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范文一:机械设计基础第2版朱龙英主编课后习题答案 投稿:万個倌

《机械设计基础》

目录

第0章 绪论-------------------------------------------------------------------1

第一章 平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2

第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4

第三章 凸轮机构-------------------------------------------------------------6

第四章 齿轮机构------------------------------------------------------- -----8

第五章 轮系及其设计------------------------------------------------------19

第六章 间歇运动机构------------------------------------------------------26

第七章 机械的调速与平衡------------------------------------------------29

第八章 带传动---------------------------------------------------------------34

第九章 链传动---------------------------------------------------------------38

第十章 联接------------------------------------------------------------------42 第十一章 轴------------------------------------------------------------------46 第十二章 滚动轴承--------------------------------------------------50 第十三章 滑动轴承------------------------------------------------ 56 第十四章 联轴器和离合器-------------------------- 59 第十五章 弹簧------------------------------------62 第十六章 机械传动系统的设计----------------------65

第0章 绪论

12-3 机器的特征是什么?机器和机构有何区别?

[解] 1)都是许多人为实物的组合;

2)实物之间具有确定的相对运动;

3)能完成有用的机械功能或转换机械能。

0-2 构件和零件的区别是什么?指出缝纫机的通用和专用零件。

[解] 构件是运动的基本单元,而零件是制造的基本单元。 缝纫机上的通用零件有:螺丝、螺母、齿轮等,专用零件有:曲轴、凸轮、飞轮、脚踏板等。

0-3 机械零件常用的材料有哪几类?

[解] 有钢、铸铁、有色金属、非金属材料等。

0-4 机械零件的主要计算准则有哪些?

[解] 有强度准则、刚度准则、寿命准则和振动稳定性准则。 0-5 机械零件结构工艺性的基本要求有哪些?

[解] 1)选择合理的毛坯;2)结构简单、便于加工;3)便

于装折和维修。

0-6 为什么在设计机械时要尽量采用标准零件?

[解]使用标准零件,可以简化设计工作,可以有效地组织现代化生产,提高产品质量,降低成本,提高劳动生产率。

第一章 平面机构运动简图及其自由度

1-1 一个在平面内自由远东的构件有多少个自由度?

[解]有3个自由度。

1-2 在平面内运动副所产生的约束数与自由度有何关系?

[解] 约束数+自由度=3

1-3 如何判别有构件和运动副组成的系统是否具有确定的相对运动?

[解] 自由度数=原动件数 系统无确定的相对运动 自由度数原动件数 系统有确定的相对运动 1-4在计算机构的自由度时应注意哪几个问题?

[解] 复合铰链、局部自由度和虚约束。

1-5 绘制机构运动简图时,用什么来表示机构和运动副?

[解]用简单的线条和符号表示构件和运动副。

1-6绘制图1-15所示的机构运动简图,并计算其自由度。

[解]

a)n3,P,PL4H0

F=33-24=1

b)n4,P,PL5H1

F=34-251=1

c)n3,P,PL4H0

F=33-24=1

d)n3,P,PL4H0

F=33-24=1

1-7试计算下列图示机构的自由度,并指出机构中存在的复合铰链,局部自由度或虚约束。

[解]

a)n5,PL7,PH0

F=35-27=1

b)n5,PL7,PH0(c处为复合铰链)

F=35-27=1

c)n5,PL7,PH0

F=35-27=1

d)n5,PL7,PH0(c处为复合铰链)

F=35-27=1

e)n4,P(F处为虚约束)L5,PH1

F=34-251=1

f)n4,P(c处为复合铰链)L5,PH1

F=33-232=1

2为虚约束)g)n3,PL3,PH2(2、

F=33-232=1

第二章平面连杆机构

2-1 铰链四杆机构的基本形式有几种?

[解]有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。 2-2 四杆机构的行程速比系数与极位夹角的关系如何确定?

[解]

180K1 K1

2-3 在铰链四杆机构中,a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。分别把构件a、b、c、d作为机架,所对应的为何种类型的机构?

[解] 曲柄存在的条件 60+150

A为机架,是双曲柄机构;b、d为机架,是曲柄摇杆机构;c为机架,是双摇杆机构。

2-4 在曲柄摇杆机构中,如何确定最小传动角?

[解] 曲柄与机架共线时连杆与摇杆之间的夹角,两位置中夹

角较下的为最小传动角。

2-5 四杆铰链机构的演化方式主要有哪几种?

[解] 有改变机构的形状和相对尺寸、扩大转动副尺寸、选用

不同的构件为机架三种。

2-6 已知一曲柄摇杆机构的摇杆长度l3=150mm,摆角45,行程速比系数k=1.25,试确定曲柄、连杆和机架的长度l1l2和l4。

[解]

1801.25120

1.251

取13,按书上的作图方法作图,该题为无穷多组解,取 两固定铰链在水平直线上。由图得AC286mm,AC156mm。则

AB(AC2AC1)15mm,BCAC2AB71MM

lAB=AB1=45mm LBC=BC1=213mm

lAD=AD1=165mm

2-7 已知一曲柄滑块机构的滑块行程H=60mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.4。试确定曲柄和连杆的长度l1和l2。

[解]

1801.4130 1.41

取11作图,由图上量得AC282mm,AC128mm。

解之得lAB=27mm,lBC=55mm

2-8 已知一导杆机构的固定件长度l4=1000mm,行程速比系数k=1.5,试确定曲柄长度和导杆摆角。

[解]

1.25136 导杆的摆角 180

1.251

由解析法得曲柄长度lAB1000sin18309mm

2-9 已知一曲柄摇杆机构,摇杆与机架之间的夹角分别为

试确定145,290,固定件长度l4=300mm摇杆长度l3=200mm,

曲柄和连杆的长度l1和l2。

[解]取5mm/mm作图,得l1=72.5mm,l2=287.7mm。

第三章 凸轮机构

3-1 从动件的常用运动规律有哪种?各适用在什么场合?

[解] 1)等速运动规律,使用于低速、轻载的场合;2)等加速

等减速运动规律,适用于中速、轻载的场合;3) 余弦加速度运动规律(简谐运动规律),适用于中、低速;4)正弦加速度运动规律,适用于高速。

3-2 凸轮机构的常用类型有几种?选择凸轮的类型时应该考虑哪些因素?

[解] 按凸轮的形状分:盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮;按

从动件形状来分:尖端从动件、滚子从动件和平底从动件;按凸轮与从动件锁合形式分:力锁合和几何锁合。

选择凸轮时,应考虑凸轮和从动件的相对运动形式

从动件的运动形式等。

3-3 图解法设计凸轮时,采用了什么原理?简单叙述此原理的主

要内容。

[解] 才用反转原理,即给整个机构加上一个反向转动,各构

件之间的相对运动并不改变,根据这一原理,设想给整个凸轮机构加上一反向转动(即加上一个凸轮角速度转向相反、数值相等绕凸轮回转中心0的角速度(-)的转动),则凸轮处于相对静止状态,从动件一方面随机架以角速度(-)绕0点转动,另一方面又按给定的运动规律作往复移动或摆动。

3-4 何谓凸轮的运动失真?滚子从动件盘形凸轮机构运动时针时,应如何解决?

[解] 在凸轮设计中 ,由于 实际轮廓出现交叉现象某加工时

交叉的部分被切去,使得从动件不能实现预期的运动规律称为运动失真。滚子从动件运动失真是由于rk>min。实际时要避免时针,必须使rk>min。

3-5 试用作图法设计一对心尖顶直动草丛洞见行程凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知凸轮一等角速顺时针方向转动,从动件行程h=40mm,凸轮的基圆半径r0=50mm,从动件运动规律为:

1135,230,3120,4。从动件在 75推程以余弦加速度运动规律(简谐运动)上升,在回程以等加速和等减速运动规律返回。 3-6 在上题中1)如果采用一对心滚子从动件,其滚子半径rk=10mm,其它条件与上相同。试设计此凸轮轮廓曲线。2):如果采用偏置方式,凸轮轴心偏向从动件轴线的右侧,其它条件相

同,试设计此凸轮的轮廓曲线。

3-7 试用作图法设计一摆动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线。已知凸轮等角速顺时针方向回转,基圆半径r0=70mm,中心距a=160mm,摆杆长度l=100mm,滚子半径rk=10mm,从动件的运动规律为:。冲动件在推程和回程均以正弦加速度运动规律运动。

(以上三题见教材上的作图方法)

第四章 齿轮机构

4-1 为什么要规定模数的标准系列?在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮,蜗杆蜗轮和直齿圆锥齿轮上何处的模数是标准值?

[解] 为了设计、制造、检验和使用的方便。直齿轮端面模数

是标准值;斜齿法面模数是标准值;蜗杆蜗轮中间平面上的模数是标准值;圆锥齿轮大端的模数是标准值。 4-2 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有哪几个?那些是标准的,其标准值是否相同?为什么这些参数称为基本参数?

[解] 基本参数:齿数z、模数m、压力角、齿顶高系数ha*和

顶隙系数c*。其中后四个是标准的,标准值不相同。

4-3 分度圆与节圆有什么区别?在什么情况下节圆与分度圆重合?

[解] 分度圆是齿轮上具有标准压力角的圆。节圆是过节点所

作的两个相切的圆。标准安装时节圆与分度圆重合。 4-4 渐开线的形状取决于什么?若两个齿轮的模数和齿数分别相等,但压力角不同,他们齿数不同,他们齿廓渐开线形状是否相同?一对相啮合的两个齿轮,若它们的齿数不同,他们齿廓的渐开线形状是否相同?

[解] 取决于基圆的大小。不同。不同。

4-5 何谓齿廓的根切现象?产生根切的原因是什么?是否基圆愈小愈容易发生根切?根切有什么危害?如何避免根切?

[解] 齿轮齿根的渐开线齿廓被切去的现象为根切现象。原

因是展成法加工时,刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的焦点超过了被切极限点N。不是。根切使刀具的齿顶线或齿顶圆与捏合线的焦点不超过极限点 N可避免根切。

4-6 平行轴斜齿圆柱齿轮机构、蜗杆蜗轮机构和直齿圆锥齿轮机构的正确啮合条件与直齿圆柱机构的正确啮合条件相比较有何异同?

[解] 平行轴斜齿轮是法面(或端面)的模数和压力角相等,

且12;蜗杆蜗轮是中间面上模数和压力角相等且

为标准值,且1290;直齿圆锥齿轮是大端的模数

和压力角相等且为标准值。

4-7 何谓平行轴斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮当量齿数?当量齿数有什么用途?

zv[解] 斜齿圆柱齿轮量齿数:

zvz

coszcos3;圆锥齿轮当量齿数:。当量齿数用于齿轮加工、强度计算、变位系数的选择等处。

4-8 齿轮传动常见的失效形式有哪些?各种失效形式常在何种情况下发生?试对工程实际中见到的齿轮失效形式和原因进行分析。齿轮传动的设计计算准则有哪些,他们分别针对何种失效形式?在工程设计实践中,对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么?

[解] 失效形式:轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。当齿根弯曲应力过大或突然过载、冲击载荷等易产生折断。在闭式传动中,若接触应力过大,齿轮工作一段时间后会出现点蚀。齿面磨损是由于齿面间的灰尘、硬屑粒等引起的。齿面胶合是在高速、重载传动中,高温、高压使两接触面熔粘在一起而产生的。塑性变形是在重载情况下产生的。

计算准则;齿面接触疲劳强度计算,针对齿面点蚀;齿根弯曲疲劳强度计算,针对齿根弯曲疲劳折断。闭式硬齿面齿轮传动设计准则:按弯曲疲劳强度和接触疲劳强度设计;闭式软齿面齿轮传动设计准则:按接触疲劳强度设计,校核弯曲疲劳强度;开式齿轮传动设计准则:按弯曲疲劳强度设计。

4-9 现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动,A对参数为;模数m=2mm,齿数z1=40,z2=90,齿宽b=60mm;B对参数为:

模数m=4mm,齿数z1=20,z2=45,齿宽b=60mm。两对齿轮精

度为8级,小齿轮转速均为1450r/min,其它条件分别相同。试比较两对齿轮接触强度及抗弯强度的高低。

[解] 两对齿轮接触强度相同,弯曲强度第二对较高。

4-10 应主要根据哪些因素来决定齿轮的结构型式?常见的齿轮结构型式有哪几种?它们分别用于何种场合?

[解] 根据齿轮的几何尺寸、毛坯材料、加工工艺等决定等决定齿轮结构型式。结构型式:齿轮轴,用于直径很小的场合;实心结构,用于da160mm;腹板式结构,用于da500mm;轮辐式结构,用于400da1000mm。

4-11 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=2mm,z1=20,z2=45,试计算这对吃乱的分度直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。

[解]

d122040mm

d224590mm

ha122mm

hf1.2522.5mm

c2.520.5mm

da1402244mm

da2902294mm

df14022.535mm

df29022.585mm

db140cos2037.588mm

db290cos2084.572mm

p26.28mm

se3.14

20,4-12 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 m=5mm,z=45,

试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。

[解]

分度圆 =1545sin2038.4772

=20

154551117.5mm 2

112.5cos20

cosa0.8997117.5

a25.88

a117.5sin25.8851.288基圆 =0 b=0齿顶圆ra

4-13 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆,在什么条件下基圆大于齿根圆?什么条件下基圆小于齿根圆?

[解]

dbdcosmzcos20

dfd2.5mm(z2.5)

dfdbm(z2.50.9397z)m(0.0603z2.5)

由上式可见,当齿数z增大时,(dfdb)值亦增大。

当dfdb0时,得

2.541.40.0603

因此,当z42时,dfdb;反之,当z42时,dfdb。 z=

4-14 试根据渐开线特性说明一对模数相等,压力角相等,但齿数不等的渐开线标准直齿圆柱齿轮 ,其分度圆齿厚、齿顶圆和齿根圆齿厚是否相等,哪个较大。

[解] 分度圆齿厚相等,齿顶圆和齿根圆齿厚不等,因基圆愈小,渐开线愈弯曲,基圆愈大,渐开线愈平直,故齿数多的齿轮齿顶圆和齿根圆的齿厚大。

4-15 现需要传动比i=3的一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动,有三个压力角相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮,它们的齿数分别为z1=20,z2=z3=60,齿顶圆直径分别为da1=44mm,da2=124mm,da3=139.5mm,问哪两个齿轮能用?中心距a等于多少?并用作图法求出它们的重合度。

[解]

**da1mz12ham20m2ham44

**da2mz22ham60m2ham124

da3mz32hm60m2hm139.5*a*a

解得;齿轮1、2能用。m2mm,a80mm。

4-16 单级闭式直齿圆柱齿轮传动中,小齿轮材料为45钢调质处理,大齿轮的材料为ZG270—500正火,P=4kw,n1=720r/min,m=4mm,z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单向传动,载荷有中等

冲击,用电动机驱动,试验算此单级传动的强度。

[解]1.验算接触强度

(1)计算接触应力

H 其

T19.55106P5.3104Nmm;n1中



则73b782.92;d0.78;K1.3(查表45),25d1100

H231N/mm2

(2)查许用应力[H]小齿轮45钢调质,HB=217

—255,取HB=220;大齿轮ZG270—500,

正火,HB=156—200取HB=180。查图4-21c

得Hlim1=560N/mm2;查图4-21b 得Hlim2=360

N/mm2。由表4-6,SH=1.1。 560616N/mm2

1.1则 360[H]2327.27N/mm2

1.1[H]1

(3)结论 H

2.验算弯曲强度

(1)计算弯曲应力 F2KTY1FYS

bmd1

其中,由表4-8得

YF12.26,YS11.59;YF22.24,YS21.75,其余同接触强度。

21.35.31042.621.59F118.4N/mm2

784100 421.35.3102.241.75F217.3N/mm2

784100

(2)查许用应力[F]由图4-23c,

Flim1=185N/mm

22;由图4-23b,Flim2=130N/mm。查表4-6,取SF=1.4,

185132.14N/mm2

1.4

130[F]292.85N/mm2 1.4

(3)结论:弯曲强度也满足。[F]1

4-17 已知一对正常齿渐开线标准斜圆柱齿轮a=250mm,z1=23,z2=98,mn=4mm试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。

[解]

mn(z1z2)4(2398)0.9682a2250

得14.53cos

mtmn44.132mm cos0.968

tanantan20

tanat0.376cos cos14.53

at20.62325.360.9683

98 zv1108.050.9683

4 d12395.041mm0.968

4 d298404.959mm0.968

da195.0412mn103.041mm zv1

da2404.9592mn412.959mm

df195.0412.5mn85.041mm

df2404.9592.5mn394.959mm

4-18 设计一对外啮合圆柱齿轮,已知z1=21,z2=32,mn=2,实际中心距为55mm,问:(1)该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动?

(2)若采用标准直齿圆柱齿轮传动来满足中心距要求,其分度圆螺旋角、反度圆直径d1、d2和节圆直径d1、d2各为多少?

[解] (1)不能采用标准直齿圆柱齿轮传动

(2)由

a2(2132)552cos

15.50

221d1d143.585mmcos

232d2d266.415mmcos

4-19 已知单级闭式斜齿轮传动P=10kW,n1=960r/min,i=3.7,电动

机驱动,载荷平稳,双向传动,设小齿轮用40MnB调质,大齿轮用45钢调质,z1=25,试设计此单级斜齿轮传动。

[解] 1.计算许用应力

小齿轮40MnB调质,HB=260;大齿轮45钢调

质,HB=230(表4-4)

查图4-21,Hlim1=680N/mm2,Hlim2=590N/mm2

查图4-23,Flim1=220N/mm2,Flim2=190N/mm2

表4-6,SH=1.1,SF=1.4,则

680618.18N/mm2

1.1 590[H]2536.36N/mm2

1.1[H]1

0.7220110N/mm2

1.4 0.7190[F]295N/mm2

1.4[F]1

2.按接触疲劳设计

设计公式

d13其中:k1.1(表45),D(表147),

T19.55106P109.551069.95104Nmmn1960

d1356.44取12,z2iz13.72178,则

d1cos56.44cos12

mn2.63mmz121

3(2178)151.82mm2cos12

3(2178)取a152mm,则cos0.9772152

12.32取标准值mn3,则a

32164.485mmcos12.32

378d2238.595mmcos12.32

b2dd164.485mm 圆整后d1

b265mm;b170mm。

3.较核弯曲强度

当量齿数

2122.52(cos12.32)3

78zv283.40(cos12.32)3zv1

由表48得,

YF12.705,YS11.573,YF22.215,YS21.773

41.6KTY1FY1S11.61.19.95102.7051.573cos12.32F1bmnd165364.485

57.89MPa

YYF2F1F2S253.43MPaYF1YS1

弯曲强度满足要求。

4-20 标准蜗杆传动的蜗杆轴向齿距p=15.708mm,蜗杆头数z1=2,蜗杆齿顶圆直径da1=60mm,蜗轮的齿数z2=40,试确定其模数m、蜗杆铁性系数q、蜗轮分度圆直径d2和中心距a。

[解]

m

p

15.708

5m

因da1d12m,则d1602550mmd1

10m

d2mz2540200mmqa

m

(qz2)125mm2

4-21 试判断图中所示各蜗杆蜗轮的转向和旋向(蜗杆主动),并画出各蜗轮所受三个分力的方向。

[解] a)蜗轮右旋,逆时针转动,b)蜗杆右旋,转向向下;c)蜗杆蜗轮都为左旋;d)蜗杆蜗轮都为右旋;蜗轮受力图如图: 4-22 在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知从Ⅰ轴输入,Ⅲ轴为输出轴,其转动方向如图所示,齿轮4的轮齿旋向为右旋。试解答:

(1)标出输入轴Ⅰ和中间轴Ⅱ的转向

(2)确定并标出齿轮1、2和3的齿轮旋向,要求

使Ⅱ轴上所受轴向力尽可能小。

(3)标出各个齿轮在啮合点处所受各分力的方向。 (4)画出Ⅱ轴联同齿轮2和3一体的空间受力图。

[解](1)输入轴,中间轴;

(2)轮Ⅰ右旋,轮2左旋,轮3左旋;、 (3)如图; (4)如图。

4-23 在图示直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器中,已知锥齿轮

m=5mm,z1=25,z2=60,齿宽b=50mm;斜齿轮mn=6mm,z3=21,z4=84。(1) 欲使轴Ⅱ上的轴向力在轴承上的作用完全抵消,求斜齿轮3的螺旋角的大小和旋向。(2) 试画出作用在斜齿轮3和锥齿轮2上的圆周力Ft、径向力Fr和轴象立Fa的作用线和方向。 [解]

(1)

Fa2Fa3即

2T12iT

tancos111tandm1d3 得sin0.1667,9.6齿轮3为右旋

(3)如图。

第五章 轮系及其设计

5-1 什么是惰轮?它在轮系中起什么作用? [解]

其齿数不影响传动比大小,但改变从动轮转向的齿轮,其作用是改变从动轮转向。

5-2 在定轴轮系中,如何来确定首、末两轮转向间的关系? [解] (1)当所有齿轮轴线平行时,可用(-1)m确定:

(2)用画箭头的方法。

5-3 什么叫周转轮系的“转化机构”?它在计算周转轮系传动比

中起什么作用? [解]

给整个轮系加上一个附加的角速度(-H)后所得的机构。 “转化机构”可以使周转轮系的传动比计算转化成用定轴轮系传动比的计算方法计算。

5-4 在差动轮系中,若两个基本机构的转向,如何确定第三个基本构件的转向?

[解] 又周转轮系传动比计算公式确定。

5-5 周转轮系中两轮传动比的正负号该周转轮系转化机构中两轮传动比的正负号相同吗?为什么? [解]

不同。因为周转轮系中两轮的传动比是真实角速度之比,而转化机构中两轮的传动比是相对角速度之比。

5-6 计算混合轮系传动比的基本思路是什么?能否通过给整个轮系加上一个公共的角速度(-H)的方法来计算整个轮系的传动比?为什么?

[解] 基本思路:(1)区分基本轮系

(2)分别列出基本轮系的计算公式; (3)找出基本轮系间的关系; (4)联立各式,求出要求的传动比。 不能。因为混合轮系不是一个基本周转轮系。 5-7 如何从复杂的混合轮系中划分出各个基本轮系?

[解]

先找行星轮,再找支持行星轮的系杆及其中心论,则行星轮、系杆、中心轮和基价组成一个周转轮系。重复上述方法,直至找出所有的周转轮系后,剩余的便是定轴轮系。 5-8 什么样的轮系可以进行运动的合成和分解? [解] 差动轮系。

5-9 在图中所示的车床变速箱中,已知各轮齿数为z1=42,z2=58,z3=38,z4=42,z5=50,z6=48,电动机转速为1450r/min,若移动三联滑移齿轮a使齿轮3’和4’啮合,又移动双联滑移齿轮b使齿轮5’和6’啮合,试求此时带轮转速的大小和方向。 [解]

n14842583z6z4z2

i16(1)1.465

n6503842z5z3z1

则 n6=

n11450

989.76r/min-1.4651.465

5-10 在图5-16所示的滚齿机工作台的传动系统中,已知各齿轮的齿数为z1=15,z2=28,z3=15,z4=55, z9=40,被加工齿轮B的齿数为2,试计算传动比i75。 [解]

iAB

nAzB72nBzA

z1z4z7z91555z740

z2z3z5z82815z51n7z51555401.09n5z7281572

又iAB则i75

5-11 如图所示的轮系中,已知各轮齿数为:z1 =

3H13(1)当n3与nH同向时:(2)当n1与nH相反时。 [解]

H

(1)i13

n1nH20100

1

n3nHn3100n1nH20100

1

n3nHn3100

n3180r/min 与n1同向

H(2)i13

n3220r/min 与n1反向

5-12 在图示轮系中,已知各轮齿数为:z1=30,z2=30,z3=90,z3’=40, z4=30, z4’=40, z5=30,试求此轮系的传动比i1H。 [解]

定轴轮系1-2-3 行星轮系3’-4-4’-5

i3H5

n3nHzz30309

45

n5nHz3z4404016

i13

zn1

33 n3z1

n

因n5 ,则i1H11.3125

nH

5-13 在图所示轮系中,已知各轮齿数为:z1=24,z2=48, z2’=30,z3=102,z3’=20, z4=40, z5=100。试求该轮系的传动比i1H。 [解] 差动轮系1-2-2’ -3-H-6

Hi13

zzn1nH48102

236.8

n3nHz1z22430

定轴轮系3'456nz20i53530.2

n3z5100因,n5=nH,则i1H

n1

41.8nH

5-14 在图所示轮系中,已知各轮齿数为:z1=26,z2=32,

2’3413试求齿轮4的转速n4的大小和方向。 [解] 差动轮系1-2-2’ -3

Hi13

zzn1nH

23

n3nHz1z2

300nH3280

4.48 nH13.9

50nH2622

差动轮系3-2’ -4

H

i34

n3nHz

4

n4nHz3

50nH369



n4nH8020

联立二式得 n4155.97r/min

5-15在图示的大速比减速器中,已知蜗杆1和5的头数为1,且均为右旋,各轮齿数为z1’=101,z2=99, z2’= z4, z4’=100,z5’=100。(1)试求传动比i1H。(2)若主动蜗杆1的转速为1375r/min的电动机带动,问输出轴H转一周需要多长时间? [解] (1)定轴轮系1-2-6

n2

z1

n1 z2

n4

z1z5

n1 z5z4

定轴轮系1’-5’-5-4’-6 差动轮系2’-3-4-H-6

i2H4

n2nHz

41

n4nHz2

由于2的回转方向与4的回转方向相反,则 i1H

n121980000nH

99100100

(2) 上式表明H转一周时,蜗杆1转1980000周,故H转

一周的时间为1980000/601375=24h

5-16 汽车自动变速器中的预选式行星变速器如图所示。Ⅰ轴为主动轴,Ⅱ轴为从动轴,S,P为制动带,其转动有良种情况:(1)S压紧齿轮3,P处于松开状态;(2)P压紧齿轮6。S处于松开状态。已知各齿轮数为z1=30,z2=30, z3= z6=90,z4=40,z=25。试求良种请宽下的传动比i1H。 [解] (1)1-2-3-6组成行星轮系

6

i13

n1n6z

3

n3n6z1

z3

z1

1n1

n6得n1

4n6

4(1)-5-6-H组成差动轮系

Hi34

n3nHz

4

n4nHz3

H

i46

zn4nHn1nH9

6

n6nHn6nHz44

求联立得n

i1H12.08

nH

(2)4-5-6-H组成行星轮系

HHi46i16

zn1nH9

60nHz44

得 i1H3.25

5-17 如图所示自行车里程表机构中,C为车轮轴,P为里程表指针。

已知各齿轮数为:z1=17,z2=23,z4=19,z4’=20, z5=24。设轮胎受压变形后使28英寸车轮的有效直径约为0.7m,当车行1km时,表

上的指针刚好回转一周。试求齿轮2的齿数。 [解] 定轴轮系1-2

n1z1n2z2

行星轮系3-4-4’-5(P)-2(H)

2

i521i521

z4z320231

1z5z42419114

i52z11

i12z2114

联立二式得 i51

当车行一公里时C轴的转数为n11000转,此时5转过一转,

0.7

则 i51得 z2

n50.7

n110001000171

68

0.7114

5-18 如图所示轮系中,已知各轮齿数为:z1=34,z2=40, z2’=30, z3=18, z3’=38, z1’=24,z4=36,z4’=22。试求该轮系的传动比iAH,并说明轴A与轴H的转向是否相同。 [解]

4-1和4’-3’组成定轴轮系:

iA1

iA3

nAz341n1z436

zn38A3n3z422

1’-2-2’-3-H组成差动轮系:

H

i13

zzn1nH4018

23

n3nHz1z22430nA

1.15 H与A同向nH

因n1和n3,则用同号代入第三式得

iAH

第六章 间歇运动机构

6-1 在间歇运动机构中,怎样保证从动件在停歇时间确实静止不动?

[解]

采用止动构件或利用几何形状锁住。

6-2 常见的棘轮机构有哪几种?试述棘轮机构的工作特点。

[解]

常用类型:单动式、双动式;单向式、双向式;外啮合、内啮合;摩擦式等。

如图6-1,当摆杆1顺时针方向摆动时,棘爪2将插入

棘轮齿槽中,并带动棘轮顺时针方向转过一定的角度;当摆杆逆时针方向摆动时,棘爪在棘轮的齿背上滑过,这时棘轮不动。为防止棘轮倒转,机构中装有止回棘爪5,并用弹簧使止回爪与棘轮齿始终保持接触。这样,当白干1连续往复摆动时,就实现了棘轮的单向间歇运动。

6-3 槽轮机构有哪几种基本型式?槽轮机构的运动系数是如何定义的?

[解]

基本型式:外接式和内接式。

在一个运动循环内,槽轮运动时间tb与拨盘运动时间tj之比值kt称为运动特性系数。

6-4 试述凸轮间歇运动机构的工作原理及运动特点。

[解]工作原理:当凸轮转动时,通过其曲线沟槽(或凸脊)拨动从动盘上的圆柱销,使从动盘作间歇运动。

特点:优点是结构简单、运转可靠、转位精确,无需专门的定位装置,易实现工作对动程和动停比的要求。通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮 的轮廓曲线,可减小动载荷和避免冲击,以适应高速运转的要求。主要缺点是精确度要求较高,加工比较复杂,安装调整比较困难。

6-5 不完全齿轮机构与普通齿轮机构的啮合过程有何异同点? [解] 在不完全齿轮机构中,主动轮1连续转动,当轮齿进入啮

合时,从动轮2开始转动,当轮1上的轮耻退出啮合时,由于两轮的凸、凹锁止弧的定位作用,齿轮2可靠停歇,从而实现从动齿轮2的间歇转动。而普通齿轮啮合是连续的,从动轮的运动也是连续的。

6-6 设计一外啮合棘轮机构,已知棘轮的模数m=10mm,棘轮的最小转角max12,试设计该棘轮机构。 [解] 棘轮最小齿数 z

360

max

30

齿顶圆直径 D=mz=300mm 周节 P=m=10=7.5mm 齿槽夹角 60

齿项厚 h=0.75m=7.5mm 棘爪长度 L2P=62.8mm

6-7 某自动机床工作转台要求有6个工作位置,转台静止时完成加工工序,最长的工序时间为5s,原动机转动速度为720r/min,槽轮与拨盘之间的中心距a200mm,试设计此槽轮机构。 [解]

槽数 z=7 圆销数 z’=1 运动系数

kt

z(z2)1

 2z3

取中心距 a=160mm 圆销回转半径

r1asin

2

160

1

80mm 2

槽顶高

Lacos

2

160cos30138.6mm

取圆销半径 r=20mm

槽底高 hL(r1r)434.56mm 凸圆弧张开角 

11

2()240

z2

槽顶侧壁厚 e=6mm

第七章 机械的调速与平衡

7-1 什么是速度波动?为什么机械运转时会产生速度波动? [解]

机械主轴的角速度发生不断的变化称为间歇的速度波动。 机械在外力作用下运动,当驱动功大于阻力功时,出现盈功,

机械的动能将增加;当驱动功小于阻力功时,出现亏功,则使机械的动能减小。机械动能的变化使得机械主轴的角速度发生变化,从而形成机械运转的速度波动。

7-2 机械速度波动的类型有哪几种?分别用什么方法来调试? [解]

类型:周期性速度波动和非周期性波动。

周期性速度波动用飞轮来调节;非周期性波动用调速器来调节。

7-3 飞轮的作用有哪些?能否用飞轮来调节非周期性速度波动? [解]

飞轮不仅可以调节周期性波动,还有储能作用,可以克服短期过载。非周期性速度波动不能用飞轮来调节。 7-4 机械运转的不均匀程度用什么来表示?飞轮的转动惯量与不均匀系数有何关系? [解]

机械运转的不均匀程度用不均匀系数来表示。 关系:J

Wmax

2

m

7-5 机械平衡的目的是什么? [解]

目的:完全或部分地消除惯性力的影响,减小或消除附加的动压力,减轻有害的机械振动。

7-6 机械平衡有哪几类? [解]

机械平衡可以分为回转件的平衡和机构的平衡两类。 7-7刚性回转的动平衡和静平衡,而动平衡不仅是惯性力平衡,而且要惯性力矩也平衡。 [解]

静平衡条件:惯性力的合力等于零。 动平衡条件:惯性力的合力偶矩都等于零。 7-8 为什么要进行平衡试验平衡试验有哪几种? [解]

虽然经过平衡计算的回转件在理论上是完全平衡的,但由于制造和安装误差及材质不均匀等原因,还会存在不平衡现象,这种不平衡现象只能用试验的方法来进一步平衡。 平衡试验有静平衡试验和动平衡试验两种。

7-9 为什么设计一个刚性回转件时要确定它的不平衡量? [解]

回转件通过试验后可将不平衡惯性力以及其引起的动力效应减小到相当低的程度,但回转件一般不可能达到完全平衡。在实际工作中对回转见的平衡要求高是没有必要的,因此,设计时应该确定许用不平衡量。

7-10 有四个不平衡质量m1=3kg,m2=6kg,m3=7kg,m4=9kg,它们位于同一回转平面内,向径分别为r1=20mm、r2=12mm、r3=10mm、

r4=8mm,其夹角依次互为,如图所示。现要求在回转半径rb=10mm处加一平衡质量mb,试求mb的大小和方位。 [解]

X方向:

mbrbcosm1r1m3r332071010即 mbcos1

Y方向:

mbrbsinm2r2m4r4612980即 mbsin0则得 mb1kg,0

7-11 有一薄壁转盘质量为m,经静平衡试验测定其质心偏距为r,方向如图垂直向下。由于该回转面不允许安装平衡质量,只能在平面Ⅰ、Ⅱ上调整,求应加的平衡质径积及其方向。 [解]

在Ⅰ、Ⅱ面内加的质径积为mbrb和mbrb Ⅰ面

a

得 mbrbmr 与mr同向

b-a

M0 mra=mr(ba)

b

b

Ⅱ面

a

得 mbrbmr 与mr反向

b-a

7-12 图示A、B两根曲轴,曲拐在同一平面中,其质径,长度l1l2l3。试分析其平衡状态(不平衡、m1r1m2r2m3r3m4r静平衡、动平衡)

M0 mrb=mr(ba)

bb

B轴:平衡。(静平衡、动平衡)

7-13 高速水泵的凸轮轴由三个互相错开120的偏心轮组成。每一偏心轮的质量为0.4kg,其偏心距为12.7mm。设在校正平面A和B中各装一个平衡质量mA和mB使之平衡,其回转半径为10mm ,其它尺寸如图(单位为mm)试求的大小和位置。 [解]

将mA、mB、mc分解到A、B两平面,得

19040

mcmc230230115115

mDmD mDmD

23023040190

mEmE mEmE

230230

取OD为X轴建立坐标系,在平面A中mcmc

maracosAmcrccos120mDrDmErEcos240 =12.7(0.4 =0

19141()20.4())232232

marasinAmcrcsin1200mErEsin240

194(0.4(2323 =2.869kgmm =12.7(0.4

因sinA为负值,故ADA2702.869

0.2869kg10

因A、B两面对称,故mB0.2869kg mA 

DB

27090

第八章 带传动

8-1 V带传动为什么比平带传动承载能力大? [解]

因为V带安装在楔形面内,V带传动产生的摩擦大于平带传动产生的摩擦力,这种现象也称V带传动的楔面摩擦效应。另外,V带传动通常是多根带同时工作,所以V带传动与平带传动相比可以传递更大的功率。

8-2 传动带工作时有哪些应力?这些应力是如何分布的?最大应力点在何处? [解]

有拉应力,离心应力和弯曲应力三种应力。应力分布如图8-13。最大应力发生在紧边绕入小带轮处。

8-3 影响带传动承载能力的因素有哪些?如何提高带传动的承载能力? [解]

有摩擦系数、包角和初拉力。摩擦系数、包角和初拉力越大,带的承载能力越大。

8-4什么是弹性滑动?什么是打滑?在工作中弹性滑动和打滑是否都能避免?为什么? [解]

因材料的弹性变形而引起的带与带轮轮缘表面之间产生的相对滑动现象称为弹性滑动。

打滑是由于过载所引起的带在带轮上的全面滑动。打滑是可以避免的,而弹性华东是不可避免的。 8-5 带传动的失效形式有:①打滑;②疲劳破坏。

设计准则:保证带传动不发生打滑的前提下,充分发挥带传动的能力,使传动具有一定的疲劳强度和寿命。 8-6 为什么V带剖面的楔角为

32、34、3及6

38 ?

40

,而带轮的槽角则为

[解]

由于带在带轮上弯曲时要产生横向的楔角边小。

8-7 已知带传动的功率为7.5kW,平均带速为10ms1,紧边拉力是松边拉力的两倍,试求紧边拉力、有效工作拉力及初拉力。 [解]

FV10007.5

,F750N100010FF1F2F2

PF0F1F

1125N

则F12F1500N

8-8 一V带传动,已知两带轮的直径 分别为125mm和315mm,中心距为600mm,小带轮为主动,转速为1440rmin1。试求:(1)小带轮的包角;(2)带长;(3)不考虑带传动的弹性滑动时大带轮的转速;(4)滑动率为0.015时大带轮的实际转速。 [解]

D2D1

57.3161.85

aD2D1(D2D1)2

(2)L()2a1905.8mm

24a

D1125

(3)n2n11440571.4r/min

D2315(1)1180(4)n2n1

D1(1)

562.86r/minD2

8-9 设计一作减速传动的普通V带传动,每天工作8h,载荷较平稳,已知电动功率为5kW,电动机转速为1440rmin1,从动带轮的输出转速为650rmin1。 [解]

(1)确定计算功率PcaKAP5kw其中KA1(表83)

(2)选择带的型号为A型。(3)确定带轮的基准直径

由表8-4,取D190mm,设滑动率=0.02,得D2

n11440

D1(1)900.98195.4mmn2650

由表84,取D2200mm。

(4)验算带速D1n1901440v=6.78m/s

601000601000

在525m/s范围内,所以带速合适。(5)确定中心距和带的基准长度Ld初选中心距0450mm,符合

0.7(D1+D2)

由式(8-1)得带长

2

(D1-D2)3.14(20090)

L=2a0D1+D2)+2450(90200)1362mm

24a022450

由表82对工A型带选用基准长度Ld1400mm,然后计算实际中心距,由式(8-34)得

a=450+469mm

中心距变动范围:

amin4690.0151400448mmamax4690.0151400490mm(6)小带轮包角a1180180

D1-D2

57.3

a

20090

57.3166.5120

469

(7)确定带的根数z因D190mm,i

D2

3.62

D1(1)

n11440r/min,查表85得P01.07kw查表86得P00.17kw因1166.5查表87Ka0.958

因Ld1400mm,查表88得KL0.96

由式(8-37)得

pca5

z=4.38(P0+P0)KaKL(1.070.17)0.9580.96取z5根。(8)确定初拉力

查表81,q0.10kgm1,并由式(3-380得单根普通V带的处拉力为

500pca2.5F0(1)qv2

zvka50052.5(1)0.16.782

56.780.958123.3N

(9)计算压轴力

由式(8-39)得压轴力为

FQ2zF0sin(/2)25123.3sin(166.52)1224.5N(10)带传动的结构设计。略。

第九章 链传动

9-1 套筒滚子链的结构如何组成的,链的节距和排数对承载能力有何影响? [解]

套筒滚子链由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链斑5组成正比。

增大链节距p可提高承载能力。链传动的承载能力与链的排数成正比。

9-2 链传动工作时受有哪些力,这些力如何确定? [解]

有效圆周力、离心拉力和悬垂拉力。

9-3 分别写出链传动的平均传动比和瞬时传动比表达式。 [解]

平均传动比

in1z2

n2z1

1R2cosrd2cosr



2R1cosd1cos

瞬时传动比

i瞬时

9-4 链条节数一般取为偶数,链轮齿数一般取为奇数,其中有什么理由、[解] 节数为奇数时,要采用过渡链节,过渡链节有附加弯曲载荷。链轮 齿数为奇数,是为了使磨损均匀。 9-5 链传动为何小链轮的齿数不宜过少?而大链轮齿数又不宜过多?

[解] 链轮齿数过少时,多边形效应的影响严重,加剧了传动的

不均匀性,工作条件恶化,加速铰链的磨损。所以为了使传动平稳及减少动载荷,小链轮的齿数宜取多些。 链轮的齿数也不宜过多,过多将缩短链的使用寿命。因为

链节磨损后,套筒和滚子都被磨薄而且中心偏移,这时链与轮齿实际啮合的节距将增大,因而分度圆的直径也增大。链轮齿数越多,分度圆直径的增量就越大,所以链节越向外移,因而链从链轮上脱落下来的可能性也就越大,链的使用寿命也就越短,因此通常限制大链轮的齿数z2120。 9-6 一滚子链传动,链轮z1=23,z2=63,链条型号为08A,链长Lp=100节。试求连链轮的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径及中心距。 [解]

d1d2

P12.7

93.27

180180sin()sin()

1P

sin(180

2)12.7

sin(180

)254.79mm



z1z2P(L) P4212.7(10043)4352.6mm

9-7 设计一滚子链传动。已知电动机转速n1=960rmin1,试确定大、小链轮齿数、链条节距、传动中心距、链节数以及作用在链轮轴上的压力。 [解] 1. 选择链轮的齿数

设V=38ms1,由表9-5取小链齿轮数z1=67,所以大链轮数z2=iz1=3.221=67.2,取z2=67。 2.初步确定中心距 040p

3. 链条节数

LP22

a0z1z2Pz2z12

()P2a02

40p2167p67212

()125 P240P2取LP126。

4. 计算功率Pca

由表9-2查得KA=1.0,故有

PcaKAP1.044kW

5. 链条节距p

由式9-10得

P0

Pca

KzKLKP

估计此链传动工作于图9-11所以曲线的左侧,由表9-3

z21

Kz(1)1.04()1.041.11,

1919Lp1260.25

KL()0.25()1.06,

19100KP1.0,则有

4

3.4kW

1.111.061.0

由图911查得当n1960rmin1时,选用10A链条,节距p=15.875mm。P0

6.实际中心距

为便于张紧,将中心距设计成可调节的,所以不必计算实际中心距,可取

aa040p4015.875635mm

7.验算链速

由式(9-14),

v

n1z1p9602115.875

5.34ms1 6010060100

符合要求。 8.选择润滑方式

按p=15.875mm,v=5.34ms-1, 由图9-15查得应采用油浴或飞溅润滑。 9.计算压轴力FQ

由式(9-15),FQ=KQF,取KQ=1.15

4

749N

5.34

FQKQF1.15749861.4NF1000P/v100

10.链轮的结构设计 略。

第十章 联接

10-1 螺纹的主要类型有哪几种?如何合理地选用?

[解] 类型:矩形螺纹、三角螺纹(普通)、梯形螺纹和锯齿螺纹。

应用见表10-2

10-2 螺纹联接的种类有哪些?它们个用在何种场合?

[解] 类型:螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉连接。

选用见表10-4

10-3 螺纹的主要参数:(1)大径d(D)(2)小径d1(D1)(3)中径d2(D2);(4)螺距p;(5)导程s(6)螺纹升角;(7)牙型;(8)牙型斜角(9)螺纹牙的工作高度h。 螺距和导程的关系: s=np 单线时相等

10-4 螺纹联接常用的防松方法有哪几种?它们防松的原理是怎么样的?

[解] 方法:摩擦防松、机械防松、破坏纹副的防松。防松原

理都是防止螺旋副相对转动。

10-5受拉伸载荷作用的紧螺栓联接中,为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和? [解]

因为螺栓和被联接见都是弹性体。

10-6 螺纹副的效率与哪些因素有关?为什么多线罗纹多用于传动,普通三角螺纹主要用于联接,而梯形、矩形、锯齿形螺纹主要用语传动? [解]

与线数、螺距和当量摩擦角有关。

因数越多,效率越高。当量摩擦角v,在摩擦因数一顶的情况下,牙型斜角越大,则当量摩擦角v越大,效率越低,自锁性能越好,所以在螺旋传动中,为了提高效率,采用牙型斜角小的螺纹,如矩形螺纹、梯形螺旋传动中,为了提高效率,采用了提高自锁性能,应采用牙型斜角大的螺纹,如三角形螺纹。

10-7 螺纹副的自锁条件是什么? [解]

螺纹副的自锁条件为 v

10-8 如图10-40 所示为某机构上拉杆头用普通粗牙螺纹联接。

已知拉杆所受最大载荷Q=10kgN,载荷平稳拉杆杆头的材料为Q235,试确定拉杆螺纹直径。

[解]

松螺栓联接设计公式

d1

s

240

171.42MPa 1.4

Q235钢,表105,s240MPa

松螺纹设计公式

n则d18.62mm

由表103得选用M12的螺杆。

表106,



10-9 如图10-41所示为一螺栓联接,螺栓的个数为2,螺纹为M20,许用拉应力=160MPa。被联接件接合面的摩擦因数为0.2。若防滑系数取为.2,试计算该联接允许传递的静载荷FR。 [解]

每个螺栓的预紧力

Fd121.3

41.3

Fmf28910.520.2

外载荷FR9.6KN

K1.2

10-10 如图10-42所示千斤顶,其额定起重量Q=20KN,采用螺纹副用单线标准螺纹线T608(公称直径d=60mm,中径d2=56mm,螺距p=8mm,牙型角30),螺纹副中的摩擦因数f=0.1,若忽略不计支撑载荷的托杯与螺旋上部见的滚动摩擦阻力。试求(1)当操作者作用与手柄上的力为150 N时,举起额定载荷时作用点至螺旋轴线的距离l;(2)当力臂l不变时,下降额定载荷所需的力。

17.2942160

28910.5N

[解]

(1)tanfv

s80.045,2.6

d256

f0.1

0.1035tanv

coscos15

tan1fv5.9旋转螺母所需力矩TFt

d2d

Qtan()2209.25Nm22T

力臂l1.4m

F

(2)旋转螺母所需的力矩

d2d

Qtan()280.5Nm22

TFt手柄Ft

T

57.5N力方向相反l

10-11 图10-43所示为一差动螺旋机构,螺杆1与机架4固联,其螺纹为右旋,导程sA=4mm;螺母3相对机架4只能移动,不能转动;构件2沿箭头方向转动5圈,螺母3向左移动5mm。试求螺旋副的导程SB和旋向。 [解]

构件2按箭头方向转动5圈时,构件2向右移动 L2=5SA=20mm

螺母3向左移动L=5mm,L

副A旋向相同,皆为右旋。则

L

52SB-SA)=SB-SA)22

L

SB-SA1 SBSA15mm

5

第十一章 轴

11-1 轴按承载情况可分为哪三种轴?试从实际机器中举例说明其特点。 [解]

类型:心轴、转轴、传动轴。自行车前轴、滑轮轴都是心轴。机床主轴、齿轮轴是转轴。汽车中联接变速箱与后桥之间的轴是传动轴。

11-2 试述设计轴的一般步骤。 [解]

范文二:机械原理朱龙英习题解答 投稿:蒋购贮

机械原理习题解答

目 录

第1章 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„1

第2章 平面机构的结构分析„„„„„„„„„„3

第3章 平面连杆机构„„„„„„„„„„„„ 8

第4章 凸轮机构及其设计„„„„„„„„„„ 15

第5章 齿轮机构„„„„„„„„„„„„„„ 19

第6章 轮系及其设计„„„„„„„„„„„„ 26

第8章 机械运动力学方程„„„„„„„„„„ 32

第9章 平面机构的平衡„„„„„„„„„„„ 39

第一章 绪 论

一、补充题

1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征?机器通常由哪三部分组成?各部分的功能是什么?

2)、机器与机构有什么异同点? 3)、什么叫构件?什么叫零件?什么叫通用零件和专用零件?试各举二个实例。

4)、设计机器时应满足哪些基本要求?试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。

2、填空题 1)、机器或机构,都是由 2)、机器或机构的相对运动。

3)、机器可以用来完成有用的 。

叫做构件。

5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于 运动或 运动的形式。 6零件是机器的 单元。

7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的 8)传递给工作部分的 。

9) 的组合,叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。 ( ) 2)、机器的传动部分都是机构。 ( ) 3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。 ( )

4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。 ( )

5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。 ( )

6)、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。 ( )

7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。 ( )

2 填空题答案 1)、构件 2)、构件 3)、代替 机械功 4)、相对运动 5)、传递 转换 6)、运动 制造 7)、预定 终端 8)、中间环节 9)、确定 有用 构件

3判断题答案

1)、√ 2)、√ 3)、√ 4)、√ 5)、× 6)、√ 7)、√

第二章 机构的结构分析

2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。

解:

a)平面高副

b)空间低副

c)平面高副

2-8将图2-27中机构的结构图绘制成机构运动简图,标出原动件和机架,并计算其自由度。

解:

b)n=3,P=4 ,P=0, F=3×3-2×4=1 LH

c) n=3, PL=4 ,PH=0, F=3×3-2×4=1

2-9 试判断图2-28中所示各“机构”能否成为机构,并说明理由。

解:

a)n4 PL6 PH0

F34260 不是机构

修改后的机构

b)n3 PL4 PH1

F34260 不是机构

修改后的机构

c)n2 PL3 PH0

F32230 不是机构

修改后的机构

d)

n10 PL14 PH0

F3102142 是机构

2-10 计算图2-29中所示各机构的自由度,并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束,说明计算自由度应作何处理。 解:

a)

n=5, P=7 , L

有复合铰链:构件3和构件5; 构件3和构件1;

F=3n-2P=3×5-2×7=1 L

b) n=6, P=8, PH=1, 有局部自由度,L

有虚约束

F=3n-2PL-PH=3x6-2x8-1=1

d)

有虚约束,有复合铰链

n=5, PL=7, PH=0,

F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=1

e

) 有对称虚约束

n=5,P=7 LF=3n-2P=1 Lf)有对称虚约束

n=3,PL=3,PH=2 F=3n-2PL-PH=1

g) n=2,PL

=2,PH

=1, 束

h

)

n=3,PL

=4 有虚约有对称虚约束,

n=3,PL=4

F=3n-2PL =3×3-2×4=1 或者:

n=4,PL=5 PH=1,

F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1

2-12计算图2-30所示各机构的自由度,并在高副低代后,分析组成这些机构的基本杆组即杆组的级别。

解: a)

n=4, PL=5, PH=1 F=3n-2PL-PH=1 所以此机构为III级机构

b) n=3, PL=3, PH=2

F=3n-2PL-PH=1 c) n=4,PL=4,PH=3 F=3n-2PL-PH=1 d)

n=6, PL=8 ,PH=1 F=3n-2PL-PH=1 所以此机构为III级机构

2-13 说明图2-32所示的各机构的组成原理,并判别机构的级别和所含杆组的数目。对于图2-32f所示机构,当分别以构件1、3、7作为原动件时,机构的级别会有什么变化? a)

机构的级别:II

b)

机构的级别:II

f) 当分别以构件1、3、7作为原动件时 以构件1作为原动件时,

1作为原动件时,机构的级别II 3作为原动件时,

3作为原动件时,机构的级别:II

以构件以构件

以构件

以构件7作为原动件时,

杆组的级别:III

以构件7作为原动件时,机构的级别:III

2-14 绘制图2-33所示机构高副低代后的运动简图,计算机构的自由度。并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。

图2-33 机构示意图

机构高副低代后的运动简图

杆组的级别:III

所以,机构的级别:III

2-15 试分析图2-35所示刨床机构的组成,并判别机构的级别。若以构件4为原动件,则此机构为几级?

解:F=3n-2PL-PH=3×5-2×7=1

一、若以构件1为原动件,则此机构拆分的杆组是:

所以此机构为III级

二、若以构件4为原动件,则此机构拆分的杆组是:

所以此机构为II级

第三章 平面连杆机构

3-9图3-54所示平面铰链四杆运动链中,已知各构件长度分别为

lAB55mm,lBC40mm, lCD50mm,lAD25mm。

(1)判断该机构运动链中四个转动副的类型。

(2)取哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构。

(3)取哪个构件为机架可得到双曲柄机构。 (4)取哪个构件为机架可得到双摇杆机构

解:

平面连杆机构 LAB=55 LAD=25

LBC=40

LCD=50

LAB+LAD

(1) A、D整转副 B、C摆转副

(2)AB或CD为机架时,为曲柄摇杆机构 (3)AD为机架时,为双曲柄机构

(4)BC为机架时,为双摇杆机构

3-10 图3-57所示为一偏置曲柄滑块机构,试求杆AB 为曲柄的条件。若偏距e=0,则杆AB为曲柄的条件又如何?

解:主要分析能否通过极限位置,

a+e

3-11在图3-81所示的铰链四杆机构中,各杆件长度分别为l25mm,l40mm,l50mm,l55mm。

(1)若取AD为机架,求该机构的极位夹角θ,杆CD的最大摆角和最小传动角 (2)若取AB为机架,求该机构将演化为何种类型的机构?为什么?请说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副。

AB

BCCD

AD

min0

图3-58 铰链四杆机构

解:

由于25+55

≤lBC+lCD,

且以最短杆AB的邻边为机架。故该

铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。AB为曲柄。

1)以曲柄AB为主动件,作出摇杆CD的极限位置如图所示。

∴ AC1=lAB+lBC=40+25=65

AC2=lBC-lAB=40-25=15

(1)极位夹角θ:出现在AB与连杆BC重合位置

2

AC12AD2C1D2AC2AD2C2D2

arccos arccos

2AC1AD2AC2AD

652552502152552502

arccosarccos

2655521555

14.60

图1

行程速比系数K=(1800+θ)/(1800-θ)≈1.17

(2)求摇杆的最大摆角φ,从图1,摇杆的最大摆角φ: φ=∠B1DC1-∠B2DC2

C1D2AD2AC12C2D2AD2AC22

arccosarccos

2ADC1D2ADC2D502552652502552152

 

250552505560.830

(3)最小传动角γmin出现在AB与机架AD重合位置(分正向重合、反向重合)如图2。

分别求出1、2,再求最小传动角。

BC2CD2(ADAB)2

1arccos

2BCCD

402502(5525)2

arccos

24050

36.860

BC2CD2(ADAB)2

2arccos

2BCCD

402502(5525)2

arccos

24050

125.090

图2

曲柄处于AB1位置时,传动角γ1=1=36.860.

曲柄处于AB2位置时,传动角γ2=1800-2=54.900.

现比较的γ1、γ2大小,最小传动角取γ1、γ2中最小者. ∴γmin=36.860 2) 取AB为机架,即取最短杆为机架,该机构演化为双曲柄机构。因为在曲柄摇杆机构中取最短杆作为机架,其2个连架杆与机架相连的运动副A、B均为周转副。C、D两个转动副为摆转副。

3-15 图3-59所示为加热炉炉门的启闭状态,试设计一机构,使炉门能占有图示的两个位置。

图3-59 题3-15图

提示:把门看着是在连杆上,即两个活动铰链中心在门上,

同时把固定铰链中心装在炉子的外壁上。

3-16试设计一个如图3-60所示的平面铰链四杆机构。设已知其摇杆

B0B的长度lB0B75mm,行程速比系数K=1.5,机架A0B0的长度

lA0B0100mm,又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角45,试求

其曲柄的长度lAA和连杆的长度lAB。

图3-60 题3-16图

解:(符号与课本不太一致)

当行程速比系数K=1.5时,机构的极位夹角为

180

K11.51

18036 K11.51

即机构具有急回特性,过固定铰链点A作一条与已知直线AC1

成36的直线再与活动铰链点C的轨迹圆相交,交点就是活动铰链点

C的另一个极限位置。选定比例尺,作图,如下图所示。

由图可知,有两个交点,即有两组解。直接由图中量取AC70.84,AC25.75,AC169.88。故有两组解。

解一: 构件AB的长为

1

2

2

lAB

AC1AC270.8425.75

22.55mm22

lBC

件BC

AC1AC270.8425.75

48.3mm22

摇杆的摆角41 解二: 构件AB

lAB

AC2AC1169.8870.8449.52mm

22

长为

lBC

件BC长为

AC2AC1169.8870.84120.36mm

22

摇杆的摆角107

3-17 如图3-61所示,设已知破碎机的行程速比系数K =1.2,颚板长度l300mm,颚板

CD

摆角=35º,曲柄长度lAB=80 mm。求连杆的长度,并验算最小传动角是否在允许的范围内。

min

图3-61题3-17图

3-18 试设计一曲柄滑块机构,设已知滑块的行程速比系数K =1.5,滑块的冲程H =50 mm,偏距e =20 mm,并求其最大压力角?

解:行程速比系数K=1.5,则机构的极位夹角为

K11.51

18018036 K11.51

max

选定作图比例,先画出滑块的两个极限位置C1和C2,再分别过点C1、C2作与直线C1C2成9054的射线,两射线将于点O。以点O为圆心,OC2为半径作圆,再作一条与直线C1 C2相距为e20mm的直线,该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点A。作图过程如解题24图所示。

直接由图中量取AC25mm,AC

1

2

68mm

,所

曲柄AB的长度为l

连杆BC的长度为lBC

AB

AC2AC16825

21.5mm22

AC1AC26825

46.5mm 22

最大压力角,提示:出现在曲柄与导路垂直的时候。

3-19 图3-62所示为一牛头刨床的主传动机构,已知lAA75mm,

lBC100mm,行程速比系数K=2,刨头5的行程H=300mm。要求在

整个行程中,刨头5有较小的压力角,试设计此机构。

图3-62题3-19图

解:(符号与课本不太一致)

由题可得极位夹角θ=180×(k-1)/(k+1)=60.即摆杆BB的摆角为60.

o

oo

曲柄运动到与BB垂直,其摆杆BB分别处于

左右极限位置BB、BB.

01

2

已知:曲柄长度l=75

AA0

∴机架AB的长度l=75/sin(θ/2)

A0B0

=150mm

欲使其刨头的行程H=300mm,即C点运动的水平距离为300mm.

∴摆杆BB的长度l=H/2/sin(θ/

01

B0B1

2)=150/sin30o=300mm

为了使机构在运动过程中压力角较小,故取刨头5构件的导路在B3F的中点,且⊥

A0B0

B0B1

B0F =l×cos(θ/2)=150×3mm ∴刨头5构件离曲柄转动中心A点的距离

为:

lA0E

=l-l-(l-l)/2=300-150-

B0B3

A0B0

B0B3

B0F

(300-150×)/2 

H

3-22 有一曲柄摇杆机构,已知其摇杆长lBB420mm,摆角90,

摇杆在两极限位时与机架所成的夹角各为60和30,机构的行程速比系数K=1.5,设计此四杆机构,并验算最小传动角min。 解:180

k1

k1

36 按照课本的方法作图。

3-23 试求图3-65所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。

(a) (b) (c) (d) 图3-65题3-23图

提示:列出n个构件,画出n边形,同时结合三心定理。

(a)

P23(P13)

P34

P12

P14(P24)

绝对瞬心: P12 、P13 、P14;相对瞬心: P23 、P34 、P24。

(b)

P23(P24)

P12

P12

P13 、P14在过C点垂直于BC的无穷远处。

(c)

P24

P13

P12

P34

P14

(d)

3-24在图3-66所示的机构中,已知曲柄2顺时针方向匀速转动,角速度2100rad/s,试求在图示位置导杆4的角速度4的大小和方向。

图3-66题3-24图

解:

P12在A0 ,P14在B0 , P34在无穷远

n=4

k

n(n1)

2

6个 根据P24是的瞬心,两个构件在该点的绝对速度相等。

Vp24w2.LP24A0

Vp24w4.LP24P14错误!未指定书签。

第四章 凸轮机构

4-10 图4-40 所示为一尖端移动从动件盘凸轮机构从动件的运动线图。试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线,并指出在哪些位置会出现刚性冲击?哪些位置会出现柔性冲击?

根据关系式v

dsd

,a

dv

d

,补全后的从

动件位移、速度和加速度线图如上右图所

45

处加示。在运动的开始时点=0、以及

333

速度有限突变,所以在这些位置有柔性冲击;在=23和处速度有限突变,加速度无限突变,在理论上将会产生无穷大的惯性力,

所以在这些位置有刚性冲击。

4-13设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度顺时针转动,基圆半径r50mm,滚子半径r10mm,凸轮轴心偏于从动件轴线右侧,偏距e=10mm。从动件运动规律如下:当轮转过120时,从动件以简谐运动规律上升30mm;当凸轮接着转过30时从动件停歇不动;当凸轮再转过150时,从动件以等加减速运动返回原处;当凸轮转过一周中其余角度时,从动件又停歇不动。

b

r

反转法画图

4-6设计一对心移动平底从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径r50mm,从动件平底与导

b

路中心线垂直,凸轮顺时针等速转动。从动件运动规律如下:当凸轮转过120时,从动件以简谐运动规律上升30mm; 当凸轮再转过150时,从动件以简谐运动规律返回原处;当凸轮转过其余90时,从动件又停歇不动。

4-7在图4-43所示的凸轮机构中,已知摆杆BB在起始位置时垂直于AB,l40mm,l80mm,滚子半径r10mm,凸轮以等角速度顺时针转动。从动件运动规律如下:当凸轮再转过180时,从动件以摆线运动规律向上摆动30;当凸轮再转过150时,从动件以摆线运动规律返回物原来位置,当凸轮转过其余30时,从动件又停歇不动。

A0BB0B

r

4-15试用作图法求出图4-47所示凸轮机构中当凸轮从图示位置转过45后机构的压力角,并在图上标注出来。 反转法画图

4-16在图4-48所示的凸轮机构中,从动件的起始上升点均为C点。

1)试在图上标注出从C点接触时,凸轮转过的角度及从动件走过的位移。

2)标出在D点接触凸轮时机构的压力角a。 解:

a)图:

(1)作偏置圆

(2)过D点作偏置圆切线,得出所在位置

(3)作理论轮廓,作出两者交点B (4)得 s如图 (5)

'

b)图:

(1)以A0 为圆心, AA0为半径

画圆弧;

(2) 以B1 为圆心, AB为半径

画圆弧;交A1点;

(3)21

第五章 齿轮机构

5-11一渐开线在基圆半径r渐开线上向径r展角。

k

k

b

50mm的圆上发生。试求:

压力角ak和65mm的点k的曲率半径k、

解:

①cos

k

rbrk

k

arccos

50

39.765

②krbtgk50tg39.741.5mm ③ktgkk0.139弧度

5-12 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮

m5mm,20,z45,试分别求出分度圆、基圆、齿顶

圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。 解:

dmz545225mm

dbmzcos545cos20211.4mmdamz2ha*m545215235mm

分度圆20

基圆处 cos

b

rbrb

, 

b

0

齿顶圆处

cosa

rb211.40.899 ra235

a25.89

211.4

tg2038.5mm2211.4

brbtgbtg00mm

2211.4

arbtga

tg25.8951.3mm

2

rbtg

5-13 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m2mm,z

1

20,z245,试计算这对齿轮的分度圆直

径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。 解: 由m2mm,z

1

20,z245

d1mz140mmd2mz290mmhaha*m2mmhf(ha*c*)m2.5mmhhahf4.5cc*m0.5

da1m(z12ha*)44mmdf1m[z12(ha*c*)]31mmda1m(z22ha*)94mmdf2m[z22(ha*c*)]81mmdb1d1cos40cos2037.58mmdb2d2cos90cos2084.57mmpm6.28mmse

m

2

3.14mmrb1ra1

arccos

37.59

26.4942

aarccos

1

a

m

(z1z2)65mm2

5-14 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆,在什么条件下基圆大于齿根圆?什么条件下基圆小于齿根圆?

**

dd2hmz2(hc)m 解:根据: ffa

dbdcosmzcosmz2(ha*c*)mmzcos2(hac)z

1cos

m1,c*0.25

2(ha*c*)2(10.25)z41.45

1cos1cos

*

*

m1,c*0.35

2(ha*c*)2(10.35)z44.7

1cos1cos(2)m1如果齿数小于等于

41,基圆大

于齿根圆

m1

如果齿数大于42, 基圆小于

齿根圆

m1

如果齿数小于等于44,基圆

大于齿根圆

m1

如果齿数大于45, 基圆小于

齿根圆

5-15 现需要传动比i3的一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动,有三个压力角相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮,它们的齿数分别为z圆直径分别为d

a1

1

20,z2z360,齿顶

44mm,da2124mm,da3139.5mm,问哪

两个齿轮能用?中心距a等于多少?并用作图法求出它们的重合度 。

解:两个齿轮能用,是指能够正确啮合。根据

da1m(z12ha*)44mmm12

da2m(z12ha*)124mmm22

da3m(z32ha*)139.5mmm32.25

所以:齿轮1和齿轮2两个齿轮能用.

中心距am(z

2

1

z2)80mm

重合度

cosa1

rb140cos200.854 ra144

a131.32

cosa2

rb2120cos200.909 ra2124

a2

24.58

BBa

Pn

a

1''

z(tgtg)z(tgtg)1a12a22

120(tg31.32tg20)60(tg24.58tg20) 21.67

5-18 对z1=24、z2=96、m=4mm、=20。、h=1、

*

a

c*=0.25的标准安装的渐开线外啮合标准直齿圆柱齿

轮传动。因磨损严重,维修时拟利用大齿轮坯,将大齿轮加工成变位系数X2=-0.5的负变位齿轮。试求:

1)新配的小齿轮的变位系数X1。

2)大齿轮顶圆直径da2。

解:

①x1x20

x20.5

x10.5

②rf1r1(ha*c*)mx1m45

mra2arf1cm(z1z2)450.2541942

da2388mm*

5-20在图所示的同轴式渐开线圆柱齿轮减速器中,已知:z1=15、z2=53、z3=56、z4=14,两对齿轮传动

。的中心距a12’=a34’=70mm,各轮的m=2mm、=20、

h*

a=1、c=0.25。 *

(1)若两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮,试选择两对 50

范文三:黑龙江省《机械设计基础》专升本习题及答案 投稿:江忿怀

机械设计基础复习题(一)

Sunny smile

一、判断题:正确的打符号√,错误的打符号×

1.在实际生产中,有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( )

2. 机构具有确定的运动的条件是:原动件的个数等于机构的自由度数。 ( )

3.若力的作用线通过矩心,则力矩为零。 ( )

4.平面连杆机构中,连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( )

5.带传动中,打滑现象是不可避免的。 ( )

6.在平面连杆机构中,连杆与曲柄是同时存在的,即只要有连杆就一定有曲柄。

( )

7.标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( )

8.平键的工作面是两个侧面。 ( )

9.连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算,以控制工作温度。 ( )

10.螺纹中径是螺纹的公称直径。( )

11.刚体受三个力作用处于平衡时,这三个力的作用线必交于一点。( )

12.在运动副中,高副是点接触,低副是线接触。 ( )

13.曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时,均有两个死点位置。 ( )

14.加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( )

15.渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( )

16.周转轮系的自由度一定为1。 ( )

17.将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( )

18.代号为6205的滚动轴承,其内径为25mm。 ( )

19.在V带传动中,限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( )

20.利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( )

二、填空题

1.直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是

2.螺杆相对于螺母转过一周时,它们沿轴线方向相对移动的距离称为

3.在V带传动设计中,为了限制带的弯曲应力,应对带轮的

加以限制。

4.硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到,热处理后需要

5.要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动,可用

6.轴上零件的轴向固定方法有

7.常用的滑动轴承材料分为

8.齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为

9.凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类,可分为直动从动件凸轮机构

和 凸轮机构。

10.带传动的主要失效形式是

11.蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋

向 。闭式蜗杆传动必须进行 以控制油温。

12.软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造,其中大齿轮一般经处理,

而小齿轮采用 处理。

13.若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动,可用

14.只传递扭矩而不受弯矩的轴称为,同时承受扭矩和弯矩的轴称

为 。

15.滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为

三、单项选择题

1.作用在刚体上的二力平衡条件是( )。

A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上

B.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上

C.大小相等、方向相同、作用钱相同、作用在同一刚体上

D.大小相等、方向相反、作用点相同

2.下列机构中,不属于间歇机构的是 ( )。

A.棘轮机构 B.槽轮机构

C.齿轮机构 D.不完全齿轮机构

3. A,B、C点分别作用 10kN、40kN,30 kN的力,方向如图1所示,则 1-1截面和 2-2截面的轴力为( )。

A.10KN,-30KN B.-10KN,30KN

C.-10KN,40KN D.10KN,

-40KN

图1

4.在铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,为了获得双曲柄机构,其机架应取( )。

A.最短杆 B.最短杆的相邻杆

C.最短杆的相对杆 D.任何一杆

5.在轮系中加入惰轮可改变轮系的( )。

A.传动比 B.转向

C.转向和传动比

6.两轴在空间交错90º的传动,如已知传动比较大,则宜选用( )。

A.直齿圆柱齿轮传动 B.斜齿圆柱齿轮传动

C.圆锥齿轮传动 D.蜗轮蜗杆传动

7.同一轴段上若采用两个平键时,一般设在( )的位置。

A.同一母线 B.相隔90º

C.相隔120º D.相隔180º

8.带传动设计时,若传动中心距取值过大,则使( )。

A.传动结构不紧凑 B.带传动的传递功率降低

C.带传动易发生打滑 D.带传动的疲劳强度降低

9.力F使物体绕点O转动的效果,取决于下列因素( )。

A.力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向

B.力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向

C.力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转动的方向

D.仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小,与转动方向无关

10.机器与机构的区别在于 ( )。

A.是否由各种零件经装配而成的组合体

B.它们各部分之间是否有确定的相对运动

C.在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换

11.平面四杆机构无急回特性时,行程速比系数( )。

A.大于1 B.小于1

C.等于1

12.一对齿轮啮合时,两轮的( )始终相切。

A.节圆 B.分度圆

C.基圆 D.齿根圆

13.带传动的弹性滑动现象是由于( )而引起的。

A.带的弹性变形 B.带与带轮的摩擦系数过小

C.初拉力达不到规定值 D.带型选择不当

14.键的截面尺寸b×h主要是根据( )来选择。

A.传递转矩的大小 B.传递功率的大小

C.轮毂的长度 D.轴的直径

15.采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,在需要经常装拆的情况下宜采用

( )。

A.螺栓联接 B.紧定螺钉联接

C.螺钉联接 D.双头螺柱联接

16.当两轴距离较远时,且要求传动比准确,宜采用( )。

A.带传动 B.一对齿轮传动

C.轮系传动 D.槽轮传动

四、指出图2中轴结构不合理之处,并作简要说明

图2

五、计算题

1.计算图3所示机构的自由度

图3

2.计算图4所示机构的自由度,并判断机构是否具有确定的运动

图4

3.一渐开线标准直齿圆柱齿轮,已知齿数Z=25,模数m=4mm,压力角α=20º,ha*=1,c*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径和分度圆齿厚

4.如图5所示轮系中各齿轮齿数:Z1= Z2= 20,Z3= 60,Z3’= Z4’= 20,Z4= Z5= 40试求传动比i14和i15,并判断n5相对n1的转向

图5

5.圆截面简支梁如图6所示,已知F=1KN,试求:

(1)梁A、B端的约束反力

(2)计算弯矩,并画出弯矩图

(3)若梁直径d=40mm,求梁的最大应力

图6

6.求图7所示梁支座的约束反力。已知F=2KN

图7

机械设计基础复习题(1)答案

一、 判断题:

1、√ 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、×

7、√ 8、√ 9、√ 10、×

11、√ 12、× 13、× 14、√ 15、× 16、×

17、√ 18、√ 19、√ 20、√

二、选择题:

1、B 2、C 3、A 4、A 5、B 6、D

7、D 8、A

9、C 10、C 11、C 12、A 13、A 14、D

15、D 16、C

三、填空题

1、模数 压力角

2、导程

3、最小直径

4、低碳合金钢 磨齿

5、槽轮

6、轴肩 轴环 套筒 圆螺母 弹性挡圈 轴端挡圈 紧定螺钉 圆锥面

(答中其中4个即可)

7、金属材料 多孔质金属材料 非金属材料

8、仿形法 范成法

9、摆动从动件

10、打滑 疲劳破坏

11、相等 相同 热平衡计算

12、正火 调质

13、棘轮

14、传动轴 转轴

15、轴瓦

四、指出图中轴结构不合理之处,并作简要说明

解答:图中有6个错误。

1、左侧轴承拆卸困难,轴颈靠轴肩处应有砂轮越程槽

2、轴头太长,轮毂无法轴向固定

3、套筒左端面应与轮毂右端面接触,套筒右端面太高,右侧轴承拆卸困

4、应有退刀槽

5、螺纹无法加工

6、两键槽应布置在同一母线上

五、计算题

1、解

活动构件数 n=5

低副数 PL=6

高副数 PH=2

机构自由度数 F=3n-2 PL-PH =3×5-2×6-2=1

2、解

活动构件数 n=7

低副数 PL=10

高副数 PH=0

机构自由度数 F=3n-2 PL-PH=3×7-2×10-0=1

机构自由度数与原动件数目相同,故机构有确定的运动。

3、解

分度圆直径d=mz=4x25=100mm

齿顶圆直径da=m(z+2 ha*)=4x(25+2x1)=108mm

齿根圆直径df=m(z-2 ha*-2 c*)=4x(25-2x1-2x0.25)=90mm

基圆直径db=dcosα=100xcos20º=93.97mm

分度圆齿厚s=3.14xm/2=6.28mm

4、

轮系传动比计算:

解:i14= Z3 Z4/ Z1 Z3’=60X40/20X20=6

i15= Z3 Z4 Z5/ Z1 Z3’ Z4’= i14 i15=6X40/20=12

n5转向与n1的相反。

5、解

弯矩图

(1) 约束力计算

(2)计算弯矩

(3)最大应力

3、

解:(1)画出约束反力

(2)求FB

(3)求FAX

(4)求FAY

机械设计基础复习题(2)

一、填空题

1. 两构件通过或

2. 满足曲柄存在条件的铰链四杆机构,取与最短杆相邻的杆为机架时,为机构,取最短杆为机架时,为 机构。

3. 在凸轮机构中,常见的从动件运动规律为击。

4. 直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取载荷由 对齿轮承担。

5. 为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合,它们的

别相等。

6. 两齿数不等的一对齿轮传动,其弯曲应力许用弯曲应力 等。

7. V带传动的主要失效形式是和。

8. 在设计V带传动时,V带的型号是根据和选取的。

9. 链传动中的节距越大,链条中各零件尺寸,链传动的运动不均匀性 。

10. 工作时只受不承受

二、选择题

1. 渐开线标准齿轮的根切现象发生在( )。

A. 模数较大时 B. 模数较小时

C. 齿数较少时 D. 齿数较多时

2. 在下列四种型号的滚动轴承中,( )必须成对使用。

A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承

C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承

3. 在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸 收振动的是( )。

A. 凸缘联轴器 B. 齿式联轴器

C. 万向联轴器 D. 弹性套柱销联轴器

4. 在铰链四杆机构中,机构的传动角和压力角的关系是( )。

A.  B. 900 C.900 D. 1800

5. 对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是( )。

A. 拉力 B. 扭矩 C. 压力 D. 拉力和扭矩

三、判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)

1. 在铰链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双曲柄机构。 ( )

2. 在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。 ( )

3. 在平键联接中,平键的两侧面是工作面。 ( )

4. 斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 ( )

5. 带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 ( )

6. 转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 ( )

7. 向心推力轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。 ( )

8. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 ( )

四、问答题

1. 试述齿廓啮合基本定律。

2. 试述螺纹联接防松的方法。

3. 试分析影响带传动承载能力的因素。

五、分析判断题

1. 在铰链四杆机构中,已知lAB150mm,lBC350mm,lCD320mm,lAD400

mm,试判断该机构的类型,并给出判断依据。

题五、1图

2. 如图所示为二级斜齿圆柱齿轮传动,Ⅰ轴为输入轴,已知小齿轮1的转向n1和

齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分,试

确定斜齿轮3的轮齿旋向,并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力Ft2、Ft3和轴

向力Fa2、Fa3的方向。

题五、2图

六、计算题

1. 计算下列机构的自由度,并指出存在的复合铰链、虚约束或局部自由度

题六、1图

2. 已知轮系如2图所示中,Z125、Z250、Z5Z620、Z340,Z480,

n1900r/min,且顺时针转动。求杆系H的转速和回转方向。

题六、2图

3. 如图所示的压力容器,容器盖与缸体用6个普通螺栓联接,缸内压强

p2N/mm2,缸径D150mm,根据联接的紧密性要求,每个螺栓的残余预紧

力F″=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限

s300N/mm2,试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径d1。

题六、3图

七、结构题

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,编写

序号列出图中的各设计错误,并指出设计错误的原因。(注:不必改正)

题七图

机械设计基础复习题(2)答案

一、填空题

1.点 线 2.曲柄摇杆,双曲柄 3.匀速 刚性 4.节线 一对 5.模数m 压力

角 6.相等 不相等 7.打滑 疲劳断裂 8.计算功率Pc 小轮转速n1 9.

越大? 增大 10.弯矩 转矩

二、选择题

C B D B D

三、判断题

× × √ × × × × √

四、问答题

1.所谓齿廓啮合基本定律是指:作平面啮合的一对齿廓,它们的瞬时接触点的公

法线,必于两齿轮的连心线交于相应的节点C,该节点将齿轮的连心线所分的两

个线段的与齿轮的角速成反比。

2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防

松。

摩擦防松有:弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母

机械防松有:开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝

破坏螺纹副防松有:冲点法、端焊法、黏结法。

3.初拉力F0、包角a 、摩擦系数f 、带的单位长度质量q 、速度v 。

五、分析判断题

1.解:此四杆机构的四杆满足杆长和条件

Lab+Lad≤ Lbc+Lcd

且由题已知机构以最短杆的邻边为机架,故此机构为曲柄摇杆机构

2.解:

1)3齿轮为右旋

2)受力方向如图

六、计算题

1. a)解:F=3n-2PL-Ph=3×5-2×7-0=1

此题中存在复合铰链,5个构件组成复合铰链,共有4个低副

b)解:F=3n-2PL-Ph=3×4-2×5-1=1

此题中滚子为局部自由度

2. 解:由题意的得,5-3-6-4组成行星轮系

i54H=n5-nH/n4-nH =-Z3×Z4/Z5×Z6

因为1-2-5组成定轴轮系

i12=n1/n2=n1/n5=Z2/Z1

所以n5=450r/min

把n4=0及n5=450r/min代入上式

nH=5.55r/min

这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致

3.解:

、单个螺栓的Q=Q+F=2.6F

QZ=SPA

2.6F×6=2×3.14×D2/4

得F=2264.4N

[σ]=300/2=150N/mm

所以d1由公式得,d1=15.81mm

取螺栓的直径为16mm

七.结构题

1.无垫片,无法调整轴承的游系

2.轴肩过高,无法拆卸轴承

3.齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,但无挡油盘

4.轴套长度应小于轮毂的长度

5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮(过定位)

7.套筒应低于轴承外圈

8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件,且与轴间不应接触,应有间隙。

9.连轴器无轴向固点,且与端盖间隙太小,易接触

10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。

机械设计基础复习题(3)及答案

一 、填空

1

2凸轮。

3、 V

4、齿轮的加工方法很多,按其加工原理的不同,可分为

5、平面四杆机构中,若各杆长度分别为a=30,b=50,c=80,d=90,当以a为机

架,则该四杆机构为 双曲柄机构。

6

7、被联接件受横向外力时,如采用普通螺纹联接,则螺栓可能失效的形式为__

拉断 。

二、单项选择题

1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的

A 分度圆 B 基圆 C 节圆 D 齿根圆

2、一般来说,

A 滚子轴承 B 球轴承 C 向心轴承 D 推力轴承

3、四杆机构处于死点时,其传动角γ为

A 0° B 90° C γ>90° D 0°

4、一个齿轮上的圆有。

A 齿顶圆和齿根圆 B 齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆

C 齿顶圆,分度圆,基圆,节圆,齿根圆 D 分度圆,基圆

5、如图所示低碳钢的曲线,,根据变形发生的特点,在塑性变形阶段的强

化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。

A oab

B bc

C cd

D de

6、力是具有大小和方向的物理量,所以力是 。

A 刚体 B 数量 C 变形体 D 矢量

7、当两轴距离较远,且要求传动比准确,宜采用。

A 带传动 B 一对齿轮传动 C 轮系传动 D 螺纹传动

8、在齿轮运转时,若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动,

则轮系称为 A 。

A 行星齿轮系 B 定轴齿轮系 C 定轴线轮系 D 太阳齿轮系

9、螺纹的

A 大径 B 小径 C 中径 D 半径

10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为。

A 齿轮线 B 齿廓线 C 渐开线 D 共轭齿廓

11、在摩擦带传动中可避免的。

A 带的打滑 B 带的弹性滑动 C 带的老化 D 带的磨损

12、金属抵抗变形的能力,称为

A 硬度 B 塑性 C 强度 D 刚度

13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是

A转动副 B 高副 C 移动副 D 可能是高副也可能是低副

14、最常用的传动螺纹类型是。

A 普通螺纹 B 矩形螺纹 C 梯形螺纹 D 锯齿形螺纹

15、与作用点无关的矢量是

A 作用力 B 力矩 C 力偶 D 力偶矩

16、有两杆,一为圆截面,一为正方形截面,若两杆材料,横截面积及所受载荷

相同,长度不同,则两杆的 C 不同。

A 轴向正应力 B 轴向线应变 C 轴向伸长△l D 横向线应变

17、作用于某一物体同一点上的两个力,F1=5N,F2=12N。当两个力的夹角为 7N。

A 300 B 600 C 900 D 1800

18、为使移动后的作用力与原作用力等效,应附加一。

A 作用力 B 力矩 C 力偶 D 平衡力系

19、阶梯轴应用最广的主要原因是。

A 便于零件装拆和固定 B 制造工艺性好 C 传递载荷大 D 疲劳

强度高

20、使渐开线齿廓得以广泛应用的主要原因之一是。

A 中心距可分性 B 齿轮啮合重合度大于1

C 啮合角为一定值 D啮合线过两齿轮基圆公切线

21、V带传动属于

A 电传动 B 摩擦传动 C 液压传动 D 啮合传动

22、由力的可传性原理可知,力对刚体的作用效果不取决于力的。

A 作用线 B 方向 C 作用点 D 大小

23、普通V带按截面尺寸由小到大分为七种。

A G F C D E B A B E B C B A Z Y

C A B C D E F G D Y Z A B C D E

24、闭式传动软齿面齿轮的主要失效形式是。

A 齿面胶合 B 齿面点蚀 C 齿根折断 D 齿面磨损

25、一对啮合传动齿轮的材料应

A 小齿轮材料力学性能略好 B 相同

C 大、小齿轮材料不同 D 大齿轮材料力学性能略好

26、载荷中等冲击,频繁启动和正反转、两轴对中不准确的情况下,联结两轴宜

选用 C 联轴器。

A 刚性固定式 B 刚性补偿式 C 弹性 D 安全

27、凸轮机构的从动件作等加速等减速运动规律,对机构造成。

A 刚性冲击 B 柔性冲击 C 无冲击 D 内冲击

28、材料相同、横截面面积相等的两拉杆,一为圆形截面,另一为方形截面,在

相同拉力作用下,两拉杆横截面上的应力 A 。

A 相等 B 圆杆大于方杆 C 方杆大于圆杆 D 长杆大于短杆

29、齿轮正变位可以。

A 提高齿轮传动的重合度 B 提高从动齿轮转速

C 改变齿廓形状 D 提高其承载能力

30、一对齿轮连续传动的条件是

A 模数相等 B 重合度大于1 C 压力角相等 D 传动比恒定

31、在曲柄摇杆机构中,当曲柄为原动件,摇杆为从动件时,可将。

A 转动变为往复移动 B 连续转动变为往复摆动

C 往复移动变为转动 D 往复摆动变为连续转动

32、组成凸轮机构的基本构件有

A 3个 B 2个 C 5个 D 4个

33、如图所示该机构是

A.平底移动从动件盘形凸轮机构

B.曲柄滑块机构

C.滚子直动从动件盘形凸轮机构

D.偏心轮机构

34、如图所示凸轮机构的推程运动角是

A.120°

B.110°

C.70°

D.40°

35、理论上,标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数是 。

A Zmin=14 B Zmin=24 C Zmin=17 D Zmin=21

36、确定平行轴定轴轮系传动比符号的方法为。

A 只可用(-1)m确定 B 只可用画箭头方法确定

C 既可用 (-1)m确定也可用画箭头方法确定 D 用画箭头方法确定

37、凸轮机构中从动件的推程采用等速运动规律时,在会发生刚性冲击。

A 推程的全过程 B 推程开始瞬时 C 远休止时 D 推程的中点

38、一圆轴用低碳钢材料制作,若抗扭强度不够,则对于提高其强度较

为有效。

A 改用合金钢材料 B 改用铸铁

C 增加圆轴直径,且改用空心圆截面 D 减小轴的长度

39、如图所示凸轮机构中,

A 图a

B 图b

C 图c

40、带传动采用张紧轮的目的是

A 调整带的张紧力 B 提高带的寿命

C 减轻带的弹性滑动 D 提高带的承载能力

三、判断题(每题0.5分,共10分)

( √ )1、齿轮传动的标准安装是指 :分度圆与节圆重合 。

( √ )2、滚动轴承代号“6215”的含义是 深沟球轴承, 直径系列2 ,内径

75mm。

( × )3、键联接的主要用途是:轴向固定。

( × )4、渐开线齿廓形状取决于分度圆直径大小。

( √ )5、标准滚动轴承的组成:内圈、外圈、滚动体、保持架。

( × )6、采用合金钢能提高轴的刚度。

( √ )7、工程中常以最大单位长度扭转角不得超过许可的单位长度扭转角作

为圆轴扭转时的刚度条件。

( × )8、按轴的受载情况可分为:传动轴、心轴、正轴。

( √ )9、带在工作时产生弹性滑动,是由于带的紧边与松边拉力不等。

( × )10、传动轴是既传递扭矩又承受弯矩的轴。

( × )11、按照有关标准就能选用的零部件,称为标准件,如螺栓、螺母、轴

承、齿轮、内燃机的曲轴等。

( √ )12、力偶对刚体的转动效应与它在作用面内的位置无关。

( × )13、运动副是联接,联接也是运动副。

( × )14、物体的平衡就是指物体静止不动。 ( × )15、铰链四杆机构根据各杆的长度,即可判断其类型。

( √ )16、柔性约束只能承受拉力,而不能承受压力。

( × )17、点在某瞬时的速度为零,那么该瞬时点的加速度也为零。

( × )18、由于移动副是构成面接触的运动副,故移动副是平面高副。

( × )19、齿轮啮合传动时留有顶隙是为了防止齿轮根切。

( × )20、一对标准齿轮啮合,其啮合角必然等于压力角。

四、综合题

1、图示轮系,已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2(右),当a轴旋转100

圈时,b轴转4.5圈,求Z4

i16=(20×25×Z4)/(18×25×2)=100/4.5 Z4=40

2、截面杆受力如图,P=20kN。A1=400mm2,A2=300mm2,A3=200mm2。材料的

E=200GPa。试求:(1)绘出杆的轴力图;(2) 计算杆内各段横截面上的正应力;

(3)计算杆最右端的位移。

解:(1)杆的轴力图如图所示,各段的轴力

N110kN,N240kN,N310kN

FN

(2) 各段横截面上的正应力为

1N1A1

N2

A2

N3

A3101040010362.510Pa25MPa 724010300101010200103613.310Pa133MPa 7363510Pa50MPa 7

(3)A端的位移为

SAl1l2l3

40100.4

2001030010963N1l1EA1N2l2EA29N3l3EA3310100.320010400106963 10100.420010200102.04104m0.204mm

3、梁AB一端固定、一端自由,如图5.3所示。梁上作用有均布载荷,载荷集度为q=1 0kN/m。在梁的自由端还受有集中力F=30kN和力偶矩为M=10kN·m作用,梁的长度为L=1m,试求固定端A处的约束反力。

(1)取梁AB为研究对象并画出受力图,如图所示。

(2)列平衡方程并求解。注意均布载荷集度是单位长度上受的力,均布载荷简化结果为一合力,其大小等于q与均布载荷作用段长度的乘积,合力作用点在均布载荷作用段的中点。

∑Fx=0,XA=0

∑Fy=0,YA-ql-F=0

∑MA(F)=0,MA-ql×l/2-F1-M=0

解得

XA=0

YA=ql+F=40KN

2MA=ql/2+F1+M=45 kN·

m

图5.3 悬臂粱受力分析

4、已知:一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=200,Z1=25,Z2=50。(10分) 求(1)如果n1=960r/min,n2=?

(2)中心距a=?

(3)齿距p=?

答:n2=480 a=75 p=6.28

范文四:机械设计答案 投稿:张床庋

1、 名义载荷定义:根据齿轮传动的额定功率和转速,得到的载荷为名义载荷。

2、 计算载荷定义:对名义载荷进行修正得到计算载荷。

3、 在静应力作用下,当应力不超过弹性极限时,零件产生弹性变形;否则可能产生塑性变

形。

4、 下列连接为不可拆连接的是 铆接。

6、过盈配合连接通常用作轴与毂的连接。

7、V带的最大应力点在带开始绕上小带轮处

9、轮齿折断一般发生的位置,为防止轮齿折断,应进行齿根弯曲疲劳强度计算

10、在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值相等

11、带传动在工作时产生弹性滑动原因: 带的紧边与松边拉力不等

12、各种型号的滚动轴承能承受的载荷方向:N000圆柱滚子轴承只承受径向载荷,51000推

力球轴承只承受轴向载荷

13、各种型号的滚动轴承的精度等级大小排列顺序:2 4 5 6 0(最低)

14、提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法: 增加蜗杆头数Z1

15、滚子链传动中,链节数应尽量避免采用奇数的原因:过渡链节的链板要承受附加弯矩的

作用。

16、各种螺纹的自锁性能:螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角

17、刚性联轴器:凸缘联轴器。挠性联轴器:滑块联轴器,弹性柱销联轴器

18、普通平键接联采用两个键时的布置:相隔180°布置

19、为了避免齿轮的常见失效形式,要求齿轮材料的性能:齿面要硬,齿芯要韧

23、由于蜗杆传动一般效率较低,发热量较大,故此必须进行热平衡计算。

24、蜗杆传动中心距与直径的公式:a=1/2(d1+d2)=1/2(q+z2)m

25、普通螺栓连接被连接件是受横向工作拉力和轴向工作拉力时,螺栓上受力方向。 26 、因为普通螺纹连接必须考虑防松的原因:为了防止连接松脱,保证连接安全可靠

27、计算蜗杆传动的传动比的公式为 :i=z2/z1=d2/( d1tg(r))

28、齿轮啮合时,啮合点的接触应力计算值相同。两轮齿根弯曲应力计算值不相同。

31、用双键时的布置:相隔180°

32、按照所受载荷分类,轴的分类。

心轴:只承受弯矩,不传递扭矩;

传动轴:只传递扭矩,不承受弯矩;

转轴:既承受弯矩,又传递扭矩。

33、如何提高轴的刚度:合理布置轴上零件、改进轴上零件结构、改进轴的结构

34、圆柱螺旋拉伸弹簧在自由状态弹簧丝各圈之间不需保留间距,有无预应力有何不同:

节省轴向的工作空间。

35、旋绕比C与弹簧刚度kF关系:C越大,kF越小

37、对于径向轴承,B/d的大小,对滑动轴承的影响:宽径比小,提高运转稳定性,降低温

升,承载能力低。

38、验算径向滑动轴承的p、pv、v的目的:P保证润滑强度、PV限制轴承的温升、V限制加速磨损

39、带传动与链传动均通过挠性件传动,可以用于大中心距传动,需要张紧。

40、带传动与链传动均通过挠性件传动,传动比不恒定的原因:带的弹性滑动、链的多边形效应

21、各种键连接的工作面:平键,两侧面。半圆键,两侧面。楔键,上下表面。切向键上下表面

30、各种键联接应用场合: 普通平键,薄型平键静连接。导向平键滑键动连接。半圆键静连接。

20、普通平键的截面尺寸如何确定:轴的直径

42、轮齿同侧齿面啮合次数j如何确定:齿轮的啮合对数

41、渐开线圆柱齿轮主要失效形式的发生未知,原因

5、 静载荷作用下轴承固定外圈某点处所受应力为。

8、 带传动一周过程中,带所受3种应力的大小的变化

36、设计圆柱螺旋弹簧时,其弹簧直径d、工作圈数n的确定条件。

范文五:机械设计答案 投稿:叶爸爹

第四章

12

15

原图分析

解答过程:

16

机构草图:

由于简单原因就不细画出来,但注意12个螺栓要均匀分布,画工程图的基本要求也要注意。 19.

(a)普通螺栓连接

(b)螺钉连接

(c)双头螺栓连接

(d)紧定螺钉连接

第八章

1.常见的齿轮传动失效有哪些形式?在不改变材料和尺寸的情况下,如何提高轮齿的抗折断能力?

答:齿轮的常见失效为:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。

在不改变材料和尺寸的情况下,可采取如下措施:1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。

3.闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同?

答:闭式齿轮传动:主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。

开式齿轮传动:主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损,磨损尚无完善的计算方法,故目前只进行弯曲疲劳强度计算,用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。

4. 硬齿面与软齿面如何划分?其热处理方式有何不同?

答:软齿面:HB≤350,软齿面热处理一般为调质或正火;硬齿面:HB>350,而硬齿面则是正火或调质后切齿,再经表面硬化处理。

10.采用受力简图的平面图表示方法标出图8-21所示给的两幅图中各齿轮的受力。

12.

受力图如下:

第九章

9.解:

10.解:

11.答:(1)蜗杆为左旋 (2)z3为左旋,z4为右旋 (3)图:

第十二章

3.滑动轴承的主要失效形式有哪些?

答:磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等。

4. 对轴承材料的性能要求?

答:良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性,良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性,足够的强度和抗腐蚀能力,良好的导热性、工艺性、经济性等。

5. 不完全液体润滑滑动轴承需进行的计算及含义。 答:(1)限制轴承的平均压力P,以免工作面间的润滑剂被挤出;(2)限制平均压力与滑动速度之积PV,避免轴承摩擦发热,使润滑条件恶化;(3)限制滑动速度V,避免磨损太快。 12.

13.解:查附表12-1 ZCuAl10Fe3 [p]=15MPa. [v]=4m/s. [pv]=12MPa.m/s (1).当n1=60r/min时,v1=πd n1/60×1000=0.628 m/s<[v] 当轴承的表面压强取到最大许用压强时. [p]v1=15×0.628MPa.m/s=9.24MPa.m/s<[pv]

∴由p=F1/dB≤[p].得:F1≤dB[p]=200×250×15=750 KN.

(2)当n2=100r/min时,v2=πd n2/60×1000=(π×200×100)/60×1000=1.047m/s<[v] [p]v2=15×1.047=15.705>[pv] . ∴p不能取15MPa. P2=[pv]/v2=12/1.047=11.46 MPa

∴F2≤dBp2=200×250×11.46=573 KN Fmax=573 KN

(3).当n3=500r/min时,v3=πd n3/60×1000=(π×200×500)/60×1000=5.23m/s>[v]. 不满足.

第十三章

1.滚动轴承型号3303p6:圆锥滚子轴承 直径中系列 内径尺寸d=17mm 公差精度等级p6级

滚动轴承型号73212:角接触轴承 直径轻系列 内径尺寸d=60mm 公差精度等级0级

2.型号6210 深沟球轴承 50mm 公差等级0级 游隙组别0组 型号N2218 圆柱滚子轴承 90mm 公差等级0级 游隙组别0组 型号7020AC 角接触轴承 100mm 公差等级0级 游隙组别0组 型号32307/p5 圆锥棍子轴承 35mm 公差等级p5级 游隙组别0组 3 .

(1)用来承受径向载荷的轴承,深沟球轴承60000

特点:①点接触,f小,所以允许转速高,但承受冲击载荷的能力差: ②主要承受径向力,能承受一定轴向力;

③结构简单,成本低,适用于刚性较大和转速高的轴。 圆柱滚子轴承N0000 特点:

①滚动体与内、外圈线接触,承载能力比6000O轴承高1.5-3倍 ②只能承受径向载荷,不能承受轴向载荷 ③内、外围可以分离,便于组装

(2)用来同时承受径向、轴向载荷的轴承,角接触球轴承70000、圆锥滚子轴承30000 特点:

①滚动体与外圈接触点的公法线与端面成α角--接触角 ②即可承受径向载荷,又可承受轴向载荷

③70000点接触,允许转速高;30000线接触,承受载荷能力大

e

106骣Ch,则, 4.答:由于L10=

60nP桫

骣1

当轴承负载荷增大一倍时,即P®2P ,轴承寿命为原来的2桫

当轴承转速增大一倍时,即n®2n ,轴承寿命为原来的

e

1 。 2

9. 解:基本额定寿命:对于同一条件下运转的一组相同的滚动轴承,将不失效的可靠度为90%时的寿命称为基本额定寿命.

预期计算寿命:滚动轴承的预期计算寿命是指轴承在预想中计算得到的寿命. 计算寿命:通过实际数据计算得到的轴承的寿命.

11.答:(1)球轴承转速快、低噪声、承载能力小:滚子轴承,转速相对来说比较小,承载能力大;球轴承的极限转速高于滚子轴承,球轴承比滚子轴承便宜。

(2)球轴承适用于承受载荷较轻的地方;滚子轴承适用于承受较大载荷及冲击载荷。

13.答:基本额定动载荷:将基本额定寿命为一百万转(1×106转)时轴承所能承受的恒定载荷,称为基本额定动载荷,用C表示。 当轴承工作寿命106转时,其可靠度为90%

14.解:(1)计算滚动轴承上的径向载荷Fr1、Fr2

1)水平面支反力

F40350040

1.4103N F1xT

100

100

Fx2FTFx135001.41032.1103N 2)垂直面支反力 F1y F2y

FR40FA3012004090030

210N

100100F60FA30R990N

100

222

F12xF1y2101420N

3)轴承上的径向载荷 Fr1 Fr2

F22xF22y2100290022320N

(2)计算轴承上的轴向载荷

1)计算附加轴向力并判断其指向

FS10.7Fr10.71420994N FS20.7Fr20.723201624N

滚动轴承的配置为面对面,附加轴向 力的方向如图

2)计算轴向载荷

FS1FA9949001894NFS2

可以判断轴承2被压紧,轴承1被放松 于是有

Fa1FS1994N

Fa2FS1F9949001894N

(3)计算轴承的当量动载荷,因e0.68

F1894F994

0.7e 0.8e 由

Fr1

1420

Fr2

2320

可查表确定径向系数X,轴向系数Y。于是

Pr1=1.2FR1=1704N

Pr2=1.2XFR2+YFA2=1.2创0.412320+0.87?1894由于Pr2Pr1,取当量动载荷Pr=Pr2=3083.0N (4)计算轴承寿命 L10h

()()

3083.0N

ftCre106骣29000=60n()=fdPr60创1450桫1.23083

6

3

=9566.5h

15

一锥齿轮轴,两端用两个相同的30000型轴承布置如图Ⅰ、Ⅱ两种排列方案。试分析方案Ⅰ、Ⅱ的优点和缺点。

b a

例9-3 图 解:

方案1为反装,其优点是:压力中心向外,锥齿轮轴承部件的刚性好;缺点是:轴承游隙是靠轴上的圆螺母调整,操作不方便,轴上制出螺纹,应力集中较严重,削弱了轴的疲劳强度。 方案2为正装,其优点是:可用调整轴承盖处的垫片厚薄来调整轴承的游隙,操作很方便;轴上不必制出螺纹,对轴的疲劳强度有利。缺点是:压力中心向里,使轴承部件的刚性变小。 16.

17.

18.

要求单列深沟球轴承在径向载荷Fr=7000N、转速n=1480r/min时能工作4000h(在和平稳,工作温度在100°C以下),试求此轴承必须具有的额定动载荷。

范文六:机械设计学答案 投稿:雷梜條

第一章绪论

1-1“设计学”从古代到现代的三个发展阶段

阶段1 直觉设计阶段 阶段2:半经验半理论设计阶段 阶段3:半理论半经验设计阶段 1-2 机械是机器和机构的统称。

1-3 “设计”是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和方法。它是从合理的目标参数出发,通过各种方法和手段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。 1-4由想法到产品的过程 机械产品设计的一般过程:认识需求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。设计的第一步是认识需求,由此决定要设计一种装置满足它。认识需求有时是一种很高创造性的活动。第二部是目标界定。基本目的是把需求限定在某种确定方面,并限定满足需求的一些特殊的技术和特性,以便在下一步寻求解决这一问题的解法。第三步是问题解决。就是我们所说的功能原理设计,应该把各种可能的解法尽可能多地收集起来,供下一步分析比较,这是至关重要的一步。第四部是分析和优选。第五步是评价决策,这是最困难的一步。第六步是表达,设计的表达有 写 说 画。其中画是最重要的表达方式。第七部是实现,实现的手段是实用样机,实现的最后标准是市场,市场是检验设计成功与否的惟一标准。

1-5机械产品设计的三个基本环节是什么? 答:机械产品设计的三个基本环节是:“功能原理设计,实用化设计和商品化设计” 1-6机械设计具有哪些主要特点:

答:机械设计具有如下主要特点 :(1)多解性 (2)系统性 (3)创新性 1-7 机械设计的概念 根据使用要求,对机械的工作原理 结构运动方式 力和能量的传递方式 各个零件材料和形状尺寸 润滑方法进行构思 分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工艺过程。 1-8近代“机械设计学”的核心内容 1)“功能”思想的提出:l947年、美国工程师麦尔斯创立了“价值工程“。他真正重要的贡献在于他提出的关于‘功能”的思想。 2)“人机工程’’学科的兴起:“宜人”的宗旨已经成为现代机械设计的基本观念。 3)“工业设计”学科的成熟。工业产品设计的原则是:“技术第一,艺术第二” 。工业设计师应该首先是一个工业技术专家,而不首先是一个艺术家。 1-9、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步: 创意、构思和实现。

创意:重点在于新颖性,且必须具有潜在需求。

构思:重点在于创造.即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。

实现:重点在于验证构思的合理性,可以通过模型或原理样机来检查构思的合理性。 1-10、机械设计学的研究对象

机械设计学研究机械设计的规律、过程、原理、方法、设计原则以及其他机械设计的共性技术。

1-11、设计的重要性主要表现在哪几方面

1:设计会影响产品的性能,设计中的失误将会造成极其严重的损失。 2:设计对企业的生存和发展具有重要意义。 3:设计直接关系人类未来来的发展。 1-12、机械设计的任务

根据客观要求,通过人们的创造性思维活动,借助人类已经掌握的各种技术,经过反复的判断和决策,设计出具有特定功能的技术装置系统产品,以满足人们日益增长的生产和生活要求。

1-13、机械设计的类型

1:开发设计 2:适应性设计 3:变型设计

开发设计:按照需求目标设计过去从未有过的新型机械。

适应性设计:在原理方案基本保持不变的前提下,对产品作局部变更或实际一个新部件使产品在质量方向上更能满足使用要求。

变型设计:在工件原理和和功能结构都不变的前提下,变更现在产品的结构配置和尺寸,使之适应于更多的量的要求。

1-14、机械设计的全过程可划分哪四个阶段

1:可行性研究阶段的任务:从分析需求出发,经过信息交流寻找问题的解法,进行原理性方案构思 ,最终得到一组可行性原理方案,作为本阶段的输出。

2:初步设计阶段:从上阶段输出的可行性原理方案中选出最优方案,建立相应的数学模型,并进行设计参数的分析,将设计参数变量加以优化。

3:详细设计阶段:完成产品的总体设计,确定零件部件的整体结构、形状和相互配置关系,绘制全套零件图和总装图,编制转述文件。

4:改进设计阶段:根据制造加工、样本实验、使用及市场反馈等环节暴漏出来的问题,进一步对产品各部分做适当的处理,以确保产品的质量,从而得到成本低、性能完善、用户欢迎的产品。

1-15、功能原理设计的实质 是对方案的构思和拟定过程

1-16、机械设计的思维和方法特点

思维 1:首先是一种偏中直觉思维形式的创造性思维 2:是一种针对功能目标的发散性思维 3:是一种对多解问题求优的思维

方法特点:1:设计是一个创新综合的过程,也是在继承基础上的创新。 2:设计是一个选优的过程。

3:设计过程是一个在约束条件下的求优过程。

1-17、实用化设计的目的 1:将原理方案结构化

2:考虑整体布局和一系列外围布局,是机械产品达到实用的要求

本章思考题:第二章机器的组成机器的功能分析1.机器的定义有两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体,通过其中某些构件的限定的相对运动,能将某种原动力和运动转变,以执行人们预期的工作,在人或其他智能体的操作或控制下,实现位置设计的某种或几种功能。

第二章

2-1.机器的组成2.2从不同的角度看 从机构学的角度看:各种基本机构,自由度=原动机数

从结构学的角度看:各种基本零件 从专业的角度看:各种主要部件

2-2从功能的观点看 机器(总功能)-分功能 工作机(工作头、执行机构)传动机 原动机 控制器

2-3.机器功能的观点看,机器可分为工艺类-对物料进行工艺性加工的机器,主要特征是具有专用的工作头并进行独特的工艺加工动作;非工艺类-只实现某些特殊的动作性的机器

2-4机器的定义

机器是由两个或两个以上相互配合的机构所组成的联合体,通过其中某些构件限定的相对运动 ,能转变某种原动力和运动,以执行人们预期的工作,在人和其他智能体的操作和控制下,实现为之设计的某种或某几种功能。 2-5、功能的观点如何描述机器的组成 机器有多个主要分功能系统构成,它们的协调工作实现了实现了机器的总功能。 2-6典型功能系统的四个组成部分 原动机、传动机、工作机、控制器 2-7何谓工艺类、非工艺类机器?工艺类机器的主要特征 工艺类:是指那些对物料进行工艺性加工的机器。

非工艺类:不对任何物料进行工艺性加工,而只是实现某些特殊的动作性功能。

工艺类机器的主要特征:机器的结构和形式往往取决于所采用的工艺方法,如果工艺方法有所改变或革新,那么机器的形式将随着发生变化,这种变化有时是很大的。

思考题

3-1、什么是功能原理设计?

答:机械产品设计的最初环节,是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计,可以简称为“功能原理设计”。

3-2、构思一种将钞票逐张分离的工作原理。说明其物理效应,并用sketch描述之。 答:P33

3-3、任何一种机器的更新换代都存在哪三个途径? 答:任何一种机器的更新换代都存在三个途径: 一是改革工作原理;

二是通过改进工艺、结构和材料提高技术性能; 三是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。 3-4、功能原理设计的工作特点是什么? 答:功能原理设计有如下三个工作特点:

1)功能原理设计往往是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应,使机器的工作原理发生根本的变化的设计。

2)功能原理设计中往往要引入某种新技术(新材料、新工艺、„„),但首先要求设计人员有一种新想法(New Idea)、新构思。没有新想法,即使新技术放到面前也不会把它运用到设计中去。 3)功能原理设计使机器品质发生质的变化。

3-5、硬币分选计数机的总功能如下图所示,试分析要实现总功能,必须要有哪些分功能单元,试分别画出功能分解图和功能结构图,并简要说明计数功能如何实现的?

3-6、按功能进行分类,其基本类型主要有哪两类? 答:可分为:工艺功能和动作功能两大类。 3-7、动作功能的含义?

答:动作功能是指那些只完成动作,不同时进行对物体的加工的功能,属于非工艺类机械。按其是否是一次性动作,还是进行连续运动可分为“简单动作功能”和“复杂动作功能”两类。 3-8、工艺功能的含义?

答:工艺类机器是对被加工对象(某种物料)实施某种加工工艺的装置,其中必定有—个工作头〔如机床的刀具、挖掘机的挖斗等〕,用这个动作头去完成对工作对象的加工处理。在这里,工件头和工作对象相互配合,实现一种功能,叫做“工艺功能”,这里“工艺”是指加工“工艺” 。 工艺功能考虑的两个重要因素:一是采用哪种工艺方法,二是工作头采用什么形状和动作,而归根结底是确定工作头的形状和动作。

工艺功能的特点是:工作头的形状、运动方式和作用场是完成工艺功能的三个主要因素。

3-9、举例说明物一场分析法(S-Field法)? 答:P:44~47

3-10以前制造平板玻璃,物—场分析法分析产生波纹和厚度不均问题的原因,并说明改造措施。

答:由物—场分析法可以看出,整个工艺过程中,玻璃S2在凝固前大部分时间中缺少F和S1,这是造成玻璃表面有波纹并且厚度不均的原因。 改进工艺:让液态玻璃漂浮在低熔点金属的液面上,边向前流动边凝固,这就是“浮法”制造平板玻璃的功能原理解法。浮法工艺补充了低熔点合金的液面作为S1,又利用该合金液面的表面张力作为一种特殊的力场F,既浮起了玻璃又使玻璃表面保持水平、光滑和均匀。

3-11机械产品的功能原理设计 功能原理设计:针对主要功能提出一些原理性构思称为~ 功能原理设计重点:尽量使思维尽量“发散”,力求多解,便于选优。

为什么要突出功能原理设计:功能原理设计对产品的成败起决定性作用。 3-12功能原理设计的工作特点和工作内容:用一种新的物理效应来代替旧的物理效应,使机器的工作原理发生根本的变化的设计。;功能原理设计

往往要引入某种技术,但首先要求设计人员具有新想法,新构思;功能原理设计使机器品质发生质的变化

功能原理设计的任务:针对某一确定的功能目标,寻求一些物理效应,并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理

3-13构思新原理的步骤:1、明确功能目标:装设导向系统的费用要小;允许扩充和调整设备,变动运输路线;在拥挤的工作环境中小车能灵活运行。2、提出的原理性设想:应用惯性导航技术,利用所设参考点用于制程序给出理论轨迹并作轨迹误差的修正;应用传感器引导绕过障碍物;在共建转接战上用超声波定向,使小车实现准确定位。

3-14什么是功能:某一机器(或装置)所具有的转化能量、运动或其它物理量的特性。/一个技术系统在以实现某种任务为目标时,其输入量和输出量之间的关系

3-15系统工程学的观点:一个技术系统在以实现某种任务为目标时,其输入量和输出量之间的相互转换的关系。

3-16功能分析:由总功能分解为分功能,最后作出功能结构图。也可称为“系统分析”。功能元组合:相容矩阵法

3-17功能原理的发展历史及基本类型功能原理设计的两个工作特点:1、功能原理设计是一种综合,无定法可循。2、功能原理设计所要求解的问题是有多解的问题,即既不是只有唯一解,也不是绝对无解,而且也很难得到绝对理想的解。

18 综合技术功能:综合运用机、光、电、磁、热、化„„各种“广义物理效应”(非纯机械)去实现各种动作功能和工艺功能。 “关键技术”(“Know How”):某个企业或部门独有的技术,暂时还没有被别人掌握。

19两种动作功能及其对应的求解思路动作功能是指那些指完成动作,不同时对物体进行加工的功能,分为:简单动作功能:由俩个或俩个以上的具有特殊几何形状的构件组成,利用它们形体上的特征,可以实现互相运动或锁合的动作(带轴轮子,拉链):一次性动作 复杂动作

复杂动作功能,常用的基本机构主要有齿轮机构,凸轮机构,连杆机构,螺旋机构,间歇运动机构,摩擦机构„ 20工艺功能及其对应的求解思路

工艺功能:工件头和工作对象相互配合,实现一种功能。 两个重要因素:(1)采用哪种工艺方法(2)工作头采用什么形状和动作 工艺功能的特点:工作头的形状、运动方式和作用场是完成工艺功能的三个主要因素。

21物一场分析法:S:对象或物体(Substance)。主体(S1),客体(S2) F:场,这不单指某种物理场,而是广义地指S1向S2作用时发出的力、运动、电磁、热、光„„一切作用场。 “最小技术系统”:在任何一个最小技术系统中,至少有一个主体(S1),一个客体(S2)和一个场(F)。缺一即不可能发生技术作用。

用S—Field模式探求工艺功能原理的解法:寻求合理的F和S 例:为了完成修剪草地的任务,如何构思剪草机的工作原理?

在这个问题里,S2是草地上的草。剩下的问题是寻找合适的F和S1了。 首先要寻找各种可能被利用的F并加以分析和比较:

拉力——可以拉断草,但无法控制被拉断的草的高度,无法使草地整齐。 割断力——像农夫割麦一样,需要握住草的上部才能割断。 剪断力——利用剪刀刃合拢,可以剪断。

显然,人们常常选择剪断力作为理想的F,当然S1就只能是剪刀 22可以通过“完善”、“增加’’和“‘变换”的方法来寻求新的解法。 1.完善:原设计中有时出现缺少F或S1的情况并因此而造成功能不良的后果。应该通过补全F或S1的措施来使S—Field模式完善化。2.增加:一个最小技术系统至少应具有S1、S2和F,但有时还应辅以S’1和F’,才能更好地完成希望实现的功能。3.变换:对已有工艺功能解法中的S1和F进行分析后,常常可以发现它们并非是不可替换的。有时通过变换可能会产生意想不到的好效果。

23关键技术功能、综合技术功能及其求解思路

一、关键技术功能-在一些机器中由于特殊的工作条件或特殊的使用要求,常常采用一些非同一般的技术手段,以达到同类机器难以达到的技术水平。总的来说,它的技术高,而解决的方法也往往是出奇制胜(1)材料:例如高强度、高耐磨性、特殊的润滑油、特殊轻质材料(例如复合材料)、特殊物理性能要求等。(2)制造工艺:高精度、小的表面粗糙度、高的热处理要求„„。(3)设计:通过设计实现特殊的功能原理,尤其是实现以前从未有人实现过的功能或是比别人已经实现的功能更好的功能水平。 24存储技术:穿孔纸带、磁盘、磁带机、闪存、硬盘、微硬盘、光盘(图略)

关键技术的求解思路:“技术矛盾分析法”

25综合技术功能1、动作功能 2、工艺功能:非机械的工作头 综合技术功能:凡是用纯机械方法难以实现的功能或比用纯机械方法实现的更好的功能,采用广义物理效应。

综合技术功能的求解思路:物理效应引入法。

26功能原理设计的工作要点1.明确所要设计的任务的功能目标,提出具体问题

2.调查、分析已有的解法原理,供设计时参考3.进行创新构思、寻求更合理的解法原理

设计者应该有一个信念:现有的产品决不是顶峰,肯定还会有更好的设计出现。要争取由自己推出新一代的创新产品。设计者应重视基本科学知识的积累,避免陷入一些违反基本科学原理的“错觉”。4.初步预想实用化的可能性 大量例子说明一个好的原理构思最后不能成为产品。在专利文献中有大量的专利都没有能够成为有用的技术。其中部分的原因就是因为结构、材料和工艺问题无法得到合理的解决。这充分说明创新构思时要粗略考虑一些主要的结构工艺问题。5.认真进行原理性试验 这是功能原

理设计阶段的最后一步,也是最重要的一步。在进行创新构思时,尽管反复检验过他的发明原理。但是实际做一下试验,往往会出现意想不到的问题。6.评价、对比、决策 必须要根据实验的结果进行评价和对比,从技术和经济两方面的对比结果来做出决策。

设计工作过程中,有两项重大决策问题:一是在创意阶段,这是决定产品方向的决策。要能判断5年或10年以后市场所需要的产品 二是在构思阶段,这是决定产品的技术方向的决策。

2、功能原理设计的任务

针对某一确定的“功能目标”,寻找一些“物理效应”,并借助某些“作用原理”来求得一些实现该功能目标的“解法原理”。 6、机械产品的三个功能基本要素是什么 能量、物料、信息

7、功能结构的三种基本结构形式 串联、并联、回路

10、几种典型常见的功能类型是什么,各自的特点。 动作功能、工艺功能

特点:后者能实现连续的传动,前者只是完成一次简单的一次性动作。两种功能的共同特点在于他们都是指用纯机械或主要靠机械完成的动作功能。 11、功能原理设计的几种求解思路各是什么,各举一例说明。

12、功能原理设计的工作要点

13、什么是本能思维和创造性思维

本能思维:是人类经常性的以经验为主的程序化思维

创造性思维:是指没有常规可借鉴,缺少常规性借鉴经验的非程序化思维,且指有创建的思维过程。

15、创造原理包括哪几种 1:组合原理 2:还原原理 3:逆反原理 4:变序原理 6:迂回原理 7:群体原理

一般机器都包含哪四个部分?(动力机构、传动机构、执行机构、控制部分) 4-1、常用的传动机构有哪些?

答:常用的传动机构有齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构、楔块机构、棘轮机构、槽轮机构、摩擦轮机构、挠性件机构、弹性件机构、液气动机构、电气机构以及利用以上一些常用机构进行组合而产生的组合机构。

4-2、常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有哪些?并简要说明。 答:常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有以下几种:

1)通过啮合方式进行传动(例如;齿轮、蜗轮蜗杆、链传动、同步齿形带等)。其中:齿轮传动可以在平行轴或交错轴间实现准确的定传动比传动,适用功率和速度范围广,结构紧凑,传动效率高,工作可靠,寿命长,互换性好,因而得到广泛应用。

2)通过摩擦方式进行传动(例如:摩擦轮传动、摩擦式无级变速器、带传动、滑轮传动等)。这类机构结构简单,维修方便,成本低廉,由于带具有柔软性、吸收振动的特性,且有缓冲和安全保护的作用特性,使带传动适用于两轴中心距较大的传动。

3)利用楔块原理进行传动(例如:螺旋传动、偏心轮传动等)。螺旋传动主要由螺杆、螺母、机架组成。螺旋传动的优点是增力效果大,可用较小的转矩得到较大的轴向力。结构简单,传动精度高,平稳无噪声等。

4)利用流体作用原理进行传动(例如:液压、气动传动等)。液体可以看作是一种不可压缩物体。因而液压传动能传动较大的力,经常用于传动比不需十分精确但载荷很大的情况下.但液压传动速度较慢,例如液压千斤顶、液压挖掘机的推杆等。而气动传动机构一般用于传递较小的力,但作用速度快。

4-3、执行机构基本类型有哪些?

答:带动工作头进行工作并使之获得工作力或力矩的机构称为执行机构。 基本类型主要有:夹持、搬运、输送、分度与转位、检测与分类、施力等 4-4、执行机构的主要作用? 答:执行机构的主要作用有:

1)满足特定运动规律:主要指那些输出中有速度的规律变化要求。

2)满足特定的运动轨迹:在生产实际中,需要机构完成某种特定的运动轨迹,如直线、圆弧等等。当运动轨迹要求比较复杂时, 一般通过连杆机构或通过组合机构来完成。

3)满足某种特殊的信息传递:利用机构不仅能完成机械运动和动力的传递,还能完成诸如检测、计数、定时、显示或控制等功能。

4-5、通过一系列机构和电气电子装置实现。机构一般能实现下列动作功能: 1)实现运动形式或运动规律变换的动作功能

原动机的转动通过机构进行构件运动形式变换,例如:

(1)匀速运动(平动、转动)与非匀速运动(平动转动或摆动)的变换 (2)连续转动与间歇式的转动或摆动的变换。 (3)实现预期的运动轨迹。

2)利用机构实现开关、联锁和检测等动作功能 (1)用来实现运动离合或开停。 (2)用来换向、超越和反向止动。

(3)用来实现联锁、过载保护、安全制动 (4) 实现锁止、定位、夹压等。

(5) 实现测量、放大、比较、显示、记录、运算等。 3)利用机构实现程序控制或手动控制的功能 (1)利用时间的序列进行控制 (2)利用动作的序列进行控制 (3)利用运动的变化等进行控制 1、机构能实现哪些动作功能

1:利用机构实现运动形式或运动规律变幻的动作的动作功能 2:利用机构实现开关、联锁和检测等功能

3:利用机构实现程序控制或手动控制的功能 (1)产品设计的依据和前提(2)设计过程中的各种设计要求

压传动等。外联传动链则没有这种要求,传动比的误差对加工或处理产品的质量不会有什么通过选择系统元件及其在系统中的配置来自行实现加强功能的相互支持作用,称为自补偿。7)2、选择机构来实现功能原理的原则及方法

原理:1:首先要完成设计时提出的功能目标

2:还要考虑到工作可靠性、运行安全、操作方便、制造和运行的经济型等等 方法:

3、传动机构的作用

1:运动速度或力的大小变换 2:运动形式或传力方式的变换 5、什么是工作头,工作头的作用

工作头是直接接触并携带工作对象完成一定的工作,或在其上完成一定的工艺动作 作用:1:加持 2:搬运、输送及转换工位 3:施力 7、什么是工作循环图,工作循环图的作用有哪些

表示机器中各执行机构运动循环图,按一定时间比例会制合并起来的总图 作用:改图以某一主要执行机构为基础,表示其余各执行机构的运动循环相对于该机构的运动顺序

8、叙述机械运动的协调设计中两种控制方法

集中驱动、分散控制 集中控制、分散驱动

第四章机械功能原理的实现——机械运动系统的方案设计 第一节机构能实现的动作功能 选择机构实现功能原理的原则和范围:1.实现功率性的机械运动形式或规律的变换功能 各式各样的交直流变速电动机和直线电机vs.鼠笼型异步电动机+变速机构 or 曲柄滑块机构、正弦机构2.实现固定轨迹或简单可调的轨迹功能

例如各种自动机上的上、下料,加工、检测等工序需要的运动轨迹,均可全部用机构来完成。对于复杂轨迹,采用电子或电气来控制,但其轨迹功作部分还必须使用机构, 3.在特定条件下能优质地实现开关、联锁和检测等功能4.实现简单的固定程序或可变程序的控制

第二节传动机构和执行机构一、传动机构 将原动机的运动和动力传给执行机构,已完成预期的功能。

运动形式或传力方式的变换:转动、平动、摆动。

二、执行机构 带动工作头进行工作并使之获得工作力或力矩的机构 最常见的运动变换是旋转与直线运动的变换。(1)满足特定运动规律 。(2)满足特定的运动轨迹 抓片机构(图略):采用联动凸轮机构,通过两凸轮的联动作用,使抓片爪按矩形轨迹运动,从而达到间歇抓片的目的。圆珠笔装配线(图略):采用联动凸轮机构,使笔芯托架沿着矩形轨迹运动,从而达到使圆珠笔芯步进式地向前送进的目的。(3)实现某种特殊的信息传递

四、选择机构类型和拟定机构简图中的几个问题 选型时还应注意以下几个问题:1、在满足工艺功能动作和运动要求的情况下应使机构最简单,传动链最短。2.使机构有有利的传力条件 对行程不大但克服工艺阻力很大的连杆机构(如冲压机构),应采用增力机构,使其在近于死点位置工作。

3.使机构有尽可能好的动力性能4.使机器操纵方便,调整容易,安全耐用 第三节机械运动系统的方案设计

1.合理安排传动机构的顺序2.合理分配传动比3、机构组合举例:

1)转动(或摆动)变成移动的机构有:曲柄(或摆杆)滑块机构、正弦机构、凸轮机构、齿轮齿条机构等。2)具有急回特性的机构有:偏置曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、凸轮机构、曲柄导杆机构等。3)工作行程具有近似等速段的机构:这个功能特性要求除凸轮机构能单独完成外,其余机构均需要相互配合才能完成。那些机构可以实现:凸轮机构、组合机构。

除凸轮机构外,其它方案均由两个以上机构组合而成,如:双曲柄机构——偏置曲柄滑块机构、双曲柄机构——正弦机构、椭圆齿轮——正弦机构、椭圆齿轮——偏置曲柄滑块机构、曲柄导杆机构——摇杆滑块机构等近十种方案。 第五节机械运动的协调设计和运动循环图 一、机械运动协调设计。

使各执行机构严格按规定的时间运动.这就是机械运动协调设计的关键——控制方法设计。 二、运动循环图作用:1)表明各机构的配合关系,并可由它得出某 些机构设计的原始参数;2)设计控制系统和调试设备的依据。 运动循环图常用两种形式表示:

1)极坐标式:表达方式与分配轴的分度完全一致,故比较直观。设计安装、调试均很方便; 2)直角坐标式:横坐标表示运动循环内各运动区段的时间(或分配轴的转角),纵坐标表示执行机构的运动特性.如位移等。因而可以表示出各执行机构的更多运动信息,也是一种广泛采用的形式。 第五章思考题 5-1、简述产品设计的核心问题和外围问题。 答:设计理解为一个“空间”。整个设计“空间”分为两部分:

1)内部空间:设计应遵循的主要阶段,其任务是使设计要求转化为“硬件”以满足需求,这也是设计的最终目的,故称内部空间为设计核心工作。

2)外部空间:所列举的问题为对设计的各种要求和应用的技术方法,是设计的外围问题。 由销售反馈信息,进行市场分析,改进技术要求,再进行设计的循环,是一个相互作用不断完善的迭代过程,使产品不断地发展。产品设计过程中的各种设计要求,是设计的依据和前提,它们就是设计的外围问题。 5-2、整机总体参数主要指哪些? 答:整机总体参数主要指:

总体参数是表明机器技术性能的主要指标,包括机器性能参数和结构参数两方面: (1)性能参数是指生产率、功率和重量等;

(2)结构参数是指主要结构尺寸,它由整机外形尺寸、主要部件的外形尺寸及工作机构作业位置尺寸等组成。

5-3、在机器设计中如何区别核心技术和关键技术两个不同概念?

答:核心技术是指实现总功能和主要要求的技术,对不同的机械其核心技术是不相同的。 关键技术是实现某种功能过程中需要解决的技术难题。它与核心技术是两个不同的概念,在核心技术中也有关键技术问题。并请举例说明:74~75 机械产品的实用化设计 第一节产品设计核心和外围问题

2、核心技术和关键技术:核心技术:产品实现总功能和主要要求的技术。 影响。因此可以用传动比不太准确的传动副。 关键技术:实现某种功能过程中需要解决的技术难题。 设计外联传动链时,主要应保证要求的速度和传递的功率;设计内联传动第二节实用化设计的任务和主要内容

链时主要应保证传动比精度。两者考虑的重点是个同的。 1、实用化设计:总任务:完成产品的总体设计、部件、零件设计,完成二、机械驱动系统的设计步骤 机器的驱动系统又称传动系统,它是指原交付制造的和施工的图样资料,同时编制全套技术文件。功能原理设计是动机、传动机构、工作机构和工作构件的整个机械系统 产品设计创新和保证产品质量的关键,实用化设计实现高质量产品的保 证。

7、确定总体参数的几种方法 2、实用化设计步骤一般为:1)绘制总体布置和总装草图;2)由总装草 1:理论计算方法 图画出部件、零件草图;3)经审核再由零件工作图、部件装配图画出总 2:经验公式法 装图和总图;4)最后编制技术文件如设计说明书、使用说明书、标准件、 3:相拟类比法 外购件明细表等等。

4:实验法 第三节总体设计的基本任务和内容

8、什么是单流、分流、汇流传动,各自的特点 一、总体设计(中心环节)的基本任务总体设计包括功能设计和结构设计。 单流:原动机所输出的能量顺序经过每一级传动件的传动形式 任务的三种类型:开发新产品以满足一种明确或已形成的需要 改善产 分流:原动机所输出的能量有多个分支传动到个执行机构的传动方品质量和可靠性以扩大市场 选用新材料,新工艺,新结构,降低成本,式 提高市场竞争力 内容:1)完善和扩大方案设计和结构设计内容(2)使各部 汇流传动:原动机所输出的能量经多条传动链传动后汇聚于执行机件、零件得到合理的组合;(3)综合人一机器一环境三者关系,使之协调和构 适应,以保证全面满足机械产品的技术性能、经济性能和美学性能的所有 11、什么是稳健性设计 要求。基本要求:先进,实用,经济,在合理情况下力求美观 通过某些设计技术使产品性能 对干扰因素的影响不敏感,这样的第四节确定工艺/功能原理方案

方法称为稳健性设计 为了实现同一工艺目的,可以采用不同的工艺方案,各方案决定了设备不 12、什么样的产品属于高质量产品 同的结构、性能、产品质量、生产率和成本。选择工艺方案时应综合考虑 一个产品如果其质量指标保持不变,而且不受制造、使用时间或环下列问题:1)工艺方案的先进性

境引起的参数变化的影响,则称之为高质量产 2)合理的运动规律3)工艺方案实现的可能性和稳定性4)与生产率要求相 适应,经济上合理

第五节整机总体参数确定

第六章思考题 总体参数包含:生产率Q、功率参数、重量参数、总体结构参数。

1、零件一般应具有哪些功用 总体参数的初步确定:可采用理论计算法、经验公式法、相似类比法。 1:传递运动和动力 确定总体参数的原则:1)先进性;2)实用性;3)经济性。 2:承受载荷 一、理论计算法1、机械设备的理论生产率Q

3:成形 4:其他功能 6-1、机械结构件一般应具有哪些功能? 答:承受载荷、传递运动和动力、保证或保持有关零件或部件之间的相对Ttt

Q

11

T

tt

位置或运动轨迹关系等。 gf6-2、何谓零件的相关?何谓直接相关和间接相关? ,gfT:称工作答:每个零件都与一个或几个零件有装配关系或相互位置关系,可以称这周期时间;tg:工作时间 tf:辅助工作时间 种关系为相关.称有这种关系的两个零件互为相关零件。 2、功率参数(包括运动参数、力能参数) 零件的相关分为直接相关和间接相关两类: (1)运动参数2)力能参数: 1机器的作用力(承载力): (1)直接相关:凡是两零件有直接装配关系的。 最大剪切力Fmax 为:Fmax=KτmaxA A:被剪切轧件横断面面积(2)间接相关:没有直接装配关系的相关。 (mm2);τmax:被剪切轧件金属在剪切温度下的最大剪切应力;K:刀刃间接相关又分为位置相关和运动相关两类: 磨钝、 位置相关是指两零件在相互位置上有要求。 2)原动机功率 运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关。要满足运动相关条件,3.重量参数 一般需要一个或几个位置相关的中间件来达到。 重量参数包括整机重量、各主要部件重量、重心位置等。它反映了整机的6-3、结构件通常具有哪些结构要素?在结构设计中应如何区别对待?固定品质, 安装和活动安装有何区别? 4.总体结构参数 固定和活动,可按工作部分进行设计 总体结构参数包括主要结构尺寸和作业位置尺寸。主要结构尺寸是由整机答:分为:工作部分和安装部分;安装部分又分为固定安装和活动安装(一外形尺寸和主要组成部分的外形尺寸综合而成。作~寸是机器在作业过程般保留了一个或一个以上的移动或转动自由度,可按工作部分进行设计)。 中为了适应工作条件要求所需尺寸。性能参数,结构参数 工作部分的设计主要考虑工作面的形状、尺寸、精度、表面质量等,而联二、经验公式法 结部分主要考虑强度、刚度等要求。 对同类产品参数按概率统计,归纳得出经验公式,然后求解总体参数。在6-4、举例说明何谓直接安全技术?何谓间接安全技术? 新产品设计中,利用经验系数来确定总体参数,有如下优点:(1)便于比答: 较现有产品的各种参数,从而提出最优数据;(2)有利于老产品更新换代直接安全技术:是指在结构设计中充分满足安全可靠要求,保证在使用中和发展新系列;(3)为计算机辅助设计创造条件。 不出现危险。 一、机械化生产线的布置 按产品工艺过程,把主要机械设备和辅助设备如采用安全销、安全阀和易损件等。对于可能松脱的零件加以限位,使其用运输和中间存贮设备等连接起来,组成独立控制和连续生产的系统。 不致脱落造成机器事故。 机械化生产线由机械设备组成,根据生产上的作用及工作特点,分为下列间接安全技术:通过防护系统和保护装置来实现技术系统的安全可靠。其几种类型:(1)主要工艺设备;(2)辅助工艺设备;(3)物料储运装置;类型是多种多样的。如液压回路中的安全阀、电路系统中的保险丝等,都(4)控制装置。 是当设备出现危险或超负荷时,自行脱离危险状态。 二、生产作业机械的总体布置 生产作业机械:是指完成作业操作的单体6-5、结构设计中常用的设计原理有哪些? 机械。 答:在结构设计中常应用下述各项原理: 作业操作:是指包括滚轧、挤压、拉拔、剪切、弯曲、包装等多种生产作1)等强度原理 业。 对于同一个零件来说,各处应力相等,各处寿命相等,叫等强度。 总体布置的基本原则:1.功能合理;2.在满足强度、刚度要求的前提下,2)合理力流原理 尽量做到结构紧凑、外形尺寸小、重量轻;3.动力传递路线力求简短、可以认为力在其传递路线上形成所谓力线,这些力线汇成力流。力在构件直接,做到传动效率高;4.各部件或零件在装配和使用中,其位置调整、中的传递轨迹就像电场中的电力线、磁场中的磁力线、水流中的流线一样,拆装和维修等,力求简单、方便、互锁,保护要安全可靠; 按力流路线传递。 总体布置型式 根据顺序、位置、数量、形状、大小等五要素综合考虑 3)变形协调原理 (1)按照发动机与机架的相对位置 (2)按照主要作业装置轴线方向, (3)按所谓变形协调,就是使相联接的两零件在外载荷的作用下所产生的变形的照机器主轴的运动轨迹,可分为回转式、直线式和振动式;(4)按机架型式,方向相同,并且使其相对变形尽可能小。 可分为整体式、剖分式和组合式;(5)按工件运动回路或机械系统功率传递4)力平衡原理 路线,可分为开式、闭式;(6)按工作机构布置方向,可分为平面和空间式;所谓力平衡就是指采取结构措施,部分或全部平衡掉无用的力,以减轻或(7)按照传动方式,可分为单发动机传动、多发动机传动。 消除其不良影响。这些结构措施主要有采用平衡元件、采取对称布置等。 2.机械传动链的类型 外联传动链:联系动力源和执行件(如机械主轴或5)任务分配原理 分配轴)的传动链、是运动和外部(动力源)的联系,称为外联传动链。 分配有三种可能: 内联传动链:复合运动的内部联系,如分配轴至各执行件,称为内联传动(1)一载体承担多种功能:功能集中于一载体,可简化结构、降低成本;链。只有复合运动才有内联传动链,无论是简单运动还是复合运动。都必(2)一载体承担一种功能:功能与载体一一对应,便于做到“明确”、“可须有一条外联传动链。 靠”,便于实现结构优化及准确计算;(3)多载体共同承担一种功能:多内联传动链必须用传动比准确的传动副,而不能用摩擦传动副(如带、摩擦无级变速器载体承担同一功能可以减轻零件负载,延长使用寿命。)、液6)自补偿原理 稳定性原理 所谓系统的结构稳定是指当出现干扰,使系统状态发生改变的同时,会产生一种与干扰作用相反的、使系统恢复稳定的效应。 6-6、结构设计中有哪些措施可以使构件降低工作时的应力 答:1)合理确定截面形状。传动轴一般采用圆形截面。小直径:实心轴便于制造;大直径:常做成空心轴。 2)合理确定轴向尺寸 改变截面形状降低截面上各点的应力,可以提高零件本身抗破坏和抗变形的能力,但不能改变其所受弯矩的大小,通过合理地确定零件轴向尺寸,可以减少弯矩。 3)合理选择支承形式 4)合理利用材料特性 材料的抗弯、抗拉和抗压特性差别较大,结构设计时应充分利用这一特点,尽量扬长避短。 6-7、比较弹性强化、塑性强化、予紧的概念和区别。 答:强化:以减小应力为目的的预加载荷方法称为强化,强化分弹性强化和塑性强化两类。预紧:以提高刚度、减小工作时再变形为目的的顶加载荷方法称为预紧。 1.弹性强化 1)弹件强化是使构件在受工作载荷之前预受一个与工作载荷相反的载荷,产生一个相应的预变形,以及一个与工作应力相反的预应力,工作时该预加载荷部分地抵消工作载荷,预变形部分抵消工作变形,从而降低了构件的最大应力。 2)塑性强化是使构件在工作状态下应力最大那部分材料预先经塑性变形而产生一个与工作应力符号相反的残留应力,用以部分地抵消工件应力。塑性强化的特点是预加载荷与工作载荷方向一致,而且在构件工作时预加数荷已经撤出,靠残留应力而不是靠预加载荷本身来抵消工作应力。故要求材料必须具有足够的塑性,构件的塑性变形量不得超过一定限度。 3)预紧是通过一个与工作载荷方向相同的预加载荷。使零件产生一定的与工作时同方向的弹性变形、以减少工作时的进一步变形,从而提高刚度的有效措施。 力。 10、误差分为哪几类 1:原始误差 2:原理误差 3:工作误差 4:回程误差 11、什么是结构工艺性 设计的零件在保证使用产品使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性 12、铸造工艺性原则、焊接工艺性原则 铸造:1:便于造型原则 2:考虑零件冷却变性原则 3:适用于金属流体流动充满的原则 焊接:1:适应于焊接操作尽量减少焊缝数 2:焊缝受力合理性原则 3:防止焊缝被切削原则 4:使焊缝处于方便焊接位置原则 13、机械切削加工工艺性原则、装配工艺性原则

1:零件结构力求简单原则 2:便于加工原则 3:便于装卡的原则 4:提高切削效率的原则 为什么游标卡尺的测量精度较低?(测量仪器测头及读数线尺移动的导轨有直线度误差,由于测头与读数线尺不沿同一条直线布置,当量仪沿导轨移动时,测头与读数线尺的移动距离不相同从而引起的误差;因为游标卡尺的读数线尺不在被测尺寸的延长线上) 金属材料的工艺路线大体分为哪三类?(力学性能要求不高的一般零件、力学性能要求较高的一般零件、要求较高的精密零件) 结构件按其结构特征分为,盖盘,轴套,支架,杆件,壳体,箱体和支承件 一、结构设计的基本原则 确定和选择结构方案时应遵循三项基本原则:明确、简单和安全可靠。 1.明确(1)功能明确:避免冗余结构,尽量减少静不定结构。(2)工作原理明确:所选结构的物理作用明确,从而可靠地实现能量流(力流)、物料流和信息流的转换或传导。(3)使用工况及承载状态明确 2.简单 在满足总功能前提下,尽量力求结构形状简单、零部件数量少等。 零部件数量少,实质是缩短加工、组装和生产准备周期,降低生产成本。 3.安全可靠 (1)直接安全技术法:是指在结构设计中充分满足安全可靠要求,保证在使用中不出现危险。 (2)间接安全技术法:通过防护系统和保护装置来实现技术系统的安全可靠。 (3)提示性安全技术法:既不能直接保证安全可靠,又没有保护或防护措施,仅能在事故出现以前发出报警和信号,提醒人们注意, 一、提高静强度的设计方法1.合理确定截面形状(空心轴刚度较大) 2.载荷分流 载荷分流就是将一个较大的或复合的载荷分流到不同零件或同一零件的不同部位上,从而达到降低应力、减小变形的效果3.载荷均布 载荷均布是指将集中成分布不均的载荷变成近似均布的载荷以降低构件的最大应力。4.改善轴系支撑结构 5.充分发挥材料特性6、合理强化 预加载荷是构件在制造或装配时就被施加一定的载荷使其产生相应的塑性变形或弹性变形,从而减小工作应力或工作载荷引起的再变形。 强化分弹性强化和塑性强化两类。.弹性/塑形强化 预加载荷只使材料发生弹性/塑形 变形 二、提高静刚度的设计方法 1、采用椼架结构2.合理布置支承 3.合理布置隔板与肋板 三、提高疲劳强度的设计方法1、缓解应力集中2.避免应力集中源的聚集3.降低应力幅 四、提高接触强度和接触刚度的设计方法 (1)增大综合曲率半径。 (2)增加接触元素数量 (3)用低副代替高副(4)同过预紧提高接触刚度 误差分类 1.原始误差2.原理误差 3.工作误差4.回程误差 1.提高精度的设计方法有利于减少原始误差的结构设计措施2.补偿系统误差3.误差均化4.利用误差传递规律5.合理配置精度6.选择较好的近似机构7.采用有利于施工的机构8.阿贝原则8.减少回程误差 第五节结构设计中的工艺问题 一个机械结构设计的优劣, (1)是对该结构要求实现的功能是否能充分地体现出来;(2)是能否经济地加工安装,即工艺性是否好。 这种对所设计的结构能综合地考虑和处理制造、装配、使用、维修等方面的各种技术问题,称为结构设计工艺性。 一、材料选择应注意的主要问题 针对具体的应用条件选择合适的机械零件材料时,需要考虑的主要问题有三: ①所选材料的特性和在承载或温度或其它环境因素变化条件下的行为能否满足零件在工作时所遇到的各种情况下的要求,包括使用寿命方面的要求,这是材料的工作能力,常常表现为承载能力的问题;②所选材料是否容易加工,适合所设计的零件的可能的加工条件,这是材

料的加工工艺性能问题;③用所选材料制成的零件,其材料费和由材料引出的加工费是否较低而在零件成本中占的百分数比较合理,这是材料的经济性问题。

(—)材料的工作能力问题1、不同零件所要求的材料使用主要有:强度、刚度、耐磨性、美观的要求。2、选材时首要任务:准确地判断零件所要求的主要使用性能。3、零件工作情况、工作条件的分析。

(二)材料的工艺性能的问题 金属零件的工艺路线大体分为三类:1.力学性能要求不高的一般零件 毛坯→正火或退火→机械加工→零件。毛坯一般用铸铁或碳钢。

2.力学性能要求较高的一般零件 毛坯→正火或退火→粗加工→最后热处理(淬火、回火或渗碳处理等)→精加工 3.要求较高的精密零件 根据毛坯制造工艺要考虑材料的锻造性能、铸造性能、焊接性能等。例如需要焊接的零件要选用低碳钢。

(三)材料的经济性问题 不仅是指材料本身价格应便宜,更重要的是材料来制造零件时。有助于产品的总成本降至最低,同时应符合国家资源状况和供应情况等。

13机械结构常用材料有铸钢、钢、铸铁、球墨铸铁、有色金属、非金属材料和复合材料等。 2复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料,通过某种工艺手段复合而成的材料。

复合材料有以下优点:①比强度、比模量大。比强度和比模量是指材料的强度、弹性模量分别与密度之比度越大,零件自重越小;比模量越大,零件的刚性越大。②化学稳定性好。耐腐蚀性好。③减摩、耐磨、自润滑性好。

第七章思考题

1、什么是人机工程学

从系统的观点来研究人——机器——环境所组成系统的三要素以及相互关系。 2、人机系统的三要素 人 机器 环境

3、衡量人机系统的质量及协调性的指标

1:反应时间周期T 2:精度Ps 3:可靠度Ks

传热过程按其物理本质不同通常分为三种基本方式?(传导、对流、辐射) 影响疲劳强度的因素?(应力集中、尺寸效应、表面状态) 7-3、低周疲劳概念及特点是什么:

答:1)概念:在循环加载过程中,当应力水平很高,应力蜂值σmax接近或高于屈服强度而进入塑性区时,每一应力循环有少量塑性变形,呈现σ—ε滞后回线,以至循环次数很低时就产生疲劳破坏。

用应力很难描述实际寿命的变化,因而改用应变来描述。用△ε为纵坐标,用破坏时的循环次数Nf为横坐标绘制低周疲劳曲线。因其控制因素是塑性应变幅,故称之为应变疲劳。 承受高应力水平的交变载荷的结构如压力容器、汽轮机壳体、炮筒、飞机的起落架等,应当考虑低周疲劳的问题。

2)特点:1)应力水平高。 σmax ≥σs 2)循环次数少。N≤103

3)应变在疲劳破坏中起主要作用

4)断裂寿命的变化对循环应力的高低已不敏感。 7-4、摩擦学研究的范畴?

答:摩擦学:是研究摩擦、磨损和润滑这几个相互关联领域的科学与技术问题的综合学科。 7-5、按磨损的机理不同,机械零件的磨损大体分为哪五种基本类型: 答:按磨损的机理不同,机械零件的磨损大体分为五种基本类型: 1)粘着磨损 也称胶合 2)疲劳磨损 也称点蚀 3)磨粒磨损 也称磨料磨损 4)腐蚀磨损 5)微动磨损

7-6、一个零件的磨损过程大致可分为哪三个阶段?并结合磨损量特性曲线图说明。 答:一个零件的磨损过程大致可分为以下三个阶段: 1)磨合阶段 磨合(跑合):是指新的零件在运转初期的磨损,磨损率较高。新的摩擦副表面比较粗糙,真实微观接触面积比较小,压强大,因此运转初期的磨损比较快。但是,磨损以后表面的微观凸峰降低,接触面积增大,压强减小,磨损的速度逐渐减慢。

2)稳定磨损阶段 属于零件正常工作阶段,磨损率稳定且较低。这一阶段的长短直接影响机器的寿命。

3)剧烈磨损阶段 零件经长时间工作磨损以后,表面精度下降,表面形状和尺寸有较大的改变,破坏了原有的间隙和润滑性质,使效率降低,温度升高,冲击振动加大,导致磨损加剧,最终导致零件报废。

第八章思考题

3、产品艺术造型设计的基本原则,其间有何关系 实用、经济、美观是造型设计的基本原则

关系:三者的结合与统一,式设计的工作内涵,又是矛盾的统一这一普遍法则在设计工作上的体现。三者相互关联,相互制约,三者缺一不可。其基本关系应该是在实用的前提下,讲究美观,实用与美观必须以经济条件为制约条件。 7、降低产品成本从哪几方面入手

1:在材料上,选用合理廉价或代用材料、新型材料并考虑材料的重复利用;对于功能与总尺寸无关的产品,要注意应用紧缩设计法。

2:在结构上应尽量减小零、构件尺寸,尽量减少零件数目,设计便与加工的结构,减少加工工序的结构和降低公差与技术要求的结构,并尽可能采用大批量生产的外购件、标准件或模块式组合结构。

3:设计人员及时了解有关产品制造的最新知识、新技术和新工艺等,要尽可能发挥电子计算机在设计中的作用,式设计与加工成一体化系统,从而可节约更多设计时间,提高产品的生产率而降低产品的成本。 8、什么是绿色设计

绿色设计是在产品整个生命周期内,着重考虑产品的环境属性,并将其作为设计目标,在满足环境目标球的同时,保证产品应有的功能、使用寿命、质量等。 8-1影响产品竞争力三要素是什么?

答:1、功能原理设计:具备产品功能原理的新颖性,这是竞争力的核心要素;

2、实用化设计:具备产品技术性能的先进性,优良的技术性能是产品竞争力的基础要素;

3、具备产品竞争力的心理要素,提高产品的吸引力,迎合顾客心理。 8-3产品商品化设计措施有哪些? 答:机械产品的艺术造型 价值优化设计

产品的标准化、系列化、模块化设计 产品性能适用性变化

8-4艺术造型设计的基本原则是什么?其间有何关系?

答:实用、经济、美观是造型设计的三项基本原则。它是根据造型设计的规律总结出来的科学原则。

实用、经济、美观三者的结合与统一,是设计工作的内涵,又是矛盾的统一这一普遍法则在设计工作上的体现。三者互相关联,相互制约,三个原则缺一不可。

其基本关系应该是:在实用的前提下,讲究美观,实用与美观必须以经济因素为制约条件。

8-6价值工程对象选择的依据是什么?常用什么方法?

答:价值优化对象选择的基本依据是产品价值的高低。产品价值低的即为对象。具体进行时要经过分析,研究和综合判断来决定。一般来说,凡在生产经营上有迫切的必要性,在提高产品功能和降低成本上有较大潜力的产品或零、部件都可作为选择对象。 常用选择方法:

(1)功值系数分析法 这种方法是寻求功能与所占成本份额不相适应的零、部件作为重点改进对象。

(2)“ABC”分析法 (又称比重分析法)利用此种方法可以选出占成本比重大的零部件作为成本分析对象。

8-7什么是产品价值,如何提高产品价值?

产品的价值(以V表示)通常定义为产品的功能(以F表示)与实现该功能所耗成本(以C表示)。用公式表示V=F/C

1:↑V=F↑/C↓表示通过改进产品设计,提高产品功能同时降低成本是产品价值得到较的大提升

2:↑V=F↑/C→表示在保持产品成本不变的情况下,由改进设计来提高产品功能,从而提高产品价值。

3:↑V=F→/C↓表示在保持产品功能不变的情况下,通过改进设计或采用新工艺、新材料或改进实现功能的的手段等,使成本有所降低,从而使产品价值得到提高。

4:↑V=F↑↑/C↓表示在成本略有增加的情况下改进设计使产品功能大幅度提高。

5:↑V=F↓/C↓↓表示在不影响产品功能的前提下改进设计略降低某些次要功能或减少某些无关功能,以求得产品功能大大降低达到提高产品的价值。

机械产品的商品化设计

第一节产品的市场竞争力和商品化设计

产品:产品实体:提供给消费者的效用和利益 产品形式:质量、品种、花色、款式、规格及商品包装等 产品延伸:附加部分如维修、咨询服务、交货安排等

企业的商品化总体战略:销售、经营、设计 机械产品的艺术造型——商品化设计措施之一 造型设计的三项基本原则:实用、经济、美观

造型设计的要素 (1)功能基础产品特定的技术功能,功能将决定产品形体的整体布局和外型轮廓。造型要充分体现功能的科学性,使用的合理性及具有易于制造,易于修理的特点。

(2)物质技术基础 是实现产品功能的保证。机械产品的物质技术基础主要指的是结构、材料、工艺、配件的选择。生产过程的管理以及采用合理的经济性制约条件等。

(3)艺术形象 使产品的形象具有优美的形态,给人以美的享受。

美学法则1.统一与变化2.对比与调和 是反映和说明事物同类性质和特性之间差异或相似的程度。3.稳定与轻巧 是构成产品外形美的因素之一。是人们在长期克服与利用重力的过程中形成的一套与重力有联系的审美观念。 实际稳定和视觉稳定。4.对称与均衡

2.材质工艺 材料是机械产品造型的物质基础。工艺是造型得以实现的手段,也是保证造型质量的关键。材质美与工艺美的有机结合,为造型设计提供了变化无穷的造型手段。

3.色彩 色彩有三要素:即色相、明度、纯度。它们是研究色彩的基础。 色相:就是色彩的名称,是区别色与色的相名。明度:即指色彩的明暗程度。纯度:是指色彩的饱和程度(即色光的波长单一纯度)。 机械产品的色彩设计关键在于色调设计。色调即是一组色彩配置总的倾向。色调设计要考虑与工业及地理环境相协调,使之成为环境中一个有机组成部分。产品使用功能不同,其色彩面饰要求不同。

4.装饰设计 产品表面装饰:是指出其表面进行艺术性的工艺处理或增加各种精美的附加件。 装饰手法多种多样:有合理利用材料表面的质感和肌理装饰;有强烈实用性的色彩装饰和图案纹装饰,线的装饰等。此外,还有标牌、文字、商标装饰等。

商标装饰: 商标作为图形符号,基本上由三部分组成,即“形象”、“名称”及“视觉识别”标志。现代商标设计趋向于两个方面即表现形式符号化和艺术效果广告化。

商标设计应具有显著待征,易于识别,要符合商标法。一般应遵循下列原则:

1)商标设计要简明醒目,具有强烈的视觉传达性,具有明确的象征意义。2)要避免与其他商品生产产生类同,必须独具一格,新颖别致,以增强识别力。3)商标设计作为非功能设计,起着美化产品、平衡视觉、增强

产品艺术感染力之作用,应具有生动、优美的艺术形象。

5.造型设计的表现技法 机械产品造型设计中常用的表现技法包括设计草图、设计效果图和产品模型等几种。

六、机械产品造型设计的程序 造型设计分为三大阶段:准备阶段、设计阶段和完善阶段。

价值优化设计——商品化设计措施之二

功能分析:功能重要程度:基本功能、辅助功能 满足用户要求的性质:使用功能、外观功

降低成本的途径和措施1. 通过不同设计方案的价值分析,比较选择,使设计方案能以最低的成本获得最佳的产品2.选用合理廉价或代用材料并考虑材料的重复利用。设计中贯彻紧凑原则,使产品体积小,质量轻3.结构设计上减少零、构件尺寸,尽量减少零件数目,设计便于加工的结构,并尽可能采用大批量生产的外购件、标准件或模块式组合结构4.及时了解产品制造的最新知识,新技术和新工艺等,使设计加工成一体化系统,从而节约设计时间提高生产率而降低成本

第四节产品的标准化、系列化、模块化设计——商品化设计措施之三 一、零件的标准化:通过对零件尺寸、结构要素、材料性能及检验、设计方法和制图要求等制订出各种各样的大家共同遵守的标准,标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。 二、系列化设计:是按标准化原理,以基型产品为基础,依据社会需求,将其主要参数及形式变化排成系列,以设计出同一系列内各种形式、规格的产品。

设计要点:R5的公比:q5≈1.60;R10的公比:q10≈1.25;R20的分比:q20≈1.12;R40的公比:q40≈1.06; 三、模块化设计

模块化设计是近年来发达国家普遍采用的一种先进设计方法,它是在市场调研基础上、通过对产品功能分析,划分基本模块、通甩模块或专用模块,以模块为基础而进行设计。通过模块更换或加减来构成不同品种、不同规格的产品,以最大限度地满足市场对产品品种的需求。 第五节产品性能适用性变化——商品化设计措施之四

1、适用性改变2、开发新用途3、增添附加功能,拓宽使用面 第六节绿色产品设计——商品化设计措施之五

绿色产品:在其生命全周期过程中,符合特定的环境保护要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率最高,能源消耗最低的产品。 绿色设计:生态设计ED 环境设计DFE生命周期设计LCD环境意识设计ECD

绿色设计特点:1、扩大了产品的生命周期2、并行闭环设计3、有利于环保,维护生态系统平衡4、防止地球上矿物资源的枯竭5、减少废弃物数量及其处理

绿色设计方法:系统论设计思想与方法、模块化设计、长寿命设计 绿色设计的关键技术:绿色材料的选择、拆卸设计、回收设计

绿色设计的评价指标体系:评价指标:环境属性、资源属性、能源属性、经济性指标

绿色设计的评价方法:(1)产品要消耗那些资源,会造成的影响;(2)其中最重要的影响;

(3)影响出现在产品生命周期的哪个阶段;(4)造成影响的最显著的因素;(5)应从什么地方进行产品的改进。

优势设计区别于常规/创新设计主要在于它强调一种面向市场竞争优势的设计

优势设计的基本思想在以下方面:一、是一种面向市场的设计 二、是一种战略性的分析、预测、判断和决策 三、是一种对自然法则深刻认识基础上的优势发现和发展战略 四、是一种高层次的设计思维

优势分析1.表面优势和本质优势2.局部优势和全面优势3.绝对优势和相对优势4.营销优势和实质优势

优势设计的哲学基础1.设计问题永远没有一个"唯一正确的解答"2.设计需要创造性但不是一般的创造性3.设计需要反复试验,不断摸索4.市场是检验设计的惟一标准5.成功是必然性和偶然性的结合

范文七:机械设计答案 投稿:段蠿血

机械设计》课程试题(一)

答案与评分标准

一、填空题(每空1分共31分)

1、50%。2、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、破坏螺旋副运动关系。

4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力,带绕进小带轮处。5、偶、奇、小。6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。7、相同、不同、不同、不同。8、啮合效率、轴承效率η2、搅油效率η3,啮合效率。9、转轴、心轴、传动轴。10、轴向。 二、单项选择题(每选项1分,共11分) 1、A。2、B。3、A。4、D。5、C。 6、D。7、A、B。8、B。9、B。10、B。 三、计算题(38分) 1.(15分)

2、(13分)

[解] (1) i=z2/z1=40

设重物上升1m,手柄应转x转,则

(5分)

手柄的转动方向ω示于图中(3分)

(2)

(总效率2分,L3分) 3、(10分)

[解] 7208C轴承的α=150,内部轴向力

Fd=0.4Fr,

Fd1=0.4Fr1=0.4×1000=400N (2分) 方向如解所示向左

Fd2=0.4Fr2=0.4×2060=824N (2分)

方向如图所示向右

Fd2十FA=824十880=1704>Fd1 故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。 Fa1=Fd2十FA=1704N (3分)

Fa2=Fd2=824N (3分)

四、分析题(20分)

1.(10分)

(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。 (2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向,蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。 (3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分)

2、(10分)[解] 画出的正确结构图如图。 ①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。 ②轴承盖与轴之间应有间隙。

③轴承内环和套简装不上,也拆不下来。

④轴承安装方向不对。

⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。 ⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。

⑦轴承内圈拆不下来。

每指出1个错误得1分,满分5分;每改正1个错误得1分,满分5分。

《机械设计》课程试题(二)

答案与评分标准

一、填空题(25分)[每空1分]

1、跨距较大 或 工作温度较高 。 2、 油 , 润滑脂 。

3、 ①.相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;②.被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油大口进小口出; 3润滑油必须有一定的粘度供油要充分 。 4、 P 、 V 、 PV 。

5、①套筒式联轴器(无补偿能力)、②凸缘式联轴器(无补偿能力)。 6、 心 轴; 传动 轴;转 轴。

7、 z/cosδ ; 齿轮大端 ; 平均分度圆 。 8、 打滑 和 疲劳破坏 。

9、拉应力 , 弯曲应力 ,离心应力 。 10、相 等的, 不 等的。 二、选择题(11分)[每空1分]

1、 C 。2、 AC, BD 3、 B4、 D 5、 D 6、 B 7、 C 8、 D 9、 B 10、 B 三、计算题(34分) 1、解:

(1)重物上升1m时,卷筒转动圈数:N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27

蜗杆转动圈数为:N1=i N2=40x1.27=50.96(圈) (4分) (2)蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10

导程角:γ=arctan=arctan=7.125o

当量摩擦角:

v

=arctanfv= arctan=10.204o

:因为: γ〈

v

所以 蜗杆传动满足自锁条件 (4分)

(3)蜗杆传动的啮合效率:

: 则: 2、 解:

(6分)

(2 分)

(2 分)

=

(2 分)

==750N (2 分)

所以 =2x750=1500N (2 分)

3、解:由轴径φ55查下表,选取键b=16,h=10,键长L=90 键的工作长度l=L-b=90-16=74mm

键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm

由〉[]=100

可见联接挤压强度不够,考虑到相差较大,所以应采用双键,相隔180布置 ,双键的工作长度l=1.5x74=111mm

见的标记为:键16x90

四、分析题(30分)[每题10分]

1、1.无垫片;2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩 6套筒高于内圈高度7轴和轮毂一样长,起不到定位作用; 8无定位;9无垫片10采用反装。

指出1处(0.5分)改正1处(0.5分) 2、(10分)

总传动比:i=n/nD=1440/30=48 (2分)

方案:电动机 带传动(i=3) 蜗杆传动(i=16)

(4分)

画出方案图(4分) 3、传动力分析

如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。已知蜗杆为主动,且按图示方向转动。试在图中绘出:

(1)各轮传向。(2.5分)

(2)使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。((3)各啮合点处所受诸分力

、、的方向。(5.5分)

答案与评分标准

一、填空题(每空1分共24分)

1、大,中,

2、600、联接、300、传动。 3、摩擦、机械、永久。 4、轴径d、侧面。 5、包角α。 6、变量、常数。

7、相同、不同、不同、不同。 8、节点。 9、p、pv。

10、无弹性元件,有弹性元件。

2分)

二、单项选择题(每选项1分,共10分)

1、B。2、D。3、D。4、A。5、D。6、A。7、D。8、B。9、C。10、B。

三、计算题(40分)

1.(13分)

螺栓预紧后,接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷,假设各螺栓所需预紧力均为F0

则由平衡条件

可得

(4分)

螺栓危险截面的强度条件为

于是得 (4分)

(5分)

2、(13分)

[解]

(1)电机转向箭头向上; (1分)

(2)蜗杆受各力方向如图 (3分) (3分)

(3分)

Fr2=Ft2·tanα=9845tan20°=3583N 3、(14分) [解]

Fd1=0.7Fr1=0.7×1650=1155N (2分)

方向向右

分)

(3

Fd2=0.7Fr2=0.7

×3500=2450N (2分)

方向向左

Fd1十Fae=1155十1020=2175 < Fd2

故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。

Fa1=Fd2-Fae=2450-1020N =1430 (2分)

Fa2=Fd2=2450N (2分)

(3分)

(3分)

四、分析题(26分)

1.(12分)(1) 蜗轮6的转向为逆时针方向; (2分)

(2)齿轮3左旋,齿轮4右旋,蜗杆5右旋,蜗轮6右旋;(4分)

(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a);蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。

分) (6

2、(14分)[解] 画出的正确结构图如图。

①轴的右端面应缩到联轴器端面内1~2mm,轴端挡圈压到联轴器端面上,与轴端面留有间隙;

②联轴器与透盖不能接触,联轴器应右移; ③联轴器与轴配合直径应小一点,形成轴肩定位;

④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上;键与毂孔键槽底面间应有间隙;

⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触,与轴肩端面应有间隙,所以套筒内轴颈右端面应左移1~2mm;

⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1~2mm,轴颈右端面缩进去; ⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住,轴环左部轴径减小至内圈厚度的2/3左右; ⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角,与箱体间均应有调整垫片。

⑨轴的左端伸出轴承内圈过长,应缩短一点。

每指出一处错误1分,说明原因1分,指出五个错误算满分10分;画出正确图形4分。

范文八:机械设计答案(1) 投稿:洪倐們

1. 传动带的分类,带传动的设计准则、运动分析、应力分析、弹性滑动现象。

分类:按工作原理不同,带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带传动,按传动带的

横截面积形状不同,分为平带传动,圆带传动,V带传动,多楔带传动;啮合型带传动也称为同步带传动。 设计准则:在保证不打滑的条件下,带传动具有一定的疲劳强度和寿命。 运动分析:

在安装带传动时,传动带即以一定的预紧力F0紧套在两个带轮上。由于预紧力F0的作用。带和带轮的接触面上就产生了正压力。带传动不工作时传动带两边的拉力相等,都等于F0(如下列左图所示)。

F1+ F2= 2F0

紧边拉力F1 松边拉力F2 有效拉力Fe, 总摩擦力Ff即等于带所传递的有效拉力,即有: Fe=Ff= F1-F2 F1=F0+ Fe/2 F2=F0- Fe/2 P= Fe v/1000

1

最小初拉力(F0 )min 临界摩擦力Ffc或临界有效拉力Fec, Fec=Ffc=2(F0 )minfa

11fa

e

1

应力分析:1000000P/A,

弹性滑动现象:带传动在工作时,带受到拉力后要产生弹性变形。在小带轮上,带拉力从F1 降

低到F2 ,带的弹性变量减少,因此带相对小带轮向后退缩,使带速度比小带轮速度v1小; 在大带轮上, 带拉力F2上升为F1,带的弹性变量增加,因此带相对大带轮向前伸长,使带速度比大带轮速度v2大。这种由于带的弹性变形面引起的带与带轮间的微量滑动,称为带传动的弹性滑动。总有紧松边,所以总有滑动而无法避免。 2. 螺纹连接的防松方法、螺栓联接计算

防松答:一、摩擦防松:1对顶螺母2弹簧垫圈3自锁螺母 二、机械防松:1开口销与六角开槽螺母2止动垫圈3串联钢丝 三、破坏螺旋副运动关系防松:1铆合2冲点3涂胶粘剂

螺栓联接计算

1受横向载荷的螺栓组连接

横向总载荷F,每个螺栓的横向工作剪力为F,z螺栓数目,i接合面数,f接合面摩擦系数, KS防滑系数,各螺栓所需的预紧力均为F0,则平衡条件是 fzi F0KS F得F0KS F/fzi 2受转矩的螺栓组连接

3受轴向载荷的螺栓组连接

4受倾覆力矩的螺栓且连接

5松螺栓连接强度计算

6紧螺栓连接强度计算

4. 齿轮的失效形式。

(1)轮齿折断,(2)工作齿面磨损(3)工作齿面点蚀(4)工作齿面胶合(5)塑性变形 5. 带轮、齿轮、链轮的结构形式

带轮由轮缘、轮辐(腹板)、和轮毂组成,齿轮由齿圈、轮辐、和轮毂等,链轮由轮齿、轮缘、

轮辐(腹板)、和轮毂组成 6. 轴的分类。

按承受载荷的不同,轴可分

转轴——工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。如减速器中的轴。

心轴——工作时仅承受弯矩而不承受扭矩的轴。按工作时轴是否转动,心轴又可分为: 转动心轴——工作时轴承受弯矩,且轴转动。如火车轮轴。 固定心轴——工作时轴承受弯矩,且轴固定。如自行车轴。

传动轴——工作时仅承受扭矩而不承受弯矩(或弯矩很小)的轴。如汽车变速箱至后桥的传动轴。 按轴线形状的不同, 轴可分为:

曲轴—— 各轴段轴线不在同一直线上,通过连杆可以将旋转运动变为往复直线运动,或作相反

的运动变换,主要用于内燃机中

直轴——各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为:

光轴——形状简单,应力集中少,易加工,但轴上零件不易装配和定位。常用于心轴和传动轴。 阶梯轴—— 特点与光轴相反,常用于转轴。

此外,钢丝软轴—由多组钢丝分层卷绕而成,具有良好挠性,可将回转运动灵活传到不开敞的空

间位置。 7.滚动轴承型号、内径、选择、计算。

型号:滚动轴承若按用于承受外载荷方向的不同来分,可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承;若按轴承的结构类型来分,可有十余个大类:类型代号3 包括圆锥滚子轴承和大锥角滚子轴 承 类型代号4 圆锥滚子轴承 类型代号6--- 深沟球轴承

类型代号2 圆柱滚子轴承类型代号3 角接触球轴承类型代号5 调心球轴承类型代号6 调心滚子

轴承

7 滚针轴承8 推力球轴承9 推力滚子轴承

内径:后面两位数的5倍为内径,单位为mm.(五个特例外,00-10,01-12,02-15,03-17) 选择:首选轴承的类型1)、考虑轴承的承受载荷情况

方向:受径向力时,用向心轴承;受轴向力时,用推力轴承;径向力和周向力联合作用时,用向心推力轴承;

大小:纯轴向载荷,用推力轴承,受到较大载荷时,可用滚子轴承,或尺寸系列较大的轴承;受到较小载荷时,可用球轴承,或尺寸系列较小的轴承 2)、考虑对轴承尺寸的限制

当对轴承的径向尺寸严格限制时,可选用滚针轴承; 3)、考虑轴承的转速:a球轴承比滚子轴承能适应更高的转速;b轻系列的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速(内径同时,在高速,应选外径小的轴承,若外径过小不能达承载能力要求,可并装同一个轴承);c青铜保持架允许更高转速;d各类推力轴承的极限转速很低,转速高,轴向载荷不很大,用角接触球轴承承受纯轴向力。

4)、考虑对轴承的调心性要求

调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求(即:轴心线与轴承座孔心线可适当偏转),而圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承满足调心要求的能力几乎为零。 5)、轴承的安装与拆卸:便于安装

计算:寿命计算 8. 联轴器分类、传力原理、选择

分类:根据对各种相对位移有无补偿能力(即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能),联轴器可分为刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能力)两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。 挠性联轴器:无弹性:十字滑块~,滑块~,十字轴式万向~,齿式~,滚子链~, 有弹性: 传力原理

凸缘联轴器:这种联轴器有两种主要的结构型式:1靠铰制孔用螺栓来实现两轴对中2螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩

十字滑块联轴器:十字滑块联轴器由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3,和一个两面带有凸牙的中间盘2所组成。凹凸牙可在凹槽中滑动,故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移 滑块联轴器:

十字轴式万向联轴器:

齿式联轴器: 齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套筒1所组成。两个内套筒1分别用键与两轴联接,两个外套简3用螺栓5联成一体,依靠内外齿相啮合以传递转矩。

滚子链联轴器:利用一条公用的双排链条2同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半联轴器1与4的联接

弹性套柱销联轴器:通过蛹状的弹性套传递转矩

弹性柱销联轴器:工作时转矩通过主动轴上的键,半联轴器、弹性柱销、另一半联轴器及键而传到从动轴上去的。

选择:1) 所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。 大功率,齿式;消冲击、扭振,轮胎式;

2) 联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。 高速,平衡精度高例如膜片;

3) 两轴相对位移的大小和方向。 安装难对中,相对位移大,挠性;如径向位移大,滑块;

角位移大或相交两轴连接,万向; 4) 联轴器的可靠性和工作环境。 5)联轴器的制造、安装、维护和成本。

9.流体动压油膜形成条件。

答:1相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙。

2被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度,运动方向为使油从大口流进,小口流出。 3润滑油必须有一定的粘度,供油要充分。 10、闭式齿轮的设计步骤。

1),选定齿轮类型,精度等级、材料及齿数 2),按齿面接触强度设计 3),按齿根弯曲强度设计 4),几何尺寸计算 5),结构设计

11、带传动和链传动的特点及应用。

带传动特点及应用:带传动具有传动平稳、噪声低、清洁(无需润滑)的特点,具有缓冲减振和过载保护作用,并且维修方便。与链传动和齿轮传动相比,带传动的强度较低以及疲劳寿命较短。带传动的应用十分广泛

链传动的特点及应用:与带传动相比,链传动能保持准确的平均传动比,传动效率高,径向压轴力小,能在高温及低速情况下工作;与齿轮传动相比,链传动安装精度要求较低,成本低廉,可远距离传动:链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。

按用途不同,链可分为:传动链、输送链和起重链,在一般机械传动中,常用的是传动链。传动链有滚子链和齿形链等类型,其中滚子链使用最广,齿形链使用较少 12. 蜗杆传动特点、应用、分类、失效形式、材料

特点:1)能实现大的传动比。在动力传动中,一般传动比i=5~80;在分度机构或手动机构的传动中,传动比可达300;若只传递运动,传动比可达1000。由于传动比大,零件数目又少,因而结构很紧凑。

2)在蜗杆传动中,由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿,它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的,同时啮合的齿对又较多,故冲击载荷小,传动平稳,噪声低。

3)当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动便具有自锁性。

4)蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似,在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大,工作条件不够良好时,会产生较严重的摩擦与磨损,从而引起过分发热,使润滑情况恶化。因此摩擦损失较大,效率低;当传动具有自锁性时,效率仅为0.4左右。

应用:蜗杆传动通常用于减速装置,但也有个别机器用作增速装置。

分类:根据蜗杆形状的不同,蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。 圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。

失效形式:蜗杆传动的失效形式也有点蚀(齿面接触疲劳破坏)、齿根折断、曲面胶合及过度磨损等

材料: 蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用15Cr或20Cr,并经渗碳淬火;也可用40、45号钢或40Cr并经淬火。这样可以提高表面硬度,增加耐磨性。通常要求蜗杆淬火后的硬度为40~55HRC,经氮化处理后的硬度为55~62HRC。一般不太重要的低速中载的蜗杆,可采用40或45号钢,并经调质处理,其硬度为220~300HBS。

常用的蜗轮材料为铸造锡青铜(ZCuSnlOPl,ZCuSn5Pb5Zn5)、铸造铝铁青铜(ZCuAl10Fe3)及灰铸铁(HTl5O、HT2OO)等。

13、斜齿圆柱齿轮旋向、转向、受力分析

14、轴系结构设计、改错。

范文九:机械设计答案(2) 投稿:戴竧竨

键连接/带传动键连接

二、填空题

1.键宽,公称长度,A型,周

2.轴径d,键的两侧面

3.键两侧面,上下表面,导向平键、滑键

4. 90-120°, 1.5个

5.挤压应力,压强强度

6.矩形,渐开线

7.静,两侧面,侧面受挤压和剪切,工作面被压溃

8.上下面,压溃

9.动, 磨损,耐磨性条件p ?[p]

10.180°,120°,布置在一条直线上

三、简答题

1. 普通平键主要失效形式是工作面被压溃,导向平键和滑键主要失效形式是工作面的过度磨损。键的尺寸按符合标准规格的强度要求来取定,键的截面尺寸按轴的直径由标准中选定,长度按轮毂的长度而定,键长等于或略短于轮毂的长度,导向平键按轮毂的长度及其滑动距离而定。

2.圆头平键工作长度l = L- b;方头平键的工作长度l = L;单圆头平键l = L -b/2。

3.普通平键的失效形式有工作面被压溃,个别情况会出现键被剪断。主要失效形式是压溃。进行强度校核时应校核挤压强度和剪切强度。如经校核判断强度不足时,可在同一连接处错开180°布置两个平键,强度按1.5个计算。

4.平键是通过两个侧面受挤压和剪切来传递转矩,而楔键是靠上下面受挤压来传递转矩。

7. 答:有矩形花键、渐开线花键。其中渐开线花键适用于载荷大、定心精度要求高、尺寸较大的场合,压力角为45°的渐开线花键用于载荷不大的薄壁零件连接。矩形花键应用较广。矩形花键连接采用小径定心,渐开线花键采用齿廓定心。

☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

一、 带传动☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

1.拉应力、弯曲应力、离心应力

2.在保证不打滑的前提下带传动具有一定的疲劳强度和寿命

3.带的紧边开始绕上小带轮处

4.不可、可以

5.小

6.YZABCDE、SPZSPASPBSPC

7.E

8.5-25m/s

二、简答

1.V带、平带、多楔带、同步带

2.结构简单,传动平稳,价格低廉,缓冲吸振

3.不相等。顶面拉深变窄,底面压缩变宽,为使带与轮槽配合,槽角

4.防止载荷分布过于不均。

5.限制小带轮包角是为了保证足够大的摩擦力。

6.初拉力、摩擦系数、包角。

7.发生在小带轮上。因为小带轮包角小于大带轮包角,即小带轮总摩擦力小于大带轮总摩擦力。

8.(1)由于带是弹性体,带的紧边和松边拉力不等,因而引起带与带轮之间的滑动成为弹性滑动,当外载荷增大,超过带与小带轮轮槽接触面间的摩擦力总和时带将沿着整个接触弧滑动,称为打滑。(2)弹性滑动使传动比增加,磨损增加,温度上升,转

动效率降低,是带传动固有属性,不可避免。打滑使传动失效,带将严重磨损,应该避免。

9.最小包角相等,材质一致说明摩擦系数相等,初拉力相等,所以最大有效拉力相等。

10.失效形式是打滑和疲劳破坏。设计准则在保证不打滑的前提下带传动具有一定的疲劳强度和寿命

11. 因为带在工作过程中受变化的拉力,其长度会逐渐增加,使初拉力减小。因此需要经常调整中心距,以调整带的初拉力。因此便将中心距设计成可调的。

一、填空题

1.弯矩,扭矩,弯矩扭矩

2.45钢

3.光轴

4.定位轴肩,非定位轴肩

二、简答题

1、只承受弯矩的心轴,只承受扭矩的传动轴,既承受弯矩又承受扭矩的传动轴

3、轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖、圆螺母。

三、

1、略

2、

① 缺少调整垫片

② 轴肩应低于轴承内圈

③ 键连接过长

④ 轴段长度应小于轴上零件宽度2-3mm

⑤ 套筒高度应低于轴承内圈

⑥ 轴承盖与轴之间应有间隙

⑦ 缺少密封毡圈

⑧无定位轴肩

⑨缺少键连接

⑩缺少轴端定位联轴器

11 缺少倒角

3.

① 缺少调整垫片

② 闷盖没定位轴承外圈

③ 轴肩应低于轴承内圈

④ 轴肩过高,齿轮无法安装

⑤ 轴段长度应小于轴上零件宽度2-3mm

⑥ 不同轴段键连接应位于同一母线上

⑦ 轴肩高度应低于轴承内圈

⑧ 轴承盖与轴之间应有间隙

⑨ 缺少密封毡圈

⑩ 轴环定位改为轴肩定位,否则左侧零件无法安装

11 轴段长度应小于联轴器,否则无法有效轴端定位

4、

① 缺少调整垫片

② 轴段过长

③ 套筒应低于轴承内圈,并且应有轴肩定位代替套筒

④ 缺少键连接

⑤ 轴段长度应小于轴上零件宽度2-3mm

⑥ 套筒高度应低于轴承内圈

⑦ 轴承盖与轴之间应有间隙

⑧ 缺少密封毡圈

⑨ 无定位轴肩

⑩ 缺少键连接

11 缺少轴端定位联轴器

12 透盖没画剖面

① 缺少调整垫片及表示螺纹的点划线

② 轴承应与右侧轴承对应,应为深沟球轴承

③ 缺少键连接

④ 轴段长度应小于轴上零件宽度2-3mm

⑤ 套筒应低于轴承内圈

⑥ 轴承盖与轴之间应有间隙

⑦ 缺少密封毡圈

⑧ 套筒与轴承盖接触,套筒多余

⑨ 无定位轴肩

⑩ 缺少键连接

11缺少轴端定位带轮

机械零件的强度

二、填空题

1.210 Mpa,140Mpa

2.静载荷,变载荷 ,静应力,变应力

3.变应力,变载荷,静载荷,静载荷

4.最大应力,最小应力 ,应力循环特性

5.对称循环,脉动循环,静,非对称循环

三、简答题

5.如何提高机械零件的疲劳强度?

答:设法减小零件的应力集中,减小零件的绝对尺寸,对零件进行表面强化。

8.机械零件设计应满足哪些基本准则?

答:应满足:1) 强度准则 2) 刚度准则 3) 寿命准则 4) 耐磨性准则 5) 稳定性准则 6) 可靠性准则

9.什么叫机械零件的失效?机械零件主要的失效形式有哪些?

答:机械零件在限定的期限内,在规定的条件下,不能完成正常的功能称为失效。常见的失效形式有:1) 整体断裂 2) 表面破坏 3) 变形量过大 4) 功能失效

10.根据磨损机理磨损分为几类?

答:磨粒磨损、疲劳磨损、粘附磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损。

四、计算题

螺纹连接与螺旋传动

一、选择题

1.B,2.CBCB,3.A,4.A,5.D,6-10AACBA,11-15DCDAB,16-20ADADC,21-22CCB

二、填空题

1.防止螺纹副相对转动

2.剩余预紧力,工作拉力

3.拉,扭剪,断裂(拉断或拉扭断)

4.剪切,挤压,(螺杆被)剪断,(工作面被)压溃

5.弯曲,凸台,沉头座

6.摩擦防松,机械防松,破坏螺纹副关系

7.连接 ,传动

8.螺栓,被连接件

9.降低,增加

10.双头螺栓,定力矩

11.被连接件接触面间的摩擦力,预紧力,被连接件间相对滑移,螺栓抗剪切,剪切和挤压,剪断,压溃

三、简答题

1.答:常用的螺纹连接有4种类型:(1)螺栓连接:用于被连接件不太厚有足够的装配空间的场合。(2)双头螺栓连接:用于被连接件之一很厚,又经常拆装的场合。

(3)螺钉连接:用于被连接件之一很厚,又不经常拆装的场合。(4)紧钉螺钉连接:用于固定两被连接件的相对位置,并且传动力和力矩不大的场合。

3.答:有3种。(1)摩擦防松:靠维持螺纹牙间不变的正压力来保证足够的摩擦力,如双螺母。(2)机械防松:用机械固定的方法使螺纹副之间无相对运动。如止动垫圈。(3)破坏螺纹副:使螺纹副破坏,如冲点法。

4.答:因为在拧紧螺栓时,螺栓是受拉伸和扭转复合作用,要考虑扭转力的作用,还要考虑补充拧紧,所以要轴向拉力加大30%。

7.答:强度极限σB=400MPa。屈服极限σS=320 MPa

8.答:1)改善螺纹牙间的载荷分配不均;2)减小螺栓的应力幅;3)减小螺栓的应力集中;4)避免螺栓的附加载荷(弯曲应力);5)采用合理的制造工艺。

9.答:螺纹连接的预紧是指在装配时拧紧,是连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹连接的刚度、保证连接的紧密性和可靠性(防松能力)。拧紧后,预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。

四、判断题

√ ×√ ×√√√√√ ×

滚动轴承

二、填空题

1.深沟球轴承,75mm

2.推力轴承,向心推力轴承

3.角接触球轴承,55mm

4.滚动体,保持架,内圈,外圈

三、简答题

1. 滚动轴承由滚动体,保持架,内圈,外圈四部分组成。

3. 向心轴承,推力轴承,向心推力轴承

9. 一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数(以10×6转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做基本额定寿命,以L10表示。

21.双支点各单向固定,一支点双向固定,另一支点游动,两端游动

齿轮传动

三、填空题

1.靠近节线的齿根面上

2.齿面磨损

3.40

3.闭式

4.动载,使用,齿宽载荷分配系数

四、简答题

1.轮齿折断,齿面磨损,齿面点蚀,齿面胶合,塑性变形。

3.当轮齿在靠近节线处啮合时,由于相对滑动速度低,形成油膜的条件差,润滑不良,摩擦力较大,特别是直齿轮传动,通常这时只有一对齿啮合,轮齿受力也最大,因此,点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。

4.开式齿轮传动,由于齿面磨损较快,很少出现点蚀。

9.在实际传动中,由于原动机及工作机性能的影响,以及齿轮的制造误差,特别是基节误差和齿形误差的影响,会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间,载荷的分配并不是均匀的,即使在一对齿上,载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大,用载荷系数K计入其影响。

11.一对齿轮传动,其大小齿轮的接触应力一定相等。两齿轮材料和热处理相同时,其许用应力不一定相等。因为许用应力还与寿命系数有关,大小齿轮的应力循环齿数不等,故许用应力不一定相等。

13.其目的是防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合宽度减小,宽度减小会增大轮齿的工作载荷。

16.齿宽系数过大将导致载荷沿齿宽方向分布不均匀性严重;相反若齿宽系数过小,轮齿承载能力减小,将使分度圆直径增大。

五、受力分析

范文十:机械设计3答案 投稿:钱褔褕

机械设计基础试题参考答案及评分标准

一、选择题:每小题3分,共45分。

1.B 2.A 3.D 4.D 5.B 6.B 7.A 8.C 9.A 10.C 11.D 12.A 13.A 14.C 15.D

二、填空题:每空1分,共20分。

16.槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18.动 两 20. 节点 一

19. 分度圆直径d1(或中心距a) 齿宽b 21. 胶合 点蚀 23. 平均 瞬时 25. pp

22.包角1 摩擦系数 24.弯矩 扭矩

pp

三、分析题:共15分

26.(本题满分5分)最短杆与最长杆长度之和(250+650)小于其余两杆长度之和(450+550),满足存在曲柄的必要条件,且最短杆为连架杆。 „„„„„(3分) 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27.(本题满分10分) 答案参见第27题答案图 斜齿轮3、4的轮齿旋向 Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向

„„„„„(2分)

„„„„„(8分)

„„„„„(2分)

第27题答案图

四、计算题:共48分。

28.(本题满分6分) 解 F342511 E、F处之一为虚约束 29.(本题满分12分) 解(1)小齿轮齿数 z1模数 m

„„„„„(4分) „„„„„(2分)

z260

20 i3

„„„„„(2分)

2a2160

4mm

z1z22060

分度圆半径 r

mz1420

40mm 22

„„„„„(2分)

„„„„„(2分) „„„„„(2分)

基圆半径 rb1r1cos40cos2037.59mm

3.144

6.28mm

22

acos160cos20

0.9168 (2)cos

a

分度圆齿厚 s

m

23.54

b1/cos37.59/cos23.54 节圆半径r1r

=41.00mm (或r1

a16441.00mm) 1i13

„„„„„(2分)

30.(本题满分10分)

解 该轮系为混合轮系。由齿轮1、2、3和转臂H组成行星轮系,齿轮3固定,30。 则 i13

H

1Hz80

34

3Hz120

得i1H

1

5 H

4H

i14i1H5

„„„„„(6分)

由题图知

由题图轮4、5组成定轴轮系,则

i45

z45052 5z425

„„„„„(2分)

i15i14i455210

31.(本题满分10分)

„„„„„(2分)

解 一个螺栓的横向工作载荷 R预紧力 Qp

F6000

3000N „„„„„(1分) z2

„„„„„(4分)

KsR1.23000

18000N fm0.21

强度校核 

1.3Qp1.318000

99.67N/mm2 d117.29444

„„„„„(4分)

 强度满足

32.(本题满分10分)

解 S10.68R10.682000136N0

S20.68R20.6840002720N

S1、S2方向见第32题答案图

FAS280027203520NS1

„„„„„(5分) „„„„„(5分)

,A1=FA+S2=3520N  轴承1“压紧”

轴承2“放松”,A2=S2=2720N

第32题答案图

五、作图题:本题满分10分。

33.答案见第33题答案图。 基圆和基圆半径r0

„„„„„(3分) „„„„„(3分) „„„„„(4分)

从动件在C点接触时位移s 在C点和D点接触时压力角α

第33题答案图

六、结构改错题:本题满分12分 34.答案见第34题答案图

第34题答案图

①应画出键; ③画出密封件;

②去掉套筒,画出定位轴肩; ④轴承改为面对面正安装; ⑥键长应短于轮毂长度; ⑧左右两轴承盖与箱体间加垫片。

„„„„„(2分)

⑤缩短装齿轮的轴段长度; ⑦左右两轴承内侧加档油环; 每改正1处错误 (改正6处错误得满分)

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