精密机械设计基础习题答案（裘祖荣).doc

PAGE . . . PAGE 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。 X X q(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 FB’ A B FA’ FA m1 O FO m2 O1 FB FO1 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’＝5N 3）同理，O1B杆在B点受力FB，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。 N1N2AD N1 N2 A D N1 T ? B D FAY FAX 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 最后解得： 当最大，即?＝60°时，有Tmin＝。 FBFCFB FB FC FB S FA A B ? 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tan?代入得： OABNFBFF O A B N FB F FB’ FA’ FA M d ? 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)sin? tan?＝100/200 解得：M＝60000N.mm＝60N.m ?T?F ? T ? FC Q E D C FDY FDX 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＝0.25Q AB A B D ? T Q FAY FAX FB 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＝1200N ONFC O N FC C N’ FA NA FB Q NB m 有FC＝N， ，得：N＝m/e 2）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/be 3）若要推杆不被卡住，则要求有 ，代入相应结果得： ?? ? ? H R 若要把砖夹提起，则要求约束反力R在摩擦角?范围之内，即要求??. 又 HD＝250－30＝220（mm） f＝0.5，代入解得b110mm。 即距离b110mm，可提起砖夹。 第二章 机械工程常用材料 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.