( V )
四、问答题
五、分析计算题
1.在铰链四杆机构中,已知lAB=30mm,lBC=70mm,lCD=67mm,lAD=80mm,试判断该机构的类型,并说明理由。
(本题6分)
曲柄摇杆机构因为30+80≦70+67,且最短边的邻边作机架
题五、1图
2.计算题33图所示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,请明确指出。
活动构件5个,平面高副0个,低副7个,所以自由度=3*5-2*7=1,其中e、f处为虚约束,d处仅仅是滑动副。
3.计算图示机构的自由度,如有复合铰链、局部自由度和虚约束,必须编号明确指出。
有虚约束,两处都有复合铰链,活动构件=7,低副=10,高副=0,
自由度=3*7-2*10=1,由一个自由度有一个主动力,所以机构有确定的运动。
4.如题37图所示,设计一摆动导杆机构。
已知机架lAC=50mm,行程速比系数K=2,用图解法求曲柄的长度lAB。
(注:
写出简单的作图步骤,并保留作图线。
)
5.已知图示机构中,LAB=72mm,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)
(2)当分别取构件AB、BC、CD为机架时,各将得到什么机构?
50+120=170大于72+96=168,所以机构没有整转副,所以无论那个机构作为机架都只能得到双摇杆机构。
6.下图蜗杆传动中,标出未注明的蜗轮的螺旋线旋向、蜗轮转向,并绘出蜗杆传动中蜗杆的三个分力方向(本题12分)
逆时针
7.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为主动轮,其螺旋线方向为左旋,圆周力Ft1方向如题31图所示。
在图上标出从动轮2的螺旋线方向,轴向力Fa1、Fa2及圆周力Ft2的方向,两轮转向。
轮1逆时针旋转,轮2顺时针旋转,轮2右弦,轮2圆周力向右(2图中),轮1轴向力水平向右,轮2轴向力水平向左(1图中)
8.图示一斜齿轮一蜗杆传动装置(转向如图)。
(1)分析蜗杆3受力,用分力表示于啮合点A;
(2)判断蜗轮4转动方向(标明在图上)。
逆时针
9如下图示,一钢制液压油缸,已知油压p=1.6N/mm2,D=160mm,采用8个螺栓进行联接。
根据密封性要求,对于压力容器可取残余预紧力Qr=1.8Qe(工作载荷)。
另外,螺栓材料的屈服强度为σs=306,安全系数可取3。
试计算其缸盖联接螺栓的直径d。
(本题15分)
1.轴向工作荷载fe=p*a/z=1.6*160*160/8=5120n;
2.残余预紧力:
fr=1.8*fe=1.8*5120=9216,则总的轴向荷载为:
fa=fe+fr=5120+9216=14336n;
3.螺栓材料的屈服强度为σs=306,安全系数取3,则【σs】=σs除以s=306/3=102mpa;
4.故螺栓小径为:
d≧√4*1.3fa/3.14/【σs】=15.25;
5.查表,取m20,则螺栓分布圆直径为DO=D+2E+2B=160+2*(20+(3-6))+2B=?
10.如题35图所示轮系中,已知各轮的齿数为:
z1=20,z2=40,
=50,z3=30,z4=30,
=20,试求此轮系的传动比i1H。
11.在图示轮系中,已知z1=40、z2=20、n1=120r/min,求使系杆转速nH=0时齿轮3的转速n3的大小和方向。
12.图示单个铰制孔螺栓联接,两被联接件的材料及厚度相同,已知该联接承受横向载荷为Ft=5000N,光杆部分直径为d0=9mm,h1=8mm
13.一对角接触球轴承反安装(宽边相对安装)。
已知:
径向力FrI=6750N,FrII=5700N,外部轴向力FA=3000N,方向如图所示,试求两轴承的当量动载荷PI、PII,并判断哪个轴承寿命短些。
注:
内部轴向力Fs=0.7Fr,e=0.68,X=0.41、Y=0.87。
(本题15分)
题五、5图
14.一工程机械的传动装置中,根据工作条件拟在某传动轴上安装一对型号为7307AC的角接触球轴承,如题36图所示。
已知两轴承的径向载荷Frl=1000N,Fr2=2060N,外加轴向载
荷FA=880N,内部轴向力为FS=0.68Fr,判别系数e=0.68,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0;当Fa/Fr>e时,X=0.41,Y=0.87。
试画出内部轴向力FS1、FS2的方向,并计算轴承的当量动载荷P1、P2。
15.某轴系部件用一对角接触球轴承支承。
已知斜齿圆柱齿轮上的轴向力FA=1200N,方向如图所示,轴承内部轴向力FS1=2800N、FS2=2400N。
(1)试画出FS1、FS2的方向,并确定轴承1的轴向载荷Fa1;
(2)若轴向力FA方向向左,试确定轴承1的轴向载荷Fa1。
16下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。
齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,指出该设计的错误。
要求:
1.在图中用序号标注设计错误处;
2.在图下方的空白处标注序号,按序号列出错误,并提出修改建议;
3.不必在图中直接改正。
看收藏的幻灯片“轴的作业”
1.端盖与轴接触且无密封,应有一定的空隙且装有密封;
2.套筒与轴承接触时超过轴承内圈高度,使轴承装卸不方便,应低于轴承内圈高度;
3.套筒顶不住齿轮,应使轴肩适当向齿轮内部,使套筒只是顶在齿轮上;
4.精加工面过长,且装卸轴承不方便,应该给轴分级;
5.联轴器的键和齿轮的键位置不对,两者的键应该在同一条直线上;
6.轴肩过高超过轴承内圈高度,无法拆卸轴承,应适当降低高度,使其在轴承内圈内;
题六图
17.题38图所示轴系结构,按示例①,编号指出其他错误(不少于7处)。
(注:
不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。
示例:
①—缺少调整垫片
1.端盖直接与轴接
触,且无密封;
2.套筒太高,超过轴承内圈高度;
3.键过长,套筒无法装入;
4.精加工面过长,且装卸轴承不方便;
5.轴无分级,致使轴套无法紧固齿轮;
6.轴肩过高,超过了轴承的内圈高度,无法装卸轴承;
7.轴承不用用键周向固定;
8.缺少调整垫片,无法调整轴承间隙。
18.指出轴系中的错误结构,编号说明其错误原因。
1.此处不用键,无周向旋转构件可固定;
2.精加工面过长,使轴承装卸不方便;
3.端盖直接与轴接触且无密封;
4.无调整垫片,无法调整轴承间隙;
5.套筒太高,超过了轴承内圈,无法装卸轴承;
6.套筒无法固定住齿轮;
7.轴承左侧无轴向固定件;
机械设计基础典型试题1试题2
一.填空
1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700;
(1)当取c杆为机架时,它为何种具体类型?
_双曲柄机构__________;
(2)当取d杆为机架时,则为_曲柄摇杆机构__________。
2.曲柄摇杆机构中,摇杆为主动件时,___B________死点位置。
(A)不存在(B)曲柄与连杆共线时为(C)摇杆与连杆共线时为
3.为保证四杆机构良好的机械性能,____B_______不应小于最小许用值。
(A)压力角(B)传动角(C)极位夹角
4._____B______决定了从动杆的运动规律。
(A)凸轮转速(B)凸轮轮廓曲线(C)凸轮形状
5.凸轮机构中,凸轮基圆半径愈_____大______,压力角愈_____小______,机构传动性能愈好。
15.一对齿轮啮合时,两齿轮的________始终相切。
(A)分度圆(B)基圆(C)节圆(D)齿根圆
16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm,齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为________。
17.齿轮传动的标准安装是指______分度圆与节圆重合____________________。
18.齿轮传动的重合度越大,表示同时参与啮合的轮齿对数___________-,齿轮传动也越__________。
19.仿形法加工齿轮,根据被加工齿轮的________,________选择刀具刀号。
20.一主动直齿轮的转矩为100Nm,其分度圆直径为50mm,则其传递的圆周力为___________,径向力为_______。
21.滚动轴承代号“6215”的含义是__________________________________。
22.一般来说,_______更能承受冲击,_____-更适合于较高的转速下工作。
(A)滚子轴承(B)球轴承
23.额定动载荷是指__________________________
24.转轴是指______________________
传动轴是指___________________
25.一个阶梯轴由______,_________,______________三部分组成。
二,简要回答:
1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。
2.作下列机构图示位置的压力角。
3.图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构。
(1)作出图示位置压力角;
(2)求该凸轮基圆半径rb=?
(3)求从动杆升程h=?
4,简述带传动为什么限制带速V在5——25米/秒范围内?
三,计算题:
1,一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动,测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分别为Z1=20,Z2=44,求两齿轮的主要几何尺寸。
2,图示轮系,已知:
Z1=20,Z2=40,Z3=80,Z4=Z5=30,Z6=90。
求i16=?
试题2
机械设计基础典型试题2答案试题3
一、填空(60分)
1.图示机构中有_______虚约束。
(A)1个(B)2个(C)3个(D)没有
2.图示机构要有确定运动,需要有_______原动件。
(A)1个(B)2个(C)3个(D)没有
3.平面四杆机构无急回特性时_______,行程速比系数_______
(A)压力角α=0(B)传动角β=0(C)极位夹角θ=0(D)k>1(E)k<1(F)k=1
4.在双曲柄机构中,已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d杆长度为_______。
(A)<110mm(B)110mm≤d≤190mm(C)≥190mm
5.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_______死点位置;
(A)曲柄与连杆共线时为(B)摇杆与连杆共线时(C)不存在
6.凸轮机构中,基圆半径是指凸轮转动中心到_______半径。
(A)理论轮廓线上的最大(B)实际轮廓线上的最大(C)实际轮廓线上的最小
(D)理论轮廓线上的最小
7.凸轮机构中的压力角是指_______间的夹角。
(A)凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向(B)凸轮上接触点的法线与该点线速度
(C)轮上接触点的切线与从动件的运动方向
25.一对齿轮要正确啮合,它们的_______必须相等,
(A)直径(B)宽度(C)模数(D)齿数
26.一个齿轮上的圆有_______。
(A)齿顶圆和齿根圆,(B)齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆
(C)齿顶圆,分度圆,基圆,节圆,齿根圆
27.一标准直准圆柱齿轮的周节(齿距)P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则该齿轮的齿数为_______。
(A)82(B)78(C)80(D)76
二、计算及绘图1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定运动,(绘有箭头的构件为原动件)。
2.设计一铰链四杆机构,已知其摇杆CD的长度为50mm,行程速比系数K=1.3。
3.图示的轮系中,各齿轮均为标准齿轮,且其模数均相等,若已知各齿轮的齿数分别为:
Z1=20、Z2=48、
Z2'=20。
试求齿数Z3及传动比i1H。
4.图示轮系,已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2(右),当a轴旋转100圈时,b轴转4.5圈,求Z4=?
机械设计基础典型试题3答案试题4
一.填空
1.机器或机构—————之间,具有确定的相对运动。
2.在曲柄摇杆机构中,如果将————杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作———运动,即得到双曲柄机构。
3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是,摇杆为———件,曲柄为——件。
4.凸轮机构能使从动杆按照——————,实现各种复杂的运动。
7.模数是齿轮的———参数,是齿轮各部分几何尺寸计算的————,齿形的大小和强度与它成————————。
8.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是:
两齿轮的————模数和————都相等,齿轮的———角相等而旋向———。
10.在工作中同时承受—————和——————两种作用,本身又转动的轴,叫转轴。
二.判断
1,运动副是联接,联接也是运动副。
2,曲柄的极位夹角θ越大,机构的急回特性也越显著。
3,在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都是不利的,处处都要考虑克服。
4,分度圆上压力角的变化,对齿廓的形状有影响。
5,速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。
三.简答
1.什么叫标准齿轮?
2.为什么要限制齿轮的最少齿数?
3.两轴相互平行的情况下采用什么类型的齿轮传动,并叙述其优点。
5.举例说明急回特性在生产中有什么意义?
四.计算
2.Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60。
n1=200r/min(顺时针)n4=50r/min(顺时针)试求H的转速。
3.计算此机构的自由度。
机械设计基础典型试题4答案试题5
一、填空
1.机构具有确定运动的条件是:
_____________________________________。
2.图示机构要有确定运动需要有_________________个原动件。
3.平面四杆机构中,若各杆长度分别为a=30,b=50,c=80,d=90,当以a为机架,则该四杆机构为________________。
4.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_______________________死点位置。
(A)曲柄与连杆共线时,(B)摇杆与连杆共线时,(C)不存在,
5.凸轮机构基圆半径越___,压力角越___,机构传动性能越好。
15.渐开线齿廓形状取决于_____________________直径大小,
16.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动,正确啮合条件是_____________________________________,
17.齿轮传动的重合度越大,表示同时参与啮合的轮齿数目________________,齿轮传动越_______________,
18.一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7毫米,齿根圆直径为367.5mm,则该齿轮的齿数为______________,
19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计,首先按_______________________强度条件计算,校核_________________。
20.轮系通常分为____________________________和___________________________两种。
二、简要回答
1.作出下列机构图示位置压力角。
5.在选择大小齿轮材料及热处理方法时,所要考虑的“配对”问题指的是什么?
为什么要这样考虑?
三、计算题
2,图示轮系,已知各轮齿数Z1=Z2'=41,Z2=Z3=39,求手柄H与轮1的传动比i1H。
机械设计基础典型试题5答案试题6
一、填空
1.运动副是指能使两构件之间既能保持________接触,而又能产生一定的形式相对运动的_______。
2.在_______机构中,如果将_______杆对面的杆作为机架时,则与此相连的两杆均为摇杆,即是双摇杆机构。
3.平面连杆机构当行程速比K________时,机构就具有急回特性。
4.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为__________,曲柄为
5.凸轮机构能使从动杆按照_____________实现各种复杂的运动。
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