汽车机械基础模块二-完整版
汽车机械基础课件2.材料力学
塑性材料的许用应力 脆性材料的许用应力
s
n
b
n
式中，σs —塑性材料的屈服点应力； σb —脆性材料的强度极限应力； n —安全系数，它反映了构件必要的强度储备。
2.2 轴向拉伸与压缩
六、拉伸、压缩时的强度条件
为保证构件安全可靠的正常工作，必须使构件最大工作应力不超过材料的许 用应力[ ]，即
2.3 剪切与挤压
一、剪切 2．剪切变形的内力与应力
单剪切
双剪切
2.3 剪切与挤压
一、剪切
2．剪切变形的内力与应力 剪切时单位面积上的内力，称为剪应力，或称切应力。
= FQ /A —切应力，Pa或MPa； FQ —剪切时的内力，N； A —剪切面积，m2或mm2。
2.3 剪切与挤压
一、剪切 3．剪切时的强度条件 = FQ /A≤[]
一、构件的承载能力 承载能力： 为了保证机器安全可靠地工作，要求每个构件在外力作用下均具有足够的 承受载荷的能力 。
承载能力的大小主要由三方面来衡量：即强度、刚度和稳定性。
2.1 材料力学基础
一、构件的承载能力 1、强度 构件在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。
AB和BC两杆在起吊重物的过程中 不允许折断
2.2 轴向拉伸与压缩
一、拉伸与压缩的概念 作用于杆件上的外力的合力作用线与杆件的轴线重合，杆件的变形是沿轴线 方向的伸长和缩短。这类变形称为轴向拉伸或轴向压缩，这类杆件称为拉压 杆。
轴向拉伸或压缩的杆件的受力特点是：作用在直杆两端的合外力，大小相 等，方向相反，力的作用线与杆件的轴线重合。 其变形特点是：杆件沿轴线方向伸长（或缩短）。
二、杆件变形的四种基本形式
3、扭转
当作用面互相平行的两个力偶作用在杆件的两个横截面内时，杆件的横截面 将产生绕杆件轴线的相互转动，这种变形称为扭转变形。
汽车机械基础模块二
PPT文档演模板
汽车机械基础•模块二
•知识点一 金属材料的性能
• 4.切削加工性能
• 切削加工性能是指对材料进行切削加工的难易 程度和切削加工后材料的表面质量，其难易程度与 金属的强度、硬度、塑性和导热性有关。金属的切 削性能包括几个方面：允许的切削速度，经切削后 能达到的表面粗糙度，切削时的动力消耗及对刀具 的磨损程度等。切削加工性能好的金属对刀具磨损 量小、切削用量大、加工表面精度高。
汽车机械基础•模块二
•知识点二 汽车常用金属材料
• 1）碳素钢的分类
分类方法
按钢的含碳量 按钢的质量
按钢的用途
PPT文档演模板
名称
低碳钢 中碳钢 高碳钢 普通碳素钢
优质碳素钢
高级碳素钢
碳素结构钢
碳素工具钢
特点
含碳量ωc<0.25% 含碳量ωc=0.25~0.6%
含碳量ωc>0.6% ωS≤0.05%，ωP≤0.045%，用于各类工
程上 ωS≤0.035%，ωP≤0.035 % ，热处理后
使用 ωS≤0.025%，ωP≤0.025%，用来制造
工具和要求特别高的零件 主要用来制造各种工程构件（如机架、
桥梁等）。一般为中、低碳钢。 主要用来制造各种刃具，模具和量具等。
一般为高碳钢。
汽车机械基础•模块二
•知识点二 汽车常用金属材料
•
PPT文档演模板
汽车机械基础模块二
•知识点一 金属材料的性能
• 金属材料的性能包括使用性能和工艺性能两方 面。使用性能是指在正常使用条件下，零部件材料 所表现出来的性质和适应能力，如物理性能、化学 性能和力学性能等。工艺性能是指材料在各种加工 过程中所表现出来的适应能力和加工难易程度。工 艺性能主要包括铸造性能、压力加工性能、焊接性 能、切削加工性能和热处理性能。金属材料的力学 性能是最为基本和重要的，它是产品设计、材料选 择、工艺评定及材料检验的主要依据。
电子课件-《汽车机械基础(第二版)》-B24-1409 模块二 齿轮传动 课题五 蜗杆传动
本课题将介绍蜗杆传动的类型、特点及应用；以及蜗杆 传动的基本参数选择、几何尺寸计算等。
课题五 蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型 根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动，
环形面蜗杆传动，锥蜗杆传动等。按加工方法的不同，圆柱 蜗杆又分为阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆和延伸渐开线蜗杆。 阿基米德蜗杆螺旋面的形成与螺纹的形成相同，如下表所示 在垂于蜗杆轴线的截面上，齿廓为阿基米德螺旋线。由于阿 基米德蜗杆制造简便，故应用较广。各类蜗杆传动的结构见 下表。
课题五 蜗杆传动
三、蜗杆传动的基本参数
由于阿基米德蜗杆应用最广泛，所以这里我们主要介绍 该蜗杆传动的基本参数。
蜗杆传动的基本参数
课题五 蜗杆传动
1．模数m和齿形角α 因为中间平面内几何参数是标准值，所以蜗杆的轴向模
数m等于其配对蜗轮的端面模数m 。蜗杆的模数见下表。
课题五 蜗杆传动
2．蜗杆直径系数q 是蜗杆分度圆直径除以轴向模数m的商。
课题五 蜗杆传动
3．蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2、蜗杆传动的传动比
蜗杆头数通常为z1＝l，2，4，6。头数多．加工困难，但传动效率高。
当要求传动比大或传递转矩大时，zl取小值；要求自锁时，取zl＝1，此
时传动效率较低。要求传递功率大、效率高、传动速度大时，zl取大值
。蜗轮齿数z2＝，蜗轮齿数取值过少会产生根切，z2应大于26，但不宜
课题五 蜗杆传动
一、判断题 1.蜗杆传动与其他齿轮传动相比较,最大的特点是传动比大,是
其他齿轮机构所无法实现的.( ) 2.蜗杆传动与齿轮传动相比,轮齿相互接触的时间较长,所以传
动平稳.( )
课题五 蜗杆传动
二、选择题 1.蜗杆传动用于传递 轴之间的运动和动力。 A.两平行 B.两相交 C.两空间交错 2.阿基米德蜗杆的轴向齿廓是 ,端面齿廓是 。 A.阿基米德螺旋线 B.直线
机械基础 模块二PPT
活动二 拉伸和压缩
4.许用应力和安全系数 为确保构件工作时的安全，可把极限应力除以一个大于1的系数n，作为材 料的许用应力。许用应力用［σ］表示，即
式中，n为安全因数，它反映了构件必要的强度储备。在工程实际中，静 载时塑性材料一般取安全因数n=1.2~2.5，脆性材料取2~3.5。安全因数也 反映了经济与安全之间的矛盾关系。取值过大，许用应力过低，造成材料 浪费。反之，取值过小，安全得不到保证。
机械基础
制作人
模块二 直杆的基本变形
一
二
目录
直杆轴向拉伸与压缩 剪切和挤压 圆轴扭转
三
四
直梁的弯曲
项目一 直杆轴向拉伸与压缩
项目索引：工程中的构件功能各有 不同，每一种都有不同的承载能力， 过度拉伸与压缩都会使构件变形断裂。 如何根据需要合理地选择材料，以及 如何分析材料在拉伸或压缩时的应力 情况，这些问题将在本项目中得到解 答。
活动一 剪切与挤压基本概念
1.剪切
（1）剪切的概念。 剪切变形的受力特点是：作用在构件两侧面上的合外力大小相等，方向 相反，且作用线相距很近。剪切变形的特点是：构件沿两力作用的截面发 生相对错动。在承受剪切的构件中，发生相对错动的截面，称为受剪面。
（2）剪力和剪切应力。 钢板在外力作用下发生剪切变形，此时，在受剪的钢板内部，必定会产生 抗剪变形的内力，称为剪力。
活动二 梁的强度
1.梁的强度
（1）纯弯曲：梁上各横截面内剪力为零、弯矩为常数的弯曲变形。
（2）正应力。
①侧面的纵向线弯曲成了弧线，而且向外凸出一侧的纵向线伸长，凹进 一侧的纵向线缩短，中间一条纵向线长度不变； ②侧面上的横线仍为直线，且仍与纵向线正交，但转了一个角度。
《汽车机械基础》模块二 汽车材料
2．陶瓷在汽车中的应用
陶瓷在汽车上的最早应用是制造火花塞，如图2-23 所示。现代汽车 中，陶瓷常用于制作各种传感器，如爆震传感器、氧传感器、温度传感器 等，或用于替代金属材料制作发动机和热交换器零件。近年来，一些特种 陶瓷被用于制作发动机部件或整机、气体涡轮部件等，可以达到提高热效 率、降低耗能、减轻自重的目的。例如，日本五十铃汽车公司研 制的陶瓷发动机采用陶瓷制造进、排气管，可以承受800～ 900℃的高温， 取消了隔热板，减少了发动机体积，并使排气净化效果提高2倍。
防锈铝合金
硬铝合金
超硬铝合金
锻铝合金
② 铸造铝合金。铸造铝合金简称铸铝，在汽车上应用较多，铸造铝合金的系 列有铝硅系合金、铝铜系合金、铝镁系合金和铝锌系合金。
铸造铝合金使用量占汽车用铝80％以上。主要用于制造离合器壳体、变 速器壳体、后桥壳、转向器壳体、摇臂盖、正时齿轮壳体等壳体类发动机零 件，以及保险杠、车轮、发动机框架、转向节、液压泵体、制动钳、油缸及 制动盘等非发动机结构件。
形变铝合金在现代轿车上的应用品种有板材、型材、锻件、管材等。 车身上面板可用防锈铝或硬铝生产，例如，车门、发动机罩、行李舱盖、 车盖、地板和翼子板。一些框架可采用铝合金型材。铝制保险杠也可用防锈 铝或硬铝，由板材加工而成或挤压型材料加工而成，后者带有加强筋，如图 2-13所示。
铸造铝合金在轿车上的应用以铸造铝为主。发动机部分汽缸体以及曲轴 箱、气缸盖、活塞、连杆、摇臂托架、进气歧管、滤清器、发动机后盖、发 动机架及泵壳等使用的就是铸造铝材料，如图2-14所示。
① 镁－锰系合金
② 镁－铝－锌系合金
③ 镁－锌－锆系合金
（2）镁合金零件在汽车上应用
目前，汽车上应用的镁合金零部件主要有两类共60多种，如离合器外壳、 变速器体、发动机前盖、曲轴箱等壳体类，以及转向盘、座椅支架、仪表板 框架、转向支架、车镜支架等支架类。
机械基础(模块二)
模块二 工程构件的力学分析
任务分析 任务2 分析简支梁的受力并画受力图
由此可见，A、B两端铰链支座对梁的约束限制作用，与前 面已讨论的柔性约束和光滑面约束有所不同。那么这种约束 具有哪些特点？其约束反力如何表示？下面将讨论铰链约束 的性质及其约束反力的特点，以进一步掌握对物体进行受力 分析、画受力图的基本方法和步骤。
模块二 工程构件的力学分析
任务1 分析梯子的受力并画受力图
二、静力学公理 公理二 加减平衡力系公理 在作用于刚体上的已知力系上 ， 加上或减去任一平衡力系 ，
不会改变原力系对刚体的作用效应。 这个公理常被用来简化某一已知力系。依据这一公理，
可以得出一个重要推论：作用于刚体上的力可以沿其作用线 移至刚体内任一点，而不改变该力对刚体的作用效应。这个 推论被称为力的可传性原理。只适用于刚体，对变形体不适 用。
模块二 工程构件的力学分析
任务1 分析梯子的受力并画受力图
二、静力学公理 公理四 作用与反作用公理 当一个物体对另一个物体有作用力时 ， 必 然 同 时 引 起 另
一物体对它的反作用力，此作用力与反作用力，总是大小相 等，方向相反，作用线相同，并分别作用在这两个相互作用 的物体上。
必须强调指出，作用力和反作用力是分别作用于两个不 同物体上的，因此，决不能认为这两个力相互平衡，这与二 力平衡公理中作用于同一物体上的两个力有着本质上的区别。
模块二 工程构件的力学分析 课题一 静力学
课题二 材料力学
模块二 工程构件的力学分析
课题一 静力学
任务1 分析梯子的受力并画受力图 任务2 分析简支梁的受力并画受力图 任务3 分析平面汇交力系 任务4 分析力偶的作用效果 任务5 分析平面任意力系
模块二 工程构件的力学分析
参考资料(答案)-《汽车机械基础(第二版)》习题册-B24-1462
汽车机械基础(第二版)习题册答案绪㊀㊀论一㊁填空题１.构件㊁相对运动㊁代替或减轻人类的劳动㊁机械功或转换机械能㊁热能㊁机械能㊁机械能㊁电能２.确定相对运动㊁运动㊁制造３.两构件之间直接接触而又能产生一定相对运动的连接㊁低㊁高４.原动部分㊁传动部分㊁工作部分㊁控制部分５.机器㊁机构二㊁选择题１.Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ㊀２.Ｂ㊁Ｄ㊀３.Ｃ㊁Ｄ㊀４.Ｂ㊁Ｃ㊁Ｄ㊀５.Ｂ㊁ＤꎬＡ㊁Ｃ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ɿ㊀６.ɿ㊀７.ɿ㊀８.ˑ四㊁简答题１.答:机器主要由四个部分组成ꎬ即动力部分㊁工作部分㊁传动部分㊁控制部分ꎮ２.答:汽车也是机器ꎬ它也是由四部分组成ꎬ即动力部分 内燃机ꎬ工作部分 汽车车轮驱动ꎬ传动部分 汽车变速箱㊁传动轴㊁差速器ꎬ控制部分 汽车电控部分ꎮ模块一㊀链传动与带传动课题一㊀链㊀传㊀动一㊁填空题１.链条和具有特殊齿形的链轮㊁运动和动力的２.传动链㊁输送链㊁起重链１５１３.内链板㊁外链板㊁销轴㊁套筒㊁滚子４.主动链轮㊁从动链轮㊁反比５.强度㊁耐磨性㊁合金钢㊁碳钢㊁铸铁二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ɿ㊀６.ˑ㊀７.ɿ三㊁简答题１.答:链传动的常见类型有套筒滚子链和齿形链ꎬ套筒滚子链的结构有内链板㊁外链板㊁销轴㊁套筒和滚子ꎮ２.答:链传动具有下列特点:(１)无滑动ꎬ能保证准确的平均传动比ꎮ(２)传递功率大ꎬ传动效率高ꎬ一般可达０ ９５~０ ９８ꎮ(３)能在低速㊁重载和高温条件下ꎬ以及尘土飞扬㊁淋油等不良环境中工作ꎮ(４)链条的铰链磨损后ꎬ使链条节距变大ꎬ工作时链条容易脱落ꎮ(５)由于链节的多边形运动ꎬ所以瞬时传动比是变化的ꎬ瞬时链速不是常数ꎬ传动中会产生动载荷和冲击ꎬ因此不宜用于要求精密传动的机械上ꎮ(６)安装和维护要求较高ꎬ无过载保护作用ꎮ３.答:链传动张紧的目的主要是避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象ꎬ同时也为了增加链条与链轮的啮合包角ꎮ张紧方式有弹簧力张紧㊁砝码张紧㊁定期调整张紧ꎮ４.答:链传动的润滑十分重要ꎬ对高速重载的链传动更重要ꎮ良好的润滑可缓和冲击㊁减轻磨损㊁延长链条的使用寿命ꎮ润滑方式有人工润滑㊁滴油润滑㊁油浴供油㊁飞溅润滑㊁压力喷油润滑ꎮ四㊁计算题１.解:ｉ１２＝ｎ１ｎ２＝ｚ２ｚ１２００ｎ２＝８０４０ｎ２＝１００(ｒ/ｍｉｎ)２.解:ｉ１２＝ｎ１ｎ２＝ｚ２ｚ１ｎ１３００＝６０２０ｎ１＝９００(ｒ/ｍｉｎ)２５１课题二㊀带㊀传㊀动一㊁填空题１.无接头环形㊁包布㊁顶胶㊁抗拉体㊁底胶２.绳芯结构㊁帘布芯结构㊁多楔带结构３.Ｙ㊁Ｚ㊁Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ㊁Ｄ㊁ＥꎬＥꎬＹ４.调整中心距㊁张紧轮二㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ｄ㊀３.Ａ㊀４.Ｂ㊀５.Ｂ三㊁判断题１.ɿ㊀２.ɿ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ɿ㊀６.ˑ㊀７.ˑ㊀８.ɿ㊀９.ˑ㊀１０.ˑ１１.ɿ㊀１２.ˑ㊀１３.ɿ㊀１４.ɿ㊀１５.ɿ㊀１６.ˑ四㊁简答题１.答:Ｖ带的型号和长度不能搞错ꎻＶ带轮轴的中心线保持平行且两轮槽应调整在同一平面内ꎻＶ带张紧程度要合适ꎻ要定期检查调整Ｖ带传动ꎬ必要时更换Ｖ带ꎬ新㊁旧带不能混合使用ꎻ要加安全防护罩ꎮ２.答:平带传动的张紧轮位置应安放在松边外侧靠近小带轮一边ꎮ这样可增大小带轮包角ꎬ提高传动的能力ꎮＶ带传动的张紧轮位置应安放在松边内侧靠近大带轮一边ꎮ这样使小带轮包角不至于过分减小ꎮ３.答:(１)由于带是挠性体ꎬ所以在传动中能缓和冲击和振动ꎬ具有吸振能力ꎮ(２)带传动靠摩擦力传递运动ꎬ在过载时ꎬ传动带会在带轮上打滑ꎬ具有安全保护作用ꎬ可以避免其他零件的损坏ꎮ(３)工作平稳ꎬ噪声小ꎮ(４)可以用在两轴中心距较大的场合ꎮ(５)结构简单㊁维护方便㊁制造容易㊁成本低ꎮ４.答:(１)由于带具有弹性ꎬ工作中存在弹性滑移ꎬ所以传动时不能保证准确的传动比ꎮ(２)外廓尺寸较大ꎮ(３)传动效率低ꎮ(４)不宜用在高温㊁易燃㊁易爆的场合ꎮ(５)带传动适用于要求传动平稳㊁传动比不要求准确㊁中小功率的远距离传动ꎮ３５１五㊁计算题解:(１)ｉ１２＝ｎ１ｎ２＝１４４０７２０＝２(２)ｉ１２＝ｎ１ｎ２＝ｄｄ２ｄｄ１＝２ｄｄ２＝２ｄｄ１＝２ˑ１４０＝２８０(ｍｍ)(３)因为㊀α＝１８０ʎ－ｄｄ２－ｄｄ１ａˑ６０ʎ＝１８０ʎ－２８０－１４０８００ˑ６０ʎ＝１６９ ５ʎ>１２０ʎ所以㊀合格(４)Ｌｄ＝２ａ＋π２(ｄｄ１＋ｄｄ２)＋(ｄｄ２－ｄｄ１)２４ａ＝２ˑ８００＋３ １４２ˑ(１４０＋２８０)＋(２８０－１４０)２４ˑ８００＝２２６５ ５３(ｍｍ)模块二㊀齿轮传动课题一㊀齿轮传动的类型和特点一㊁填空题１.不相等㊁越大㊁０２.外啮合㊁内啮合㊁齿轮齿条３.渐开线㊁摆线㊁圆弧４.平稳㊁运动㊁功率㊁速度㊁效率㊁紧凑㊁长二㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ｃ㊀３.Ｃ㊀４.Ａ三㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ɿ四㊁简答题１.答:利用相互啮合的齿轮来传递运动和(或)动力的机械传动就是齿轮传动ꎮ齿轮传动的工作原理是利用主动轮和从动轮齿与齿相互作用的作用力来传递运４５１动和动力ꎮ２.答:在平面上ꎬ一条动直线(发生线)沿着一个固定的圆(基圆)做纯滚动时ꎬ此动直线上一点的轨迹ꎬ称为渐开线ꎮ性质:(１)基圆越大渐开线越平直ꎬ基圆越小渐开线越弯曲ꎮ(２)基圆内没有渐开线ꎮ(３)渐开线各点的齿形角α各不相同ꎮ(４)渐开线上任意一点的法线必定与基圆相切ꎮ(５)渐开线上各点的曲率半径不相等ꎮ课题二㊀直齿圆柱齿轮一㊁填空题１.传动要平稳㊁承载能力要大２.齿数ｚ㊁模数ｍ㊁压力角α㊁齿顶高系数ｈ∗ａ㊁顶隙系数ｃ∗３.最基本㊁基础㊁正比４.基本参数㊁正比５.εȡ１ ２６.ｍ１＝ｍ２㊁α１＝α２㊀７.１０ｍｍ㊁５２０ｍｍ㊀８.重合㊁相等㊁不重合㊁不相等二㊁选择题１.Ａ㊀２.Ｂ㊀３.Ａ㊀４.Ｃ㊁Ａ㊀５.Ｃ㊀６.Ｃ㊀７.Ａ㊀８.Ｄ㊀９.Ｂ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ˑ㊀７.ˑ㊀８.ˑ㊀９.ɿ㊀１０.ˑ１１.ɿ㊀１２.ˑ四㊁简答题１.答:模数是齿距除以圆周率π所得到的商ꎬ符号为ｍꎬ单位为ｍｍꎮ２.答:(１)两齿轮的模数必须相等ꎬ即ｍ１＝ｍ２ꎮ(２)两齿轮分度圆上的压力角必须相等ꎬ即α１＝α２ꎮ五㊁计算题１.解:ｄ１＝２００ｍｍꎬｄ２＝４００ｍｍꎻｄａ１＝２２０ｍｍꎬｄａ２＝４２０ｍｍꎻｄｆ１＝１７５ｍｍꎬｄｆ２＝３７５ｍｍꎻｓ＝１５ ７ｍｍꎻｄｂ１＝１８８ｍｍꎬｄｂ２＝３７６ｍｍꎻａ＝３００ｍｍꎮ５５１２.解:ａ＝ｍ(ｚ１＋ｚ２)２２１０＝ｍ(２０＋５０)２ｍ＝６(ｍｍ)ｄ１＝ｍｚ１ｄ１＝６ˑ２０＝１２０(ｍｍ)ｄ２＝ｍｚ２ｄ２＝６ˑ５０＝３００(ｍｍ)３.解:(１)㊀ｉ１２＝ｎ１ｎ２＝ｚ２ｚ１９６０ｎ２＝５０２５ｎ２＝４８０(ｒ/ｍｉｎ)(２)ａ＝ｍ(ｚ１＋ｚ２)２ａ＝２(２５＋５０)２ａ＝７５(ｍｍ)(３)ｐ＝πｍ＝３ １４ˑ２＝６ ２８(ｍｍ)课题三㊀其他齿轮传动一㊁填空题１.端面压力角㊁法面压力角㊁法面压力角２.法面模数相等㊁法面压力角相等㊁螺旋角相等且旋向相反３.大端的㊁大端端面模数相等㊁两齿轮的压力角相等４.左旋㊁右旋５.相交㊁９０ʎ６.一致的㊁相等㊁２０ʎ㊁平行㊁相等二㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ａ㊀３.Ｃ㊀４.Ｂ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ɿ６５１四㊁简答题答:优点:(１)重合度大ꎬ啮合性能好ꎻ传动平稳ꎬ冲击噪声小ꎮ(２)承载能力高ꎬ使用寿命长ꎮ(３)不发生根切的最少齿数比直齿轮的少ꎮ斜齿圆柱齿轮传动的结构尺寸比直齿圆柱齿轮传动的小ꎮ(４)对制造误差的敏感性小ꎮ由于轮齿倾斜ꎬ位于同一圆柱面上的各点不同时参加啮合ꎬ这在一定程度上分散了制造误差对传动的影响ꎮ(５)可以凑配中心距ꎮ在齿数㊁模数相同的情况下ꎬ由于β的不同ꎬ可以得到不同的中心距ａꎮ缺点:(１)传动时会产生轴向分力ꎮ(２)不能用作变速器的滑移齿轮ꎮ课题四㊀齿轮轮齿的失效形式与材料选择一㊁填空题１.轮齿折断㊁塑性变形㊁齿面点蚀㊁齿面胶合㊁齿面磨损２.疲劳折断㊁过载折断二㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ａ㊁Ｃ㊁Ｄ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ɿ四㊁简答题答:防止轮齿折断的措施有限制齿根危险载面上的弯曲应力ꎬ选用合适的齿轮参数和几何尺寸ꎻ降低齿根处的应力集中ꎻ强化处理(如喷丸㊁辗压)和良好的热处理工艺ꎮ课题五㊀蜗杆传动一㊁填空题１.蜗杆的轴向模数和蜗轮的端面模数相等㊁蜗杆的轴向压力角和蜗轮的端面压力角相等㊁蜗杆分度圆柱面导程角和蜗轮分度圆柱面螺旋角相等且旋向一致２.４８ｒ/ｍｉｎ㊀７５１３.空间两交错㊁９０ʎ４.圆柱㊁环形面㊁锥５.右手法则二㊁选择题１.Ｄ㊀２.Ｄ㊀３.Ａ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ˑ㊀５.ˑ四㊁简答题１.答:(１)传动比大且准确ꎮ其传动比一般为１０~１００ꎬ而结构很紧凑ꎮ(２)传动平稳ꎮ因蜗杆齿为连续不断的螺旋形ꎬ使其有螺旋机构的特点ꎬ故传动很平稳ꎬ几乎没有噪声ꎮ(３)具有自锁性ꎮ当蜗杆的导程角小于一定值时ꎬ只能以蜗杆为主动件带动蜗轮ꎬ而不能由蜗轮带动蜗杆转动ꎮ(４)传动效率低ꎮ(５)磨损大ꎮ(６)不能任意互换啮合ꎮ汽车的转向器上应用了各种类型蜗杆传动ꎮ２.判断如下:模块三㊀轮㊀㊀系课题一㊀定轴轮系一㊁填空题１.互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来２.每个齿轮的几何轴线都是固定㊁至少有一个齿轮的几何轴线绕位置固定的另一８５１齿轮的几何轴线转动３.轮系中首末两轮的转速４.相反㊁相同㊀５.转动方向㊁大小二㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ｃ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ˑ㊀５.ˑ四㊁简答题１.答:可获得大的传动比ꎻ可做较远距离传动ꎻ可实现变速㊁变向要求ꎻ可合成或分解运动ꎮ２.答:若计算结果为正ꎬ则表示轮系首末两轮(即主㊁从动轴)回转方向相同ꎻ结果为负ꎬ则表示首末两轮回转方向相反ꎮ五㊁计算题１.解:轮系传动比为:ｉ１２＝ｎ１ｎ２＝ｚ２ｚ１＝７０２４有㊀ｎ３＝ｎ２＝２４ｎ１７０＝２４ˑ１４００７０＝４８０(ｒ/ｍｉｎ)２.解:轮系传动比为:ｉ１７＝(－１)３ｚ２ｚ４ｚ６ｚ７ｚ１ｚ３ｚ５ｚ６＝－２８ˑ６０ˑ２０ˑ２８２４ˑ２０ˑ２０ˑ２０＝－４ ９(首㊁末轮转向相反)则轮７的转向如右图所示ꎮ３.解:齿轮１㊁２㊁３㊁４㊁蜗杆５和蜗轮６组成一定轴轮系ꎬ由于轮系中有空间齿轮机构(蜗杆传动)ꎬ所以只用公式来计算该轮系的传动比的大小ꎮｉ１６＝ｎ１ｎ６＝ｚ２ｚ４ｚ６ｚ１ｚ３ｚ５＝３２ˑ４０ˑ４０１６ˑ２０ˑ４＝４０则蜗轮６的转速为:ｎ６＝ｎ１４０＝８００４０＝２０(ｒ/ｍｉｎ)９５１各轮转向如下图所示:课题二㊀周转轮系一㊁填空题１.行星㊁差动㊀２.自身轴线㊁行星架㊀３.太阳轮㊁行星架㊁齿圈㊀４.减速㊁超速㊁直接㊁倒挡㊁行星齿轮机构㊀５.定轴㊁周转二㊁简答题答:太阳轮和齿圈当中有一个转速为零(即固定不动)的周转轮系为行星轮系ꎮ太阳轮和齿圈的转速都不为零的周转轮系为差动轮系ꎮ三㊁计算题１.解:当太阳轮被固定ꎬ齿圈３为主动件ꎬ行星架Ｈ为从动件时ꎬ根据公式:ｉＨ１３＝ｎＨ１ｎＨ３＝ｎ１－ｎＨｎ３－ｎＨ＝－ｚ３ｚ１ｎ１＝０得㊀ｉ３Ｈ＝ｎ３ｎＨ＝１＋ｚ１ｚ３＝１＋１０５１３５＝１ ７８２.解:当齿圈固定(ｎ３＝０)ꎬ太阳轮主动ꎬ行星架从动时ꎬ由:ｉＨ１３＝ｎＨ１ｎＨ３＝ｎ１－ｎＨｎ３－ｎＨ＝－ｚ３ｚ１㊀ｎ３＝０得㊀ｉ１Ｈ＝ｎ１ｎＨ＝１＋ｚ３ｚ１＝１＋５０２０＝３ ５ｎＨ＝ｎ１ｉ１Ｈ＝１４００３ ５＝４００(ｒ/ｍｉｎ)０６１模块四㊀平面连杆机构课题一㊀铰链四杆机构一㊁填空题１.移动㊁转动２.形状㊁相对长度㊁机架３.极限㊁曲柄㊁连杆㊁曲柄４.１㊁０㊁无㊀５.转动６.小于㊁等于㊁机架㊁曲柄７.空程㊁生产效率８.传动角㊁有利㊁４０ʎ㊁５０ʎ二㊁选择题１.Ｄ㊀２.Ａ㊀３.Ｄ㊀４.Ｂ㊀５.Ａ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ˑ四㊁简答题１.答:平面连杆机构是一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而组成的机构ꎮ２.答:铰链四杆机构的基本形式有曲柄摇杆机构㊁双曲柄机构㊁双摇杆机构是根据曲柄存在的条件来分的ꎮ３.答:曲柄摇杆机构中ꎬ曲柄虽做等速转动ꎬ而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度ꎬ从而使得摇杆在往复摆动相同的角度时ꎬ工作行程所用的时间长ꎬ而空回程所用的时间不同短ꎬ从而出现了回程快的特性ꎮ这种现象称为急回运动ꎮ五㊁计算题１.解:(１)１个㊀(２)ａ杆２.解:ＡＢ或ＣＤꎻ双摇杆ꎻ双曲柄课题二㊀铰链四杆机构的演化一㊁填空题１.基本形式㊁尺寸关系㊁杆件１６１２.曲柄滑块３.曲柄滑块㊁导杆机构㊁曲柄摇块４.机架㊁固定机架㊁曲柄㊁移动二㊁选择题１.Ａ㊀２.Ａ三㊁判断题１.ɿ㊀２.ɿ㊀３.ɿ四㊁简答题１.答:如图ａ所示的四连杆机构中ꎬ杆件２的长度小于机架１ꎬ便可以绕机架１做整周转动ꎬ但导杆４只能做摆动ꎬ称为曲柄摆动导杆机构ꎮ如图ｂ所示的四连杆机构中ꎬ杆件２的长度大于机架１ꎬ杆件２和导杆４都可以绕机架１做整周转动ꎬ称为曲柄转动导杆机构ꎮ２.答:汽车发动机中的曲柄滑块机构是以滑块为主动件ꎮ不存在卡死现象ꎬ因汽车发动机中曲柄滑块机构已经采取了克服死点的方法ꎬ即利用惯性㊁错列各缸的曲柄滑块机构的方式来克服死点ꎮ模块五㊀凸轮机构课题一㊀凸轮机构的应用和类型一㊁填空题１.曲线㊁凹槽㊁运动规律２.盘形凸轮㊁圆柱凸轮㊁移动凸轮㊁尖顶从动件㊁滚子从动件㊁平底从动件㊀３.凸轮㊁从动杆㊁机架４.冲击载荷㊁磨损２６１二㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ａ㊀３.Ｃ㊀４.Ａ㊀５.Ｂ㊀６.Ａ三㊁简答题１.答:凸轮机构主要由凸轮㊁从动杆㊁机架三个部分组成ꎮ２.答:凸轮机构从动件的形式有尖顶㊁滚子㊁平底从动件ꎮ３.答:(１)凸轮机构可以用在对从动件运动规律要求严格的场合ꎬ也可根据实际需要任意拟定从动件的运动规律ꎮ(２)凸轮机构可以高速启动㊁动作准确可靠ꎮ(３)凸轮机构是高副机构ꎬ单位面积上承载压力较高ꎬ易磨损ꎬ寿命低ꎮ(４)凸轮机构能传递较复杂的运动ꎬ但对复杂的运动特性要求ꎬ精确分析和设计凸轮的轮廓曲线比较困难ꎮ课题二㊀凸轮机构从动件的运动规律一㊁填空题１.最小半径㊁最小半径２.等速运动规律㊁等加速等减速运动规律３.ɤ３０ʎ㊁７０ʎ~８０ʎ４.凸轮的轮廓曲线５.从动件㊁常数６.基圆半径㊁压力角㊁滚子半径二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ㊀５.ɿ㊀６.ˑ㊀７.ɿ㊀８.ˑ三㊁简答题１.答:等速运动从动件的位移曲线是斜直线ꎮ这种运动规律的缺点是在行程开始和终了时加速度无穷大ꎬ致使机构发生强烈的冲击ꎮ这种运动规律适用于低速㊁轻载和特殊要求的凸轮机构中ꎮ２.答:等加速等减速运动从动件的位移曲线是抛物线ꎮ这种规律特点是速度曲线连续ꎬ避免了刚性冲击ꎮ缺点是加速度曲线在运动的起始㊁中点和终止位置发生有限突变ꎬ产生柔性冲击ꎮ这种运动规律适用于凸轮作中速回转㊁从动件质量不大的场合ꎮ３.答:凸轮轮廓上的最小半径ｒｂ称为基圆半径ꎬ以凸轮的最小半径ｒｂ所作的圆称为凸轮的基圆ꎮ３６１从动杆的最大位移叫作行程ꎮ从动杆与凸轮接触的某一点ꎬ该点的法线方向与从动杆运动方向所夹的锐角α称为凸轮压力角ꎮ模块六㊀理论力学基础课题一㊀静力学基础一㊁填空题１.分离体㊁受力图２.力系㊁静止㊁匀速直线㊁平衡３.机械㊁物体㊁施力㊁受力４.形状㊁大小㊁刚体二㊁选择题１.Ｂ㊁Ｃ㊀２.Ｂ三㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ㊀５.ˑ㊀６.ˑ㊀７.ˑ四㊁简答题１.答:力的三要素为力的作用点㊁力的方向㊁力的大小ꎮ把力的三要素用带箭头的有向线段表示出来叫力的图示ꎮ线段的长度表示力的大小ꎬ箭头的指向表示力的方向ꎬ线段的起始点或终止点表示力的作用点ꎮ２.答:二力平衡公理:两个力的同时作用在同一个物体上ꎮ作用与反作用公理:两个物体间的作用力与反作用力分别作用在两个物体上ꎮ举例:球悬挂于绳端ꎬ球受到的重力ꎬ绳对球的拉力属于二力平衡ꎮ球对绳的拉力ꎬ绳对球的拉力属于作用力与反作用力ꎮ３.答:限制物体某些运动的条件称为约束ꎮ工程上常见的约束有光滑面约束㊁铰链约束㊁柔体约束㊁固定端约束ꎮ光滑面约束反作用力通过接触点ꎬ方向总是沿接触面公法线而指向受力物体ꎻ固定铰链约束其约束反力必沿着接触面的公法线且通过销子中心ꎻ活动铰链约束其约束反力的作用线必通过铰链中心ꎬ并垂直于支承面ꎻ柔体约束约束反力作用于连接点ꎬ方向沿着柔索而背离物体ꎻ固定端约束根据实际情况具体分析ꎮ４.答:力的平行四边形法则:作用于物体上同一点的两个力ꎬ可以合成一个合力ꎮ合力也作用于该点ꎬ合力的大小和方向ꎬ用这两个力为邻边所构成的平行四边的４６１对角线确定ꎮ五、作图题１.提示:要表示出力的三要素:力的大小㊁方向㊁作用点ꎮ２.提示:曲杆是二力构件ꎬ要使曲杆平衡ꎬ在Ａ㊁Ｂ两点作用的必须是一对平衡力ꎮ３.图ａ:Ａ处是光滑面约束ꎬＡ处约束反力通过接触点垂直于Ａ面指向小球ꎮ图ｂ:Ａ点对小球作用力通过球心ꎬ指向小球ꎬ或者作用力垂直于Ａ点处小球的切面通过Ａ点指向小球ꎮ图ｃ:Ａ㊁Ｂ两处柔体约束ꎬ通过连接点沿着柔索而背离物体ꎮ图ｄ:Ａ㊁Ｂ两点处光滑面约束的约束反力应指向小球ꎮ图ｅ:Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ三处是点与面接触ꎬ约束反力垂直于接触面而指向物体ꎮ图ｆ:Ａ处约束反力垂直于接触面而指向小球ꎮＢ处作用力沿着绳索而背离物体ꎮ图ｇ:Ｂ处作用力垂直接触面指向物体ꎬＡ点作用力通过ＮＢ与Ｑ的交点并指物体ꎮ图ｈ:Ａ处没有约束反力ꎮ图ｉ:Ａ㊁Ｂ㊁Ｄ处的约束力垂直于杆件ꎬ指向杆件ꎮ４.提示:日光灯受重力Ｗ并与绳索的拉力Ｔ１㊁Ｔ２三力汇交于一点ꎮ５.提示:球Ａ受重力Ｇꎬ绳的拉力ＴＢ沿绳索方向背离小球ꎬ这是一对平衡力ꎮ绳ＢＣ受小球拉力ＴＢᶄ背离绳索ꎬ天花板对绳拉力ＴＣ背离绳索这是一对平衡力ꎮ绳与球之间的相互作用力ꎬ绳与天花板之间相互作用力是两对作用力与反作用力ꎮ６.提示:物体受两根柔索的作用力ＴＢ㊁ＴＡ分别沿着柔索而背离物体ꎮ７.提示:物体Ａ㊁Ｂ处受的力垂直于支持面ꎬ通过接触点ꎬ指向物体ꎬ在Ｃ处的作用力沿着柔索通过Ｃ点背离物体ꎮ８.提示:Ｂ㊁Ｄ㊁Ｅ三处ＡＢ杆受的力通过接触点ꎬ垂直于接触面而指向ＡＢ杆ꎬ另外受重力作用ꎮ９.提示:图ａ在Ａ点受垂直于球切面通过Ａ点指向球的作用力ＮＡꎬＢ点受通过Ｂ点沿着绳索背离球的作用力ＴＢꎮ图ｂ在Ａ㊁Ｂ两点处受作用力垂直于接触面ꎬ通过Ａ㊁Ｂ两点并指向小球ꎮ１０.提示:图ａ杆ＡＢ在Ｃ处受沿着绳索背离杆ＡＢ的拉力Ｔｃꎬ在Ａ处水平向右的约束力ＸＡ和竖直向上约束反力ＹＡꎮ㊀图ｂ在Ａ㊁Ｂ两点处受通过Ａ㊁Ｂ两点垂直于墙壁指向杆体本身的作用力ꎮＤ处受通过Ｄ点竖直向上的作用力ꎮ１１.提示:Ｂ处受的作用力通过Ｂ点竖直向上ꎮＡ处固定铰链对钢架作用力可用两５６１个垂直分力ＸＡ㊁ＹＡ代替或用三力平衡汇交定理直接确定ꎮ课题二㊀平面汇交力系及平衡一㊁填空题１.各力的作用线㊁同一平面内㊁相交于一点２.不平行的力㊁作用线㊁力平衡汇交３.力多边形㊁封闭㊁合力㊀４.各力的作用线㊁同一平面㊁平面㊁空间二㊁选择题１.Ｄ㊁Ａ㊁Ｂ㊀２.Ｂ㊀３.Ｃ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ɿ四㊁简答题１.答:力的多边形法则是指利用几何法求解力系的合力时ꎬ只要将力系中各力依次首尾相接地连成折线ꎬ然后用一有向线段连接折线的首末两点ꎬ即可得一封闭的多边形ꎬ封闭边即为该力系的合力ꎮ２.答:平面汇交力系是作用于物体上各力的作用线都在同一平面内且相交于一点的力系ꎮ平面汇交力系的平衡条件为合力等于零ꎮ３.答:合力投影定理是合力在任一轴上的投影等于各分力在同一轴上的投影代数和ꎮ设有平面汇交力系Ｆ１㊁Ｆ２㊁ ㊁Ｆｎꎬ且各力在ｘ轴上的投影为Ｆ１ｘ㊁Ｆ２ｘ㊁ ㊁Ｆｎｘꎬ各力在ｙ轴上的投影Ｆ１ｙ㊁Ｆ２ｙ㊁ ㊁Ｆｎｙꎻ合力Ｒ在ｘ轴㊁ｙ轴上的投影分别为Ｒｘ㊁Ｒｙꎬ由合力投影定理得Ｒｘ㊁Ｒｙ可计算合力Ｒ的大小和与ｘ轴的夹角ꎮ合力Ｒ的指向要根据ðＦｘ和ðＦｙ的正负号确定ꎬ合力Ｒ的作用点仍通过力系的汇交点ꎮ五㊁作图㊁计算题１.图ａＡ处约束反力应根据三力平衡汇交定理确定ꎮＳＢ㊁Ｇ㊁ＮＡ三力平衡汇交在同一平面内ꎬ所以它们相交于一点ꎮ图ｂＢ处于约束反力垂直墙面指向杆件ＡＢꎬ固定铰链Ａ处受力根据三力(Ｂ㊁Ｑ㊁Ａ)平衡汇交定理确定ꎮ图ｃ由于ＡＣ㊁ＢＣ两杆为二力杆ꎬ所以ＮＡ㊁ＮＢ应沿杆件ＣＡ㊁ＣＢ而背离杆件ꎮ６６１２.图ａ中ＢＣ为二力杆件㊁在Ｂ㊁Ｃ两处受力沿杆件方向ꎮＡＢ为三力构件㊁受力符合三力平衡汇交定理ꎮ销子Ｂ处杆件ＡＢ与杆件ＢＣ存在作用力与反作用力的关系ꎮ图ｂ中杆ＡＢ㊁ＢＣ为二力杆件ꎬ受力沿杆件方向ꎬ销子Ｂ受力符合三力平衡汇交定理ꎮ图ｃ中ＡＢ是二力杆件ꎬ在Ａ㊁Ｂ两处受力沿杆件方向ꎬＢＣ杆受力符合三力平衡汇交定理ꎮ其中销子Ｂ处杆件ＡＢ与杆件ＣＢ存在作用力与反作用力的关系ꎮ图ｄ中ＢＣ是二力杆件ꎬＢ㊁Ｃ两处受力沿杆件方向ꎬＡＢ杆受力符合三力平衡汇交定理ꎮ销子Ｂ处ＢＣ杆与ＡＢ杆存在作用力与反作用力的关系ꎮ３.ＡＣ杆是二力杆件ꎬ受力沿ＡＣ连线方向背离Ａ㊁Ｃ两点ꎮ在Ｃ处杆件ＡＣ与ＤＢ存在作用力与反作用力的关系ꎬ据此确定ＤＢ杆在Ｃ处受力方向ꎬ再据三力平衡汇交定理确定固定铰链Ｂ对杆件ＤＢ的作用力ꎮ４.图ａ中ＡＢ杆是二力杆ꎬ受力受杆件方向背离Ｂ㊁Ｃ两点ꎬ在Ｂ处杆件ＣＢ与ＡＤＢ存在作用力与反作用力的关系ꎬ据此确定Ｂ处杆ＣＢ对ＡＢ的作用力ꎬ再据三力平衡汇交确定Ａ处对杆ＡＤＢ的作用力ꎮ图ｂ的受力分析方法与图ａ相同ꎮ５.解:活动铰链Ｂ约束反力垂直支持面而指向杆件ＡＢꎬ固定铰链Ａ约束反力据三力(ＲＡ㊁Ｆ㊁ＲＢ)平衡汇交定理确定ꎮ６.解:图ａ㊀ðｘ＝－Ｆ２－Ｆ３ｓｉｎ３０ʎ＋Ｆ４ｓｉｎ４５ʎ＝１０７(Ｎ)图ｂ㊀ðｙ＝－Ｆ１－Ｆ３ｃｏｓ３０ʎ－Ｆ４ｓｉｎ４５ʎ＝－７２７(Ｎ)ðＸ＝Ｆ１＋Ｆ２ｃｏｓ４５ʎ－Ｆ３ｃｏｓ６０ʎ－Ｆ４＝－５８８(Ｎ)ðＹ＝Ｆ２ｓｉｎ４５ʎ＋Ｆ３ｓｉｎ６０ʎ＝６１２(Ｎ)图ｃ㊀ðＸ＝Ｆ１－Ｆ２ｓｉｎ４５ʎ－Ｆ３ｓｉｎ４５ʎ＋Ｆ４ｃｏｓ３０ʎ＝７２９(Ｎ)ðＹ＝Ｆ２ｃｏｓ４５ʎ－Ｆ３ｃｏｓ４５ʎ－Ｆ４ｓｉｎ３０ʎ＝－７１２(Ｎ)课题三㊀力矩与力偶一、填空题１.大小㊁垂直距离２.乘积㊁正负号㊁转动效果㊁力Ｆ对Ｏ点的矩㊁力矩㊁ｍｏ(Ｆ)㊁力矩中心㊁正值㊁负值㊀３.各力㊁代数和４.大小相等㊁方向相反㊁作用线平行但不在同一直线上的两个力㊀５.ｍｏ(ＦꎬＦᶄ)㊁ｍ㊁ｍ＝ʃＦｄ㊁两力之间的垂直距离㊁正㊁负㊀７６１６.平行㊁力偶㊁原力㊁附加力偶二㊁选择题１.Ｄ㊀２.Ｃ㊁ＧꎻＡ㊁Ｆ㊁Ｈ㊁ＩꎻＢ㊁Ｄ㊁Ｅ三㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ四㊁简答题１.答:大小相等ꎬ方向相反ꎬ作用线平行ꎬ但不在同一直线上的两个力组成的力系称为力偶ꎮ力偶的性质:力偶的合力为零ꎻ力偶只能用力偶来平衡ꎮ２.答:乘积Ｆｈ并冠以正负号作为力Ｆ使物体绕Ｏ点转动效果的度量ꎬ称为力Ｆ对Ｏ点的矩ꎬ简称力矩ꎮ３.答:当作用于转动物体上的力ꎬ其逆时针转向的力矩之和等于其顺时针转向的力矩之和时ꎬ那么转动物体处于平衡状态ꎮ或者说ꎬ作用于转动物体上的所有力的力矩代数和等于零ꎬ则转动物体将静止不动ꎮ这就是力矩平衡条件ꎮ４.答:力偶的两个力的作用线平行ꎬ但不在同一直线上组成的力系ꎬ且作用于在同一物体上ꎮ作用力和反作用力在同一直线上的两个力ꎬ而且作用在相互作用的两个物体上ꎮ二力平衡两个力作用在同一直线上ꎬ且作用于在同一物体上ꎮ５.提示:由于力矩的作用ꎮ五㊁计算题１.解:ＦＡˑ１０－Ｐˑ５－Ｑˑ３＝０ＦＡ＝４２(ｋＮ)Ａ端钢轨受到压力４２ｋＮꎬ向下ꎮＦＢˑ１０－Ｐˑ５－Ｑˑ(１０－３)＝０ＦＢ＝５８(ｋＮ)Ｂ端钢轨受到压力５８ｋＮꎬ向下ꎮ２.解:以Ｏ点为固定转动轴ꎬ则:Ｑˑ６０－Ｆｓｉｎ３０ʎˑ５０－Ｆｃｏｓ３０ʎˑ３００＝０Ｑ＝１４００(Ｎ)向上支座Ｏ的约束反力Ｒｙ＝Ｑ－Ｆｓｉｎ３０ʎ＝１２５０(Ｎ)㊀向下Ｒｘ＝Ｆｃｏｓ３０ʎ＝２５５(Ｎ)㊀向右８６１课题四㊀平面任意力系及平衡一㊁填空题１.同一平面内㊁任意分布２.在两个不同方向的坐标轴ｘ㊁ｙ上投影的代数和等于零㊁对力系所在平面内任意点Ｏ的力矩的代数和等于零３.ðＦｘ＝０㊁ðＦｙ＝０㊁ðｍｏ(Ｆ)＝０㊁三个４.ðｍＡ(Ｆ)＝０㊁ðｍＢ(Ｆ)＝０㊁ðＦｘ＝０㊁ðｍＡ(Ｆ)＝０㊁ðｍＢ(Ｆ)＝０㊁ðｍｃ(Ｆ)＝０二㊁选择题１.Ｂ㊁Ｄ㊀２.Ｂ㊁Ａ㊁Ｃ㊀３.Ｂ三㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ四㊁简答题１.答:求解平面任意力系平衡问题时ꎬ为了简化计算ꎬ使尽量多的力与坐标轴平行或垂直原则选择平面直角坐标系ꎬ通常将矩心选在ｎ个未知力的交点上或未知力的作用线上ꎮ２.答:平面汇交力系㊁平面力偶系和平面平行力系的都是平面任意力系的特例ꎬ所以平面汇交力系㊁平面力偶系和平面平行力系的平衡方程都是平面任意力系平衡方程的特殊情形ꎮ五㊁计算题１.提示:(１)首定二力杆:先分析斜杆ＣＤ的受力情况ꎮ斜杆的自重不计ꎬ只在杆的两端Ｃ和Ｄ处分别受到铰链Ｃ和Ｄ的约束反力ＦＣ和ＦＤ的作用ꎮ显然ＣＤ杆是一个二力杆ꎬＣＤ杆的受力图如下ꎮ(２)充分应用作用与反作用定理ꎬ确定梁ＡＢ在铰链Ｄ处受到ＣＤ杆给它的约束反力ＦᶄＲＤ的方向ꎮ梁ＡＢ还受到Ａ处固定铰链约束ꎬ其约束反力方向未知ꎬ可用两个大小未定的垂直分力代替ꎮ此外ꎬ它还受到两个主动力Ｇ㊁Ｇ１的作用ꎮ受力图如下ꎮ９６１２.解:(１)确定研究对象ꎬ进行受力分析ꎬ画出其受力图ꎮ(２)选坐标轴如图ꎬ让ＡＮＢ和Ｔ垂直ꎮ将重力Ｇ分解为Ｇｘ和Ｇｙꎬ其中Ｇｘ＝Ｇｓｉｎ６０ʎ＝２４０ˑ０ ８６６＝２０７ ８(ｋＮ)Ｇｙ＝Ｇｃｏｓ６０ʎ＝２４０ˑ０ ５＝１２０(ｋＮ)(３)据平面任意力系的平衡条件ꎬ列平衡方程ꎬ求解未知量ꎮ取两未知力Ｔ与ＮＡ的交点Ｅ为矩心ꎬ列平衡方程ꎬ求解未知量ꎮðＦｘ＝０ðＦｙ＝０ðｍＥ(Ｆ)＝０㊀㊀Ｔ－Ｇｘ＝０ＮＡ＋ＮＢ－Ｇｙ＝０ＮＢ(ａ＋ｂ)－Ｇｘ(ｈ－ｅ)－Ｇｙａ＝０㊀㊀Ｔ＝Ｇｘ＝２０７ ８(ｋＮ)ＮＢ＝Ｇｘ(ｈ－ｅ)＋Ｇｙａａ＋ｂ＝８４ ６(ｋＮ)ＮＡ＝Ｇｙ－ＮＢ＝１２０－８４ ６＝３５ ４(ｋＮ)模块七㊀材料力学基础课题一㊀杆件变形的基本形式一、填空题１.杆件０７１２.拉伸(压缩)变形㊁剪切变形㊁扭转变形㊁弯曲变形３.抵抗破坏㊁抵抗变形㊁平衡形态４.强度㊁刚度㊁稳定性二㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ɿ㊀６.ɿ㊀７.ɿ三㊁名词解释１.拉伸或压缩杆件两端受大小相等㊁方向相反㊁作用线与杆件轴线重合的一对外力的作用ꎬ而产生的变形ꎬ称为拉伸或压缩变形ꎮ２.剪切杆件受大小相等㊁方向相反㊁作用线相距很近的一对横向力作用而产生变形ꎬ称为剪切变形ꎮ３.扭转杆件两端受大小相等㊁方向相反㊁作用面垂直于杆轴线的一对力偶作用而产生变形ꎬ称为扭转变形ꎮ４.弯曲杆件两端受一对大小相等ꎬ方向相同ꎬ作用面处于杆件的包含杆轴线的纵向平面内力偶作用或受垂直于杆件轴线的横向力作用而产生变形ꎬ称为弯曲变形ꎮ课题二㊀拉伸与压缩一㊁填空题１.其他构件作用于其上的力㊁产生的一种抵抗变形的抵抗内力２.沿着杆件的轴线的内力㊁拉伸㊁压缩３.工作应力㊁许用应力㊁σ＝ＮＡɤ[σ]４.正比例㊁弹性模量㊁材料５.比例极限㊁正比㊁反比㊁ΔＬ＝ＮＬＥＡ二㊁选择题１.Ａ㊁Ｂ㊀２.Ｂ㊀３.Ａ㊀４.Ａ㊀５.Ａ㊀６.Ｃ三㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ１７１四㊁简答题１.答:受拉伸或压缩的杆件其受力特点是作用在直杆两端的合外力ꎬ大小相等ꎬ方向相反ꎬ力的作用线与杆件的轴线重合ꎮ其变形特点是:杆件沿轴线方向伸长(或缩短)ꎮ２.答:构件在外力作用下ꎬ单位面积上的内力ꎬ称为应力ꎮ杆件受拉(压)作用时ꎬ应力是均匀分布在横截面上的ꎮ如果拉(压)杆的轴力Ｎ垂直于横截面ꎬ则应力也垂直于横截面ꎬ这样的应力称为正应力ꎬ以符号σ表示ꎮ切于截面的应力称为 切应力 (或称为 剪应力 )ꎬ以符号τ表示ꎮ３.答:不同材料有不同的许用应力值ꎬ它和材料的力学性能有关ꎮ许用应力是通过对材料进行试验和考虑各有关因素来确定的ꎮ为了保证构件正常工作ꎬ一般不允许构件在受力后发生断裂或者发生过量的塑性变形ꎮ所以不能将材料破坏时的极限应力作为许用应力ꎮ还要考虑到计算中的误差和工作中可能出现超负荷等情况ꎬ故许用应力一般只能取极限应力的几分之一ꎮ具体许用应力值可查阅有关手册ꎮ五㊁计算题１.解:ＦＮ１１㊀㊀ＦＮ２＝１２２.解:１－１截面Ｎ１＝－１０ｋＮꎻ２－２截面Ｎ２＝－４０ｋＮꎻ３－３截面Ｎ３＝０ｋＮꎮ３.提示:准确计算Ａ－Ａ截面面积(铣去的槽面积可近似为矩形ꎬ面积为ｄˑｄ/４ꎬ暂时不考虑应力集中)ꎮ用截面法求Ａ－Ａ和Ｂ－Ｂ截面上的内力相等ꎬ但两截面的面积不等ꎮ工作应力大的截面就是危险截面ꎬ所以Ａ－Ａ截面危险截面ꎬδＡ＝ＮＡＡꎬδＢ＝ＮＡＢꎮ４.解:螺栓所受轴力Ｎ＝２ ５(ｋＮ)所以螺栓强度符合要求㊀δ＝Ｎπｄ２１４＝１３ ６(ＭＰａ)<[δ]＝５０(ＭＰａ)５.解:ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＝ＮＬ１ＥＡ１＋ＮＬ２ＥＡ２＝０ ４０３(ｍｍ)２７１。
汽车机械基础课件模块2单元1
（a）
（b）
（c）
力偶的合成
若作用于一个物体上的所有力偶作用面相同，则合力偶矩等 于各分力偶矩的代数和，即
M M1 M2 Mn Mi
主矢大小，以及主矢与x轴的夹角α满足以下关系：
R Rx 2 Ry 2
tan α Ry Rx
2．平面任意力系的简化
（2）主矩
附加平面力偶系可以合成为一个力偶，此力偶的矩MO等于各附加 力偶矩M1，M2，…，Mn的代数和，即
MO M1 M2 Mn MO F1 MO F2 MO Fn MO Fi
力
人们在日常的推、拉、提、掷等活动中，由于肌肉的紧张 收缩，感到对物体施加了力，并使物体的运动状态发生变 化。在大量的实践中，人们对力的认知由感性认知上升到 了理性认知阶段，就产生了力学，图10-1所示为人推动汽 车时汽车所受的力。
力的概念
1．力的作用与效应
力是使物体的运动状态发生变化或使物体发生变形的原因。其中，使物 体运动状态发生变化的效应称为力的外效应或运动效应；使物体形状发 生改变的效应称为力的内效应或变形效应。
Ft Fn cos
由合力矩定理得
Fr Fn sin
M（O Fn）
M（O Ft）
M（O Fr）
Ft
D 2
0
（Fn
cos
α）D 2
1 000 0.16 cos 20 75.2 (N m) 2
力偶的定义和基本性质
1．力偶
图10-9所示分别为汽车维修师傅拆卸车轮时作用在扳杠上的两个相互平 行的力（F和 F）和司机用双手转动方向盘的作用力（F和 F） 。通常将 类似的一对大小相等、方向相反的平行力组成的特殊力系称为力偶，记 作（F，F ）。物体上有两个或两个以上力偶作用时，这些力偶将组成力 偶系。