合工大機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)部分答案(供參考)

3凸輪機(jī)構(gòu)1．【答】根據(jù)形狀，可分為盤形凸輪、移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪三類?；窘M成部分有凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)部分。凸輪與從動(dòng)件之間的接觸可以通過(guò)彈簧力、重力或凹槽來(lái)實(shí)現(xiàn)。2．【答】從動(dòng)件采用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，速度由零突變?yōu)橐怀?shù)，運(yùn)動(dòng)終止時(shí)，速度由常數(shù)突變?yōu)榱?，因此從?dòng)件加速度及慣性力在理論上為無(wú)窮大（由于材料有彈性變形，實(shí)際上不可能達(dá)到無(wú)窮大），使機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈的沖擊。這種由于慣性力無(wú)窮大突變而引起的沖擊，稱為剛性沖擊。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度出現(xiàn)有限值的突然變化，產(chǎn)生慣性力的突變，但突變是有限的，其引起的沖擊也是有限的，這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖擊稱為柔性沖擊。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律都會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。3．【答】應(yīng)注意的問(wèn)題有：1）滾子半徑：必須保證滾子半徑小于理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑；在確保運(yùn)動(dòng)不失真的情況下，可以適當(dāng)增大滾子半徑，以減小凸輪與滾子之間的接觸應(yīng)力；2）校核壓力角：進(jìn)行為了確保凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能，應(yīng)對(duì)凸輪輪廓各處的壓力角進(jìn)行校核，檢查其最大壓力角是否超過(guò)許用值。如果最大壓力角超過(guò)許用值，一般可以通過(guò)增加基圓半徑或重新選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律；3）合理選擇基圓半徑：凸輪的基圓半徑應(yīng)盡可能小些，以使所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)可能緊湊，但基圓半徑越小，凸輪推程輪廓越陡峻，壓力角也越大，致使機(jī)構(gòu)工作情況變壞?；鶊A半徑過(guò)小，壓力角就會(huì)超過(guò)許用值，使機(jī)構(gòu)效率太低，甚至發(fā)生自鎖。4．【答】繪制滾子從動(dòng)件凸輪輪廓時(shí)，按反轉(zhuǎn)法繪制的尖頂從動(dòng)件的凸輪輪廓曲線稱為凸輪的理論輪廓。由于滾子從動(dòng)件的中心真實(shí)反映了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力狀況，因此基圓半徑和壓力角應(yīng)在理論輪廓上量取。5．【解】6．【解】1選擇合適的比例繪制從動(dòng)件位移線圖，如圖所示2以基圓半徑繪作基圓，繪制從動(dòng)件尖頂?shù)钠鹗嘉恢?將位移線圖的推程和回程所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角分成若干等份4按照反方向（順時(shí)針?lè)较颍?，與從動(dòng)件位移線圖各等分相對(duì)應(yīng)，得各個(gè)點(diǎn)。連結(jié)這些點(diǎn)得到機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件導(dǎo)路的各個(gè)位置5量取對(duì)應(yīng)的各位移量，得反轉(zhuǎn)后尖頂?shù)囊幌盗形恢命c(diǎn)6將各個(gè)位置點(diǎn)連成光滑的曲線，得到所要求的凸輪輪廓。如圖所示。（注：答案中所繪制圖形不準(zhǔn)確，供參考。）4齒輪機(jī)構(gòu)1．【答】漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。漸開線斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等，此外，外嚙合時(shí)螺旋角大小相同、方向相反；內(nèi)嚙合時(shí)螺旋角大小和方向均相同。2．【答】用范成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)被切齒輪的極限點(diǎn)，則刀具的齒頂將切去齒輪齒根漸開線齒廓的一部分，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)齒輪為了避免根切，其齒數(shù)z必須大于或等于不根切的最少齒數(shù)=2h*a/sin2α。標(biāo)準(zhǔn)齒輪為了避免根切，其齒數(shù)必須大于或等于不根切的最少齒數(shù)。3．【答】常見的漸開線齒廓的切齒方法有成形法和范成法兩種。成形法其方法簡(jiǎn)單，不需要專用機(jī)床，但生產(chǎn)率低，精度差，只適用于單件及精度要求不高的齒輪加工。范成法中廣泛采用齒輪滾刀，能連續(xù)切削，生產(chǎn)率較高。4．【答】沿斜齒輪分度圓上齒廓的任一點(diǎn)切齒輪的法面，該分度圓柱在切面上呈一橢圓。取標(biāo)準(zhǔn)壓力角作一直齒圓柱齒輪，其齒形即可認(rèn)為近似于斜齒輪的法向齒形。該直齒圓柱齒輪稱為斜齒輪圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)，用zv表示，計(jì)算公式為5．【解】mm（或mm）6．【解】mmm/s7．【解】mmmmmm；mmmm；mm；mm8．【解】1）由得2）兩齒輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑mm；mmmm；mm；mm；mmmmmm3）當(dāng)量齒數(shù)和；5輪系1、【答】定軸輪系傳動(dòng)時(shí)每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的，周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)時(shí)至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。2、【答】一個(gè)齒輪與兩齒輪同時(shí)嚙合，對(duì)前一級(jí)齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)它是從動(dòng)輪，對(duì)后一級(jí)傳動(dòng)來(lái)說(shuō)它是主動(dòng)輪，它的齒數(shù)不影響傳動(dòng)比的大小，但卻使輪系中增加了一對(duì)外嚙合齒輪，從而改變了傳動(dòng)比的符號(hào)，即改變了最終齒輪的轉(zhuǎn)向。這種齒輪稱為惰輪。惰輪的作用為在不改變傳動(dòng)比的情況下改變齒輪的轉(zhuǎn)向。3、【答】行星輪系的自由度為1，只有一個(gè)中心輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)，需要1個(gè)原動(dòng)件。差動(dòng)輪系的自由度為2，兩個(gè)中心輪均可轉(zhuǎn)動(dòng)，需要2個(gè)原動(dòng)件。4、【解】r/minmm齒條6線速度m/s方向向右。5、【解】從輪系結(jié)構(gòu)可以看出因此有6、【解】故而因此7、【解】解上式得r/min轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)向相同。7機(jī)械的動(dòng)力性能1、【答】轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果離心力（或力系的合力、合力偶矩）不等于零時(shí)，其方向隨著回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生周期性的變化，同時(shí)，離心力（合力、合力偶矩）對(duì)軸承施加一個(gè)附加的動(dòng)壓力，并使整個(gè)機(jī)械產(chǎn)生周期性的振動(dòng)。這種振動(dòng)往往使機(jī)械的可靠性、精度等降低，零件材料易疲勞損壞而使零件壽命縮短，振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲對(duì)周圍的設(shè)備、建筑、環(huán)境等都有較大的影響和破壞。對(duì)于高速、重載、精密機(jī)械來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題更加突出。因此需要調(diào)整回轉(zhuǎn)件的質(zhì)量分布，使回轉(zhuǎn)件工作時(shí)離心力系達(dá)到平衡，以消除附加動(dòng)壓力，盡可能減輕由離心力而產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)。2、【答】靜平衡的條件是：分布于該回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量的離心力（或質(zhì)徑積）的向量和等于零，即回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸線重合。動(dòng)平衡的條件是：回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量的離心力的向量和等于零，且離心力所產(chǎn)生的力偶矩的向量和也等于零。顯然動(dòng)平衡條件中包含了靜平衡條件，也就是說(shuō)動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定也是靜平衡的，但靜平衡的轉(zhuǎn)子不一定是動(dòng)平衡的。靜平衡適用于軸向尺寸較小的零件（盤狀零件），如飛輪、砂輪等，其質(zhì)量分布可以近似認(rèn)為在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)。動(dòng)平衡適用于軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件（軸類零件），如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、機(jī)床主軸等，其質(zhì)量分布