工程制图的习题答案.doc

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.26M 资料格式：doc 举报版权申诉

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第一章质点、刚体的基本概念受力分析

第一章质点、刚体的基本概念受力分析习题解析 1-1 解释下列名词：力的内效应、力的外效应、等效力系、质点、刚体。答：力使物体形状发生改变的效应称为力的内效应。力使物体运动状态发生改变的效应称为力的外效应。两个不同的力系，如果它们对同一个物体的作用效应完全相同，则这两个力系是等效的，它们互称等效力系。在研究某些问题时，不计物体形状、大小，只考虑质量并将物体视为一个点，称为质点。刚体：由无穷多个点组成的不变形的几何形体，它在力的作用下保持其形状和大小不变。 1-2 平衡状态一定静止吗？什么是平衡力系？答：不能说平衡状态一定静止，因为静止和匀速直线运动都是平衡状态。若一个力系对物体作用后，并不改变物体原有的运动状态，则该力系称为平衡力系。 1-3 什么是二力杆？二力杆一定是直杆吗？答：在两个力作用下处于平衡的杆件称为二力杆。二力杆不一定是直杆。 1-4 什么是作用在刚体上的力的三要素？什么是三力平衡汇交定理？答：作用在刚体上的力，其三要素为大小、方向和作用线的位置。三力平衡汇交定理：当刚体受三个力作用（其中二个力的作用线相交于一点）而处于平衡时，则此三力必在同一平面内，并且它们的作用线汇交于一点。 1-5 如图 1-6 所示，已知力 F1=60N, 1 =300；力 F2=80N, 2 =450。试用力的平行四边形法则、力的三角形法则分别求合力 FR 的大小以及与 F1 的夹角β。解：1.取比例尺如图 1-7 所示。作力的平行四边形，量得合力 FR 的大小为 139 与 F1 的夹角β=80~90。 N 以及图 1-6 题 1-5 图

2. 取比例尺如图 1-8 所示。作力的三角形，量得合力 FR 的大小为 139 N 以及与 F1 图 1-7 力的平行四边形法则的夹角β=80~90。图 1-8 力的三角形法则 1-6 已知 F1﹑F2﹑F3 三个力同时作用在一个刚体上，它们的作用线位于同一平面，作用点分别为 A﹑B﹑C，如图所示。已知力 F1﹑F2 的作用线方向，试求力 F3 的作用线方向。解：将力 F1﹑F2 的作用线延长汇交于 O 点，由三力平衡汇交定理可知，力 F3 的作用线方向必沿 CO，如图 1-10 所示。图 1-9 题 1-6 图

1-7 如图 1-11 所示，圆柱斜齿轮受啮合力 Fn 的作用, 大小为 2kN。已知斜齿轮的螺旋角 015 。试求力 Fn 沿 x﹑y 和 z 轴的分力。 020 ，压力角图 1-10 图 1-11 题 1-7 图解：x﹑y﹑z 三个轴分别沿齿轮的轴向﹑圆周的切线方向和径向，先把总啮合力 Fn 向 z 轴和 Oxy 坐标平面投影，分别为 Fz=－Fsin  =－2 sin200kN=－0.967kN， Fxy=Fcos  =2 cos200kN=1.879kN 再把力二次投影到 x 和 y 轴上，得到 Fx=－Fxysinβ=-Fcos  sinβ=-2 cos200 sin150kN=-0.259kN Fy=－Fxycosβ=-Fcos  cosβ=-2 cos200 cos150 kN=-1.815kN 1-8 如图图 1-12 所示，试计算下列力 F 对点 O 的矩。解：a) 力为 F，力臂为 l，力 F 对点 O 的矩图 1-12 题 1-8 图 ) (F M O Fl 。 b) 力为 F，力臂为 0，力 F 对点 O 的矩 0) FOM ( 。 c) 力分解为 sinF 、 cosF ；力臂分别为 l、0。力 F 对点 O 的矩 (FOM ) sinFl 。

d) 力为 F，力臂为 a，力 F 对点 O 的矩 M O (F ) Fa （顺时针转向）。 e) 力为 F，力臂为(l+r)，力 F 对点 O 的矩 M O ( F ) ( lF  r ) 。 f) 力分解为 sinF 、 cosF ；力臂分别为 2 l  、0 。力 F 对点 O 的矩 d 2 (FOM ) F sin  2 l 2 d 。 1-9 力 F 作用在曲轴的曲柄中点 A 处，如图 1-13 所示。已知力 F=400N，c=1.0m，r=0.125m。试计算力 F 对 O 点的矩以及对坐标轴 y 的矩。 030 ，与 y 轴垂直的作用解曲柄中点 A 点坐标为：图 1-13 题 1-9 图 x=r=0.125m，y=c=1.0m，z=0.0 力 F 在 x﹑y﹑z 轴上的投影为 Fx=Fsin300=400×0.5N=200N Fy=0.0 Fz=－Fcos300=－400×0.866N=－346N 力 F 对 O 点矩为 ( o )   FM k z F z i 125 .0 200 125 .0 200 .0( )125  200 j k  所以力 F 对坐标轴 y 的矩 Moy=43.3N·m。 j i y x F F x y 0.1 0.0 346 0.0  346 ) (0.1 i   3.43 346 i     i j 0.1 0.0 0.0 346  (  j 346 k 0.0 346  .0 125 200 0.1   j )  k 0.1 0.0 200 k 1-10 已知接触面为光滑表面，试画出图示圆球的受力图。

解：按照光滑接触面的性质，画出受力图如下：图 1-14 题 1-10 图 1-11 图 1-16 所列各物体的受力图是否有错误？如何改正？图 1-15

图 1-16 题 1-11 图解：a)FNA 方向错误，应该从 A 点指向重力 G、绳拉力 FTB 作用线的交点。AB 杆正确的受力图如图 1-17a 所示。 b) FNB 方向错误，应该垂直于 AB 杆；FNC 方向错误，也应该垂直于 AB 杆。AB 杆正确的受力图如图 1-17b 所示。 c) FNA 方向错误，应该垂直于支撑斜面；FNB 方向错误，应该从 B 点指向力 F、FNA 作用线的交点。AB 杆正确的受力图如图 1-17c 所示。 d) FA 方向错误，应该沿 BA 方向。棘轮正确的受力图如图 1-17d 所示。

1-12 如图 1-18 所示，试画出各分图中物体 AB 的受力图。图 1-17 解：物体 AB 的受力图如图 1-19 所示。图 1-18 题 1-12 图

图 1-19

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