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2、图示的凸轮机构中,凸轮的角速度ω1=10s-1,R=50mm,lA0=20mm,试求当φ=0°
、45°
及90°
时,构件2的速度v。
题2图凸轮机构题3图组合机构
3、图示机构,由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构,轮1′与曲柄1固接,其轴心为B,轮4分别与轮1′和轮5相切,轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中,已知:
xD=260mm,yD=480mm,xG=400mm,yG=200mm,lAB=lCE=100mm,lBC=lBE=500mm,lCD=300mm,lEF=400mm,lGF=685mm,
1=45°
ω1=30rad/s逆时针。
求ω5、ε5。
题4图破碎机题5图曲柄摇块机构
5、图示的曲柄摇块机构,lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mm,lDE=40mm,
,等角速度ω1=10rad/s,求点E、D的速度和加速度,构件3的角速度和角加速度。
6、图示正弦机构,曲柄1长度l1=0.05m,角速度ω1=20rad/s(常数),试分别用图解法和解析法确定该机构在
1=45°
时导杆3的速度v3与加速度a3。
题6图正弦机构题7图六杆机构
7、在图示机构中,已知lAE=70mm,lAB=40mm,lEF=70mm,lDE=35mm,lCD=75mm,lBC=50mm,
1=60°
,构件1以等角速度ω1=10rad/s逆时针方向转动,试求点C的速度和加速度。
复习思考题3
1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式?
2、平面四连杆机构最基本形态是什么?
由它演化为其它平面四杆机构,有哪些具体途径?
3、图示摆动导杆机构中,AB杆匀角速转动。
该机构存在的几何条件是什么?
给定其摆杆的行程速度变化系数K后,怎么用K值表达AB和AC杆的长度关系?
题3、4图题5图
4、图示摆动导杆机构中,AB杆匀角速转动。
若
,那么,其摆杆的行程速度变化系数为何值?
又若摆杆顺时针方向转动为回程,要求有比工作行程较大的平均速度,那么,应如何选择AB杆的转向?
5、试回答图示曲柄滑块机构存在的几何条件。
若AB杆等角速转动,而滑块向右移动为回程。
要求回程比工作行程少占用时间,那么,应如何选取AB杆的转向?
习题3
1、图示铰链四杆机构,已知:
lBC=50mm,lCD=35mm,lAB=30mm,AD为机架,
(1)若此机构为曲柄摇杆机械,且AB为曲柄,求lAB的最大值:
(2)若此机构为双曲柄机构,求lAB的范围;
(3)若此机构为双摇杆机构,求lAB的范围。
题1图题2图
2、图示两种曲柄滑块机构,若已知a=120mm,b=600mm,对心时e=0及偏置时e=120mm,求此两机械的极位夹角θ及行程速比系数K。
又在对心曲柄滑块机构中,若连杆BC为二力杆件,则滑块的压力角将在什么范围内变化?
3、图示六杆机构,已知(单位mm):
l1=20,l2=53,l3=35,l4=40,l5=20,l6=60,试确定:
1)构件AB能否整周回转?
2)滑块行程h;
3)滑块的行程速度变化系数K;
4)机构DEF中的最大压力角αmax。
题3图题4图
4、在图示插床的转动导杆机构中,已知lAB=50mm,lAD=40mm及行程速比系数K=1.4,求曲柄BC的长度及插切P的行程。
又若需行程速比系数K=2,则曲柄BC应调整为多长?
此时插刀行程是否改变?
5、图示机床变速箱中操纵滑动齿轮的操纵机构,已知滑动齿轮行程H=60mm,lDE=100mm,lCD=120mm,lAD=250mm,其相互位置如图所示。
当滑动齿轮在行程的另一端时,操纵手柄朝垂直方向,试设计此机构。
6、图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
炉门上两铰链的中心距为50mm,炉门打开后成水平位置时,要求炉门的外边朝上,固定铰链装在xy轴线上,其相互位置的尺寸如图上所示。
试设计此机构。
题5图
题6图
题7图
7、设计一偏置曲柄滑块机构,已知滑块的行程速度变化系数K=1.5,滑块的冲程lC1C2=50mm,导路的偏距e=20mm,求曲柄长度lAB和连杆长度lBC。
第三章凸轮机构
1、连杆机构和凸轮机构在组成方面有何不同,各有什么优缺点?
2、凸轮机构中,刚性冲击是指什么?
举出一种存在刚性冲击的运动规律。
3、凸轮机构中,柔性冲击是指什么?
举出一个具有柔性冲击的从动件常用运动规律。
4、何谓凸轮的理论轮廓与实际轮廓?
5、凸轮机构中的力锁合与几何锁合各有什么优缺点?
6、为什么不能为了机构紧凑,而任意减小盘形凸轮的基圆半径?
7、设计滚子从动件盘形凸轮机构时,如实际轮廓上出现尖点,将可能出现什么后果?
面对这一实际结果,设计上应如何加以处理?
习题
1、图(a)和图(b)分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构,已知:
R=100mm,OA=20mm,e=10mm,rT=10mm,试用图解法确定;
当凸轮自图示位置(从动件最低位置)顺时针方向回转90°
时两机构的压力角及从动件的位移值。
题1图题2图
2、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构,凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。
已知偏距e=10mm,基圆半径r0=40mm,滚子半径rT=10mm,从动件运动规律如下:
Φ=150°
,ΦS=30°
,Φ’=120°
,Φ′S=60°
,从动件在推程以简谐运动规律上升,行程h=20mm;
回程以等加速等减速运动规律返回原处,试绘出从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
3、设计一平底直动从动件盘形凸轮机构,凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。
已知基圆半径r0=60mm,行程h=20mm,Φ=150°
,从动件在推程以简谐运动规律上升,回程以等加速等减速运动规律返回原处,试绘出该机构凸轮轮廓曲线并决定从动件底面应有的长度。
4、设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构,凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。
已知lOA=75,r0=30mm,从动件运动规律如下:
Φ=180°
,ΦS=0°
,Φ’=180°
,Φ′S=0°
,从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动,ψmax=15°
;
回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试绘出凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。
第四章齿轮机构
1、欲使一对齿廓在其啮合过程中保持传动比不变,该对齿廓应符合什么条件?
2、当一对互相啮合的渐开线齿廓绕各自的基圆圆心转动时,其传动比不变。
为什么?
3、何谓齿轮传动的啮合线?
为什么渐开线齿轮的啮合线为直线?
4、什么叫渐开线齿轮传动的可分性?
5、什么叫渐开线标准直齿圆柱齿轮?
6、标准直齿条的特点是什么?
7、什么叫渐开线齿轮传动的实际啮合线?
渐开线直齿轮传动的实际啮合线
是如何确定的?
8、一对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是什么?
若放弃模数和压力角必须取标准值的限制,一对渐开线直齿轮的正确啮合条件是什么?
9、一对渐开线直齿轮无侧隙啮合的条件是什么?
10、一对渐开线标准外啮合直齿轮非标准安装时,安装中心距a'
与标准中心距a中哪个大?
啮合角α'
与压力α中哪个大?
11、用齿条型刀具展成加工齿轮时,如何加工出渐开线标准直齿轮?
12、若用齿条形刀具加工的渐开线直齿外齿轮不发生根切,当改用齿轮形刀具加工时会不会发生要切?
13、齿轮修正的目的是什么?
14、渐开线变位直齿轮与渐开线标准直齿轮相比,哪些参数不变?
哪些参数发生变化?
15、渐开线变位直齿轮传动有哪三种传动类型?
区别传动类型的依据是什么?
16、与直齿圆柱齿轮传动相比较,平行轴斜齿轮的主要优缺点是什么?
17、平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么?
18、为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度往往比一对直齿轮传动的重合度来得大?
1、一根渐开线在基圆半径rb=50mm的圆上发生,试求渐开线上向径r=65mm的点的曲率半径ρ、压力角α和展开角θ。
2、题5-4当α=20°
的渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时,其齿数为若干?
又若齿数大于求出的数值,则基圆和根圆哪一个大一些?
3、题5-6有一对渐开线标准直齿轮啮合,已知z1=19,z2=42,m=5mm。
(1)试求当α′=20°
时,这对齿轮的实际啮合线B1B2的长、作用弧、作用角及重合度ε;
(2)绘出一对齿和两对齿的啮合区图(选适当的长度比例尺μl,不用画出啮合齿廓),并按图上尺寸计算重合度。
4、题5-7一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动。
已知z1=40、传动比i12=2.5、ha*=1、c*=0.25、α=20°
、m=10mm。
(1)在标准安装时,试求小齿轮的尺寸(ra、rf、rb、r、r'
、p、s、e、p'
、s'
、e'
、pb)以及啮合的中心距a与啮合角α′。
(2)若安装的中心距a'
比标准中心距a加大1mm,试求小齿轮的尺寸(ra、rf、rb、r、r'
、pb)以及啮合角α′。
5、题5-9用标准齿条刀具切制直齿轮,已知齿轮参数z=35,ha*=1,α=20°
。
欲使齿轮齿廓的渐开线起始点在基圆上,试问是否需要变位?
如需变位,其变位系数应取多少?
6、题5-10设计一对外啮合直齿圆柱齿轮,已知:
模数m=10,压力角α=20°
,齿顶高系数ha*=1,齿数z1=z2=12,中心距a'
=130mm,试计算这对齿轮的啮合角α′及两轮的变位系数x1、x2(取x1=x2)。
7、题5-11有一对使用日久磨损严重的标准齿轮需要修复。
按磨损情况,拟将小齿轮报废,修复大齿轮,修复后的大齿轮的齿顶圆要减小8mm。
已知z1=24,z2=96,m=4mm,α=20°
,ha*=1,c*=0.25。
试设计这对齿轮传动。
8、题5-12设有一对外啮合圆柱齿轮,已知:
模数mn=2,齿数z1=21,z2=22,中心距a=45mm,现不用变位而拟用斜齿圆柱齿轮来配凑中心距,问这对斜齿轮的螺旋角应为多少?
9、题5-13有一对斜齿轮传动。
已知mn=1.5mm,z1=z2=18,β=15°
,αn=20°
,han*=1,cn*=0.25,b=14mm。
求
(1)齿距pn和pt;
(2)分度圆半径r1和r2及中心距a;
(3)重合度ε;
(4)当量齿数zv1和zv2。
10、题5-15已知一对蜗杆轮的参数为z1=1,z2=40,α=20°
,ha*=1,c*=0.2,m=5mm,q=10。
试计算其几何尺寸和传动比。
11、题5-16有一对标准直齿圆锥齿轮。
已知m=3mm,z1=24,z2=32,α=20°
,ha*=1,c*=0.2及Σ=90°
试计算该对圆锥齿轮的几何尺寸。
12、题5-17在图示回归轮系中,已知:
z1=17,z2=51,m12=2;
z3=20,z4=34,m34=2.5;
各轮压力角α=20°
试问有几种传动方案可供选择?
哪一种比较合理?
题12图
第五章轮系
1、对一个基本周转轮系,如何判断其是差动轮系还是行星轮系?
2、定轴轮系输入、输出轴平行时,如何决定传动比前的正、负号?
3、简述计算组合轮系传动比的方法。
1、在图示轮系中,各轮齿数为z1=20,z2=40,z2'
=20,z3=30,z3'
=20,z4=40。
试求传动经i14,并问:
如面变更i14的符号,可采取什么措施?
2、在图示自动化照明灯具的传动装置中,已知输入轴的转速n1=19.5r/min,各齿轮的齿数为z1=60,z2=z3=30,z4=z5=40,z6=120。
求箱体B的转速nB。
3、在图示双速传动装置中,A为输入轴,H为输出轴,z1=40,z2=20,z3=80。
合上C而松开B时为高速挡;
脱开C而刹紧B时为低速挡;
同时脱开C和B时为空挡。
求前两挡的iHA=
并讨论空挡时ωH与ωA关系。
4、在图示输送带的减速器中,已知z1=10,z2=32,z3=74,z4=72,z2'
=30及电动机的转速为1450r/min,求输出轴的转速n4。
5、在图示自行车里程表的机构中,C为车轮轴。
已知各轮的齿数为z1=17,z3=23,z4=19,z4'
=20及z5=24。
设轮胎受压变形后使28in车轮的有效直径约为0.7m。
当车行一千米时,表上的指钢刚好回转一周,求齿轮2的齿数。
题5图题6图
6、在图示减速装置中,齿轮1固定于电动机M轴上,而该电动机安装在行星架H上。
已知各轮齿数为z1=z2=20,z3=60,z4=90,z5=210,电动机转速(相对于行星架H的转速)n1H=1440r/min,求nH。
第六章间歇运动机构
1、试阐述联接共平面轴的双万向轴节恒速比传支斩两个条件。
2、试举出双万向联轴节的两个应用场合。
3、何谓槽轮机构的运动系数
1、有一槽轮机构,已知:
槽数z=4,中心距d=100mm,拨盘上装有一个圆销,试求:
(1)该槽轮机构的运动系数τ;
(2)当拨盘以ω1=100rad/s等角速逆时针方向转动时,槽轮在图示位置(
=30°
)的角速度ω2和角加速度ε2。
2、图示螺旋机构,构件1与2组成螺旋副A,其导程pA=2.5mm,构件1与3组成螺旋副B,其导程pB=3mm,螺杆1转向如图所示,如果要使2、3由距离H1=100mm快速趋近至H2=78mm,试确定螺旋副A、B的旋向及1应转几圈?
3、在六角车床的六角头外槽轮机构中,已知槽轮槽数z=6,运动时间是静止时间的两倍,求应该设计几个圆销。
第七章机器的运转及速度波动的调节
1、什么要进行机器的速度调节?
2、周期性速度波动”与“非周期性速度波动”的特点,它们各用什么方法来调节?
3、为什么要建立等效力,等效质量,等效力矩、等效转动惯量的概念?
它们是怎样求得的?
它们的性质如何?
当机组的真实运动尚不知道时也能求出?
4、在飞轮设计求等效力或等效力矩时是否要考虑惯性力?
5、为减轻飞轮的重量,飞轮最好安装在何处?
1、图示铰链四杆机构,已知l1=100mm,l2=390mm,l3=200mm,l4=250mm,若阻力矩M3=100N·
m。
试求:
(1)当
时,加于构件1上的等效阻力矩Mer。
(2)当
2、在图示的行星轮系中,已知各轮的齿数z1=z2'
=20,z2=z3=40;
各构件的质心均在其相对回转轴线上,且J1=0.01kg·
m2,J2=0.04kg·
m2,J2'
=0.01kg·
m2,JH=0.18kg·
m2;
行星轮的质量m2=2kg,m2'
=4kg,模数m=10mm。
求由作用在行星架H上的力矩MH=60N·
m换算到轮1的轴O1上的等效力矩M以及换算到轴O1上的各构件质量的等效转动惯量J。
3、在某机械系统中,取其主轴为等效构件,平均转速nm=1000r/min,等效阻力矩Mr(
)如图所示。
设等效驱动力矩Md为常数,且除飞轮以外其他构件的转动惯量均可略去不计,求保证速度不均匀系数δ不超过0.04时,安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。
设该机械由电动机驱动,所需平均功率多大?
如希望把此飞轮转动惯量减小一半,而保持原来的δ值,则应如何考虑?
4、某机械换算到主轴上的等效阻力矩Mr(
)在一个工作循环中的变化规律如图所示。
设等效驱动力矩Md为常数,主轴平均转速nm=300r/min。
速度不均匀系数δ≤0.05,设机械中其他构件的转动惯量均略去不计。
求要装在主轴上的飞轮转动惯量JF。
第八章机械的平衡
1、刚性回转件静平衡的充要条件是什么?
2、刚性回转件动平衡的充要条件是什么?
3、刚性回转件静平衡与动平衡的关系是什么?
4、在刚性回转件的平衡问题中,何谓质径积?
5、何谓平衡力或平衡力矩?
平衡力是否一定是驱动力?
5、摩擦角
及摩擦圆大小各与哪些因素有关?
1、图示转轴系统,各不平衡质量皆分布在回转线的同一轴向平面内,m1=2.0kg、m2=1.0kg、m3=0.5kg,r1=50mm、r2=50mm、r3=100mm,各载荷间的距离为lL1=100mm、l12=200mm、l23=100mm,轴承的跨距l=500mm,转轴的转速为n=1000r/min,试求作用在轴承L和R中的动压力。
2、图示为一行星轮系,各轮为标准齿轮,其齿数z1=58,z2=42,z2'
=44,z3=56,模数均为m=5,行星轮2-2’轴系本身已平衡,质心位于轴线上,其总质量m=2kg。
问:
(1)行星轮2-2’轴系的不平衡质径积为多少kg·
mm?
(2)采取什么措施加以平衡?
第九章机械零件设计概论
1、机械设计的基本要求包括哪些方面?
2、机械设计的一般程序如何?
3、对机械零件设计有哪些一般步骤?
4、对机械零件设计有哪些常用计算准则?
5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求:
习题1
1.何谓机械零件的失效?
何谓机械零件的工作能力?
2.机械零件常用的计算准则有哪些?
1、静应力与变应力的区别?
静应力与变应力下零件的强度计算有何不同?
2、稳定循环变应力的种类有哪些?
画出其应力变化曲线,并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。
3、静应力是否一定由静载荷产生?
变应力是否一定由变载荷产生?
4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些?
机械零件疲劳强度与哪些因素有关?
5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图?
6、相对于材料,影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?
综合影响因素Kσ的表达式为何?
如何作零件的简化极限应力图?
7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响?
8、按Hertz公式,两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关?
1.某材料的对称循环弯曲疲劳极限
MPa。
取循环基数N0=5×
106,m=9,试求循环次数N分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
2.已知材料的机械性能为σs=260MPa,σ-1=170MPa,ψσ=0.2,试绘制此材料的简化根限应力线图。
3.圆轴轴肩处的尺寸为:
D=54mm,d=45mm,r=3mm。
如用上题中的材料,设其强度极限B=420MPa,试绘制此零件的简化极限应力线图,零件的βσ=βq=1。
4.如上题中危险剖面上的平均应力σm=20MPa,应力幅σa=30MPa,试分别按①
=C,②σm=C,求出该载面的计算安全系数Sca。
第十章联接
1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时,每个螺栓所受的载荷是。
①相等的;
②与到几何中心距离成正比;
③与到几何中心距离成反比;
④都不变
2、在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工,这是为了。
①不致损伤螺栓头和螺母;
②增大接触面积,不易松脱;
③防止产生附加偏心载荷;
④便于装配。
3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式
,Q为。
①工作载荷;
②预紧力;
③预紧力+工作载荷;
④工作载荷+残余预紧力。
4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状,这主要是为了。
①美观;
②受力最小;
③联接方便;
④接合面受力较均匀。
5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时,预紧力QP比一般值提高30%,这是考虑了。
①螺纹上的应力集中;
②螺栓杆横截面上的扭转应力;
③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性;
④螺纹毛刺的部分挤压。
6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点?
7、为什么大多数螺纹联接都要预紧?
预紧力QP过小后果是什么?
预紧力QP过大有什么结果?
8、简述提高螺纹联接强度的四种措施:
9、若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度,试作力和变形图说明之。
10、举二种常用螺纹联接的类型,并分别说明应用场合?
11、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种?
(各举出二例)。
12、螺旋传动有哪些类型?
滚珠螺旋传动有何特点?
1.如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图:
(1)当工作载荷为2000N时,求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。
(2)若被联接件间不出现缝隙,最大工作载荷是多少?
2.如图所示支承杆用三个M12铰制孔螺栓联接在机架上,(铰孔直径d0=13mm)若螺杆与孔壁的挤压强度足够,试求作用于该悬壁梁的最大作用力F。
(不考虑构件本身的强度,螺栓材料的屈服极限σs=600MPa,取剪切安全系数nτ=2.5)。
3.如图凸缘联轴器,用六个普通螺栓联接,螺栓分布在D=100mm的圆周上,接合面摩擦系数f=0.16,防滑系数KS=1.2,若联轴器传递扭矩为150N·
m,试求螺栓螺纹小径。
(螺栓[σ]=120MPa)
1、平键联接的可能失效形式为。
①疲劳点蚀;
②弯曲疲劳破坏;
③胶合;
④压溃、摩损、剪切破坏等
2、楔键联接与平键联接相比,前者对中性。
①好;
②差;
③相同;
④无法比较
3、半圆键联接具有特点。
①对轴强度削弱小;
②工艺性差、装配不方便;
③调心性好;
④承载能力大
4、渐开线花键的定心方式有哪些?
5、花键联接与平键联接相比,有哪些特点?
习题2
如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮,分别用键与减速器的低速轴相联接。
试选择两处键的类型及尺寸,并校核其联接强度。
已知轴的材料为45号钢,传递的转矩T=1000N·
m,齿轮用锻钢制成,半联轴器用灰铸铁制成,工作时有轻微冲击。
1、按工作要求铆缝分哪些类型?
2、常用焊接方法有哪些?
焊缝的类型有哪些?
3、胶接接头应如何设计?
如何选择
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 机械设计 基础上