精密机械设计基础习题答案(裘祖荣)

精密机械设计基础习题答案(裘祖荣)

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时间:2018-07-23

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1、第一章结构设计中的静力学平衡1-1解:力和力偶不能合成;力偶也不可以用力来平衡。1-2解:平面汇交力系可以列出两个方程,解出两个未知数。Xq(x)1-3解:取坐标系如图,如图知则载荷q(x)对A点的矩为FB’ABFA’FAm1OFOm2O1FBFO11-4解:1)AB杆是二力杆,其受力方向如图,且FA’=FB’2)OA杆在A点受力FA,和FA’是一对作用力和反作用力。显然OA杆在O点受力FO,FO和FA构成一力偶与m1平衡,所以有代入OA=400mm,m1=1N×m,得FA=5N所以FA’=FA=5N,FB’=FA’=5N,即杆AB所受的力S=FA’=

2、5N3)同理,O1B杆在B点受力FB,和FB’是一对作用力和反作用力,FB=FB’=5N;且在O1点受力FO1,FO1和FB构成一力偶与m2平衡,所以有代入O1B=600mm,得m2=3N.m。N1N2ADN1’TaBDFAYFAX1-5解:1)首先取球为受力分析对象,受重力P,墙壁对球的正压力N2和杆AB对球的正压力N1,处于平衡。有:则2)取杆AB进行受力分析,受力如图所示,杆AB平衡,则对A点的合力矩为0:3)根据几何关系有20最后解得:当最大,即a=60°时,有Tmin=。FBFCFBSFAABb1-6解:1)取整体结构为行受力分析,在外力(重

3、力P、在B点的正压力FB和在C点的正压力FC)作用下平衡,则对B点取矩,合力矩为0:解得,2)AB杆为三力杆,三力汇交,有受力如图所示。根据平衡条件列方程:解得:又根据几何关系知:将FB和tanb代入得:OABNFBFFB’FA’FAMda1-7解:1)AB杆是二力杆,受力如图,FA’和FB’大小相等,方向相反。2)取滑块进行受力分析,受外力F,正压力N,和杆AB对它的力FB(和FB’是一对作用力和反作用力)。根据平衡条件可列方程即3)取OA杆进行受力分析。OA杆在A点受力FA(和FA’是一对作用力和反作用力)。对O点取矩,根据平衡条件合力矩为0:即:

4、又:d=(200+100)sinatana=100/200解得:M=60000N.mm=60N.m20aTaFCQEDCFDYFDX1-8解:1)BC杆是二力杆,受力在杆沿线上。2)取CD杆和滑轮为一体进行受力分析。其中滑轮受力可简化到中心E(如图,T=Q)。C点受力FC(方向由二力杆BC确定)。列平衡方程:代入已知参数,解得:FDX=2Q,FDY=0.25QABDaTQFAYFAXFB1-9解:取杆AB分析,A端为固定铰链,B端受拉力FB,D点受滑轮对其的作用力(滑轮受力简化到中心点D)T和Q,T=Q=1800N。AB杆平衡,列平衡方程:代入已知参数

5、,解得:FAX=2400N,FAY=1200NONFCCN’FANAFBQNBm1-10解:1)取偏心轮分析受力,处于平衡状态时,有N和FC构成一力偶,与m平衡。有FC=N,,得:N=m/e2)取推杆分析受力,处于平衡状态时有(推杆有向上运动的趋势,故摩擦力方向如图,且正压力N’和N是一对作用力和反作用力,N’=N):又联立方程组解得:NA=am/be,FA=FB=fam/be203)若要推杆不被卡住,则要求有,代入相应结果得:ajHR1-11解:CD是二力杆,所以在D点砖所受的约束反力R(和CD杆D端受力为一对作用力和反作用力)方向在GD连线上,如图

6、所示。若要把砖夹提起,则要求约束反力R在摩擦角j范围之内,即要求a

7、%<C≤0.6%);高碳钢(C>0.6%)2-5解:冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性;加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性;加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。2-6解:有色金属主要分为以下几类:1)铜合金:良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。2)铝合金:比强度高,塑性好,导热、导电性良好,切削性能良好。3)钛合金:密度小,机械强度高、高低温性能好,抗腐蚀性良好。2-7解:常用的热处理工艺有:退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。2-8解:钢的调质处理工艺指的

8、是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能,即良好的强度、韧性和塑性。202-9解:镀

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