机械设计3 - 图文

目 录

第一章 绪 论

第二章 平面机构的结构分析 第三章 平面连杆机构 第四章 凸轮机构 第五章 间歇运动机构 第六章 机械的调速与平衡 第七章 连接 第八章 挠性传动 第九章 啮合传动 第十章 轮系 第十一章 轴 第十二章 轴承

第十三章 联轴器、离合器和制动器 第十四章 弹簧

第一章、复习题 1．是非题

(1) 受静载荷作用的零件中产生的应力称为静应力。 ( )

(2) 零件本身重量在零件中产生的应力，因为重力的方向是一定的，所以产生的应力都是静应力。 ( )

(3) 根据机器的额定功率计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷。 ( )

(4) 合金钢是塑性材料。 ( ) (5) 灰铸铁的抗拉和抗压能力是相近似的。 ( ) 2．填空题

(1) 机械是 和 的总称。

(2) 举出三种机械设计的新方法： ； ； 。 (3) 标准代号GB代表 ，ISO代表 。 ⒊ 选择题

(1) 计算载荷等于 。

a．机械零件的外载荷 b．载荷系数与名义载荷的乘积 d．动载荷加名义载荷 c．零件必要的承载能力 (2) 零件在 长期作用下将引起疲劳破坏。 a．交变应力 b．静应力 d．切应力 d．正应力 (3) 45钢的含碳量为 。

a．4.5% b．42%～50% c．0.045% d．0.45%

(4) 对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状较简单的零件， 应选择 。

a．自由锻造毛坯 b．冲压毛坯 c．模锻毛坯 d．铸造毛坯

(5) 对于大型齿轮减速器的箱体，单件生产时最好采用 。 a．灰铸铁铸造 b．钢板焊接 c．球墨铸铁铸造 d．铸钢 ⒋ 问答题

(1) 本课程的性质与任务是什么？和前面学过的几门技术基础课相比，本课程有什么特点？应采取怎样的学习方法？

(2) 机器与机构有何区别？试举例说明。 (3) 构件与零件有何区别？试举例说明。

(4) 什么叫一般尺寸和参数的通用零件？试就一台机器中的连接零件、传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。

(5) 指出洗衣机中若干专用零件和通用零件。

(6) 指出下列机器的动力部分、传动部分、控制部分和执行部分：①汽车；②自行车；③车床；④电风扇；⑤电梯。

(7) 对具有下述功用的机器各举出两个实例：

① 原动机； ② 将机械能变换为其他形式能量的机器； ③ 传递物料的机器； ④ 传递机械能的机器。 (8) 什么是机械设计中的三化？它有什么意义？

(9) 以自行车为例说明如何推行系列化、通用化和标准化？

(10) 设计机器应满足哪些要求？

(11) 机器的机架可用铸铁、铸钢、铸铝或钢板焊接而成，分析它们的优缺点和适用场合。

(12) 机械设计的基本要求是什么？

(13) 通过本课程学习应达到哪些要求？ 5．分析题

由于电子计算器的发展，使计算尺退出了产品市场。请你举出一种机械产品，分析其由于有新产品出现而退出市场的原因。

第二章、典型实例分析

例2-2 计算图2-10中牛头刨床传动机构的自由度。

图2-10

解：n=6，PL= 8，PH=1。 F=3n-2PL-PH=3?6-2?8-1=1

即该机构只有一个自由度，与原动件数相同（齿轮3为原动件）。所以,满足机构具有确定运动的条件。

例2-3 已知一机构如图2-11所示，求其自由度。

解：1. A、B、C、D 处为复合铰链 2. n =7 PL= 10 PH=0

F =3n-2PL-PH=3?7-2?10-0=1

即该机构只有一个自由度，与原动件数相同（杆8为原动件）。所以,满足机构具有确定运动的条件。

图2-11

例2-4 已知一机构如图2-12所示，求其自由度。 解：n=4 PL= 6 PH=0

F=3n-2PL-PH=3?4-2?6-0=0

即该机构自由度为0，它的各构件之间不能产生相对运动。

2 1

3

4

5

图2-12

例2-5 计算图2-13所示大筛机构的自由度。

图2-13

解：E′或 E 为虚约束 C 为复合铰链 F 为局部自由度 n=7 PL= 9 PH=1

F=3n-2PL-PH=3?7-2?9-1=2

即该机构自由度为2 ，具有两个原动件，即杆AB、凸轮O

K E H

例2-6 图2-14为电动铰车上的周转轮系传动机构。试分别计算闸瓦K 制动和未制动时机构的自由度。

C D A B

图2-14

解：(1) 当闸瓦K未制动时，机构中的活动构件有齿轮1、2、3及转臂H，A、B、C 三处为转动副，其中B 处有复合铰链，D、E 两处为高副。即n =4，PL=4，PH=2，故该机构的自由度为

F = 3 n－2PL－PH =334－234－2 = 2

该机构具有两个自由度。这种具有两个自由度的周转轮系称为差动轮系。机构为获得确定的相对运动，需要给定两个原动件。

(2) 当闸瓦K 制动时，齿轮3成为机架，此时n =3，PL=3，PH=2，则

F = 3n－2PL－PH =333－233－2 = 1

该周转轮系具有一个自由度。这种具有一个自由度的周转轮系称为行星轮系。只要给定一个原动件，机构就具有确定的相对运动。

第二章、复习题

⒈ 填空题

（1）两构件通过 接触组成的运动副称为低副，低副又分为 副和 副两种。

（2）两构件通过点或线接触的运动副叫作 。

（3）机构中存在与整个机构运动无关的自由度称为 。在计算机构自由度时应 。

（4）在任何一个机构中，只能有 个构件作为机架。 ⒉ 选择题

（1）一个作平面运动的自由构件具有 自由度。 a．一个 b．二个 c．三个 d．四个 （2）平面机构中的高副所引入的约束数目为 。 a．一个 b．二个 c．三个 d．四个

（3）平面机构中的低副所保留的自由度数目为 。 a．一个 b．二个 c．三个 d．四个

（4）当机构的原动件数 机构的自由度数时，该机构 具有确定的相对运动。

a．大于 b．等于 c．小于 ⒊ 问答题

（1）何谓运动副？何谓高副和低副？每种运动副各引入几个约束？

（2）何谓机构运动简图？它有何实际意义？由实际机械绘制机构运动简图的步骤如何？

（3）平面机构自由度的计算公式是什么？应用公式计算机构自由度时应注意哪些问题？

（4）平面机构具有确定运动的条件是什么？

⒋ 计算题

指出图2-15～图2-21机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算机构自由度并判断机构是否具有确定的运动。

图2-15 图2-16

图 2-17

图 2-19

图 2-18

图 2-20

图 2-21

第三章、典型实例分析

例3-1 如图3-12所示，在铰链四杆机构中，已知l1＝50mm，l3＝35mm，l4＝30mm，构件AD为机架，试问

(1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且构件AB为曲柄，求l2max； (2) 若此机构为双曲柄机构，应以哪一构件作为机架； (3) 若此机构为双摇杆机构，应以哪一构件作为机架。

图3-12

解：由式得

(1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且构件AB为曲柄，应满足的条件是

所以

(2) 若此机构为双曲柄机构，应以最短杆AB作为机架：

(3) 若此机构为双摇杆机构，应以最短杆AB的相对杆CD作为机架。

lmax?lmin?l余1?l余2

l1?l2?l3?l4

l2?l3?l4?l1??35?30?50?mm?15mm

lmax?15mm 1. 填空题

复习题

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