工程機(jī)械設(shè)計復(fù)習(xí)題 例題

1、首頁上頁下頁末頁結(jié)束 首頁上頁下頁末頁結(jié)束1.1畫出在給定工況下(圖l所示)，地面對輪胎的作用力。圖vv首頁上頁下頁末頁結(jié)束 1.2.某雙橋全輪驅(qū)動牽引車拖拽一臺拖車在水平直道路上以34.4 kmh的速度等速行駛，此時柴油機(jī)轉(zhuǎn)速n3000 rmin，輸出功率Pe50 kw，變速器掛擋，傳動系傳動比il7.1，機(jī)械效率m0.83。設(shè)道路的滾動阻力系數(shù)f0.03，牽引車整車重G045KN，前橋載荷G118 KN，后橋載荷G227 KN，前輪動力半徑rd10.515 m，后輪動力半徑rd20.53m，拖車整車重G380KN。求路面對車輪的作用力?vhkmirnvdet/06.341 .17515.

2、03000377. 0377. 011解解：（：（1）滑移，故產(chǎn)生負(fù)的牽引力。 vhkmirnvdet/05.351 .1753. 03000377. 0377. 022滑轉(zhuǎn)，產(chǎn)生牽引力。 首頁上頁下頁末頁結(jié)束（2）作受力圖。）作受力圖。 由由 ，得：，得： 由由 ，得：，得： 。KNfGpKNfGpKNfGpfff4 . 2:81. 0;54. 0002211metkPvp22KNvPptmek26. 46 . 322；02112fffkkpppppKNpk51. 01首頁上頁下頁末頁結(jié)束1.3某輪式機(jī)械采用雙橋驅(qū)動，其整機(jī)重量Gs=360KN，前橋負(fù)荷W=187.2KN，后橋負(fù)荷W2172

3、.8KN，它以31.7kmh的速度在水平直線道路上等速行駛時，原動機(jī)功率Pe219 kW，轉(zhuǎn)速ne2140 rmin，機(jī)械傳動系傳動比i235，傳動效率M0.84，道路的滾動阻力系數(shù)f=0.035，設(shè)該機(jī)前車輪動力半徑rd1=920mm，后輪動力半徑rd2=930mm。問(1)在此工況行駛時有循環(huán)功率產(chǎn)生嗎?(2)計算在此工況行駛時，地面對輪胎的作用力大小?irnvdet377. 01tv5 .2392. 02140377. 000038. 011ttvvv5 .2393. 02140377. 02tv)(552. 62 .187035. 011KNfWpf)(048. 68 .172035.

4、 022KNfWpfKNvPptmek8 .206 . 322前輪前輪31.58 (km/h) ,產(chǎn)生滑移，故存在循環(huán)功率。產(chǎn)生滑移，故存在循環(huán)功率。31.93(km/h) 滑轉(zhuǎn)，產(chǎn)生牽引力?；D(zhuǎn)，產(chǎn)生牽引力。（2 2）由）由，得解解（1 1）受力圖略受力圖略后輪后輪22tkmevpP首頁上頁下頁末頁結(jié)束NfGfQpsf93.965cos)(141. 82121KNppppffkk，得由2112ffkkpppp1.4 1.4 某翻斗車為前橋驅(qū)動，軸距某翻斗車為前橋驅(qū)動，軸距L L1.6 m1.6 m，滿載總重，滿載總重G G20 kN20 kN，重心高，重心高h(yuǎn) h0.4 m0.4 m，到前橋

5、距離，到前橋距離L L1 10.75 m0.75 m，計入回轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，計入回轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)0 01.031.03。問：。問：翻斗車能以翻斗車能以a a0.9m0.9ms s2 2的加速度上的加速度上1515，f f0.050.05，0.70.7的坡道嗎的坡道嗎? ?若不能，它能上坡的最大加速度是多少若不能，它能上坡的最大加速度是多少? ?解：解：作受力圖，作受力圖，NGps38.5176sinNagGpsj18540對后輪取距，則得前橋所受垂直地面載荷對后輪取距，則得前橋所受垂直地面載荷NLhphLLGGjs4 .8505)sincos)(1NGp5954首頁上頁下頁末頁結(jié)束pNpp

6、pfj31.79960jp)(8969)sincos)(1NLhLLGGs故該翻斗車不能以故該翻斗車不能以a a0.9m0.9ms s2 2的加速度上的加速度上1515，f f0.050.05，0.70.7的坡道。的坡道。取，對后輪取距，則得前橋所受垂直地面載荷，對后輪取距，則得前橋所受垂直地面載荷， )(3 .6278NGp，由fjkpppp）（解得：N136jp20m/s0647. 0sjGpga它能上坡的最大加速度是0.0647 m/s2。首頁上頁下頁末頁結(jié)束2.1某輪式工程車，整車重G80 kN，軸距L3.3m，重心高h(yuǎn)1.3 m，重心到后橋距離L21.5 m，后橋驅(qū)動，驅(qū)動輪動力半徑

7、rd0.47 m，柴油機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩Memax343 Nm，采用機(jī)械傳動系，傳動系效率m0.84。若要求工程車最大爬坡度為0.35，試確定翻斗車I擋傳動比?已知作業(yè)場地f0.04，0.65。 已知：tg=0.35,則 sin=0.33,cos=0.94. 解：作受力圖。由力的平衡：hGLNLGsincos1221cosNNG解得：解得：N N1 123.78KN23.78KN，N N2 251.42KN51.42KN，,3cosKNGfPfKNGP4 .26sinKNNPKNPPPfR42.33;4 .292medmedRMrGiMrPmaxmax52.5448i由由 取取 49i首頁上頁下頁

8、末頁結(jié)束 2.2 翻斗車滿載重G20 kN，重心高h(yuǎn)0.4 m，重心到后橋距離L21 m，軸距L1.7m，前橋驅(qū)動，驅(qū)動輪動力半徑rd0.4 m，柴油機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩Memax134 Nm，采用機(jī)械傳動系，傳動系效率m0.85。若要求翻斗車最大爬坡度為0.26，試確定翻斗車I擋傳動比?已知作業(yè)場地f0.05，0.7。 解： tg=0.26, =14.6。作受力圖。 由力的平衡，得 ，滿足行駛要求。 由 ppRKNNKNNGNNLGhGLN2 . 92 .10coscossin212121KNGNNfpppfR6sin)(21KNNGp14. 71medmedRMriMrpmaxmaxG4 .25

9、07.21i取i23。首頁上頁下頁末頁結(jié)束3.1簡述主離合器蝶形彈簧其工作點是如何確定的？答：選擇蝶形彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)H/h0在 范圍內(nèi)的蝶形彈簧，其彈力與形變關(guān)系曲線如圖所示。初選工作點B在SP之間，fb(0.650.8)H，要求：Pb與要求的彈簧壓緊力F相符；更新前，離合器彈簧工作點為A， fafbZm。要求：PaPb。徹底分離時，彈簧的工作點為C，fcfbZ。為摩擦副之間的間隙，要求C點盡量靠近t點。滿足上述三個要求的fb對應(yīng)的B點即為壓緊彈簧工作點的位置。2220hH首頁上頁下頁末頁結(jié)束5.1圖A-1、圖A-2所示定軸式動力換檔變速器傳動簡圖，均可實現(xiàn)二進(jìn)二退。若要求變速器的檔位傳動比iF

10、3.2，iF=1.6, iR-2.4，iR=-1.2，且M1.5Mi， ，問：簡要說明應(yīng)采用哪一個傳動方案簡圖？解：BAC DA-1A-2DCn0niA Bnin067. 22 . 12 . 3minmaxiiD圖A-1為二自由度，含倒順。故DCCD2125 . 1121max故不能采用。故不能采用。 圖A-2為三自由度：F、RV取 ， max3 . 1DiiDRFFR則 。 05. 2FRVDDD對V，不含倒順， VDCCD4125 . 1121max故只可采用圖A-2所示的傳動方案。ixnn2首頁上頁下頁末頁結(jié)束 5.2圖示定軸式動力換檔變速器傳動簡圖，Z143，Z220，Z332，Z43

11、5，Z540，Z655，Z750。變速器輸入軸轉(zhuǎn)速ni=1400r/min。 計算各檔傳動比； 試問在何種工況下，哪個換檔離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大，且 ？解：該傳動簡圖為三自由度變速器，將其分為兩個二自由度變速器，第二軸為前變的輸出軸，也是后變的輸入軸。 對前變：為前進(jìn)、倒退變速器max)(xn;75. 1,25. 12435ZZiZZiRF首頁上頁下頁末頁結(jié)束對后變：為速度變速器各檔傳動比： ， 。 對前變： 對后變：所以，F(xiàn)離合器接合時，R離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大，且， 。25. 1,57. 15746ZZiZZi56. 1,96. 1FFii71. 1,75. 2RRiimin/33604

12、. 2) 1()(maxrniiinnniFRiRiFRxiFiininn8 . 0maxiiixniiinnn13. 0) 1()(maxmaxmin/3360)(maxrnx首頁上頁下頁末頁結(jié)束5.3 圖示的定軸式動力換擋變速器傳動簡圖。圖中各齒輪齒數(shù)為：Z1 = 53，Z2= 29，Z3= 30，Z4= 48，Z5= 66，Z6= 72，Z7= 79，Z8= 43求：（1）各擋的傳動比？ （2）設(shè)輸入轉(zhuǎn)速ni，問擋位接通時哪個離合器相互配合相對轉(zhuǎn)速最高，并計算出該離合器的相對轉(zhuǎn)速值？解（1）該傳動簡圖為三自由度變速器，將其分為兩個二自由度變速器，第二軸為前變的輸出軸，也是后變的輸入軸。對

13、前變：906. 05348141ZZi483. 22972262ZZi首頁上頁下頁末頁結(jié)束 后變：（2）對前變： 對后變：故接合、離合器時離合器的主從片相對轉(zhuǎn)速最大或接合、 離合器時離合器的主從片相對轉(zhuǎn)速最大，其值均為1.27ni。,633. 23079373ZZi652. 06643584ZZi總傳動比59. 0,62. 1,38. 2,54. 641423132iiiiiiiiiiiiiiiiniiiniiinn7 . 0) 1() 1(122iiiiniiniiinn64. 0) 1(1) 1(21iiininn1 . 1/1iiiiiiiiiinniiiniiinnnniiiniiin

14、n27. 1154. 1) 1() 1(27. 1154. 1) 1() 1(344433首頁上頁下頁末頁結(jié)束5.4圖示定軸式動力換檔變速箱傳動簡圖。已知：Z130、 Z225、Z320、Z450、Z5Z755、Z660、Z845，試問在何種工況下，哪個換檔離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大，且 ？（設(shè)輸入轉(zhuǎn)速ni2000 r/min）DCz8BAz1z2z3n4n5z6z7max)(xn,67. 114zziA, 2 . 225zziB, 9 . 16438zzzzic。25. 27538zzzziD解：此為二自由度的傳動方案。解：此為二自由度的傳動方案。 可知可知A A接合時，接合時，D D離合器空轉(zhuǎn)

15、相對轉(zhuǎn)速最大；或離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大；或C C接合時，接合時，B B離合器離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大?？辙D(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大。首頁上頁下頁末頁結(jié)束min/5 .2086167. 125. 2204520001)(1maxriiinnxiixmin/431619 . 12 . 21)(2maxrnnix所以，掛倒所以，掛倒檔時，檔時，B B離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大。離合器空轉(zhuǎn)相對轉(zhuǎn)速最大。 6.1欲用二自由度行星變速器檔位傳動比欲用二自由度行星變速器檔位傳動比i iF1F1=1.67,i=1.67,iF2F2=1,i=1,iR R=-2,=-2,問能否問能否保證變速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的最高轉(zhuǎn)速不超過保證變速器內(nèi)

16、旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的最高轉(zhuǎn)速不超過2.5n2.5ni i? ?iROF10.61-0.51解：作轉(zhuǎn)速平面圖，解：作轉(zhuǎn)速平面圖，i iF2F2=1=1用閉鎖離合器實現(xiàn)。用閉鎖離合器實現(xiàn)。 知，當(dāng)掛知，當(dāng)掛R R檔時，檔時，F(xiàn)1F1構(gòu)件的轉(zhuǎn)速最高。構(gòu)件的轉(zhuǎn)速最高。iiiiiRRnnnniniiin5 . 27 . 2267. 0267. 111111111故不能保證變速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的最高轉(zhuǎn)速不超過故不能保證變速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的最高轉(zhuǎn)速不超過2.5n2.5ni i。 首頁上頁下頁末頁結(jié)束6.2.6.2.某行星變速器傳動簡圖如圖所示。求：某行星變速器傳動簡圖如圖所示。求：各擋傳動比各擋傳動比? ?若行星變速器輸入

17、轉(zhuǎn)矩若行星變速器輸入轉(zhuǎn)矩M Mi i90Nm90Nm，確定各操，確定各操縱元件的計算載荷?？v元件的計算載荷。試計算行星變速器試計算行星變速器FF檔位檔位 傳動效率。傳動效率。解：（解：（1 1）變速器分為兩個二自由度變速器。）變速器分為兩個二自由度變速器。前變：前變：C C接合，接合， ，由由 ， ；后變：后變：由由 ，由由 ，1ciB1B2B3C232io0)1 (0111nnni01n5 . 11111oibnni0)1 (0)1 (033320222nnnnnni02n4122oibnni03n51323oibnni首頁上頁下頁末頁結(jié)束前、后變傳動比交叉相乘，得總傳動比：5; 5 . 7

18、; 4; 6331221bcRIIbbRIbcFIIbbFIiiiiiiiiiiii,1ikkbMiM,45111NmMiMiNmiMMbic4511NmMiMibi1351,1ikkbMiMNmMiMib405122NmMiMib81013311222112xii011ln22i98. 098. 03197. 031212，（3），所以，所以，x1，（2 2）前變：由）前變：由C C接在接在B B1 1與輸出軸之間，與輸出軸之間，后變：后變： ，（3），B2接合，F(xiàn) FIIII檔由檔由C C、B B2 2接合，接合，C C接合，接合， B B2 2接合接合， 首頁上頁下頁末頁結(jié)束6.36.3

19、判斷圖示行星變速器傳動簡圖是否存在循環(huán)功率的工況，判斷圖示行星變速器傳動簡圖是否存在循環(huán)功率的工況，若存在則計算若存在則計算N Nu u值？值？ B3B1B2B1B3B2B1B3B2解：此變速器為二自由度，共有四個檔位。B B2 2制動和制動和B B3 3制動這兩個檔位，為單排傳動，故不存在制動這兩個檔位，為單排傳動，故不存在循環(huán)功率。循環(huán)功率。B1B1制動時，為雙排傳動，作受力分析，知制動時，為雙排傳動，作受力分析，知輸入軸除受輸入軸除受MiMi外，還受兩個方向相同的轉(zhuǎn)距，故亦不外，還受兩個方向相同的轉(zhuǎn)距，故亦不存在循環(huán)功率。存在循環(huán)功率。接合有可能產(chǎn)生接合有可能產(chǎn)生NuNu，作力分析，知輸

20、出軸除受，作力分析，知輸出軸除受MoMo外，外，還受兩個方向相反的轉(zhuǎn)距，故存在循環(huán)功率。還受兩個方向相反的轉(zhuǎn)距，故存在循環(huán)功率。 33qquMNitqMMM3333iq3iiiuNMN33解：此變速器為二自由度，共有四個檔位。解：此變速器為二自由度，共有四個檔位。首頁上頁下頁末頁結(jié)束6.4計算圖示行星變速器各檔傳動比，并判斷該傳動簡圖是否存在循環(huán)功率的工況，若存在則計算Nu值？ 解：寫出轉(zhuǎn)速方程式：解：寫出轉(zhuǎn)速方程式： . 0)1 (, 0)1 (, 0)1 nnnnnnnnoiioB B1 1制動，制動，n n1 10 0， 25. 01111ioB3B2B1i2.

21、312.873B B2 2制動，制動，n n2 20 0， 32. 0)1)(1 (112122iB B3 3制動，制動，n n3 30 0， 81. 0)1)(1 (1313113i首頁上頁下頁末頁結(jié)束 制動器制動器B B1 1接合時為單排傳動，不產(chǎn)生循環(huán)功率，制動器接合時為單排傳動，不產(chǎn)生循環(huán)功率，制動器B B2 2、B B3 3接合時為雙排傳動，可能產(chǎn)生循環(huán)功率。接合時為雙排傳動，可能產(chǎn)生循環(huán)功率。 制動器制動器B B2 2時作圖，輸出軸上作用了三個力矩，除輸出力矩時作圖，輸出軸上作用了三個力矩，除輸出力矩外另兩個力矩方向相反，變速箱中產(chǎn)生循環(huán)功率。外另兩個力矩方向相反，變速箱中產(chǎn)生循環(huán)

22、功率。N Nu uN Nq1q1N Nt2t2， ioqMiMM2111122221111qjtMMMiiittuNMiMN29. 0)1 (22122制動器制動器B B3 3時作圖，輸出軸上作用了三個力矩，除輸出力矩外另時作圖，輸出軸上作用了三個力矩，除輸出力矩外另兩個力矩方向相同，變速箱中不產(chǎn)生循環(huán)功率。兩個力矩方向相同，變速箱中不產(chǎn)生循環(huán)功率。首頁上頁下頁末頁結(jié)束7.1某礦用自卸汽車全橋驅(qū)動，前、后橋均設(shè)普通差速器，整車空載重G160KN，橋荷等分配，傳動系檔傳動比i104.7，傳動效率m0.82，驅(qū)動輪動力半徑rd0.66m，該自卸車空載拖帶一臺總重G11200KN的大型平板車，路面f

23、0.04，i0.04， 0.80，但自卸車后橋有一側(cè)車輪陷入泥濘地面，f0.06， 0.40。問這種情況下，若自卸汽車柴油機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距Memax876Nm，傳動系掛檔，能拖動大型平板車嗎？（itgsin）)(1maxfiGriMPPPPdmefkkp解：拖動大型平板車需牽引力解：拖動大型平板車需牽引力P Pk k為為PkG1(if)1200（0.040.04）96（KN）由原動機(jī)條件確定的礦用自卸汽車最大有效牽引力由原動機(jī)條件確定的礦用自卸汽車最大有效牽引力kpP為為)(15.101)04. 004. 0(1016066. 082. 07 .1048763KN由附著條件決定的由附著條件決定的

24、自卸汽車最大有效牽引力自卸汽車最大有效牽引力 kpPKNPPPPfkp2 .83)04. 004. 0(160)4 . 021608 . 02160( 因因 ，礦用自卸汽車發(fā)出的最大有效牽引力，礦用自卸汽車發(fā)出的最大有效牽引力為為 。又因為又因為 Pk Pk，所以礦用自卸汽車拖不動大型平板車。，所以礦用自卸汽車拖不動大型平板車。kpP kpPkpPKNPkp2 .83首頁上頁下頁末頁結(jié)束7.2某轎車采用后置前驅(qū)動總體布置方案。變速箱三進(jìn)一退采用二軸式機(jī)械變速箱，驅(qū)動橋主傳動器為單級、雙曲面錐齒輪傳動，差速器為普通園錐差速器，試畫全該傳動簡圖；若柴油機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)方向如圖，試用圖示意小錐齒輪的螺旋

25、角旋向。 小錐左旋小錐左旋下偏置。下偏置。首頁上頁下頁末頁結(jié)束一、填空題一、填空題1.摩擦型離合器的儲備系數(shù)應(yīng)（大于）（大于）1。若要求離合器的使用壽命越長，則選擇的值亦（越大）（越大）；若要求離合器的體積越小，選擇的值亦（越?。?。（越?。?。2.機(jī)械式變速器傳動簡圖，以軸的型式及其布置，可以有：（兩軸式傳動方案）（兩軸式傳動方案），（平面三軸（平面三軸式傳動方案）式傳動方案）和（空間三軸式傳動方案）（空間三軸式傳動方案）三種型式。3. 雙萬向節(jié)傳動裝置，為使處于同一平面的輸入軸與輸出軸等速旋轉(zhuǎn)，應(yīng)滿足：主動軸、從動軸分別與中間軸的夾角（相等）（相等）；同中間軸相連的兩個萬向節(jié)節(jié)叉布置在（同一（同一平面內(nèi)）平面內(nèi)）。4. 欲設(shè)計定軸式動力換檔變速器，若要求換檔離合器轉(zhuǎn)矩，空轉(zhuǎn)時主、從片相對轉(zhuǎn)速，則對不含倒順的變速器其速比范圍D應(yīng)（C1C21），對含倒順的變速器其速比范圍D應(yīng)（C1C21）。5. 用行星行星排實現(xiàn)三個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的如下轉(zhuǎn)速1.5n3-2n1+0.5n20，則構(gòu)件（2）為太陽輪；構(gòu)件（3）為齒圈；構(gòu)件（1）為行星架；該行星排特征系數(shù)為（3）。6. 圖1所示