机械设计基础B3(讨论课题目)

机械设计基础B3(讨论课题目)

1、（2-3人）图示带式制动器，在制动臂上加上F=50N的载荷，带与带轮的当量摩擦系数f=0.30, 在下面情况下，作用在带轮上的扭矩分别是多少？(a)带轮顺时针转(b) 带轮逆时针转(c) 改变哪个尺寸制动器可自锁？（提示：制动器自锁是指当制动力F=0时，沿一个转向（这里假设顺时针）可以自由转动，而沿着另一转向制动（即带与带轮之间发生扭矩制动，极限情况为即将发生打滑）。

题1图

2、（3人）相同中心距a=120mm的情况下，相同齿轮材料时，有下面两种齿轮方案设计参数：

方案一：z1=19，z2=41，m=4mm，b=40mm，标准压力角

方案二：z1=38，z2=82，m=2mm，b=40mm，标准压力角

问：（1）接触强度哪种方案高？为什么？

（2）弯曲强度哪种方案高？为什么？

（3）哪个方案运行平稳，为什么？哪个齿坯重？

（4）用于磨床和冲床应选哪个方案，为什么？

3、（4-5人）如图所示标准齿轮传动，已知齿轮的材料、热处理、以及几何参数均相同，当轮1为主动轮时，分别分析不计齿轮传动效率的损失和考虑齿轮传动效率的损失时：

（1）比较轮1、2、3的接触应力和弯曲应力的大小；

（2）按无限寿命计算比较轮1、2、3的接触强度和弯曲强度的大小；

（3）按有限寿命计算时比较轮1、2、3的接触强度和弯曲强度的大小。

题4图

4、（4－5人）上图（题4图）所示齿轮传动中，轮2为主动轮，分别分析不计齿轮传动效率的损失和考虑齿轮传动效率的损失时：

（1） 比较轮1、2、3的接触应力和弯曲应力的大小

（2） 按无限寿命计算比较轮1、2、3的接触强度和弯曲强度的大小

（3） 按有限寿命计算时比较轮1、2、3的接触强度和弯曲强度的大小。

5．（5-7人）中华世纪坛的设计中，要求设计一个大尺寸坛体缓慢转动的驱动设计.

（1）请提出几种支撑与驱动方案。（2-3人）

（2）如果坛体的驱动采用摩擦轮支撑与驱动的方案，如图所示，该方案采用两圈支撑轮支撑，外环直径39m （见图7－4）的圆周上有64对轮组（见图7-3，7-5），共有128个∅600mm ×130mm 的支撑轮，内环直径13.6m 的圆周上有32对轮组，共有64个∅600mm ×130mm 的支撑轮。外环的轮中有16个是驱动轮，每个驱动轮有独立的驱动装置，包括电动机减速器、连轴器、离合器等，由控制系统保证各驱动轮承担的驱动功率相等，已知驱动轴的总扭矩为120000N.m ，钢轨的接触疲劳许用应力为550MPa ，转动坛体的总重为3200吨，车轮和钢轨均为钢，E1=E2=210000MPa ，3.021＝＝μμ，请校核车轮和车轨的接触疲劳强度。（2人）

（3）如果坛体转动一周用6小时，传动系统的效率取0.7，确定电机的功率，如电机的转速为700r/min ，计算减速比，选择电动机。（1-2人）

图7－1世纪坛旋转圆坛结构剖面图

图7-2 支撑内轨道图7－3 1对支撑轮

7-4支撑外轨道7-5 滚轮支撑情况