机械设计网上作业第12章
机械设计基础 10、12课后习题
最小接触长度 hmin 32 23 9mm
挤压强度
P
F d0h
2423.1 12 9
28.43MPa
P
10-10
计算螺栓连接和螺栓分布圆直径；
10-10
（1）初选螺柱个数为 Z=8 （2）每个螺柱的工作载荷
FE
p D2
Z
/4
3
1602 8
/4
7536N
（ 3）螺柱联接有紧密性要求，取残余预紧力
5.710 )
980 N
m
10-4
(3)螺杆的转速 螺杆的功率
nr
v S
v np
800 40
20r
/
min
P T T 2 n 980 2 20 2.05KW
60
60
Fav /
(4) 因 11.080 5.710 该梯形螺旋副不具有自锁性，
欲使工作台在载荷 Fa 作 用下等速下降，需制动装置。其制动力矩为
arctan( f ) arctan(0.18) 10.2
因此， 该机构能够自锁
12-6
手摇转臂做了输入功，等于输出功和摩擦损耗功二者之和。
输出功Wo WL 5103 1 5000J
若为闭式蜗杆传动，蜗杆传动总效率为：
0.96 tan 0.96 tan 5.71 33.68%
S3
d1
4 1.3Fa
4 1.3 21101 16.185mm
133.3
查表取M20 小径 d1 17.294mm
由教材表10-8可知，安全系数S=3 是合格的。
（ 6）确定螺柱分布圆直径
由图可知
D0 D 2e 210 160 2(3 ~ 6) 20 186 ~ 192mm
物理八年级下册第十二章简单机械 作业设计+检测卷
第1节杠杆一、选择题1. 图中杠杆受力F，图中能表示力F力臂的是（）A. OA段B. OB段C. OC段D. AB段2. 如图是开瓶盖的起子，可以看成是一个杠杆，能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是（）A. B. C. D.3. 如图所示，O点表示杠杆的支点，其中错误的是（）A. B. C. D.4. 关于杠杆，下列说法中正确的是( )A. 动力臂一定等于支点到动力作用点的距离B. 动力臂不仅与动力作用点的位置有关，而且跟动力的方向有关C. 杠杆一定是直的D. 使用杠杆时可以省力同时又省距离5. 下列关于杠杆的说法中正确的是( )A. 杠杆必须是一根直棒B. 杠杆一定要有支点C. 力臂必须在杠杆上D. 力臂就是力的作用点到支点的距离6. 如图所示，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡状态，弹簧测力计的示数是5 N，OA=80 cm，AB=20 cm，则物体的重是( )A. 20 NB. 4 NC. 1.25 ND. 条件不足，无法判断7. 如图所示，杠杆处于平衡状态，下列说法中正确的是（）A. 将支点两侧钩码都向右移动一格，杠杆仍平衡B. 在支点两边的钩码下各增加一个钩码，杠杆仍平衡C. 将支点左边加上二个钩码，右边加上一个钩码，杠杆仍平衡D. 将支点左边的钩码向左移动两格，将支点右侧的钩码向右移动一格，杠杆仍平衡8. 如图所示，一根直硬棒被细绳系在O点吊起．A处挂一实心金属块甲，B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡．不计硬棒与悬挂的细绳质量，下列推断合理的是（）A. 甲的质量和密度都比乙大B. O点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和C. 如果甲浸没在水中，硬棒会逆时针转动D. 如果甲浸没在水中，要使硬棒水平平衡，可将乙向右移动9. 在如图（1）所示的实验装置中，弹簧测力计的示数如图（2），那么每个砝码的重力为（g=10N/kg）（）A. 0.09 NB. 0.9 NC. 9 ND. 0.45 N10. 如图所示的工具在正常使用时，属于省力杠杆的是（）A. 撬棒B. 筷子C. 食品夹D. 天平11. 如图所示的常用工具中，使用时属于费力杠杆的是（）A. 筷子B. 起瓶器C. 钢丝钳D. 天平12. 使用杠杆为我们的生活带来方便，下列杠杆的使用能够省距离的是（）A. 开瓶器B. 镊子C. 钳子D. 自行车手闸13. 各种剪刀都是一对杠杆，要剪开较硬的物体，图中最合适的是（）A. B. C. D.14. 如图所示杠杆中，动力F的力臂是（）A. OAB. OCC. ACD. OB15. 中国人是使用筷子的专家，如图所示将AB这支筷子作为杠杆分析．O点为支点，食指指头对筷子上的M点的压力F M（垂直于筷子）是动力，食物对筷子上的N点的挤压力F N（垂直于筷子）是阻力，动力F M的力臂是（）A. OAB. OBC. OMD. ON16. 重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上，在其下端施加一水平拉力F，让木棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中，下列说法中错误的是（）A. 动力臂逐渐变小B. 阻力臂逐渐变大C. 动力F与动力臂乘积不变D. 动力F逐渐变大17. 如图，O是杠杆的支点，为了提高重物，用一个跟杠杆始终保持垂直的力，使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在这个过程中，则（）A. 杠杆始终是省力的B. 杠杆始终是费力的C. 杠杆始终是等力的D. 以上说法都不对18. 密度均匀的直尺放在水平桌面上，尺子伸出桌面部分CB是全尺长的1/3，当B端挂上5 N的物体时，直尺的A端刚好没有翘起．如图，则此直尺受到的重力是（）A. 2.5 NB. 5 NC. 10 ND. 无法确定19. 如图所示，活塞式抽水机手柄可以看做是绕O点转动的杠杆．它在动力F1和阻力F2的作用下，处于平衡状态，要想最省力应使F1沿着哪个方向（）A. 由C指向FB. 由C指向DC. 由C指向ED. 由C指向O20. 如图所示，是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图，乙图中在B点悬挂3个相同的钩码，关于此实验下列说法正确的是（）A. 若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节，才能使杠杆水平平衡B. 在乙图中只在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆水平平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆C. 在乙图中若只在D点挂3个相同的钩码，也可以让杠杆水平平衡D. 在乙图中为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变二、填空题21. 如图是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把________点看作支点，此时夹子可近似看作_________杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）．22. 拉杆式旅行箱给人们出行带来便捷，如图所示，使用时相当于一个_________（填“省力”或“费力”）杠杆；若箱和物品共重100 N，动力臂是阻力臂的4倍，则抬起拉杆的力F为_________N．23. 如图所示，用手托起重物时，肱二头肌收缩带动前臂向上弯曲，前臂可以看作是_________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的C点，假如托起6 N的重物，请你根据图中所示，估算出手臂要用的力大约是_________N．24. 在一轻质杠杆的两端分别挂上质量不等的两个铁块M1、M2（M1>M2），调节两物体到支点的距离，使杠杆平衡，则_________（填“M1”或“M2”）离支点较远些．然后将物体同时浸没在水中，杆_________（填“能”或“不能”）保持平衡．25. 如图所示，三角支架ABC固定在客厅墙上，已知AB长40 cm，AC长30 cm，一花瓶正好放置在AB中点处．A处螺钉能承受的最大水平拉力为40 N，为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻，所放置花瓶的重力最大为_________N（支架重力不计）．若花瓶的重力较大，放置时应尽量_________（填“靠近”或“远离”）墙壁可确保安全．26. 如图所示，AOB为机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆（自重不计），已知AO=2OB．固定O点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40 N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=_________N的力，在图上画出此时力的方向_____________．27. 2008年5月12日，四川汶川发生8.0级地震．救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作．（1）利用如图所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳是_________（选填“省力”或“费力”）杠杆．（2）使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是_________点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是_________点．28. 在图中画出在A点施加最小力F的示意图和动力臂L．29. 如下图中ABO可看成杠杆，O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图．30. 在“探究杠杆平衡条件”时，使用的杠杆如图所示：（1）实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）如果在杠杆的A处（左第四格）挂3个相同的钩码，则在B处（右第二格）要挂_________个同样的钩码，杠杆才能仍然保持在水平位置平衡；（3）如果将A、B处的钩码都远离支点一个格，杠杆会向_________端下沉．（填“左”或“右”）31. 在探究“杠杆平衡条件的实验”中：（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于_________或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是______________．（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为_________。
机械设计基础习题答案第12章
12-1解：从例12-1已知的数据有：，，，，，，中心距，因此可以求得有关的几何尺寸如下：蜗轮的分度圆直径：蜗轮和蜗杆的齿顶高：蜗轮和蜗杆的齿根高：蜗杆齿顶圆直径：蜗轮喉圆直径：蜗杆齿根圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：径向间隙：12-2图12.3解：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指，大拇指，可以得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。
（见图12.3）（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：各力的方向如图12-3所示。
12-3图12.4解：（1）先用箭头法标志出各轮的转向，如图12.5所示。
由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆的转向为顺时针，如图12.5所示。
因此根据蜗轮和蜗杆的转向，用手握法可以判定蜗杆螺旋线为右旋。
（2）各轮轴轴向力方向如图12.5所示。
12-4解：（1）根据材料确定许用应力。
由于蜗杆选用，表面淬火，可估计蜗杆表面硬度。
根据表12-4，（2）选择蜗杆头数。
传动比，查表12-2，选取，则（ 3 ）确定蜗轮轴的转矩取，传动效率（4）确定模数和蜗杆分度圆直径按齿面接触强度计算由表12-1 查得，，，，。
（5）确定中心距（6）确定几何尺寸蜗轮的分度圆直径：蜗轮和蜗杆的齿顶高：蜗轮和蜗杆的齿根高：蜗杆齿顶圆直径：蜗轮喉圆直径：蜗杆齿根圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：径向间隙：（7 ）计算滑动速度。
符合表12-4给出的使用滑动速度（说明：此题答案不唯一，只要是按基本设计步骤，满足设计条件的答案，均算正确。
）12-5解：一年按照300天计算，设每千瓦小时电价为元。
依题意损耗效率为，因此用于损耗的费用为：12-6解（1）重物上升，卷筒转的圈数为：转；由于卷筒和蜗轮相联，也即蜗轮转的圈数为圈；因此蜗杆转的转数为：转。
机设作业12章解答
A 起动力矩小 B 对轴承材料要求高 C 供油系统复杂 12-4 验算滑动轴承最小油膜厚度 hmin 的目的是 A 。 A 确定轴承是否能获得液体摩擦 B 控制轴承的发热量 C 计算轴承内部的摩擦阻力 D 控制轴承的压强 12-5 巴氏合金是用来制造 B 。 A 单层金属轴瓦 B 双层或多层金属轴瓦 C 含油轴承轴瓦 12-6 在滑动轴承材料中， B 通常只用做双金属轴瓦的表层材料。 A 铸铁 B 巴氏合金 C 铸造锡磷青铜 12-7 液体摩擦动压径向轴承的偏心距 e 随 B 而减小。
高、 低速运转性能均好
D D
非金属轴瓦 铸造黄铜
A 轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的增大 B 轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的减小 C 轴颈转速 n 的减小或载荷 F 的减小 D 轴颈转速 n 的减小或载荷 F 的增大 12-8 非液体摩擦滑动轴承，验算 pv≤[pv]是为了防止轴承 B 。 A 过度磨损 B 过热产生胶合 C 产生塑性变形 12-9 在 B 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得太高。 A 重载 B 高速 C 工作温度高 12-10 温度升高时，润滑油的粘度 C 。 A 随之升高 B 保持不变 C 随之降低 12-11 动压滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是 D D 发生疲劳点蚀
0.84 v 10 3 0.0009308
Cp F 2 10000 0.0009308 2 2.4155 2vB 2 0.028 1.8326 0.035
偏心率 χ ≈0.75
计算承载量系数:
再由 Cp 和 B/b=1，查表 12—7 得：
计算最小油膜厚度: hmin =rψ (1-χ )=17.5×0.0009308(1-0.75)=0.00407225mm 计算许用最小油膜厚度,取 S=2
机械设计基础习题解答第12章
思考题及练习题12.1用轴肩或轴环可以对轴上零件作轴向固定吗？答：轴肩或轴环可以对轴上零件作单向轴向固定12.2圆螺母也可以对轴上零件作周向固定吗？答：圆螺母不能对轴上零件作周向固定，可以轴向固定。
12.3轴肩或轴环的过渡圆角半径是否应小于轴上零件轮毂的倒角高度？ 答：轴肩或轴环的过渡圆角半径应小于轴上零件轮毂的倒角高度，以保证装拆方便可靠。
12.4汽车下部变速器与后桥间的轴是否传动轴？答：是传动轴。
12.5轴上零件的轴向固定方法有：1）轴肩和轴环；2）圆螺母与止动垫圈；3）套筒； 4）轴端挡圈和圆锥面；5）弹性挡圈、紧定螺钉或销钉等。
当受轴向力较大时，可采用几种方法？答：轴向力较大时，可采用：1）轴肩和轴环；2）圆螺母与止动垫圈；3）套筒； 4）轴端挡圈和圆锥面。
12.6若轴上的零件利用轴肩来轴向固定，轴肩的圆角半径R 与零件轮毅孔的圆角半径1R 或倒角1C 的关系如何？答：轴肩的圆角半径R 要小于零件轮毅孔的圆角半径1R 或倒角1C 。
12.7为了便于拆卸滚动轴承，轴肩处的直径d （或轴环直径）与滚动轴承内圈外径1D 应保持何种关系？答：1d D <，大约2 mm 。
12.8平键连接的工作原理是什么？主要失效形式是什么？平键的剖面尺寸b ×h 和键的长度L 是如何确定的？举例说明平键连接的标注方法。
答：工作原理：平键的上表面与轮毂键槽顶面留有间隙，依靠键与键槽间的两侧面挤压力 ，传递转矩 。
所以两侧面为工作面。
主要失效形式：键连接的主要失效形式是挤压破坏。
键的剖面尺寸b ×h 和键的长度L 的确定：按照轴的公称直径d ，从国家标准中选择平键的尺寸h b ×。
键的长度L 应略小于轮毂的长度，键长L 应符合标准长度系列。
12.9 圆头（A 型）、方头（B 型）及单圆头（C 型）普通平键各有何优缺点？它们分别用在什么场合？轴上的键槽是如何加工出来的？轮毂上的键槽是如何加工出来的？答：圆头（A 型）对中性好，安装方便，使用广泛；方头（B 型）应力集中小，对轴影响小。
机械设计基础12章习题
机械设计基础12章习题机械设计基础1、2章习题第一章至第二章一、术语解释1。
工艺系统在机械加工中，由机床、刀具、夹具与被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统，这一系统称为机械加工工艺系统。
2.制作程序生产纲领是企业根据市场需求和自身的生产能力决定的在计划生产期内应当生产的产品的产量。
3.切削参数切削用量是切削加工过程中切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap的总称。
三者又称切削用量三要素。
4.刀具寿命刀具使用寿命是指一把新刀用到报废之前总的净切削时间，以t表示，单位为分钟。
5.冷焊磨损在一定压力和温度下，切屑与前刀面、已加工表面与后刀面之间氧化膜或其它粘结物被清除，形成新鲜而紧密的接触，发生粘结现象，刀具表面上局部强度较低的微粒被切屑或工件带走而使刀具磨损。
6.材料的可加工性材料的切削加工性是指在一定切削条件下，工件材料切削加工的难易程度。
７、砂轮硬度磨粒在磨削力作用下从砂轮上分离的难易程度。
８、合理前角在一定的切削条件下，刀具寿命最长的前角称为合理前角。
二、填空题1.加工工艺系统由机床、刀具、夹具和工件组成。
从原材料到产品的整个生产过程称为制造系统。
3、生产系统，即由原材料进厂到变为产品的整个生产、经营、管理过程。
4、与工件已加工表面相对的刀具表面是副后刀面。
5、与工件过渡表面相对的刀具表面是主后刀面。
6.刀具标记的角度基准系统由基准面、切削面和正交平面基准面组成。
上述基准面相互垂直，由它们组成的刀具标记角度基准系统称为正交平面基准系统。
7、基面通过切削刃上选定点并垂直于主运动方向。
8.切割面垂直于基准面，并通过切割边上的选定点与切割边相切。
9.当车削一个外圆时，如果刀具的安装使刀尖高于工件的旋转中心，刀具的工作角度将比标记的前角增加。
10、切断刀在从工件外表面向工件旋转中心逐渐切断时，其工作后角会逐渐减小。
11.第一变形带的基本特征是剪切滑移。
12、积屑瘤的存在使刀具的实际切削前角增大。
12-13-2机设作业
《机械设计》作业第3章 机械零件的疲劳强度1. 某调质钢制成的零件，工作应力为σmax =280N/mm 2，σmin =-80N/mm 2。
影响系数为k σ=1.2, εσ=0.85, βσ=1。
材料性能为σB =900N/mm 2, σs =800N/mm 2, σ-1=400N/mm 2,σ0=680N/mm 2。
设寿命系数k N =1.2。
1) 绘制σm - σa 许用疲劳极限应力图； 2) 求极限值σ'a , σ'm , σ'max , σ'min ；3）若取许用安全系数[S σ]=1.4，用计算法和图解法校核该零件是否安全？ 4)若材料在承受r=0.5的变应力时，能承受的最大应力是多少？2.某转轴在对称循环弯曲应力下工作，载荷变化规律如图。
要求使用寿命为10年，每年工作300天，每天8小时。
已知轴的转速n=15r/min ，σ1=80N/mm 2。
轴的材料为碳钢，σs =360N/mm 2,σ-1=200N/mm 2,k σ=1.8, εσ=0.8,βσ=0.95, N 0=107,m=9。
试确定轴的寿命系数，疲劳极限和安全系数。
第6章 螺纹联结1.图示为一底座螺栓组联接结构，承受外载荷R 的作用。
外载荷R 包含在xoy 平面内，θ<45º，L 1<L 2。
试分析底座螺栓组联接的受力情况，判断哪个螺栓受力最大，并求其所受的轴向工作拉力。
2. 图示一厚度为δ=20mm 的薄板，用两个铰制孔用螺栓固定在机架上。
已知载荷P=5000N ，a=200mm ，板间摩擦系数μs =0.2，可靠系数k f =1.1，[σ]=160MPa ，[σp ]=192MPa ，[τ]=96MPa 。
1）设计受剪螺栓直径； 2）若用普通螺栓联接，计算所需螺栓直径。
第12章 齿轮传动1.画出图示斜齿轮传动当齿轮1为主动时的Ft 、Fr 和Fa 等各力X的方向。
机械设计基础第12章
12
⒋确定中心距a和带的基准长度Ld 设计时，应用具体情况参照下式初步确定中心距a0
0.7(dd1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 )
按下式计算所需要的基准长度Ld0值
Ld 0
2a0
2
(dd1
dd2)
1 4a0
(dd 2
dd1)2
由下式近似计算带传动的实际中心距a
F1 e fV F2
若近似认为带工作时其总长度不变，则圆周力F和紧边拉
力的关系为
F
F1
1
1 e fV
故V带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力为
Fm a x
F1
1
1 e fV
二、带传动的应力分析
⒈拉应力
、
1
2
紧边拉应力 1 F1 / A MPa
Lp
z1
z2 2
Lp
z1
2
z2
2
8
z2 z1
2
2
近似计算
a
a0
Lp
Lp0 2
p
12
第九节 链传动的润滑及布置
一、链传动的润滑
良好的润滑有利于缓和冲击、减少磨擦、降低磨损、是 延长链条使用寿命和发挥传动工作能力的最重要因素。
二、带传动的正确使用和维护 Nhomakorabea12
⒈安装时，两轴必须平齐，两轮相对应的V型槽要对齐。 ⒉V带在轮槽中应有一正确位置，带顶面应与带轮外缘相平 ⒊多根V带传动时，带的配组代号应相同 ⒋定期检查V带，发现一根松弛或损坏就应全部更换 ⒌严防转动带与矿务油、酸、碱等介质接触
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问题 1 得 1 分，满分 1 分
选择题 转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质为_______。
所选答案： A. 对称循环
正确答案： A.
对称循环
问题 2 得 1 分，满分 1 分
选择题 安装齿轮的轴，若弯曲变形超过限度，会造成齿轮_______。
所选答案：
B. 沿齿宽方向发生偏载
正确答案： B.
沿齿宽方向发生偏载
问题 3 得 1 分，满分 1 分
选择题 转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据_______来进行计算或校
核。
所选答案： B.
弯扭合成强度
正确答案： B.
弯扭合成强度
问题 4 得 1 分，满分 1 分
选择题 某45钢轴的刚度不足，可采取_______措施来提高其刚度。
所选答案：
C. 增大轴的直径
正确答案： C.
增大轴的直径
问题 5 得 1 分，满分 1 分
选择题 轴上安装有过盈配合零件时，应力集中将发生在_____。
所选答案：
A. 沿轮毂两端部位
正确答案： A.
沿轮毂两端部位
问题 6
得 1 分，满分 1 分 填空题 对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对_______的敏感性。
所选答案：
应力集中 正确答案： 应力集中
问题 7 得 1 分，满分 1 分
选择题 自行车的前轴是_______。
所选答案：
C. 心轴
正确答案： C.
心轴
问题 8 得 1 分，满分 1 分
选择题 为了使轴上零件能靠紧轴肩而得到准确可靠定位，轴肩处圆角半径r 与相配零件
孔端部圆角半径R 间关系应为（ ）。
所选答案： C. r 小于R
正确答案： C.
r 小于R
问题 9 得 1 分，满分 1 分
选择题在轴的初步计算中，轴的直径是按_______来初步确定的。
所选答案： C.
扭转强度
正确答案： C.
扭转强度
问题10 得1 分，满分1 分选择题在下列轴上周向定位零件中，（）不能用于传力较大处。
所选答案： C.
紧定螺钉
正确答案： C.
紧定螺钉。