机械设计基础常见计算题及详细答案精选课件
机械设计基础试题(含答案)
机械设计基础试卷1
一、选择题:本大题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目的要求,把所选择项前的字母填在题后的括号内。
1.下列铰链四杆机构中,能实现急回运动的是
A.双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构
C.双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构【】
2.平面连杆机构中,当传动角γ较大时,则
A.机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差
C.可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低
3.当一对渐开线齿轮制成后,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持原值不变,原因是:
A. 压力角不变
B. 啮合角不变
C.节圆半径不变 D. 基圆半径不变【】
4.渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度为
A.ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【】
5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时,其极限应力为
A.σB B. σs C. σ0 D. σ-1【】
6. 下列四种螺纹中,自锁性能最好的是
A.粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹
C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹【】
7.普通平键联接在选定尺寸后,主要是验算其
A.挤压强度 B. 剪切强度
C.弯曲强度 D. 耐磨性【】
8.一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1,b1>b2,其接触应力的大小是
A.σH1<σH2 B. σH1 >σH2
C. σH1=σH2
D. 可能相等,也可能不等【】
9.实际齿数相同时,直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间的关系为
A.直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大
C.直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同【】
机械设计基础-计算题
的平面的夹角。
tg s np d2 d2
导程—S
s
牙型角α与牙侧角β
轴向截平面内螺纹牙型相
邻两侧边的夹角称为牙型角α。
牙型侧边与螺纹轴线的垂线间 夹角称为牙侧角β(牙型斜 角)。
对称螺纹牙侧角β=α/2
30º
15º
60º
三角形螺纹 三角形β=30
30º
梯形螺纹 梯形β=15
α
β
3º
锯齿形螺纹 锯齿β=3
为G和K的周转轮系的转化轮系传动比计算公式:
iGHK
Βιβλιοθήκη BaiduGH
H K
G H K H
利用公式计算时应注意:
1.上式只适用于中心轮G、K与转臂H的回转轴线重合时的情况。
2.等号右边的(-1)m是转化轮系的符号,判断方法与定轴轮 系相同。
3.将各构件的角速度(转速)代入计算式时,必须带有±号。 可先假定某已知构件的转向为正,则另一个构件的转向与其 相同时取正号,与其相反取负号。
轮系的总传动比为 :
二、首、末轮转向关系的确定
二、首、末两轮转向关系的确定
首末两齿轮转动方向的规定:
二轮转向相反,传动比用负号“-”表示;二 轮转向相同,传动比用正号“+”表示。
判断两齿轮转动方向的方法:
① 1m法
m表示外啮合次数
②画箭头法
机械设计基础计算题及答案
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Z
1=20,Z
2
=44,求两齿轮的主要几何尺寸。
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.有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=200,Z=25,Z
2=50,求(1)如果n
1
=960r/min,
n
2
=?(2)中心距a=?(3)齿距p=?
4.一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知两齿轮齿数分别为40和80,并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm,求两齿轮的主要几何尺寸。
5.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zz
1=24,齿顶圆直径d
a1
=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺
寸及这对齿轮的传动比。
6.图示轮系中,已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为:Z1=20,Z2=40,Z3= 15,Z4=60,Z5=Z6= 18,Z7=1(左旋蜗杆),Z8 =40,Z9 =20 。若n1 =1000 r/min ,齿轮9的模数m =3 mm,试求齿条10的速度v10 及其移动方向(可在图中用箭头标出)。
7.已知轮1转速n1 =140 r/min,Z1=40,
Z
2
=20。求:
(1)轮3齿数 Z3;
(2)当n3 = -40 r/min时,系杆H的转速
n H 的大小及方向;
(3)当n H= 0 时齿轮3的转速n3。
8.一轴由一对7211AC的轴承支承,F
r1=3300N, F
r2
=1000N, F
x
=900N, 如图。试求两轴
机械设计基础部分例题答案讲解
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。
题1—5
图题解1—5图
解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链;移动副M与F导路互相平行,其之一为虚约束;图示有6个杆和10个转动副(I、J、G、L及复合铰链K和H)形成虚约束。
解答:
1.机构的自由度:
2.选AB杆为原动件。
题2-1在图示铰链四杆机构中,已知l BC=100mm,l CD=70mm,l AD=60mm,AD为机架。试问:
(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,
求l AB的最大值;
(2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 最小值; (3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的取值范围。 解题分析:
根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。在铰链四杆机构中,若满足杆长条件,以最短杆或最短杆相邻的杆为机架,机构则有曲柄,否则无曲柄;若不满足杆长条件,无论取哪个构件为机架,机构均为无曲柄,即为双摇杆机构。
解答:
1.因为AD 为机架,AB 为曲柄,故AB 为最短杆,有AD CD BC AB l l l l +≤+,
则
m m
30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l
故 mm
30max =AB l
2.因为AD 为机架,AB 及CD 均为曲柄,故AD 杆必为最短杆,有下列两种情况:
若BC 为最长杆,则 m m
100=
AB CD BC AD l l l l +≤+,则
m m
90m m )7010060(=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l
《机械设计基础》习题(含答案)及答案
机械设计基础复习题(一)
一、判断题:正确的打符号√,错误的打符号×
1.在实际生产中,有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( )
2. 机构具有确定的运动的条件是:原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3.若力的作用线通过矩心,则力矩为零。 ( )
4.平面连杆机构中,连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( )
5.带传动中,打滑现象是不可避免的。 ( )
6.在平面连杆机构中,连杆与曲柄是同时存在的,即只要有连杆就一定有曲柄。
( )
7.标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( )
8.平键的工作面是两个侧面。 ( )
9
10.螺纹中径是螺纹的公称直径。()
11
12.在运动副中,高副是点接触,低副是线接触。
13
14
15
16
17 ( ) 18.代号为6205
( )
( )
.直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等,相等。
带传动设计中,为了限制带的弯曲应力,应对带轮的
加以限制。
4.硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到,热处理后需要加工。
5.要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动,可用机构。
6.轴上零件的轴向固定方法有、、、等。
7.常用的滑动轴承材料分为、、三类。
8.齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。
9.凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类,可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。
10.带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。
11.蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。
12.软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造,其中大齿轮一般经处理,而小齿轮采用处理。
《机械设计基础》答案..
.
《机械设计基础》作业答案
第一章平面机构的自由度和速度分析
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
自由度为:
1
1 19
21
1
)0
1
9
2(
7
3
'
)'
2(
3
=
--
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1
8
2
6
3
2 3
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-6
自由度为
1
1
)0
1
12
2(
9
3
'
)'
2(
3
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1 22
24
1
11
2
8
3
2 3
=
--
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-10
自由度为:
1
1
28301)221142(103'
)'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L 或:
1
2
2427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=H
L P P n F 1-11
2
2424323=-⨯-⨯=--=H
L P P n F
1-13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1334313141P P P P ⨯=⨯ωω
1
1314133431==P P ω
1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω,求构件3的速度3v 。
s mm P P v v P /2000
2001013141133=⨯===ω 1-15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构,设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触,试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。
构件1、2的瞬心为P 12
P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
1224212141P P P P ⨯=⨯ωω
121214122421r P P ==ω 1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:s mm l AB /100=,s mm l BC /250=,s rad /101=ω,求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。
机械设计基础简答题计算题(附答案)
1、一对正常齿标准直齿圆柱齿轮传动。小齿轮因遗失需配制。已测得大齿轮的齿顶圆直径,4082mm d a =齿数1002=Z ,压力角︒=20α,两轴的中心距mm a 310=,试确定小齿轮的:①模数m 、齿数1Z ;②计算分度圆直径1d ; ③齿顶圆直径1a d ④基节b P 。
解:(1)模数m 与1z (6分)
m h z d a a )2(22*+=将mm d a 4082=,2z =100带入解得:m=4 )(21)(212121mz mz d d a +=+=将m=4,2z =100,a=310mm 带入求得:551=z
(2)分度圆直径:mm mz d 22055411=⨯== (3分)
(3)齿顶圆直径:11(2)(552)4228a a d z h m mm *=+=+⨯=(3分)
(4)基节:mm m p p b 8.1120cos 414.3cos cos =⨯⨯=== απα(3分)
2、V 带传动传递的功率P=7.5kW ,平均带速v=10m/s ,紧边拉力是松边拉力的两倍(F 1=2F 2)。试求紧边拉力F 1,有效圆周力Fe 和预紧力F 0。 解:有效圆周力:N v P Fe 75010
5.710001000=⨯== (2分) 紧边拉力:N F F F F F Fe 1500115.0121=⇒-=-= (4分) 预紧力:N F F F F F 1125)15.01(2
1)21(21
0=+=+= (4分) 3、如图所示轮系中,已知各齿轮齿数为:13520z z z ===,24640z z z ===,7z =100。求传
机械设计基础部分例题答案
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。
题1—5
图题解1—5图
解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链;移动副M与F导路互相平行,其之一为虚约束;图示有6个杆和10个转动副(I、J、G、L及复合铰链K和H)形成虚约束。
解答:
1.机构的自由度:
2.选AB杆为原动件。
题2-1在图示铰链四杆机构中,已知l BC=100mm,l CD=70mm,l AD=60mm,AD为机架。试问:
(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,
求l AB的最大值;
(2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 最小值; (3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的取值范围。 解题分析:
根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。在铰链四杆机构中,若满足杆长条件,以最短杆或最短杆相邻的杆为机架,机构则有曲柄,否则无曲柄;若不满足杆长条件,无论取哪个构件为机架,机构均为无曲柄,即为双摇杆机构。
解答:
1.因为AD 为机架,AB 为曲柄,故AB 为最短杆,有AD CD BC AB l l l l +≤+,
则
m m
30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l
故 mm
30max =AB l
2.因为AD 为机架,AB 及CD 均为曲柄,故AD 杆必为最短杆,有下列两种情况:
若BC 为最长杆,则 m m
100=
AB CD BC AD l l l l +≤+,则
m m
90m m )7010060(=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l
《机械设计基础》试题和答案
《机械设计基础》试题和答案
《机械设计基础》是机械工程专业的一门重要课程,涵盖了机械设计的基础知识和基本技能。下面是一份试题和答案,希望能对读者有所帮助。
一、选择题
1、下列哪个零件不属于标准件?() A. 螺栓 B. 轴承 C. 齿轮 D. 连杆答案:D. 连杆
2、在机械设计中,哪种材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性?() A. 铝合金 B. 钢 C. 聚合物 D. 陶瓷答案:D. 陶瓷
3、下列哪个零件是机械传动系统中的核心零件?() A. 轴 B. 轴承 C. 齿轮 D. 联轴器答案:C. 齿轮
4、下列哪个参数是用来描述齿轮的尺寸大小的?() A. 模数 B. 压力角 C. 齿数 D. 螺旋角答案:A. 模数
5、下列哪个零件属于常用件?() A. 弹簧 B. 滚动轴承 C. 联轴器 D. 滑动轴承答案:A. 弹簧
二、填空题
1、机械设计的基本要求包括________、、、和。答案:使用性能好、
经济性好、可靠性高、安全可靠、环保性好
2、根据轴的承载情况,轴可分为________、和。答案:心轴、传动轴、转轴
3、机械传动系统一般由________、________、________和________组成。答案:原动机、传动装置、工作机构、控制系统
4、齿轮的失效形式有________、________、和。答案:轮齿折断、齿面磨损、齿面胶合、齿面点蚀
5、弹簧的特性线有________、和。答案:直线型、抛物线型、对数型
三、简答题
1、请简述机械设计在工业设计中的重要性。答案:机械设计在工业设计中具有举足轻重的地位。机械设计为产品的实现提供了技术和美学的支撑,是产品性能和使用寿命的重要保障。同时,机械设计的美学价值也在现代工业设计中发挥着越来越重要的作用,成为产品外观和结构设计的灵感来源。
《机械设计基础》试题库及答案
机械设计基础试题库
一、判断(每题一分)
1、一部机器可以只含有一个机构,也可以由数个机构组成。……(√)
2、机器的传动部分是完成机器预定的动作,通常处于整个传动的终端。(×)
4、机构是具有确定相对运动的构件组合。………………………………(√)
5、构件可以由一个零件组成,也可以由几个零件组成。………………(√)
6、整体式连杆是最小的制造单元,所以它是零件而不是构件。……(×)
7、连杆是一个构件,也是一个零件。………………………(√)
8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。………………………………(×)
二、选择(每题一分)
1、组成机器的运动单元体是什么?( B )
A.机构B.构件C.部件D.零件
2、机器与机构的本质区别是什么?( A )
A.是否能完成有用的机械功或转换机械能B.是否由许多构件组合而成
C.各构件间能否产生相对运动D.两者没有区别
3、下列哪一点是构件概念的正确表述?( D )
A.构件是机器零件组合而成的。B.构件是机器的装配单元
C.构件是机器的制造单元D.构件是机器的运动单元
4、下列实物中,哪一种属于专用零件?( B )
A.钉B.起重吊钩C.螺母D.键
5、以下不属于机器的工作部分的是( D )
A.数控机床的刀架B.工业机器人的手臂
C.汽车的轮子D.空气压缩机
三、填空(每空一分)
1、根据功能,一台完整的机器是由(动力系统)、(执行系统)、(传动系统)、(操作控制系统)四部分组成的。车床上的主轴属于(执行)部分。
2、机械中不可拆卸的基本单元称为(零件),它是(制造)的单元体。
3、机械中制造的单元称为(零件),运动的单元称为(构件),装配的单元称为(机构)。
《机械设计基础》习题集及答案
《机械设计基础》习题集及答案
《机械设计基础》课程习题
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《机械设计基础》课程习题集
第⼀章机械设计概论
⼀、填空题。
1、机械零件最常见的失效形式有_______,_______,_______,_______,。
2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。
3、强度是指零件在载荷作⽤下抵抗__________的能⼒,强度可分为__________和__________。
4、刚度是指受载后抵抗__________的能⼒。
5、机械零件丧失预定功能或者预定功能指标降低到许⽤值以下的现象,为__________。
⼆、选择题。
1、机械设计这门学科,主要研究()的⼯作原理、结构和设计计算⽅法。
A、各类机械零件和部件
B、通⽤机械零件和部件
C、专⽤机械零件和部件
D、标准化的机械零件和部件
2、设计⼀台机器包括以下⼏项⼯作:a、零件设计;b、总体设计;c、技术设计,它们进⾏的顺序⼤休上是( )。
A、acb
B、bac
C、bca
D、cba
3、下列零件的失效形式中,不属于强度问题。
A、螺栓断裂
B、齿轮的齿⾯发⽣疲劳点蚀
C、蜗杆轴产⽣过⼤的弯曲变形
D、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑
4、在设计机械零件时,对摩擦严重的⼀些零件,要考虑其散热性,主要是由于()。
A、在⾼温下将产⽣蠕变现象,出现较⼤塑性变形
B、材料的机械性能下降,可能造成零件因强度不够⽽失效
C、下产⽣较⼤的热变形,影响正常⼯作
D、升⾼后,破坏了正常润滑条件,从⽽使零件发⽣胶合
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案
第一章平面机构的自由度和速度分析1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
自由度为:
1
1 19
21
1
)0
1
9
2(
7
3
'
)'
2(
3
=
--
=
-
-
+
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-
⨯
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-
-
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=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1
8
2
6
3
2 3
=
-
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⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-6
自由度为
1
1
)0
1
12
2(
9
3
'
)'
2(
3
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1 22
24
1
11
2
8
3
2 3
=
--
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-10
自由度为:
1
128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L
或:
1
22427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F
1-11
2
2424323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 1-13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1334313141P P P P ⨯=⨯ωω
1
1314133431==P P ω
1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω,求构件3的速度3v 。
s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω
1-15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构,设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触,试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。
构件1、2的瞬心为P 12
P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
1224212141P P P P ⨯=⨯ωω
1
2
1214122421r P P =
=ω 1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:s mm l AB /100=,s mm l BC /250=,
(完整版)机械设计基础练习题+答案解析
机械设计基础试题库
一一一绪论机械设计概述
一、判断(每题一分)
1、一部机器可以只含有一个机构,也可以由数个机构组成。 ……(√)
2、机器的传动部分是完成机器预定的动作,通常处于整个传动的终端。(× )
4、机构是具有确定相对运动的构件组合。 ………………………………(√)
5、构件可以由一个零件组成,也可以由几个零件组成。 ………………(√)
6、整体式连杆是最小的制造单元,所以它是零件而不是构件。 ……( × )
7、连杆是一个构件,也是一个零件。 ………………………(√)
8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。 ………………………………(× )
二、选择(每题一分)
1、组成机器的运动单元体是什么?( B )
A.机构 B.构件 C.部件 D.零件
2、机器与机构的本质区别是什么?( A )
A.是否能完成有用的机械功或转换机械能 B.是否由许多构件组合而成
C.各构件间能否产生相对运动 D.两者没有区别
3、下列哪一点是构件概念的正确表述?( D )
A.构件是机器零件组合而成的。 B.构件是机器的装配单元
C.构件是机器的制造单元 D.构件是机器的运动单元
4、下列实物中,哪一种属于专用零件?( B )
A.钉 B.起重吊钩 C.螺母 D.键
5、以下不属于机器的工作部分的是( D )
A.数控机床的刀架 B.工业机器人的手臂
C.汽车的轮子 D.空气压缩机
三、填空(每空一分)
1、根据功能,一台完整的机器是由(动力系统)、(执行系统)、(传动系统)、(操作控制系统)四部分组成的。车床上的主轴属于(执行)部分。
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案
第一章平面机构的自由度和速度分析1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
自由度为:
1
1 19
21
1
)0
1
9
2(
7
3
'
)'
2(
3
=
--
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1
8
2
6
3
2 3
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-6
自由度为
1
1
)0
1
12
2(
9
3
'
)'
2(
3
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1 22
24
1
11
2
8
3
2 3
=
--
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-10
自由度为:
1
1 28
30
1
)2
2
1
14
2(
10
3
'
)'
2(
3
=
--
=
-
-
⨯
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
2 24
27
2
1
12
2
9
3
2 3
=
--
=
⨯
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-11
2
2424323=-⨯-⨯=--=H
L P P n F
1-13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1334313141P P P P ⨯=⨯ωω
1
41314133431==P P P P ωω
1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω,求构件3的速度3v 。
s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω
1-15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构,设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触,试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。
构件1、2的瞬心为P 12
P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
1224212141P P P P ⨯=⨯ωω
1
212141224212r r P P P P ==ωω 1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:s mm l AB /100=,s mm l BC /250=,s rad /101=ω,求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。
机械设计基础计算题部分答案
四、计算图示机构的自由度(若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时,应具体指出)。(每题5分)
1、
F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 E、F之一为虚约束
2、
F=3n-2P L-P H=3×7-2×10-0=1
3、
F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=1 B是局部自由度,E是复合铰链
F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-0=1 E是虚约束
5、
F=3n-2P L-P H=3×6-2×8-1=1 D是局部自由度,E、F之一是虚约束6、
F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2 A是局部自由度,J、K之一是虚约束
F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 B是局部自由度8、
F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-0=1
9、
F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2
F是局部自由度,E、E’之一是虚约束
F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-0=1 最上两移动副之一是虚约束
11、某车间技术改造需要选配一对标准直齿圆柱齿轮,已知主动轴的转速n1=400r/min,需要从动轴转速n2=100r/min,两轮中心距a=100mm,齿数z1≥17,试确定这对齿轮的模数和齿数以及各齿轮的齿顶圆、分度圆尺寸。(10分题)
解:i=n1/n2=400÷100=4
所以z2=4z1
因 a=m(z1+z2)/2=5mz1/2=100
又因z1≥17,
所以mz1=40
所以取m=2,z1=20,则z2=80
d1=mz1=2×20=40mm,da1=m(z1+2)=2×(20+2)=44mm
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案
第一章平面机构的自由度和速度分析1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
自由度为:
1
1 19
21
1
)0
1
9
2(
7
3
'
)'
2(
3
=
--
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1
8
2
6
3
2 3
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-6
自由度为
1
1
)0
1
12
2(
9
3
'
)'
2(
3
=
-
-
+
⨯
-
⨯
=
-
-
+
-
=F
P
P
P
n
F
H
L
或:
1
1 22
24
1
11
2
8
3
2 3
=
--
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
H
L
P
P
n
F
1-10
自由度为:
1
128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L
或:
1
22427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F
1-11
2
2424323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 1-13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1334313141P P P P ⨯=⨯ωω
1
1314133431==P P ω
1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω,求构件3的速度3v 。
s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω
1-15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构,设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触,试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。
构件1、2的瞬心为P 12
P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
1224212141P P P P ⨯=⨯ωω
1
2
1214122421r P P =
=ω 1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:s mm l AB /100=,s mm l BC /250=,
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(2)若主动轮齿数不变,应将从动轮齿数增大到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化?
解:新的传动比是 i n1 9003.6
n2 250
1、“减少小链轮齿数” 方案
z1'
z2 3.6
7521 3.6
此时链的传动功率下降
2、“增加大链轮齿数“方案 z2 ' 3.6z13.62 590
对传动功率影响很小。 .
dd 02dd1D40 2 00 3 05 10 .4 dd2 dd 0 1 D 0 281 042 050
但随着工作机功率的增加,带传动的功率成为关键环节。
方案一:仅使包角α1略有增加,但带速没有增加,小轮的 弯曲应力没有减小,带的传动功率没有根本改善。
方案三:完全没有考虑带的传动能力。
方案二:由于小带轮直径的增加,不仅使包角α1略有增加 更主要的是,带速增加,小轮的弯曲应力明显减小,带的 传动功率得到根本改善。
K A
. 1.2
18
齿轮传动习题解答
.
19
10-33 设计一直齿圆柱齿轮传动,原用材料的许用接触应力为
[σH]1=700MPa,[σH]2=600MPa,求得中心距a =100mm;现改用 [σH]1=600MPa,[σH]2=400MPa的材料,若齿宽和其它条件不变,为保证接
触疲劳强度不变,试计算改用材料后的中心距。
(1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm;
(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm;
(3)将鼓轮直径D增大到350mm。
dd 02dd1D40 2 00 3 05 10 .4
dd2
dd 0 1
D 0 281 042 050 .
10
解:
仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率,而且 提高的幅度是相同的。
解:
1,5104
3509
5106 5104
584MPa
取-1,5104 s 550MPa
1,5105
3509
5106 5105
452MPa
1,5107 1,5106 350MPa
.
2
3-19 某零件如图所示,材料的强度极限 σB=650MPa,表面精车,不进行强化处理。 试确定Ι-Ι截面处的弯曲疲劳极限的综合影响 系数Kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数Kτ。
结论:方案二合理
.
11
.
12
.
13
.
14
.
15
链传动习题解答
.
16
9-18 有一链传动,小链轮主动,转速n1=900r/min,齿数 z1=25,z2=75。现因工作需要,拟将大链轮的转速降低到 n2≈250r/min,链条长度不变,试问:
(1)若从动轮齿数不变,应将主动轮齿数减小到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化?
.
3
解:
r 3 0 .075 d 40
D 48 1 .2 d 40
1、 由表 3 2 得 : 1 .82
1 .47 理论应力集中系数
由附图 3 - 1得 : q 0 .84
q 0 .86 敏性系数
有效应力集中系数
: k 1 q 1 1 0.84 1.8 - 1 1.69
接触疲劳强度的校核公式
接触疲劳强度的设计公式
H ZE ZH
KF t bd 1
k 1 q 1 1 0.86 1.47 - 1 1.40
2、 尺寸系数 :
由附图 3 - 2 0.77
0.87
3、 表面质量系数 : 由附图 3 - 4 0.81
4、 强化系数 : q 1
弯曲疲劳极限综合影响
系数 :
k
ຫໍສະໝຸດ Baidu 1 .69 0 .77
1 0 .81
1 1 1
2 .49
剪切疲劳极限综合影响
系数 :
k
.
1 .40 0 .87
1 0 .81
1 1 1
1 .84
4
3-20 一零件由45钢制成,材料的力学性能为:σs=360MPa,σ1=300 MPa,ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σmax=190MPa, 最小工作应力σmin=110MPa,应力变化规律为σm=常数,弯曲疲 劳极限的综合影响系数Kd=2.0,试分别用图解法和计算法确定该 零件的计算安全系数。
17
9-20 单排滚子链传动,主动链轮转速n1=600r/min,齿数 zl=21,从动链轮齿数z2=105,中心距a=910mm,该链的节 距p=25.4mm,工况系数KA=1.2,试求链传动所允许传递的 功率P。
解:由节距p=25.4mm,查表9-10得该链型为16A
由n1=600r/min及16A型链在图9-13上查得P0=25KW
KZ
Z11.08211.081.11 19 19
KL
LP 0.261390.261.08 100 100
[ L P 2 2 9 .4 51 20 2 10 1 5 2 0 25 2 1 2 9.4 5 1 10节 3]9
该链传动所允许传递的功率为:
PP 0K LK K P2 5 1.1 1 1.0 8 125 KW
机械设计基础常见计算题及详细答案
包括材料力学计算、带传动、齿轮传动、 蜗轮蜗杆传动、轴系等计算分析典型习 题集附详细答案
2010年5月26日整理
.
1
3-18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa, 屈服极限 σs=550MPa,强度极限σB=750MPa,循 环基数N0=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为 5×104、5×105、5×107次时的极限应力。
.
6
.
7
.
8
带传动习题解答
.
9
8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带 轮基准直径dd1=140mm,大带轮基准直径 dd2=400mm,鼓轮直径D=250mm,为了提 高生产率,拟在输送机载荷不变(即拉力F不变) 的条件下,将输送带的速度v提高,设电动机 的功率和减速器的强度足够,且更换大小带 轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可 忽略不计,为了实现这一增速要求,试分析 采用下列哪种方案更为合理,为什么?
1、作图法 (比例尺)
A点坐标
0,k1 32.000150
AD的斜率
e
k
0.20.1 2.0
3025 Sca30101.4
.
5
2、计算法
m
maxmin19011015M 0 Pa
2
2
a
maxmin19011040MPa
2
2
Scalim1kkmka m 3010.81.81500.2401501.5