工业设计机械基础习题解答

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1、工业设计机械基础习题解答主编阮宝湘目录第一篇工程力学基础第一章工程力学的基本概念第二章产品与构件的静力分析第三章构件与产品的强度分析第四章构件的刚度、压杆稳定和动载荷问题第二篇机械设计基础第六章机械零件基础第七章常用机构第八章机械传动基础第一章工程力学的基本概念11-6刚体在A、B两点分别受到F1、F2两力的作用，如图1-36所示，试用图示法画出F1、F2的合力R；若要使该刚体处于平衡状态，应该施加怎样一个力？试将这个力加标在图上。1-7A、B两构件分别受F1、F2两力的作用如图1-37所示，且F1=F2，假设两构件间的接触面是光滑的

2、，问：A、B两构件能否保持平衡？为什么？图1-37题1-7图答A、B两构件不能保持平衡。理由：A、B两构件接触面上的作用力必与接触面垂直，与F1、F2不在同一条线上。解合力R用蓝线画出如图；平衡力用红线画出如图。111–8指出图1-38中的二力构件，并画出它们的受力图。图1-38题1-8图解⑴图1-38aAB、AC均为二力构件，受力图如下。⑵图1-38b曲杆BC为二力构件，受力图如下。⑶图1-38c曲杆AC为二力构件，受力图如下。111–9检查图1-39的受力图是否有误，并改正其错误（未标重力矢G的杆，其自重忽略不计。图1-39b中的

3、接触面为光滑面）。图1-39题1-9图解在错误的力矢线旁打了“×”符号，并用红色线条改正原图中的错误如下。111–10画出图1-40图中AB杆的受力图（未标重力矢G的杆，其自重忽略不计。各接触面为光滑面）。图1-40题1-10图解⑴图1-40a⑵图1-40b⑶图1-40c⑷图1-40d111–11画出图1-41各图中各个球的受力图。球的重量为G，各接触面均为光滑面。图1-41题1-11图解⑴图1-41a⑵图1-41b⑶图1-41c⑷图1-41d111–12画出图1-42a、b中各个杆件的受力图（未标重力矢G的杆，其自重忽略不计。各接触面均为

4、光滑面）。图1-42题1-12图1-13固定铰支座约束反力的方向一般需根据外载荷等具体条件加以确定，但特定情况下却能直接加以判定。请分析图1-43a、b、c三图中固定铰支座A，如能直接判定其约束反力的方向（不计构件自重），试将约束反力的方向在图上加以标示。（提示：利用三力平衡汇交定理）图1-43题1-13图解⑴图1-42a⑵图1-42b解⑴图1-43a111-14画出图1-44所示物系中各球体和杆的受力图。图1-44题1-14图⑵图1-43b⑶图1-43c∵BC为二力杆，可得NC的方向，再用三力平衡汇交定理。⑵此为两端受拉的二力杆解⑴

5、各球体受力图如右111-15重量为G的小车用绳子系住，绳子饶过光滑的滑轮，并在一端有F力拉住，如图1-45所示。设小车沿光滑斜面匀速上升，试画出小车的受力图。（提示：小车匀速运动表示处于平衡状态）图1-45题1-15图1-16分别画出图1-46中梁ABC、梁CD及组合梁ABCD整体的受力图。（提示：先分析CD梁，可确定C处的作用力方向；然后梁ABC的受力图才能完善地画出）图1-46题1-16图解小车受力图解⑴组合梁ABCD的受力图⑵CD梁的受力图需用三力平衡汇交定理确定NC的方向⑶ABC梁的受力图(在NC方向已确定的基础上)第二章

6、产品与构件的静力分析12-1图2-55中各力的大小均为1000N，求各力在x、y轴上的投影。解先写出各力与x轴所夹锐角,然后由式﹙2-1﹚计算力在轴上的投影。力F1F2F3F4F5F6与x轴间的锐角α45°0°60°60°45°30°力的投影Fx＝±Fcosα707N-1000N500N-500N707N-866N力的投影Fy＝±Fsinα707N0-866N-866N707N500N2-2图2-56中各力的大小为F1＝10N，F2＝6N，F3＝8N，F4＝12N，试求合力的大小和方向。解1）求各力在图示x轴和y轴上的投影F1x＝10N×c

7、os0°＝10NF1y＝10N×sin0°＝0F2x＝6N×cos90°＝0F2y＝6N×sin0°＝6NF3X＝-8N×cos45°＝-5.657NF3y＝8N×sin45°＝5.657NF4x＝-12N×cos30°＝-10.392NF4y＝-12N×sin30°＝-6N2）求各力投影的代数和Rx＝ΣFx＝F1x＋F2x＋F3x＋F4x＝-6.047NRy＝ΣFy＝F1y＋F2y＋F3y＋F4y＝5.657N3）根据式（2-4）求出合力R的大小和方向合力R的大小图2-56题2-2图图2-55题2-1图11合力R与x轴所形成的锐角由于R

8、x＜0，Ry＞0，根据合力指向的判定规则可知，合力R指向左上方。2-3图2-57中，若F1和F2的合力R对A点的力矩为MA（R）＝60N·m，F1＝10N，F2＝40N，杆AB长