机械设计轮系传动比计算题

第九章 轮系

一、问答题

1、什么是惰轮？它在轮系中起什么作用？

2、在定轴轮系中，如何来确定首、末轮之间的转向关系？

3、什么叫周转轮系的“转化机构”？它在计算周转轮系传动比中起什么作用？

4、计算混合轮系传动比的基本思路是什么？能否通过给整个轮系加上一个公共的角速度（–ω）的方法来计算整个轮系的传动比？

5、 周转轮系中各轮齿数的确定需要满足哪些条件？ 二、计算题

1、在图所示轮系中，已知各轮齿数为：

。试求传动动

比。

1、解：对于由齿轮1，2，3和齿轮5（系杆）所组成的周转轮系（行星

轮系），有

由于，故有：

化简后可得： -----(a)

对于由齿轮1’，4，5和系杆H所组成的周转轮系（差动轮系），有

即 -----(b)

分析两个基本轮系的联系，可知

-----(c)将(a)、(c）两式代人(b)式，可得

化简整理后可得

计算结果

为正，表明从动系杆H和主动齿轮1的转向相同。

2、在图所示轮系中，已知各轮齿数为：Z1=24，Z1'=30，Z2=95，Z3=89，Z3'=102，Z4=80，Z4'=40，Z5=17。试求传动比i15。

解：对于由齿轮3'，4-

第十章 机械传动系统及其传动比

第十章 机械传动系统及其传动比

案例导入：在实际的机械工程中，为了满足各种不同的工作需要，仅仅使用一对齿轮是不够的。本章通过带式输送机、牛头刨床、汽车变速箱和差速器、自动进刀读数装置、滚齿机行星轮系等例子，介绍轮系的概念、分类、传动比的分析计算方法。

第一节 定轴轮系的传动比计算

在实际应用的机械中，为了满足各种需要，例如需要较大的传动比或作远距离传动等，常采用一系列互相啮合的齿轮来组成传动装置。这种由一系列齿轮组成的传动装置称为齿轮系统，简称轮系。

一、轮系的分类

轮系有两种基本类型：

(1)定轴轮系。如图10-1所示，在轮系运转时各齿轮几何轴线都是固定不变的，这种轮系称为定轴轮系。

(2)行星轮系。如图10-2所示，在轮系运转时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一几何轴线转动，这种轮系称为行星轮系。

图 10-1 定轴轮系

二、轮系的传动比

1.轮系的传动比

轮系中，输入轴（轮）与输出轴（轮）的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，通常用i表示。因为角速度或转速是矢量，所以，计算轮系传动比时，不仅要计算它的大小，而且还要确定输出轴（轮）的转

动方向。

2.定轴轮系传动比的计算

根据轮系传动比的定义，一对圆柱

齿轮的传动比为

nzi12 1

例13-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力[ ]=80

=1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP

1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q； 2．在求许用工作载荷F。

解：根据：

ca=

1.3Q

4

≤ [ ]，

d12

解得： 依题意： 由：

20.7522

[ ]= ×80=20814 N Q ≤

4×1.34×1.3

d12

F 1.6F F 2.6F Q QP

2.6F = 20814，解得：F = 8005 N

汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N 根据： 解得：

F pmaxpmax

D2

4

64043

4F

D2

4 64043

2.04 MPa

2002

例13-5 如例13-5图1所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为[ ]=240MPa，试求：所需

机械原理自测题库——分析计算题（共88题）

1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。

图

a) 图b)

题 1 图

2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。

图

a) 图 b)

题 2 图

3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目。

图

a 图b

题 3 图

4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。

图a 图b

题 4 图

5、计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。

图 a)

图 b) 题

电机与丝杆传动比计算

脉冲当量

相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量，又称作最小设定单位。

脉冲增量插补是行程标量插补，每次插补结束产生一个行程增量，以脉冲的方式输出。这种插补算法主要应用在开环数控系统中，在插补计算过程中不断向各坐标轴发出互相协调的进给脉冲，驱动电机运动。一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫做脉冲当量。脉冲当量是脉冲分配的基本单位，按机床设计的加工精度选定，普通精度的机床一般取脉冲当量为：0.01mm，较精密的机床取0.001mm 或0.005mm 。采用脉冲增量插补算法的数控系统，其坐标轴进给速度主要受插补程序运行时间的限制，一般为1~3m/min。脉冲增量插补主要有逐点比较法、数据积分法、直线函数法等。脉冲当量影响数控机床的加工精度，它的值取得越小，加工精度越高。

“脉冲当量”在学术文献中的解释 1、如果我们将飞锯车所走的距离与步进电机的功率脉冲Fs之比称为脉冲当量,则不同的齿轮配比可得到不同的脉冲当量.当脉冲当量一定时,则飞锯车所走的位移为步进电机的功率脉冲数与脉冲当量的乘积

文献来源 2、伺服系统伺服系统也叫做执行机构它将数控装置的脉冲信号转换为机床运动部件相应的位移量称为脉冲当量.

机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总

二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>

1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。

（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。

z2

z3

z4

n4 z1

2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；

R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。

4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F

机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总

二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>

1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。

（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。

z2

z3

z4

n4 z1

2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；

R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。

4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F

机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总

二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>

1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。

（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。

z2

z3

z4

n4 z1

2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；

R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。

4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F

第二章 构件的静力分析

1．如图所示，重为100N的球，放在与水平成30°的光滑斜面上，并用与斜面平行的绳拉住，求斜面所受的压力及绳所受的拉力。

2．如图所示，水平梁AB为1m,自重不计，D为AB的中点，a=30°，A端用铰链固定，B端用绳索系于墙上，梁中吊起一重G为500N的物体，求BC的拉力及A点的反力。

3．ABCD为一铰链四杆机构，在如图所示位置处于平衡状态，已知在CD杆作用一力偶M=4N·m,CD=0.42m，，求当机构平衡时作用在AB杆中点的力F的大小及支座A、D处的约束反力。

4．箕斗重G=40KN，沿与水平成30°的光滑轨道等速上升，重心在C点，如图所示，求钢绳的牵引力及A、B轮对轨道的压力。

1

第二章 构件的静力分析

5．铰链四杆机构OABO1,在图示位置平衡。已知OA=400mm,O1B=600mm,作用在OA上的力偶矩M1=1N·m,试求力偶M2的大小及AB杆所受的力。各杆重量不计。

2

第三章 杆件的基本变形

6．如图所示吊车在托架AC梁上移动，斜杆AB的截面为圆形，直径d=20mm,G=15KN,试求斜杆AB的最大正应力。

7．如图AB为钢杆，其横截面面积

第四章齿轮传动计算题专项训练（答案）；1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36，顶圆d；2、已知一标准直齿圆柱齿轮副，其传动比i=3，主；3、有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=20；4、某传动装置中有一对渐开线；5、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=2；解:144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18Z2；d1=4*18=72d2=4*54=216

第四章 齿轮传动计算题专项训练（答案）

1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36，顶圆da=304mm。试计算其分度圆直径d、根圆直径df、齿距p以及齿高h。

2、已知一标准直齿圆柱齿轮副，其传动比i=3，主动齿轮转速n1=750r/min，中心距a=240mm，模数m=5mm。试求从动轮转速n2，以及两齿轮齿数z1和z2。

3、有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200， Z1=25，Z2=50，求（1）如果n1=960r/min，n2=？ （2）中心距a=？ （3）齿距p=？ 答案： n2=480 a=75 p=6.28

4、某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿轮的齿数z1=24， 齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大