機(jī)械設(shè)計(jì)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(diǎn)的軌跡重合兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合虛約束虛約束2 2、兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行。、兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行。 3 3、兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且同軸。、兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且同軸。4 4、運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)距離始終不變。、運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)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(jì)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(qǐng)指出。9,12,23 92 12 1 21lhnppF 計(jì)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(qǐng)指出，并判斷機(jī)構(gòu)是否有確定運(yùn)動(dòng)。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(shí)，該機(jī)構(gòu)又是哪種類型？說(shuō)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(dòng)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(zhǎng)度符合桿長(zhǎng)條件；當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；桿3為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。3241llll（2）作出機(jī)構(gòu)的兩個(gè)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(gè)可能出現(xiàn)最小傳動(dòng)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(duì)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(dòng)，已知：(1) 試計(jì)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(wèn)：I、上述各值有無(wú)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(jì)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(jì)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(shí)例圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳

7、動(dòng)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(diǎn)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(dòng)，齒輪1由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。已知蝸輪的輪齒旋向?yàn)樽笮?，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示。試確定（1）蝸桿3的旋向和轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)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(dòng)方向如圖所示輪系復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法和步驟為： (1)正確地判斷輪系類型。 兩個(gè)行星輪系組成 一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系 一個(gè)行星輪系+一個(gè)定軸輪系 (2) 定軸輪系部分按定軸輪系傳動(dòng)比的方法計(jì)算，周轉(zhuǎn)輪系部分按周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比方法計(jì)算。 定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算241121 31mnmz zziz zz所有從動(dòng)齒輪齒數(shù)連乘積所有主動(dòng)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(hào)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(dòng)路線，對(duì)每對(duì)齒輪逐一進(jìn)行方向判斷，直至確定出最后一個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)向。 周轉(zhuǎn)輪

9、系傳動(dòng)比計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算HmHmnnHmnimn 在轉(zhuǎn)化輪系中由 到 各從動(dòng)齒輪的乘積在轉(zhuǎn)化輪系中由 到 各主動(dòng)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(dòng)比計(jì)算。計(jì)算時(shí)應(yīng)代入相應(yīng)的正、負(fù)號(hào)，計(jì)算所得的結(jié)果亦為代數(shù)值，即同時(shí)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(hào)取決于轉(zhuǎn)化輪系中，輪的轉(zhuǎn)向是否相同，相同時(shí)取正號(hào)，相反取負(fù)號(hào)。 (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(dòng)比計(jì)算公式聯(lián)立求解。如圖512所示輪系中，已知 ， ， ， ， 問(wèn)：當(dāng) 與 轉(zhuǎn)向相同及與轉(zhuǎn)向相反時(shí)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(hào)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(hào)代入，3用同號(hào)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(jì)算各輪系的傳動(dòng)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(gè)螺栓所受的工作拉力求每個(gè)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(gè)螺栓所受的總拉力）求單個(gè)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(dòng)軸承 如圖所示，一對(duì)角接觸球軸承反安裝（寬邊相對(duì)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(dòng)載荷PI、PII，并判斷哪個(gè)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(jì)算軸承1、2的軸向力FaI、FaIIN399057007 . 07 . 0N472567507 . 07 . 0rIIsIIrIsIFFFF因?yàn)镹 3990N 772530004725sIIAsIFFF所以4725sIaIFFN7725AsIIIaFFF （2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動(dòng)載荷68. 036. 07 . 067504725rIIaIIrIaIFFFF故徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為N 75.9057772587. 0570041. 0N

14、25.6878472587. 0675041. 0IIIPP因?yàn)?，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(xiǎn) （3）36102256060thFf CLhnf P軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 軸肩過(guò)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(zhǎng)，應(yīng)縮短；4. 套筒過(guò)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(zhǎng), 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(guò)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(guò)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(gè)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(méi)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(guò)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(tái), 7. 應(yīng)有套筒定位,作軸承和齒輪的軸向固定; 8. 鍵槽太長(zhǎng)，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(rùn)滑，軸承用脂潤(rùn)滑，指出該設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。要求：（1）在圖中用序號(hào)標(biāo)注設(shè)計(jì)錯(cuò)誤處；（2）在圖下方的空白處標(biāo)注序號(hào)，按序號(hào)列出錯(cuò)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(wú)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(zhǎng)軸段未加工階梯；設(shè)計(jì)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(jì)密封 9.聯(lián)軸器與軸承端