南京工业职业技术学院/学年第学期期末考试试卷 课程：机械设计基础（工）出卷人：考试类型：开卷【】 闭卷【√】 适用班级： 班级 学号 姓名 一、 填空题 1、力学中，未知量的个数≤相应的独立平衡方程数，能求得唯一解的问题称 问题。 2、结构和构件抵抗变形的能力称 抵抗破坏的能力称 3、杆件变形的基本形式有 4、工程上通常将伸长率6≥5%的材料称为 伸长率6<5%的材料称 为 5、工程上常用的简单梁有三种类型」 6、有三个主应力为-100Mpa、一20Mpa、0,则o,三 02 ,03= 一。7、F在X轴上的投影等 题7 于 F在Y轴上的投影等于 F在Z轴上的投影等于 8、图中，力F对A点的矩为 F 08 9、图中，铆钉的剪切面积A为 计算挤压面积A为 10、已知砂石与皮带间的摩擦系数为fs,要使石子由皮带往上输送不下滑，则皮带运输机输送带的 倾斜角a满足 二、 判断题 1、脆性材料耐拉而不耐压，所以不能做承压构件。 2、约束力的方向总是与物体被限制的运动方向相反。 () 3、两端用光滑铰链联接的构件均为二力构件。 第1页共6页
第 1 页 共 6 页 南京工业职业技术学院/ 学 年 第 学 期 期 末 考 试 试 卷 课程： 机械设计基础（Ⅰ）出卷人： 考试类型：开卷【 】 闭卷【√】 适用班级： 一、 填空题 1、力学中，未知量的个数≤相应的独立平衡方程数，能求得唯一解的问题称 问题。 2、结构和构件抵抗变形的能力称 ；抵抗破坏的能力称 。 3、杆件变形的基本形式有 、 、 、 。 4、工程上通常将伸长率δ≥5％的材料称为 ；伸长率δ<5％的材料称 为 。 5、工程上常用的简单梁有三种类型 、 、 。 6、有三个主应力为－100Mpa、－20Mpa、0，则σ1＝ ， σ2 ＝ ，σ3＝ 。7、F 在 X 轴上的投影等 于 ， F 在 Y 轴上的投影等于 ， F 在 Z 轴上的投影等于 ， 8、图中，力 F 对 A 点的矩为 9、图中，铆钉的剪切面积 A 为 ，计算挤压面积 Abs 为 。 10、已知砂石与皮带间的摩擦系数为 fS，要使石子由皮带往上输送不下滑，则皮带运输机输送带的 倾斜角α满足 。 二、 判断题 1、脆性材料耐拉而不耐压，所以不能做承压构件。 （ ） 2、约束力的方向总是与物体被限制的运动方向相反。 （ ） 3、两端用光滑铰链联接的构件均为二力构件。 班级 学号 姓名 题 7
() 4、在受均布载荷作用的梁段内，用截面法截出的各横截面上的弯矩都相等。 () 5、受弯曲与扭转组合变形的转轴，通常采用塑性材料制成，宜采用第三或第四强度理论。() 6、作用于刚体上的力在刚体内沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。 () 7、在任何情况下，摩擦力的大小总等于摩擦力系数与正压力的乘积。 () 8、只要保持力偶矩的大小和转向不变，改变力的大小和力偶臂的长短，不改变力偶的作用效应。 () 三、 选择题 1、图示结构受力P作用，杆重不计，则A支座约束力的大小为 60/d (A)P/2: (B)V3P/3: (C)P: (D)0。 2、两根截面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受相同的轴向拉力，其应力是否相等？( (A)不相等：(B)相等： (C)不能确定 3、选择拉伸曲线中三个强度指标的正确名称为 () (A)①强度极限，②弹性极限，③屈服极限 (B)①屈服极限，②强度极限，③比例极限 (C)①屈服极限，②比例极限，③强度极限 (D)①强度极限，②屈服极限，③比例极限 4、悬臂梁受力如图所示，若梁的材料为铸铁，梁的合力截面形状应选图 好你超 (A 5、如图所示两种齿轮的布局，对传动轴的受力有利的布局是 (A)图a (B)图b 心心G的的 (C)都一样 (D)无法比较 第2页共6页
第 2 页 共 6 页 （ ） 4、在受均布载荷作用的梁段内，用截面法截出的各横截面上的弯矩都相等。 （ ） 5、受弯曲与扭转组合变形的转轴，通常采用塑性材料制成，宜采用第三或第四强度理论。 （ ） 6、作用于刚体上的力在刚体内沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。 （ ） 7、在任何情况下，摩擦力的大小总等于摩擦力系数与正压力的乘积。 ( ) 8、只要保持力偶矩的大小和转向不变，改变力的大小和力偶臂的长短，不改变力偶的作用效应。 （ ） 三、 选择题 1、图示结构受力 P 作用，杆重不计，则 A 支座约束力的大小为 （ ） (A) P/2； (B) 3P / 3 ； (C) P； (D) O。 2、两根截面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受相同的轴向拉力，其应力是否相等？ （ ） （A）不相等； （B）相等； （C）不能确定 3、 选择拉伸曲线中三个强度指标的正确名称为 ( ) (A)①强度极限，②弹性极限，③屈服极限 (B)①屈服极限，②强度极限，③比例极限 (C)①屈服极限，②比例极限，③强度极限 (D)①强度极限，②屈服极限，③比例极限 4、悬臂梁受力如图所示，若梁的材料为铸铁，梁的合力截面形状应选图 ( ) 5、如图所示两种齿轮的布局，对传动轴的受力有利的布局是 ( ) (A) 图 a (B) 图 b (C) 都一样 (D) 无法比较 (A) (B) (C) (D)
6、两根钢制拉杆受力如图，若杆长L2=2L1,横截面面积A2=2A1,则两杆的伸长△L和纵 向线应变ε之间的关系应为 (A)△L2=△L1,E2=E1 (B△L2=2△L1,e2=2E1 (C)△L2=2△L1,e2=e1 (D)△L2=△L1/2,e2=2e/2 四、分析简答题 1、说明(a)、(b)、(c)、(d)四图中各圆轴分别发生了何种形式的变形？ 五、作图与计算 1、计算轴各段的内力，并画出轴力图。 40 kN 55 kN 25 kN 20k D 600 300 -500 1800 ga 2a2 4 2、计算A、B支座反力，并画出梁的剪力图及弯矩图（必须在图中标出各关键点的值）。 3、画出下图中，AD杆，BC杆，物体E的受力分析图。 第3页共6页
第 3 页 共 6 页 6、两根钢制拉杆受力如图，若杆长 L２＝２Ｌ１，横截面面积 A２＝２Ａ1，则两杆的伸长 ΔＬ和纵 向线应变 ε 之间的关系应为 ( ) （A）ΔL２＝ΔＬ1，ε２＝ε1 (B ΔL２＝２ΔＬ1，ε２＝2ε1 (C) ΔL２＝２ΔＬ1，ε２＝ε1 (D) ΔL２＝ΔＬ1/2，ε２＝２ε1/2 四、分析简答题 1、说明 (a)、（b）、（c）、（d）四图中各圆轴分别发生了何种形式的变形？ 五、作图与计算 1、 计算轴各段的内力，并画出轴力图。 2、 计算 A、B 支座反力，并画出梁的剪力图及弯矩图（必须在图中标出各关键点的值）。 3、画出下图中，AD 杆，BC 杆，物体 E 的受力分析图
5、机床齿轮减速箱中的二级齿轮如图所示。轮C输入功率PC=40KW,轮A、B输出功率分别为 PA=23KW,PB=17KW,n=1000r/min,许用应力[t]=40Mpa,(1)画出轴的扭矩图：(2)试利用强度条件设 计轴的直径。 MeA MeR 5、如图所示为一小型吊车架的计算简图。横梁BC由22a号工字 钢制成，查表得A=42cm2，WZ=309cm3横梁中点处作用有集中力 30°a F=45KN,横梁材料的许用应力[o]=14OMPa,试校核BC梁的强度。 第4页共6页
第 4 页 共 6 页 5、机床齿轮减速箱中的二级齿轮如图所示。轮 C 输入功率 PC＝40KW，轮 A、B 输出功率分别为 PA =23KW， PB =17KW，n=1000r/min,许用应力[τ]=40Mpa，(1)画出轴的扭矩图；（2）试利用强度条件设 计轴的直径。 5、如图所示为一小型吊车架的计算简图。横梁 BC 由 22a 号工字 钢制成，查表得 A=42cm2 , WZ=309cm3 横梁中点处作用有集中力 F=45KN，横梁材料的许用应力[σ]＝140MPa，试校核 BC 梁的强度。 MeC MeA MeB
南京工业职业技术学院/学年第学期期末考试试卷参考答案 课程：机城设计基础（工）出卷人：考试类型：开卷【】 闭卷【√】 适用班级： 班级 学号 姓名 得分 一、 填空题： 1、静定2、刚度，强度，3、轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲，4、塑性材料，脆性材料， 5、简支梁，外伸梁，悬臂梁，6、0，-20Mpa,一100Mpa,7、-Fcos a·sinB,一Fcos a·cosB, Fsina,8、Fcos B·b-FsinB·a9、rd/4,d·S,l0、a≤arctanfs 二、 判断题 1、【×】2、【√】3、【×】4、【×】5、【√】6、【√】7、【×】8、【√】 三、 选择题 1、【B】2、【B】3、【D】4、【C】5、【A】6、【C】 四、 分析简答题 40 kN 55 kN 25 kN 720kN (a)扭转变形，(b)弯曲变形， -600 +300-500一 (c)弯扭组合变形，(d)弯曲变形 1800 五、 作图与计算 F(KN 1、解： 20 10 ■■■ 2ga2 2、解(1)：通过列平衡方程解得 A、B两点的支反力Fa=3qa,FY=2qa, (2) F 200 a 20 ⊕ 2ga2 第5页共6页
第 5 页 共 6 页 南京工业职业技术学院/ 学 年 第 学 期 期 末 考 试 试 卷 参 考 答 案 课程： 机械设计基础（Ⅰ）出卷人： 考试类型：开卷【 】 闭卷【√】 适用班级： 一、 填空题： 1、静定 2、刚度，强度， 3、轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲 ，4、塑性材料，脆性材料 ， 5、简支梁，外伸梁，悬臂梁，6、0，－20Mpa，－100Mpa，7、－Fcosα·sinβ，－Fcosα·cosβ， Fsinα， 8、Fcosβ·b－Fsinβ·a 9、πd 2 /4 ，d·S，10、α≤arctanfS 二、 判断题 1、【×】2、【√】3、【×】4、【×】5、【√】6、【√】7、【×】8、【√】 三、 选择题 1、【B】2、【B】3、【D】4、【C】5、【A】6、【C】 四、 分析简答题 （a）扭转变形，（b）弯曲变形， （c）弯扭组合变形，（d）弯曲变形 五、 作图与计算 1、解： 2、解（1）：通过列平衡方程解得 A、 B 两点的支反力 FAY=3qa,FBY=2qa， （2） 班级 学号 姓名 得分
3、 G B 4、解：(1)计算外力偶矩 M.A=954923 N.m=219.6 N.m MeB ( 1000 M.c=9549.40 N-m=381.9Nm 1000 T1=MeA=219.6Nm,T2=-MeB=-162.3N,m 219.6Nm (2)tm= g日 ) momm 162.3Nm 16T 16×219.6×103N-mm Dz时 =30.4mm π×40MPa 5、解：(1)横梁BC的受力分析图tan30°= 2 2 30°a ∑Ma-0,Fuc1sm30°-=0，Rc=45 2 Fa.=F4ccos30°=45 KN cos30° B F AC =39N Bx FN =-39KN Mms _F1_45×346=38.9KW-m FBy 4 4 Omx=ON+OM=- Fy += 39x103N+38,9x10N-mm=136MPa<[o]=140MPa AW42×102mm2309×103mm3 故横梁BC满足强度要求。 第6页共6页
第 6 页 共 6 页 3、 4、解：（1）计算外力偶矩 N m 219.6 N m 1000 23 MeA = 9549 = N m 162.3 N m 1000 17 MeB = 9549 = N m 381.9 N m 1000 40 MeC = 9549 = T1=MeA=219..6 N..m,, T2=－－MeB=－－162..3 N..m (2) = = 3 1 p max max π 16 D T W T 30.4 mm π 40MPa 16 219.6 10 N mm π 16 3 3 3 1 = = T D 5、解：（1）横梁 BC 的受力分析图 BC l 2 tan 300 = , lBC 3.46m tan 30 2 0 = = , MB =0, 0 2 sin 30 − = Fl F l o NAC , FNAC = 45KN KN FCx FNAC KN 39 cos30 45 cos30 0 0 = = = FN = −39KN ; 4 45 3.46 4 max = = Fl M = 38.9KNm = + = + = W M A FN N M max max 3 3 6 2 2 3 309 10 38.9 10 42 10 39 10 mm N mm mm N + =136MPa =140MPa 故横梁 BC 满足强度要求。 FBxFBy FCx FNAC FCy