機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)及答案講解

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜合復(fù)習(xí)資料一、簡(jiǎn)答題1.給出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件。2.有一回轉(zhuǎn)構(gòu)件已經(jīng)動(dòng)平衡了，是否還要進(jìn)行靜平衡實(shí)驗(yàn)，為什么？3.給出下列滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑、類型及精度等級(jí)。62208 7312AC/P6 51103/P64.尖頂從動(dòng)件與滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓之間有何關(guān)系。5.給出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的條件。6.在機(jī)器中安裝飛輪如何調(diào)速？為什么通常將飛輪安裝在機(jī)器的高速軸上？7.給出滾動(dòng)軸承基本代號(hào)的含義。8.請(qǐng)給出三種能將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成從動(dòng)件間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。9.當(dāng)不考慮重力和慣性力時(shí)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)以哪個(gè)構(gòu)件為主動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)，為什么？10閉式軟齒

2、面的齒輪傳動(dòng)齒輪主要失效形式是什么，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則又是什么? 11試說(shuō)明鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比為什么不恒定？ 12.設(shè)計(jì)蝸輪蝸桿減速器時(shí)，為什么要進(jìn)行散熱計(jì)算？13. 試說(shuō)明曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)之間的演化關(guān)系。14已知一個(gè)受預(yù)緊力F0和工作載荷FE的緊螺栓聯(lián)接，單個(gè)螺栓與被聯(lián)接件的受力變形圖如題一3圖所示，根據(jù)圖形標(biāo)示，計(jì)算出螺栓的預(yù)緊力F0、總拉力Fa、工作載荷FE和殘余預(yù)緊力FR? 題一 3圖15給出鏈傳動(dòng)的失效形式，并解釋題一 4圖曲線中，三條曲線的意義？ 題一4圖16帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶應(yīng)力變化情況如何？在什么位置？由哪些應(yīng)力組成？二、分析題1.如題二1圖所示為蝸輪傳動(dòng)與圓錐齒輪

3、傳動(dòng)組合。已知輸出軸上的錐齒輪4的轉(zhuǎn)向n4，為了使中間軸上的軸向力相互抵消一部分，試確定：（1）蝸桿傳動(dòng)的螺旋線方向；（2）蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；（3）輪1和輪4所受的各分力的方向。 題二1圖2.如題二2圖所示，分析偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角和傳動(dòng)角。 題二2圖3.如題二2圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，請(qǐng)分析該凸輪機(jī)構(gòu)的理論輪廓、實(shí)際輪廓、升程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、基圓和圖示位置的壓力角。 題二2圖三、計(jì)算題1.如題三1圖的平面機(jī)構(gòu)，試求其自由度(如有復(fù)合鉸鏈、虛約束、局部自由度請(qǐng)指出)。題三1圖2.受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接，螺栓數(shù)為1，結(jié)合面示意如題三2圖所示，摩擦系數(shù)為0.15,橫向載荷F=1000

4、N，設(shè)螺栓的許用應(yīng)力為，試設(shè)計(jì)該螺栓聯(lián)接。 題三2圖3. 一對(duì)漸開(kāi)線外嚙合圓柱齒輪，已知中心距a=44mm。若不采用變位齒輪而用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪湊中心距，求斜齒圓柱齒輪的螺旋角應(yīng)為多少？4.如題三3圖所示，在斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸中安裝有一對(duì)70000AC角接觸球軸承。已知Fr1=3 500N，F(xiàn)r2=1 800N，斜齒圓柱齒輪的軸向力FA=1 000N,載荷平穩(wěn)。試分析圖中兩種裝配方案，計(jì)算兩種方案軸承力Fa（注：角接觸球軸承附加軸向力FS=0.68 Fr）。題三3圖5. 如題三2圖輪系，已知各輪齒數(shù)Z1=20、Z3=25、Z3=1、Z3=40、Z4=60 、Z4=30 、Z5=30，

5、3為單頭右旋蝸桿，齒輪1的轉(zhuǎn)向如圖，試求傳動(dòng)比i15,并用箭頭表示各輪的轉(zhuǎn)向。題三2圖6.如題三3圖所示，一對(duì)72610軸承分別受徑向力Fr1=8 000N，F(xiàn)r2=5 200N，軸上作用FA力如圖，試求下列情況下各軸承的內(nèi)部軸向力FS及軸向力Fa。 （1）FA=2200N;（2）FA=900N;（3）FA=1120N（注：軸承的內(nèi)部軸向力FS=0.68 Fr）。 題三3圖7.如題三2圖為某手搖卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，各齒輪的齒數(shù)均為已知，試求傳動(dòng)比的大小和提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。題三2圖四、改錯(cuò)題1.試指出該軸的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并畫出改正圖。題四圖2.試指出該軸的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并畫出改正圖。題四圖3.試指出該軸

6、的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并畫出改正圖。題四圖機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜合復(fù)習(xí)資料參考答案一、簡(jiǎn)答題1.答：（1）最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度和不大于其余兩構(gòu)件的長(zhǎng)度之和。（2）最短桿的鄰邊為機(jī)架。2.答：轉(zhuǎn)構(gòu)件已經(jīng)動(dòng)平衡了，則肯定靜平衡了，不需要進(jìn)行靜平衡實(shí)驗(yàn)。因?yàn)椋簞傂赞D(zhuǎn)子動(dòng)平衡條件：F0，M0；而剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件：F03.答：62208：6-深溝球軸承，22-尺寸系列，08-表示軸承內(nèi)徑85=40mm7312AC/P6：7-角接觸球軸承，03-尺寸系列，12-表示軸承內(nèi)徑125=60mm，P6-精度等級(jí)6級(jí)51103/P6：5-推力球軸承，11-尺寸系列，03-表示軸承內(nèi)徑17mm，P6-精度等級(jí)6級(jí)4.答：滾子從

7、動(dòng)件盤形凸輪輪廓與尖頂從動(dòng)件是法向等距曲線。5.答：當(dāng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿長(zhǎng)度無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，搖桿與連桿相連的轉(zhuǎn)動(dòng)副變成直線運(yùn)動(dòng)，此處安裝一個(gè)移動(dòng)副，就將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)變成了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。6.答：飛輪是一個(gè)儲(chǔ)能器，當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)盈功，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，角速度變化很小，吸收很大的能量；當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)虧功，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，角速度變化很小，放出很大的能量，由于大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，機(jī)器速度變化很小就可吸收和放出大的能量來(lái)進(jìn)行速度的調(diào)節(jié)。飛輪安裝在高速軸上時(shí)，重量小，節(jié)省材料，經(jīng)濟(jì)性好。7.答：左起第一位代表軸承的類型左起第二位、第三位代表軸承的尺寸系列左起第四位、第無(wú)位代表軸承的內(nèi)徑尺寸。8.答：凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)

8、構(gòu)9.答：對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。這是因?yàn)閺膭?dòng)件（曲柄）與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為0；對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)滑塊為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。因?yàn)楫?dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)方向與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角為0。10.主要失效形式：齒面點(diǎn)蝕、膠合，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則即在保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度前提下，滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度11.答：由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)，當(dāng)主動(dòng)輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻。（或者主動(dòng)輪以1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，而從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為，、在時(shí)刻變化，所以2做非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，即：傳動(dòng)比i也在變化，所以不恒定。）12.答：因?yàn)橄鄬?duì)速度vs很大，效率低，導(dǎo)致發(fā)熱大，所以蝸輪蝸桿易產(chǎn)生膠合失效，因此必須要進(jìn)行散熱

9、計(jì)算。13.答：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿（另一連架桿）也變?yōu)榍你q鏈四桿機(jī)構(gòu)就演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿無(wú)限長(zhǎng)，與連桿相連的一點(diǎn)就作直線運(yùn)動(dòng)，作直線運(yùn)動(dòng)的這一鉸鏈處安裝上滑塊，就演化成了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。14.解：預(yù)緊力：F0=5800N參與預(yù)緊力:Fn=2000N工作載荷:F=4400N總拉力:Fa=6400N15.答：鏈傳動(dòng)的失效形式：鏈條元件的疲勞破壞；鉸鏈鉸鏈磨損；銷軸與套筒（高速或潤(rùn)滑不良）膠合；沖擊破壞；靜力拉斷；鏈輪輪齒磨損。左邊曲線-限制鏈板疲勞破壞的強(qiáng)度限定曲線；右上邊曲線-限制滾子、套筒沖擊疲勞破壞的強(qiáng)度限定曲線；右邊曲線-限制銷軸、套筒膠合失效的限定曲線。16.答：帶

10、傳動(dòng)工作時(shí)，在松邊處帶應(yīng)力較小，由松邊繞入大帶輪增加了彎曲應(yīng)力，到緊邊應(yīng)力較大，緊邊進(jìn)入小帶輪處應(yīng)力最大。二、分析題1.（1）蝸桿為左旋（2）（3）2.如下圖所示： 3. 結(jié)合課本凸輪設(shè)計(jì)章節(jié)和下圖作答。三、計(jì)算題1.解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=5,低副數(shù)PL=7,有虛約束，無(wú)復(fù)合鉸鏈和局部自由度。2.解：1.受拉：取可靠系數(shù)為 Kf=1.1則預(yù)緊力F=Kf*F/*mz=1.1*1000/0.15*2=3667N作用應(yīng)力為30Mpa則S=F/=3667/30*106=1.222*10-4m2r=6.24mm2.受剪：4F/d2mi則d=(4F/mi)1/2=4.6mm3.解：4.解：1.Fs1=Fr1*

11、0.68=2380N 向左Fs2=Fr2*0.68=1224N 向右 因?yàn)镕s1+FAFs2 軸承有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 所以Fa2=Fs2=1224NFa1=FA-Fs2=1000-1224=-224N 向左2.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向右Fs2=Fr2*0.68=1224N 向左因?yàn)镕s1Fs2+FA 軸承右端壓緊所以Fa1=Fs1=2380N 向右Fa2=Fa1-Fa=1380N 向左5.解：Z5向下轉(zhuǎn)6.解：7.解：I15=50/20*30/15*40/1*52/18=577.78逆時(shí)針?biāo)?、改錯(cuò)題1.答：(1)軸承不成對(duì)，應(yīng)換成兩個(gè)深溝球軸承或兩個(gè)角接觸球軸承正裝；(2)軸承定位軸肩太高，應(yīng)改為定位軸肩低于軸承內(nèi)圈的外徑；(3)齒輪沒(méi)有圓周方向的定位，應(yīng)加上鍵連接；(4)齒輪夾不緊，應(yīng)改為與齒輪配合的一段軸的長(zhǎng)度小于齒輪的寬度23mm；(5)皮帶輪與軸沒(méi)有圓周方向的定位，應(yīng)加上鍵連接。2.答：（1）左邊第一處：軸承定位套筒外徑太大；（2）左邊第二處：軸承定位軸肩太高（3）左邊第三處：軸承安裝反了；（4）左邊第四處：皮帶輪與軸定位錯(cuò)誤，不可能既用軸肩定位又用圓錐定位。3.答：（1）與皮帶輪