精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題答案(裘祖榮)

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1、第一章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的靜力學(xué)平衡1-1解：力和力偶不能合成；力偶也不可以用力來(lái)平衡。1-2解：平面匯交力系可以列出兩個(gè)方程，解出兩個(gè)未知數(shù)。Xq(x)1-3解：取坐標(biāo)系如圖，如圖知?jiǎng)t載荷q(x)對(duì)A點(diǎn)的矩為FB’ABFA’FAm1OFOm2O1FBFO11-4解：1）AB桿是二力桿，其受力方向如圖，且FA’＝FB’2）OA桿在A點(diǎn)受力FA，和FA’是一對(duì)作用力和反作用力。顯然OA桿在O點(diǎn)受力FO，F(xiàn)O和FA構(gòu)成一力偶與m1平衡，所以有代入OA=400mm，m1=1N×m，得FA=5N所以FA’＝FA＝5N，F(xiàn)B’＝FA’＝5N，即桿AB所受的力S＝FA’＝5N3）同理，O1B桿在B點(diǎn)受

2、力FB，和FB’是一對(duì)作用力和反作用力，F(xiàn)B＝FB’＝5N；且在O1點(diǎn)受力FO1，F(xiàn)O1和FB構(gòu)成一力偶與m2平衡，所以有代入O1B=600mm，得m2=3N.m。N1N2ADN1’TaBDFAYFAX1-5解：1）首先取球?yàn)槭芰Ψ治鰧?duì)象，受重力P，墻壁對(duì)球的正壓力N2和桿AB對(duì)球的正壓力N1，處于平衡。有：則2）取桿AB進(jìn)行受力分析，受力如圖所示，桿AB平衡，則對(duì)A點(diǎn)的合力矩為0：3）根據(jù)幾何關(guān)系有20最后解得：當(dāng)最大，即a＝60°時(shí)，有Tmin＝。FBFCFBSFAABb1-6解：1）取整體結(jié)構(gòu)為行受力分析，在外力（重力P、在B點(diǎn)的正壓力FB和在C點(diǎn)的正壓力FC）作用下平衡，則

3、對(duì)B點(diǎn)取矩，合力矩為0：解得，2）AB桿為三力桿，三力匯交，有受力如圖所示。根據(jù)平衡條件列方程：解得：又根據(jù)幾何關(guān)系知：將FB和tanb代入得：OABNFBFFB’FA’FAMda1-7解：1）AB桿是二力桿，受力如圖，F(xiàn)A’和FB’大小相等，方向相反。2）取滑塊進(jìn)行受力分析，受外力F，正壓力N，和桿AB對(duì)它的力FB（和FB’是一對(duì)作用力和反作用力）。根據(jù)平衡條件可列方程即3）取OA桿進(jìn)行受力分析。OA桿在A點(diǎn)受力FA（和FA’是一對(duì)作用力和反作用力）。對(duì)O點(diǎn)取矩，根據(jù)平衡條件合力矩為0：即：又：d=(200+100)sinatana＝100/200解得：M＝60000N.mm＝6

4、0N.m20aTaFCQEDCFDYFDX1-8解：1）BC桿是二力桿，受力在桿沿線上。2）取CD桿和滑輪為一體進(jìn)行受力分析。其中滑輪受力可簡(jiǎn)化到中心E（如圖，T＝Q）。C點(diǎn)受力FC（方向由二力桿BC確定）。列平衡方程：代入已知參數(shù)，解得：FDX＝2Q，F(xiàn)DY＝0.25QABDaTQFAYFAXFB1-9解：取桿AB分析，A端為固定鉸鏈，B端受拉力FB，D點(diǎn)受滑輪對(duì)其的作用力（滑輪受力簡(jiǎn)化到中心點(diǎn)D）T和Q，T＝Q＝1800N。AB桿平衡，列平衡方程：代入已知參數(shù)，解得：FAX＝2400N，F(xiàn)AY＝1200NONFCCN’FANAFBQNBm1-10解：1）取偏心輪分析受力，處于平

5、衡狀態(tài)時(shí)，有N和FC構(gòu)成一力偶，與m平衡。有FC＝N，，得：N＝m/e2）取推桿分析受力，處于平衡狀態(tài)時(shí)有（推桿有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故摩擦力方向如圖，且正壓力N’和N是一對(duì)作用力和反作用力，N’＝N）：又聯(lián)立方程組解得：NA＝am/be，F(xiàn)A＝FB＝fam/be203）若要推桿不被卡住，則要求有，代入相應(yīng)結(jié)果得：ajHR1-11解：CD是二力桿，所以在D點(diǎn)磚所受的約束反力R（和CD桿D端受力為一對(duì)作用力和反作用力）方向在GD連線上，如圖所示。若要把磚夾提起，則要求約束反力R在摩擦角j范圍之內(nèi)，即要求a

6、b<110mm，可提起磚夾。第二章機(jī)械工程常用材料2-1解：表征金屬材料的力學(xué)性能時(shí)，主要指標(biāo)有：強(qiáng)度（彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限），剛度、塑性、硬度。2-2解：鋼材在加工和使用過(guò)程中，影響力學(xué)性能的主要因素有：含碳量、合金元素、溫度、熱處理工藝。2-3解：常用的硬度指標(biāo)有三種：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C標(biāo)度硬度）、維氏硬度（HV）。2-4解：低碳鋼（C≤0.25%）；中碳鋼（0.25%＜C≤0.6%）；高碳鋼（C＞0.6%）2-5解：冶煉時(shí)人為地在鋼中加入一些合金元素所形成的鋼就是合金鋼。其中加入Mn可以提高鋼的強(qiáng)度和淬透性；加入Cr可以提高鋼的硬度、耐磨性、

7、沖擊韌性和淬透性；加入Ni可以提高鋼的強(qiáng)度、耐熱性和耐腐蝕性。2-6解：有色金屬主要分為以下幾類：1）銅合金：良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、延展性。2）鋁合金：比強(qiáng)度高，塑性好，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性良好，切削性能良好。3）鈦合金：密度小，機(jī)械強(qiáng)度高、高低溫性能好，抗腐蝕性良好。2-7解：常用的熱處理工藝有：退火、正火、淬火、回火、表面熱處理和化學(xué)熱處理。2-8解：鋼的調(diào)質(zhì)處理工藝指的是淬火加高溫回火。目的是為了獲得良好的綜合機(jī)械性能，即良好的強(qiáng)度、韌性和塑性。202-9解：鍍