機(jī)械習(xí)題總習(xí)題

1、題題1-5 1-5 平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)F=3x6 - 2x8- 1 = 1 F=3x8 - 2x11- 1 = 1 F=3x8 - 2x11= 2注：注： PL7 PL7 處不是復(fù)合鉸鏈！處不是復(fù)合鉸鏈！題題1-8 1-8 測(cè)量?jī)x表機(jī)構(gòu)測(cè)量?jī)x表機(jī)構(gòu)F=3x6 - 2x8- 1 = 1 F=3x4 - 2x4 2 = 2 題題1-10 1-10 沖壓結(jié)構(gòu)沖壓結(jié)構(gòu)F=3x9 - 2x12 2 = 1 注：大齒輪與凸輪看成一體注：大齒輪與凸輪看成一體題題1-11 1-11 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系F=3x4 - 2x4 - 2 = 2 F=3x8 - 2x11 - 1 = 1 2-1 2-1

2、判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)還是雙搖桿機(jī)構(gòu)的方法如下：還是雙搖桿機(jī)構(gòu)的方法如下： 若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和：若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和：v 取最短桿為機(jī)架時(shí)，得雙曲柄機(jī)構(gòu)；取最短桿為機(jī)架時(shí)，得雙曲柄機(jī)構(gòu)；v 取最短桿的鄰邊為機(jī)架時(shí)，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；取最短桿的鄰邊為機(jī)架時(shí)，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；v 取最短桿的對(duì)邊為機(jī)架時(shí)，取最短桿的對(duì)邊為機(jī)架時(shí)， 得雙搖桿機(jī)構(gòu)；得雙搖桿機(jī)構(gòu)； 若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和，得到雙若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和，得到雙 搖桿機(jī)構(gòu)。搖桿機(jī)

3、構(gòu)。(2-1 a)最短桿最短桿+ +最長(zhǎng)桿最長(zhǎng)桿 另外兩桿之和另外兩桿之和 40+90=13070+110=18040+90=13070+110=180 且以最短桿為機(jī)架且以最短桿為機(jī)架所以：此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)所以：此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)最短桿最短桿+ +最長(zhǎng)桿最長(zhǎng)桿 另外兩桿之和另外兩桿之和 45+120=16570+100=17045+120=165 另外兩桿之和另外兩桿之和 60+100=16070+62=13260+100=16070+62=132所以：此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)所以：此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)最短桿最短桿+ +最長(zhǎng)桿最長(zhǎng)桿 另外兩桿之和另外兩桿之和 50+100=150 90+70=16

4、050+100=150 AA為齒頂圓上漸開(kāi)線的曲率半徑，a為其壓力角 da =(z+2ha*)m =(40 + 21.0)5 = 210 (mm)， d = mz = 540 = 200 (mm)， db= dcos = 200cos20= 187.94 (mm) ， AA=(da/2)-(db/2)=(210/2)-(187.94/2)= 46.85 (mm) cosa =(db/2)/(da/2)= db/da =187.94 / 210 a = arccos(187.94 /210)= 26.52 BB為分度圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑，b為其壓力角BB=(d/2)-(db/2)=(200/

5、2)-（87.94/2）= 34.20 (mm)，cosb =(db/2)/( d/2)= db/d =187.94 / 200，b = arccos (187.94/ 200)= 20.03 點(diǎn)C為基圓上漸開(kāi)線齒廓的半徑曲率，即基圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑為0。 壓力角：c= arccos(db/2)/(db/2)= arccos1= 0試比較正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓和齒試比較正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基根圓，在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基圓小于齒根圓？圓小于齒根圓？ 如圖所示，用卡尺跨三個(gè)齒測(cè)量漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪

6、的公法線如圖所示，用卡尺跨三個(gè)齒測(cè)量漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的公法線長(zhǎng)度，試證明：只要保證卡腳與漸開(kāi)線相切，無(wú)論切于何處，測(cè)長(zhǎng)度，試證明：只要保證卡腳與漸開(kāi)線相切，無(wú)論切于何處，測(cè)量結(jié)果均相同，其值為量結(jié)果均相同，其值為W W3 3=2p=2pb b+s+sb b （注：（注：p pb b 和和s sb b 分別表示基圓分別表示基圓齒距和基圓齒厚）。齒距和基圓齒厚）。證明： 因漸開(kāi)線上任點(diǎn)的法線必與基圓相切，所以公法線也切基因漸開(kāi)線上任點(diǎn)的法線必與基圓相切，所以公法線也切基圓一點(diǎn)，找任意位置的公切線圓一點(diǎn)，找任意位置的公切線abcabc，卡尺與兩齒廓切于，卡尺與兩齒廓切于a a、c c兩兩點(diǎn)，公切線

7、與基圓切于點(diǎn)點(diǎn)，公切線與基圓切于點(diǎn)b b 。由漸開(kāi)線形成和特性可知：由漸開(kāi)線形成和特性可知：ab=aab=ab; bc=bcb; bc=bc；w w3 3=ab+bc=a=ab+bc=ab+bcb+bc而而 a ab+bcb+bc=2p=2pb b+s+sb b所以：所以：w w3 3=2p=2pb b+s+sb b習(xí)題五習(xí)題五5-2 5-2 在圖示的輪系中，已知在圖示的輪系中，已知Z Z1 1=15=15，Z Z2 2 =25=25，Z Z2 2 =15=15，Z Z3 3 =30=30，Z Z3 3 =15=15，Z Z4 4 =30=30，Z Z4 4 =2=2（右旋），（右旋），Z Z

8、5 5 =60=60，Z Z5 5=20(m = 4mm), =20(m = 4mm), 若若n n1 1 = 500 r/min= 500 r/min，求齒條，求齒條6 6線速度線速度v v的大小和方向。的大小和方向。5-15-1在圖示雙級(jí)蝸桿傳動(dòng)中，已知右旋蝸桿在圖示雙級(jí)蝸桿傳動(dòng)中，已知右旋蝸桿1 1的轉(zhuǎn)向，試判的轉(zhuǎn)向，試判斷蝸輪斷蝸輪2 2、3 3的轉(zhuǎn)向。的轉(zhuǎn)向。 5. 在圖示輪系中，已知在圖示輪系中，已知Z Z1 1=15=15，Z Z2 2 =25=25，Z Z2 2 =15=15，Z Z3 3 =30=30，Z Z3 3 =15=15，Z Z4 4 =30=30，Z Z4 4 =2

9、=2（右旋），（右旋），Z Z5 5 =60=60，Z Z5 5=20=20。(m = 4mm), (m = 4mm), 若若n n1 1 = 500 r/min= 500 r/min，求：齒條，求：齒條6 6線線速度速度v v的大小和方向？的大小和方向？在圖示的鐘表傳動(dòng)示意圖中，在圖示的鐘表傳動(dòng)示意圖中，E E為擒縱輪，為擒縱輪，N N為發(fā)條為發(fā)條盤，盤，S S，M M及及H H分別為秒針，分針和時(shí)針。設(shè)：分別為秒針，分針和時(shí)針。設(shè)：Z Z1 1=72=72，Z Z2 2=12=12，Z Z3 3=64=64，Z Z4 4=8=8，Z Z5 5=60=60，Z Z6 6=8=8，Z Z7 7

10、=60=60，Z Z8 8=6=6，Z Z9 9=8=8，Z Z1010=24=24，Z Z1111=6=6，Z Z1212=24=24，求：傳動(dòng)比，求：傳動(dòng)比i iSMSM及及i iMHMH。 在圖示行星減速裝置中，已知在圖示行星減速裝置中，已知Z Z1 1=Z=Z2 2=17=17，Z Z3 3=51=51。當(dāng)手。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)柄轉(zhuǎn)過(guò)9090時(shí)時(shí), ,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤H H轉(zhuǎn)過(guò)多少度？轉(zhuǎn)過(guò)多少度？ 在圖示的手動(dòng)葫蘆中，在圖示的手動(dòng)葫蘆中，S S為手動(dòng)鏈輪，為手動(dòng)鏈輪，H H為起重鏈輪。為起重鏈輪。已知已知Z Z1 1=12=12，Z Z2 2=28=28，Z Z2 2=14=14，Z Z3 3=54=

11、54，求傳動(dòng)比，求傳動(dòng)比 i iSHSH。 5-65-6在圖示液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，已知在圖示液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，已知z z2 2=15=15，液壓馬，液壓馬達(dá)達(dá)MM的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n nMM=12r/min=12r/min，回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)H H的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n nH H=-1.5r/min=-1.5r/min，求齒輪，求齒輪1 1的齒數(shù)（提示：的齒數(shù)（提示：n nM M =n=n2 2-n-nH H）。）。解：解： 在圖示圓錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為Z1=20，Z2 =30, Z2 = 50, Z3 = 80, n1 = 50r/min, 求：nH的大小和方向。在圖示差動(dòng)輪系中

12、，已知各輪的齒數(shù)在圖示差動(dòng)輪系中，已知各輪的齒數(shù)Z Z1 1=30=30，Z Z2 2=25=25，Z Z2 2=20=20，Z Z3 3=75=75，齒輪，齒輪1 1的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為200r/min200r/min（箭頭向上）（箭頭向上），齒輪，齒輪3 3的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為50r/min 50r/min （箭頭向下）。（箭頭向下）。求：行星架轉(zhuǎn)速求：行星架轉(zhuǎn)速n nH H的大小和方向。的大小和方向。求圖示輪系的傳動(dòng)比求圖示輪系的傳動(dòng)比i i，已知，已知Z Z1 1 = Z= Z2 2= 25= 25，Z Z2 2 = Z= Z3 3 = = 2020，Z ZH H = 100= 100，Z Z

13、4 4 = 20 = 20 。已知已知Z Z1 1=17=17，Z Z2 2=20=20，Z Z3 3=85=85，Z Z4 4=18=18，Z Z5 5=24=24，Z Z6 6=21=21，Z Z7 7=63=63，求：，求：(1) (1) 當(dāng)當(dāng)n n1 1=10001 r/min=10001 r/min，n n4 4 =10000 r/min=10000 r/min時(shí)，時(shí)，n n p p= =？(2) (2) 當(dāng)當(dāng)n n1 1= n= n4 4時(shí)，時(shí)，n n p p = =？(3) (3) 當(dāng)當(dāng)n n1 1=10000 =10000 r/minr/min，n n4 4 =10001 r/

14、min=10001 r/min時(shí)，時(shí)，n n p p = =？ 在圖示自行車?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中在圖示自行車?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中c c為車輪軸。已知為車輪軸。已知Z Z1 1=17=17，Z Z3 3=23=23，Z Z4 4 =19=19，Z Z4 4= 20= 20，Z Z5 5 = 24= 24。設(shè)輪胎受壓變形后。設(shè)輪胎受壓變形后使使28in28in（英寸）的車輪有效直徑約為（英寸）的車輪有效直徑約為0.7m0.7m，當(dāng)車行一，當(dāng)車行一公里時(shí)，表上的指針公里時(shí)，表上的指針P P剛好回轉(zhuǎn)一周，求齒輪剛好回轉(zhuǎn)一周，求齒輪2 2的齒數(shù)的齒數(shù)。 10-1 10-1 試計(jì)算試計(jì)算M20M20、M20M201.

15、51.5螺紋的升角螺紋的升角, ,并指出并指出那種螺紋的自鎖性較好。那種螺紋的自鎖性較好。 一升降機(jī)構(gòu)承受載荷一升降機(jī)構(gòu)承受載荷FaFa為為100KN100KN，采用梯型螺紋，采用梯型螺紋，d = 70mmd = 70mm，d d2 2 = 65mm= 65mm，p p =10mm=10mm，線數(shù)，線數(shù)n = 4n = 4。支承面采用推力球軸承，升降臺(tái)的上下移動(dòng)處采用導(dǎo)。支承面采用推力球軸承，升降臺(tái)的上下移動(dòng)處采用導(dǎo)向滾輪，他們的摩擦阻力近似為零。試計(jì)算：（向滾輪，他們的摩擦阻力近似為零。試計(jì)算：（1 1）求螺桿工作臺(tái)穩(wěn)定上升）求螺桿工作臺(tái)穩(wěn)定上升時(shí)的效率，已知螺旋副當(dāng)量摩擦系數(shù)為時(shí)的效率，已

16、知螺旋副當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.100.10。（。（2 2）穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上）穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上的力矩。（的力矩。（3 3）若工作臺(tái)以）若工作臺(tái)以800mm/min800mm/min的速度上升，試按穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件求螺的速度上升，試按穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件求螺桿所需轉(zhuǎn)速和功率。（桿所需轉(zhuǎn)速和功率。（4 4）欲使工作臺(tái)在荷載）欲使工作臺(tái)在荷載FaFa作用下等速下降，是否需要作用下等速下降，是否需要制動(dòng)裝置？加于螺桿上的制動(dòng)力矩應(yīng)為多少？制動(dòng)裝置？加于螺桿上的制動(dòng)力矩應(yīng)為多少？用兩個(gè)用兩個(gè)M10M10的螺釘固定一牽拽鉤，若螺釘材料為的螺釘固定一牽拽鉤，若螺釘材料為Q235Q235，裝配時(shí)控制予緊力，接合面摩擦系

17、數(shù)裝配時(shí)控制予緊力，接合面摩擦系數(shù)f=0.15f=0.15，求其允，求其允許的牽拽力。許的牽拽力。解：兩個(gè)螺釘受橫向載荷的作用，則單個(gè)螺釘所受的軸向力為解：兩個(gè)螺釘受橫向載荷的作用，則單個(gè)螺釘所受的軸向力為圖示凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩圖示凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T T為為1500N1500Nm(m(靜靜載荷載荷) )，材料為，材料為HT250.HT250.聯(lián)軸器用聯(lián)軸器用4 4個(gè)個(gè)M16M16鉸制孔用螺栓聯(lián)鉸制孔用螺栓聯(lián)成一體，螺栓材料為成一體，螺栓材料為3535鋼，試選取合宜的螺栓長(zhǎng)度，鋼，試選取合宜的螺栓長(zhǎng)度，并校核其剪切和擠壓強(qiáng)度。并校核其剪切和擠壓強(qiáng)度。題題10-910-9

18、中凸緣聯(lián)軸器若采用中凸緣聯(lián)軸器若采用M16M16螺栓聯(lián)成一體，以摩擦螺栓聯(lián)成一體，以摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，螺栓材料為力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，螺栓材料為4545鋼，聯(lián)軸器材料為鋼，聯(lián)軸器材料為2525鋼鋼，結(jié)合面摩擦系數(shù)，結(jié)合面摩擦系數(shù)f = 0.15f = 0.15，安裝時(shí)不要嚴(yán)格控制預(yù)，安裝時(shí)不要嚴(yán)格控制預(yù)緊力，試決定螺栓數(shù)（螺栓數(shù)常取偶數(shù)）。緊力，試決定螺栓數(shù)（螺栓數(shù)常取偶數(shù)）。 一鋼制液壓油缸，油壓一鋼制液壓油缸，油壓p=3MPa,p=3MPa,油缸內(nèi)徑油缸內(nèi)徑D =160mm.D =160mm.為保證氣密性為保證氣密性要求，螺栓間距要求，螺栓間距L L不得大于不得大于4.5d (d4.5d (d為螺

19、柱大徑為螺柱大徑) )，試計(jì)算此油缸，試計(jì)算此油缸的螺柱聯(lián)接和螺柱分布圓直徑的螺柱聯(lián)接和螺柱分布圓直徑D D。 一個(gè)托架用一個(gè)托架用4 4個(gè)螺栓固定在鋼柱上，已知靜載荷個(gè)螺栓固定在鋼柱上，已知靜載荷F=3KNF=3KN，距離，距離l=150mml=150mm，結(jié)合面摩擦系數(shù)，結(jié)合面摩擦系數(shù)f=0.2f=0.2，試設(shè)計(jì)此螺栓聯(lián)結(jié)。，試設(shè)計(jì)此螺栓聯(lián)結(jié)。 提示：提示：在力在力F F作用下托架不應(yīng)滑移；在翻轉(zhuǎn)力矩作用下托架不應(yīng)滑移；在翻轉(zhuǎn)力矩FlFl作用下，托架有繞螺作用下，托架有繞螺栓組形心軸線栓組形心軸線O-OO-O翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，此時(shí)結(jié)合面不應(yīng)出現(xiàn)縫隙。翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，此時(shí)結(jié)合面不應(yīng)出現(xiàn)縫隙。 11-9

20、解：(1)計(jì)算齒輪2、3的受力，受力分析見(jiàn)軸空間受力簡(jiǎn)圖。 T2 = 9550P / n= 955040 / 200 =1910 Nm；Ft2 =2T2 / d2 = 21910 / 0.688 = 5552.33 N Fr2 = Ft2tg20 /cos2 = 2072.66 N；Fa2 = Ft2tg2= 5552.33tg1250= 1264.86 N T3 = T2 =1910 Nm； Ft3=2T3 / d3 = 21910 / 0.170 = 22470.59 N Fr3 =Ft3 tg20/ cos3= 8317.46 N；Fa3= Ft3tg1029= 4157.92 N (2

21、)求垂直面內(nèi)的支承反力Fv1= Fr2370Fr3145Fa2d2 / 2Fa3d3/ 2 / L=2612.09 NFv2= Fr2Fv1Fr3 = 2072.66(2612.09)8317.46=3632.71 N(3)求水平面內(nèi)支反力FH1= Ft3145Ft2 (145225) / 470=11303.4 NFH2= Ft3Ft2FH1 = 5552.3322470.5911303.4=16719.52 N(4)繪制垂直面內(nèi)的彎矩圖，可得Mav=Fv10.1=261.209 Nm；Mav= MavFa2d2 / 2=173.902 Nm Mbv= Fv20.145 = 526.74 N

22、m；Mbv =MbvFa3d3 / 2 = 880.16 Nm(5)繪制水平面內(nèi)的彎矩圖，可得MaH= F H10.1=11303.40.1= 1130.34 Nm；MbH= F H20.145 =16719.520.145 = 2424.33 Nm(6)求各合成彎矩Ma = (MavMaH) =1160.13 Nm；Ma= ( MavMaH) =1143.64 NmMb= (MbvMbH) = 2480.89 Nm；Mb =( MbvMbH) = 2579.16 Nm(7)根據(jù)題意，aa、bb面均為危險(xiǎn)截面，取=0.6,又知T2=1910 Nm, Meb= Mb(T2) = 2822.30N

23、m；Mea= Ma(T2) = 1630.67Nm(8)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸直徑：查表14-1 得45鋼調(diào)質(zhì) B = 650 Mpa；查表14-3 得-1b = 60 MPa則 da 66.68 mm一礦山機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，用一礦山機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，用63126312軸承支撐。每個(gè)軸承承受的徑向載軸承支撐。每個(gè)軸承承受的徑向載荷荷F Fr r =5400 N =5400 N，軸的軸向載荷，軸的軸向載荷Fa=2650 NFa=2650 N，軸的轉(zhuǎn)速，軸的轉(zhuǎn)速n = 1250 r n = 1250 r / min/ min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，預(yù)期壽命，運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，預(yù)期壽命L Lh h =5000 h=50

24、00 h。問(wèn)是否適用。問(wèn)是否適用解：解：63126312軸承的內(nèi)徑為軸承的內(nèi)徑為60mm60mm，由附表由附表1 1查得：查得：Cr =81.8 KNCr =81.8 KN，C C0 0r =51.8 KNr =51.8 KN12.3 Fa / C12.3 Fa / C0 0r = 12.3r = 12.32.65 / 51.8 = 0.6292.65 / 51.8 = 0.629，查表查表16-1216-12得：得： e = 0.26e = 0.26Fa / Fr = 2.65 / 5.4 = 0. 49Fa / Fr = 2.65 / 5.4 = 0. 49 e e，取，取 X = 0.5

25、6X = 0.56，Y = 1.71Y = 1.71 P = X Fr +Y Fa = 0.56 P = X Fr +Y Fa = 0.565.4+ 1.715.4+ 1.712.65 = 7.5555 KN2.65 = 7.5555 KN 允許壽命為允許壽命為12711 h 12711 h 預(yù)期使用壽命預(yù)期使用壽命5000 h5000 h，該軸承適用。，該軸承適用?；颍簩?shí)際所需額定動(dòng)載荷為或：實(shí)際所需額定動(dòng)載荷為 48.559 KN 48.559 KN 軸承固有額定動(dòng)載荷軸承固有額定動(dòng)載荷 81.8 KN81.8 KN。該軸承適用。該軸承適用已知兩個(gè)角接觸球軸承的載荷分別為已知兩個(gè)角接觸球軸承的載荷分別為FrFr1 1 = 1470 N= 1470 N， FrFr2 2 = 2650 = 2650 N N，外加軸向力，外加軸向力F FA A = 1000 N= 1000 N，軸徑，軸徑d = 40 mmd = 40 mm，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n = 5000 r / n = 5000 r / minmin，常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，有中等沖擊。預(yù)期壽命，常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，有中等沖擊。預(yù)期壽命L Lh h =2000 h=2000 h，試選擇軸，試選擇軸承型號(hào)。承型號(hào)。解：選解：選70000B70000B型（型（= 40= 40）由表由表16-1316-13得：內(nèi)部軸向力得：內(nèi)部軸向力 F