機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式計(jì)算例題精編WORD版

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式計(jì)算例題精編WORD版oom A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8 計(jì)算圖所示振動(dòng)式輸送機(jī)的自 由 度解：原動(dòng)構(gòu)件1繞A軸轉(zhuǎn)動(dòng)、通過(guò)相互錢接的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件2、3、4帶動(dòng)滑塊5作往復(fù)直 線移動(dòng)。構(gòu)件2、3和4在C處構(gòu)成復(fù)合錢鏈。此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件、6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、1 個(gè)移動(dòng)副，即 =5, 0=7, ph =0o則該機(jī)構(gòu)的自由度為廠二3 一 2/分一 力二3x5-2x7-0=1二、在圖所示的錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，設(shè)分別以4、C、d表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的長(zhǎng)度，且 設(shè)“V”。如果構(gòu)件A8為曲柄，則A3能繞軸A相對(duì)機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)。為此構(gòu)件A8能占 據(jù)與構(gòu)件A。拉直共線和重疊共

2、線的兩個(gè)位置A8及A3。由圖可見(jiàn)，為了使構(gòu)件A8能 夠轉(zhuǎn)至位置A9,顯然各構(gòu)件的長(zhǎng)度關(guān)系應(yīng)滿足 TOC o 1-5 h z a + d b + c(3-1)為了使構(gòu)件A8能夠轉(zhuǎn)至位置A3”，各構(gòu)件的長(zhǎng)度關(guān)系應(yīng)滿足。4 (4 - a) + c 或 c (4- a) + 即 a + 4 + c(3-2)或 a +(3-3)將式(3-1)、(3-2)、(3-3)分別兩兩相加,則得 同理，當(dāng)設(shè)時(shí)，亦可得出得 d Wed Wb ch分析以上諸式，即可得出錢鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件為:（1）連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿。（2）最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和不大于其他兩桿長(zhǎng)度之和。上述兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足，否則機(jī)構(gòu)

3、中便不可能存在曲柄，因而只能是雙搖桿機(jī) 構(gòu)。通常可用以下方法來(lái)判別錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型：（1）若機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)之和條件，則：以最短桿為機(jī)架時(shí)，可得雙曲柄機(jī)構(gòu)。以最短桿的鄰邊為機(jī)架時(shí).,可得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架時(shí)，可得雙搖桿機(jī)構(gòu)。（2）若機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)之和條件則只能獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。=- V2 - G-2 /，2- 1 - 1800+ 6Vj CjC2（Pi 1800 - 0即心師士38。上1180。一夕k + 1式中攵稱為急回機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù)。四、從動(dòng)件位移S與凸輪轉(zhuǎn)角8之間的關(guān)系可用圖表示，它稱為位移曲線（也稱S-夕曲線） 位移曲線直觀地表示了從動(dòng)件的位移變化規(guī)律，它是凸輪

4、輪廓設(shè)計(jì)的依據(jù)凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系五、凸輪等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律V = v0 = & =常數(shù) 仰S = q）從動(dòng)件等速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)表達(dá)式為叭 dv a = = 0dt等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)曲線等速運(yùn)動(dòng)位移曲線的修正六、凸輪等加等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律）等加等減速運(yùn)動(dòng)曲線圖七、凸輪簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)曲線圖八、壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角& =,sinaFY = Fn -cosa法向力可分解為兩個(gè)分力壓力角的檢驗(yàn)九、B型V帶傳動(dòng)中，已知：主動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑d180mm,從動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑 d2=180mm,兩輪的中心距a=630mm,主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速勺1 450 r/min

5、,能傳遞的最大功率P=10kWo試求：V帶中各應(yīng)力，并畫出各應(yīng)力6、。2、bbl、bb2及。c的分布圖。附：V帶的彈性模量E=130、200MPa； V帶的質(zhì)量q=0. 8kg/m：帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦 系數(shù)fv=0.51； B型帶的截面積A=138mm2； B型帶的高度h=10. 5mm。解題要點(diǎn)：V帶傳動(dòng)在傳遞最大功率時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2的關(guān)系符合歐拉公式，即Fl/F2=， = U5。trL/l 乃 x 180 x1450 r .m/su =!-! = 13.67帶速有效圓周力1000P 1000 x10=73213.6760 x100060 x1000V帶中各應(yīng)力:緊邊拉應(yīng)力離

6、心力6=儲(chǔ)=0.18x13.672 =33.6離心拉應(yīng)力A 138= 0.24MPa% = eA = no x = 9.92彎曲應(yīng)力4180MPa最大應(yīng)力 .ax W + %=(6.63 + 9,92) = 16,55*各應(yīng)力分布如圖所示。十、設(shè)計(jì)一銃床電動(dòng)機(jī)與主軸箱之間的V帶傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率P=4 kW,轉(zhuǎn)速nuiio解:nl=1 440 r/min,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2 =440 r/min,兩班制工作，兩軸間距離為500序號(hào)計(jì)算項(xiàng)U計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果(1)計(jì)算功率PC=KAP，2X4KW由表65確定KAKA=1.2PC=4. 8KW(2)選擇帶型根據(jù) PO4. 8 KW 和 n 1 =

7、1440 r/min 由圖 6 一12選取A型確定帶由表6 4確定ddlddl=100m(3)輪基準(zhǔn)直1440 x 100 x(1-0.02)dd2=iddl (1 一 e)二 400mdd2=355m徑查表6 6取標(biāo)準(zhǔn)值m因?yàn)?4)驗(yàn)算帶5速m/sv 120 故符合要輪包角求單根V(8)帶傳遞的額定根據(jù)ddl和nl,查表6-7得Po=l. 4 KWPo=l. 4KW功率(9)單根V 帶的額 定功率 增量查表 6 7 得?()=0. 17 KWP0=0. 17KW(10)確定帶的根數(shù)查表6-8得心=093查表6 9得七=1。1取Z=3(11)單根V帶的初拉力查表6 1得夕=1g/？F0= 18

8、4. 8N作用在(12軸FQ=1076.)上的力4N帶輪的選取小帶輪為實(shí)心式，其結(jié)構(gòu)和尺寸由圖614(13結(jié)和表)構(gòu)和尺6 2計(jì)算確定，畫出小帶輪工作圖，見(jiàn)圖6 18寸算兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒距、齒厚及中心距。十一、已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 直齒圓 柱齒輪傳動(dòng)，齒數(shù)zl=20,傳動(dòng)比i=3,模數(shù)m=6mm,h； =1,r =0.25O試計(jì)解：該齒輪傳動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按表7-2所列公式計(jì)算如下:由 j = y 得，=i =3x20 = 60分度圓直徑 4 =憶I = 6 X 20mm = 120mm齒頂圓直徑 % =億 + 2ha)m = (20 + 2 x 1) x 6m

9、m = 132mm齒根圓直徑dfl = (Zj -2h： -2c*)m = (20-2x 1 -2x0.25)x6mm = 105mm齒距p = mn =4 x 6mm = 18.85Si = S, = w = x 6mm = 9A2mm齒厚22(Z|+Z2)(20 + 60)a = !- m =x 6mm = 240mm中心距22十二、試設(shè)計(jì)一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動(dòng)。已知傳遞功率P1=10kW,主動(dòng)輪轉(zhuǎn) 速nl=970r/min,傳動(dòng)比i=4.04,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。解一般用途的減速器，常采用軟齒面鋼制齒輪。(1)選擇齒輪材料并確定許用應(yīng)力 根據(jù)表7-9,小齒輪采用4

10、5鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 取240HBW,大齒輪采用45鋼正火，硬度取190HBW；由圖7-29查得?/鵬力80MPa, bnm2=540MPa：由圖 7-30 查得分umi=230MPa, .2=220皿4；由表 7-10 取 SHmin= 1, SFmin=l,則由式(7-19)、(7-20)得(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由于是軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪的主要參數(shù)應(yīng) 按齒面接觸強(qiáng)度確定。傳遞轉(zhuǎn)矩 Tl： Tl=9.55 x IO。4 = (9.55 x 106 x )/V nun = 98454 N m nx970載荷系數(shù)K：因載荷平穩(wěn)，齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，由表7-6取K=L2齒寬系數(shù)為

11、:由表7-7取%二1許用接觸應(yīng)力口:口卜72mm（4）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)Zv：Z1COS3 B23cos316.5978= 26.13COS3 P一戶= 104.53cosJ 16.5978復(fù)合齒形系數(shù)Yfs：根據(jù)Zvi、Zs查圖/-28得Lsi=4. 2, Yfs：=3. 95/；11 = !h = 一 = （ - 1）二 J 3“37111 7“33 Z , Z2nx - nH 101x990-100 x 100故，川=10000勺十六、如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)分別為號(hào)，句，Z；，Z3，/，q，小。求傳動(dòng)比。解：（1）先找出輪系中的行星輪4,行星架”，太陽(yáng)輪3,，5,組成了行

12、星輪系， 即3, 一4一5一部分，余下的部分1-2 - 2 3為定軸輪系。（2）定軸輪系1一2 一 2, 一3分，其傳動(dòng)比為：= nL_Z2-Zi43% q . z2(a)（3）行星輪系3, 一4 5部分，其傳動(dòng)比為:因?yàn)檩?固定不動(dòng)，即為 =即i9=一& Z3 f% =（ 1 + 今）nH = %（b）Z3將（b）式代入（a）式，得/?, =nH （1 +且）（4） 工34z2ilH = =（1+4）（-4）Z3 a S十七、某軸上有一對(duì)型號(hào)為6310的深溝球軸承，該軸承轉(zhuǎn)速900r/min,已知軸承承受的軸向載荷Fa=2600N,徑向載荷Fr=5500羽有輕微振動(dòng)，工作溫度小于100,求該

13、軸 承的工作壽命。解：（1）確定&值查有關(guān)手冊(cè)得6310軸承的C=61. 8kN, Co=38kNo（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1確定e值 根據(jù)表11-4計(jì)算F/ Co=2600/38000=0. 068；用插值法求得e=0. 269 0判別F/R與e值大小Fa/Fr=2600/55000.47e根據(jù)公式,且由表11-4查得系數(shù)X=0.56、Y=l. 64求當(dāng)量動(dòng)載荷PrPLX Fr+YFa=0. 56X5500 + 1. 64義2600=7344N(3)計(jì)算軸承壽命由表11-5,按溫度小于100C可知力二1；查表11-6,按載荷有輕微沖擊查得%=1.2；壽命指數(shù)=3；由壽命公式即可求得軸承壽命。該軸承壽命為6386