机械设计课后习题答案

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1、第一章绪论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？答：组成子系统及其功能如下：（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。（2）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。（3）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。（4）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。第二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

2、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

3、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。2-6机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？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：①力学性能②物理性能③化学性能（2）材料的工艺性能应满足加工要求。具体考虑以下几点：①铸造性②可锻性③焊接性④热处理性⑤切削加工性（3）力求零件生产的总成本最低。主要考虑以下因素：①材料的相对价格②国家的资源状况③零件的总成本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

4、。衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。2-9机械零件的工艺性应该从哪几方面考虑？答：（1）毛坯选择合理获取毛坯的方法不同，零件的结构也有区别。（2）结构简单合理零件的结构越复杂，制造越困难。（3）制造精度及表面粗糙度规定适当第三章平面机构基本知识3-3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余机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？答：为了使机构具有确定运动条件，机构自由度应大于零，且机构的原动件数目应等于机构的自由度数目，这就是机构具有确定运动的条件。当机构的原动件数小于机构的自由度时，机构的运动不能确定。当机构的原动件数大于机构的自由度时，机构不能产生运

5、动，并将导致机构中的最薄弱环节的损坏。3-7指出下列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。题3-7图（c）中B点为指教三角形ACD的中点。（a）推土机机构（b）锯木机机构（c）椭圆规机构（d）冲压机构解：（a）F=3n－2PL－PH=3×5－2×7－0=1（b）F=3n－2PL－PH=3×8－2×11-1=1A处有一局部自由度（c）F=3n－2PL－PH=3×3－2×4-0=1AB为虚约束（d）F=3n－2PL－PH=3×9－2×12-2=1A处有一局部自由度；B为复合铰链C、D其一为虚约束3-8求出图示机构的瞬心，以及构件1和构件3的角速度

6、比ω1/ω3解：所以第一章平面连杆机构4—1什么是连杆机构的急回特性？它用什么表达？什么叫极位夹角？它与急回特性有什么关系？答：在曲柄摇杆结构中，在原动件曲柄转动一周的过程中，曲柄与连杆共线，此时摇杆处于2个极限位置C1D和C2D.机构在2个极位时，原动件曲柄所处的2个位置所夹的锐角θ成为极位夹角。当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D。所花时间为t1,平均速度为V1；当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所花时间为t2,平均速度为V2，其中可知：t1>t2V2>V1摇杆的这种特性称为急回运动。其中，极位夹角θ越大，急回特

7、性越大！4—2什么叫四点？如何利用或避免死点位置？答：摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有γ＝0，机构的这种传动角为零的位置成为死点位置。避免方法：可以对从动件曲柄施加外力或利用飞轮及构件自身惯性的作用使得机构能够顺利通过死点。利用场所：入飞机起落架结构。利用死点使得机构处于死点位置，从而使起落架不会反转，保证了降落更加安全可靠！4—3什么是连杆结构的压力角和传动角？研究传动角的意义是什么？答：压力角是从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐。传动角是压力角的余角。因为传动角越大，机构的传力性能越好，所以研究传动角。4—4图示四杆结