机械设计基础第八版课后答案第一章

班级： 姓名： 学号： 机械设计习题

绪 论

1、机器的基本组成要素是什么？ 【答】

机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。

2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。 【答】

在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。

在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？ 【答】

在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系；

在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；

在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。

机械设计总论

1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用是什么？ 【答】

机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。

传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。2、什

第一章 机械设计概论 第二章 机械设计总论

1－8 零件的工作安全系数为____2_______。

（1）零件的极限应力比许用应力 （2）零件的极限应力比零件的工作应力（3）零件的工作应力比许用应力（4）零件的工作应力比零件的极限应力。

1－9 机械零件的强度条件可以写成______3_____。 （1）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ （2） σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ （3） σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ （4） σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ

式中σ、τ是危险截面处的最大应力；[σ]、[τ]是许用应力；Sσ、Sτ是危险截面处的实际安全系数；[S]σ、[S]τ分别为正应力和切应力时的许用安全系数。

1－10 一直径d=18mm的等截面直杆，杆长为800mm，受静拉力F=36kN，杆材料的屈服点σs=360MPa，取许用安全系数[S]σ=1.8，则该杆的强度___3________。 （1）不足 （2）刚好满足要求 （3）足够

1－11 一零件用45钢制成，工作时受静拉力，危险截面处的最大

第一章 机械设计概论 第二章 机械设计总论

1－8 零件的工作安全系数为____2_______。

（1）零件的极限应力比许用应力 （2）零件的极限应力比零件的工作应力（3）零件的工作应力比许用应力（4）零件的工作应力比零件的极限应力。

1－9 机械零件的强度条件可以写成______3_____。 （1）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ （2） σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ （3） σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ （4） σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ

式中σ、τ是危险截面处的最大应力；[σ]、[τ]是许用应力；Sσ、Sτ是危险截面处的实际安全系数；[S]σ、[S]τ分别为正应力和切应力时的许用安全系数。

1－10 一直径d=18mm的等截面直杆，杆长为800mm，受静拉力F=36kN，杆材料的屈服点σs=360MPa，取许用安全系数[S]σ=1.8，则该杆的强度___3________。 （1）不足 （2）刚好满足要求 （3）足够

1－11 一零件用45钢制成，工作时受静拉力，危险截面处的最大

第三章 机械零件的强度

习题答案

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限ζ?1?180MPa，取循环基数N0?5?106，m?9，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] ζ?1N1?ζ?196N05?10?180?9?373.6MPa N17?1036N05?10?180?9?324.3MPa N22.5?1046N05?10?180?9?227.0MPa 5N36.2?10 ζ?1N2?ζ?19 ζ?1N3?ζ?193-2已知材料的力学性能为ζs?260MPa，ζ?1?170MPa，Φζ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] A(0,170) C(260,0) ?Φζ?'2ζ?1?ζ0 ζ0 ?ζ0?2ζ?1

1?Φζ2ζ?12?170 ??283.33MPa1?Φζ1?0.222 ?ζ0?'' 得D(283.33,283.33)，即D(141.67,141.67)

根据点A(0,170)，C(260,0)，D(141.67,141.67)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

<机械原理>第八版 西工大版

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2

第三章 机械零件的强度

习题答案

6

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限ζ?1?180MPa，取循环基数N0?5?10，m?9，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] ζ?1N1?ζ?19N0N1N0N2N0N3?180?95?1067?1035?1062.5?105?106?373.6MPa

ζ?1N2?ζ?19?180?94?324.3MPa

ζ?1N3?ζ?19?180?96.2?105?227.0MPa

3-2已知材料的力学性能为ζs?260MPa，ζ?1?170MPa，Φζ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] A(0,170) C(260,0) ?Φζ?'2ζ?1?ζ0ζ02ζ?1 ?ζ0?1?Φζ2ζ?11?Φζ ?ζ0??2?1701?0.2?283.33MPa '' 得D(283.33,283.33)，即D(141.67,141.67) 22 根据点A(0,170)，C(260,0)，D(141.67,141.67)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

<机械原理>第八版 西工大版

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2

机械设计基础第一章

第一章平面机构组成原理 及其自由度分析

机械设计基础第一章

§1–1机构的组成及运动简图 机构的组成要素——构件和运动副

一、构件和零件 构件 机器中的独立运动单元 零件 机器中的制造单元机架(固定构件) 构件分成以下几种 主动件 活动构件 从动件 其中，运动规律已知的活动构件称为原动件， 输出运动或动力的从动件称为输出件。

机械设计基础第一章

由若干零件组成 的构件——连杆1 1--连杆体 2--螺栓 3--螺母 2 3

4--连杆盖 4

机械设计基础第一章

二、运动副及其分类运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。

运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副的部分，如点、线、面。 约束：两构件用运动副联接后，彼此的相对 运动受到某些限制。 构件自由度：构件所具有的独立运动数目。一 个作平面运动的自由构件具有三个自由度。

机械设计基础第一章

运动副的分类

根据运动副的接触形式，运动副归为两类 1)低副：面接触的运动副。如转动副、移动副。 2)高副：点或线接触的运动副。如齿轮副、凸 轮副。

机械设计基础第一章

也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。 1)平面运动副：组成运动副两构件间作相对平 面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。 2)空

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，取循环基数，，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]

3-2已知材料的力学性能为，，，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解]

得，即 根据点，，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，，查附表3-2，插值得，查附图3-1得，将所查值代入公式，即

查附图3-2，得；按精车加工工艺，查附图3-4，得，已知，则

根据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，应力幅，试分别按①②，求出该截面的计算安全系数。

[解] 由题3-4可知

（1）

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数

（2）

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数

第五章螺纹连接和螺旋传动p101 习题答案

5-1

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，取循环基数，，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]

3-2已知材料的力学性能为，，，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解]

得，即 根据点，，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，，查附表3-2，插值得，查附图3-1得，将所查值代入公式，即

查附图3-2，得；按精车加工工艺，查附图3-4，得，已知，则

根据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，应力幅，试分别按①②，求出该截面的计算安全系数。

[解] 由题3-4可知

（1）

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数

（2）

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数

第五章螺纹连接和螺旋传动p101 习题答案

5-1