精密机械设计基础习题答案(裘祖荣)

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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’＝5N3）同理，O1B杆在B点受力FB，

2、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

3、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：又：d=(200+100)sinatana＝100/200解得：M＝60000N.mm＝60N.m20aTaFCQ

4、EDCFDYFDX1-8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，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，

5、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

6、程常用材料2-1解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。2-2解：钢材在加工和使用过程中，影响力学性能的主要因素有：含碳量、合金元素、温度、热处理工艺。2-3解：常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。2-4解：低碳钢（C≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜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

7、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