2022 级

机械基础

习题册

专业：

班级：

姓名：

学号：

成都工贸职业技术学院

机械工程学院

2022 年 8 月

目

录

模块 1 常用机构......................................................................................................................................................

- 1

-

1

-

1 机构及机构运动简图............................................................................................................................

- 1

-

1

-

2 机构的自由度计算.................................................................................................................................- 2

-

1

-

3 平面连杆机构实验.................................................................................................................................- 3

-

1

-

4 凸轮机构...................................................................................................................................................

- 4

-

1

-

5 其他常用机构..........................................................................................................................................

- 4

-

模块 2 机械传动......................................................................................................................................................

- 5

-

2

-

1 带传动........................................................................................................................................................

- 5

-

2

-

2 链传动........................................................................................................................................................

- 5

-

2

-

3 齿轮传动...................................................................................................................................................

- 6

-

2

-

4 拆装减速器实验.....................................................................................................................................

- 6

-

2

-

5 轮系............................................................................................................................................................

- 6

-

2

-

6 减速器传动比计算实验 .......................................................................................................................

- 7

-

模块 3 轴系零部件和连接零件..........................................................................................................................

- 8

-

3

-1 轴和轴毂连接.........................................................................................................................................

- 8

-

3

-

2 螺纹连接和弹簧.....................................................................................................................................

- 9

-

3

-

3 轴承............................................................................................................................................................

- 9

-

3

-

4 联轴器和离合器.....................................................................................................................................

- 9

-

模块 4 物体的受力分析与平衡.......................................................................................................................

- 10

-

4

-1 物体的受力分析................................................................................................................................. - 10

-

4

-2 力矩和平面力偶系.............................................................................................................................

- 10

-

4

-3 平面力系的平衡................................................................................................................................. - 11

-

4

-4 摩擦实验...............................................................................................................................................

- 11

-

模块

5 杆件受力变形及其应力分析...............................................................................................................

- 11

-

5

-1 轴向拉伸和压缩................................................................................................................................. - 11

-

5

-2 剪切........................................................................................................................................................

- 12

-

5

-3 扭转........................................................................................................................................................

- 12

-

5

-4 弯曲........................................................................................................................................................

- 13

-

模块 6 极限与配合..............................................................................................................................................

- 13

-

6

-1 极限与配合的术语和定义...............................................................................................................

- 13

-

6

-2 常用的尺寸公差与配合 ...................................................................................................................

- 15

-

6

-

3 表面粗糙度............................................................................................................................................

- 16

-

6

-

4 几何公差................................................................................................................................................

- 17

-

6

-

5 极限与配合实验..................................................................................................................................

- 17

-

模块 7 认识液压传动实验................................................................................................................................

- 18

-

作业成绩登记表

序号 模块 章节 成绩 备注

1

模块 1 常用机构

1-1 机构及机构运动简图

2 1-2 机构自由度的计算

3 1-3 平面连杆机构实验

4 1-4 凸轮机构

5 1-5 其他常用机构

6

模块 2 机械传动

2-1 带传动

7 2-2 链传动

8 2-3 齿轮传动

9 2-4 拆装减速器实验

10 2-5 轮系

11 2-6 减速器传动比计算实验

12

模块 3 轴系零部件和连

接零件

3-1 轴和轴毂连接

13 3-2 螺纹连接和弹簧

14 3-3 轴承

15 3-4 联轴器和离合器

16

模块 4 物体的受力分析

与平衡

4-1 物体的受力分析

17 4-2 力矩和平面力偶系

18 4-3 平面力系的平衡

19 4-4 摩擦实验

20

模块 5 杆件受力变形及

其应力分析

5-1 轴向拉伸和压缩

21 5-2 剪切

22 5-3 扭转

23 5-4 弯曲

24

模块 6 极限与配合

6-1 极限与配合的术语和定义

25 6-2 常用的尺寸公差与配合

26 6-3 表面粗糙度

27 6-4 几何公差

28 6-5 极限与配合实验

29 模块 7 液压传动概述 模块 7 认识液压传动实验

- 1 -

模块 1 常用机构

1-1 机构及机构运动简图

三、术语解释

1、机器 （P126）

答案 1：（1）人为的实物组合；（2）各实体之间具有确定的相对运动；（3）代替或减轻人的劳

动，完成有用的机械功或转换机械能。

答案 2：机器-由各种人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。金属和非金属部件组

装成的装置，消耗能源，可以运转做功。

2、机构 （P126）

答案：机构是具有确定相对运动的各种实物的组合，不能实现机械能的转换。

3、运动副 (P127)

答案：两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接称为运动副。

4、机械传动装置（P2 绪论）

答案：改变运动速度和转换运动形式的实物组合（装置）。

四、综合题

1、看图填空题。根据洗衣机的结构组成图填空。（P1）

2、绘制内燃机的机构运动简图。（P127 图 5-1 / P131 例题 5-1）

- 2 -

1-2 机构自由度的计算

二、计算题

1、计算下图机构的自由度。（2 选 1）

解题过程分析：

机构中有 5 个构件，杆 5 为机架，其余为：

活动构件，n=4；

低副：A、B、C、D、E 四处是 5 个转动副，PL=5。

高副：没有，PH=0。

解题过程分析：机构中有 9 个构件, 杆 1 为机架，其余为：

活动构件，n=7；

低副：A、B、C、D 四处复合铰链，8 个转动副，

E、F 两处是 2 个转动副，PL=10。

高副：没有，PH=0。

（1）解：根据题意有：n=4；PL=5，PH=0

∵F= 3n-2PL-PH =3×4 -2×5 -0=2

该机构主动件 W 与构件系统自由度数 F 相等

=2。

∴此机构具有确定的相对运动机构。

（2）解：根据题意有：n=7；PL=10，PH=0

∵F= 3n-2PL-PH=3×7 -2×10 -0=1

该机构主动件 W 与构件系统自由度数 F 相等=1。

∴此机构具有确定的相对运动机构。

（提示：复合铰链处转动副个数，为（K-1）个，E-E′线

为运动轨迹）

2、下图所示为一惯性筛机构结构图和结构简图，试计算该机构的自由度。

解题过程分析：活动构件，n=5；

低副：A、B、D 三处是 3 个转动副，

C 处复合铰链处运动副，为 K-1=2 个，

E 处是 1 个转动副，1 个移动副，PL=7。

高副：没有，PH=0。

解：根据题意有：n=5；PL=7，PH=0

∵F= 3n-2PL-PH =3×5 -2×7 -0=1

该机构 W=F=1。

∴此机构具有确定的相对运动机构。

3、计算下图机构的自由度。

解：根据题意有：n=3；PL=4，PH=0

∵F= 3n-2PL-PH =3×3 -2×4 -0=1

该机构 W=F=1。

∴此机构具有确定的相对运动机构。

（提示：C 处为虚约束，因此此处只有 1 个转动副）

- 3 -

1-3 平面连杆机构实验

二、术语解释

1、曲柄 （P131）能绕机架转动副的轴线做整周转动的连架杆。(答案 1)

铰链四杆机构中作整周转动的连架杆称为曲柄。(答案 2)

2、摇杆（P131）能绕机架转动副的轴线做摆动的连架杆。(答案 1)

铰链四杆机构中只做往复摆动的连架杆称为摇杆。(答案 2)

3、死点位置（P136）

曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件，曲柄为从动件时，且连杆和从动件共线时，即为死点位置。

4、急回特性（P135）曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件，摇杆为从动件时，曲柄匀速转动，摇杆往

复摆动，空回行程快于工作行程，机构的运动性质为急回特性（答案 1）。

曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件并作等速转动时，从动摇杆空回行程的平均角速度大于其工

作行程的平均角速度，机构的这种运动特性称为急回特性。（答案 2）

三、计算题

1、计算并判断下列铰链四杆机构的类型，要保留计算过程及判断的依据。（P131）

（a）解：根据铰链四杆机构判别条件有：

Lmax+Lmin≤L2+L3，

∵110+40＜70+90；∴该机构有曲柄存在；

又∵最短杆为机架，∴该机构为双曲柄机构。

（b）解：根据铰链四杆机构判别条件有：

Lmax+Lmin≤L2+L3，

∵120+45＜70+100；∴该机构有曲柄存在；

又∵最短杆邻杆为机架，∴该机构为曲柄摇杆机构。

（c）解：根据铰链四杆机构判别条件有：

Lmax+Lmin≥L2+L3，

∵100+50＜70+60；∴该机构无曲柄存在；

又∵任意杆均可为其机架，∴该机构为双摇杆机构。

（d）解：根据铰链四杆机构判别条件有：

Lmax+Lmin≤L2+L3，

∵100+50＜70+90；∴该机构有曲柄存在；

又∵最短杆对杆为机架，∴该机构为双摇杆机构。

2、下图所示的铰链四杆机构中，各杆长度为 LAB＝25mm，LBC＝90mm，LCD＝75mm，LDA＝100mm，

试求：

（1）若杆 AB 是机构的原动件，AD 为机架，是什么类型的机构？

（2）若杆 BC 是机构的原动件，AB 为机架，是什么类型的机构？

（3）若杆 BC 是机构的原动件，CD 为机架，是什么类型的机构？

（P131）

解：

（1）根据铰链四杆机构判别条件有：

Lmax+Lmin≤L2+L3，

∵100+25＜90+75；∴该机构有曲柄存在；

（2）机架位置

AB 杆是最短杆

∵AD 是 AB 的邻杆， ∴曲柄摇杆机构

∵AB， ∴双曲柄机构

∵CD 是 AB 的对杆， ∴双摇杆机构

- 4 -

1-4 凸轮机构

四、术语解释及简答题

1. 凸轮机构中尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件各有什么优缺点。（P139-140）

从动件类型 尖顶 滚子 平底

优点

构造简单，尖顶能与复杂的

凸轮轮廓保持接触

适用复杂任意预期运动规律

与凸轮是滚动摩擦

磨损小，承受较大载荷

传动效率高，且接触面间有油

膜，润滑好

缺点 易于磨损，受力不大 结构复杂 不能有凹槽

应用 低速机构，如仪表机构。 常用 高速凸轮

2.凸轮基圆（P140）

以凸轮的转动中心为圆心，以凸轮的最小半径 r0 所作的圆，r0 是凸轮基圆半径。

（答案 1）

在凸轮中以凸轮轮廓最小向径为半径所作的圆。最短向径即为基圆半径。（答案 2）

1-5 其他常用机构

四、术语解释

1.螺旋机构（P145）

螺杆、螺母、机架组成的机构。(答案 1)

具有螺旋副的传动机构称为螺旋机构。(答案 2)

2.间歇机构（P148）

能够将主动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构。如棘轮机构、槽轮机构。

- 5 -

模块 2 机械传动

2-1 带传动

四、术语解释

1、V 带基准长度 Ld（P160）V 带在规定的拉力下，位于带轮基准直径上的 V 带的周线长度。

2、弹性滑动（P159） 由于带的弹性变形引起带与带轮间的滑动，工作时无法避免。

3、打滑（P158）

当带传递的功率超过带传递功率的极限值时，带与带轮发生显著的打滑现象，工作时可以避免。

五、综合、计算题

1、已知 V 带传动的主动轮基准直径 dd1=120mm，从动轮基准直径 dd2=300mm，中心距 α=800mm。

试求计算传动比 i12。（熟记公式：i12=n1/n2= dd2/dd1） （P159，公式 6-12）

解题分析：

(1)V 带传动属于摩擦型

(2)带传动的传动比公式

摩擦型：?12 =

?1

?2

=

?2

?1

，啮合型：?12 =

?1

?2

=

?2

?1

解：解：根据题意，有：

?12 =

??2

??1

=

300

120 =

5

2

= 2.5

（重点：传动比是保证传动的准确平均性，因此

传动比的比值，写成小数，没有单位。）

2-2 链传动

四、术语解释

1、链传动的传动比（P171，公式 6-14）

主、从链轮的转速（或角速度）之比成正比，链轮齿数之比成反比。记作?12 =

?1

?2

=

?2

?1

。

2、滚子链: 08A -2 -90 GB/T1243-2006（P169，表 6-6）

08A -2 -90 GB/T1243-2006

A 系列，节距,12.7mm 双排 99 节的滚子链 标准号

五、计算题

1、有一链传动，已知两链轮的齿轮分别是 z1=20, z2=50,求其传动比 i12,若主动轮转速

n1=800r/min,求其从动轮转速 n2。（熟记公式：i12=n1/n2= Z2/Z1）。（P171，公式 6-14）

解题分析：

(1) 一般来说，轮齿数少的是主动链轮。

Z1 主动链轮，Z2 是从动链轮。

(2)链传动的传动比公式：啮合型：?12 =

?1

?2

=

?2

?1

解：根据题意，有：

?12 =

?2

?1

=

50

20 =

5

2

= 2.5

?12 =

?1

?2

, 2.5 =

800?/???

?2

, n2=320 ?/???

（重点：传动比的比值，写成小数，没有单位。

主、从动链轮的转速，记得带单位。）

- 6 -

2-3 齿轮传动

四、术语解释

1、压力角（P177） 分度圆上的压力角，a 表示，a=20°。（答案 1）

渐开线齿廓与分度圆的交点的法线，与通过该点的分度圆直径所形成的夹角。（答案 2）

2、模数 m（P176，公式 6-20）齿距 P 除以圆周率 π 所得的商称为模数。m=p/π，m,单位：mm。

3、标准齿轮（P177）

分度圆上，齿厚=槽宽（s=e），齿顶高系数 h

*和顶隙系数 c

*为标准值的齿轮。(答案 1)

采用标准模数（标准模数表）,压力角（20°）,齿顶高系数 h

*

,顶隙系数 c

*

,分度圆齿厚等于齿

槽宽(s=e)的渐开线直齿圆柱齿轮称为标准直齿圆柱齿轮。(答案 2)

4、分度圆（P176，表 6-8）齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。

五、综合、计算题

1、某工人进行技术革新，找到两个标准直齿圆柱齿轮，测得小齿轮齿顶圆直径 da1 为 115mm，因

大齿轮太太，只测出其齿高 h2 是 11.25mm，两齿轮的齿数分别为 Z1=21 和 Z2=98。试判断两齿

轮是否可以准确啮合。（教材：p178,熟记外啮合标准齿轮几何尺寸计算及啮合条件公式）

解题分析：

（1）什么是标准直齿轮？

（2）准确啮合条件需要知道？

①正确啮合条件 =20°

②识读 直齿轮各部分名称（代号）da1、h2 等

③渐开线直齿轮几何尺寸计算公式

解：已知标准直齿轮正确啮合条件:

?1 = ?2 , ?1 = ?2 = 20°

根据标准直齿轮几何尺寸计算公式有:

小齿轮： 大齿轮：

??1 = ?1(Z1+2 ) ℎ2 = 2.25?2

115 = ?1(21+2 ) 11.25 = 2.25?2

?1= 5mm ?2= 5mm

?1 = ?2 =5mm

因两齿轮均是标准直齿圆柱齿轮，故a1 = a2=20°

结论：两齿轮满足准确啮合。

（重点：齿轮模数，写成小数，有单位，mm。）

2-4 拆装减速器实验

一、简答题

1.简述减速器的作用及其常见种类（列举不少于 3 个）。（班课资源）

答： 减速器的作用主要是：降低转速，增大输出扭矩，降低负载的惯量。

常用的减速器类型：（按齿轮传动类型：）圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器

圆柱齿轮传动又可以从传动的级数分：单级、二级、多级。

2-5 轮系

三、术语解释

1、轮系（P199）由一系列齿轮组成的传动系统。

2、定轴轮系（P199）在轮系中运转时，其各个齿轮的轴线相对于机架的位置均固定不动的轮系。

3、周转轮系（P200）在轮系中运转时，若至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮固定轴线转动的轮系。

- 7 -

2-6 减速器传动比计算实验

三、术语解释

1、定轴轮系传动比（P201）在轮系中，首、末齿轮角速度（或速度）之比，或所有从动齿轮齿数

的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积之比。

(i1k=

?1

?2

=

?1

?2

=

1、K 之间 所有从动齿数齿轮连乘积

1、K 之间 所有主动齿数齿轮连乘积，注意比值大小，方向)

2、惰轮（P202）轮系中，不影响传动比大小，而只起改变转向的齿轮。（也称过桥齿轮）

四、计算题

1、如下图所示为车床溜板箱纵向进给图，运动由齿轮 1 输入、齿轮 4 输出。Z1=18，Z2=87，Z2’=28，

Z3=20，Z4=84，试计算传动比 i14。（教材：P203）

解题思路：

1.定轴轮系类别判定——轴线

2.数出轮齿数并标记——首轮、末轮

3.传动比大小公式——

4.轮系末轮方向（用正负号或箭头法）

答案 1:正负法求解

解：由图可知，该轮系为平面定轴轮

系，其中齿轮外啮合的次数 m=2。

又∵首轮 1 与末轮 4 的轴线平行，∴

传动比值有正负号。

（1）传动比大小

i16 =（-1）

2 ??×??×??

??×??′×??

=

??×??×??

??×??×??

= + 14.5

（2）方向：传动比值为正，因此首轮

n1 与末轮 n4 转向相同。

答案 2：箭头法求解

解：由图可知，该轮系为平面定轴

轮系。

（1）传动比大小

i16 =

所有 从动齿轮的齿数连乘积

所有 主动齿轮的齿数连乘积 =

??×??×??

??×??′×??

=

??×??×??

??×??×??

=14.5

（2）方向：画箭头，各轮转向如图

所示，首轮 n1 与末轮 n4 转向箭头

相同。

2、如下图所示轮系中，已知 Z1=16，Z2=36，Z3=25，Z4=50，Z5=2，Z6=20，若 n1=600r/min，求蜗轮

的转速 n6及各轮的转向。（教材：P203，图片中轮 3.4 等箭头标注方向有误，红色为订正）

解题思路：

1.定轴轮系类别判定——轴线

2.数出轮齿数并标记——首轮、末轮

3.求传动比大小公式——

4.轮系末轮方向（用正负号或箭头法）

解：由图可知，该轮系中有锥齿轮、

蜗杆蜗轮，所以为空间定轴轮系。

又∵首轮 1 与末轮 6 的轴线不平行，

∴传动比值无正负号。

（1）传动比大小

i16 =

所有 从动齿轮的齿数连乘积

所有 主动齿轮的齿数连乘积 =

??×??×??

??×??×??=

??×??×??

??×??×?

= 45

i16=

??

?? ，45 =

????/???

??

，

n6=13.33 ?/???

（2）方向：画箭头，各轮转向如图

所示。

蜗杆-右旋

本题要点：

1.传动比值无正负号。

2.方向（用箭头法）

- 8 -

3、如下图所示为车床溜板箱纵向进给图，已知各轮齿数分别为 Z1=15，Z2=25，Z2’=15，Z3=30，Z3’

=15，Z4=30，Z4’=2（蜗杆，右旋），Z5=60，Z5’=20（m=4mm）。若 n1=1000r/min，试计算齿条 6

的移动速度 v6大小和方向，并用画箭头的方法判断的方向。（教材：P203）

（2 分）

解：轮系中有锥齿轮、蜗轮蜗杆，属于空间定轴轮系（1 分），

（1）方向：n1、n5 不平行，传动比无正负号。回转方向用画箭头表示。（1 分）

（2）大小、速比

1 2345

15

5 1 2' 3' 4'

25 30 30 60 200

15 15 15 2

n z z z z

i

n z z z z



= = = =



2 分，

1

5

15

1000 n r/min 5r/min

i 200

n

= = =

2 分

轮 5’与轮 5 同轴，转速相同 n5’=n5=5r/min，因为齿条 6 与轮 5’啮合（2 分）

5' 5' 5'

6 5'

3.14 4 20 5 v v = / 0.021 /

60 1000 60 1000 60 1000

dn mz n

m s m s

    

= = = =

  

（2 分）

模块 3 轴系零部件和连接零件

3-1 轴和轴毂连接

三、简答及术语解释

1、为何阶梯轴能得到广泛应用？（教材：P212）

答：

（1）轴是机械中的重要零件，支撑回转零件，并传递运动和动力。

（2）为了满足一根轴上安装不同的回转零件以满足不同的传动功能。

（3）便于零件拆卸、定位和紧固。

2、标记：GB/T1096 键 C20×12×125（教材：P219，或机械制图附页查表）

GB/T1096 键 C20×12×125

宽度 b=12mm，高度 h=12mm，长度 l=125mm 的普通 C 型平键：标准

号 GB/T1096

- 9 -

3-2 螺纹连接和弹簧

三、术语解释

1、螺纹大径（P243）又称螺纹公称直径，是外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。

2、螺距（P243）相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

3、M14×1–7H8H-S （P244 或机械制图附页查表）

M：（细牙）细牙普通内螺纹

14： 公称直径（大径）D=14mm

×1： 螺距 P=1mm

–7H8H：内螺纹中径公差代号为 7H,顶径公差代号为 8H。右旋（不标注)

-S：短旋合长度

4、G2A—LH（P244 或机械制图附页查表）

尺寸代号为 2，公差等级代号为：A ，非螺纹密封，左旋(右旋不标注)圆柱管外螺纹。

5、Tr 24×14（P7）LH –7e（P244 或机械制图附页查表）

Tr：梯形螺纹

24：公称直径（大径）D=24mm

×14（P7）：导程为：14 mm,螺距是： 7 mm。双线螺纹

LH ：左旋

–7e: 外螺纹中径、顶径公差代号为 7e，中等旋合长度（省略）

3-3 轴承

三、读图、综合题

1、术语：6206（P231.233 或机械制图附页查表）

6： 类型代号，深沟球轴承

2（02）：尺寸系列代号，其中宽度系列代号是 0，（窄系列，省略）直径系列代号是 2（轻系列）

06： 内径代号，d=30mm。

3-4 联轴器和离合器

无

- 10 -

模块 4 物体的受力分析与平衡

4-1 物体的受力分析

四、术语解释

1、硬度（P9,拓展） 材料抵抗其他更硬物体压入其表面的的能力，是衡量金属材料软硬的指标。

2、约束（P36） 对非自由体的某些运动起限制作用的周围物体。

3、约束力（P36） 约束施加于被约束物体的力。

五、综合题

1、水平放置的 AB 杆（质量不计）在 D 点受一铅垂向下的力 F 作用，试画出 AB 杆的受力图。

解：根据题意有：

（1）取水平放置 AB 杆为分离体。分离 AB 杆

（2）主动力。

D 点为已知主动力 F，方向铅垂向下。

（3）约束力。

⚫杆 A 端的约束为固定铰链支座，所以约束力通过铰链中心，因其

方向不能确定，通常用正交的两个分力 FxA、 FyA 来表示。

⚫杆 B 端的约束为辊轴支座，约束力 FB 过铰链中心而垂直支撑面，

其指向可以假设向左上方。

4-2 力矩和平面力偶系

四、术语解释

1、力偶（P41 由两个大小相等、方向相反、作用线平行但不同线的力所组成的力系。记作（F，F′）

2、力矩（P40） 力 F 对 O 点之矩。以符号 m0（F）表示。

五、综合题

1、联轴器上有四个均匀分布在同一圆周上的螺栓 A、B、C、D，该圆的直径 AC=BD=150mm，电动机

传给联轴器的力偶矩 m=2.5KN •m，试求每个螺栓的受力。（P43，例题 2-4）

解：根据题意有：

1） 作用在联轴器上的力为电动机施加的力偶。假设四个螺栓受力均匀，即

F1=F2=F3=F4=F，此四力组成两个力偶（平面力偶系）。（2 分）联轴器等速

转动时，平面力偶系平衡。（2 分）

2） 列平衡方程

=0 m- - 0 m F AC F BD i ，即   =

（2 分）

因 AC=BD，故

F m AC kN kN = =  = / (2 ) 2.5 / (2 0.15) 8.33

（2 分）

每个螺栓受力均为 8.33kN，其方向分别与 F1、F2、F3、F4的方向相反。（2 分）

要点：

1.联轴器与电机关系

2.力偶回转方向

3.单位换算

- 11 -

4-3 平面力系的平衡

五、综合题

1、请用图示、文字及公式简述力的平移定理。（P45，公式，图 2-30）

力的平移过程:

（1）设力 F 作用于刚体 A 点，另选一点 B 点，它与力 F 作用线的距离为

d。

（2）在 B 点加上一对平衡力 F′和 F″,且 F=F′=F″，则 F、F′、F″

所组成的力系与力 F 等效。

（3）力 F″与力 F 等值、反向且作用线平行，构成力偶（F，F″），作用

在 A 点的力 F 与 B 点的力 F′和力偶（F，F″）之矩等于力 F 对 B 点之矩。

m= mB(F)

图示

力的平移定理，公式:

作用在刚体上点 A 的力 F,可以平行移到任意一点 B，但必须同时附加一

个力偶。这个力偶的矩，等于原来的力 F 对新作用点 B 的矩。

F=F′=F″.m= mB(F)

4-4 摩擦实验

四、术语解释

1、滑动摩擦力（P51）当相互接触的两个物体有相对滑动和相对滑动趋势时，接触面间有阻碍相对滑动的机

械作用，这种机械作用（阻力）称为滑动摩擦力。

2、自锁现象和自锁条件（P53）物体在自锁条件下的平衡现象称为自锁现象。

自锁条件：如果作用于物体的主动力的合力 FQ 的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力

FR 与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力的合力 FQ 的作用线在摩擦角之外，则无论这个力多么小，物体

也不可能保持平衡。这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。

五、综合题

1、请简述静摩擦力和动滑动摩擦力有什么区别与联系。（P51、52）

区别与联系 静摩擦力 动滑动摩擦力

产生作用相同

Fmax = ƒ FN , ƒ-静摩擦系数 F′= ƒ′FN , ƒ′-动摩擦系数

接触面是粗糙的；两个物体互相接触且相互间有机械作用力；

产生条件不同 物体间有相对运动的趋势；两个物体相对静止。

相接触部分的作用时间长。

两物体相互接触；物体间做相对运动。

两物体上固定点之间的作用时间短。

模块 5 杆件受力变形及其应力分析

5-1 轴向拉伸和压缩

四、术语解释

1、内力：（P60）杆件受外力后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。

2、应力：（P62）应力用来描述杆件截面上的分布内力集度，即内力分布的强弱。如果内力在截面上均匀分布，

则单位面积上的内力称为应力。

五、综合题

1、请简述截面法在分析轴力时的具体应用。（P61，图 3-6）

(1)截:在需求内力的截面处,沿该截面假想地把构件切开.

(2)取:选取其中一部分为研究对象.

(3)代:将截去部分对研究对象的作用,以截面上的未知内力来代替.

(4)平:根据研究对象的平衡条件,建立平衡方程,以确定未知内力的大小和方向.

- 12 -

2、请简述低碳钢在拉伸试验过程中的几个阶段。（P43，例题 2-4）

拉伸试验过程有：

（1）弹性阶段(p)，对应的特征点为比例极限；0A-B 段

（2）屈服阶段(Re)，对应的特征点为屈服强度；BC 段

（3）强化阶段(Rm)，对应的特征点为强度极限: CD 段

（4）局部变形阶段，颈缩现象 : DE 段

5-2 剪切

四、术语解释

1、剪切（P70）在一对相距很近，方向相反的横向外力作用下，构件的横截面沿外力方向发生的

错动变形。

2、切应变（P71，图 3-26）剪切变形时，两侧面发生相对平行错动的角度（γ）改变量。

五、综合题

1、请用文字、公式及图示简述剪切胡克定律。（P71，72，图 3-26c,公式：3-12）

图示

胡克定律，公式: τ=Gγ

当切应力不超过材料的剪切比例极限τp 时，切应力τ与切应变γ成正比。(弹性和剪切变形的关系)

5-3 扭转

四、术语解释

1、扭矩（P70）使机械元件产生转动或者具有转动的趋势,而且随之产生截面扭转变形的力偶或力

矩称为扭矩,符号 M。

2、轴力（P61）拉压杆的内力称为轴力，用 FN 表示。规定拉为正，压为负。

（轴向力：弯矩、剪力、扭矩等其他形式的力）

五、综合题

1、请用文字及图形，简述扭矩符号的判定方法。（P75，76，图 3-3）

扭矩符号：右手螺旋法则，右手四指，沿扭矩方向，若拇指指向离开截面，扭矩为正。反之为负。

无论取左段还是取右段所求得的扭矩在数值上相等且符号也一样。

- 13 -

5-4 弯曲

四、术语解释

1、弯矩图（P84）描述横梁截面上的弯矩随着截面位置变化规律图线，称为弯矩图。

用坐标 x 表示，横截面沿梁轴线的位置，横梁各截面上的弯矩表示为坐标 x 的函数关系的图线。

2、梁（P81）发生弯曲或以弯曲变形为主要变形的杆件，称为梁。

五、综合题

1、请用文字及图形，简述弯矩符号的判定方法。（P82，83，图 3-45，公式）

弯矩正负符号的规定：

当截面上的弯矩使分离体产生弯曲变形时凹面向上(即分离体上部受压下部受拉)为正，反之为负。

（答案 1）

在所截的横截面的内侧取一微段，凡使该微段弯曲凹面向上的弯矩为正，反之为负。（答案 2）

模块 6 极限与配合

6-1 极限与配合的术语和定义

四、术语解释

1、互换性（P98）

同一规格零部件按规定的技术要求制造、能够彼此替换使用而效果相同的性能。（答案 1）

在统一规格的一批零件（或部件）中，不经选择、修配或调整，任取其一，都能装在机器上达

到规定的功能要求。（答案 2）

2、配合（P102）

公称尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

3、标准件（P4，实验 2 认识减速器零部件）

应用范围广、用量大、按规定标准专业化生产的通用零件，称为标准件。

五、综合题

1、请简要说明互换性的作用主要体现在在哪几个方面。（P98）

（1）设计上，简化了设计和计算过程，缩短了设计周期，有利于 CAD 和产品品种多样化。

（2）制造上，有利于组织专业协作生产，如齿轮厂。

（3）使用上，减少了修理时间和费用，提高设备使用率和使用寿命。

互换性在提高产品质量、生产效率和经济效益等方面有着重要意义。

- 14 -

2、请参考图 4-1 极限与配合示意图，填写下面图中空白部分。（P101）

3、已知公称尺寸为 30mm 的配合轴、孔，求各自的上极限偏差、下极限偏差、公差、最大间隙（或

过盈）、最小间隙（或过盈）、配合公差，并画出该公差配合图解。（P101-102）

1）Dmax=30.052 mm，Dmin=30 mm，dmax=29.935 mm，dmin=29.883 mm

解：

孔：ES= +0.052 mm，EI=0 mm，Th = 0.052 mm，（1 分）

轴：es= -0.065 mm，ei= -0.117 mm，Ts=0.052 mm，（1 分）

公差配合图解图，（2 分）

间隙配合，（根据孔轴位置判断，1 分）

最大间隙：Xmax =Dmax - dmin = +0.169mm，

最小间隙：Xmin =Dmin - dmax = +0.065mm，（2 分）

配合公差：T= Th+ Ts=0.052+0.052=0.104mm。（1 分）

2）Dmax=30.013 mm，Dmin=30 mm，dmax=30.024 mm，dmin=30.015 mm

解：

孔：ES= +0.013 mm，EI=0 mm，Th=0.013 mm，（1 分）

轴：es= +0.024 mm，ei= +0.015 mm，Ts=0.009 mm，（1 分）

公差配合图解图，（2 分）

过盈配合，（根据孔轴位置判断，1 分）

最大过盈：Ymax =Dmin - dmax = -0.024mm，

最小过盈：Ymin =Dmax - dmin = -0.002mm，（2 分）

配合公差：T= Th+ Ts=0.013+0.009=0.022mm。（1 分）

- 15 -

6-2 常用的尺寸公差与配合

四、术语解释

1、基孔制：（P104）基准孔，配合中的基准件，代号:H,EI=0。

将孔的公差带位置固定不变，而变动轴的公差带位置，以得到松紧程度不用的配合。（答案 1）

基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。（答案 2）

2、基轴制：（P104）基轴孔，配合中的基准件，代号:h,es=0。

将轴的公差带位置固定不变，而变动孔的公差带位置，以得到松紧程度不用的配合。（答案 1）

基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。（答案 2）

五、综合题

1、请查阅表 4-1 标准公差数值表，找出公称尺寸为Φ50，精度等级分别为 IT6、IT8 的公差值。

IT6： 0.016mm 。IT8： 0.019mm 。

2、请查阅表 4-1 标准公差数值表，找出精度等级为 IT7，公称尺寸分别为Φ50、Φ180 的公差值。

Φ50： 0.025mm 。Φ180： 0.040mm 。

3、请查阅图 4-11 基本偏差系列和附表 1-标准公差数值、附表 2-轴的基本偏差数值、附表 3-孔

的基本偏差数值等，找出Φ60?8

?7配合中孔Φ60H8、轴Φ60f7 的公差值、基本偏差，并计算孔

和轴的上极限偏差和下极限偏差，绘制配合的公差带图。（P106 用公式计算或查机械制图附页）

类型 公差值 基本偏差 上极限偏差 下极限偏差

（1）孔Φ60H8 0.046 下极限偏差 +0.046 0

（2）轴Φ60f7 0.003 下极限偏差 -0.030 -0.060

（3）、绘制Φ60

?8

?7

配合的公差带图。（P101 公差带图表达、P102 配合的类型判别）

附表 1：标准公差表

- 16 -

6-3 表面粗糙度

四、术语解释

1、取样长度 lr：（P110）

用于评定表面粗糙度特征的一段基准线长度。大小能要限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测

量结果的影响，取样方向与被测表面的轮廓走向一致。（一般 5 个以上表面微观起伏峰谷）

2、评定长度 ln：（P111）

评定表面粗糙度时所必需的一段长度。（ln=5lr，各取样长度表面粗糙度数值平均值）

3、基准线：（P111）

评定表面粗糙度的数值，要求采用一定的评定基准线。（轮廓的算数平均中线）

4、轮廓算术平均偏差 Ra：（P111）

在一个取样长度内，轮廓上各点到基准线距离的绝对值的算术平均值 Ra。

5、轮廓最大高度 Rz：（P111）

在一个取样长度内，最大轮廓峰高 ypmax和最大轮廓谷深 yvmax之和。

五、综合题

符号 意义及说明

基本图形符号 ,表示表面可用 任何方法 获得，当不加表面粗糙度参数

值或有关说明（如表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注

基本图形符号加 一横线 ,表示指定表面是用 去除材料 的方法获得，

如车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等

基本图形符号加 一小圆圈 ,表示指定表面是用 不去除材料 获得，如锻、

铸、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。或是用于保持原供应状况的表面（包

括保持上道工具的状况）

在上述三个图形符号长边上均可加一横线，用于标注表面结构特征的补充信息

在上述三个图形符号的长边上均可加一小圆，表示在图样某个视图上构成封闭

轮廓的各表面具有相同的表面结构要求

- 17 -

6-4 几何公差

四、术语解释

1、形状公差（P116 或 P99）单一实际要素的形状所允许的变动全量。（答案 1）

零件的几何要素-形状的允许变动的范围。（答案 2）

2、位置公差（P116 或 P99）关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。（答案 1）

零件的几何要素-位置的允许变动的范围。（答案 2）

3、形状和位置的公差带（P116）

用来限制被测实际要素变动的区域。被测要素能够被包含在公差带内，被测要素合格。

有形状、大小、方向、位置。形位公差带的形状是由被测要素的理想形状和公差项目的特征所

决定的。

五、综合题

1、请完成下面几何公差的分类、项目及符号（P116）

分类 项目 符号

形

状

公

差

直线度

平面度

圆度

圆柱度

线轮廓度

面轮廓度

分类 项目 符号

位

置

公

差

方

向

平行度

垂直度

倾斜度

位

置

同轴（心）度

对称度

位置度

跳

动

圆跳动

全跳动

6-5 极限与配合实验

一、简答题

1、现有带尺寸标注的零件图（带偏差要求的尺寸），零件已加工完成，请用文字或符号，整理判

定合格零件的判定方法。（P101）

判断零件的合格

方法 1：用极限尺寸 方法 2：用偏差 方法 3：通过查表、用值判断

最大极限尺寸≤实际尺寸

≤最小极限尺寸

（最小、大极限尺寸：图

纸上尺寸，实际尺寸是测

量值）

上偏差（右上角）、下偏差（右下角）

偏差性质：可正、可负、可为 0，

上偏差必须大于下偏差。

公差 = 最大极限尺寸-最小极限尺寸之差，

或上偏差 - 下偏差之差绝对值。

判断零件合格就是看实际偏差是否落在公差

内。

（上下偏差是从标准中得到，实际偏差是测量

值）

先查公差表

再查基本偏差表

利用公式计算另一个偏差

就可以用方法 2

- 18 -

模块 7 认识液压传动实验

四、术语解释

1、液压传动（P251）以液压油作为工作介质来实现传递运动和动力及自动控制的一种传动方式。

2、压力损失（P254）

由于液体具有黏性，液体流动时其内部各质点以及液体与固体壁面之间存在着摩擦，碰撞，会

造成能量的消耗，表现为压力的的降低，称为压力损失。

3、流量损失（P255）

泄漏造成实际流量有所减少，称为流量损失。

五、综合题

1、请根据液压千斤顶的工作原理图，写出各部分的名称。（P251）

1 杠杆

2、6 活塞

3、7 液压缸

4、8 单向阀

5 重物

9 放油阀

10 油箱

2、液压缸 2 和 4 的内径分别是 20mm、50mm，活塞 1 上施加作用力 F，活塞 5 向右运动需克服的阻

力 FR=1960N。不考虑活塞与缸筒内表面之间的摩擦力以及液体的泄露，计算活塞 1 上作用力 F

为 314N 时两缸运动情况。（P253）

- 19

附表 2：孔基本偏差数值表

9 -

- 20

附表 3：轴基本偏差数值表

0 -