上理機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)習(xí)題答案[高教課堂]

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),習(xí)題答案,1,詳細(xì)課資,第一章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)論,1、機(jī)械結(jié)構(gòu)包括那幾個方面的設(shè)計(jì)？各自的設(shè)計(jì)內(nèi)容和目的如何？本課程側(cè)重學(xué)習(xí)的是哪方面設(shè)計(jì)？具體要求是什么？,2,詳細(xì)課資,機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可分為下述三個方面：,（1）功能設(shè)計(jì) 為滿足主要機(jī)械功能要求而進(jìn)行的設(shè)計(jì),（2）質(zhì)量設(shè)計(jì) 兼顧各種要求和限制，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能價格比,（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì) 用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變元等方法系統(tǒng)地構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)解空間，用創(chuàng)造性設(shè)計(jì)思維方法和其他科學(xué)方法優(yōu)選和創(chuàng)新。,本課程側(cè)重學(xué)習(xí)功能設(shè)計(jì)和質(zhì)量設(shè)計(jì)。,具體要求：學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟和方法,3,詳細(xì)課資,2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程的基本原則是什么

2、？結(jié)合以往做過的課程設(shè)計(jì)（如減速器設(shè)計(jì)等），解釋設(shè)計(jì)過程的原則。,4,詳細(xì)課資,從內(nèi)到外、從重要到次要、從局部到整體、從粗略到精細(xì)、統(tǒng)籌兼顧、權(quán)衡利弊、反復(fù)檢查、逐步改進(jìn)。,設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)草圖，常常是先畫工作面草圖，然后在工作面之間填材料（即著手設(shè)計(jì)），逐步擴(kuò)展設(shè)計(jì)，從局部到總體。在此過程中，通過改變工作面的大小、方位、數(shù)量及構(gòu)件材料、表面特性、連接方式等，不斷比較各種可能的結(jié)構(gòu)，選擇最佳方案。,5,詳細(xì)課資,第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)論,1、離合器的作用有哪些？離合器的分類如何？,離合器的作用是使同軸線的兩軸、或軸與該軸上的空套傳動件，如齒輪、皮帶輪等，根據(jù)工作需要隨時接通或分離，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的啟停

3、、變速、換向及過載保護(hù)。,6,詳細(xì)課資,按其結(jié)構(gòu)、功能的不同,嚙合式離合器,摩擦式離合器,超越式離合器,安全離合器,按其操作方式的不同 ：操縱式（機(jī)械、氣動、液壓、電磁操縱式）和自動離合器,7,詳細(xì)課資,2、嚙合式離合器有哪些優(yōu)、缺點(diǎn)？應(yīng)用于哪些場合？,由兩個半離合器組成，利用兩個半離合器的齒爪相互嚙合傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。按其結(jié)構(gòu)的不同，又可分為牙嵌式和齒輪式,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，接合后不會產(chǎn)生滑動，可傳遞較大扭矩且傳動比準(zhǔn)確,缺點(diǎn)：但齒爪不易在運(yùn)動中嚙合，一般只能在停轉(zhuǎn)或相對轉(zhuǎn)速較低時接合，故操作不便 。,應(yīng)用：用于要求保持嚴(yán)格運(yùn)動關(guān)系，或速度較低的傳動鏈中。,8,詳細(xì)課資,3、試述摩擦式離合

4、器的優(yōu)、缺點(diǎn)和使用場合？,優(yōu)點(diǎn)：1、靠摩擦力傳遞運(yùn)動和扭矩，過載時離合器接合面產(chǎn)生打滑，能避免損壞零件，起到安全保護(hù)作用,2、且摩擦片的接合及分離動作是逐步完成的，連續(xù)且平穩(wěn)，無沖擊，可以在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行,缺點(diǎn)：因摩擦片的打滑不能保證準(zhǔn)確的傳動比，且傳遞的扭矩不可過大,使用場合：廣泛用于需要頻繁啟動、制動或速度大小及方向頻繁變換的傳動中。,9,詳細(xì)課資,18、單邊撥動滑移齒輪，發(fā)生自鎖時，如何消除？,為了使滑移齒輪能順利移動,撥動力F必須克服滑移齒輪與軸間的摩擦阻力,B滑移齒輪長度,A滑移齒輪中心到撥叉撥動部位的徑向距離,聯(lián)立兩方程,附加正壓力 N:在接觸長度一半上按三角形分布,10,詳細(xì)課資,代

5、入f值后，可知,會發(fā)生自鎖,因此設(shè)計(jì)時應(yīng)保證使A滿足下列條件,即,11,詳細(xì)課資,補(bǔ)充、寫出傳動路線表達(dá)式。P26圖2-13,圖2-14,圖a是由兩個滑移齒輪變速組組成的變速系統(tǒng),傳動路線表達(dá)式：,六種轉(zhuǎn)速,12,詳細(xì)課資,運(yùn)動傳至軸后，分兩條路線傳給主軸,在軸和軸之間、軸和軸之間采用了兩個三聯(lián)滑移齒輪變速組，軸的一種轉(zhuǎn)速傳至軸可變?yōu)?種,軸到軸之間的機(jī)構(gòu)看成是變速級數(shù)為2的變速組,13,詳細(xì)課資,軸到軸之間33218級轉(zhuǎn)速,一個變速傳動系統(tǒng)的變速級數(shù)等于各變速組變速級數(shù)的乘積 ！,14,詳細(xì)課資,第三章 典型工程結(jié)構(gòu)實(shí)例,4、符合軸向靜定原則的軸向支承方式有哪三種？試簡述每種支承方式的特點(diǎn)。

6、P63,15,詳細(xì)課資,符合軸向靜定原則的常見軸承軸向支承方式有三種,一端定位支承方式：固定-松弛支承方式,16,詳細(xì)課資,兩端定位-調(diào)隙支承方式： 將兩個軸向定位約束分別安置在軸兩端的支承上，它通常由兩個圓錐滾子軸承或兩個角接觸軸承組成,裝配時用螺母或其他方法調(diào)節(jié)軸承圈，保證所需的軸向間隙或軸向預(yù)緊,無軸向剛體位移,當(dāng)軸的熱膨脹比支承它的殼體熱膨脹大時，會引起附加軸向力,可調(diào)節(jié)的軸承軸向間隙 限制附加軸向力,17,詳細(xì)課資,兩端定位-游隙支承方式,近似于兩端定位-調(diào)隙支承方式 ：將兩個軸向約束分別安置在軸兩端的支承上，但其中一個支承的軸向止推件和軸承圈(通常為外圈)之間留有一定的間隙S。,1

7、8,詳細(xì)課資,5、常用軸承中，哪些軸承可單獨(dú)做固定支撐？哪些必須成對用作固定支承？哪些不可用作固定支承？P67,一端定位支承方式：由于松弛軸承在軸向完全自由，即不能承受任何軸向力，因此，固定支承必須要能承受正反雙向軸向力,能承受很小軸向力,19,詳細(xì)課資,6、何謂松弛軸承？為什么松弛軸承最多只能一圈軸向定位？至少必須一圈軸向定位？,在一端定位支承方式中，松弛軸承的功能是保證軸在軸向能完全自由伸縮,松弛軸承軸向定位的原則是，在滿足軸承不承受軸向力的前提下，盡量多加軸向定位，避免軸承游動,20,詳細(xì)課資,當(dāng)滾動體和一軸承圈之間在軸向有相對移動的可能性時，松弛軸承內(nèi)外圈4個面都得軸向定位,21,詳細(xì)

8、課資,當(dāng)滾動體和任一軸承圈之間在軸向都無相對移動的可能性時，為避免軸承游動，至少將一圈軸向定位,22,詳細(xì)課資,7、分析圖6-16，圖6-18，圖6-21，圖6-22，圖6-24，圖6-25所示主軸的支承，他們是否符合軸向靜定原則？分別屬于哪一種軸向支承方式？,一端固定-一端松弛：圖6-16,圖6-18,圖6-21,圖6-22 兩端-調(diào)隙：圖6-24,圖6-25,23,詳細(xì)課資,第三章 CA6140型臥式車床的結(jié)構(gòu)分析,1、分析CA6140車床傳動系統(tǒng) （1）證明f2=0.5f1（f1為縱向進(jìn)給量，f2為橫向進(jìn)給量）。,F橫=1*58/58*33/33*63/100*100/75*25/36*

9、u基*25/36*36/25*u倍*28/56*36/32*32/56*4/29 *40/48*48/48*59/18*5=0.355*u基*u倍,F縱=1*58/58*33/33*63/100*100/75*25/36*u基*25/36*36/25*u倍*28/56*36/32*32/56*4/29 *40/48*28/80*Pi*2.5*12=0.71*u基*u倍,f2=0.5f1,24,詳細(xì)課資,（2）算出主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)Z、正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速n和反轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速n。,轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=2*3*（1+2*2）=30,4條傳動路線: u1=28/80*20/80=1/16; u2=28/80*51/50=1

10、/4; u3=50/50*20/80=1/4; u4=50/50*51/50=1; u2=u3，所以只有3種傳動比 所以：2*3*（4-1）=18 加上高速6級，總的24級 正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，參考圖5-16 反轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速：900*50/36*22/58*20/80*20/80*26/58=120,25,詳細(xì)課資,（3）當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速分別為450r/min，160r/min，40r/min時，各能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大螺距多少倍？,轉(zhuǎn)速20r/min,能擴(kuò)大螺距16倍；40r/min擴(kuò)大螺距4倍，160r/min不能擴(kuò)大4倍及16倍，擴(kuò)大16倍只能是最低6級轉(zhuǎn)速、擴(kuò)大4倍只能是次低6級轉(zhuǎn)速,26,詳

11、細(xì)課資,（4）主傳動和刀架傳動中共有幾個換向機(jī)構(gòu)？他們的作用是什么？能否互相替換？,主軸的兩個換向裝置：軸1正反（離合器）、軸IX，X實(shí)現(xiàn)左/右旋螺紋，溜板箱換向機(jī)構(gòu)M6、M7實(shí)現(xiàn)進(jìn)給左/右換向和橫向進(jìn)給前后換向。,27,詳細(xì)課資,（4）如果用光桿或絲桿既作車螺紋又作車外圓的傳動機(jī)構(gòu)，有什么問題？,車螺紋用絲桿精度較高，使用少磨損也少，可確保有較高的精度。另：光桿可以實(shí)現(xiàn)多種較小進(jìn)給量，因此兩者均不能取而代之。,28,詳細(xì)課資,（6）車徑節(jié)螺紋和車公制螺紋時刀架的傳動路線有什么不同？為什么？,29,詳細(xì)課資,（7）為了提高傳動精度，車螺紋的進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈中不應(yīng)有摩擦傳動件，而超越離合器卻是靠摩

12、擦傳動的，為什么可以用于進(jìn)給傳動鏈中？,超越離合器防止高速和低速進(jìn)給發(fā)生干涉。,30,詳細(xì)課資,2、分析CA6140車床結(jié)構(gòu) （1）主軸受軸向切削力作用后，如何傳到箱體上？,31,詳細(xì)課資,（2）片式摩擦離合器傳遞功率的大小與哪些因素有關(guān)？如何傳遞轉(zhuǎn)矩？怎樣調(diào)整？離合器的軸向壓力是如何平衡的？工作時摩擦離合器是否會自動松開？為什么？,P17+P78,32,詳細(xì)課資,工作原理：當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)帶動壓緊套向左移動，將內(nèi)外摩擦片相互壓緊時，則軸1的運(yùn)動靠摩擦片之間的摩擦力，通過外摩擦片傳給齒輪2，將運(yùn)動接通。,因靠摩擦片之間的摩擦力傳遞扭矩，所以離合器傳遞扭矩的大小取決于壓緊塊的壓緊力、摩擦片間的摩擦系數(shù)、摩擦片的作用半徑以及摩擦面對數(shù)。,33,詳細(xì)課資,（3）對照主軸箱展開圖，說明動力由電機(jī)傳到軸1時為什么要采用卸荷帶輪？轉(zhuǎn)矩是如何傳到軸1的？試畫出軸1的有卸荷帶輪和無卸荷帶輪時的受力情況簡圖。,34,詳細(xì)課資,35,詳細(xì)課資,（4）CA6140車床共有幾種離合器？說明它們各自的用途和特點(diǎn)。,八個離合器：M1雙向多片式摩擦離合器，M2齒輪式嚙合離合器，M8:超越離合器，M3M4M5齒輪式離合器，M6M7牙嵌式離合器,36,詳細(xì)課資,（4）溜板箱中蝸桿的轉(zhuǎn)向變不變？快速電機(jī)的轉(zhuǎn)向是否可以改