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机械设计基础总复习及答案.doc

1、机械设计基础综合复习资料 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

2、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? ma

3、x 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

4、、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 MPa30 ,试设计该螺栓联接。 螺栓中心线题三 2 图 3. 一对渐开线外啮合圆柱齿轮,已知 ,2,22,21 21 mmmzz n 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

5、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=22

6、00N;( 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 15i 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 参考 答案 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,

7、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: F 0, M 0;而刚性转子静平衡条件:F 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

8、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

9、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 1匀速转动,而从动轮转速为 , 、在时刻变化,所以 2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

10、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 :F =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。 11max b 二、分析题 1.( 1)蜗杆为左旋 ( 2)( 3) 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。

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