機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

1、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（a a）復(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈 （b b）復(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈 （c c）復(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈 （d d）不是復(fù)合鉸鏈）不是復(fù)合鉸鏈圖圖1-3 1-3 復(fù)合鉸鏈的判定復(fù)合鉸鏈的判定復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈局部自由度局部自由度1.1.兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合虛約束虛約束2 2、兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，且導(dǎo)路平行。、兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，且導(dǎo)路平行。 3 3、兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且同軸。、兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且同軸。4 4、運動時，兩構(gòu)件上的兩點距離始終不變。、運動時，兩構(gòu)件上的兩點距離始終不變。6 6、兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合。、兩構(gòu)件構(gòu)成

2、高副，兩處接觸，且法線重合。（a）虛約束存在 （b）虛約束不存在 （c）虛約束不存在例1 計算圖所示機(jī)構(gòu)的自由度，如存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，請指出。9,12,23 92 12 1 21lhnppF 計算圖1- 機(jī)構(gòu)所示的自由度，如存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束請指出，并判斷機(jī)構(gòu)是否有確定運動。7,8,33 72 8 1 32lhnppF 7,9,23 72 9 1 21lhnppF B處為局部自由度，G處是復(fù)合鉸鏈。 A、B、C處為復(fù)合鉸鏈 連桿機(jī)構(gòu)在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿的尺寸為：l128mm、l252mm、l350mm、l472mm。試求： (1) 現(xiàn)桿4作機(jī)架，該機(jī)構(gòu)

3、是哪種類型？若取桿3為機(jī)架時，該機(jī)構(gòu)又是哪種類型？說明判斷的根據(jù)。 (2) 圖示機(jī)構(gòu)的極位夾角、桿3的最大擺角、最小傳動角min和行程速比系數(shù)K。題圖2-2（1）由 可知，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿長度符合桿長條件；當(dāng)取桿4為機(jī)架時，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；桿3為機(jī)架時，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。3241llll（2）作出機(jī)構(gòu)的兩個極位，如圖所示，并由圖中量得： 6 .186 .70（2）作出機(jī)構(gòu)的兩個可能出現(xiàn)最小傳動角的位置，并由圖中量得： 7 .22min23. 16 .181806 .18180180180000000K齒輪機(jī)構(gòu)121100,20,30,20 ,88aamm zzdmmm102amm例 2.

4、一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，已知：(1) 試計算下列幾何尺寸：I、齒輪的模數(shù)II、兩輪的分度圓直徑III、兩輪的齒根圓直徑IV、兩輪的基圓直徑V、頂隙(2) 若安裝中心距增至試問：I、上述各值有無變化，如有應(yīng)為多少？II、兩輪的節(jié)圓半徑和嚙合角、122100242030ammmzz114 2080dmzmmmm224 30120dmzmmmm11270ffddhmm222110ffddhmm11cos80 cos2075.175bddmm22cos120cos20112.763bddmm*0.2541cc mmm102amm3cmm100 cos20arccos( cos/

5、)arccos()22.888102a 1140.8cosbrrmm2261.2cosbrrmm解 (1) 幾何尺寸計算模數(shù)分度圓直徑齒根圓直徑基圓直徑頂隙(2)安裝中心距增至則有：(1) 求螺旋角 122.5cos()(1836)0.992622 68nmzza(2) 計算幾何尺寸 2.52.519coscos6.95ntmmmmtantan20tan0.3667coscos6.95nt20.136t*cos1 cos6.950.9927atahh *cos0.25 cos6.950.2482tcc11112.519 1822.6722trm zmm22112.519 3645.3422tr

6、m zmm*1122.670.99272.51925.17aattrrh mmm*2245.340.9927 2.51947.84aattrrh mmm*1122.670.9927 2.5190.2482 2.51919.544fattttrrh mc mmm*2245.340.9927 2.5190.2482 2.51942.2fattttrrh mc mmm11cos22.67cos20.13621.28btrrmm22cos45.34cos20.13645.27btrrmm受力分析直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪圓錐齒輪蝸輪蝸桿 方向判定方法方向判定方法實例圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳

7、動系統(tǒng)。已知：軸為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示。在下圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向。為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標(biāo)出3、4兩輪的螺旋線方向。3.在圖中分別標(biāo)出2、3兩輪在嚙合點處所受圓周力、軸向力和徑向力的方向（3） 2、3兩輪的各分力方向下圖所示。 （1）各軸轉(zhuǎn)向如圖所示。（2） 3輪左旋，4輪右旋。下圖為斜齒圓柱齒輪蝸桿傳動，齒輪1由電機(jī)驅(qū)動。已知蝸輪的輪齒旋向為左旋，其轉(zhuǎn)動方向如圖所示。試確定（1）蝸桿3的旋向和轉(zhuǎn)動方向。（2）為使中間軸所受的軸向力最小，求斜齒輪1和斜齒輪2的螺旋方向。（3）分別畫出齒輪2和蝸桿3在嚙合點的圓周力、軸向力和徑向力的方向。（2）斜齒輪1為右旋，齒輪2為左旋（1）

8、左旋，轉(zhuǎn)動方向如圖所示輪系復(fù)合輪系傳動比的計算方法和步驟為： (1)正確地判斷輪系類型。 兩個行星輪系組成 一個周轉(zhuǎn)輪系一個周轉(zhuǎn)輪系 一個行星輪系+一個定軸輪系 (2) 定軸輪系部分按定軸輪系傳動比的方法計算，周轉(zhuǎn)輪系部分按周轉(zhuǎn)輪系的傳動比方法計算。 定軸輪系傳動比計算定軸輪系傳動比計算241121 31mnmz zziz zz所有從動齒輪齒數(shù)連乘積所有主動齒輪齒數(shù)連乘積 平面定軸輪系輸入輸出齒輪轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系可用正負(fù)號表示空間定軸輪系空間定軸輪系首末輪轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系用畫箭頭確定，即從已知(或假定)的首輪的轉(zhuǎn)向開始沿著傳動路線，對每對齒輪逐一進(jìn)行方向判斷，直至確定出最后一個齒輪的轉(zhuǎn)向。 周轉(zhuǎn)輪

9、系傳動比計算周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算HmHmnnHmnimn 在轉(zhuǎn)化輪系中由 到 各從動齒輪的乘積在轉(zhuǎn)化輪系中由 到 各主動齒輪的乘積,mnH 為代數(shù)相加減，因此只適合于軸線互相平行的構(gòu)件之間的傳動比計算。計算時應(yīng)代入相應(yīng)的正、負(fù)號，計算所得的結(jié)果亦為代數(shù)值，即同時得出輸出構(gòu)件的角速度的大小和方向。 齒數(shù)比的正負(fù)號取決于轉(zhuǎn)化輪系中，輪的轉(zhuǎn)向是否相同，相同時取正號，相反取負(fù)號。 (3)建立各基本輪系之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系式，聯(lián)同輪系各部分的傳動比計算公式聯(lián)立求解。如圖512所示輪系中，已知 ， ， ， ， 問：當(dāng) 與 轉(zhuǎn)向相同及與轉(zhuǎn)向相反時的 的大小及轉(zhuǎn)向。301z402z452z603zmin/3001rn

10、 min/1003rn 1n3n Hn78. 14530604021323113zzzznnnniHHH1/ )(131133HHHininn當(dāng)1和3的轉(zhuǎn)向相同，用同號代入：min/94.171) 178. 1/(300)78. 1(100rnHmin/88.43) 178. 1/()300()78. 1(100rnH當(dāng)1和3的轉(zhuǎn)向不同，1用負(fù)號代入，3用同號代入：行星架轉(zhuǎn)速方向同1和3行星架轉(zhuǎn)速方向同1已知 ，試求 。 1234612,52,76,12,73zzzzzHi1此輪系是復(fù)合輪系，它是由6、4、5、H組成的周轉(zhuǎn)輪系和1、2、3組成的定軸輪系組成，分別計算各輪系的傳動比：497346

11、6446zznnnniHHH3/19/133113zznni361319nnn241313nnn 313/122112zznni497319313311HHnnnn037.558/11HHnni螺栓聯(lián)接 一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器的工作壓力的工作壓力p=12MPa，容器內(nèi)徑，容器內(nèi)徑 D=78mm，螺栓數(shù)目，螺栓數(shù)目z=6，采用橡膠墊片。試確定預(yù)緊力，以及螺栓直徑的，采用橡膠墊片。試確定預(yù)緊力，以及螺栓直徑的最小值。最小值。 已知參數(shù)與公式：已知參數(shù)與公式：1）剩余預(yù)緊力）剩余預(yù)緊力F”=1.6F，F(xiàn)為工為工作拉力；作拉力；2）. =2

12、30.77MPa。1）求每個螺栓所受的工作拉力求每個螺栓所受的工作拉力F227812955644 6D pFz2）按緊密性要求選取剩余預(yù)緊力）按緊密性要求選取剩余預(yù)緊力F”F”=1.6F=1.69556=15291 N 3）求單個螺栓所受的總拉力）求單個螺栓所受的總拉力F009556 1624624847FFF4）確定螺栓直徑）確定螺栓直徑 014 1.34 1.3 2484713.35 230.77Fd M16。圖13.28滾動軸承 如圖所示，一對角接觸球軸承反安裝（寬邊相對安裝）。已知：徑向力FrI=6750N，F(xiàn)rII=5700N，外部軸向力FA=3000N，方向如圖所示，試求兩軸承的當(dāng)

13、量動載荷PI、PII，并判斷哪個軸承壽命短些。注：內(nèi)部軸向力Fs=0.7Fr，e=0.68，X=0.41、Y=0.87。 解：（1）先計算軸承1、2的軸向力FaI、FaIIN399057007 . 07 . 0N472567507 . 07 . 0rIIsIIrIsIFFFF因為N 3990N 772530004725sIIAsIFFF所以4725sIaIFFN7725AsIIIaFFF （2）計算軸承1、2的當(dāng)量動載荷68. 036. 07 . 067504725rIIaIIrIaIFFFF故徑向當(dāng)量動載荷為N 75.9057772587. 0570041. 0N

14、25.6878472587. 0675041. 0IIIPP因為，PI e X1=0.56，Y1=1.8 , X2=1, Y2=0 P=xR+yA； P1=1968 N， P2=1200N P1 P2 軸承1危險 （3）36102256060thFf CLhnf P軸結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 軸肩過高，應(yīng)低于軸承內(nèi)圈端面高度；2. 軸應(yīng)比輪轂短23mm；3. 鍵槽太長，應(yīng)縮短；4. 套筒過高，應(yīng)低于軸承內(nèi)圈端面高度；5. 應(yīng)留間隙；6. 應(yīng)設(shè)密封；7. 應(yīng)有軸向定位（軸肩）；8. 應(yīng)有周向定位（鍵）。9.裝軸承的軸段太長, 軸承右端的軸徑應(yīng)縮小。10.兩端的軸承端蓋應(yīng)有調(diào)整墊片。1. 左邊軸承的軸肩過高，

15、應(yīng)低于軸承內(nèi)圈端面高度； 2. 軸應(yīng)比蝸輪輪轂短23mm；3. 右邊軸承的套筒過高，應(yīng)低于軸承內(nèi)圈端面高度；4. 聯(lián)軸器不應(yīng)與軸承端蓋接觸, 應(yīng)分開; 5. 聯(lián)軸器右端不應(yīng)加壓板,應(yīng)去掉; 6. 兩端的軸承端蓋應(yīng)有調(diào)整墊片7. 二個鍵槽應(yīng)在同一母線上。 1. 應(yīng)留間隙， 應(yīng)設(shè)密封；2. 軸承端蓋沒有頂住軸承外圈; 3. 二端軸承端蓋應(yīng)有調(diào)整墊片;4. 軸承座孔不需要凸肩; 5. 軸環(huán)過高，應(yīng)低于軸承內(nèi)圈端面高度；6. 箱體應(yīng)有約高23mm的凸臺, 7. 應(yīng)有套筒定位,作軸承和齒輪的軸向固定; 8. 鍵槽太長，應(yīng)縮短。 下圖為斜齒輪、軸、軸承組合結(jié)構(gòu)圖。齒輪用油潤滑，軸承用脂潤滑，指出該設(shè)計的錯誤。要求：（1）在圖中用序號標(biāo)注設(shè)計錯誤處；（2）在圖下方的空白處標(biāo)注序號，按序號列出錯誤，并提出修改建議；（3）不必在圖中直接改正。1.軸肩高于軸承內(nèi)圈；降低軸肩 2.無擋油環(huán)；加擋油環(huán) 5.兩鍵未開在同一軸線上；兩鍵同軸線3.齒輪與軸段同寬；軸段減小 6.套筒高于軸承內(nèi)圈；降低套筒高度 7.長軸段未加工階梯；設(shè)計階梯軸 8.軸承端蓋直接與軸接觸；留出間隙 4.未設(shè)置密封；設(shè)計密封 9.聯(lián)軸器與軸承端