機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題集答案

1、第一章靜力學(xué)一、填空1、 力對(duì)物體的作用效應(yīng)取決于力的三要素，即力的力的大小 、力的方向 和 力的作用點(diǎn) 。2、 平衡是指物體 相對(duì)于地球保持靜止 或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。3、 柔性約束對(duì)物體的作用力為沿柔體伸長的 方向的_拉_力。4、鉸鏈約束分為_固定鉸鏈_和_活動(dòng)鉸鏈_。5、活動(dòng)鉸鏈的約束反力必通過 _鉸鏈中心并與支承面相垂直。6、 固定鉸鏈的約束反力是隨 _轉(zhuǎn)動(dòng)零件所處的位置的變化 一而變化的，通?？捎胈兩個(gè)相互垂直的分力_表示。約 束反力的作用線必定通過 鉸鏈的中心_。7、 固定端約束反力一般情況下可分解為相互垂直的兩個(gè)分力和一個(gè)阻止其轉(zhuǎn)動(dòng)的力偶矩。8、力對(duì)物體的作用效果是使物體運(yùn)動(dòng)狀

2、態(tài)發(fā)生變化或使物體產(chǎn)生變形.。9、平面匯交力系平衡的幾何 條件是一力多邊形自行封閉_；平衡的解析條 件是_力系中所有各力在兩坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和分別為零 _。10、 作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合力，合力的作用點(diǎn)為該兩力的作用點(diǎn)合力的大小和方向用 該兩個(gè)分力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線表示。11、 力偶對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)取決于 _力偶矩的大小_、_力偶的轉(zhuǎn)向_和_力偶作用面的方位 三要素。12、 力偶是指_作用于同一物體上大小相等，方向相反，而作用線不在同一直線上的一對(duì)平行力。13、 物體受到的力一般可分為兩類，一類是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力稱為 _主動(dòng)力另一類是約束體對(duì)物體的 運(yùn)

3、動(dòng)起限制作用的力稱為 約束反力_。14、 作用在剛體上各個(gè)力的作用線如果均在同一平面內(nèi)，則這種力系稱為_平面力系平面力系中如果各力的作用線都匯交于一點(diǎn)，這樣的力系又叫做_平面匯交力系_；若平面力系中各力的作用線均相互平行，這種力系稱為_平面平行力系_；作用在物體上的各力的作用線在同一平面內(nèi)，若它們既不匯交于一點(diǎn)，又不相互平行，這樣的力系稱為 _平面任意力系_。15、 平面匯交力系的合力對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于_該力系中各分力對(duì)同一點(diǎn)的力矩的代數(shù)和_。16、 任意一個(gè)平面任意力系均可向物體內(nèi)的任一點(diǎn)進(jìn)行簡化，簡化結(jié)果得到0 個(gè)主矢_，它等于原力 系中各力的矢量和_，作用在_簡化中心一；一個(gè)主矩_，

4、它等于_原力系中各力對(duì)簡化中心之矩的代數(shù)和 _。17、平面任意力系平衡的必要和充分條件是:力系的主矢和力系對(duì)任一點(diǎn)的主矩都等于零18、 在應(yīng)用平衡方程求解平衡問題時(shí)，為使計(jì)算簡化，通常將矩心選在_多個(gè)未知力的交點(diǎn)上_，而坐標(biāo)軸盡可能選取為_與該力系中多數(shù)未知力的作用線平行或垂直_。19、最大靜滑動(dòng)摩擦力的大小與 兩物體接觸面上的垂直壓力 _成正比。20、工程上凡對(duì)依靠摩擦維持平衡的物體，若在滿足一定的幾何條件下，不論主動(dòng)力的大小如何，總能保 持平衡而不滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為 自鎖_。二、判斷題1、物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)屬于 平衡狀態(tài)。（V）2、 作用在同一物體上的 兩個(gè)力，使物體保持平衡時(shí)，則

5、這兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用線重合。（V）3、 力對(duì)物體的作用效果僅取決于力的大小及方向。（x ）4、 合力是各個(gè)分力的合成，因此合力一定大于分力。（X）5、 力偶不能用一個(gè)力來等效替換。（V）6、 平面力偶系達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，合力偶矩必等于零。（V）7、 國際單位制中，力的單位用千克（kg ）表示。（X）8、 組成力偶的兩個(gè)力，大小相等，方向相反，所以其合力為零。（X）9、 當(dāng)平面一般力系對(duì)某點(diǎn)的主矩為零時(shí)，該力系向任一點(diǎn)簡化的結(jié)果必為一個(gè)合力。（x ）10、 一個(gè)物體只受三個(gè)力而平衡，則這三個(gè)力的合力一定為零。（V）11、 力偶可在其作用平面內(nèi)任意移動(dòng)而不影響其對(duì)構(gòu)件的作用效應(yīng)。（V）1

6、2、 在外力大小相等和接觸面摩擦因數(shù)相同的條件下，V型槽面的夾角愈小，其契形滑塊的摩擦力愈大。（V）13、 摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，所以總是有害的。（X）14、 若兩個(gè)力在同一軸上的投影相等，則這兩個(gè)力必相等。（X）15、 由力的多邊形法則求平面匯交力系的合力時(shí)，其合力作用點(diǎn)仍為各力的匯交點(diǎn)，合力的大小和方向與各力相加的次序無關(guān)。（V）(V)16、作用于物體上的力，均可平移到物體的任一點(diǎn)，但必須同時(shí)增加一個(gè)附加力偶。(X)17、平面任意力系簡化后，其主矢量與簡化中心有關(guān)，主矩與簡化中心無關(guān)。18、 力偶對(duì)其作用面內(nèi)任意點(diǎn)的力矩值恒等于此力偶的力偶矩，而與矩心的相對(duì)位置無關(guān)。（V）19、 靜滑

7、動(dòng)摩擦因數(shù)是隨著相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和單位面積上的壓力的變化而變化的。（X）20、 如果某剛體上僅受兩個(gè)大小相等、方向相反的力的作用，那么該剛體就一定處于平衡狀態(tài)。（X）三、選擇題1、力的法定計(jì)量單位是（D ）。A、千克力（kgf） B、達(dá)因（dyn）6噸（t）D、牛頓（N）2、光滑面約束的特點(diǎn)是（C）。A、只能限制物體沿接觸面公切線方向并指向光滑面的運(yùn)動(dòng)B、只能限制物體沿接觸面公切線方向并背離光滑面的運(yùn)動(dòng)C、只能限制物體沿接觸面公法線方向并指向光滑面的運(yùn)動(dòng)D、只能限制物體沿接觸面公法線方向并背離離滑面的運(yùn)動(dòng)3、 平面力偶系平衡條件是（B ）。A、平面力偶系中各力偶矩的代數(shù)和是一個(gè)常量B、平面力偶系中

8、各力偶矩的代數(shù)和等于零C、平面力偶系中各力偶方向相同D、平面力偶系中各力偶方向相反4、 有兩個(gè)共點(diǎn)的力，力的大小分別為9N、12N，兩力的夾角為 90°,則此兩力的合力為（B） N。A、3 B、 15 C、 21 D、 305、 力偶對(duì)物體產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)為（A ）。A、只能使物體轉(zhuǎn)動(dòng)B只能使物體移動(dòng)C既能使物體轉(zhuǎn)動(dòng)，又能使物體移動(dòng)D既不能使物體轉(zhuǎn)動(dòng)，又不能使物體移動(dòng)6. 下列表述中正確的是（D）。A、任何平面力系都具有三個(gè)獨(dú)立的平衡方程式B任何平面力系只能列出三個(gè)平衡方程式C在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個(gè)投影軸必須相互垂直D平面力系如果平衡，該力系在任意選取的投影軸上投影的

9、代數(shù)和必為零7. 下列表述中不正確的是（B）。A、力矩與力偶矩的單位相同B改變力偶中力的大小和力偶臂的長短，則一定改變力偶對(duì)物體的作用效果C一個(gè)力偶不能用一個(gè)力來進(jìn)行平衡D力偶對(duì)任一點(diǎn)之矩等于其力偶矩，力偶中兩個(gè)力對(duì)任一軸的投影的代數(shù)和必等于零8. 如圖所示系統(tǒng)只受 F作用而處于平衡。 欲使A支座約束反力的作用線與 AB成300角，則斜面的傾角a應(yīng)為（D）B、30C、459.如圖所示，在剛體上D、60A B C三點(diǎn)分別作用三個(gè)大小相等的力F1、F 2、F 3,則(C)。A、剛體平衡B剛體不平衡，其簡化的最終結(jié)果是一個(gè)力C剛體不平衡，其簡化的最終結(jié)果是一個(gè)力偶D剛體不平衡，其簡化的最終結(jié)果是一個(gè)

10、力和一個(gè)力偶10、判斷下圖所示平面匯交力系中哪一個(gè)合力最大？ （B）3N3N3N4N4N3N4N11、兩個(gè)平面匯交力系的力的關(guān)系圖如圖所示，其中結(jié)論正確的是（C）。<3）A、圖a力系與圖b力系都是平衡力系B圖a力系與圖b力系都不是平衡力系C圖a力系是平衡力系，圖 b力系不是平衡力系D圖a力系不是平衡力系，圖 b力系是平衡力系12、某機(jī)構(gòu)如圖a所示，所給桿件 AB的四個(gè)受力圖中（A）。A、圖b正確 B、圖c正確 C 、圖d正確 D 、圖e正確13、如圖所示的各圖為平面匯交力系所作的力多邊形，下面說法正確的是（）。u)b)c)d)A、圖a和圖b是平衡力系B 、圖b和圖c是平衡力系C 、圖a和

11、圖c是平衡力系D、圖c和圖b是平衡力系14、重力為G的圓柱放在如圖a所示的結(jié)構(gòu)中，在 A點(diǎn)與光滑墻面接觸，在 C點(diǎn)與光滑板接觸，在所給的 四個(gè)受力圖中，（C）是正確的。A、圖b B 、圖c C圖d D 、圖e15、關(guān)于力偶與力矩的論述，（ D）是正確的。A、力偶對(duì)物體的作用效果與其在剛體作用面內(nèi)的具體位置有關(guān)。B力偶對(duì)剛體既產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)又產(chǎn)生移動(dòng)效應(yīng)C力偶可用一個(gè)力來等效替換D力偶對(duì)任意點(diǎn)之矩都等于力偶矩16、下面說法錯(cuò)誤的是（D）。A、一個(gè)力平移后得到一個(gè)力和一個(gè)力偶B個(gè)力可分解為一個(gè)力和一個(gè)力偶C一個(gè)力和一個(gè)力偶可以合成為一個(gè)單獨(dú)的力D個(gè)力和一個(gè)力偶可以合成為一個(gè)單獨(dú)的力偶17、 平面平行

12、力系獨(dú)立的平衡方程式只有(B)個(gè)。A 1個(gè) B、2個(gè) C 、3個(gè) D、4個(gè)18、下面(C)不是平面平行力系的方程組。A、XFx=0工MO(F)=0 B、工 Fy=O工 MO(F)=0CXFx=0工Fy=0D、工 MA( F) =0 工MB( F)=0S,則沿槽推動(dòng)楔塊所需的最小水平19、楔形塊放在V形槽內(nèi)如圖所示，其兩側(cè)面間的靜滑動(dòng)摩擦因數(shù)為卩 力P為(A)。sQsinsQ2sinC、sinD、20、設(shè)全部主動(dòng)力的合力與接觸面法線間的夾角為a,摩擦角為，則a與滿足( 現(xiàn)象。C)關(guān)系時(shí)產(chǎn)生自鎖A、a B四、簡答題aW /2C、aW D 、aW 21、如圖所示，在物體的A點(diǎn)上作用有一個(gè)力P,若在B

13、點(diǎn)再作用一個(gè)力,能否使物體保持平衡。為什么?答：不能，因?yàn)槿绻麆傮w只受兩個(gè)力作用而處于平衡時(shí)，這兩個(gè)則必定大小相等、方向相反且作用線重合?，F(xiàn)在B點(diǎn)處找不到能與 P力重合的作用線。2、怎樣在A、B兩點(diǎn)加力，使圖中a、b兩個(gè)物體保持平衡?(a)(fr)答：如圖所示:3、推車時(shí)，人給小車一個(gè)作用力，小車也給人一個(gè)反作用力。此二力大小相等、方向相反、且作用在同 一條直線上，因此二力互相平衡。這種說法對(duì)嗎？為什么？答：不對(duì)，二力平衡是指大小相等，方向相反且作用線重合的兩個(gè)力同時(shí)作用于同一個(gè)物體上，上面的作 用力與反作用力是分別作用于不同的物體，因此不能說它們互相平衡。4、怎樣畫出物體的受力分析圖？答：畫

14、受力圖的步驟為：（1）確定研究對(duì)象；（2）解解除研究對(duì)象上的全部約束，畫出分離體；（3）畫出分離體上的全部主動(dòng)力；（4）按照約束的性質(zhì)畫出全部約束反力；即用約束反力代替原來約束對(duì)物體的作用力。5、兩個(gè)力三角形中的三個(gè)力的關(guān)系如圖所示，試述這兩個(gè)圖中力三角形的含義？答: (a) Fi+F2= F3(b) F1+F2+F3 = 06、力偶不能用一個(gè)力來平衡，為什么圖中的滑輪能平衡?答：圖中滑輪在 0點(diǎn)受到一個(gè)向上的作用力，力偶 m是與力P和滑輪在0點(diǎn)受到向上的作用力這一對(duì)力 構(gòu)成的力偶相平衡。7、求解平面任意力系平衡問題時(shí)，怎樣選取直角坐標(biāo)軸和矩心，才能使計(jì)算比較簡捷。答：在應(yīng)用平衡方程解平衡問題

15、時(shí)，將矩心選在多個(gè)未知力的交點(diǎn)上，將坐標(biāo)軸盡可能選得與該力系中多數(shù)未知力的作用線平行或垂直，可使計(jì)算簡化。8、在簡化一個(gè)已知平面力系時(shí)，選取不同的簡化中心，其主矢和主矩是否發(fā)生變化？簡化后的力系對(duì)物 體的作用效果是否發(fā)生變化？答：主矢不變化，仍等于原力系中各力的矢量和；主矩變化，主矩等于原力系中各力對(duì)簡化中心之矩的代 數(shù)和；簡化后的力系對(duì)物體的作用效果不發(fā)生變化。9、如圖所示，物體重 G,與水平地面間的靜摩擦因素為卩s，欲使物塊向右滑動(dòng)，將圖 a的施力方法 與圖b的施力方法進(jìn)行比較，哪一種比較省力，為什么？答：b比較省力，因?yàn)槠淠Σ亮π?。在接觸面上有相互阻礙或阻止滑動(dòng)10、把一個(gè)物體放在不光滑

16、的平面上，此物體是否一定受到摩擦力的作用? 答：不一定，只有當(dāng)兩個(gè)接觸物體沿接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)， 的現(xiàn)象發(fā)生，才受到摩擦力的作用。五、分析與計(jì)算題1、畫受力圖(未畫重力的物體其重力均不計(jì))(1)試畫出圖示中的球的受力圖。(2)分別畫出A輪、B輪的受力圖。(3)畫出棘輪機(jī)構(gòu)中棘輪及棘爪的受力圖。(4)畫出圖示杠桿 OAB的受力圖。(5)試畫出圖示中AB桿、BC桿及銷釘B的受力圖。B(6) 液壓夾具如圖所示，已知液壓缸油的壓力為 P,沿活塞桿 AD的軸線作用于活塞。機(jī)構(gòu)通過活塞桿 AD，連桿AB使杠桿BCD壓緊工件。設(shè)A、B均為圓柱銷釘連接，0為鉸鏈支座，C、E為光滑接觸面。 試畫出夾具

17、工作時(shí)各零件的受力圖。(7) 畫出機(jī)床導(dǎo)軌的受力圖(8) 畫出支架 ACEF、BDEH及輪G的受力圖(9) 畫出圖示夾具中杠桿 ABC、導(dǎo)柱CDH、拉桿DE及壓板EFG的受力圖。1、工件2的受力圖。(10) 圖示為一銃床夾具，當(dāng)擰緊螺母時(shí)，壓板便壓緊工件，試畫出壓板和工件(12)試分別畫出下面物體系統(tǒng)中的桿AD BC以及重物E的受力圖。2、起重機(jī)吊起重 G=20kN的鋼管如圖所示，已知a=15°試求鋼絲繩所受的拉力。解：T = =2038.64kN2sin 2 sin15答：T= 38.64kN3、由AC、BC兩桿組成的支架，A、B為固定鉸鏈支座，C為連接兩桿的銷子與兩桿組成中間鉸鏈

18、，在 銷子C上懸掛一個(gè)重力 G=15kN的物體，兩桿與鉛垂線夾角分別為a=30 °、3 =60°若不計(jì)兩桿重量,求兩桿所受的力。第3題圖解：NBCsin60 o=Nabsin30 oNbccos60 o+NAbcos30o=GNBC = 7.5 kNNAc= 12.99kN答：NBC受力為7.5 kN N ac受力為12.99kN4、用組合機(jī)床加工某零件殼體上的多個(gè)徑向孔，各個(gè)徑向孔間的角度如圖所示， 已知Fi=100N、F2=50N、F3=800N、F4=150N，求該力系的合力為多少。第4題圖解:Rx=-F 2cos45o- F3+F4cos30o=-50cos45o-

19、 800+150cos30 o=-705.5Ry=_Fi-F2si n45o +F4si n30o= -100-50si n45o+150si n30o=-60.4R 、'_Rf=V；705.52 + 60.42 = 708N答：合力F = 708N5、如圖所示，起重葫蘆勻速吊起一減速箱蓋，箱蓋重G=800N，已知鐵鏈與鉛垂線的夾角a=35 °, 3 =25求鐵鏈AB和AC的拉力。第5題圖解: Tab sin a = Tacsin 3TabCOS a + Tac cos 3 =GTabs in 35o= Tacs in 25oTab cos35o+ Tac cos25o=80

20、0答：鐵鏈 Tab = 390.4N ,鐵鏈 Tac=529.8N6、一對(duì)圓柱齒輪大齒輪的分度圓直徑d2= 400mm，其齒廓受小齒輪給予的法向壓力Nn=2kN，壓力角a =20°,試求Nn力對(duì)大齒輪中心的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 Mo (N)值。解：m°(N) Nn cos、o2cos20400答: Mo ( N)= 0.376kNm7、圖示中輪子重20kN，半徑r=400mm。今用一個(gè)通過其中心的水平力P使此輪越過高h(yuǎn)=80mm的臺(tái)階，求此水平力的大小。如果要使作用的力為最小，問應(yīng)沿哪個(gè)方向用力？并求此最小力的值。第7題圖解：P r h G , r2cosG r2 r h 220 40

21、02400 8°2 15kN400 80r h arccosr400 80arccos40036° 52'20 4002400 8012kN 400答：水平力的大小為 15kN，沿著與水平方向向左呈 36° 52'用力，作用力最??；最小力的值為G、：r2 r h 2Pmin12kN。8、如圖所示，從鉆套中卸鉆頭時(shí)，將一楔鐵插入，用錘輕敲即能卸下鉆頭，設(shè)楔鐵之楔角a 力P=300N，試求楔鐵對(duì)鉆頭的作用力（不計(jì)摩擦力）=10° ,錘擊第8題圖9、圖示中的矩形鋼板, 并且P和 P',PbPmin、a2 b2_Pb_爲(wèi)2b2200_24

22、22第9題圖89.44N解：FDsina -P=03001727.6Nsinsi n10答：契鐵對(duì)鉆頭的作用力為1727.6Na=4m, b=2m ,要使鋼板轉(zhuǎn)動(dòng)，需在板的1、3兩點(diǎn)加兩平行、反向的力P= P' =200N,問應(yīng)當(dāng)如何加力可使鋼板轉(zhuǎn)動(dòng)且用力最小，并求這最小的力Pmino答: Pmin=89.44N10、如圖所示，一機(jī)床床身總重?cái)?shù)為17.5kN ;使床身傾斜（B =20 °）時(shí)，秤上讀數(shù)為25kN，用稱秤法測量重心位置。機(jī)床床身水平放置時(shí)（B15kN ;床身長 AB=2.4m。試確定床身=0）,秤上讀AB方向重心的位置。第10題圖P 稱 ABcos = Gxco

23、s解:P稱AB17.5 2.4 “x =1.68G25答：距B點(diǎn)1.68m11、在多孔鉆床上加工一底盤上的六個(gè)孔。每個(gè)鉆頭的切削力偶矩的值均為m=10Nm，底盤用二個(gè)螺栓卡在鉆床工作臺(tái)面的 T型槽中，兩螺栓的距離l=500mm ;求此兩個(gè)螺栓所受的作用力。第11題圖解：Tl=6M6M6 100.5120N答：120N12、如圖所示，多孔鉆床在水平放置的工件上鉆孔時(shí)，每個(gè)鉆頭對(duì)工件施加一壓力和一力偶，已知：三個(gè)力偶的力偶矩分別為 m1=m2=9.8Nm，m3=19.6Nm，固定螺栓 A和B之間的距離l=0.2m，求兩個(gè)螺栓所受 的水平力。第12題圖解:K1M1M2M39.8 9.8 19.6“N

24、a123196Nl0.2答:196N13、斜齒圓柱齒輪輪齒受力情況如圖所示，已知Fn=1kN , a =20° ,3 =15°。試求圓周力 Ft、徑向力Fr和軸向力Fx的大小。第13題圖解：Ft=FnCOSa COS 3Fx=FnCOSa sin 3Fr=F nsin a答：Ft=0.9077kN , Fx=0.2432 kN , Fy=0.3420 kN14、汽車起重機(jī)在圖示位置保持平衡，已知起量Q=10kN，起重機(jī)自重 G=70kN。求A、B兩處地面的反力。并問起重機(jī)在此位置的最大起重量為多少。2.0m 1 .1 |第14題圖解：2G 3Q 2.5N B 0Nb3Q2

25、70 3 10 kN2.52.5Na G Q Nb 70 10 44 36kNQ max70 246.67kN3答：Na = 36 kN , Nb = 44 kN ,起重機(jī)在此位置的最大起重量為46.67 kN。15、龍門刨床工作臺(tái)如圖所示，已知工作臺(tái)重量G=20kN，兩導(dǎo)軸各承受 G/2，靜滑動(dòng)摩擦因數(shù)卩s=0.05,23 =60。，求導(dǎo)軌的最大靜滑動(dòng)摩擦力。第15題圖G解：N2G2si n4si nGGGG1201 F max2N sS 2 X XS +S =S10.05124si n2 2sin2sin301.5kN答：導(dǎo)軌的最大靜摩擦力為1.5kN16、簡易升降裝置如圖所示，貨物和吊筒

26、共重 出重物上升和下降時(shí)繩子的張力。25 (kN ),吊筒與滑道間的靜滑動(dòng)摩擦因數(shù)卩s=0.3,分別求第16題圖解：T Gsin70 Gcos70 S 26.06kNT Gsin 70 Gcos70 s 20.93kN答：重物上升時(shí)繩子的張力為26.06kN，重物下降時(shí)繩子的張力為20.93kN。間的靜滑動(dòng)摩擦因數(shù)卩17、如圖所示在軸上作用著一個(gè)力偶，力偶矩 M=1kNm。軸上有直徑d=500mm的制動(dòng)輪，輪緣和制動(dòng)塊s=0.25。問制動(dòng)塊應(yīng)對(duì)制動(dòng)輪施加多大的壓力Q,才能使軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。Msd10000.25 5008kN第17題圖答：8kN18、變速箱中雙聯(lián)滑移齒輪如圖所示，已知齒輪孔與軸間的靜

27、滑動(dòng)摩擦因數(shù)為卩s雙聯(lián)齒輪與軸的接觸長度為b。問撥叉（圖中未畫出）作用在齒輪上的力P到軸線的距離a為多少時(shí)，齒輪就不會(huì)被卡住。（齒輪重量忽略不計(jì)）第18題圖解：Na NB 0Pa NBb 0Pana n bb要保證雙聯(lián)齒輪在力作用下滑動(dòng)的條件為:PFaFbFa NaFbNbPNa NbP 2Pab答：a19、如圖所示，有 A、B二物體重疊放在粗糙水平地面上，設(shè)A、B間的最大靜滑動(dòng)摩擦力為Fi, B物與地面間的最大靜滑動(dòng)摩擦力為F2，在物體A上加一水平力P，若第19題圖(1) Pv Fiv F2 ; (2) Fiv Pv F2 ;(3) Fi >P> F2 ; (4) P>Fi

28、 > F2;則 A、B 兩物體各作什么運(yùn)動(dòng)？答：(i) A、B靜止；(2) A動(dòng)，B靜止；(3) A B作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)；(4) A B作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng) 注：(4) A、B作為一個(gè)整體的加速度大于(3)作為一個(gè)整體的加速度20、圖示構(gòu)件i、2通過楔塊聯(lián)結(jié)，已知楔塊與構(gòu)件間的靜滑動(dòng)摩擦因數(shù)卩s=0.i，試求楔塊能自鎖的傾角第20題圖解：略 答：aW ii° 25i第二章材料力學(xué)、填空題1、為保證構(gòu)件使用時(shí)安全可靠，必須使其具有足夠的強(qiáng)度、剛度 和 穩(wěn)定性，同時(shí)還要符合 經(jīng)濟(jì)性的原則。2、 構(gòu)件在外力作用下其基本的變形方式主要有：拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等種類。3、 材料

29、喪失正常工作能力時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力 或危險(xiǎn)應(yīng)力。4、材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別是塑性材料和脆性材料的極限應(yīng)力。5、合理確定 安全系數(shù)，是解決安全與經(jīng)濟(jì)矛盾的關(guān)鍵。相互接觸的局部區(qū)域，而壓縮應(yīng)力分布于6、擠壓應(yīng)力與壓縮應(yīng)力的區(qū)別在于擠壓應(yīng)力只分布于兩構(gòu)件 整個(gè)構(gòu)件內(nèi)部 。7、起重機(jī)用鋼絲繩加速提升重物時(shí)，在鋼絲繩中產(chǎn)生的應(yīng)力稱為動(dòng)荷應(yīng)力正比，圓心處的剪力為零，橫截面邊8、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上某點(diǎn)剪切應(yīng)力與該點(diǎn)至圓心的距離成 緣的剪應(yīng)力最大，剪應(yīng)力沿截面半徑成 線性分布。9、 構(gòu)件在外力作用下單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，拉伸、壓縮時(shí)的應(yīng)力用符號(hào)b表示。N10、 拉伸（壓縮）時(shí)的強(qiáng)度條件為。A11

30、、利用強(qiáng)度條件可以解決校核強(qiáng)度、選擇截面尺寸、確定許可載荷 等問題。12、計(jì)算擠壓面積時(shí)，當(dāng)擠壓面是平面時(shí)，擠壓面積為接觸面積：當(dāng)接觸面是曲面時(shí)，擠壓面積為受擠壓部分圓柱表面在擠壓力方向上的投影面積。13、 許用切應(yīng)力的符號(hào)為 t ，許用擠壓應(yīng)力的符號(hào)為小。14、 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)其橫截面上有切應(yīng)力。其分布規(guī)律為各點(diǎn)的切應(yīng)力的方向與直徑相垂直，大小為 與該點(diǎn)到圓心的距離成正比，最小切應(yīng)力位置在 圓心。其值為 零，最大切應(yīng)力的位置在 圓周上。15、 構(gòu)件彎曲時(shí)，其橫截面上有與截面相垂直的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力 .其大小為 與到中性軸的距離成正比 。 中性軸處值為零，邊緣處的值為最大。16、 壓桿在軸向壓力作用

31、下保持其原有平衡狀態(tài)的能力稱為壓桿的穩(wěn)定性。17、 構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞時(shí)的主要原因是應(yīng)力集中。因此消除或改善構(gòu)件的應(yīng)力集中 對(duì)提高構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度十分重要。18、 構(gòu)件外形突然變化而引起局部應(yīng)力急劇增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。19、 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，強(qiáng)度條件的計(jì)算公式為max MA ，該式表達(dá)的意義是，為了保證圓軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)Wn安全可靠，必須使危險(xiǎn)截面上的最大切應(yīng)力 不超過材料的 許用切應(yīng)力。20、 面積相同的圓形、豎放的矩形和工字形截面，它們的抗彎截面模量以工字形截面 最大， 豎放的矩 形截面次之,圓形最小。、判斷題1、 構(gòu)件工作時(shí)，其橫截面上承受的最大應(yīng)力應(yīng)小于或等于材料的極限應(yīng)力。（X）2、 合理確定

32、安全系數(shù)，是解決構(gòu)件安全性與經(jīng)濟(jì)性矛盾的關(guān)鍵。（V）3、構(gòu)件產(chǎn)生剪切變形的外力條件是該構(gòu)件受到一對(duì)大小相等、方向相反、作用線與構(gòu)件軸心線重合的力的作用。（X）4、 所謂內(nèi)力即構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生抵抗外力使構(gòu)件變形的力。（V）5、拉伸（壓縮）變形其橫截面上的應(yīng)力垂直于橫截面，并在橫截面上均勻分布，這種應(yīng)力稱為正應(yīng)力。（V）6、 圓軸扭轉(zhuǎn)變形時(shí)其橫截面上的應(yīng)力為正應(yīng)力。（X）7、構(gòu)件擠壓變形常伴隨著承受剪切作用的同時(shí)發(fā)生，擠壓應(yīng)力與切應(yīng)力都是構(gòu)件內(nèi)部單位面積上所承受的應(yīng)力。（V ）8、 受剪切作用構(gòu)件的剪切面總是平面。（X ）9、 若在構(gòu)件上作用有兩個(gè)大小相等、方向相反、相互平行的外力，則此構(gòu)件一定產(chǎn)生剪

33、切變形。（X ）10、 構(gòu)件所承受的正應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度時(shí)，疲勞破壞不會(huì)發(fā)生。（X）11、 疲勞破壞發(fā)生前，構(gòu)件一般會(huì)產(chǎn)生明顯的塑性變形，即有一定的跡象出現(xiàn)， 從而可以加以預(yù)防。（X）12、 物體受拉力或壓力時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力即為拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力。（V）13、 壓縮應(yīng)力分布于整個(gè)構(gòu)件內(nèi)部，而擠壓應(yīng)力只分布于兩構(gòu)件相互接觸的局部區(qū)域。（V）14、安全系數(shù)應(yīng)大于1。（V）15、 抗扭截面模量與截面形狀、尺寸及扭矩的大小有關(guān)。（X）16、 直徑相同的空心軸比實(shí)心軸抗彎能力大。（V）17、 當(dāng)傳遞功率不變時(shí)，降低軸的轉(zhuǎn)速可使軸實(shí)際承受扭矩的值增大。（V）18、直徑和長度相同而材料不同的兩根軸，在承載能力

34、范圍內(nèi)受到相同扭矩作用，其最大切應(yīng)力不相同。（X）19、 直徑和長度相同而材料不同的兩根軸在相同扭矩作用下，其抗扭截面模量相同。（V）20、 抗彎截面模量與抗扭截面模量的量綱均為m3或mm3。（V）三、選擇題1、 材料力學(xué)的任務(wù)是研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和（A）,即在保證構(gòu)件既安全又經(jīng)濟(jì)的前提下，提供相應(yīng)的 分析和計(jì)算方法，從而為構(gòu)件選擇合適的材料，確定合理的截面形狀和尺寸。A、穩(wěn)定性 B、變形 C、剪切 D、壓縮2、當(dāng)桿件受大小相等、方向相反、作用線相距很近的一對(duì)橫向力作用時(shí)，桿件上兩力之間的部分沿外力方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)位，桿件的這種變形稱為（C）變形。A、彎曲B、扭轉(zhuǎn) C、剪切 D、壓縮3、常見的

35、梁的三種基本形式是（C）。A、簡支梁、外伸梁和直桿梁B、承重梁、懸臂梁和外伸梁C、簡支梁、懸臂梁和外伸梁D、簡支梁、懸臂梁和起重梁C）。4、梁的一端為固定鉸鏈支座，另一端為活動(dòng)鉸鏈支座，這種梁稱作（A、懸臂梁B、外伸梁C、簡支梁D、承重梁5、梁的內(nèi)力主要有（D）兩種形式。A、壓縮和扭矩B、剪力和拉力C、剪力和扭轉(zhuǎn)D、剪力和彎矩6、構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，從強(qiáng)度方面考慮應(yīng)使得（ B）。A、工作應(yīng)力w極限應(yīng)力B、工作應(yīng)力w許用應(yīng)力C、危險(xiǎn)應(yīng)力w工作應(yīng)力D、極限應(yīng)力w許用應(yīng)力7、一等直桿由兩段不同的材料連接構(gòu)成，若其一段為鋼，另一段為鋁，兩段的長度相等，當(dāng)該等直桿的兩端承受拉力作用時(shí)，則這兩段的（B ）。A、應(yīng)

36、力相同，變形相同B、應(yīng)力相同，變形不同C、應(yīng)力不同，變形相同D、應(yīng)力不同，變形不同。8、 如圖所示，一根等直的傳動(dòng)軸上，主動(dòng)輪在B、D，從動(dòng)輪在 A、C、E。設(shè)主動(dòng)輪B、D上的輸入功率相等，從動(dòng)輪 A、C、E上的輸出功率也相等，只考慮扭轉(zhuǎn)而不考慮彎曲的條件下，危險(xiǎn)截面在（D）。KUA £C P-A AB區(qū)間 B、BC區(qū)間 C、CD區(qū)間 D、AB區(qū)間和 DE區(qū)間9、 如圖所示矩形截面采用兩種放置方式，從彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度觀點(diǎn)分析，圖b放置方式的承截能力是圖 a 放置方式的承載能力的（A）。201010A 2倍B、4倍C、6倍D、8倍10、如圖所示，一階梯形桿件受拉力P的作用，其截面 的關(guān)系

37、為（B）。1-1 , 2-2 , 3-3上的內(nèi)力分別為 N, N2和三者P2 希B、Ni= N，Ni= NaNz>Nbd N = NaN>< Nb11、圖示階梯形桿，CD段為鋁，橫截面面積為3-3截面上的正應(yīng)力分別為A；d 1、b 2、b 3,則其大小次序?yàn)椋˙）。BC為鋼、DE段為銅，橫截面面積均為 2A。設(shè)1-1、2-2、Ao 1 >莎 2>莎 3B、b 1>b 2= (X 3Cb iVb 2= (X 3 D(T 13>X 212、圖示鋼梁AE由長度和橫截面面積相等的鋼桿1和鋁桿2支承,在載荷P作用下，欲使鋼桿1和鋁桿2材料的強(qiáng)度得到充分利用，則載

38、荷P的作用點(diǎn)應(yīng)（A）。A、靠近A端 B 、靠近B端 C、在AB梁的中點(diǎn)D 、任意點(diǎn)13、在下列說法中，（A）是正確的。A、內(nèi)力在一定范圍內(nèi)隨外力的增大而增大B 、內(nèi)力與外力無關(guān)C 、內(nèi)力隨外力增大而減小D內(nèi)力的大小和分布方式與桿件的強(qiáng)度無關(guān)14、在連接件上，剪切面和擠壓面分別 （B）于外力方向。A、垂直、平行B、平行、垂直C、平行 D、垂直15、 圖示鉚接件，若板與鉚釘為同一材料，且已知 X jy= 2 t ，為充分提高材料的利用率，則鉚釘?shù)闹?徑d應(yīng)為（D）。A d=2t B 、d=4t C 、d=4t/ nD、d=8t/ n16、傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n= 250r/min，此軸上輪 C輸入功率為

39、P=150kw,輪 A B的輸出功率 P=50KV, P=100KW為使軸橫截面上的最大扭矩最小，軸上三個(gè)輪子的布置從左到右應(yīng)按順序（A）安排比較合理。D A-C-BA C-B-A B 、A-B-C C 、B-A-C17、一空心鋼軸和一實(shí)心鋁軸的外徑相同，比較兩者的抗扭截面模量，可知（B）。A、空心鋼軸的較大B、實(shí)心鋁軸的較大C、其值一樣大D、其大小與軸所承受的扭矩大小有關(guān)18、如圖所示，在平板和受拉螺栓之間墊上一個(gè)墊圈，可以提高（D）A、螺栓的拉伸強(qiáng)度;B、螺栓的擠壓強(qiáng)度;C、螺栓的剪切強(qiáng)度;D、平板的擠壓強(qiáng)度。19、下列關(guān)于內(nèi)力的說法，錯(cuò)誤的是（A、內(nèi)力是由外力引起的B、內(nèi)力隨外力增大而無

40、限增大C、內(nèi)力是構(gòu)件內(nèi)部抵抗外力使構(gòu)件變形的力D、外力去除后，可使變形減少或消失20、若將圓形截面梁的直徑增大為原來的2倍,則允許的梁內(nèi)的最大彎矩值將增大為原來的（D）倍。A、2B、4 C 、6D、8A、彎曲B 、扭轉(zhuǎn)C、彎曲和扭轉(zhuǎn)D、拉伸與壓縮21、某減速器的傳動(dòng)軸，在通過皮帶輪的傳動(dòng)而受力時(shí)將產(chǎn)生（C變形。四、簡答題1、兩根材料不同，截面不同的桿，受同樣的軸向拉力作用，它們的內(nèi)力是否相同？答：相同，內(nèi)力是桿件受外力作用變形時(shí)在構(gòu)件內(nèi)部各部分之間因相對(duì)位置變化而產(chǎn)生的相互作用的力, 它與構(gòu)件的材料、截面等沒有關(guān)系。2、兩根軸力相同，截面面積相同而材料不同的拉桿，它們的正應(yīng)力是否相同？答：相同

41、，因?yàn)檎龖?yīng)力是軸力與截面積之比值。3、內(nèi)力和應(yīng)力有何區(qū)別？構(gòu)件在答:內(nèi)力是桿件受外力作用變形時(shí)在構(gòu)件內(nèi)部各部分之間因相對(duì)位置變化而產(chǎn)生的相互作用的力； 外力作用下，單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。4、何謂擠壓？它與軸向壓縮有何區(qū)別？答：接觸表面互相壓緊而產(chǎn)生局部變形的現(xiàn)象稱為擠壓。擠壓只分布于兩構(gòu)件相互的局部區(qū)域，而壓縮是分布在整個(gè)構(gòu)件內(nèi)部。5、圖示所畫的實(shí)心圓軸和空心圓軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)，其橫截面剪應(yīng)力分布圖是否正確？如有錯(cuò)誤，請(qǐng)改正。（T為截面上的扭矩）答：上述圖中橫截面切應(yīng)力分布圖均有誤，正確的圖見教材圖2- 19。6、試述梁的合理截面與等強(qiáng)度梁的聯(lián)系與區(qū)別，什么樣截面形狀的梁最為合理。答：梁的合理截

42、面是其抗彎截面模量與截面面積比值高的截面，等強(qiáng)度梁是指梁的各截面的最大應(yīng)力都達(dá)到許用應(yīng)力值的梁；梁的截面在選取等強(qiáng)度梁的截面或合理截面時(shí)，均可提高梁抵抗彎矩的能力，但兩者側(cè)重點(diǎn)不同，合理截面注重梁的的截面形狀，而等強(qiáng)度注重沿梁的軸線選取不同大小的截面積；梁的截面形狀既是合理截面又是等強(qiáng)度梁截面時(shí)最為合理。7、 在同一個(gè)減速器中，高速旋轉(zhuǎn)的軸的直徑應(yīng)比低速旋轉(zhuǎn)的軸的直徑大還是??？為什么？答：對(duì)于同一個(gè)減速器齒輪箱中，功率一定的情況下，低速軸承受的扭矩比較大，高速軸承受的扭矩比較小。所以低速軸要粗，能承受更大的扭矩。8、試述提高梁的抗彎能力的方法。答：提高梁的抗彎能力的方法：1）降低最大彎矩值；2

43、）選擇合理的截面形狀。9、圓軸彎曲和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用時(shí)，如何進(jìn)行強(qiáng)度校核。答：考慮兩種應(yīng)力對(duì)材料的綜合影響，其計(jì)算公式一般為：_ 業(yè) JM M nT_ W W式中M、M、W分別為危險(xiǎn)截面的彎矩、扭矩和抗彎截面模量。滿足上述條件即強(qiáng)度達(dá)到要求。10、什么是相當(dāng)彎矩及相當(dāng)應(yīng)力。答：公式 t_吐 中： Mt .MMn為相當(dāng)彎矩，c T稱為相當(dāng)應(yīng)力。W WT 、n五、分析與計(jì)算1、試計(jì)算圖示桿件 AB BC CD段的軸力。第1題圖答：用截面法可求得：1-1截面軸力為50kN; 2-2截面軸力為10kN; 3-3截面軸力為-20kN。2、如圖所示，在某軸上銃出一個(gè)槽，已知該軸受拉力F=15kN作用，軸的直徑

44、d=20mm試求橫截面1-1和2-2上的應(yīng)力。（銃去槽的橫截面面積可近似按矩形計(jì)算）解:4F2-2= 2d21-1=4F第2題圖4 150002024 15000.47.75MPa202 20270MPa答：c 1-1 = 70MPa; d 2-2 =47.75MPab=25mm h=50mm 桿部3、如圖所示為鑄造車間吊運(yùn)鋼水包的吊鉤吊耳裝置，吊鉤桿部的橫截面為矩形,材料的許用應(yīng)力d =50MPa。鋼水包總重為 38kN （其中鋼水包自重 8kN,鋼水最大重量 30kN）。試校核 吊桿的強(qiáng)度。第3題圖380002bh 2 25 5015.2MPa答：c 1-1 = 15.2MPa v d ，

45、故強(qiáng)度合格4、圖示活塞桿受最大拉力F=300kN的作用，活塞桿用 40Cr鋼制成，其許用應(yīng)力d =300MPa,試求活塞桿退刀槽C處的直徑最小應(yīng)為多少。答: d>35.7mm4 30000030035.7MPa5、圖示桁架，桿1、2的橫截面均為圓形，直徑分別為di=36mm , d2=24mm，兩桿材料相同，許用應(yīng)力d =160MPa,該桁架在節(jié)點(diǎn)處受鉛垂方向的載荷F作用，求F的最大允許值。第5題圖即：F Nabcos30 N ab 弘30cos 45sin 45N ab (cos 30sin 30sin 45cos45 )222358.3Nd；36Nab160162777.6N44d；

46、242Nac16072345.6N44N ABsin 30N ACsin 45FN ab cos30N AC cos 45上述計(jì)算中取較小值作為 F的最大允許值。答：F最大值139.761kN6、如圖所示，兩軸的凸緣用4只螺栓配合相連，螺栓均布于直徑D=150mnt勺圓周上。已知傳遞的力偶矩m=2500Nm凸緣厚度 h= 10mm 螺栓材料為 Q235A t =80MPa, y200MPa。試設(shè)計(jì)螺栓直徑。（假 設(shè)每只螺栓的受力相等）。第6題圖解：按剪應(yīng)力校核d22M DD22 2500000-8015011.52 mm按擠壓應(yīng)力校核M jy4 dh D2Mjy4 h D2 250000020

47、0 4 10 1504.17mm答：螺栓直徑11.52mm,可取12mmb=315MPa7、如圖所示，在沖床上將厚度3=5mm的鋼板沖出直徑d=20mm的圓孔，鋼板的剪切強(qiáng)度極限t試求沖頭所需沖力 Pc。第7題圖解：Pcd b 20 5 315 99N答：Pc = 99N8、如圖所示，螺栓承受拉力求螺栓直徑d與螺栓頭高度h的比值。已知t =0.6 d 。F,如螺栓橫截面上的正應(yīng)力和螺栓頭內(nèi)的切應(yīng)力同時(shí)到達(dá)它們的許用值試解：dhd24dh0-6得:-0.6 h42.4答：-2.4 h9、某操縱桿受力及尺寸如圖所示。材料的許用應(yīng)力d =50MPa。截面I - I及n - n的截面形狀和尺寸相同，h

48、=3b,試求截面的尺寸 b和h。第9題圖解：380P=720 8.5P= 16.1kNM-8.5 (720 80) 5440kNmmM2 216.1 (380 80) 4830kNmm1-1截面為危險(xiǎn)截面MWMWbh2b23(3b)3bM66 2 3 25440000,b341.7mm.350h=3b=3X 41.7=125.1mm答：b=41.7mm h=125.1mm10、某機(jī)構(gòu)如圖所示，已知 P=200N, AB與CD桿的截面均為圓形，它們的許用應(yīng)力<r =100MPa,試確定AB與CD桿的直徑。第10題圖32解：對(duì)于AB桿w M旦範(fàn) 1003ABd AB3 32M3 32 200

49、 600V 10023mm對(duì)于CD桿P AB Ndc AC答：按實(shí)心軸計(jì)算該軸的直徑不小于36.84mm ;按空心軸計(jì)算內(nèi)外徑之比取0.4、0.6、0.8三種方案時(shí)其N DCP AB 200 650AC2600N50N DC nd CDN DC4dCD4 N DC4 26001005.75mm答：dAB=23mm dc=5.75mm40Mpa11、已知一傳動(dòng)軸傳遞的功率為37kW轉(zhuǎn)速為n= 900 r/min，如果軸上扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力值不允許超過求該軸的直徑。要求：(1)按實(shí)心軸計(jì)算；(2 )按空心軸計(jì)算，內(nèi)外徑之比取0.4，0.6，0.8三種方案；答:(1) M n9550P-=9550 nWnMWnd316d16M316 392.6 10003 3* 40即：d> 36.84mm(2)WnMWn0.2D3 1-0.43790036.84mm4392.6NmD3.0.2 r 4 亍3 0.2 19器403.69mm0.6D 3 0.2二亍:鳥403.83mm0.84.36mmD 3,M“3926