機械設(shè)計基礎(chǔ)答案

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11春機電?？疲瑢W(xué)號：11112187001姓名：張新明

鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠程教育《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程考核要

求

說明：本課程考核形式為撰寫課程作業(yè)，完成后請保存為WORD2023格式的文檔，登陸學(xué)習(xí)平臺提交，并檢查和確認(rèn)提交成功（能夠下載，并且內(nèi)容無誤即為提交成功）。

一．作業(yè)要求

1.作業(yè)題中涉及到的公式、符號以教材為主；

2.課程設(shè)計題依照課堂上講的“課程設(shè)計任務(wù)與要求〞完成。設(shè)計計算說明書不少于20頁。二．作業(yè)內(nèi)容

（一）.選擇題（在每題的四個備選答案中選出一個正確的答案，并將正確答案的號

碼填在題干的括號內(nèi)，每題1分，共20分）

1．在平面機構(gòu)中，每增加一個高副將引入。（B）A．0個約束B．1個約束C．2個約束D．3個約束2.無急回特性的平面四桿機構(gòu)，其極位夾角為。(B)A.?0?

3．在圓柱凸輪機構(gòu)設(shè)計中，從動件應(yīng)采用從動件。（B）A．尖頂B．滾子C．平底D．任意

4．齒輪的齒形系數(shù)YF只與有關(guān)。（B）A．模數(shù)B．齒形C．傳動比D．中心距

5．閉式硬齒面齒輪傳動中，齒輪的主要失效形式為。（C）A．齒面膠合B．齒面磨損

C．齒根斷裂D．齒面點蝕

6．在其它條件一致的蝸桿傳動中，蝸桿導(dǎo)程角越大，傳動效率。（B）A．越低B．越高C．不變D．不確定

7、帶傳動正常工作時不能保證確鑿的傳動比是由于_____。（C）

A.帶的材料不符合胡克定律B.帶簡單變形和磨損C.帶的彈性滑動.D帶在帶輪上打滑

8、鏈傳動設(shè)計中，當(dāng)載荷大，中心距小，傳動比大時，宜選用_____。（B）

A大節(jié)距單排鏈

B小節(jié)距多排鏈

C小節(jié)距單排鏈D大節(jié)距多排鏈

9、平鍵聯(lián)接選取鍵的公稱尺寸b×h的依據(jù)是_____。（D）

A.輪轂長B.鍵長C.傳遞的轉(zhuǎn)矩大小D.軸段的直徑

10、齒輪減速器的箱體和箱蓋用螺紋聯(lián)接，箱體被聯(lián)接處的厚度不太大，且經(jīng)常拆裝，一般用聯(lián)接.（C）

A.螺栓聯(lián)接B.螺釘聯(lián)接C.雙頭螺柱聯(lián)接

11、自行車的前輪軸是。（C）

A．轉(zhuǎn)軸B．傳動軸C．心軸D．曲軸

12、尋常把軸設(shè)計為階梯形的主要目的在于。（C）

A．加工制造便利B．滿足軸的局部結(jié)構(gòu)要求C．便于裝拆軸上零件D．節(jié)省材料

13、不屬于非接觸式密封。（D）

A.間隙密封B.曲路密封C.擋油環(huán)密封D.毛氈圈密封

14、工程實踐中見到最多的摩擦狀況是_____。（D）

A.干摩擦B.流體摩擦C.邊界摩擦D.混合摩擦

15、聯(lián)軸器和離合器的主要作用是。（A）

A.聯(lián)接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩B.補償兩軸的綜合位移C.防止機器發(fā)生過載D.緩和沖擊和振動

16、對于徑向位移較大，轉(zhuǎn)速較低，無沖擊的兩軸間宜選用_____聯(lián)軸器。（C）

A.彈性套柱銷B.萬向C.滑塊D.徑向簧片

17、采用熱卷法制成的彈簧，其熱處理方式為_____。（D）

A.低溫回火B(yǎng).滲碳淬火C.淬火D.淬火后回火

18、圓柱形螺旋彈簧的彈簧絲直徑按彈簧的____要求計算得到。（A）

A.強度B.穩(wěn)定性C.剛度D.結(jié)構(gòu)尺寸

19、回轉(zhuǎn)件達到動平衡的條件是。（A）

A.各不平衡質(zhì)量的離心慣性合力偶距為零B.各不平衡質(zhì)量的離心合力為零C.回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力系的合力、離心力所形成的合力偶矩為零

20、不均勻系數(shù)δ對機械速度的影響是_____。（B）

A.δ越小，機械速度的波動越大B.δ越小，機械速度的波動越小C.δ與機械速度的波動無關(guān)

（二）.判斷題（在正確的試題后面打√，錯誤的試題后面打×。每題1分，共15分）

1.零件破壞了，那么零件就一定是失效了。（√）2.機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的自由度大于零。（√）3．在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若采用最短桿為曲柄，則該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。（√）4．在結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi)，凸輪基圓半徑越大越好。（√）5．漸開線上齒廓各點的壓力角均相等。（×）6．閉式齒輪傳動中，齒輪的主要失效形式是齒面點蝕。（√）7.蝸桿傳動的自鎖性是指只能由蝸輪帶動蝸桿，反之則不能運動。（×）8、帶傳動的打滑和彈性滑動都是其失效形式。（×）9、在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動的運動不均勻性，設(shè)計時，應(yīng)選擇較小節(jié)距的鏈條（.√）10、平鍵的工作面是兩側(cè)面。（√）11、為了使?jié)L動軸承內(nèi)圈軸向定位可靠，軸肩高度應(yīng)大于軸承內(nèi)圈高度。（×）12、滾動軸承的基本額定壽命是指一批一致的軸承的壽命的平均值。（×）13、若兩軸剛性較好，且安裝時能確切對中，可選用剛性凸緣聯(lián)軸器。（√）14、彈簧秤是利用彈簧的變形量與其承受的載荷成正比的原理制成的。(√)15、回轉(zhuǎn)件的動平衡要在兩個校正平面內(nèi)加校正質(zhì)量。（√）

（三）計算分析題（共35分）

1、（5分）標(biāo)出以下鉸鏈四桿機構(gòu)的壓力角?。判定該機構(gòu)是否會出現(xiàn)死點，為什么？

解：

當(dāng)曲柄與連桿共線時，壓力角等于90度，傳動角等于0，有可能會出現(xiàn)死點。

2、（8分）1．一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，正常齒制，小齒輪損壞需配制，已知：

da2?408mm，z2?100，標(biāo)準(zhǔn)中心距a?310mm，試求：（1）m，z1；（2）d1，d2。

解：

齒頂圓直徑da2=m*（z2+2）=m*（100+2）=408計算出m=408/102=4

齒頂高ha2=齒頂高系數(shù)*m=m齒頂高系數(shù)一般為m計算出齒頂高ha2=4mm

分度圓直徑d2=m*z2=4*100=400mm

分度圓直徑d1=2*a-d2=2*310-400=220mm

齒數(shù)z1=d1/m=220/4=55

所以m=4；z1=55；d1=220mm；d2=400mm

3．(6分)所示為一手搖提升裝置,其中各輪的齒數(shù)為：z1=20,z2=50,z2′=15,z3=45,z3′=1，z4=40,z4′=17,z5=51。

(1)試在圖上標(biāo)出提升重物時手柄及各個輪的轉(zhuǎn)向；4′3′2154

（2）試求傳動比i15。解：（1）如下圖：

（2）傳動比i15的大小

i15=

Z2Z3Z4Z5Z1Z2'Z3'Z4'=

50?45?40?5120?15?1?17=900

54′3′212′當(dāng)提升重物時手柄的轉(zhuǎn)向：從左往右看為逆時針方向。

434．（6分）有一組緊螺栓聯(lián)接，螺栓的個數(shù)為6，受橫向工作載荷R＝15000N的作用（如圖）。已知螺栓材料為45鋼，????120N/mm，被聯(lián)接件之間的摩擦系數(shù)f=0.15，C=1.2，試

2計算所需螺栓的最小直徑d1。解：不發(fā)生滑移的條件：

QP≥KnRfzm=

1.2?150000.15?6?2=10000N

強度條件：1≥

d

1.3?4Qpπ[?]=

1.3?4?100003.14?120=11.74mm

5．（10分）根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如下圖，軸承型號為7208，已知軸承的徑向載荷分別為Fr1=1470N，F(xiàn)r2=2650N，作用在軸上的軸向的外載荷FA＝1000N，判別系數(shù)e＝0.7，F(xiàn)S＝0.7Fr，試畫出內(nèi)部軸向力FS1、FS2的方向，并計算軸承的當(dāng)量動載荷P1、P2。（注：當(dāng)

FaFr?e時，X=0.41,Y=0.87；當(dāng)

FaFr?e時，X=1,Y=0）

‘解：如下圖兩個附加軸向力的方向

?F’=0.7Fr?F1’=0.7Fr1=0.7?1470=1029N

F2’=0.7Fr2=0.7?2650=1855N

又?F1’+Ka=1029+1000=2029N＞F2’=1855N?軸承1被放松，軸承2壓緊。?軸承1的軸向力Fa1=F1’=1029N

軸承2的軸向力Fa2=F1’+Ka=1029+1000=2029N

又?Fa1Fr1=

10291470=0.7＞e=0.68?X=0.41,Y=0.87

?P1=XFr1+YFa1=0.41?1470+0.87?1029=1497.93N

又又∵

Fa2Fr2?18552650?0.7?e?0.68∴X=0.41，Y=0.87

∴P2=XFr2+YFa2=0.41*2650+0.87*1855=2700.35N

（四）課程設(shè)計題（30分）

1、繪制一級直齒圓柱齒輪減速器裝配圖、齒輪軸零件圖；2、書寫設(shè)計計算說明書。

。

'

帶式運輸機傳動裝置中的同軸式1級圓柱齒輪減速器目錄

設(shè)計任務(wù)書????????????????????1傳動方案的擬定及說明???????????????4電動機的選擇???????????????????4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)???????????5傳動件的設(shè)計計算?????????????????5軸的設(shè)計計算???????????????????8滾動軸承的選擇及計算???????????????14鍵聯(lián)接的選擇及校核計算??????????????16連軸器的選擇???????????????????16減速器附件的選擇?????????????????17潤滑與密封????????????????????18設(shè)計小結(jié)?????????????????????18參考資料目錄???????????????????18

機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書

題目設(shè)計一用于帶式運輸機傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器

一總體布置簡圖

1—電動機2—聯(lián)軸器3—齒輪減速器4—帶式運輸機5—鼓輪",6—聯(lián)軸器

二工作狀況

載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)

三原始數(shù)據(jù)

鼓輪的扭矩T",Nm??850鼓輪的直徑D",mm??350運輸帶速度V",m/s??0.7帶速允許偏差????5使用年限????5工作制度??/日??2

四設(shè)計內(nèi)容

1.電動機的選擇與運動參數(shù)計算2.斜齒輪傳動設(shè)計計算3.軸的設(shè)計4.滾動軸承的選擇

5.鍵和連軸器的選擇與校核6.裝配圖、零件圖的繪制7.設(shè)計計算說明書的編寫

五設(shè)計任務(wù)

1",減速器總裝配圖一張2",齒輪、軸零件圖各一張3",設(shè)計說明書一份

六設(shè)計進度

1、第一階段總體計算和傳動件參數(shù)計算2、其次階段軸與軸系零件的設(shè)計

3、第三階段軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、第四階段??配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫

傳動方案的擬定及說明

由題目所知傳動機構(gòu)類型為??軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構(gòu)進行分析論證。

本傳動機構(gòu)的特點是??速器橫向尺寸較小??大吃論浸油深度可以大致一致。結(jié)構(gòu)較繁雜",軸向尺寸大??間軸較長、剛度差??間軸承潤滑較困難。

電動機的選擇

1",電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇

由于本傳動的工作狀況是載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)",IP44??列的電動機。2",電動機容量的選擇1",工作機所需功率PwPw",3.4kW

2",電動機的輸出功率Pd",Pw/ηη",",0.904Pd",3.76kW

3",電動機轉(zhuǎn)速的選擇

nd??i1’i2’?in’nw初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機4",電動機型號的確定

由表20",1查出電動機型號為Y132M1-6,其額定功率為4kW",滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉麉侯}目所需的要求計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)

傳動裝置的總傳動比及其分派3",計算齒寬b及模數(shù)mntb=φdd1t=1×67.85mm=67.85mmmnt===3.39

h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89",4",計算縱向重吅度εβεβ==0.318×1×tan14=1.59",5",計算載荷系數(shù)K已知載荷平穩(wěn)??以取KA=1

根據(jù)v=0.68m/s,7級精度??圖10—8查得動載系數(shù)KV=1.11",由表10—4查的KHβ的計算公式和直齒輪的一致

故KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1)1×1+0.23×1067.85=1.42由表10—13查得KFβ=1.36

由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05

",6",按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑??式10—10a",得

d1==mm=73.6mm",7",計算模數(shù)mnmn=mm=3.74

3??齒根彎曲強度設(shè)計由式(10—17mn≥1",確定計算參數(shù)",1",計算載荷系數(shù)

K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96

",2",根據(jù)縱向重吅度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59??圖10",28

查得螺旋角影響系數(shù)Yβ",0。88",3",計算當(dāng)量齒數(shù)

z1=z1/cosβ=20/cos14=21.89z2=z2/cosβ=100/cos14=109.47",4",查取齒型系數(shù)

由表10",5查得YFa1=2.724",Yfa2=2.172

",5",查取應(yīng)力校正系數(shù)

由表10",5查得Ysa1=1.569",Ysa2=1.798",6",計算[σF]σF1=500MpaσF2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98[σF1]=339.29Mpa[σF2]=266MPa

",7",計算大、小齒輪的并加以比較==0.0126==0.01468大齒輪的數(shù)值大。2",設(shè)計計算mn≥=2.4mn=2.5

4??何尺寸計算1",計算中心距z1=32.9??z1=33z2=165a=255.07mma圓整后取255mm

2",按圓整后的中心距修正螺旋角β=arcos=1355’50〞

3",計算大、小齒輪的分度圓直徑d1=85.00mmd2=425mm4",計算齒輪寬度b=φdd1b=85mm

B1=90mm",B2=85mm5",結(jié)構(gòu)設(shè)計

以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm??又小于

500mm??以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。

軸的設(shè)計計算

擬定輸入軸齒輪為右旋II軸",

1??步確定軸的最小直徑d≥",=34.2mm

2??作用在齒輪上的受力Ft1==899NFr1=Ft=337N

Fa1=Fttanβ=223N",Ft2=4494N

Fr2=1685NFa2=1115N3",軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1",擬定軸上零件的裝配方案

i.I-II段軸用于安裝軸承30307??取直徑為35mm。ii.II-III段軸肩用于固定軸承查手冊得到直徑為44mm。iii.III-IV段為小齒輪??徑90mm。iv.IV-V段分隔兩齒輪??徑為55mm。v.V-VI段安裝大齒輪??徑為40mm。vi.VI-VIII段安裝套筒和軸承??徑為35mm。2",根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1.I-II段軸承寬度為22.75mm??以長度為22.75mm。

2.II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm",軸承和箱體的間隙4mm??以長度為16mm。

3.III-IV段為小齒輪",長度就等于小齒輪寬度90mm。4.IV-V段用于隔開兩個齒輪",長度為120mm。

5.V-VI段用于安裝大齒輪",長度略小于齒輪的寬度為83mm。6.VI-VIII長度為44mm。4",求軸上的載荷66207.563.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N

查得軸承30307的Y值為1.6Fd1=443NFd2=189N

由于兩個齒輪旋向都是左旋。故Fa1=638NFa2=189N

5??確校核軸的疲乏強度1",判斷危險截面

由于截面IV處受的載荷較大??徑較小??以判斷為危險截面2",截面IV右側(cè)的截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為由于軸選用40cr",調(diào)質(zhì)處理??以",[2]P355表15-1",a)綜吅系數(shù)的計算

由",經(jīng)直線插入??道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為",",",[2]P38附表3-2經(jīng)直線插入軸的材料敏感系數(shù)為",",",[2]P37附圖3-1",故有效應(yīng)力集中系數(shù)為

查得尺寸系數(shù)為??轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為",",[2]P37附圖3-2??[2]P39附圖3-3",軸采用磨削加工??面質(zhì)量系數(shù)為",",[2]P40附圖3-4",

連軸器的選擇

由于彈性聯(lián)