機(jī)械設(shè)計(jì)試題庫及答案

1、機(jī)械設(shè)計(jì)試題庫及答案29001單級齒輪減速器由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，減速器輸入功率 P = 7.5kW，電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min,齒輪齒數(shù)zi = 20, z2 = 50,減速器效率 =0.9。試求減速 器輸出軸的功率和轉(zhuǎn)矩。所以， 卩出=7.5漢0.9 = 6.75kW5 P出56755丁出=955 如 05 亠=955 如05 漢=111 切05 N mm出n 式輸送機(jī)的傳動(dòng)簡圖如下圖所示，已知輸送帶輸出功率為2.51kW,現(xiàn)有Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped=3kW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1420r/min，試問此電動(dòng)機(jī)能否使用。各效率如下：聯(lián)軸器

2、=0.99，齒輪二0.97，軸承二0.99驗(yàn)算此電動(dòng)機(jī)能否使用口總=耳聯(lián)耳齒口軸承=0992疋0.972工0.993 =0.895P 輸入=P 輸出/ 總=2.51/0.895=2.805kWPed（=3kW） P 輸入（=2.805kW）此電動(dòng)機(jī)能用。29003帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)簡圖如下圖所示，已知輸送帶的工作拉力F二2300N（F中已考慮輸送帶與卷筒、卷筒軸承的摩擦損耗的影響），輸送帶的速度v=1.1m/s,卷筒直徑 D = 400mm,齒輪的齒數(shù)為 zi= 17,102, z3= 24, Z4=109,試求傳動(dòng)裝置的輸出功率、總效率、總傳動(dòng)比和輸入功率。各效率如下：聯(lián)軸器 =0.99、 齒

3、輪 0.97、軸承 0.99。0Fv2300x 1.1P -=2.53kW100010001)輸出功率:2)總效率:3)Z2Z4102109l1 總丨12134 =X = X=27.25Z1Z31724總傳動(dòng)比:總二聯(lián)齒軸承=0.992 0.972 0.990.8954)門F輸出2.53小“，P輸入 一-2 .82/kW總0895輸入功率29004 一蝸桿減速器，蝸桿軸功率 卩工=100 kW，傳動(dòng)總效率匡三回,班制工作，如工業(yè)用電為每度 0.12元，試計(jì)算五年(每年按260天計(jì)算)中用 于功率損耗的費(fèi)用。功率損耗 |p=(1_n)Pr = (1 _08) 乂 100 =20kW五年中損耗能量

4、 5江260兀24江20 = 624000kW h損耗費(fèi)用 1624 x 104 x 0.12 =748801 元五年中用于功率損耗的費(fèi)用為 74880元。29005下圖為一卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖，已知：被提升的重物W 5000N,卷筒直徑D 300mm,卷筒轉(zhuǎn)速nG=25r/min，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nE 720r/min,試求：1）重物W的上升速度v;2）卷筒的轉(zhuǎn)矩T;3）勻速提升重物時(shí)卷筒的功率 P;4） 電動(dòng)機(jī)所需功率Pe （傳動(dòng)總效率 二0.886）;5）減速器總傳動(dòng)比i總。1)DnG :300 25v =60 1000 60 1000=0.393 m /s2)T = D W = 300 x 5

5、000 = 750N m )2 2 TnG75025P -=196 kW955095503)4)Pe = P亠 196，2.21 kW08865)nEi總二nG720-28.82529006帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示，已知Z1 = Z3= Z5= Z7= 17, Z2 =Z4= zs = Z8= 34,帶輪直徑 D1 = 125mm、D2=250mm,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,各效率為 軸承=0.99、帶=0.94、齒輪=0.97、鏈=0.96,求：1）電動(dòng)機(jī)至卷筒之間的總效率；2）傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比i總（電動(dòng)機(jī)至卷筒）；3）卷筒的轉(zhuǎn)速n8 （即大鏈輪Z8的轉(zhuǎn)速）。1)2)3)口

6、總=町由承 m 齒輪 * 帶鍵=0.995 域 0.973 7.94 7.96 =0.78i 總=D2-乙z6_z 25034343434二 32總DiZiZ3Z5Z712517171717n8ni144032=45r / min29007下圖為一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)簡圖，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)二級圓柱齒輪減速器帶動(dòng)帶式輸送機(jī)的卷筒，已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1=960r/min、功率P = 5.5kW，兩級齒輪傳動(dòng)比i12=4.6、i34=5.0,卷筒直徑D = 500mm,求各軸的轉(zhuǎn)速、功率及輸送帶 的速度和有效拉力。各效率為：聯(lián)軸器效率1 = 0.99,齒輪效率2= 0.97,軸承效率3 = 0.99,卷筒效率（

7、不包括軸承效率）4 = 0.96。I 軸：山=960r / minpj =55kw|II 軸：|nil ni 960r / minP” =R 巴=55 漢 0.99 =5.445kWIII 軸：n川=空=208.7 r/ mini124.6P川=P” 匕=5445 漢 0.99 匯 0.97=5229 kWIV軸：nv = nI =208.7 =41.74 r/mini345Rv = P川 3 2=5229 0.99 0.97 =5021 kWV 軸：nv =n a =4174 r / minFV 二 PIV 3 1 =50210.99 0.99 = 4.921kw|輸出功率：PW = P/S

8、J = 4.921 漢 0.99 漢 0.96 = 4.677 kW帶速 Dnv60 1000二 500 41.7460 1000二 1093 m / s帶的有效拉力PWF 二46771093二 4.28kN29008帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)簡圖如圖所示，已知輸送帶輸出功率為2.51kW,各效率為 聯(lián)軸器=0.9、齒輪=0.97、軸承=0.99,齒輪齒數(shù)zi=17、Z2= 102、Z3= 24、Z4= 109。使用Y100L2 4型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped= 3kW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1420r/mi n,試求各軸的計(jì)算功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩223223總效率：口總=聯(lián)口齒口軸承=0.99汶0.97 x 0

9、.99 =0.895輸入功率：P=P 輸出/ 總=2.51/0.895=2.805 kW各軸計(jì)算功率為：P 二 P E 聯(lián)=2.805 漢 0.99 =2.78kWPi = PE 聯(lián)丁1 軸承 M 齒輪=2.805 漢 0.99 漢 0.99 江 0.97 = 2.67kWPii = P聯(lián) M 軸承 * 齒輪=2.085 域 0.99 F.992 匯0.972 = 2.56kWPv 二 P M 聯(lián) M軸承 *齒輪=2.805 x 0.99 x 0.993 沃 0.972 = 2.54 kW各軸轉(zhuǎn)速為：ni = nm = 1420 r / minnn =n1孔=1420 漢一=236.7 r/m

10、inZ2102n川=n“ 色=236.7 漢空=52.11 r/min z4109niv 二 nIII 二 5211 r / min各軸轉(zhuǎn)矩為:T =955 x105 旦=955 x 105 X278 =187 x104 N mm nI1420Tii =955 疋 105 也=955 漢105 x-267 =108 漢 105 N mm nii236.7Tiii = 955 1 05 Pl1 = 955 105 -2564.69 105 N mmniii52.11Tiv =955 漢 105 皿=955 漢 105 漢 = 4.65 漢 105 N mm nIV52.1129009下圖為一帶式

11、輸送機(jī)的傳動(dòng)簡圖，已知輸送帶輸出功率為2.51kW（輸 出功率中已考慮輸送帶與卷筒、卷筒軸承的摩擦損耗），電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped= 3kW,滿載轉(zhuǎn)速nm=1420r/min,減速器高速級傳動(dòng)比為6,低速級傳動(dòng)比為4.54, 各效率分別為 聯(lián)軸器=0.99、齒輪=0.97、軸承=0.99,試求齒輪1、3及兩個(gè)聯(lián)軸器 的計(jì)算功率和轉(zhuǎn)矩。551）總效率：總聯(lián)口齒n軸承=0.990.970.990.895P 屮 2 512） 輸入功率：P輸入=碇 =2805kW口 總 0895總、3）計(jì)算齒輪1、3及聯(lián)軸器5、6的計(jì)算功率和轉(zhuǎn)矩：P齒 1 = P 聯(lián)軸承=2.805 漢 0.99 漢 0.99 = 2

12、.75kWP齒3 = PM聯(lián)由承“齒=2805 漢 0.99 漢 0.992 漢 0.97 = 2.64kWP 聯(lián) 5= P=2.805 kWP聯(lián) 6 = PM 聯(lián) 口 軸承 口 齒=2.805 x 0.99 x 0.993 x 0.972 =2.54kWT齒=955105-P=955 102.7=1.8104N mm1nm1420T齒3 =95505 P齒3 =955 漢 105 漢 2*64“ 6 = 1.07 漢 105N mm nm/i1214205 P聯(lián) 55 2.8054T聯(lián)5 =955x 10 = 955x10 漢= 18910 N mmnm14205F聯(lián) 65 2 550 58

13、161070, 80,58 65181190, 100,65 752012110, 125,75 85221413085 9525149511028161.確定尺寸輪轂長 L=1.5d = 15x80 = 120mmd=80mm； Ib=22mm|, h =14mN，取鍵長 100mm|標(biāo)記：鍵22| GB 1096 刁92.求所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩TmaxAATmax 一 hl dgl 一 h(l b)dLpl441-T478 80110 =2402.4 N m4鍵所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為2402.4N m29014下圖為一單級蝸桿減速器，蝸輪齒數(shù)E 80，蝸輪分度圓直徑d2 =800 mm，蝸桿頭數(shù)

14、|乙=l，分度圓直徑|di = 71 口間。試求:1）蝸輪端面模數(shù)；2）中心距a；3）升角；4）蝸輪的回轉(zhuǎn)方向；5）在嚙合處畫出蝸桿的受力方向（用三個(gè)分力表示）d28001) m= = 10 mm丿z2802)a =* +d2)=扌匯(71 +800) =4355mm3)q，1 =71=71m 10Lz11亠亠九=arctan = arctan=8.017 ”(81 2 ”) q7.14) 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。5) 受力方向見圖。29015下圖為一電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖，蝸桿傳動(dòng)中，ET、二30,卷筒3的直徑D=600mm，采用雙速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速|(zhì)n! = 972/両、 n匚 243r / min ，

15、試求：1）正常使用情況下的電梯速度囤（快速）；2）心臟病患者使用時(shí)電梯的速度 回（慢速）；3）電梯定員14人，若每人體重按650N計(jì)算，傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 總二0.7,求 電動(dòng)機(jī)所需功率Pd （不計(jì)電梯自重）。1）快速時(shí)電梯速度冋i Z2 乙 30/130ni972 =32.4r/min30Dn3W 一 60 1000竺竺竺=1.18m/S60 10002）慢速時(shí)電梯速度囤n1n3 = n2i二 Dn3v260 10002438.1 r / min30二 600 8.10.254m/s60 10003）電動(dòng)機(jī)所需功率Pd電梯負(fù)荷 W = 6504 = 9100N按快速求輸出功率:Pmax 二 Ww

16、 = 9100 1.108 二 9.264 kWPmaxPd29016 4根B型V帶，小帶輪直徑d1 = 125mm，大帶輪直徑d? =450 mm，帶速|(zhì)v =6.3m/s，中心距|a= 4355mm，基準(zhǔn)長度匹d =1800mm ，包角 =137.2,單根V帶所能傳遞的功率P。+ AP。=1.44kW1）現(xiàn)將此帶用于一減速器上，三班制工作（工作情況系數(shù)Ka =1.1），要求傳遞功率P=5.5kW，試驗(yàn)算該傳動(dòng)的承載能力是否足夠。2）寫出此V帶的標(biāo)記。注:KaP(P。+AP0)KgLl :1 =137.2，K = 0885Ld 1800 mmKl =0.95KaP1.155z 二(PP0)K

17、：Kl144 0.885 0.95=5根z（P。：Po）K：.Klki41440.855 0.951.1二 4.4 kW該傳動(dòng)承載能力不夠，4根帶只能傳遞功率4.4 kW，要求傳遞功率5.5 kW 需5根帶。（2）B 1800 4 GB 1154489下圖為一提升機(jī)構(gòu)，已知重物 W= 13.5kN,卷筒直徑D = 600mm,開式齒 輪傳動(dòng)4的傳動(dòng)比i4=5，提升重物的速度v= 0.47m/s,試求：1）若電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速n1=960r/min,單級斜齒圓柱齒輪減速器3的傳動(dòng)比i3=6, V帶傳動(dòng)2的傳動(dòng)比應(yīng)是多少？2）若計(jì)及各級傳動(dòng)的效率帶傳動(dòng)1二0.94,開式齒輪傳動(dòng)2二0.95,斜齒輪傳動(dòng)

18、3= 0.97,軸承4= 0.99，聯(lián)軸器5錯(cuò)誤！未定義書簽。=0.99,卷筒6 （不包括軸承損失）=0.96,電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)是多少？1）4Dn460 1000n4 =60 1000v兀D60 1000 0.47兀沢600=14.96r/ minn 二 960n4 14.96= 64.19帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為64196 5= 2.14.i總|帶=叩4= 0.940.95 0.970.9940.990.96=0.79T4 =W =135x1060 = 4.0 色(1 +i)2=1 漢 105漢(1 +38) = 252mm取 a二 260mm|乙匚 27， z2 二38 汽 27匸 102.6，取| z2 匸 1。3|取 mn =4mm一 arccosmn(Z1 7)2a二 arccos4 130 = 02 漢 260重新調(diào)整|（乙Z2）|乙”1=空逆=竺込 =128.03mn4取乙 +z2 =128，貝U z2 =128 27 =1014 x 128:=arccos10 3 4782 匯260.101 i 27= 374-38 一 37456% ： 一2%38取齒輪傳動(dòng)的參數(shù)為：a = 260mm ,=4mm ,乙=27 , z2 =101 , B =10347.82)d1 mnZ1 cos :427cos10 3 478=109.687 mmd2 =_