機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)

1、鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程考核要求說明：本課程考核形式為提交作業(yè)，完成后請(qǐng)保存為WORD格式的文檔，登陸學(xué)習(xí)平臺(tái)提交，并檢查和確認(rèn)提交成功。一 作業(yè)要求1. 作業(yè)題中涉及到的公式、符號(hào)以教材為主；2. 課程設(shè)計(jì)題按照課堂上講的“課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求”完成。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書不少于20頁。二 作業(yè)內(nèi)容（一）.選擇題（在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確的答案，并將正確答案的號(hào)碼填在題干的括號(hào)內(nèi)，每小題1分，共20分）1在平面機(jī)構(gòu)中，每增加一個(gè)低副將引入（ C）。A0個(gè)約束 B1個(gè)約束C2個(gè)約束 D3個(gè)約束2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，AB為曲柄，CD為搖桿，BC為連桿。若桿長lAB=30mm,

2、lBC=70mm，lCD=80mm，則機(jī)架最大桿長為（C）A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm3在凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)件以 運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在剛性沖擊。 （ A ） A等速 B擺線 C等加速等減速 D簡諧4.棘輪機(jī)構(gòu)中采用了止回棘爪主要是為了( A )A.防止棘輪反轉(zhuǎn)B.對(duì)棘輪進(jìn)行雙向定位C.保證棘輪每次轉(zhuǎn)過相同的角度D.驅(qū)動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)5在標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)中，硬齒面齒輪應(yīng)按 設(shè)計(jì)。 （ B ） A齒面接觸疲勞強(qiáng)度 B齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 C齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 D熱平衡6在一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)中，大、小齒輪的材料及熱處理方式相同時(shí)，小齒輪的齒面接觸應(yīng)力和大齒輪的齒面接觸應(yīng)

3、力的關(guān)系為 。 （ C ） A B C= D不確定7提高蝸桿傳動(dòng)效率的措施是 。 （ D ） A增加蝸桿長度 B增大模數(shù) C使用循環(huán)冷卻系統(tǒng) D增大蝸桿螺旋升角8.在傳動(dòng)中，各齒輪軸線位置固定不動(dòng)的輪系稱為( B )A.周轉(zhuǎn)輪系B.定軸輪系C.行星輪系D.混合輪系9、帶傳動(dòng)采用張緊輪的目的是 _ 。 （ D ）A.減輕帶的彈性滑動(dòng) B.提高帶的壽命C.改變帶的運(yùn)動(dòng)方向 D.調(diào)節(jié)帶的拉力10、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)載荷大，中心距小，傳動(dòng)比大時(shí)，宜選用_。 （ B ）A 大節(jié)距單排鏈B 小節(jié)距多排鏈C 小節(jié)距單排鏈D 大節(jié)距多排鏈11、平鍵聯(lián)接選取鍵的公稱尺寸b h的依據(jù)是_。 （ D ）A.輪轂長 B

4、.鍵長C.傳遞的轉(zhuǎn)矩大小 D.軸段的直徑12、齒輪減速器的箱體和箱蓋用螺紋聯(lián)接，箱體被聯(lián)接處的厚度不太大，且經(jīng)常拆裝，一般用什么聯(lián)接？ （ A ）A.螺栓聯(lián)接 B.螺釘聯(lián)接 C. 雙頭螺柱聯(lián)接13、對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)選定危險(xiǎn)截面，通常危險(xiǎn)界面為？ （ C ）A受集中載荷最大的截面 B截面積最小的截面 C受載大，截面小，應(yīng)力集中的截面14、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算轉(zhuǎn)軸軸頸時(shí)，求出的直徑指哪段軸頸？ （ B ）A裝軸承處的軸頸 B軸的最小直徑 C軸上危險(xiǎn)截面處的直徑15、在正常條件下，滾動(dòng)軸承的主要失效形式是_。 （ A ）A.工作表面疲勞點(diǎn)蝕 B.滾動(dòng)體破裂 C.滾道磨損16、 D 不屬于非接觸式密封

5、。 （ ）A .間隙密封 B.曲路密封 C.擋油環(huán)密封 D.毛氈圈密封17、要求密封處的密封元件既適用于油潤滑，也可以用于脂潤滑，應(yīng)采用_B_密封方式。 （ B ）A.氈圈密封 B. 唇形密封圈密封 C.擋油環(huán)密封18、對(duì)于徑向位移較大，轉(zhuǎn)速較低，無沖擊的兩軸間宜選用_聯(lián)軸器。 （ C ）A.彈性套柱銷 B.萬向 C.滑塊 D.徑向簧片19、聯(lián)軸器和離合器的主要作用是 A 。 （ A ）A.聯(lián)接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩 B.補(bǔ)償兩軸的綜合位移 C.防止機(jī)器發(fā)生過載 D.緩和沖擊和振動(dòng)20、設(shè)計(jì)時(shí)，圓柱螺旋壓縮彈簧的工作圈數(shù)（有效圈數(shù)）應(yīng)按照計(jì)算確定。 （ A ）A.變形條件（剛度條件） B

6、.強(qiáng)度條件 C.應(yīng)力條件 D.穩(wěn)定性條件（二）.判斷題（在正確的試題后面打，錯(cuò)誤的試題后面打。每題 1 分，共 15 分）1.轉(zhuǎn)動(dòng)副限制了構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 （ X ）2.平面四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角等于90時(shí)，則機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。 （ ）3.凸輪機(jī)構(gòu)工作中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪轉(zhuǎn)向無關(guān)。 （ ）4一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是基圓齒距相等。 （ ）5漸開線上齒廓各點(diǎn)的壓力角均相等。 （X ）6.將行星輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系后，其各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系發(fā)生了變化。 （ X ）7、為了保證V帶傳動(dòng)具有一定的傳動(dòng)能力，小帶輪的包角通常要求小于或等于120o （ X）8、鏈傳動(dòng)屬于嚙合傳動(dòng)，所以它能用

7、于要求瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定的場(chǎng)合。 （ X ）9、由于花鍵聯(lián)接較平鍵聯(lián)接的承載能力高，因此花鍵聯(lián)接主要用于載荷較大的場(chǎng)合。（ ）10、對(duì)于受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，總工作載荷=預(yù)緊力+工作載荷。 （ X ）11、一般機(jī)械中的軸多采用階梯軸，以便于零件的裝拆、定位。 （ ）12、一批在同樣載荷和同樣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的同型號(hào)滾動(dòng)軸承，其壽命相同。 （X ）13、邊界摩擦是指接觸表面吸附著一層很薄的邊界膜的摩擦現(xiàn)象，接觸情況介于干摩擦與流體摩擦兩種狀態(tài)之間。 （ ）14、對(duì)于多盤摩擦式離合器，當(dāng)壓緊力和摩擦片直徑一定時(shí)，摩擦片越多，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力越大。 （ ）15、非周期性速度波動(dòng)可用加飛輪的方法調(diào)節(jié)。 （

8、X ）（三）.計(jì)算分析題（共35分）1（7分）計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束必須指出。解：局部自由度D處，E與F、G處有一個(gè)約束，F(xiàn)=3*3-3*2-2=12.（10分） 圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，要求：（1） 在圖中標(biāo)出壓力角、傳動(dòng)角；（2） 分析說明對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是否具有急回運(yùn)動(dòng)；（3） 以哪個(gè)構(gòu)件為原動(dòng)件會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置？繪圖說明死點(diǎn)位置。解：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)無急回運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)極位夾角a=0根據(jù)公式k=180+a/180-a得行程速比系數(shù)為1，則證明該機(jī)構(gòu)無急回特性，所以不會(huì)產(chǎn)生急回運(yùn)動(dòng)。3 （8分）一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，正常齒制，小齒輪，；大齒輪，試求

9、：（1）齒輪模數(shù)m和大齒輪齒數(shù)z2；（2）傳動(dòng)比 ；（3）標(biāo)準(zhǔn)中心距。解 (1)104)224()2z11=+=+=mda（，m=104/26=4232)2(22=+=mdzaz2=232/4-2=56(2)12i=z2/1z=56/24=2.33(3)=104+232/2=168mm4（10分）設(shè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖，試問：(1)低速級(jí)斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相同?(2)畫出中間軸上兩齒輪的圓周力Ft2、Ft3和軸向力Fa2、Fa3方向。解：1、由于中間軸兩齒輪分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，且旋轉(zhuǎn)方向相同，因此使軸向力方向相反，必須使齒輪3的螺旋方

10、向與齒輪2的相同。齒輪2為左旋，故齒輪3必須左旋，齒輪4右旋。2、使中間軸上輪2和輪3的軸向互相完全抵消，需要滿足Fa2=Fa3Ft2=Ft3tan2，F(xiàn)t3=Ft3tan3因齒輪2和齒輪3傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，T=Ft2d2/2=Ft3d1/2且（四）課程設(shè)計(jì)題（30分）1、繪制一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器裝配圖、齒輪軸零件圖；2、書寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。一、課程設(shè)計(jì)的目的：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)踐學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是：1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)

11、練，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)張。2、學(xué)習(xí)和掌握設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)和簡單機(jī)械的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程能力及分析問題、解決問題的能力。3、提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)：1、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括傳動(dòng)裝置全部設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體如下：1）閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案。2）選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。3）進(jìn)行傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。4）減速器裝配草圖的設(shè)計(jì)。5）計(jì)算機(jī)繪制減速器裝配圖及零件圖。2、課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：1）設(shè)計(jì)減速器裝配草圖1張。2）計(jì)算機(jī)繪制減速器裝配圖1張、零件圖2張（

12、齒輪、軸等）3）答辯。三、課程設(shè)計(jì)的步驟：1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)、繪圖用具、計(jì)算用具、坐標(biāo)紙等。閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過對(duì)減速器的裝拆了解設(shè)計(jì)對(duì)象；閱讀有關(guān)資料，明確課程設(shè)計(jì)的方法和步驟，初步擬訂計(jì)劃。2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書中所給的參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動(dòng)裝置的總體方案；計(jì)算功率并選擇電動(dòng)機(jī)；確定總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。3、傳動(dòng)裝置的總體方案分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案直觀地反應(yīng)了工作機(jī)、傳動(dòng)裝置和原動(dòng)機(jī)三者間的動(dòng)和力的傳遞關(guān)系。滿足工作機(jī)性能要求的傳動(dòng)方案，可以由不同傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型以不同的組合形式和布置順序構(gòu)成

13、。合理的方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。四、電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。應(yīng)按照工作機(jī)的要求，根據(jù)選擇的傳動(dòng)方案選擇電動(dòng)機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄總共查出其型號(hào)和尺寸。選擇電動(dòng)機(jī)類型、型號(hào)、結(jié)構(gòu)等，確定額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)尺寸等。1、選擇電動(dòng)機(jī)類型電動(dòng)機(jī)有交流和直流電動(dòng)機(jī)之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多/目前應(yīng)用最廣的是Y系列自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、起動(dòng)

14、性能好、工作可靠、價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場(chǎng)合，如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、風(fēng)機(jī)、農(nóng)機(jī)、輕工機(jī)械等。在經(jīng)常需要起動(dòng)、制動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合（如起重機(jī)），則要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)YZ型（籠型）或YZR型（繞線型）。按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇1）工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為Pd=Pw/=Fv/1000w已知滾筒直徑D=450mm，滾筒圓周力F=2.2KN，輸送帶速度V=1.6m/s，由表查聯(lián)軸器，圓柱齒輪傳動(dòng)減速器：傳動(dòng)帶傳動(dòng)效率0.96，圓柱齒輪傳動(dòng)的軸承傳動(dòng)效率0.99

15、，齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)效率0.97，彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率0.99，卷筒軸的軸承傳動(dòng)效率0.98，卷筒傳動(dòng)效率0.96。w=0.96（0.990.99）0.970.990.980.96=0.85Pd=2200x1.6/1000x0.85=4.14kw2）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為nw=60x1000v/3.14D=60x1000x1.6/3.14x450=67.94r/min取V帶傳動(dòng)比i1=24,單極齒輪傳動(dòng)比i2=35，w則總傳動(dòng)比范圍i=620故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為：nd=inw=(6020)x67.94=4081359r/min經(jīng)查表得有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和裝動(dòng)裝置尺寸，重量以及減速器的傳動(dòng)比，其中1號(hào)電動(dòng)機(jī)總傳動(dòng)比比較適用，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)額定功率Ped=5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=720r/min3、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為i=nm/nw=720/67.94=10.60傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準(zhǔn)直徑