機械設(shè)計基礎(chǔ)總復習及答案

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)綜合復習資料-、簡答題1 .給出錢鏈四桿機構(gòu)成為曲柄搖桿機構(gòu)的條件。2 .有一回轉(zhuǎn)構(gòu)件已經(jīng)動平衡了，是否還要進行靜平衡實驗，為什么？3 .給出下列滾動軸承的內(nèi)徑、類型及精度等級。622087312AC/P651103/P64 .尖頂從動件與滾子從動件盤形凸輪輪廓之間有何關(guān)系。5 .給出曲柄搖桿機構(gòu)轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊機構(gòu)的條件。6 .在機器中安裝飛輪如何調(diào)速？為什么通常將飛輪安裝在機器的高速軸上？7 .給出滾動軸承基本代號的含義。8 .請給出三種能將主動件的連續(xù)轉(zhuǎn)動變成從動件間歇運動的機構(gòu)。9 .當不考慮重力和慣性力時，曲柄搖桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)以哪個構(gòu)件為主動件時機構(gòu)會出現(xiàn)死點，為什么

2、？10 .閉式軟齒面的齒輪傳動齒輪主要失效形式是什么，其設(shè)計準則又是什么？11 .試說明鏈傳動的瞬時傳動比為什么不恒定？12 .設(shè)計蝸輪蝸桿減速器時，為什么要進行散熱計算？13 .試說明曲柄搖桿機構(gòu)與雙曲柄機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)之間的演化關(guān)系。14 .已知一個受預緊力Fo和工作載荷Fe的緊螺栓聯(lián)接，單個螺栓與被聯(lián)接件變受力變形圖如題一一3圖所示，根據(jù)圖形標示，計算出螺栓的預緊力F。、總拉力Fa、工作載荷Fe和殘余預緊力Fr?£000題一3圖15 .給出鏈傳動的失效形式，并解釋題一一4圖曲線中，三條曲線的意義?小德輪科速'“r-min 9題一 一4圖堂言3附旨H謊16 .帶傳動工作

3、時，帶應力變化情況如何？仃max在什么位置？由哪些應力組成？分析題1 .如題二一1圖所示為蝸輪傳動與圓錐齒輪傳動組合。已知輸出軸上的錐齒輪4的轉(zhuǎn)向壯，為了使中間軸上的軸向力相互抵消一部分，試確定：(1)蝸桿傳動的螺旋線方向；(2)蝸輪的轉(zhuǎn)動方向；(3)輪1和輪4所受的各分力的方向。12II2 .如題二一2圖所示，分析偏置的曲柄滑塊機構(gòu)在圖示位置的壓力角和傳動角題二一2圖3 .如題二一2圖所示的凸輪機構(gòu)，請分析該凸輪機構(gòu)的理論輪廓、實際輪廓、升程運動角、回程運動角、基圓和圖示位置的壓力角。題二一2圖三、計算題1.三題三一1圖的平面機構(gòu)，試求其自由度（如有復合較鏈、虛約束、局部自由度請指出）。2.

4、受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接，螺栓數(shù)為 1,擦系數(shù)為0.15,橫向載荷F=1000N設(shè)螺栓的許用應力為o=30MPa，試設(shè)計該螺栓聯(lián)接。題三一2圖3 .一對漸開線外嚙合圓柱齒輪，已知Zi=21,Z2=22,mn=2mm,中心距a=44mm若不采用變位齒輪而用標準斜齒圓柱齒輪湊中心距，求斜齒圓柱齒輪的螺旋角P應為多少？4 .三題三一3圖所示，在斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸中安裝有一對70000AC角接觸球軸承。已知Fri=3500N,Fr2=1800N,斜齒圓柱齒輪的軸向力Fa=1000N,載荷平穩(wěn)。試分析圖中兩種裝配方案，計算兩種方案軸承力Fa（注：角接觸球軸承附加軸向力Fs=0.68Fr）0F r

5、lFrlF題三一3圖5 .如題三一2圖輪系，已知各輪齒數(shù)Zi=20、乙=25、乙=1、乙=40、Z4=60、Z=30、乙二30,3'為單頭右旋蝸桿，齒輪1的轉(zhuǎn)向如圖，試求傳動比i叫并用箭頭表示各輪的轉(zhuǎn)向。題三一2圖6 .如題三一3圖所示，一對72610軸承分別受徑向力Fi=8000N,Fr2=5200N,軸上作用Fa力如圖，試求下列情況下各軸承的內(nèi)部軸向力Fs及軸向力Fa。(1)Fa=2200N;(2)Fa=900N;(3)Fa=1120N(注:軸承的內(nèi)部軸向力Fs=0.68F)。II題三一3圖7.三題三一2圖為某手搖卷揚機傳動系統(tǒng)，各齒輪的齒數(shù)均為已知，試求傳動比幾的大小和提升重物時

6、手柄的轉(zhuǎn)向四、改錯題方2047窈=1 5題三一2圖1.試指出該軸的設(shè)計錯誤，并畫出改正圖題四圖2.試指出該軸的設(shè)計錯誤，并畫出改正圖3.題四圖題四圖機械設(shè)計基礎(chǔ)綜合復習資料參考答案一、簡答題1 .答：（1）最短構(gòu)件與最長構(gòu)件的長度和不大于其余兩構(gòu)件的長度之和。（2）最短桿的鄰邊為機架。2 .答：轉(zhuǎn)構(gòu)件已經(jīng)動平衡了，則肯定靜平衡了，不需要進行靜平衡實驗。因為：剛性轉(zhuǎn)子動平衡條件：2F=0,2Mk0;而剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件：2F=03 .答：62208:6-深溝球軸承，22-尺寸系列，08-表示軸承內(nèi)徑8M5=40mm7312AC/P67-角接觸球軸承，03-尺寸系列，12-表示軸承內(nèi)徑12M5=6

7、0mmP6-精度等級6級51103/P6:5-推力球軸承，11-尺寸系列，03-表示軸承內(nèi)徑17mmP6-精度等級6級4 .答：滾子從動件盤形凸輪輪廓與尖頂從動件是法向等距曲線。5 .答：當曲柄搖桿機構(gòu)的搖桿長度無限長時，搖桿與連桿相連的轉(zhuǎn)動副變成直線運動，此處安裝一個移動副，就將曲柄搖桿機構(gòu)變成了曲柄滑塊機構(gòu)。6 .答：飛輪是一個儲能器，當機器出現(xiàn)盈功，飛輪轉(zhuǎn)動慣量很大，角速度變化很小，吸收很大的能量；當機器出現(xiàn)虧功，飛輪轉(zhuǎn)動慣量很大，角速度變化很小，放出很大的能量，由于大的轉(zhuǎn)動慣量，機器速度變化很小就可吸收和放出大的能量來進行速度的調(diào)節(jié)。飛輪安裝在高速軸上時，重量小，節(jié)省材料，經(jīng)濟性好。7

8、 .答：起起第一位一一代表軸承的類型起起第二位、第三位一一代表軸承的尺寸系列起起第四位、第無位一一代表軸承的內(nèi)徑尺寸。8 .答：凸輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)9 .答：對于曲柄搖桿機構(gòu)，當搖桿為主動件時，機構(gòu)會出現(xiàn)死點。這是因為從動件（曲柄）與連桿共線時，機構(gòu)的傳動角為0;對于曲柄滑塊機構(gòu)，當滑塊為主動件時，機構(gòu)會出現(xiàn)死點。因為當滑塊運動方向與連桿共線時，機構(gòu)傳動角為010 .主要失效形式：齒面點蝕、膠合，設(shè)計準則即在保證齒面接觸疲勞強度前提下，滿足齒根彎曲疲勞強度11 .答：由于鏈傳動的多邊形效應，當主動輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪運轉(zhuǎn)速_上一cosp度不均勻。(或者主動輪以i勻速轉(zhuǎn)動，而從動輪轉(zhuǎn)速

9、為一丫&皿”,._cos/B、丫在時刻變化，所以2做非勻速轉(zhuǎn)動，叫-£5#即：傳動比i也在變化，所以不恒定。)12 .答：因為相對速度vs很大，效率“低，導致發(fā)熱大，所以蝸輪蝸桿易產(chǎn)生膠合失效，因此必須要進行散熱計算。13 .答：曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿(另一連架桿)也變?yōu)榍腻X鏈四桿機構(gòu)就演化為雙曲柄機構(gòu)。曲柄搖桿機構(gòu)中搖桿無限長，與連桿相連的一點就作直線運動，作直線運動的這一較鏈處安裝上滑塊，就演化成了曲柄滑塊機構(gòu)。14 .解：預緊力：Fo=5800N參與預緊力：Fn=2000N工作載荷:Fe=4400N總拉力：Fa=6400N15 .答：鏈傳動的失效形式：鏈條元件的疲勞破

10、壞；錢鏈較鏈磨損；銷軸與套筒(高速或潤滑不良)膠合；沖擊破壞；靜力拉斷；鏈輪輪齒磨損。左邊曲線-限制鏈板疲勞破壞的強度限定曲線；右上邊曲線-限制滾子、套筒沖擊疲勞破壞的強度限定曲線；右邊曲線-限制銷軸、套筒膠合失效的限定曲線。16 .答：帶傳動工作時，在松邊處帶應力較小，由松邊繞入大帶輪增加了彎曲應力，到緊邊應力較大，緊邊進入小帶輪處應力最大。CT=仃_max1b1二、分析題1) (1)蝸桿為左旋2) )(3)Ft2 .如下圖所示:3 .結(jié)合課本凸輪設(shè)計章節(jié)和下圖作答三、計算題1 .解：活動構(gòu)件數(shù)n=5,低副數(shù)Pl=7,有虛約束，無復合校鏈和局部自由度尸=3日25一耳=3x52x7=12 .解

11、:1 .受拉：取可靠系數(shù)為Kf=1.1則預緊力F'=Kf*F/仙*mz=1.1*1000/0.15*2=3667N作用應力為30Mpa貝Js=f/s=3667/30*106=1.222*10-4mr=6.24mm2 .受剪：4F/九dCOS 0 -(另 + Nr )= 2afl = 12o142OH4.解：1.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向左Fs2=Fr2*0.68=1224N 向右因為Fsi+FA>FS2軸承有向左運動的趨勢所以 Fa2=Fs2=1224NFa產(chǎn)FA-Fs2=1000-1224=-224N 向左2.Fs 1=Fr1*0.68=2380N 向右Fs2=F

12、r2*0.68=1224N 向左因為Fsi > FS2+FA軸承右端壓緊所以Fa尸F(xiàn)si=2380N向右F&=Fa-Fa=1380N 向左m<i則d=(4F/冗mi)1/2=4.6mm3 .解：in.z、nt/、2x44433萬”5(%+切=中仁+切5 .解:z.zzzz1z,-z-25x60x40L=工土？=上W工=100Zj-z:Zi-zy-z4,20x1x306.解：用=0 68FrZ5向下轉(zhuǎn)FS1=0,68Frl=0.68x8000=5440.VFS2=0,68r2=0.68x5200=3536.V1.1 iF.=5：4j22Cu>F:-3536.V所以II端

13、為壓轂8,4=/+/=2200+5440=7640N所以I端為放松端1胤工二/"5440"%+5=5440+900=6340>%=3536N所以11端為吒緊端.%=丹+%=900+5440=«3«所以I端為放松端.%=&=5440瑁+4=5440+1120=6560>FS2=3536N所以II端為壓奧+1=1120+5440=65603所以I端為放松惴.月1=Ki=5440區(qū)7.解：I15=50/20*30/15*40/1*52/18=577.78逆時針四、改錯題1 .答：(1)軸承不成對，應換成兩個深溝球軸承或兩個角接觸球軸承正裝；(2)軸承定位軸肩太高，應改為定位軸肩低于軸承內(nèi)圈的外徑；(3)齒輪沒有圓周方向的定位，應加上鍵連接；(4)齒輪夾不緊，應改為與齒輪配合的一段軸的長度小于齒輪的寬度23mm(5)皮帶輪與軸沒有圓周方向的定位，應加上鍵連接。2 .答：（ 1）左邊第一處：軸承定位套筒外徑太大；（ 2）左邊第二處：軸承定位軸肩太高（ 3）左邊第三處：軸承安裝反了；（ 4）左邊第四處：皮帶輪與軸定位錯誤，不可