
10
15
《机械设计基础篇》
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各轴段的长度尺 寸如何确定？
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5、轴的结构设计 需事先简单了解一下减速器结构
《机械设计基础篇》
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×
下图为一实拍减速器的轴系结构（仅供参考）：
《机械设计基础篇》
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×
箱体凸缘外侧
箱体内壁
50
15
15
5
5
《机械设计基础篇》
滚动轴承采用润滑油润滑
润滑脂润滑时，轴承端面至内壁间的轴
50
向距离有所不同，轴系结构也不同！
假若轴端安装的是大带轮，参考轴系结构图如下：
《机械设计基础篇》
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结构设计时注意几点：
1) 轴没有统一的、标准的结构形式
2) 不同的装配方案，轴系结构不同
3) 轴段上各段直径的确定：先定出最细处直径，再 考虑轴上零件是需要轴向定位还是非轴向定位，一 步步由最细处直径累加轴肩高度得出来。尽量取标 准直径和优先数系 但滚动轴承定位轴肩的高度需要查轴承手册确定
轴的设计步骤回顾： 对于阶梯直轴，一般流程是：
选择轴的材料 初算轴的最细处直径
进行结构设计 进行强度验算
刚度验算 振动稳定性计算
《机械设计基础篇》
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P d C3
n
有特殊要求 时才进行
解：
1、 选择轴的材料
1
一般用途轴，选择轴的材料45钢，调质
由表6-1查其机械性能： sb =650MPa
《机械设计基础篇》
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×
因为最细处是安装联轴器的，因此其真正直径需等联 轴器选好后才能确定
3、选择联轴器
联轴器选择过程在此略 选用：弹性柱销联轴器 型号为：
HL4 JA 4284 GB/T 5014-85 JA 4584
《机械设计基础篇》
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联轴器型号为： HL4 JA 4284 GB/T 5014-85 JA 4584
2T1
zmn / cos
2 477500 40 5 / cos922
4710 N
齿轮的径向力：
Fr
Ft
tan n cos
4710
tan 20 cos 922
1740 N
齿轮的轴向力:
Fa Ft tan 4710 tan 922 777 N
主动端直径为42mm，轴孔长度为84mm，A型键槽 从动端直径为45mm，5mm，该轴段长度为多少？
84-(2~3)=82~81mm 轴长略短于毂孔长
到目前为止，已确定出外伸轴段的直径和长度如下：
直径为标准值d① = 45 mm 取轴段长L① = 82mm
再表6-4得：
[s-1] b =60MPa
2
2、初算轴的最细处直径
由表6-3，查得C=118~107 由于是高速轴，选C=115
×
dmin
C3
P n
1153 10 200
42.37
mm
考虑到与联轴器相连的轴段开有键槽， 故应将dmin增大5% 得dmin =44.5mm
× 最细处直径到底取多少？是不是44.5mm呢？
此轴向距离应保证 轴承盖上的螺栓能
取下来
15
此处是否需要 轴端挡圈？
此处不需要，但如果此处安装的是带轮、链轮或齿轮等，则需 要轴端挡圈，起轴向固定作用！
《机械设计基础篇》
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轴系装配图的完成示例：
《机械设计基础篇》
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在装配图上凡是有配合的地方需要标注：
f55k6 f58H7/r 6
《机械设计基础篇》
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2）画受力简图并计算支反力
《机械设a-计a基础b篇-b》
水平面内支反力
RHA RHB Ft / 2 2355 N
垂直面内支反力
RVB
1 l
(
Fr
l
/
2
Fa
d1
/
2)
378 N