《机械设计基础》试题库及答案
更新时间:2023-10-03 19:46:01 阅读量: 综合文库 文档下载
五、计算题
J-2-5-01-4-10、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?(10分)
解:机构具有确定相对运动的条件是:
机构的自由度数等于机构中(接受外界给定运动规律的) 原动件的个数。 n=3,PL=3,PH=2
机构自由度 F=3n-2PL-PH=1 , 因为W=1=F,所以机构的运动确定。
J-2-5-02-4-15、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?(15分) 解答:机构具有确定相对运动的条件是:机构的自由度数 等于机构中(接受外界给定运动规律的)原动件的个数。 机构中,n=7,PL=9,PH=1 F=3n-2PL-PH=2=W>0, 所以机构运动确定。
C、G处复合铰链,E处虚约束,F处局部自由度
J-2-5-03-4-15、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指出。(15分)
解答: C处为复合铰链,则 n=5, PL=7, PH=0 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1
J-2-5-04-4-15、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指出。(15分)
解答: F处为复合铰链,H(或I ) 处为虚约束,则
n=6, PL=8, PH=1
F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1
J-3-2-05-3-10、图示四杆机构中,已知a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。取不同构件为机架,可得到什么类型的铰链四杆机构? (15分)
解:因为最短构件与最长构件长度之和小于 等于另外两构件的长度之和,满足构件的长度 和条件,所以取AB为机架,得双曲柄机构; 取BC或AD为机架,得曲柄摇杆机构; 取CD为机架,得双摇杆机构;
J-3-2-06-3-10、已知图示机构中,LAB=82mm,LBC=50mm,LCD=96mm,LAD=120mm问:
(1)此机构中,当取构件AD为机架时,是否存在曲柄?如果存在,指出是哪一构件?(必须根据计算结果说明理由)
1
(2)当分别取构件AB、BC、CD为机架时,各将得到什么机构?(10分)
解答:因为LBC+ LAD=50+120=170 mm
LBC +LCD=82+96=178 mm
所以LBC+ LAD< LBC +LCD符合曲柄存在的杆长之和条件. 1) 当取AD为机架时, 不存在曲柄, 得到双摇杆机构; 2) 当分别取AB或CD为机架时,均得到曲柄摇杆机构; 当取BC为机架时, 得到双曲柄杆机构. LAD=100mm。
(1)该机构是否有曲柄?如有,请指出是哪个构件(必须根据计算结果说明理由); (2)当分别取构件AB、BC、CD为机架时,各将得到什么机构?(10分) 解答:因为LAB+LBC=50+110=160mm LAB+LBC=80+100=180mm
所以LAB+LBC< LAB+LBC符合曲柄存在的杆长之和条件. 1)当取AD为机架时, 得到曲柄摇杆机构; 2)当取AB为机架时,得到双曲柄杆机构; 当取BC为机架时;得到曲柄摇杆机构; 当取CD为机架时;得到双摇杆机构.
J-7-3-08-3-10、已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=200mm,齿数Z1=20,Z2=80,齿顶高系数ha* =1,压力角=20° 。试求这对齿轮的模数m,传动比i12,节圆直径及啮合角。
J-3-2-07-3-10、如图所示铰链四杆机构,已知各构件的长度LAB=50mm, LBC=110mm, LCD=80mm,
ma??z1?z2?2解: m?2a2*200??4
(z1?z2)20?80i12?z280??4z120
节圆直径=分度圆直径
d 1=mz1=4×20=80mm d 2=mz2=4×80=320mm mm
J-7-3-09-4-15、某标准直齿圆柱齿轮,已知齿距p=12.56mm,齿数z=20,正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。(cos20o≈0.94) 解答:
p=12.56 mm,m=4 mm; 分度圆直径d=m·z=4×20=80 mm;
基圆直径db=d ·cos20o=75.2 mm; 齿顶圆直径da=m·(Z+2ha*)=88 mm; 齿根圆直径df= m·(Z-2ha*-2c*)=70 mm; 齿高h= m ·(2ha*+c*) =9 mm; 齿厚s=6.28mm J-7-3-10-3-10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮齿数Z1=18。试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径。 解:由 i12=
啮合角?压力角?20?
Z2Z1=3 ,得Z2=3*18=54,
又由m?2a2*108??3 mm,
Z1?Z218?54d1?mz1?3*18?54 mm,
分度圆直径:
d2?mz1?3*54?162 mm。
2
J-9-1-11-3-10、如下图所示轮系中,已知Z1=16,Z2=36,Z3=25,Z4=50,Z5=2,Z6=20,若n1=600r/min,求蜗轮的转速n6及各轮的转向。(10分)
解: 1i16?z2.z4.z6n1600?? z1.z3.z5n6n6 O1n213O3O2436*50*20600i16??18*25*2n6n6?600?15 405O46G
J-9-1-12-4-20、在图示传动装置中,已知各轮齿数为:Z1=20, Z2=40, Z3=20, Z4=30, Z5=80,运动从Ⅰ轴输入,Ⅱ轴输出,nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。(20分)
3
解:由Z3、Z4、Z5、H系杆组成星行轮轮系,可得:
Hi35?n3?nHz*zz80??45??5????4
n5?nHz3*z4z320n3?nH??4
0?nH其中:n5=0,所以:
即:
n3?nHn?4或:3?5; nHnH
n1n1z40???2????2 又:i12?n2nHz120又因为:iⅠⅡ?n1n1/nH?2?? n3n3/nH5所以:
1000?2?, n35解得:nⅡ=n3=-2500 r/min,
负号表示nⅡ与nⅠ方向相反,如图所示。
J-12-2-13-4-20、某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的径向载荷分别
为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N,其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时,X=0.4,Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。
解:
轴向力:FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ 轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N 轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N 当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27 FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e XⅡ=0.4 YⅡ=1.88 PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N 4 六、设计题(每小题20分) J-4-3-14-4-20、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触 时为初始位置。试用作图法在图上标出: (1)当凸轮从初始位置转过?1=90°时,从动件走过的位移S1; (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度?2。 说明:(1)不必作文字说明,但必须保留作图线; (2)S1和?2只需在图上标出,不必度量出数值。 解答: 如图所示,正确作出偏距圆 按-ω方向转90°,在图上正确标出S1 过B2点作偏距圆切线,正确标出?2角 七、分析题(本题20分) J-8-2-15-4-20、.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 5 解:蜗轩转动方向如图所示 蜗杆为右旋 Ft2与蜗轮分度圆相切,指向左端Ft1与蜗杆分度圆相切,指向右端 Fa1与蜗杆轴线平行,指向右 Fa2与蜗轮轴线平行,指向左 J-11-2-16-4-20、图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例①所示,指出图中的其它结构错误(不少于7处)。 (注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。) 解答: (1)缺少调整垫片;(2)轮毂键槽结构不对;(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上; (4)键槽处没有局部剖;(5)端盖孔与轴径间无间隙; (6)多一个键; (7)齿轮左侧轴向定位不可靠; (8) 齿轮右侧无轴向定位;(9)轴承安装方向不对; (10)轴承外圈定位超高;(11)轴与轴承端盖相碰。 6
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