機械設計基礎例題及習題(設計)

1、2011下學期機械設計基礎1解：解：由正確嚙合條件可知：由正確嚙合條件可知：蝸輪蝸輪2為右旋為右旋 由軸向力相互抵消一部分和由軸向力相互抵消一部分和斜齒輪斜齒輪3的軸向力方向及其的軸向力方向及其轉動方向可知：斜齒輪轉動方向可知：斜齒輪3的的旋向為右旋旋向為右旋 由正確嚙合條件可知：斜齒由正確嚙合條件可知：斜齒輪輪4的旋向為左旋。蝸輪的旋向為左旋。蝸輪2的的轉動方向為：轉動方向為：4、圖、圖4為一蝸桿為一蝸桿-斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動,蝸桿蝸桿(右旋右旋)為主動。為主動。已知蝸桿的轉動方向已知蝸桿的轉動方向n1如圖如圖4所示。所示。欲使軸欲使軸的軸向力相互抵消一部分，試確定：的軸向力相互

2、抵消一部分，試確定：蝸輪蝸輪2和斜齒輪和斜齒輪3、4的旋向及蝸輪的旋向及蝸輪2的轉動方向；的轉動方向； 各輪的圓周力各輪的圓周力Ft和軸向力和軸向力Fa的方向（另用示圖表示）。的方向（另用示圖表示）。圖 42011下學期機械設計基礎2各輪的圓周力各輪的圓周力Ft和軸向力和軸向力Fa的方向（另用示圖表示）。的方向（另用示圖表示）。各輪的圓周力各輪的圓周力Ft和軸和軸向力向力Fa的方向如下圖：的方向如下圖：圖 42011下學期機械設計基礎35、對圖對圖5所示齒輪傳動：所示齒輪傳動：.按按軸軸向力平衡原軸軸向力平衡原則確定齒輪則確定齒輪2、3、4的螺旋線旋向。（標在圖上）；的螺旋線旋向。（標在圖上）

3、；.另用視圖畫出另用視圖畫出1、2、3齒輪的圓周力、軸向力齒輪的圓周力、軸向力和徑向力的方向。和徑向力的方向。 解：解：由正確嚙合條件可由正確嚙合條件可知：齒輪知：齒輪2為左旋為左旋 。 由軸向力平衡得斜齒輪由軸向力平衡得斜齒輪3的軸向力方向和其轉動的軸向力方向和其轉動方向可知：方向可知： 斜齒輪斜齒輪3的旋向為左旋的旋向為左旋 由正確嚙合條件可知：由正確嚙合條件可知：斜齒輪斜齒輪4的旋向為右旋。的旋向為右旋。 圖 52011下學期機械設計基礎4.另用視圖畫出另用視圖畫出1、2、3齒輪的圓周力、軸齒輪的圓周力、軸向力和徑向力的方向。向力和徑向力的方向。各輪的圓周力各輪的圓周力F Ft t、軸向

4、力、軸向力F Fa a和徑向力的方向如下圖：和徑向力的方向如下圖：（ 分）（ 分）r（ 分）Fr22011下學期機械設計基礎56 、如圖所示，軸上裝一對同型號的、如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，左滾動軸承，左軸承記為軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N所受徑向載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，外界軸向力，外界軸向力F FA A=1000N,=1000N,派生軸向力派生軸向力F=0.68Fr。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷系，載荷系數(shù)數(shù)f p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當，當 e時，時，

5、X=0.41，Y=0.87；當；當 e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉速。軸轉速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h 解：解： 該軸承為內(nèi)徑為該軸承為內(nèi)徑為50mm，直徑系列為輕（直徑系列為輕（2）系列，）系列，公公稱接觸角稱接觸角為為250的角接觸球軸的角接觸球軸承。承。raFFraFFFA2011下學期機械設計基礎66 、如圖所示，軸上裝一對同型號的、如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，左滾動軸承，左軸承記為軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N所受徑向

6、載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，外界軸向力，外界軸向力FA=1000N,派生軸向力派生軸向力F=0.68Fr。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷，載荷系數(shù)系數(shù)f p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當，當 e時，時，X=0.41，Y=0.87；當；當 e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉速。軸轉速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h raFFraFF F/1=0.68Fr1=0.68x1500=1020 F/2=0.68Fr2 =0.68x2500=1700 F/1+FA=1020+1000=202

7、0 F/2=1700軸有向右竄動的趨勢，軸承軸有向右竄動的趨勢，軸承1被被“放松放松”，軸承，軸承2被被“壓緊壓緊”。Fa1=1020 N，F(xiàn)a2=2020 N。FAF/1F/22011下學期機械設計基礎76 、如圖所示，軸上裝一對同型號的、如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，左滾動軸承，左軸承記為軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N所受徑向載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，外界軸向力，外界軸向力FA=1000N,派生軸向力派生軸向力F=0.68Fr。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷，載荷系數(shù)

8、系數(shù)f p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當，當 e時，時，X=0.41，Y=0.87；當；當 e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉速。軸轉速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h ,68. 015001020211eFFra因為raFFraFF)(1500111111NFFYFXPrar:, 0, 111則所以 YXeFFra808. 02500202022又因為:,87. 0,41. 022則所以YX)(4 .2782202087. 0250041. 022222NFYFXPar因P2大于P1,故應以軸承2的當量動載荷P2為計

9、算依據(jù)。)(06.3114)4 .27825 . 1408001(50006010)(6010366hPfCfnLprthFA2011下學期機械設計基礎8 ,68. 015001020211eFFra因為6簡單 、如圖所示，軸上裝一對同型號的如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，滾動軸承，左軸承記為左軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N,所受徑向載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，所受，所受軸向載荷軸向載荷Fa1=1020 N，F(xiàn)a2=2020 N。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷，載荷系數(shù)系數(shù)f

10、 p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當，當 e時，時，X=0.41，Y=0.87；當；當 e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉速。軸轉速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h 解：解： 該軸承為內(nèi)徑為該軸承為內(nèi)徑為50mm，直徑系列為輕（直徑系列為輕（2）系列，）系列，公公稱接觸角稱接觸角為為250的角接觸球軸的角接觸球軸承。承。raFFraFF)(1500111111NFFYFXPrar:, 0, 111則所以 YXeFFra808. 02500202022又因為:,87. 0,41. 022則所以YX)(4 .27822020

11、87. 0250041. 022222NFYFXPar因因P2大于大于P1,故應以軸承故應以軸承2的當量動載荷的當量動載荷P2為計算依據(jù)。為計算依據(jù)。)(06.3114)4 .27825 . 1408001(50006010)(6010366hPfCfnLprth2011下學期機械設計基礎9 4、（10分）分析圖示結構設計是否合理，請將不合理之處編上序號，并用文字說明錯誤所在及改正措施。2011下學期機械設計基礎10注意事項：注意事項：1.h1.h定位軸肩定位軸肩=(0.070.1)d,d=(0.070.1)d,d為與零件相配為與零件相配 處的軸徑尺寸處的軸徑尺寸2.h2.h非定位軸肩非定位軸

12、肩=(12)mm,=(12)mm,為了加工和裝配方為了加工和裝配方便而設便而設3.3.便于滾動軸承的裝拆，滾動軸承處定便于滾動軸承的裝拆，滾動軸承處定位軸承的高度必須低于軸承內(nèi)圈端部的位軸承的高度必須低于軸承內(nèi)圈端部的厚度。厚度。4.4.與標準件相配處如滾動軸承、聯(lián)軸器、與標準件相配處如滾動軸承、聯(lián)軸器、密封件的直徑，取相應標準值。密封件的直徑，取相應標準值。5.5.與齒輪、帶輪及聯(lián)軸器等零件相配合與齒輪、帶輪及聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長度一般比輪轂長度短部分的軸段長度一般比輪轂長度短2 23mm3mm。（為了保證軸向定位可靠）。（為了保證軸向定位可靠）2011下學期機械設計基礎11軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸上輪轂端面緊靠軸肩或套筒6. 用軸肩或套筒定位時，軸肩高度或套筒外徑小于軸承內(nèi)圈外徑（內(nèi)圈端部的厚度）7.軸承選擇同一類型，便于軸和箱體加工。8.周向固定時，鍵槽寬尺寸應盡量一致（工藝性好）（由d查手冊b）。不同軸段處的鍵槽對稱面應置于同一軸面內(nèi)。2011下學期機械設計基礎129 9、工藝性、工藝性 減少加工面，軸端倒角、減少加工面，軸端倒角、密封、緊固、墊片等。密封、緊固、墊片等。2011下學期機械設計基礎131、（15分）分析圖6所示結構設計是否合理