機械設計課程基礎I作業(yè)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上0-1從功能和系統(tǒng)角度來看，機器由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？請結合實例說明。（實例可從下列機器中任選兩種：汽車、自行車、車床、電風扇、錄音機）0-2機械產品設計有哪些基本要求？機械設計的一般過程包括那些階段？0-3簡要說明機械設計基礎課程的主要內容，結合你的專業(yè)，談談這門課程有何作用，你準備怎樣學好這門課程？1-1畫出機構運動簡圖并計算自由度。具有急回作用的沖床機構（提示：構件1為原動件，繞固定軸心O轉動；構件1與滑塊2在B點鉸接；滑塊2推動撥叉，撥叉與圓盤為同一構件，即構件3，構件3繞固定軸心A轉動；構件4為連桿，構件5為沖頭。）1-2計算下列機構的自由度（

2、若存在復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，請在圖上標出）。1-2（續(xù)）計算下列機構的自由度（若存在復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，請在圖上標出）。三等分角機構 1-3（a）求出圖示導桿機構的全部瞬心和構件1、3的角速度比。（）求出圖示正切機構的全部瞬心。若110 rad/s，求構件的速度v3。1-4 圖示平底擺動從動件凸輪機構，已知凸輪1為半徑r=20mm 的圓盤，圓盤中心C 與凸輪回轉中心的距離lAC=15mm， lAB=90mm，110 rad/s，求=0°和=180°時，從動件的角速度2的數值和方向。（解題時按比例重新作圖）2-1根據圖中注明的尺寸判斷各鉸鏈四桿機構是曲柄搖桿

3、機構、雙曲柄機構還是雙搖桿機構。2-2 推導圖示偏置導桿機構成為轉動導桿機構的條件。（提示：轉動導桿機構可以視為雙曲柄機構，可直接用存在整轉副的條件推導，也可根據推導該條件的方法來推導。）2-3 畫出圖示各機構的傳動角和壓力角。圖中標注箭頭的構件為原動件。 2-4已知一偏置曲柄滑塊機構如圖所示。其中偏心距e=10mm，曲柄長度lAB=20mm，連桿長度 lBC=70mm。求（1）曲柄作為原動件時的最大壓力角max；（2）滑塊作為原動件時機構的死點位置；（3）滑塊的行程；（4）曲柄作為原動件時，滑塊有無急回運動？若有，求極位夾角和行程速比系數。（作圖法求解，按比例重新作圖）2-4 試設計一曲柄搖

4、桿機構，已知搖桿CD長度lCD =100mm，搖桿兩極限位置夾角=30°，行程速比系數K=1.2，希望其最小傳動角min不小于35°。求曲柄長度lAB，連桿長度lBC和機架長度lAD，并驗算所設計的曲柄搖桿機構是否有曲柄存在。2-5 如圖所示，現欲設計一鉸鏈四桿機構，設已知其搖桿CD的長lCD =75mm，行程速比系數K=1.5，機架的長度lAD=100mm，又知搖桿的一個極限位置與機架的夾角為=45°，試求其曲柄長度lAB和連桿長度lBC。（提示：有兩組解）2-6 設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊行程H=50mm，偏距e=20mm，行程速比系數K=1.5。試用圖解法

5、求出曲柄和連桿的長度。3-1圖示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構。已知AB段為凸輪的推程輪廓線，試在圖上標注推程運動角。3-2圖（a）所示對心尖頂直動從動件凸輪機構中凸輪為偏心圓盤，O為凸輪幾何中心，O1為凸輪轉動中心，直線ACBD，OO1=OA/2。（1）求凸輪的基圓半徑r0，從動件升程h，從動件尖頂與凸輪輪廓接觸于C點時的壓力角C接觸于D點時的壓力角D和從動件位移hD；（2）若將圖（a）中的從動件由尖頂改為滾子，如圖（b）所示，試求凸輪機構的上述參數r0、h、C和D、hD，并分析比較由尖頂改為滾子時上述參數的變化情況；（3）若進一步改為偏置滾子從動件凸輪機構，偏距e= OA/2，如圖（c）所

6、示，試求凸輪機構的上述參數r0、h、C和D、hD，并分析比較上述參數的變化情況。3-3 （1）已知直動從動件升程h=30mm，=150°，s=30°=120°s=60°，從動件在推程和回程均作簡諧運動，試繪出運動曲線s-t、v-t和a-t。（2）按上述從動件運動規(guī)律設計圖示偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構。已知凸輪以等角速度順時針方向回轉，偏距e=10mm，凸輪基圓半徑r0=60mm，滾子半徑rT=10mm，試用圖解法繪制凸輪的輪廓曲線并校核推程壓力角。4-1 已知一對外嚙合正常齒制標準直齒圓柱齒輪m=3mm，z1=19，z2=41，試計算這對齒輪的分度圓

7、直徑、基圓直徑、齒頂高、齒根高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒距、齒厚、齒槽寬以及齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。4-2 如圖所示，用卡尺跨三個齒測量漸開線直齒圓柱齒輪的公法線長度。試證明：只要保證卡腳與漸開線相切，無論切于何處，測量結果均相同，其值為W3=2pb+sb（注：pb和sb分別為基圓齒距和基圓齒厚）。4-3 已知一對正常齒制漸開線標準斜齒圓柱齒輪a=250mm，z1=23，z2=98，mn=4mm，試計算其螺旋角、端面模數、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。4-4 試設計一對外嚙合圓柱齒輪，已知實際中心距a=55mm，z1=21，z2=32，mn=2mm，問：（1

8、）該對齒輪能否采用標準直齒圓柱齒輪傳動？（2）若采用標準斜齒圓柱齒輪傳動來滿足中心距要求，其分度圓螺旋角、分度圓直徑d1、d2和節(jié)圓直徑d1、d2各為多少？5-1圖示錐齒輪組成的行星輪系中，已知z1=20， z2=30， z2 =50，z3 =80，n1 =50r/min，試求nH 的大小和方向。5-2 在圖示機構中，已知z1=17， z2=20， z3 =85，z4 =18，z5 =24，z6 =21，z7 =63，求：（1）當n1 =10001 r/min，n4 =10000 r/min時，nP =？（2）n1 = n4 時，nP =？（3）當n1 =10000 r/min，n4 =100

9、01 r/min時，nP =？5-3圖示的輪系中，輪1與電動機軸相聯(lián)，其轉速為1440r/min，已知各輪齒數z1=z2=20， z3 =60，z4 =90，z5 =210。求構件3的轉速 n3 。7-1在電機驅動的剪床中，已知作用在剪床主軸上的阻力矩M”的變化規(guī)律如圖所示。設驅動力矩M為常數，剪床主軸轉速為60 r/min，機械運轉速度不均勻系數=0.15。求：（1）驅動力矩M的數值；（2）安裝在主軸上的飛輪的轉動慣量。8-1 高速水泵凸輪軸由三個相互錯開120°的偏心輪組成。每一偏心輪的質量為0.4 kg，其偏心距為12.7 mm。設在校正平面A和B中各裝一個平衡質量mA和mB使

10、之平衡，其回轉半徑為10 mm，其他尺寸如圖所示。試用向量圖解法求mA和mB的大小和位置，并用解析法校核。10-1 用12 in（英寸）扳手擰緊M8螺栓。已知螺栓力學性能等級為4.8級，螺紋間摩擦系數f=0.1，螺母與支承面間摩擦系數fc=0.12，手掌中心至螺栓軸線的距離l=240 mm。試問當手掌施力125 N時，該螺栓所產生的拉應力為多少？螺栓會不會損壞？（M8螺母dw=11.5 mm，d0=9 mm）10-2 如圖所示升降機構承受載荷Fa=100 kN，采用梯形螺紋，d=70 mm，d2=65 mm，P=10 mm，線數n=4。支承面采用推力球軸承，升降臺的上下移動處采用導向滾輪，它們

11、的摩擦阻力近似為零。試計算：（1）工作臺穩(wěn)定上升時的效率，已知螺旋副當量摩擦系數為0.10；（2）穩(wěn)定上升時加于螺桿上的力矩；（3）若工作臺以800 mm/min 的速度上升，試按穩(wěn)定運轉條件求螺桿所需的轉速和功率；（4）欲使工作臺在載荷Fa的作用下等速下降，是否需要制動裝置？加于螺桿上的制動力矩應為多少？10-3 一鋼制液壓油缸，油壓p=3 MPa，油缸內徑D=160mm。為保證氣密性要求，螺柱間距l(xiāng)不得大于4.5d（d為螺柱大徑），若取螺柱力學性能等級為5.8級，試計算此油缸的螺柱連接和螺柱分布圓直徑D0。10-4 如圖所示凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞最大扭矩T=630 N·m（靜載荷）

12、，材料為HT250。聯(lián)軸器用4個M12鉸制孔用螺栓連成一體，取螺栓力學性能等級為8.8級。（1）查手冊確定該螺栓的合適長度并寫出其標記（已選定配用螺母為帶尼龍圈的防松螺母，其厚度不超過10.23 mm）；（2）校核其剪切和擠壓強度（裝配螺栓后結構見教材圖17-1，a為鉸制孔螺栓，b為普通螺栓）；（3）若改用力學性能等級為8.8級的M12普通螺栓連接，試確定螺栓數目（取偶數）；（4）為該聯(lián)軸器選擇平鍵，并驗算鍵連接的強度。11-1單級閉式直齒圓柱齒輪傳動中，小齒輪的材料為45鋼調質處理處理，大齒輪的材料為ZG310-570正火，P=4 kW，n1=720 r/min，m=4 mm，z1=25，z

13、2=73，b1=84 mm，b2=78 mm，單向轉動，載荷有中等沖擊，用電動機驅動，試驗算此單級齒輪傳動的強度。11-2 已知單級閉式斜齒輪傳動 P=10 kW，n1=1210 r/min，i12=4.3，電動機驅動，雙向傳動，中等沖擊載荷，設小齒輪用40MnB調質，大齒輪用 45鋼調質，z1=21，試計算此單級斜齒輪傳動。11-3 已知直齒錐齒輪-斜齒圓柱齒輪減速器的布置和轉向如圖所示，錐齒輪m=5 mm，齒寬b=50 mm，z1=25，z2=60；斜齒輪mn=6 mm，z3=21，z4=84。欲使軸II上的軸向力在軸承上的作用完全抵消，求斜齒輪3的螺旋角3的大小和旋向，并畫出錐齒輪2和斜

14、齒輪3的受力分析圖。12-1 如圖所示，蝸桿主動，T1=20 N·m，m=4 mm，z1=2，d1=50 mm，蝸輪齒數z2=50，傳動的嚙合效率=0.75。試確定：（1）蝸輪轉向；（2）蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。12-2 如圖所示為蝸桿傳動和錐齒輪傳動的組合，已知輸出軸上的錐齒輪z4的轉向n。（1）欲使中間軸上的軸向力能部分抵消，試確定蝸桿的螺旋線方向和蝸桿的轉向；（2）在圖中標出各輪軸向力的方向。13-1 試計算一帶式輸送機中的普通V帶傳動（確定代的型號、長度及根數）。已知從動輪的轉速n2=610 r/min，單班工作制，電動機額定功率為7.5 kW，主動輪轉速n1=145

15、0 r/min。14-1 在圖示兩級斜齒圓柱齒輪減速器中，已知中間軸II傳遞的功率P=40 kW，轉速n2=200 r/min，齒輪2的分度圓直徑d2=688 mm，螺旋角2=12°50，齒輪3的分度圓直徑d3=170 mm，螺旋角3=10°29，軸的材料用45鋼調質，試按彎扭合成強度計算方法求軸II的直徑。14-2 僅從軸的結構設計考慮（不考慮軸承的潤滑及軸的圓角過渡等問題），指出下圖中存在的錯誤，并加以改正。16-1 說明下列軸承代號的意義和軸承的適用場合：6005，N209/P6，7207C，30209/P516-2 一礦山機械的轉軸，兩端用6313深溝球軸承支承，每個軸承承受的徑向載荷Fr=5400 N，軸的軸向載荷Fa=2650 N，有輕微沖擊，軸的轉速n=1250 r/min，預期壽命Lh=5000 h，問是否適用。16-3 根據工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承