機械設計基礎課程形成性考核作業(yè)及答案?一、課程概述機械設計基礎是一門綜合性的技術基礎課程，它融合了機械制圖、工程力學、機械原理、機械零件等多方面的知識，旨在培養(yǎng)學生具有從事機械設計、制造、運行和維護等方面工作的能力。通過本課程的學習，學生將掌握機械設計的基本原理和方法，具備分析和解決機械工程實際問題的初步能力。

二、作業(yè)形式及要求

（一）作業(yè)形式1.書面作業(yè)：布置一定量的書面習題，涵蓋課程各章節(jié)的知識點，要求學生按時完成并提交。2.實踐作業(yè)：安排一些與實際機械設計相關的實踐任務，如機械結構測繪、簡單機械裝置的設計與制作等，讓學生通過實踐加深對課程知識的理解和應用。

（二）作業(yè)要求1.書面作業(yè)書寫工整，字跡清晰，圖表規(guī)范。解題步驟完整，邏輯嚴謹，答案準確。嚴格按照題目要求的格式和內容進行作答。2.實踐作業(yè)按照實踐任務的具體要求，制定詳細的實施方案。實踐過程中認真觀察、記錄數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，確保實踐結果的真實性和可靠性。實踐結束后，撰寫規(guī)范的實踐報告，包括實踐目的、原理、步驟、結果分析等內容。

三、作業(yè)內容及答案

（一）書面作業(yè)1.第一章緒論題目：簡述機械設計的一般過程。答案：機械設計的一般過程包括：明確設計任務，進行市場調研和分析，確定設計要求和約束條件；方案設計，提出多種可行的設計方案并進行比較和評估；技術設計，對選定的方案進行詳細的設計計算和分析，確定各零部件的尺寸、形狀和材料等；施工設計，繪制零件圖、裝配圖等施工圖紙，編制設計文件；設計評審和改進，對設計結果進行評審，根據(jù)評審意見進行修改和完善。2.第二章平面機構的結構分析題目：計算圖1所示機構的自由度，并判斷該機構是否具有確定的運動。（已知各構件的尺寸，圖略）答案：首先，確定機構中的活動構件數(shù)n=5，低副數(shù)PL=7，高副數(shù)PH=0。根據(jù)自由度計算公式F=3n2PLPH，可得F=3×52×70=1。因為機構的自由度F=1，且原動件數(shù)等于自由度，所以該機構具有確定的運動。3.第三章平面連桿機構題目：在圖2所示的鉸鏈四桿機構中，已知lAB=50mm，lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=80mm。試判斷：（1）若以AB為機架，該機構屬于何種類型？（2）若以BC為機架，該機構屬于何種類型？（3）若以CD為機架，該機構屬于何種類型？（圖略）答案：（1）因為lAB+lAD=50+80=130mm，lBC+lCD=100+70=170mm，lAB+lAD<lBC+lCD，且lAB為最短桿，所以以AB為機架時，該機構為雙曲柄機構。（2）當以BC為機架時，lAB為最短桿，且lAB+lBC=50+100=150mm，lAD+lCD=80+70=150mm，lAB+lBC=lAD+lCD，所以該機構為平行四邊形機構。（3）若以CD為機架，lAD為最短桿，且lAD+lCD=80+70=150mm，lAB+lBC=50+100=150mm，lAD+lCD=lAB+lBC，所以該機構為平行四邊形機構。4.第四章凸輪機構題目：已知一滾子直動從動件盤形凸輪機構，凸輪順時針方向勻速轉動，凸輪輪廓曲線如圖3所示。試求：（1）凸輪的理論廓線和實際廓線；（2）從動件的行程h；（3）凸輪的基圓半徑rb；（4）在圖上標出凸輪的推程、回程、遠休止角和近休止角。（圖略）答案：（1）凸輪的理論廓線是以凸輪軸心為圓心，以滾子中心到凸輪軸心的距離為半徑所作的圓。實際廓線是在理論廓線的基礎上，減去滾子半徑得到的曲線。（2）從動件的行程h等于凸輪在推程階段輪廓曲線的最大升程。（3）凸輪的基圓半徑rb是凸輪輪廓曲線的最小半徑，即凸輪理論廓線的最小半徑減去滾子半徑。（4）推程是從動件從最低位置上升到最高位置的過程；回程是從動件從最高位置下降到最低位置的過程；遠休止角是從動件在最高位置停留的時間所對應的凸輪轉角；近休止角是從動件在最低位置停留的時間所對應的凸輪轉角。在圖上按要求準確標注即可。5.第五章齒輪機構題目：一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，已知z1=20，z2=40，m=5mm，α=20°。試求：（1）齒輪1和齒輪2的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑；（2）中心距a；（3）傳動比i12。答案：（1）根據(jù)公式，分度圓直徑d=mz。齒輪1的分度圓直徑d1=mz1=5×20=100mm；齒輪2的分度圓直徑d2=mz2=5×40=200mm。齒頂圓直徑da=d+2ha，其中ha=m，所以齒輪1的齒頂圓直徑da1=d1+2m=100+2×5=110mm；齒輪2的齒頂圓直徑da2=d2+2m=200+2×5=210mm。齒根圓直徑df=d2hf，其中hf=1.25m，所以齒輪1的齒根圓直徑df1=d12×1.25m=1002×1.25×5=87.5mm；齒輪2的齒根圓直徑df2=d22×1.25m=2002×1.25×5=187.5mm。（2）中心距a=(d1+d2)/2=(100+200)/2=150mm。（3）傳動比i12=z2/z1=40/20=2。6.第六章輪系題目：在圖4所示的復合輪系中，已知z1=20，z2=30，z2'=20，z3=80，z3'=25，z4=60，z4'=20，z5=40。試求：（1）該輪系的傳動比i15；（2）若n1=1450r/min，求n5的大小和方向。（圖略）答案：（1）首先確定輪系中各基本輪系的傳動比。由定軸輪系122'3可得：i13=z2z3/z1z2'=30×80/20×20=6。由周轉輪系33'44'5可得：i35=z4z5/z3'z4'=60×40/25×20=4.8。則輪系的傳動比i15=i13×i35=6×(4.8)=28.8。（2）已知n1=1450r/min，根據(jù)傳動比公式i15=n1/n5，可得n5=n1/i15=1450/(28.8)≈50.35r/min。負號表示n5的轉向與n1相反。

（二）實踐作業(yè)1.機械結構測繪實踐任務：選擇一個簡單的機械部件，如減速器、千斤頂?shù)龋M行結構測繪，繪制其零件圖和裝配圖。實踐步驟了解部件工作原理和結構：查閱相關資料，了解所選機械部件的工作原理、組成結構及各零部件的作用。拆卸部件：按照合理的拆卸順序，小心拆卸部件，注意保護零件表面，避免損壞。繪制零件草圖：對每個零件進行測量，記錄尺寸數(shù)據(jù)，并繪制零件草圖，標注尺寸、公差、表面粗糙度等技術要求。整理零件草圖：根據(jù)測量數(shù)據(jù)和草圖，整理完善零件圖，確保尺寸準確、標注規(guī)范。繪制裝配圖：根據(jù)零件圖，確定各零件的裝配關系，繪制裝配圖，標注必要的尺寸、配合公差、技術要求等。實踐報告內容實踐目的：闡述通過機械結構測繪加深對機械零件和裝配關系理解的目的。實踐原理：簡述測繪所依據(jù)的機械制圖、尺寸測量等基本原理。實踐步驟：詳細描述實踐過程中的具體操作步驟。實踐結果：展示繪制的零件圖和裝配圖，并對測繪結果進行分析，指出可能存在的誤差及原因?？偨Y與體會：總結實踐過程中的收獲和體會，提出改進建議。2.簡單機械裝置設計與制作實踐任務：設計并制作一個簡單的機械裝置，如曲柄搖桿機構、凸輪機構等，實現(xiàn)特定的運動要求。實踐步驟設計方案：根據(jù)給定的運動要求，選擇合適的機構類型，進行機構的運動設計和尺寸計算。材料選擇：根據(jù)設計要求和實際工況，選擇合適的材料，確保機械裝置具有足夠的強度和剛度。零件加工：按照設計圖紙要求，使用合適的加工設備和工藝，加工制作各個零件。裝配調試：將加工好的零件進行裝配，調試機構的運動精度，確保其滿足設計要求。實踐報告內容實踐目的：說明設計并制作簡單機械裝置以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力的目的。設計方案：詳細闡述所選機構類型、設計思路、運動參數(shù)和尺寸計算過程。實踐過程：描述零件加工、裝配調試的具體過程和遇到的問題及解決方法。實踐結果：展示制作完成的機械裝置，并測試其運動性能，分析結果是否符合設計要求?？偨Y與體會：總結實踐過程中的經(jīng)驗教訓，對設計和制作過程進行反思，提出改進措施。

四、作業(yè)批改與反饋1.批改方式對于書面作業(yè)，教師認真批改每一道題目，標記出正確與錯誤之處，給出詳細的批改意見和評分。對于實踐作業(yè)，根據(jù)學生的實踐報告和實際作品，從方案設計合理性、實踐操作規(guī)范性、結果分析準確性等方面進行綜合評價，給出成績和評語。2.反饋機制及時向學生反饋作業(yè)批改結果，通過課堂講解、發(fā)放作業(yè)批改記錄等方式，讓學生了解自己的作業(yè)情況。針對學生作業(yè)中存在的問題，進行個別輔導或集中講解，幫助學生理解和掌握知識點，改進作業(yè)中的不足之處