機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題答案

1、平面機(jī)構(gòu)及其自由度1、如圖a所示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸 A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)將使沖頭 4上下運(yùn)動(dòng) 以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量?。治銎涫欠衲軐?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖？并提出修改方案。解1）取比例尺繪制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(圖 b )。2 ）分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。由圖b可知，n 3， PlPh故: F 3n (2p| PhP)(2 4 1 0)0 03、4與機(jī)架5和運(yùn)動(dòng)副B、C、D組因此，此簡(jiǎn)單沖床根本不能運(yùn)動(dòng)（即由構(gòu)件成不能運(yùn)動(dòng)的剛性桁架），故需要增加機(jī)構(gòu)的自由度。3）提出修改方案（圖 C）。為了使

2、此機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)， 應(yīng)增加機(jī)構(gòu)的自由度 （其方法是：可以在機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置增加一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件和一個(gè)低副，或者用一個(gè)高副去代替一個(gè)低副，其修改方案很多， 圖C給出了其中兩種方案）。2、試畫(huà)出圖示平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,并計(jì)算其自由度。2J $解：n3， Pl3解：n 4, Pl 5，Ph4，1,3、計(jì)算圖示平面機(jī)構(gòu)的自由度。解:2pi Ph 1解:解:Pi12Ph3n 2 PlPh 1A:/D,E,FG與D, H , J, I為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，去除左邊或者右邊部分，可得，活動(dòng)構(gòu)件總數(shù)為解：7,其中轉(zhuǎn)動(dòng)副總數(shù)為 8，移動(dòng)副總數(shù)為2，高副數(shù)為0，機(jī)構(gòu)自由度為1。 （其中E、D及H均為復(fù)合鉸鏈）Pj直接標(biāo)注在圖上）。4

3、、試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置（用符號(hào)1）若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，求Iab的最大值;4/ 2平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1、在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知：Ibc =50mm , Icd =35mm ,丨ad =30mm， AD為機(jī)架,2)若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu),1 AB的范圍;3)若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu),l AB的范圍。解：1)AB為最短桿1 AB 1 BC 1 CD1 AD2)1 ABmax 15mmAD為最短桿，若1 AB1 BC1AD 1BC 1 CDl AB1 ab 45mm若1 ABl BC1 AD 1 AB 1BC 1cD1 ab 55mm3)l ab為最短桿1 AB

4、1 BC1CD1 AD， 1 AB15mm1 ab 55mm115mm2、在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿的長(zhǎng)度為a=28mm， b=52mm， c=50mm， d=72mm。試問(wèn)此為何種機(jī)構(gòu)？請(qǐng)用作圖法求出此機(jī)構(gòu)的極位夾角，桿CD的最大擺角，計(jì)算行程1 AB 1 AD1 AD 1 BC 1 AB 1CD 1 AB 45mm1 AB 為最短桿 1 ad 1 AB 1 BC 1 CD由四桿裝配條件1 AB 1 AD 1 BC1CD速度比系數(shù)K。解1 )作出機(jī)構(gòu)的兩個(gè) 極位，由圖中量得18.670.62)求行程速比系數(shù)1801801.23作出此機(jī)構(gòu)傳動(dòng)3)角最小的位置，量得min22.7CbBrClA

5、Bl此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3、畫(huà)出各機(jī)構(gòu)的壓力角傳動(dòng)角。箭頭標(biāo)注的構(gòu)件為原動(dòng)件。CD的長(zhǎng)IcD =75mm，行程速比系數(shù) K =1.5 ,=100mm ,又知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角為=45°,試求。（有兩個(gè)解）并取i作圖,可得兩個(gè)解4、現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿 機(jī)架AD的長(zhǎng)度為IAD 其曲柄的長(zhǎng)度Iab和連桿的長(zhǎng)Ibc16.36初車(chē)t苗 180 K解：先計(jì)算 180 KIabI(AC2AC1)/22(84.5 35)/2 49.5mmIBCI(AC2AC1)/22(84.5 35)/2 119.5mmI ABI (AGAC2)/22(35 13)/2 22mmI B

6、CI (AC1AC2)/22(35 13)/2 48mmpi=0.002 in/mm凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1、已知一偏置尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示，試用作圖法求其推桿的位移曲線(xiàn)。解以同一比例尺 |=1mm/mm作推桿的位移線(xiàn)圖如下所示。A Itnn/nimii?=lTrm/mniI旳Z/2、試以作圖法設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線(xiàn)。已知凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，正偏距 e=l0mm，基圓半徑ro =30mm，滾子半徑rr=lOmm。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角5 =0°150°,推桿等速上升16mm=150°180°，推桿不動(dòng)；5 =180&#

7、176;300°時(shí)，推桿等加速等減速回程16mm; 5 =300°360°時(shí)，推桿不動(dòng)。解推桿在推程段及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為：1)推程：s h / 0,(0150 )2)回程：等加速段Sh 2h 2/ 02,(060 )等減速段S2 22h( 0) / 0,(60120 )取 |=1mm/mm 作圖如下:實(shí)降廉&理論廓線(xiàn)屮二 O.OOlm/mni計(jì)算各分點(diǎn)得位移值如下:總轉(zhuǎn)角0 °15 °30 °45 °60 °75 °90 °105 °120 °135

8、76;150 °165 °s01.63.24.86.489.611.212.814.41616注180 °195 °210 °225 °240 °255 °270 °285 °300 °315 °330 °360 °s1615.51411.584.520.50000E、F為凸輪與滾子的兩個(gè)接觸點(diǎn),3、在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為偏心輪，轉(zhuǎn)向如圖。 試在圖上標(biāo)出：1)2)3)4)從E點(diǎn)接觸到F點(diǎn)接觸凸輪所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 F點(diǎn)接觸時(shí)的從動(dòng)件壓力角； 由E點(diǎn)接觸到F點(diǎn)接

9、觸從動(dòng)件的位移 畫(huà)出凸輪理論輪廓曲線(xiàn)和基圓。s ；J理論廓找基圜乂= 0.001 ni/mm齒輪機(jī)構(gòu)1、設(shè)有一漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪z =20, m =8mm, =20o,ha =1,試求：其齒廓曲線(xiàn)在分度圓及齒頂圓上的曲率半徑及齒頂圓壓力角解:mz 8 20160mmdadb8 (20m(z 2ha)d cosa 160cos201)176mm150.36mm27.36mmaarbtga75.175tg20cos 1(rb/ra) cos 1(75.175/88)31 19.3rbtg a 75.175tg31 19.345.75mm2、已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距 模數(shù)和分度圓直徑

10、d1、d2。a =160mm 齒數(shù) zi = 20，Z2 = 60，求解:a-m(乙Z2)m 4mmd1mZ14 2080mmd2mZ24 60240mm3、設(shè)已知一對(duì)斜齒輪傳動(dòng),zi=20,z 2=40, mn =8mm, n =20 , han =1, Cn =0.25,B=30mm,初取B =15°，試求該傳動(dòng)的中心距a（a值應(yīng)圓整為個(gè)位數(shù)為 0或5,并相應(yīng)重算螺旋角3 ）、幾何尺寸、當(dāng)量齒數(shù)和重合度。解1）計(jì)算中心距a初取 15，則a2cosmn(Z1 Z2)8(20 40)248.4662 cos15取 a 250mm，貝U arccos變2aarccos8F2500) 1

11、615372）計(jì)算幾何尺寸及當(dāng)量齒數(shù)尺寸名稱(chēng)小齒輪大齒輪分度圓直徑d1 mnz1/cos166.67mmd2333.33mm齒頂圓直徑da1 d1 2ha 182.67mmda2 349.33齒根圓直徑df1 d1 2hf 146.67mmdf2 313.33基圓直徑db1 d1 cos t 155.85mmdb2 311.69mm齒頂高、齒根高h(yuǎn)ah；mn8mmha (h； c*)mn 10mm法面及端面齒厚snmn /2 12.57mmstmn /(2 cos ) 13.09mm法面及端面齒距Pnmn 25.14mmPt p n/cos26.19mm當(dāng)量齒數(shù)zv14/cos322.61Zv

12、2 Z2/COS322.613）計(jì)算重合度arctg(tg n / cos )arctg (tg 20 /cos16 15 37 )20 45 49at1arccos(dbi /da2)arccos(155.84/182.67)31 26 49at2arccos(db2 /da2)arccos(311.69/349.33)26 50 33Z2(tg2 tg t)Z1(tg 1 tg t)220(tg31 26 49 tg 20 45 49 ) 40(tg 26 50 33 tg 20 45 49 )1.59Bsin / mn 30sin16 15 37 /80.3321.59 0.3321.9

13、24、已知一對(duì)等頂隙收縮齒標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，齒數(shù)Z1 = 20, Z2 = 38，模數(shù)m = 4mm分度圓壓力角a = 20 ,齒頂咼系數(shù)ha = 1，齒頂間隙系數(shù) c = 0.2，軸父角2 = 90 。a1、求兩錐齒輪的齒頂圓錐角S a1、S a2及其它主要尺寸。Z2解：齒頂圓錐角:1 arcctg 二 62.24 ,290127.76Z1齒頂高：hahm 4mma齒根高：hf(h； c*)m 4.8mm輪系及其設(shè)計(jì)1、如圖所示為一手搖提升裝置，其中各輪齒數(shù)均已知，試求傳動(dòng)比i 15,指出當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向（在圖中用箭頭標(biāo)出）。解此輪系為空間定軸輪系i15Z2Z3Z4Z5Z1Z2 Z

14、3 Z450 30 40 5220 15 1 18577.782、在圖示齒輪系中，已知 Z1=Z2=19, Z3' =26, Z4=30, Z4' =20, Z5=78，齒輪 線(xiàn)，求齒輪3的齒數(shù)及傳動(dòng)比i 15。解：1與齒輪3同軸d2mZ3 d 2d3d3Z12Z2 Z3Z357TZJii5(1)2Z2Z3Z4Z5 乙Z2Z3Z4題圖5-213.53、在圖示的行星減速裝置中，已知Z1=Z2=17,Z3=51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)H轉(zhuǎn)過(guò)多少度?解: inrn nH0 nHZ2Z3乙Z2ni4，故手柄轉(zhuǎn)過(guò)90度時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)AhH轉(zhuǎn)過(guò)22.5度4、在圖示的差動(dòng)齒輪系中，已知各

15、輪齒數(shù) n3 = 50r/mi n ，且轉(zhuǎn)向相同，試求行星架Z1=15，Z2=25，Z2' =20,H的轉(zhuǎn)速nH。Z3=6O。若 ni = 200r/min ,解：jH n1 nHn3 Ah(1)lt200nH50 nH(1)詐Ah 75題圖5-65、在圖示的復(fù)合輪系中，設(shè)已知n1=3549r/min，又各輪齒數(shù)為Z1=36,z 2=60,z 3=23, Z4=49,z 4 =69,z 5=31,z 6=131,z 7=94,z 8=36,z 9=167,試求行星架 H 的轉(zhuǎn)速 ah （大小及轉(zhuǎn)向）？解：此輪系是一個(gè)復(fù)合輪系在1-2（ 3）- 4定軸輪系中：ii4Z2Z460 49乙Z

16、336 233.551 （轉(zhuǎn)向見(jiàn)圖）在4' 5- 6-7行星輪系中Z6i471"61 Z4空 2.899694ITOTrJr1LJg在7-8- 9- H行星輪系中i7H.H1 i79171167942.777i1Hi14 i47i7H3.5512.899 2.777故nH28.587ni1H3549/28.587124.15(r/mi n)，其轉(zhuǎn)向與輪4轉(zhuǎn)向相同其他常用機(jī)構(gòu)及動(dòng)力分析1、已知槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù) z=5，撥盤(pán)的圓銷(xiāo)數(shù)K=1，轉(zhuǎn)速n1=75 r/min，求槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tm 和靜止時(shí)間ts。解:如 勺 0.3 , tm 0.24s, t 0.56st 2zmibh m

17、i. rnizD mbb muj 02、在圖a所示的盤(pán)形轉(zhuǎn)子中，有四個(gè)偏心質(zhì)量位于同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，其大小及回轉(zhuǎn)半徑分別為 m=5kg,m2=7kg,m3=8kg,m4=10kg;r 1=r4=10cm,r 2=20cm,r 3=15cm 方位如圖 a 所示。又設(shè) 平衡質(zhì)量m.的回轉(zhuǎn)半徑rb=15cm。試求平衡質(zhì)量 m.的大小及方位。解根據(jù)靜平衡條件有w作質(zhì)徑積多邊形圖 b,故得mbwWb/rb 5 16.1/155.37(kg)119.7Ml2、在圖a所示的轉(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量 m=10kg,m2=15kg,m3=20kg,m4=10kg,它們的回 轉(zhuǎn)半徑分別為r 1=40cm,r 2=r

18、4=30cm,r 3=20cm,又知各偏心質(zhì)量所在的回轉(zhuǎn)平面間的距離為I及II中的平衡質(zhì)量mi及rnn112=1 23=134=30cm,各偏心質(zhì)量的方位角如圖。若置于平衡基面 的回轉(zhuǎn)半徑均為 50cm,試求m i及m的大小和方位。解根據(jù)動(dòng)平衡條件有1 -m3r31嚴(yán)2吋3口222mum-譏33mb rbId)T?絲%沐al11 34w作質(zhì)徑積多邊形圖 b和圖C,由圖得平衡基面ImbwWb/rb10 28/50 5.6(kg)平衡基面nmbwWb /b10 37/50 7.4(kg)b 145聯(lián)接1、圖示為一升降機(jī)構(gòu)， 承受載荷F =150 kN，采用梯形螺紋，d = 60 mm，d? = 5

19、6 mm， P = 8mm，線(xiàn)數(shù)n = 3。支撐面采用推力球軸承，升降臺(tái)的上下移動(dòng)處采用導(dǎo)向滾輪，它們 的摩擦阻力近似為零。試計(jì)算：(1) 工作臺(tái)穩(wěn)定上升時(shí)的效率(螺紋副當(dāng)量摩擦系數(shù)為(2) 穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上的力矩。(3) 若工作臺(tái)以720 mm/min的速度上升，試按穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件求螺桿所需轉(zhuǎn)速和功率。(4) 欲使工作面在載荷作用下等速下降，是否需要制動(dòng) 裝置？加于螺栓上的制動(dòng)力矩是多少？0.10)。解:1)arctg 0.15.713)tgnPd27.8tgtg(57%yFtg(n1 pZ 720 ,=3158wn172030i7min，N Mwpz不自鎖，需要制動(dòng)裝置，制動(dòng)力矩Md23

20、0Fd2 亍g(2、圖示為一用兩個(gè) M12螺釘固定的牽曳鉤， 若螺釘材料為Q235鋼，裝配時(shí)控制預(yù)緊力, 結(jié)合面摩擦系數(shù)f = 0.15，求其允許的最大牽曳力。解：由結(jié)構(gòu)形式可知，結(jié)合面 m 1聯(lián)接螺栓數(shù)目L 65(70)mm。注：以1(20 - 70)0或5結(jié)尾由表9.5查得s 240 MPa控制預(yù)緊力,S 1.3。S185MPa,由表查取d1 10.106mm， 取 C 1.2Fr fZF d124 1.3mfZ d12FRmax4 1.3C2853N3、圖示為一剛性凸緣聯(lián)軸器，材料為聯(lián)軸器用4個(gè)M16的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，螺栓材料為 并校核該聯(lián)接的強(qiáng)度。1400 N. m (靜載荷)。Q2

21、15鋼，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為Q235鋼，試選擇合適的螺栓長(zhǎng)度,解：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓所受橫向載荷R Dm強(qiáng)度條件4FrdoFrd 0hminp由表9.5查得:LO&Q215Q235220 MPa240 MPa由表9.5查得S2402.596MPa擠壓強(qiáng)度校核,最弱材料p2201.15191M Pa4M2 d0 Dm11.24 MPa1400pmDd0hmin4 155 16 236.14MPa p安全螺栓長(zhǎng)度23 23 m (35)M16螺母厚度為14.8mm，墊片厚度h 3mm4、圖示為一鋼制液壓油缸， 采用雙頭螺柱聯(lián)接。已知油壓p= 8 MPa,油缸內(nèi)徑D = 250 mm， Di=300mm,

22、為保證氣密性要求，螺柱間距I不得大于4.5d （d為螺紋大徑），試設(shè)計(jì)此雙頭螺柱聯(lián)接。解:1）計(jì)算單個(gè)螺栓得工作載荷F ,暫取螺栓數(shù)目Z 12， F P-D-4Z32725N）計(jì)算單個(gè)螺栓總拉力Fo，取殘余預(yù)緊力o'F 1.6FFoF F 85085 N）求螺栓公稱(chēng)直徑選取螺栓材料為40Cr, s 800Mpa裝配時(shí)不控制預(yù)緊力，按表9.6暫取安全系數(shù)267M Pa,3d1(4 1.3F0 V22.96mm 得到，F(xiàn)lim1 Flim2 390 M Pa ,由表9.1，取M 27（d123.752mm），按圖表9.6可知所取安全系數(shù)是正確的。)驗(yàn)證螺栓數(shù)目l -D178.55mm 4.

23、5dZ5、在題9-3中，已知軸的材料為 45鋼，工作時(shí)有輕微沖擊。 定鍵的尺寸，并校核其強(qiáng)度。解: 1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸選用半圓頭普通平鍵，材料45鋼，由表9.10查得b轂長(zhǎng)度，取L 90mm2 ）校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度鍵和軸的材料優(yōu)于輪轂材料，應(yīng)校核聯(lián)軸器強(qiáng)度，由表4T試為該聯(lián)軸器選擇平鍵,16mm， h 10mm，9.11取許用應(yīng)力p 135MPa , l L 8 82mm, P 124MPa P，合適。dhl參考輪長(zhǎng)期雙10 9c標(biāo)記 鍵 C16 100 GB/T1096 1979齒輪傳動(dòng)1.已知閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i 3.6 , n1 1440r/min , P 25kW , 向

24、轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊，采用硬齒面材料。試設(shè)計(jì)此齒輪傳動(dòng)。 解: 1）選擇材料、確定許用應(yīng)力大小齒輪均采用 20Cr，滲碳處理淬火，由表 10.1選擇硬度為59HRC，由圖由表10.4得，取Sf1.5 , FlF2Flim 0.7182M PaSf由圖10 6c 得,H lim1 H lim21500MPa ,由表10.4得，取SH1.2 , H1 H limH2Sh1250M Pa2）按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪按8級(jí)精度制造，由表10.3，取載荷系數(shù)k1.5，齒寬系數(shù)0.4，小齒6 P輪上得轉(zhuǎn)矩 T1 9.55 106 165800N mm取乙 25，則Z2iZ1 90，由圖10 8

25、查得Yf12.71 , YF22.21Yf1Yf2F1，將丄d帶入式（10 10）F2 F14KT1Yf22.35mm(i 1)乙2 f由表4.1取2.5mm中心距mz7 a y(乙Z2)143.75mm57.5mm，取 b1 65mm，b2 60mm驗(yàn)算齒面的接觸強(qiáng)度H336$ 1)2KT1iba2782.5 h安全齒輪的圓周速度卯1v 4.71m/ s60 1000由表10.2可知選8級(jí)精度是合適的。2、設(shè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示, 方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反； 才能使中間軸上兩個(gè)軸向力互相抵消。解：要使中間軸兩齒輪的斜齒輪的軸向力相反，則旋向必須相

26、同，試問(wèn):1）低速級(jí)斜齒輪的螺旋線(xiàn)2）低速級(jí)螺旋角卩應(yīng)取多大數(shù)值Z2左旋，Z3應(yīng)為右旋，Z4為右旋，按題意，F(xiàn)a1 Fa2，則:Ft2tg 1Ft3tg 3 ,又因T2sin 3Ft2Tl>5寧tg3d3T3,所以tg 3d3護(hù)15(巴玉 tg15)/-cos 3cos 2m "7-sin150.1438,38mn2Z216設(shè)計(jì)一單級(jí)閉式斜齒輪傳動(dòng)，已知 要求采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，選用軟齒面材料,3、擊載荷。疲勞強(qiáng)度。解：1）選擇材料以確定許用應(yīng)力小齒輪采用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度取260HBS ,大齒輪采用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)，硬度取P=10kW , n1=1460r/min , i=3

27、.3，工作機(jī)有中等沖校核zi=19o試設(shè)計(jì)此單級(jí)斜齒輪傳動(dòng),260HBS由圖11 6b)Hlim1700MPa ,H lim 2540MPa，由表10.4 取 Sh1.1 ,H1H Iim1Sh636 MPaH2H Iim2Sh491M Pa由圖10 9b)Flim1240MPa ,F lim 2180MPa ,由表10.4 取 Sf1.3 TFlim1F1 (T185MPa，F(xiàn)2Flim 2Sf138M Pa2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造，由表10.3取載荷系數(shù)K 1.5，齒寬系數(shù)0.4小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T19.55 106 P 6.54 104N mn1按式10 15計(jì)算中心距

28、(i305 )2 KT1131.6mm i取乙30 , Z2 iZ1 99 ,初選15mn2acos , cr1.97mm乙Z2由表4.1取mn 2mma mn 133.55mm2 cosa 135mmarccosmn (Z1 Z2)17 102a齒寬a 54mm取 b2 55mm , 60mm3) 驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度由圖10-8, Zv131.4 ,Zv2Z2103.6cosYf12.6， YF22.21.6KT1 YfjCOSF1bm：乙59M PaF1F250MPa F 2安全!cos蝸桿傳動(dòng)1、設(shè)某一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)的模數(shù)5mm，蝸桿的分度圓直徑 d1 50mm，蝸桿的頭數(shù)2,傳動(dòng)比i20，試計(jì)

29、算蝸輪的螺旋角和蝸桿傳動(dòng)的主要尺寸。解：1)蝸桿直徑系數(shù)d1102)螺旋角升角tg3)中心距Z10.2，11 18 36乙)125mm確定蝸輪的螺旋方向和轉(zhuǎn)向。2、對(duì)圖示的蝸桿傳動(dòng)，請(qǐng)根據(jù)已知的蝸桿的螺旋方向和轉(zhuǎn)向, 并在圖中表出蝸桿和蝸輪的受力方向。解：FtJ»Fa2由于蝸桿為左旋，故蝸輪為左旋，圖中紅色的箭頭表示蝸桿的受力，綠色的表示蝸輪的受力。3、試設(shè)計(jì)一單級(jí)圓柱蝸桿傳動(dòng)：傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的功率為 1440r/min，蝸輪軸的轉(zhuǎn)數(shù)為 80r/min，載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)。解：1)7kW，轉(zhuǎn)數(shù)為選擇材料，蝸桿用 45鋼，表面淬火，硬度為45HRC55HRC，以保證蝸桿較好的

30、耐磨性。蝸輪齒圈用鑄錫青銅ZCuS n10P1,砂模鑄造，輪心用灰鑄鐵 HT100。2)確定許用應(yīng)力，由表 10.1查得h 200MPa3)4)選擇蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)1440i 一-18，取乙80初選蝸桿傳動(dòng)的效率2, Z2365)6)7)8)由乙 2，由表11.7,計(jì)算作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T29.55 106旦n1初選蝸桿傳動(dòng)的效率為 0.8確定載荷系數(shù)取 K 1.1確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑m2d1( 510 )2KT2Z2 h驗(yàn)算效率蝸桿分度圓的圓周速度tgZ1md1由表11 6,1.27 ,668500 N m3690mm3，由表 11.2 取 m 6.3mm , d1112mm6.4

31、2，Vidm60 1000 5.07m/SVsVi5.1m/ Scos(0.95- 0.96)tgtg( )0.79 0.7980.89)驗(yàn)算接觸疲勞強(qiáng)度150 mm 和 400 mm，初定（1）小帶輪包角；（2）選定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)滑動(dòng)率 =0.015時(shí)大帶輪的實(shí)際轉(zhuǎn)（5）確定實(shí)際中心距。解:1）小帶輪包角:1 180D2D157.3148.17）確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度:L 2a護(hù)2D1) (D2 DJ 1798.66mm4a由表12.3取Ld 1800mm）不計(jì)彈性滑動(dòng)n2D1DT1547.5r/ min）考慮滑動(dòng)率時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速n2Dln1(1) 539.3r/minD2由式11- 12重新計(jì)算m）實(shí)

32、際中心距: ）選取V帶型號(hào)，由圖12- 13確定選用A型。 ）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 D1， D2d，以效率0.8計(jì)算，3690，而6.32 112 4445 ,設(shè)計(jì)結(jié)果可用10）尺寸計(jì)算q 17.778帶傳動(dòng)1、一普通V帶傳動(dòng)，已知帶的型號(hào)為 A，兩輪基準(zhǔn)直徑分別為 中心距a = 450 mm，小帶輪轉(zhuǎn)速為 1460 r/min。試求： 度Ld； （3）不考慮帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)時(shí)大帶輪的轉(zhuǎn)速； 速；2Ld(D2D1) J2Ld8(D2 D1)28(D2 D1)2450.7 mm2、設(shè)計(jì)一破碎機(jī)用普通 從動(dòng)輪為 門(mén)2= 600 r/min ，V帶傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率為 P = 5.5 kW，轉(zhuǎn)速n

33、1= 1440 r/min， 允許誤差± 5%，兩班制工作，希望中心距不超過(guò)650 mm。解:1 ）計(jì)算功率 FC，由表12.6查取Ka 1.4，Pc KAF 7.7kW由表 12.7 取 D1125mm1%，D2 Dn1(1) 297mmn2取直徑系列:D2300mm大帶輪的帶速:-594r/ minD2）驗(yàn)算帶速:600 594 1% 5%600允許60 10009.42%，在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適）確定帶長(zhǎng)和中心距初取中心距a 600mm， L2a 評(píng) 2 D1)(D2 D1)21880.35mm4a由表12.3取Ld 1800mm實(shí)際中心距2Ld(D2 D1) 莎(D2

34、 D1)2 8(D2 D1)2559.36mm 650mm6 ）驗(yàn)算小帶輪包角1 180 D一D1 57.3160a1207）確定帶的根數(shù)Z傳動(dòng)比i也 2.42n2由表12.4查得Po1.92kW，由表12.5查得Po 0.17kW由表12.8查得K0.96，由表12.3查得Ki1.017Pc3.8取Z 4根Z(RdPo)KKi）求壓軸力8Fq由表12.2查得q0.1kg/m，單根帶的張緊力F。譽(yù)(K5 0 qv2 181.7N壓軸力為Fq 2午陀1435刖）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（略）鏈傳動(dòng)Lp =100節(jié)。試求一單排滾子鏈傳動(dòng)，鏈輪齒數(shù)Z1=21、z2=53、鏈型號(hào)為10A、鏈長(zhǎng)兩鏈輪的分度圓、齒

35、頂圓和齒根圓直徑以及傳動(dòng)的中心距。解：由表 13.1 查得 10A 鏈，P 15.875mm ,dr 10.16mm ,兩鏈輪的分度圓，齒頂圓,齒根圓直徑分別為 d1P180sin乙15.875180 sin21106.5d2P267.97180 sinZ2da1 P0.54180 ctg Z1113.9da2P0.54ctg18276.1Z2dr106.5 10.1696.34中心距 a7 (Lp玉）玉)2 8(Z2 Z1)24932n 1=960 r/min，功率 P = 3 kW , （要求中心距可以調(diào)節(jié)）。2、設(shè)計(jì)一往復(fù)式壓氣機(jī)上的滾子鏈傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速n2=320 r/

36、min，希望中心距不大于 650 mm解：1）選擇鏈輪齒數(shù)乙，Z2假定鏈速v 38m/s，由表13.6取鏈輪的齒數(shù)為Z1 21，大鏈輪齒數(shù)Z2 匹 Z163。n12）確定鏈節(jié)數(shù)Lp初定中心距a 40P，則鏈節(jié)數(shù)為L(zhǎng)pP2a 乙 Z2P乙2 乙a（2 )2123.12,取Lp 124節(jié)3）確定鏈條節(jié)距P由圖13- 14按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)工作點(diǎn)落在曲線(xiàn)頂點(diǎn)左側(cè)，由表13.3查得工況系數(shù)Ka 1.3，由表13.4查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)為Kz 1.11，由圖13- 16查得鏈長(zhǎng)系數(shù)Kl 1.06，采用單排鏈,由表 13.5查得排數(shù)系數(shù)為 Km 1。由式（13- 14）計(jì)算修正后的傳遞功率為P0KaPKzKK

37、3.32kW ,根據(jù) m 960r/min,F0 3.32kW由圖13- 14選擇滾子鏈型號(hào)為08A，節(jié)距P 12.70mm4）確定實(shí)際中心距Lp513.6mmZ1 Z 2 Z1 Z2 2 Z 2 Z1 2F嚴(yán)P亍8)51.中心距減少量(0.002 - 0.004)a(1.03 - 2.06)mm實(shí)際中心距a取 a 512mm， a5）驗(yàn)算速度512.6511.6mma650mm符合設(shè)計(jì)要求6）計(jì)算壓軸力Fq工作拉力Fen1Z1P60 10004.72m/S，與原定假設(shè)相符00P636N，有中等沖擊取Kq 1.3，壓軸力FqKqF。826N7）潤(rùn)滑方式由圖13 - 15選擇油浴飛濺潤(rùn)滑方式8）

38、鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)果，滾子鏈型號(hào)08A-1-124/T1234-1997Z121，Z263，a 512mm，F(xiàn)q 826N1、已知一傳動(dòng)軸直徑 d=32mm轉(zhuǎn)速n=1440 r/min，如果軸上的扭切應(yīng)力不允許超過(guò)50MPa,問(wèn)此軸能傳遞多少功率？解:0.2d3n tP 649.41kW9.55 102、在圖示軸的結(jié)構(gòu)圖中存在多處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出錯(cuò)誤點(diǎn)，說(shuō)明出錯(cuò)原因，并加以改正。解：1、軸頭無(wú)軸肩，外伸零件無(wú)法定位2、軸無(wú)階梯，軸承安裝困難，加工量大3、端蓋無(wú)墊片，無(wú)法調(diào)整軸向間隙4、套筒高度與軸承內(nèi)圓高度相同，軸承無(wú)法拆卸5、鍵槽過(guò)長(zhǎng)，開(kāi)到端蓋內(nèi)部6、端蓋與軸無(wú)間隙，無(wú)密封材料7、軸頸長(zhǎng)度與軸上

39、零件輪轂長(zhǎng)度相等，無(wú)法使套筒壓緊齒輪8、右軸承未定位郞1P=12kW轉(zhuǎn)速I(mǎi) =180mm（齒輪位于中解:1）計(jì)算支承反力n2Z1n1Z2T29.55106 295424 N mmn2圓周力Ft2T22T2徑向力FrFn由于對(duì)稱(chēng),支承反力d2FttgFtcos2052NmZ2747N2184NFriFr2 1092 N3、如圖所示單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的功率 n=1470r/min，齒輪的模數(shù) m=4mm齒數(shù)zi=19，Z2=72，若支承間跨距 央），軸材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)。試計(jì)算減速器輸出軸危險(xiǎn)截面的直徑。2)3)求彎矩，作彎矩圖MC Fr1 - 98280N mm2作彎矩圖T 295244N mm折合系數(shù)0.64）作當(dāng)量彎矩圖對(duì)載荷變化規(guī)律不清楚，一般按脈動(dòng)循環(huán)處理,MeE JmC ( T)2202677N mmMeB 177254 N mm5）計(jì)算危險(xiǎn)截面 C的軸徑MeCd 勺04 1b32.33mm由表14.145鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255,B650MPa ,由表 14.5 查得1b 60