《机械设计基础》综合复习

发布 2022-01-12 07:04:28 阅读 5459

一、简答题。

1.给出铰链四杆机构成为曲柄摇杆机构的条件。

2.有一回转构件已经动平衡了,是否还要进行静平衡实验,为什么?

3.给出下列滚动轴承的内径、类型及精度等级。

62208 7312ac/p6 51103/p6

4.尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。

5.给出曲柄摇杆机构转化为曲柄滑块机构的条件。

6.在机器中安装飞轮如何调速?为什么通常将飞轮安装在机器的高速轴上?

7.给出滚动轴承基本代号的含义。

8.请给出三种能将主动件的连续转动变成从动件间歇运动的机构。

9.当不考虑重力和惯性力时,曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构以哪个构件为主动。

件时机构会出现死点,为什么?

10.闭式软齿面的齿轮传动齿轮主要失效形式是什么,其设计准则又是什么?

11.试说明链传动的瞬时传动比为什么不恒定?

12.设计蜗轮蜗杆减速器时,为什么要进行散热计算?

13. 试说明曲柄摇杆机构与双曲柄机构、曲柄滑块机构之间的演化关系。

14.已知一个受预紧力f0和工作载荷fe的紧螺栓联接,单个螺栓与被联接件。

的受力变形图如题一—3图所示,根据图形标示,计算出螺栓的预紧力f0、总。

拉力fa、工作载荷fe和残余预紧力fr?

题一 — 3图。

15.给出链传动的失效形式,并解释题一 — 4图曲线中,三条曲线的意义?

题一—4图。

16.带传动工作时,带应力变化情况如何?在什么位置?由哪些应力组成?

二、分析题。

1.如题二—1图所示为蜗轮传动与圆锥齿轮传动组合。已知输出轴上的锥齿轮4的转向n4,为了使中间轴上的轴向力相互抵消一部分,试确定:

1)蜗杆传动的螺旋线方向;

2)蜗轮的转动方向;

3)轮1和轮4所受的各分力的方向。

题二—1图。

2.如题二—2图所示,分析偏置的曲柄滑块机构在图示位置的压力角和传动角。

题二—2图。

3.如题二—2图所示的凸轮机构,请分析该凸轮机构的理论轮廓、实际轮廓、

升程运动角、回程运动角、基圆和图示位置的压力角。

题二—2图。

三、计算题。

1.如题三—1图的平面机构,试求其自由度(如有复合铰链、虚约束、局部自由度请指出)。

题三—1图。

2.受横向载荷的普通螺栓联接,螺栓数为1,结合面示意如题三—2图所示,摩擦系数为0.15,横向载荷f=1000n,设螺栓的许用应力为,试设计该螺栓联接。

题三—2图。

3. 一对渐开线外啮合圆柱齿轮,已知中心距。

a=44mm。若不采用变位齿轮而用标准斜齿圆柱齿轮凑中心距,求斜齿圆柱齿轮的螺。

旋角应为多少?

4.如题三—3图所示,在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对70000ac角接触球轴承。已知fr1=3 500n,fr2=1 800n,斜齿圆柱齿轮的轴向力fa=1 000n,载荷平稳。

试分析图中两种装配方案,计算两种方案轴承力fa(注:角接触球轴承附加轴向力fs=0.68 fr)。

题三—3图。

5. 如题三—2图轮系,已知各轮齿数z1=20、z3=25、z3’=1、z3=40、z4=60 、z4’=30 、

z5=30, 3’为单头右旋蜗杆,齿轮1的转向如图,试求传动比i15,并用箭头表。

示各轮的转向。

题三—2图。

6.如题三—3图所示,一对72610轴承分别受径向力fr1=8 000n,fr2=5 200n,轴上作用fa力如图,试求下列情况下各轴承的内部轴向力fs及轴向力fa。

1)fa=2200n;(2)fa=900n;(3)fa=1120n(注:轴承的内部轴向力fs=0.68 fr)。

题三—3图。

7.如题三—2图为某手摇卷扬机传动系统,各齿轮的齿数均为已知,试求传动比的大小和提升重物时手柄的转向。

题三—2图。

四、改错题。

1.试指出该轴的设计错误,并画出改正图。

题四图。2.试指出该轴的设计错误,并画出改正图。

题四图。3.试指出该轴的设计错误,并画出改正图。

题四图。机械设计基础》综合复习资料参***。

一、简答题。

1.答:(1)最短构件与最长构件的长度和不大于其余两构件的长度之和。

2)最短杆的邻边为机架。

2.答:转构件已经动平衡了,则肯定静平衡了,不需要进行静平衡实验。

因为:刚性转子动平衡条件:σf=0,σm=0;而刚性转子静平衡条件:σf=0

3.答:62208:6-深沟球轴承,22-尺寸系列,08-表示轴承内径85=40mm

7312ac/p6:7-角接触球轴承,03-尺寸系列,12-表示轴承内径125=60mm,p6-精度等级6级。

51103/p6:5-推力球轴承,11-尺寸系列,03-表示轴承内径17mm,p6-精度等级6级。

4.答:滚子从动件盘形凸轮轮廓与尖顶从动件是法向等距曲线。

5.答:当曲柄摇杆机构的摇杆长度无限长时,摇杆与连杆相连的转动副变成直线运动,此处安装一个移动副,就将曲柄摇杆机构变成了曲柄滑块机构。

6.答:飞轮是一个储能器,当机器出现盈功,飞轮转动惯量很大,角速度变化很小,吸收很大的能量;当机器出现亏功,飞轮转动惯量很大,角速度变化很小,放出很大的能量,由于大的转动惯量,机器速度变化很小就可吸收和放出大的能量来进行速度的调节。

飞轮安装在高速轴上时,重量小,节省材料,经济性好。

7.答:左起第一位——代表轴承的类型。

左起第二位、第三位——代表轴承的尺寸系列。

左起第四位、第无位——代表轴承的内径尺寸。

8.答:凸轮机构、槽轮机构、棘轮机构。

9.答:对于曲柄摇杆机构,当摇杆为主动件时,机构会出现死点。这是因为从动件(曲柄)与连杆共线时,机构的传动角为0;

对于曲柄滑块机构,当滑块为主动件时,机构会出现死点。因为当滑块运动方向与连杆共线时,机构传动角为0。

10.主要失效形式:齿面点蚀、胶合,设计准则即在保证齿面接触疲劳强度前提下,满足齿根弯曲疲劳强度。

11.答:由于链传动的多边形效应,当主动轮匀速转动时,从动链轮运转速度不均匀。

(或者主动轮以ω1匀速转动,而从动轮转速为,、γ在时刻变化,所以ω2做非匀速转动,即:传动比i也在变化,所以不恒定。)

12.答:因为相对速度vs很大,效率η低,导致发热大,所以蜗轮蜗杆易产生胶合失效,因此必须要进行散热计算。

13.答:曲柄摇杆机构中的摇杆(另一连架杆)也变为曲柄的铰链四杆机构就演化为双曲柄机构。

曲柄摇杆机构中摇杆无限长,与连杆相连的一点就作直线运动,作直线运动的这一铰链处安装上滑块,就演化成了曲柄滑块机构。

14.解:预紧力:f0=5800n

参与预紧力:fn=2000n

工作载荷:fε=4400n

总拉力:fa=6400n

15.答:链传动的失效形式:链条元件的疲劳破坏;铰链铰链磨损;销轴与套筒(高速或润滑不良)胶合;冲击破坏;静力拉断;链轮轮齿磨损。

左边曲线-限制链板疲劳破坏的强度限定曲线;

右上边曲线-限制滚子、套筒冲击疲劳破坏的强度限定曲线;

右边曲线-限制销轴、套筒胶合失效的限定曲线。

16.答:带传动工作时,在松边处带应力较小,由松边绕入大带轮增加了弯曲应力,到紧边应力较大,紧边进入小带轮处应力最大。

二、分析题。

1.(1)蜗杆为左旋。

2.如下图所示:

3. 结合课本凸轮设计章节和下图作答。

三、计算题。

1.解:活动构件数n=5,低副数pl=7,有虚约束,无复合铰链和局部自由度。

2.解:1.受拉:

取可靠系数为 kf=1.1

则预紧力f’=kf*f/μ*mz=1.1*1000/0.15*2=3667n

作用应力为30mpa

则s=f/δ=3667/30*106=1.222*10-4m2

r=6.24mm

2.受剪:4f/πd2m≤[i]

则d=(4f/πm[i])1/2=4.6mm

3.解:4.解: 向左。

fs2=fr2*0.68=1224n 向右

因为fs1+fa>fs2 轴承有向左运动的趋势

所以fa2=fs2=1224n

fa1=fa-fs2=1000-1224=-224n 向左。

向右。fs2=fr2*0.68=1224n 向左。

因为fs1>fs2+fa 轴承右端压紧。

所以fa1=fs1=2380n 向右。

fa2=fa1-fa=1380n 向左。

5.解:z5向下转。

6.解:7.解:

i15=50/20*30/15*40/1*52/18=577.78

逆时针。四、改错题。

1.答:1)轴承不成对,应换成两个深沟球轴承或两个角接触球轴承正装;

2)轴承定位轴肩太高,应改为定位轴肩低于轴承内圈的外径;

3)齿轮没有圆周方向的定位,应加上键连接;

4)齿轮夹不紧,应改为与齿轮配合的一段轴的长度小于齿轮的宽度2~3mm;

5)皮带轮与轴没有圆周方向的定位,应加上键连接。

2.答:1)左边第一处:轴承定位套筒外径太大;

2)左边第二处:轴承定位轴肩太高。

3)左边第三处:轴承安装反了;

4)左边第四处:皮带轮与轴定位错误,不可能既用轴肩定位又用圆锥定位。

3.答:1)与皮带轮配合的轴段太长,夹不紧皮带轮;需将该轴段缩短,短与皮带轮宽度2至3mm。

2)轴承盖与轴之间没有间隙,产生摩擦;应将轴承盖与轴之间留有间隙。

3)轴承较难装,要加以台阶;

4)轴承定位不能既以轴肩定位,又以套筒定位;只能用套筒定位,套筒外径要比轴承内圈外径小;

5)齿轮夹不紧,与齿轮内孔配合的轴段比齿轮的宽度要短2至3mm。

6)齿轮与轴周向没有连接;需要加键连接。

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