機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)35輪系思 考 題5-1 定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系的主要區(qū)別是什么？行星輪系和差動輪系有何區(qū)別？5-2 定軸輪系中傳動比大小和轉(zhuǎn)向的關(guān)系？5-3 什么是惰輪？它有何用途？5-4 什么是轉(zhuǎn)化輪系？如何通過轉(zhuǎn)化輪系計(jì)算出周轉(zhuǎn)輪系的傳動比？5-5 如何區(qū)別轉(zhuǎn)化輪系的轉(zhuǎn)向和周轉(zhuǎn)輪系的實(shí)際轉(zhuǎn)向？5-6 怎樣求混合輪系的傳動比？分解混合輪系的關(guān)鍵是什么？如何劃分？5-7 觀察日常生活周圍的機(jī)器，各舉出一個定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系，并計(jì)算出傳動比和轉(zhuǎn)向。 習(xí)題5-1在圖示的輪系中，已知z1=15，z2=23，z2=15，z3=31，z3=15，z4=33，z4=2(右旋)，z5=60，z5=

2、20,（m =4 mm）,若n1=500r/min,求齒條6線速度u的大小和方向。 5-2在圖示齒輪系中，已知z1=z2=19，z3=26，z4=30，z4=20，z5=78，齒輪1與齒輪3同軸線，求齒輪3的齒數(shù)及傳動比i15。5-3 在圖示的鐘表傳動示意圖中，E為擒縱輪，N為發(fā)條盤，S，M及H分別為秒針，分針和時針。設(shè)z1=72，z2=12，z3=64，z4=8，z5=60，z6=8，z7=60，z8=6，z9=8，z10=24，z11=6，z12=24，求秒針與分針的傳動比iSM及分針與時針的傳動比iMH。5-4圖示車床變速箱中，移動三聯(lián)齒輪a可使齒輪3和4嚙合，又移動雙聯(lián)齒輪b，可使齒輪

3、5和6嚙合。已知各輪的齒數(shù)為z1=42，z2=58，z3=38，z4=42，z5=50，z6=48，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min。試求此種情況下輸出軸轉(zhuǎn)速的大小和方向。5-5在圖示的行星減速裝置中，已知z1=z2=17，z3=15。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過90°時轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少度？ 5-6在圖示的差動齒輪系中，已知各輪齒數(shù)z1=15，z2=25，z2=20，z3=60。若n1 = 200r/min，n3 = 50r/min，且轉(zhuǎn)向相同，試求行星架H的轉(zhuǎn)速nH。5-7在圖示的手動葫蘆中，S為手動鏈輪，H為起重鏈輪。已知z1=21,z2=29,z2=14,z3=55,求傳動比iSH。5-8在圖示極大

4、傳動比減速器中，蝸桿1和齒輪1為同一構(gòu)件，蝸桿5及齒輪5也為同一構(gòu)件，蝸桿1和5 均為單頭右旋，z1=101，z2=99，z2=z4，z4=100，z5=100。求傳動比i1H。5-9求圖示輪系的傳動比i14，已知z1=z2=25，z2=z3=20，zH=100，z4=20。5-10圖示齒輪系中，動力由軸輸入，軸輸出。已知z1=12，z2=51，z2=49，z3=75，z4=12，z5=73。求1)iI II；2)若齒輪2的齒數(shù)改為z2=50，求iI II。5-11在圖示鏜床鏜桿進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，各輪的齒數(shù)z1=60，z4=z3=z2=30，螺桿的導(dǎo)程pz=6mm，且為右旋螺紋，設(shè)所有齒輪的模數(shù)相同

5、，當(dāng)被切工件的右旋螺紋的導(dǎo)程時，齒輪2和3的齒數(shù)各為多少？ 5-12在圖示混合齒輪系中，設(shè)已知各輪的齒數(shù)，試計(jì)算其傳動比iI II。  6其它常用機(jī)構(gòu)思 考 題6-1常見的棘輪機(jī)構(gòu)有哪幾種型式？各具有什么特點(diǎn)？6-2觀察自行車后輪軸上的棘輪機(jī)構(gòu)和牛頭刨床上用于進(jìn)給的棘輪機(jī)構(gòu)，分別說出各是哪種棘輪機(jī)構(gòu)及其工作原理。6-3槽輪機(jī)構(gòu)中槽輪槽數(shù)與撥盤上圓柱銷數(shù)應(yīng)滿足什么關(guān)系？為什么要在撥盤上加上鎖止??？6-4選定一機(jī)器，分析其中槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)和圓柱銷數(shù)？說明為什么在此要用槽輪機(jī)構(gòu)？可否采用其它機(jī)構(gòu)替換？6-5舉出一不完全齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)例，說明其工作原理及作用。6-6圓柱形凸輪間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)與蝸桿形

6、凸輪間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)有何區(qū)別？6-7凸輪間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律如何確定？如何實(shí)現(xiàn)？設(shè)計(jì)運(yùn)動規(guī)律時應(yīng)注意哪些問題？6-8棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)是常用的四種間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)，通過對比，說出在運(yùn)動平穩(wěn)性、加工工藝性和經(jīng)濟(jì)性等方面各具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于什么場合？6-9組合機(jī)構(gòu)的組合方式有哪幾種？請各舉出一應(yīng)用實(shí)例。 習(xí)題6-1已知棘輪齒數(shù)z=15，棘輪直徑D=100mm，原動件擺動角為30°，每次擺動滑過棘輪上兩齒，試確定棘輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸。6-2已知槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)z=5，撥盤的圓銷數(shù)K=1，轉(zhuǎn)速n1=75 r/min，求槽輪的運(yùn)動時間tm和靜止時間ts。

7、7機(jī)械的動力性能思 考 題7-1為什么要對轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡？7-2靜平衡和動平穩(wěn)有何不同？各用于何種轉(zhuǎn)子？7-3如何進(jìn)行平衡計(jì)算？如何進(jìn)行平衡實(shí)驗(yàn)？7-4從日常生活中找出兩個動平衡實(shí)例。7-5機(jī)械的速度為什么會波動？7-6機(jī)械的周期性速度波動和非周期性速度波動有何不同？可用什么方法來調(diào)節(jié)？7-7如何計(jì)算簡單機(jī)器的機(jī)械效率？如何計(jì)算復(fù)雜機(jī)器的機(jī)械效率？ 8機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論思 考 題8-1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求是什么？8-2 什么叫失效？機(jī)械零件的主要失效形式有幾種？各舉一例說明。8-3 什么是設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的通式是什么？8-4 復(fù)習(xí)材料及熱處理問題。復(fù)習(xí)公差與配合問題。8-5 什么

8、是零件的工藝性問題？主要包含哪幾方面的問題？8-6 什么是變應(yīng)力的循環(huán)特性？對稱循環(huán)應(yīng)力和脈動循環(huán)應(yīng)力的循環(huán)特性為多少？8-7 什么是疲勞強(qiáng)度問題？如何確定疲勞極限和安全系數(shù)？8-8 主要的摩擦狀態(tài)有哪四種？8-9 磨損過程分幾個階段？常見的磨損有哪幾種？8-10 常見的潤滑油加入方法有哪種？9聯(lián)接思 考 題9-1螺紋的主要參數(shù)有哪些？螺距與導(dǎo)程有何不同？螺紋升角與哪些參數(shù)有關(guān)？9-2為什么三角形螺紋多用于聯(lián)接，而矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋多用于傳動？為什么多線螺紋主要用于傳動？9-3螺紋副的自鎖條件是什么？理由是什么？9-4試說明螺紋聯(lián)接的主要類型和特點(diǎn)。9-5螺紋聯(lián)接為什么要預(yù)緊？預(yù)緊

9、力如何控制？9-6螺紋聯(lián)接為什么要防松？常見的防松方法有哪些？9-7在緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算中，為何要把螺栓所受的載荷增加30%？9-8試分析比較普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接的特點(diǎn)、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。9-9簡述受軸向工作載荷緊螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力和殘余預(yù)緊力的區(qū)別，并說明螺栓工作時所受的總拉力為什么不等于預(yù)緊力和工作載荷之和。9-10簡述滑動螺旋傳動的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用。9-11平鍵聯(lián)接有哪些失效形式？普通平鍵的截面尺寸和長度如何確定？9-12為什么采用兩個平鍵時，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用兩個楔鍵時，相隔90°120°，而采用兩個半圓鍵時，卻布置在軸的同一

10、母線上？9-13試比較平鍵和花鍵的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。9-14簡述銷聯(lián)接、焊接、粘接、過盈聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接和成形聯(lián)接的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場合。 習(xí)題9-1試證明具有自鎖性螺旋傳動的效率恒小于50%。9-2試計(jì)算M24、M24×1.5螺紋的升角，并指出哪種螺紋的自鎖性好。9-3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，d2 = 56 mm，P = 8 mm，線數(shù)n = 3。支撐面采用推力球軸承，升降臺的上下移動處采用導(dǎo)向滾輪，它們的摩擦阻力近似為零。試計(jì)算：(1)工作臺穩(wěn)定上升時的效率（螺紋副當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.10）。(2)穩(wěn)定上升時加于螺桿上的

11、力矩。(3)若工作臺以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)欲使工作臺在載荷F作用下等速下降，是否需要制動裝置？加于螺桿上的制動力矩是多少？   牽曳力FRFF導(dǎo)向滾輪齒輪制動輪推力球軸承        題9-3圖題9-4圖題9-5圖9-4圖示起重吊鉤最大起重量F = 50 kN，吊鉤材料為35鋼。試確定吊鉤尾部螺紋直徑。9-5圖示為一用兩個M12螺釘固定的牽曳鉤，若螺釘材料為Q235鋼，裝配時控制預(yù)緊力，結(jié)合面摩擦系數(shù)f = 0.15，求其允許的

12、最大牽曳力。F9-6圖示為一剛性凸緣聯(lián)軸器，材料為Q215鋼，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為1400 N.m（靜載荷）。聯(lián)軸器用4個M16的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，螺栓材料為Q235鋼，試選擇合適的螺栓長度，并校核該聯(lián)接的強(qiáng)度。題9-6圖題9-7圖9-7圖示為一用兩個螺栓聯(lián)接的鋼制扳手。已知扳緊力F = 200 N，有關(guān)尺寸如圖所示。試分別采用普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接兩種方案設(shè)計(jì)此螺栓組，并分析比較設(shè)計(jì)結(jié)果。9-8在圖示夾緊螺栓中，已知螺栓數(shù)為2，螺紋為M20，螺栓材料為35鋼，軸徑d=50 mm，桿長l=300 mm，軸與夾殼之間的摩擦系數(shù)f=0.15，試求桿端部作用力F的最大允許值。9-9圖示為一鋼制液壓

13、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，為保證氣密性要求，螺柱間距l(xiāng)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。  題9-8圖題9-9圖 Fd9-10受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件間采用橡膠墊片。已知螺栓預(yù)緊力= 15000 N，當(dāng)受軸向工作載荷F = 10000 N時，求螺栓所受的總拉力及被聯(lián)接件之間的殘余預(yù)緊力。F螺桿滑塊差動桿機(jī)架9-11圖示為一差動螺旋機(jī)構(gòu)。螺桿與機(jī)架固聯(lián)，其螺紋為右旋，導(dǎo)程SA=4 mm，滑塊在機(jī)架上只能左右移動。差動桿內(nèi)螺紋與螺桿形成螺紋副A，外螺紋與滑塊形成螺紋副B，當(dāng)沿箭頭方向轉(zhuǎn)動5圈時，滑塊向左移動5 mm。試求螺紋副B的導(dǎo)程SB和旋向。題9-11圖題9-12圖9-12圖示為一小型壓床，最大壓力為