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機械設(shè)計基礎(chǔ) 大題答案 2012.doc

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機械設(shè)計基礎(chǔ) 大題答案 2012.doc

第4章 平面連桿機構(gòu) 5、 已知一平面四桿機構(gòu)ABCD其四邊長度分別為a、b、c、d試分析: 1) 簡述該機構(gòu)曲柄存在條件; 2) 當AB為主動件時,請標出壓力角a與傳動角γ及在何時會出現(xiàn)最小傳動角γ min? 3) AB為主動件時,該機構(gòu)是否存在極位夾角θ及急回特性? 4) 該機構(gòu)在何種情況下具有死點? 答案:1)最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其他兩桿的長度之和(桿長條件);最短桿必定為機架或連架桿(最短桿條件)。 2)AB為主動件時,機構(gòu)的壓力角а與傳動角γ見下圖,當AB桿與CD桿在重疊共線時即AB桿在AB1 、AB1兩位置時最小傳動角γmin為γ1、γ2之中的一個; 3)因為滑塊處于極限位置時,AB桿兩位置的夾角θ≠0,故存在急回特性。 4)當γ=0時才存在死點,只有當CD桿為主動件時才會有γ=0,故當CD桿為主動件時從動件AB處于AB’及AB”兩位置時為機構(gòu)的死點位置。 7、 如圖設(shè)已知四桿機構(gòu)各構(gòu)件的長度為a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。試問: 1) 當取桿4為機架時,是否有曲柄存在? 2) 若各桿長度不變,能否以選不同桿為機架的辦法獲得雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)?如何獲得? 3) 若a、b、c三桿的長度不變,取桿4為機架,要獲得曲柄搖桿機構(gòu),d的取值范圍應(yīng)為何值? 答案:a=240㎜,b=600㎜,c=400㎜,d=500㎜, a+ b < d +c 滿足桿長條件。 1) 當桿4為機架,最段桿1為連架桿,機構(gòu)有曲柄存在; 2)要使此機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu),則應(yīng)取桿1為機架;要使此機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu),則應(yīng)取桿3為機架。 3)若a、b、c三桿的長度不變,取桿4為機架,要獲得曲柄搖桿機構(gòu),d的取值范圍應(yīng)為440<d<760。 第6章 齒輪傳動 5、 圖示定軸輪系鐘,已知各齒輪數(shù)為z1=z2’=z3’=20,z2=z5=40,z3=80,z4=17,n1表示齒輪1的轉(zhuǎn)動方向,試求輪系的傳動比i15,并用箭頭標出其它齒輪的轉(zhuǎn)動方向。 答案:該輪系為定軸輪系, 定軸輪系傳動比為: , 用箭頭表示輪系各輪的轉(zhuǎn)向,如圖示。 5題 9、 圖示傳動裝置,蝸桿為主動,通過蝸輪再傳動一對直齒輪圓錐齒輪傳動,從動錐齒輪轉(zhuǎn)向如圖所示。試求: (1) 為使II軸上所受軸向力較小,請確定蝸桿、蝸輪螺旋線的方向,并畫在圖上。 (2) 在圖上畫出蝸桿、蝸輪及錐齒輪3的轉(zhuǎn)向。 (3) 在圖上畫出蝸桿傳動及錐齒輪傳動嚙合點處的各作用力方向(用三個分力表示)。 10、 如圖a)所示為兩級蝸桿傳動組成的減速傳動裝置,已知蝸桿1為主動件,逆時針轉(zhuǎn)動,且為右旋,要求: (1) 為使II軸上所受軸向力較小,確定蝸桿3和蝸輪4的旋向,并在圖a)中畫出。 (2) 在圖a)上畫出各軸的回轉(zhuǎn)方向。 (3) 在圖b)上畫出各蝸桿、蝸輪再嚙合點處的各作用力方向(用三個分力表示)。 12、 圖示為一蝸桿——斜齒圓柱齒輪——直齒圓錐齒輪三級傳動,已知蝸桿為主動,且按圖示方向轉(zhuǎn)動,試在圖中畫出: (1) 各輪轉(zhuǎn)向; (2) 使II、III軸軸承所受軸向力較小時的斜齒輪輪齒的旋向; (3) 各嚙合點處所受諸分力Ft,F(xiàn)r及Fa的方向。 第7章 帶傳動 1、 普通B型V帶傳動,傳遞的功率P=7.5kW,帶速v=10m/s,工作情況系數(shù)KA=1.2,單根V帶在該工況下的許用功率,[P]=2.5kW,緊邊拉力F1 是松邊拉力F2 的4倍,即F1 =4F2 。求: (1) 帶的根數(shù)Z; (2) 在該工況下的有效圓周力Fe,緊邊拉力F1 ,松邊拉力F2及初拉力F0 。 答案:(1) Z=KA*P / [P]=(1.2*7.5)/ 2.5=3.6≈4根 (2) Fe=1000*P/v=(1000*7.5/10)=750N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =4F2 F1=1000N;F2=250N;F0=625N 2、 一普通V帶傳動,傳遞的功率P=8kW,帶速v=12m/s,單根帶的許用功率[P]=2.8kW,帶傳動的工況KA=1.3,帶的初拉力F0 =800N,帶與帶輪的當量摩擦系數(shù)?v=0.5,帶在小輪上的包角α1=150。求: (1) 帶的根數(shù)Z; (2) 有效圓周力Fe,緊邊拉力F1,松邊拉力F2; (3) 校驗是否打滑。 答案:(1) Z=KA*P / [P]=(1.3*8)/ 2.8=3.7≈4根 (2)Fe=1000*P/v=(1000*8/12)=667N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =1133N;F2=467N (3) =919N Fec >Fe ,所以該帶傳動不會打滑。 第10章 軸承 1、 圖示軸上安裝一對30311軸承,軸承1、2所受徑向載荷Fr1=1800N,F(xiàn)r2=2000N,外加軸向力Fae=2000N(向右),載荷系數(shù)?p=1.2,工作軸轉(zhuǎn)速n=1000r/min。 1) 說明軸承30311代號的意義; 2) 在圖上標出派生軸向力Fd1,F(xiàn)d2的方向,并計算出大??; 3) 計算該對軸承的壽命Lh。 1.解: ① 內(nèi)徑為55cm,中系列,圓錐滾子軸承,正常寬度,0級公差,0組游隙 ② 附加軸向力方向如圖所示,大小 N, N ③ ∵,故左邊軸承被壓緊,右邊軸承被放松。 ∴N,N。 ∵,∴, ∵,∴, ∴N,N ∴h 2、 圖示軸上選用一對正裝的圓錐滾子軸承作支承,兩支承上的徑向載荷Fr1=4000N,F(xiàn)r2=2000N,軸向外載荷Fae1=400N,F(xiàn)ae2=300N,方向如圖示。已知:該軸承的基本額定動載荷C=59.8kN,軸承的判斷系數(shù)e=0.375,載荷系數(shù)?p=1.2,軸承的派生軸向力Fd=Fr/(2Y)(Y是Fa/Fr>e的軸向載荷系數(shù)),該軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min,試計算該對軸承的壽命Lh? 2、解: N(方向為水平向右) N,N ∵,故左邊軸承被壓緊,右邊軸承被放松。 ∴N,N。 ∵,∴, ∵,∴, ∴N,N ∴h 3、 圖示軸上選用一對反裝的角接觸球軸承(7207AC)作支承,兩支承上的徑向載荷Fr1=1000N,F(xiàn)r2=1500N,軸向外載荷Fae=600N,指向如圖所示。已知:該軸承的基本額定動載荷C=22.5kN,軸承的判斷系數(shù)e=0.68,載荷系數(shù)?p=1.2,軸承的派生軸向力Fd=0.68Fr,軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min,試計算該對軸承的壽命Lh為多少小時? 3. 解:Fd1=0.68Fr1=680N Fd2=0.68Fr2=1020N Fd1+Fae=1280N>Fd2 所以軸承左端被壓緊,右邊軸承被放松。 Fa1=Fd1=680N Fa2=Fd1+Fae=1280N Fa1/Fr1=0.68=e X1=1,Y1=0 Fa2/Fr2=0.85>e X2=0.41,Y2=0.87 P1=?p(X1Fr1+Y1Fa1)=1200N P2=?p(X2Fr2+Y2Fa2)=2074N P1<P2,所以右邊軸承壽命短。 ? 4、如圖所示,某轉(zhuǎn)軸由一對7208AC軸承支承,軸上的外加軸向載荷Fae=600N,徑向載荷Fre=2000N,載荷系數(shù)?p=1.2,基本額定動載荷C=59.8kN。試計算: (1) I、II軸承的當量動載荷; (2) I、II軸承中哪一個壽命較短?為多少小時? 4、解: ①求Ⅰ、Ⅱ支承的支反力 N,N 派生軸向力:N,N ∵ ∴Ⅰ支承為“放松”端,Ⅱ支承為“壓緊”端 N, ∵, ∴N,N ②∵,∴Ⅱ軸承的壽命短。 h h

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