中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院机械力学及机械设计课程作业1（共3次作业）学习层次：专科涉及章节：第一章——第五章第一章机械设计基础1-1构件和零件有何不同？机器和机构的异同点是什么？答：零件是制造的最小单元，构件是运动的最小单元，不同构件之间必须具有相对运动。一个构件可以由若干个零件组成，这些零件刚性地连接在一起，机器运动时作为一个整体来运动。机构是由若干个构件组成的一个人为组合体，功用在于传递运动或改变运动的形式。机器是由若干机构组成的，用来变换或传递能量、物料和信息。机器虽然类型很多，但组成机器的常用机构类型并不多。1-3什么是机械零件的工作能力？常用的计算准则有哪几种？答：机械零件的工作能力是指在一定的运动、载荷和环境情况下，在预定的使用期限内，不发生失效的安全工作限度。衡量零件工作能力的指标称为零件的工作能力准则。常用的计算准则有：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准则和耐热性准则等。1-6试说明下列材料牌号的意义:Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZCuSn10P1,LC4答：Q235：普通碳素钢，屈服点235Mpa；45：优质碳素钢，含碳量大约0.45%;40Cr:合金钢，含碳量0.40%左右，含Cr量1％左右；65Mn：合金钢，含碳量0.65%左右，含Mn量1％左右；ZG230-450:铸钢，屈服点230Mpa，抗拉强度450Mpa；HT200：灰铸铁，抗拉强度200Mpa；ZCuSn10Pb1：铸造锡青铜，含锡量10％左右；LC4：超硬铝第二章机构运动简图及平面机构自由度2-4计算题2-4图所示(a)、（c）、（d）、（f）各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。(a)推土机铲土机构(c)缝纫机送布机构1中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院(d)筛料机机构(f)凸轮连杆机构解：（a）该机构有5个活动构件，7个低副，其中6个转动副、一个移动副，没有高副，没有复合铰链、局部自由度和虚约束，所以自由度F为：F=3n-2P－P＝3×5－2×7＝1LH有一个原动件，所以机构具有确定的运动。（c）该机构有4个活动构件，4个低副均为6个转动副，2个高副，没有复合铰链，在滚子处有局部自由度，凸轮和从动件处两处接触构成虚约束，所以自由度F为：F=3n-2P－P＝3×4－2×4－2＝2LH有2个原动件，所以机构具有确定的运动。(d)该机构有7个活动构件，9个低副，其中7个转动副，2个移动副，1个高副，C处有复合铰链，滚子G处存在局部自由度，没有虚约束，所以自由度F为：F=3n-2P－P＝3×7－2×(7+2)－1＝2LH有2个原动件，所以机构具有确定的运动。(f)该机构有4个活动构件，5个低副，其中3个转动副，2个移动副，1个高副，滚子B处存在局部自由度，没有复合铰链和虚约束，所以自由度F为：F=3n-2P－P＝3×4－2×(3+2)－1＝1LH有1个原动件，所以机构具有确定的运动。2-5题2-5图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输入，使轴A连续回转，而固定在轴A上的凸轮2和杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下往复运动，以达到冲压的目的。试绘制其机构运动简图，计算机构的自由度，并分析其运动是否确定，如运动不确定，试提出修改措施。解：机构运动简图如下所示：由图可见，机构有3个活动构件，4个低副，其中3个转动副，1个移动副，1个高副，所以自由度F为：F=3n-2P－P＝3×3－2×(3+1)－1＝0LH即机构不能运动，故修改如下：2中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院第三章螺旋机构3-1试比较普通螺纹与梯形螺纹有哪些主要区别？为什么普通螺纹用于连接而梯形螺纹用于传动？答：普通螺纹与梯形螺纹的主要区别在于牙型斜角β的不同。普通螺纹牙型斜角为30°，梯形螺纹牙型斜角为15°。普通螺纹因牙型斜角较大，自锁性好，效率较低，故常用于连接；梯形螺纹因牙型斜角较小，效率较高，故常用于传动。3-5在图3-9所示的螺旋千斤顶中，若螺杆长度d=24mm，中径d=22.5mm，导程s=3mm，牙2型角α=30°，手柄的有效长度L=200mm，螺旋副的摩擦因数f＝0.1，现要举起F=12000NW的重物，需要在手柄端部施加多少作用力？其机械效率为多少？该千斤顶在重物作用下是否会自动反转？解：在公式FFtan()中：Wvs3arctanarctan2.43d3.1422.52f0.1