机械设计基础 大题答案 2012
更新时间:2023-10-27 23:47:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第四章 平面连杆机构
五、已知一平面四杆机构ABCD其四边长度分别为a、b、c、d试分析: 1) 简述该机构曲柄存在条件;
2) 当AB为主动件时,请标出压力角a与传动角γ及在何时会出现最小传动角γ min? 3) AB为主动件时,该机构是否存在极位夹角θ及急回特性? 4) 该机构在何种情况下具有死点?
答案:1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和(杆长条件);最短杆必定为机架或连架杆(最短杆条件)。
2)AB为主动件时,机构的压力角а与传动角γ见下图,当AB杆与CD杆在重叠共线时即AB杆在AB1 、AB1两位置时最小传动角γmin为γ1、γ2之中的一个;
3)因为滑块处于极限位置时,AB杆两位置的夹角θ≠0,故存在急回特性。
4)当γ=0时才存在死点,只有当CD杆为主动件时才会有γ=0,故当CD杆为主动件时从动件AB处于AB’及AB”两位置时为机构的死点位置。
C1C'γ1CγC2γ2BB\θB1AB2D 七、如图设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。试问:
1)当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?
2)若各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?
3)若a、b、c三杆的长度不变,取杆4为机架,要获得曲柄摇杆机构,d的取值范围应为何值?
答案:a=240㎜,b=600㎜,c=400㎜,d=500㎜, a+ b < d +c 满足杆长条件。 1) 当杆4为机架,最段杆1为连架杆,机构有曲柄存在;
2)要使此机构成为双曲柄机构,则应取杆1为机架;要使此机构成为双摇杆机构,则应取
杆3为机架。
3)若a、b、c三杆的长度不变,取杆4为机架,要获得曲柄摇杆机构,d的取值范围应为440<d<760。 第六章 齿轮传动
5、图示定轴轮系钟,已知各齿轮数为z1=z2’=z3’=20,z2=z5=40,z3=80,z4=17,n1表示齿轮1的转动方向,试求轮系的传动比i15,并用箭头标出其它齿轮的转动方向。
答案:该轮系为定轴轮系, 定轴轮系传动比为:
B'i15?z2z3z4z540?80?17?40??16, 用箭头表示轮系各轮的转向,如图示。
z1z2'z3'z420?20?20?17
5题
9、图示传动装置,蜗杆为主动,通过蜗轮再传动一对直齿轮圆锥齿轮传动,从动锥齿轮转向如图所示。试求:
(1)为使II轴上所受轴向力较小,请确定蜗杆、蜗轮螺旋线的方向,并画在图上。 (2)在图上画出蜗杆、蜗轮及锥齿轮3的转向。
(3)在图上画出蜗杆传动及锥齿轮传动啮合点处的各作用力方向(用三个分力表示)。
10、如图a)所示为两级蜗杆传动组成的减速传动装置,已知蜗杆1为主动件,逆时针转动,且为右旋,要求:
(1)为使II轴上所受轴向力较小,确定蜗杆3和蜗轮4的旋向,并在图a)中画出。 (2)在图a)上画出各轴的回转方向。
(3)在图b)上画出各蜗杆、蜗轮再啮合点处的各作用力方向(用三个分力表示)。
12、图示为一蜗杆——斜齿圆柱齿轮——直齿圆锥齿轮三级传动,已知蜗杆为主动,且按图示方向转动,试在图中画出: (1)各轮转向;
(2)使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向; (3)各啮合点处所受诸分力Ft,Fr及Fa的方向。
第七章 带传动
1、普通B型V带传动,传递的功率P=7.5kW,带速v=10m/s,工作情况系数KA=1.2,单根V带在该工况下的许用功率,[P]=2.5kW,紧边拉力F1 是松边拉力F2 的4倍,即F1 =4F2 。求:
(1)带的根数Z;
(2)在该工况下的有效圆周力Fe,紧边拉力F1 ,松边拉力F2及初拉力F0 。 答案:(1) Z=KA*P / [P]=(1.2*7.5)/ 2.5=3.6≈4根 (2) Fe=1000*P/v=(1000*7.5/10)=750N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =4F2
F1=1000N;F2=250N;F0=625N
2、一普通V带传动,传递的功率P=8kW,带速v=12m/s,单根带的许用功率[P]=2.8kW,带传动的工况KA=1.3,带的初拉力F0 =800N,带与带轮的当量摩擦系数?v=0.5,带在小轮上的包角α1=150°。求: (1)带的根数Z;
(2)有效圆周力Fe,紧边拉力F1,松边拉力F2; (3)校验是否打滑。
答案:(1) Z=KA*P / [P]=(1.3*8)/ 2.8=3.7≈4根 (2)Fe=1000*P/v=(1000*8/12)=667N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2
F1 =1133N;F2=467N (3)
Fec?2F0(eef?f?1f??1e)?2F0()1?11?f?e1? =919N
Fec >Fe ,所以该带传动不会打滑。 第十章 轴承
1、图示轴上安装一对30311轴承,轴承1、2所受径向载荷Fr1=1800N,Fr2=2000N,外加轴向力Fae=2000N(向右),载荷系数?p=1.2,工作轴转速n=1000r/min。 1)说明轴承30311代号的意义;
2)在图上标出派生轴向力Fd1,Fd2的方向,并计算出大小; 3)计算该对轴承的寿命Lh。
1.解:
① 内径为55cm,中系列,圆锥滚子轴承,正常宽度,0级公差,0组游隙 ② 附加轴向力方向如图所示,大小
Fd1?Fr1F?500N, Fd2?r2?556N 2Y2Y③ ∵Fd2?Fae?Fd1,故左边轴承被压紧,右边轴承被放松。 ∴Fa1?Fd2?Fae?2556N,Fa2?Fd2?556N。 ∵
Fa2?0.278?e,∴X2?1,Y2?0 Fr2F∵a1?1.42?e,∴X1?0.4,Y1?1.8 Fr1∴P1?fP?X1Fr1?Y1Fa1??6385N,P2?fP?X2Fr2?Y2Fa2??2400N 106?C?106?88000?∴Lh??????60n?P?60?1000?6385??103?104614h
2、图示轴上选用一对正装的圆锥滚子轴承作支承,两支承上的径向载荷Fr1=4000N,
Fr2=2000N,轴向外载荷Fae1=400N,Fae2=300N,方向如图示。已知:该轴承的基本额定动载荷C=59.8kN,轴承的判断系数e=0.375,载荷系数?p=1.2,轴承的派生轴向力Fd=Fr/(2Y)
(Y是Fa/Fr>e的轴向载荷系数),该轴的转速n=1000r/min,试计算该对轴承的寿命Lh?
Fae1Fae2Fd2Fr22、解:
Fd1Fr1
Fea?Fae1?Fae2?400?300?100N(方向为水平向右)
Fr11F?1250N,Fd2?r2?625N Fd1?2Y2Y ∵Fd2?Fae?Fd1,故左边轴承被压紧,右边轴承被放松。
∴Fa1?Fd1?1250N,Fd2?Fd1?Fae?1150N。 ∵
Fa1?0.312?e,∴X1?1,Y1?0 Fr1F∵a2?0.575?e,∴X2?0.4,Y2?1.6 Fr2∴P1?fP?X1Fr1?Y1Fa1??4800N,P2?fP?X2Fr2?Y2Fa2??3168N 106?C?106?59800?∴Lh??????60n?P?60?1000?4800??103?74710.5h
3、图示轴上选用一对反装的角接触球轴承(7207AC)作支承,两支承上的径向载荷Fr1=1000N,Fr2=1500N,轴向外载荷Fae=600N,指向如图所示。已知:该轴承的基本额定动载荷C=22.5kN,轴承的判断系数e=0.68,载荷系数?p=1.2,轴承的派生轴向力Fd=0.68Fr,轴的转速n=500r/min,试计算该对轴承的寿命Lh为多少小时?
3.解:Fd1=0.68Fr1=680N Fd2=0.68Fr2=1020N
Fd1+Fae=1280N>Fd2
所以轴承左端被压紧,右边轴承被放松。 Fa1=Fd1=680N Fa2=Fd1+Fae=1280N Fa1/Fr1=0.68=e X1=1,Y1=0 Fa2/Fr2=0.85>e X2=0.41,Y2=0.87 P1=?p(X1Fr1+Y1Fa1)=1200N P2=?p(X2Fr2+Y2Fa2)=2074N P1 ? 4、如图所示,某转轴由一对7208AC轴承支承,轴上的外加轴向载荷Fae=600N,径向载荷Fre=2000N,载荷系数?p=1.2,基本额定动载荷C=59.8kN。试计算: (1)I、II轴承的当量动载荷; (2)I、II轴承中哪一个寿命较短?为多少小时? 4、解: Fd1Fae3aFreFd2Fr1Fr22a ①求Ⅰ、Ⅱ支承的支反力 Fr1?23Fre?800N,Fr2?Fre?1200N 55 派生轴向力:Fd1?eFr1?544N,Fd2?eFr2?816N ∵Fae?Fd1?1144N?Fd2?816N ∴Ⅰ支承为“放松”端,Ⅱ支承为“压紧”端 Fa1?Fd1?544N,Fa2?1144N ∵ Fa1F?0.68?e,a2?0.95?e Fr1Fr2 ∴P1?fP?X1Fr1?Y1Fa1??960N,P2?fP?X2Fr2?Y2Fa2??1785N ②∵P2?P1,∴Ⅱ轴承的寿命短。 106?C?106?59800???Lh1???60?1000?960??4028456 h 60n?P???1?Lh2 ?310?C??60n??P26?106?59800????60?1000?1785??626668 h ????3
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