过程设备机械设计基础课后习题答案
机械设计基础第八版课后习题答案
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、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。
机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义？【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。
机械设计基础课后习题答案(第四版)
目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
1.2常见的失效形式有哪几种？答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。
1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
1.4标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
过程设备设计课后习题答案（合集5篇）
过程设备设计课后习题答案（合集5篇）第一篇：过程设备设计课后习题答案习题1.一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa，设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤0.1mm/a，设计寿命B=20年。
试在Q2305-A·F、Q235-A、16MnR三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。
解：pc=1.85MPa，Di=1000mm，φ=0.85，C2=0.1×20=2mm；钢板为4.5~16mm时，Q235-A 的[σ]t=113 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。
材料为Q235-A时：δ=pDt2[σ]φ-pδn≥δ+C1+C2=9.724+0.8+2=12.524mm 取δn=14mm材料为16MnR时：=1.85⨯1000=9.724mm2⨯113⨯0.85-1.85δ=pDt2[σ]φ-pδn≥δ+C1+C2 =6.443+0.8+2=9.243mm取δn=10mm=1.85⨯1000=6.443mm2⨯170⨯0.85-1.852.一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸气压小于1.62 MPa（即50℃时丙烷饱和蒸气压）；圆筒内径Di=2600mm，筒长L=8000mm；材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，焊接接头系数φ=1.0，装量系数为0.9。
试确定：○1各设计参数；○2该容器属第几类压力容器；○3圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。
1p=pc=1.1×解：○1.62=1.782MPa，Di=2600mm，C2=2mm，φ=1.0，钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，σs=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。
机械设计基础课后习题答案
模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏;2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力;3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关;4、在设计V带传动时,V带的型号根据传递功率和小轮转速选取;5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大;6、V带传动中,限制带的根数Z≤Z max,是为了保证每根V带受力均匀避免受力不均;7、V带传动中,带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动;8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种;9、V带两工作面的夹角θ为40°,V带轮的槽形角ϕ应小于θ角;10、链传动和V带传动相比,在工况相同的条件下,作用在轴上的压轴力较小,其原因是链传动不需要初拉力;11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量;采用张紧轮张紧时,张紧轮应布置在松边,靠近小轮,从外向里张紧;二、选择1、平带、V带传动主要依靠D来传递运动和动力;A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力;2、在初拉力相同的条件下,V带比平带能传递较大的功率,是因为V带C;A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头;3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比,是因为D;A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损；C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动;4、带传动在工作时产生弹性滑动,是因为B;A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等；C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够;5、带传动发生打滑总是A;A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始;6、带传动中,v1为主动轮的圆周速度,v2为从动轮的圆周速度,v为带速,这些速度之间存在的关系是B;A．v1 = v2 = v；B．v1＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2;7、一增速带传动,带的最大应力发生在带D处;A．进入主动轮；B．进入从动轮；C．退出主动轮；D．退出从动轮;8、用C提高带传动传递的功率是不合适的;A．适当增加初拉力F0；B．增大中心距a；C．增加带轮表面粗糙度；D．增大小带轮基准直径d d；9、V带传动设计中,选取小带轮基准直径的依据是A;A．带的型号；B．带的速度；C．主动轮转速；D．传动比;10、带传动采用张紧装置的目的是D;A．减轻带的弹性滑动；B．提高带的寿命；C．改变带的运动方向；D．调节带的初拉力;11、确定单根V带许用功率P0的前提条件是C;A．保证带不打滑；B．保证带不打滑,不弹性滑动；C．保证带不打滑,不疲劳破坏；D．保证带不疲劳破坏;12、设计带传动的基本原则是：保证带在一定的工作期限内D;A．不发生弹性滑动；B．不发生打滑；C．不发生疲劳破坏；D．既不打滑,又不疲劳破坏;13、设计V带传动时,发现带的根数过多,可采用A来解决;A．换用更大截面型号的V带；B．增大传动比；C．增大中心距；D．减小带轮直径;14、与齿轮传动相比,带传动的优点是A;A．能过载保护；B．承载能力大；C．传动效率高；D．使用寿命长;15、设计V带传动时,选取V带的型号主要取决于C;A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．传递的功率和小轮转速；D．带的线速度;16、两带轮直径一定时,减小中心距将引起B;A．带的弹性滑动加剧；B．小带轮包角减小；C．带的工作噪声增大；D．带传动效率降低;17、带的中心距过大时,会导致D;A．带的寿命缩短；B．带的弹性滑动加剧；C．带的工作噪声增大；D．带在工作中发生颤动;18、V带轮是采用实心式、轮辐式或腹板式,主要取决于C;A．传递的功率；B．带的横截面尺寸；C．带轮的直径；D．带轮的线速度;19、与齿轮传动相比,链传动的优点是D;A．传动效率高；B．工作平稳,无噪声；C．承载能力大；D．传动的中心距大,距离远;20、链传动张紧的目的主要是C;A．同带传动一样；B．提高链传动工作能力；C．避免松边垂度过大；D．增大小链轮包角;21、链传动的张紧轮应装在A;A．靠近小轮的松边上；B．靠近小轮的紧边上；C．靠近大轮的松边上；D．靠近大轮的紧边上;22、链传动不适合用于高速传动的主要原因是B;A．链条的质量大；B．动载荷大；C．容易脱链；D．容易磨损;23、链条因为静强度不够而被拉断的现象,多发生在A的情况下;A ．低速重载；B ．高速重载；C ．高速轻载；D ．低速轻载;三、简答1、在多根V 带传动中,当一根带失效时,为什么全部带都要更换答：在多根V 带传动中,当一根带失效时,为什么全部带都要更换新V 带和旧V 带长度不等,当新旧V 带一起使用时,会出现受力不均现象;旧V 带因长度大而受力较小或不受力,新V 带因长度较小受力大,也会很快失效;2、为什么普通车床的第一级传动采用带传动,而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动答：带传动适用于中心距较大传动,且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点,能保护其他传动件,适合普通机床的第一级传动要求；又带传动存在弹性滑动,传动比不准,不适合传动比要求严格的传动,而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度,不能采用带传动;3、为什么带传动的中心距都设计成可调的答：因为带在工作过程中受变化的拉力,其长度会逐渐增加,使初拉力减小;因此需要经常调整中心距,以调整带的初拉力;因此便将中心距设计成可调的;四、分析与计算1、如图所示为一两级变速装置,如果原动机的转速和工作机的输出功率不变,应按哪一种速度来设计带传动为什么题8-4-1图解：带传动应按照减速传动要求进行设计,因为应该按照传递有效圆周力最大的工况设计带传动,而减速传动时传递的有效圆周力比增速传动时大;根据： 6011d n v π= 和 vP F e = 当带传动传递的功率不变,带速越小,传递的有效圆周力就越大;当原动机转速不变时,带速取决于主动轮直径;主动轮直径越小,带速越低;综上,按按照减速传动要求进行设计;2、已知：V 带传递的实际功率P = 7 kW,带速 v =10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,试求有效圆周力F e 和紧边拉力F 1;解：根据： v F P e ⋅=得到： 700107000===v PF e N联立： ⎩⎨⎧==-=21212700F F F F F e解得： 7002=F N, 14001=F N3、已知：V 带传动所传递的功率P = kW,带速 v =10m/s,现测得初拉力F 0 = 1125N,试求紧边拉力F 1和松边拉力F 2; 解：750107500===v PF e N150027501125201=+=+=e F F F N75027501125202=-=-=e F F F N。
过程设备设计第三版课后答案及重点
过程设备设计题解1.压力容器导言习题1.试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压（b 510MPa ，s 345MPa ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么?解：O 求解圆柱壳中的应力应力分量表示的微体和区域平衡方程式：—— B FR i R 2圆筒壳体：R i=8, R =R , p z =-p , r k =R 4=兀 /2PR t⑦壳体材料由20R 改为16MnR 圆柱壳中的应力不变化。
因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方 程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应C2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。
3.有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。
设气态氨的压力 p=0.4MPa,液氨密度为640kg/m 3,球罐沿平行圆 A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。
解：O 球壳的气态氨部分壳体内应力分布：体厚度为t ）。
若壳体材料由20Rb400MPa , s 245MPa改为 16MnR力分布和大小不受材料变化的影响。
2.对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。
该封头中面处的 长轴D=1000mm 厚度t=10mm 测得E 点（x=0）处的周向应力为 50MPa 此时，压力表A 指示数为1MPa 压力表B 的指示数为2MPa 试问哪一个 压力表已失灵，为什么？ 解：0根据标准椭圆形封头的应力计算式计算 E 的内压力:标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为 2,即a/b=2 , a=D/2=500mm在x=0处的应力式为： 2pa 2bt 2bt2 10 502 5001MPa习题2附图p,壳体中面半径为 R,壳2 0 rp z dr 2 r k tsinpr k pR 2 sin 2tR=R=R p z =-pPRtpR 2tpr k pR 2 sin 2t0.4 100002 20100MPa—-」习题3附图世支承以上部分，任一 4角处的应力: d 4R=R=R, pz=-[p+ p g R (cos 4 0-cos 4 )] r=Rsin（））,dr=Rcos （））sin 0 .102 72 10517Qcos 0.7由区域平衡方程和拉普拉斯方程: 2 R tsin 2 2coscos R g rdr 2 p R gcos rrdrr 。
机械设计基础 课后习题答案 第三版 课后答案(1-18章全) 完整版
机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18章全) 完整版机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第1章机械设计概述1第2章摩擦、磨损及润滑概述 3第3章平面机构的结构分析12第4章平面连杆机构16第5章凸轮机构 36第6章间歇运动机构46第7章螺纹连接与螺旋传动48第8章带传动60第9章链传动73第10章齿轮传动80第11章蜗杆传动112第12章齿轮系124第13章机械传动设计131第14章轴和轴毂连接133第15章轴承138第16章其他常用零、部件152第17章机械的平衡与调速156第18章机械设计CAD简介163机械设计概述机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。
什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。
(完整版)机械设计基础课后习题答案.
第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
机械设计基础第七版课后习题答案
机械设计基础第七版课后习题答案弟一早1-1什么是运动组合？高对和低对有什么区别？答:运动副：使两个部件直接接触并能产生一定的相对运动联系。
平面低副-所有表面接触的运动副分为旋转副和移动副。
平面高副-与点或线接触的运动副。
1-2什么是机构运动图？它是做什么的？答：简单的线和符号用于表示部件和运动副，每个运动副的位置按比例确定，以表示机构的组成和传动。
如此绘制的简明图形称为机构运动图。
功能：机构的运动图不仅能显示机构的传动原理，还能通过图解法找出机构上各相关点的运动特性（位移、速度和加速度）。
在分析和设计机构时，表达机构的运动是一种简单而科学的方法。
1-3平面机构有确定运动的条件是什么？答：如果机构的自由度f大于0且等于活动部件的数量，则确定机构部件之间的相对运动；这是机构有确定运动的条件。
（复习关于自由度的四个结论P17）第2章2-1曲柄摇杆机构的快速返回特性和死点位置是什么？答：急回特性：当曲柄以相同速度旋转时，摇杆的往复速度不同。
反向冲程期间摇臂的平均摆动速度必须大于正常冲程期间的平均摆动速度，这是快速返回特性。
死点位置：摇杆是驱动部分，曲柄是从动部分。
当曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆施加到曲柄上的驱动力f刚好经过曲柄的旋转中心，因此不会产生转动曲柄的力矩。
该机构的位置称为死点位置。
也就是说，机构从动件卡住或运动不确定的位置称为死点位置（从动件的驱动角？=0）.第三章3-2通常用什么方法保持凸轮与从动件接触？答：力锁：使用重力、弹簧力或其他外力来保持从动件始终与凸轮轮廓接触。
形状锁定：使用高副元件本身的几何形状，使从动件始终与凸轮轮廓接触。
3-3什么是刚性冲击和柔性冲击？如何避免刚性冲击？答:刚性冲击：从动件的速度在运动开始和推动过程结束的瞬间突然变为零。
理论上，加速度是无限的，导致无限的惯性力。
该机构受到很大冲击，这被称为刚性冲击。
柔性冲击：当从动构件以相等的加速度或减速度运动时，从动构件的惯性力也会在某些加速度突变点发生有限的突变，从而产生冲击。
过程设备机械设计基础4
σ cr =a-b λ
cr
2E 2
λs
λp
小柔度杆 中柔度杆 大柔度杆 λ
6 a 指出图中的二力构件
A AC
B BC C A’B’
.
D C’D’
B' C'
D' A'
6 b 满足三力平衡汇交定律的构件为
。
A AC
B BC C A’B’ D C’D’
二力杆件/二力构件
若一个刚体受到两个力作用处于平衡状态，不管该 刚体是何形状，则这两个力的大小相等、方向相反、 作用在同一条直线上。这种受到二力作用而平衡的 构件称为二力杆件。
2 下面属于分离设备的有
。（多选题）
A 精馏塔 B 斗式提升机 C 锅炉 D 除雾器
3.按照过程设备的分类标准，锅炉属于 。(单选)
a）化学反应设备 b）分离设备 c） 物料输送设备 d）传热设备
过程设备
反应设备 输送设备 分离设备 传热设备 粉 碎 设 备 加 热 炉
搅拌釜 流化床 管式 固定床 塔式
c) 0.13% d) 0.013%
7．某钢材材料的牌号为65，根据该材料的名义含碳量可以知道 这种钢属于 。
a）高碳钢 b）中碳钢 c) 低碳钢 d) 不能确定
8．钢材的弹性模量通常为 200
左右 。
a） Pa b） KPa c） MPa d） GPa
钢铁材料常用热处理方式有四种，即退火，正火，淬火和回火。 退火：将构件加热到一定温度以上保温后随炉冷却，以获得接近
因此，力偶矩的大小与矩心无关，事实上，在讨论力偶 矩时，一般不涉及矩心。
力矩：Mo(F) ＝ ± F.d 力偶矩：M＝±F.d
μ
2.5x105 0.5 500
机械设计基础课后答案
题7.16
FT
解： (1) 受力分析
由扭矩引起的剪力：
F ' R max
Trmax ri2
850Fr 850F 8.5F 2r 2 2 50
由载荷 F 引起的剪力：FR" F z F 2 0.5F 最大的合成剪力：
FR
F' Rmax
FR"
8.5F
0.5F
F pA pD2 1.5 2002 3927 N
z 4z
4 12
确定残余预紧力：
有密封要求：F0' (1.5 ~ 1.8)F 1.8F 7068
定螺栓的轴向总载荷：
F F F0' 3927 7068 10995 N
(3) 强度计算 螺栓的许用应力：
段长度DE；
按反转法将多边形AB1E1D和AB2E2D反转到位置3， 即令DE1 、DE2与DE3重合；由此得 B1' , B2' , B3' 点；
过 B1' , B2' 、B2' , B3' 作连线，并连线的垂直平分线，由垂 直平分线的交点得点C；
由此得：lBC BC 128.69 lCD CD 74.143
其余各加速度矢量如图示：
aB
aC 的方向
a
t CB
的方向
aCnB
加速度图解
比例尺：a = 0.1；
结果：见图示(单位：m/s2)
aB
aC 的方向
aCt B 的方向 aCnB
题4.10 解：
比例尺：1:1 ； AC’ AC”
题4.10 解：
新版《机械设计基础》课后习题参考答案
机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章 平面机构的自由度和速度分析2-1画运动简图。
134522-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
43512 运动产生干涉解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。
并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
ABCDE解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1C 处存在复合铰链。
b) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2，F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度。
d) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1A BCDEFGG'HA BDCEFGHIJe) n=6; P l=8; P h=1，F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B处存在局部自由度，G、G'处存在虚约束。
机械设计基础_课后答案_(陈晓南)
机械设计基础_课后答案_(陈晓南)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改习题3-5图习题3-5解图(a)习题3-5解图(b)习题3-5解图(c)解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：142332345=-⨯-⨯=--=PPnF其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为：1152432345=-⨯-⨯=--=PPnF②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：1232332345=-⨯-⨯=--=PPnF3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图习题3-6(d)图解(a)习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
机械设计基础课后题答案
机械设计基础课后题答案【篇一：机械设计基础第八版课后习题答案】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、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。
机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
评语：任课教师：日期：（ 1 ）机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义？【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。
机械设计基础第八版课后习题答案
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、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。
机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义？【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。
机械设计基础课后习题答案(第四版)
机械设计基础课后习题答案(第四版) 第1章总论课后习题答案题1-1试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。
答：机械是机器与机构的总称。
其中机构是指用来传递与交换运动和力的可动的装置；机器是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动，用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体；机器用来完成有用的机械功或转换机械能，而机构在习惯上主要是指传递运动的机械（如仪表等）以及从运动的观点加以研究而言的。
机器中必包含一个或一个以上的机构。
零件是机器及各种设备的基本组成单元；根据机器功能、结构要求，某些零件需固联成没有相对运动的刚性组合，成为机器中运动的一个基本单元体，通常称为构件；构件与零件的区别在于：构件是运动的基本单元，而零件是制造的基本单元；有时一个单独的零件也是一个最简单的构件。
构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持确定相对运动的“可动联接”，这种可动联接称为“运动副”；当构件之间用运动副联接以后，在其联接处，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对于相对运动的限制称为运动副的约束。
题1-2机械运动简图和装配图有何不同？正确绘制运动简图应抓住哪些关键？请画出图1-1所列机构和机械的运动简图。
陈秀宁机械设计基础教材答案答：把复杂的机械采用一些简单的线条和规定的符号将其传动系统、传动机构间的相互联系、运动特性表示出来，表示这些内容的图称为机械运动简图；装配图是表示机器或部件的图样，它是生产中的主要技术文件之一；从机械运动简图中可以清晰地看出原动机的运动和动力通过哪些机构、采用何种方式，使机器工作部分实现怎样的运动；根据运动简图再配上某些参数便可进行机器传动方案比较、运动分析和受力分析，并为机械系统设计、主要传动件工作能力计算、机件（构件和零件之统称）结构具体化和绘制装配图提供条件。
根据实际机械绘制其运动简图时，首先应分清各种机构，判别固定构件与运动构件，数出运动构件的数目，并根据构件间相对运动性质确定其运动副的类型；测量各个构件上的运动尺寸，然后根据这些尺寸选择适当的长度比例尺和视图平面用规定的或惯用的机构、构件和运动副的代表符号绘制简图；最后仔细检查运动构件的数目、运动副的类型和数目及其相对位置与联接关系等是否正确，否则将不能正确反映实际机械的真实运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
M1 = 10.8x − 5.99
M 2 = 5.4x − 4.37
RA
M3 = 0 M = 5.99kNm
max
MA
M(KNm)
300 A
510 150 B
或： M 1 = 0 M 2 = − 5 .4 x + 0 .81
0
x
-2.75
M 3 = − 10 .8 x + 4 .374
-5.99
2)
l
C
A
B
l 题4-8
2
查表选28a工字钢：Wz=508 cm3、q = 43.492Kg/m
∴Mmax
=
MG
+
Mq
=
56×103
+
1 8
43.492×9.8×82
=
59410N
⋅
m
校核：σ max
=
M max
[Wz ]
=
59410×103 508×103
=116.95 MPa< [σ ] =125MPa
=
28 .66 MPa
4
4
2
φ 10 mm 1 φ 20 mm
F
Q
1m1
∆ L1
=
N 1 L1 EA 1
12 × 10 3 × 1000 =
2 × 10 5 × π 10 2
= 0 .76 mm
4
∆L2
=
N 2L2 EA 2
=
9 × 10 3 × 500 2 × 10 5 × π 20 2
= 0 .072
M A yA Iz
10.9×106 ×60 = 120×2003
= 8.175MPa
12
C A 60 B 50
1m
1.5m
2m
4m
D 120
题4-7
MB =11.2×1.5−0.3×1.52 =16.125KN⋅m
∴σB
=
MB yB Iz
16.125×106 ×50 = 120×2003
=
−10.08 MPa
例: 梁受载荷F=40KN，q=10KN/m，m=5KNm，
求：1、列出梁的剪力和弯矩方程；2、画出梁
的剪力和弯矩图；3、求 Q , M .
max
max
1F 2 q 3m
A RA 1m
D
C RB B 1m 1m
解：RA = 2KN RB = 12KN
1-1： RA x
Q1 M1
⎧Q1 = RA = 2 ⎩⎨M1 = RA x = 2x
Wz
120× 2002 =
6
= 800×103mm3
∴σ max
=
M max Wz
=
21.2 ×103 800×103
= 26.5 MPa
C
A 60
B 50
1m
1.5m
2m
4m
D 120
题4-7
200
200
解：（2）两点正应力 12
MA =11.2×1−0.6× 2 =10.9 KN⋅m
∴σ A
=
mm
4
∆ L = ∆ L1 + ∆ L 2 = 0 .76 + 0 .072
= 0 .832 mm (伸长）
0.5m 2
3-4 管道吊杆A3钢。设计吊杆截面尺寸d。
∑ 解： M J = 0 得 TK = 7125 N ∑ Fy = 0 得 TJ = 5875 N
H
I
5KN 5KN
Tk 300 500
4-3 鼓风机转轴简化如图。联轴器重G1=0.6KN，叶轮G2=2KN， 轮轴自重q=0.5KN/m。作弯矩图、求Mmax。
解： R A = 2.86 KN
R B = 1.99 KN
CA 1.3m
2.5m
DB 0.7m
题4-3
M1 = −0.6x − 0.25x2
M2 = −0.25x2 + 2.26x − 3.718 M(KNm)
d=56mm，蒸汽压力10大气压，l=75mm，
蒸汽
E=2.1×105。求(1)杆最大应力；(2)变化量。
解：（1）活塞杆受力
( ) F
=
P × (A1
−
A2 )
= 1×
π 4
4002 − 562
= 123138.24N
F 123138.24 ∴σ max = A2 = π × 562 / 4 = 50.02MPa
N3-3 = 2 F
3
3-2 求各段应力及总伸长。E=2×105MPa，
F=12KN，Q=3KN。
2
φ 10 mm 1 φ 20 mm
解： N1=12KN
F
Q
N2=9KN
1m1
0.5m
σ1
=
N1 A1
=
12 × 10 3 π × 10 2
= 152 .87 MPa
2
4
σ2
=
N2 A2
=
9 × 10 3 π × 20 2
Q2= 0 M2= -10
|Q|max= 10 N |M|max= 15 N-m
（f） 1 q 2 F 3
A RC C
D
a L/2
L/2
B RB
Q o
-4
M o -0.8
5.8 x
-4.2 2.1
x
解：RB= 4.2 N RC=9.8 N
Q1=-10x M1= -5x2
Q2= 5.8 M2= 5.8x-3.2
Wz
=
M max
2[σ ]
=
5.99×106 2 ×140
= 21.39×103 mm3
查表得8号槽钢Wz = 25.3×103
∴选8号槽钢。
4-7 矩形简支梁如图。求：
（1）危险截面最大正应力；
（2）在A、B两点的正应力。
解：（1）
RA
=
BB
=
20+
0.6 × 4 2
= 11.2
KN
Mmax = RA ×2− q×2×1 =11.2×2−0.6×2 = 21.2KN⋅m
习题讲解：3-1
（a）
1
2
RA
50N
3
30N 10N
1
2
3
解：各段轴力
N1-1 = 30 N N2-2 = -20 N N3-3 = 10 N
1
2
50N
3
30N 10N
1
2
3
N
轴力图
30N
10N
x -20N
2
x
3
3
2F
（b）
3F
2
2
-F
5F
1
1
N 4F
4F
解：各段轴力
N1-1 = 4 F
N2-2 = -F
Q3= -4.2 M3= -4.2x+5.88
|Q|max = 5.8 N |M|max= 2.1 N-m
（i） F 1
2q
A
C
B
1 a RC
2 L
RB
Q
o -10
-1 x
M
1.3
o
-4
0.05 x
解：RB= 1 N RC=19 N
Q1= -10 M1= -10x
Q2= -10x+13 M2= -5x2+13x-8.4
等边角钢横截面积：（80×7+73×7）×2 = 2142 mm2
∴ [N AB ] = [σ ]A AB = 120 × 2142 = 257 . 04 KN P2 = [N AB ]sin 30 0 = 257 . 04 × 0 . 5 = 128 . 52 KN
∵ P2 < P1 ∴ P = P2 = 128 .52 KN
（2）活塞杆变化量
FL 123138 .24 × 75 ∆l = EA = 2.1×105 × π × 56 2 / 4 = 0.018 mm
7
习题 3-7
已知 ：F=128KN，[σ] = 60MPa
螺纹根径d1=37mm。校核螺栓强度。
类似一根螺栓
解：一个螺栓受力 N = 128= 64KN
2
A3−3 = 15 × (50 − 22)× 2 = 840 mm2
A4−4 = 50 × 20 − 20 × 20 = 600mm2
1
2 4
3 15
∴拉应力发生在最小截面1-1处。
20 d22 d10
15 d50 50
1
2 4
3
d22
（2）
P 380 ×103 σ max = A1−1 = 560 = 67.86 MPa
1F 2 q 3m
2-2： F
A RA 1m
D C RB B
RA x
Q2 M2
1m 1m
∑ Fy = 0 RA − F − Q2 = 0
3-3右：
M3 Q3 x
3m
∑Mc =0
m
∑ Fy = 0 ∑Mc =0
− R A x + F (x − 1)+ M 2 = 0
⎧Q2 = −2
⎨ ⎩
M
2
=
−2x
+
4
Q3 − q(3 − x) = 0
−
M
3
−
q 2
(3
−
x)2
+
m
=
0
⎧ Q 3 = 10 ( 3 − x )
⎨ ⎩
M