1、概念題-填空20%2022-3-81練習題一：計算分析題練習題一：計算分析題 80%1.1.機構自由度計算機構自由度計算2.2.四桿機構設計四桿機構設計3.3.齒輪尺寸計算齒輪尺寸計算4.4.齒輪軸向力方向判定齒輪軸向力方向判定5.5.混合輪系傳動比計算混合輪系傳動比計算6.6.滾動軸承壽命計算滾動軸承壽命計算7.7.軸系結構指錯軸系結構指錯8.8.其他：凸輪、齒輪強度、螺栓聯接等等其他：凸輪、齒輪強度、螺栓聯接等等2022-3-82 設計一曲柄搖桿機構。已知搖桿設計一曲柄搖桿機構。已知搖桿L LDCDC=30mm=30mm，搖桿，搖桿的兩個極限位置為的兩個極限位置為1 1=50=50,2 2

2、=130=130( (與與t-tt-t線夾線夾角角),),要求行程速比系數要求行程速比系數K=1.4,K=1.4,鉸鏈鉸鏈A A在在t-tt-t線上。試線上。試用作圖法求出曲柄用作圖法求出曲柄ABAB的長度的長度L LABAB、連桿、連桿BCBC的長度的長度L LBCBC以及機架的長度以及機架的長度L LADAD。 ( (取比例尺取比例尺l l =1mm/mm)=1mm/mm)=30 =30 曲柄曲柄L LABAB=16 mm=16 mm連桿連桿L LBCBC=45 mm=45 mm機架機架L LADAD=37 mm=37 mm 問題：問題： b+a和和b-a中的中的a、b分別代表什么長度？分

3、別代表什么長度？ b+a和和b-a的夾角是什么？的夾角是什么？2022-3-832022-3-84 設計一擺動導桿機構。機架AC的長度LAC=50mm ，導桿BC的行程速比系數K=1.5，求曲柄長度LAB。 解：由行程速比系數K求極位夾角 =180 o(K1)/(K1) =180 o(1.51)/(1.51)=36o 曲柄lAB=lACsin(/2)=50sin180=15.45mm2022-3-852022-3-86也可以作圖法：作角度DAB=極位夾角， =1800*(K-1)/(K+1),畫出角平分線，畫出機架AC，作AB的垂直線CB設計一偏置式曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程長度S=60mm

4、，偏心距e=15mm，行程速比系數K=11/7，用作圖法求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC。（取比例尺1:1）見筆記活書上練習題, =1800*(K-1)/(K+1)=4002022-3-872022-3-88E虛約束虛約束F=342 51 = 1 2022-3-89F=342 511B局部自由度局部自由度2022-3-810D局部自由度局部自由度B復合鉸鏈復合鉸鏈E虛約束虛約束F=362 81 = 12022-3-811F=372 91 = 2A局部局部D復合鉸鏈復合鉸鏈K虛約束虛約束2022-3-812 m =4 (mm)=4 (mm)r1 =60=60 r2 =80=80rb1=56.

5、38 =56.38 rb2=75.18=75.18ra1=64 =64 ra2=84=842022-3-813a=m*(z1+z2)/2, m=2a/(z1+z2)=2*140/(30+40)=4mmr1=m*z1/2=4*30/2=60mmr2=m*z2/2=4*40/2=80mmrb1=r1*cos200=60*cos200=56.38mmrb2=r2*cos200=80*cos200=75.18mmra1=m*(z1+2*ha*)/2=4*(30+2)/2=64mmra2=m*(z2+2*ha*)/2=4*(40+2)/2=84mm2022-3-814 2022-3-815a=m*(z1

6、+z2)/2, i12=n1/n2=z2/z1z1=z2/i12=60/3=20m= 2a/(z1+z2)=2*160/(20+60)=4mmr1=m*z1/2=4*20/2=40mmrb1=r1*cos200=40*cos200=37.59mms=m*/2=4*/2=6.28mma*cos200=a*cos, 所以 160* cos200=164*cos, 2022-3-816=23.540, 某標準外嚙合直齒圓柱齒輪傳動的Z1=40，Z2=80，=20，=5mm，ha*=1，求：重合度？如果改成內嚙合直齒圓柱齒輪傳動呢？ 答：=0.932022-3-81700*1111154.231402

7、0cos40arccoscosarccoscosarccosaaahZZrr00*2222286.2118020cos80arccoscosarccoscosarccosaaahZZrr22086.21802054.2340200002211tgtgtgtgtgtgZtgtgZaa解： =0.931, 不滿足連續傳動條件。 =0.0171, 不滿足連續傳動條件。 2022-3-81900*1111154.2314020cos40arccoscosarccoscosarccosaaahZZrr00*2222286.2118020cos80arccoscosarccoscosarccosaaahZ

8、Zrr22086.21802054.2340200002211tgtgtgtgtgtgZtgtgZaa內嚙合時：=0.0171, 不滿足連續傳動條件。 2022-3-820a=mt*(z1+z2)/2, mt=2a/(z1+z2)=2*200/(30+166)=2.0408mmd1=mt*z1=2.0408*30=61.22mmd2=mt*z2=2.0408*166=338.78mmdf1=d1-2.5mn=61.22-2.5*2=56.22mmdf2=d2-2.5mn=338.78-2.5*2=333.78mmmn=mt/cos, cos=mn/mt=2/2.0408=0.98=11.479

9、0, zv1=z1/cos3=30/(cos11.4790)3=31.87zv2=z2/cos3=166/(cos11.4790)3=176.372022-3-821h=2.25*mn=2.25*2=4.5mm2022-3-8222022-3-823確定斜齒輪確定斜齒輪1 1的轉動方向（已知蝸輪的轉動方向（已知蝸輪4 4右旋）；右旋）；確定斜齒輪確定斜齒輪1 1、2 2的旋向的旋向；畫出輪畫出輪1 1、4 4的各個分力方向。的各個分力方向。2022-3-824 右圖所示傳動中，蝸桿(右旋)主動，轉向如圖。為使II軸上的軸向力能相互抵消部分，請在圖上標出： 蝸輪的旋向； 蝸輪所受軸向力方向； I

10、I軸上的圓錐齒輪應如何配置？答：圓錐齒輪3應配置在右側2022-3-8252022-3-826 齒數齒數模數模數齒寬齒寬許用接觸應力許用接觸應力小齒輪小齒輪Z1=21=3 mmb1=100 mmH1=480 MPa大齒輪大齒輪Z2=105=3 mmb2=95 mmH2=430 MPa 已知某單級直齒圓柱齒輪減速器中一對齒輪的參數如下表： 若工作時小齒輪轉速為n1=1450rpm，并取載荷系數K=1.3，ZEZH=460，試按接觸疲勞強度條件計算該減速器能夠傳遞的最大功率P？ 解：取b=b2=95 mm H取= H2=430 MPa d1=mZ1=321=63 mm u=i=Z2/Z1=105/

11、21=5 H=ZEZH（2KT1/bd12）1/2 (i+1)/i1/2 T1=(b d12/2K) (H/ ZEZH)2i/(i+1) =(95632/2/1.3) (430/460)25/(5+1)=105602 N.mm P= T1n1/9.55/106 =1056021450/9.55/106=16kw 2022-3-827有一對標準直齒圓柱齒輪， 已知齒輪的模數m=3 mm，大小齒輪的參數為：Z1=25，Z2=60， b=150 mm；查得Fa12.72，Sa11.58，Fa22.32，Sa21.76；許用彎曲應力F1320Mpa，F2300Mpa；并且算得大齒輪的齒根彎曲應力F22

12、80Mpa。請經過計算后回答： 兩個齒輪的彎曲疲勞強度是否足夠？ 哪一個齒輪的彎曲疲勞強度高？2022-3-8282022-3-829221121SaFaSaFaFFYYYY76. 132. 258. 172. 22801F,所以 =294.7Mpa所以強度不夠2022-3-839 被聯接件用兩個普通緊螺栓聯接，已知被聯接件被聯接件用兩個普通緊螺栓聯接，已知被聯接件所承受的橫向外載荷所承受的橫向外載荷F FR R=18800N=18800N，接合面間的摩擦系，接合面間的摩擦系數為數為=0.2=0.2，可靠性系數，可靠性系數C =1.2C =1.2，螺栓許用拉應力，螺栓許用拉應力 =160Mpa

13、 =160Mpa。試求所需螺栓的規格。試求所需螺栓的規格。 問題問題 將公式中的將公式中的 FR 誤作誤作 P/2=18800/2=9400NP/2=18800/2=9400N2022-3-8402022-3-841寫出計算流體動力潤滑滑動軸承的一維雷諾方程，并分析流體動力潤滑（即形成動壓油膜）的必要條件有哪些？3條條件。見筆記 B-15.本題圖示A、B、C、D、E五種情況是否都能建立流體動力潤滑？請分別簡述理由？答：B可以，A、C、D不行2022-3-842結構指錯練習結構指錯練習 M2022-3-843結構指錯練習結構指錯練習 N2022-3-844結構指錯練習結構指錯練習 P2022-3

14、-845結構指錯練習結構指錯練習 Q2022-3-846下圖所示某減速器主軸兩端采用一對30207軸承支承。軸承上的徑向載荷R11780N，軸承上的徑向載荷R22300N，軸向外載F260N（方向如圖）已知軸承參數如下表，軸承工作轉速n=1440 rpm，fp=1.2， 要求軸承的壽命不低于20000小時，試校驗該對軸承是否合用？2022-3-8472022-3-84830207型 e A/Re A/Re C壽命指數S=0.3125R0.38X=1 Y=0X=0.4 Y=1.629400 N 10/3S1 =0.3125R1= 0.31251780=556.25 N S2 =0.3125R2=

15、 0.31252300=718.75 N S1 、S2方向“面對面” 軸承1“壓緊”： Fa1= max556.25,718.75+260=978.75 N軸承2“放松”： Fa2 = max718.75,556.25-260 = 718.75 N 2022-3-849Fa1/R1=978.75/1780=0.55e X1=0.4 Y1=1.6 Fa2/R2=718.75/2300=0.3125=e X2=1 Y2=0 P1= (X1 R1+ Y1Fa1)= (0.4*1780+1.6978.75)=2278 N P2= (X2 R2+ Y2 Fa2)= (12300+0)=2300 N 20

16、22-3-850Lh1=(16667/n)(C/k/P1)10/3 =(16667/1450)(29400/3417) 10/3=1500320000 不合用Lh2=(16667/1450)(29400/3450) 10/3=14529.5ee時，時，x=0.4x=0.4，y=1.6 (e=0.375) y=1.6 (e=0.375) 。 試計算：試計算： (1)(1)軸承軸承1 1和軸承和軸承2 2的軸向載荷的軸向載荷F Fa1a1和和F Fa2 a2 ； (2)(2)軸承軸承1 1和軸承和軸承2 2的當量動載荷的當量動載荷P P1 1和和P P2 2。 (3)(3)判斷哪個軸承額定壽命較短

17、。判斷哪個軸承額定壽命較短。F Fa1a1=1655N F=1655N Fa2a2=625N=625NP P1 1=4248N P=4248N P2 2=2000N=2000N 軸承軸承1(P1(P大大) ) 提示提示 軸承軸承1在右邊（與習慣不同）在右邊（與習慣不同） PxFr+yFa 錯寫成錯寫成 P xFa+yFr 2022-3-8542022-3-855手動絞車采用蝸桿傳動，手動絞車采用蝸桿傳動， Z1=1，Z2=40，m=8mm，q=8，卷筒直徑，卷筒直徑D=200mm，試，試問：問： 欲使重物上升欲使重物上升1000mm，手柄應轉多，手柄應轉多少轉？在圖上標出手柄的轉向。少轉？在圖

18、上標出手柄的轉向。 若蝸桿于蝸輪間的當量摩擦系數若蝸桿于蝸輪間的當量摩擦系數fV=0.2，該傳動的嚙合效率，該傳動的嚙合效率1為多少？該為多少？該傳動是否能自鎖？傳動是否能自鎖？ 若起重量若起重量=104N，人手推力，人手推力=200N，手柄長度是多少？手柄長度是多少？ 答：答：(1)63.7轉轉 (2)1=37.5 自鎖自鎖 (3)L=333 mm2022-3-8562022-3-857某帶傳動。單根帶傳遞最大功率P=4.1kw，小帶輪的直徑d1=200mm，轉速n1=1440rpm，包角a1=135，帶與帶輪間的摩擦系數f=0.32。試計算滿負載工作時的緊松邊拉力F1和F2以及有效拉力（有效圓周力）Fe？2022-3-8582022-3-859N