自动机械设计第七章习题
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1. 单项选择1- 1 重要的轴类零件的毛坯通常应选择(①铸件②锻件③棒料④管材1-2普通机床床身的毛坯多采用(①铸件②锻件③焊接件1- 3基准重合原则是指使用被加工表面的(②设计②工序③测量④装配1- 4箱体类零件常采用(①一面一孔②一面两孔)作为统一精基准。
③两面一孔④两面两孔第七章练习题)°④冲压件)基准作为精基准1- 5 经济加工精度是在()条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。
①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工1- 6 铜合金7级精度外圆表面加工通常采用()的加工路线。
①粗车② 粗车-半精车③ 粗车-半精车-精车④ 粗车-半精车-精磨1- 7 淬火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是()。
①粗车一半精车一精车② 粗车一半精车一精车一金刚石车③ 粗车一半精车一粗磨④ 粗车一半精车一粗磨一精磨1- 8 铸铁箱体上620H7孔常采用的加工路线是()。
① 粗镯一半精镯一精镯② 粗镯一半精镯一皎③ 粗镯一半精镯一粗磨④ 粗镯一半精镯一粗磨一精磨1- 9 为改善材料切削性能而进行的热处理工序(如退火、正火等),通常安排在(进行。
①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工前1- 10 工序余量公差等于()。
①上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和②上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差③上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一④上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一①增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和1- 11直线尺寸链采用极值算法时,其封闭环的下偏差等于(-可编辑修改-② 增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 ③ 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 ④ 增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和1- 12 直线尺寸链采用概率算法时,若各组成环均接近正态分布,则封闭环的公差等于 ( )。
② 各组成环中公差的最小值 ④各组成环公差平方和的平方根1-13 用近似概率算法计算封闭环公差时, k 值常取为()①0.6〜0.8 ②0.8〜1③1〜1.2 ④1.2〜1.41-15 工艺路线优化问题实质上是( )问题。
第7章作业7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么?7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节?答: 当作用在机械上的驱动力(力矩)周期性变化时,机械的速度会周期性波动。
机械的速度波动不仅影响机械的工作质量,而且会影响机械的效率和寿命。
调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。
7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动,为什么?答: 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量,因而要使其转速发生变化.就需要较大的能量,当机械出现盈功时,飞轮轴的角速度只作微小上升,即可将多余的能量吸收储存起来;而当机械出现亏功时,机械运转速度减慢.飞轮又可将其储存的能量释放,以弥补能最的不足,而其角速度只作小幅度的下降。
非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。
当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等,机械就会越转越快或越转越慢.而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况,起不到调速的作用,所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。
7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用?解: 因为安装飞轮后,飞轮起到一个能量储存器的作用,它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。
对于锻压机械来说,在一个工作周期中,工作时间很短.而峰值载荷很大。
安装飞轮后.可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷,从而可以选用较小功率的原动机来拖动,达到节能的目的,因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。
7—5由式J F =△W max /(ωm 2 [δ]),你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答:①当△W max 与ωm 一定时,若[δ]下降,则J F 增加。
所以,过分追求机械运转速度的均匀性,将会使飞轮过于笨重。
②由于J F 不可能为无穷大,若△W max ≠0,则[δ]不可能为零,即安装飞轮后机械的速度仍有波动,只是幅度有所减小而已。
机械设计・7习题+D一、填空题:1. 若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变,增加两轮的齿数和,则弯曲强度_____________ 接触强度 _______________ 。
2. 闭式软齿面齿轮传动首先按____________ 强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核_____________ 强度。
3. 在齿轮传动中,当其它条件不变,作用于齿轮轮齿上的载荷增加为2倍时,弯曲应力增加为__________ ■咅;接触应力增加为_____ ■咅。
4. 在单向转动的齿轮上,由于齿轮的弯曲疲劳强度不够所产生的疲劳裂纹,一般容易在轮齿的______________ 先出现和扩展。
5. 齿轮的主要失效形式有__________ 、______________ 、____________ 、6. 在齿轮传动设计中,齿宽系数d减小,则齿向载荷分布(不均)系数K ____________ 。
7. 轮齿齿面塑性变形破坏的原因是___________________________________ ,预防措施是_____________________________________________________ 。
8. 标准直齿圆柱齿轮传动,轮齿弯曲强度计算中的齿形系数只决定于—。
9. 轮齿齿面塑性变形破坏的原因是______ 、 _____ ;特点为_____ 、______ ;预防措施是_________________ 、 _______________________ 。
10. 选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法,主要与_____________ 关。
二、单项选择题:1. 圆柱齿轮传动,当齿轮直径不变,而增加齿数时,可以____________ 。
A. 提高轮齿的弯曲强度B.提高齿面的接触强度C.改善传动的平稳性和降低振动噪声D.提高抗磨损寿命2. 选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法与_________ 关。
机械设计基础第七章-(带目录)机械设计基础第七章:机械传动系统设计1.引言机械传动系统是机械设计中至关重要的一部分,它将动力从发动机传递到工作部件,以实现机械设备的各种运动和功能。
机械传动系统的设计直接影响到机械设备的性能、效率和可靠性。
本章将介绍机械传动系统的基本原理、类型和设计方法。
2.机械传动系统的基本原理机械传动系统主要由传动元件和传动介质组成。
传动元件包括齿轮、皮带轮、链条等,它们通过传动介质(如齿轮油、皮带、链条)将动力传递到工作部件。
机械传动系统的基本原理是利用传动元件的几何形状和相对运动来实现力的传递和运动的变化。
3.机械传动系统的类型机械传动系统根据传动介质的不同,可以分为齿轮传动、皮带传动、链条传动和液压传动等几种类型。
齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递动力和运动,具有传动效率高、精度高和可靠性好等优点。
皮带传动是利用皮带的摩擦力来传递动力和运动,具有结构简单、噪音低和维护方便等优点。
链条传动是利用链条的啮合来传递动力和运动,具有承载能力强、传动效率高等优点。
液压传动是利用液体的压力来传递动力和运动,具有传递力矩大、响应速度快和易于实现远程控制等优点。
4.机械传动系统的设计方法(1)确定传动系统的类型和参数:根据机械设备的性能要求和工作条件,选择合适的传动系统类型,并确定传动系统的参数,如传动比、转速、功率等。
(2)选择传动元件:根据传动系统的参数和工作条件,选择合适的传动元件,如齿轮、皮带轮、链条等。
(3)设计传动介质:根据传动系统的类型和工作条件,设计合适的传动介质,如齿轮油、皮带、链条等。
(4)校核传动系统的性能:通过计算和分析,校核传动系统的性能,如传动效率、承载能力、寿命等。
5.机械传动系统的设计实例以齿轮传动系统为例,介绍机械传动系统的设计方法。
根据机械设备的性能要求和工作条件,确定传动系统的类型和参数,如传动比、转速、功率等。
然后,选择合适的齿轮,并根据传动比和转速计算齿轮的模数和齿数。
第5章 带传动与链传动5-1 带传动的弹性滑动是怎样产生的?能否防止?对传动有何影响?它与打滑有何不同?答:带传动的弹性滑动是由于带的弹性和拉力差而引起的带和带轮面间的局部的、微小的相对滑动,这是摩擦型带传动正常工作时的固有特性,是不可防止的。
弹性滑动导致传动效率降低、带磨损、传动比不准确。
打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动,使传动失效。
打滑为非正常的工作状态,是必须防止也是可以防止的。
5-2带传动的中心距为什么要限制在一定的范围?答:带传动的中心距之所以要限制在一定的范围,是因为:1〕假设中心距过小,虽结构紧凑,但小带轮的包角太小,导致摩擦力和传动能力降低;2〕中心距过小,使带的长度过短,带的工作频率增加,降低带的疲劳强度和工作寿命;3〕中心距假设过大,不仅结构不紧凑,且皮带松边下垂,高速传动时易引起带的颤抖。
5-3.多根V 带传动时,假设发现一根已坏,应如何处置?答:多根V 带传动时,即使只发现一根已坏,也应该同时更换新的V 带,不可新旧混用。
5-4 已知一V 带传动,小带轮直径d 1d =160mm,大带轮直径d 2d =400mm ,小带轮转速n 1=960min r ,滑动率2=ε00,试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速损失。
解: 假设无弹性滑动,大带轮的理想转速n 2应为:1122n d 960160n 384(r /min)d 400⨯=== 所以,由弹性滑动引起的大带轮的转速损失为:2n =3840.02=7.68(r /min)ε⨯5-5 为什么链传动具有运动不平稳性?答:由于链传动的多边形效应,使其瞬时速度和瞬时传动比周期性变化,从而引起动载荷,所以链传动具有运动不平稳性。
5-6 为什么链条节数常取偶数,而链轮齿数取为奇数?答: 因为假设链节数为奇数,则需要采用过渡链节,当链条受拉时,过渡链节的弯链板承受附加的弯矩作用,强度降低,所以链节数常取为偶数。
正因为链节数常为偶数,为使磨损均匀,链轮齿数一般取为奇数。
基本概念自测题一、填空题1、轮系的主要功用是:_________、_________、_________、_________。
2、定轴轮系是指__________________,周转轮系是指__________________。
3、定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动中_____动轮齿数的乘积与______动轮齿数乘积之比。
4、定轴轮系中从动轮转向可用画_________的方法来确定;只有轮系中各齿轮轴线全都_________时,才能在传动比计算公式中用(-1)m确定从动轮转向。
5、周转轮系中,轴线位置固定的齿轮称为_________轮或_________轮,而轴线位置变动的齿轮称为_________轮,支持行星轮自转的构件称为_________,又称_________杆或__________________架。
6、周转轮系是由行星轮、中心轮和转臂组成的,每个单一的周转轮系具有_________个转臂,中心轮的数目_________,且转臂与中心轮的几何轴线必须_________。
7、单一周转轮系不能直接用定轴轮系求解传动比,而是要用_________法使原周转轮系成为_________轮系后再用定轴轮系公式求解。
8、转化轮系传动比计算公式中iH13不是i13=n1/n3,而是nH1/nH3,nH1=_________,nH3=_________。
9、行星轮系的自由度=_________,差动轮系的自由度=_________,行星轮系中必有一个_________是固定不动的。
10、既有定轴轮系又有单一周转轮系的称_________轮系。
11、求解混合轮系的传动比首先必须正确地把混合轮系划分为_________轮系和各个_________轮系,并分别列出它们的_________计算公式,找出其相互联系,然后_________。
12、机械摩擦无级变速器通过改变接触点(区)到两轮回转轴线的距离,从而改变两轮的_________半径,使传动比连续_________。
第7章 齿轮传动答案一、 思考题 二、 习题12、一对闭式软齿面直齿轮传动,其齿数与模数有两种方案:1)mm m 4=,201=z ,602=z ;2)mm m 2=,401=z ,1202=z ,其它参数都一样。
试问:(1)两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同?(2)若两种方案的弯曲强度都能满足,则哪种方案比较好?答:(1)两种方案的接触强度相同,弯曲强度不同,1)方案弯曲强度较高。
(2) 2)方案较好。
在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些,齿数增多使重合度增加,改善了传动平稳性和载荷分配情况。
m 小,滑动速度小,降低了磨损和胶合的可能性,同时也节省材料。
3、一对齿轮传递的转矩为T ,如其它条件不变,当齿宽b 或中心距a (小轮分度圆直径d 1)分别增大一倍时,分析各对接触应力σH 有何影响。
答:由u u ba KT 321H1335)(±=σ[]σσH E HH =⋅+Z Z KT bd u u 21112≤可见: 若'=b b 2,则'==σσσH H H 220707.,所以接触应力减小。
若'='=d d 11205,则σσH H .,所以接触应力减小为原来的12。
4、设计一单级圆柱齿轮减速器,根据强度及传动要求,已取定z 1=42,z 2=106,m =4mm ,为使中心距符合标准,取a =300mm 。
试问:1)若采用直齿轮传动应如何设计?2)若采用斜齿轮传动应如何设计?解:1)标准齿轮的中心距a m z z =+=⨯+=2424210629612()()mm ,小于实际中心距,故采用正角变位齿轮传动。
2)斜齿轮传动,由a m z z =+n ()cos 122β得cos ().β=⨯+⨯=4421062300098667,β=︒=︒'937922.5.一对斜齿圆柱齿轮传动,由强度设计得:m n =3mm ,z 1=25,z 2=75,β=8︒06'34"。
7-1解:(1)先求解该图功的比例尺。
(2 )求最大盈亏功。
根据图7.5做能量指示图。
将和曲线的交点标注,,,,,,,,。
将各达达所围的面积分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-”号,然后根据各自达达盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图(图7.6)如下:首先自向上做,啊啊达达的盈功;其次作向下啊啊达达的亏功;依次类推,直到画完最后一个封闭矢量。
由图知该机械系统在达达出现最大盈亏功,其绝对值为:(3 )求飞轮的转动惯量曲轴的平均角速度:;系统的运转不均匀系数:;则飞轮的转动惯量:图7.5图7.67-2图7.7 图7.8解:(1)驱动力矩。
因为给定为常数,因此为一水平直线。
在一个运动循环中,驱动力矩所作的功为,它相当于一个运动循环所作的功,即:因此求得:(2)求最大盈亏功。
根据图7.7做能量指示图。
将和曲线的交点标注,,,。
将各达达所围的面积分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-”号,然后根据各自达达盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图(图7.8)如下:首先自向上做,啊啊达达的盈功;其次作向下啊啊达达的亏功;然后作向上啊啊达达的盈功,至此应形成一个封闭达达。
由图知该机械系统在达达出现最大盈亏功。
欲求,先求图7.7中的长度。
如图将图中线1和线2延长交于点,那么在中,相当于该三角形的中位线,可知。
又在中,,因此有:,则根据所求数据作出能量指示图,见图7.8,可知最大盈亏功出现在段,则。
(3)求飞轮的转动惯量和质量。
7-3解:原来安装飞轮的轴的转速为,现在电动机的转速为,则若将飞轮安装在电动机轴上,飞轮的转动惯量为:7-4解:(1)求安装在主轴上飞轮的转动惯量。
先求最大盈亏功。
因为是最大动能与最小动能之差,依题意,在通过轧辊前系统动能达到最大,通过轧辊后系统动能达到最小,因此:则飞轮的转动惯量:(2)求飞轮的最大转速和最小转速。
(3)因为一个周期内输入功和和输出功相等,设一个周期时间为,则:,因此有:。
7-5 解:图7.9 一个周期驱动力矩所作的功为:一个周期阻力矩所作的功为:又时段内驱动力矩所做的功为:因此最大盈亏功为:机组的平均角速度为:机组运转不均匀系数为:故飞轮的转动惯量为:7-6答:本书介绍的飞轮设计方法,没有考虑飞轮以外其他构件动能的变化,而实际上其他构件都有质量,它们的速度和动能也在不断变化,因而是近似的。
1.什么是弹性滑动和打滑?对带传动分别有什么影响?答:由于带的弹性及其在带轮两边的拉力差引起的相对滑动称为弹性滑动,使带传动的传动比不准确;打滑指由于某种原因机器出现过载,引起带在带轮面上的全面滑动,从动轮转速急剧降低甚至停止转动,造成传动失效。
3.带传动的主要失效形式是什么?带传动的设计准则是什么?答:带传动的主要失效形式是带在带轮面上的打滑和带的疲劳破坏。
带传动的设计准则是保证在不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和工作寿命。
4. 带传动安装时,为什么要张紧?常见的张紧装置有哪几种?答:(1)带传动工作时依靠带和带轮之间的摩擦来传递运动和动力,因此需要一定的张紧力;(2)利用电动机的自重和调整螺钉调整带的拉力实现张紧;使用张紧轮。
5. 链传动的速度不均匀性是什么原因引起的?如何减轻这种不均匀性?答:(1)刚性链节在链轮上呈多边形分布,在链条每转过一个链节时,链条前进的瞬时速度周期性变化,链条垂直于运动方向的分速度也相应作周期性变化,从而产生“多边形效应”,使链传动的速度不均匀。
(2)选取小节距的链条,有利于降低链传动的运动不均匀性。
7. 已知V带传动传递的功率P = 7.5kW,带速v = 10m / s,测得紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1 = 2F2,试求紧边拉力F1、有效拉力F e和张紧力F0。
答:9-1 机械平衡的目的是什么?在什么情况下刚性转子可以只进行静平衡?在什么情况下应该进行动平衡?刚性转子达到动平衡的条件是什么?答:(1)消除或减小离心惯性力,降低机械的周期性受迫振动,提高机械的工作精度和可靠性。
(2)对于轴向尺寸较小的盘状转子(通常是指宽径比b / D<0.2的构件),只需进行静平衡。
(3)对于轴向宽度很大的转子(b/D>0.2),需进行动平衡。
(4)满足离心惯性力之和以及惯性力偶矩之和都等于零,即⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F同时满足上述两条件所得到的平衡,则动平衡。
第7章部分习题解答7-1 轮齿的主要失效形式有哪几种?如何防止这些失效形式的发生?答:轮齿的主要失效形式有:轮齿折断、齿面磨损、疲劳点蚀、齿面胶合和齿面塑性变形。
防止轮齿折断的措施有:采用合适的齿轮材料和热处理方法;增大齿根过渡圆角半径和消除加工刀痕的方法,以减小齿根的应力集中;提高轴及支承的刚度,使载荷沿齿宽分布均匀;保证齿轮有足够大的模数,或采用正变位齿轮,以增大齿根的厚度等。
防止疲劳点蚀的措施有:提高齿面硬度及接触精度;降低齿面的粗糙度;提高润滑油粘度等。
防止齿面磨损的措施有:采用闭式传动;提高齿面硬度;降低齿面粗糙度;采用良好的润滑方式等。
防止齿面胶合的措施有:减小模数、降低齿高、降低滑动系数,提高齿面的硬度;降低齿面的粗糙度;采用抗胶合能力强的齿轮副材料;采用抗胶合性能好的润滑油等。
防止塑性变形的措施有:提高齿面的硬度;避免频繁启动和过载等。
7-2 在齿轮强度计算中,为什么不用名义载荷而用计算载荷?计算载荷与名义载荷的关系如何?答:计算齿轮的受力时,由齿轮传递的功率计算出的载荷称为名义载荷。
而实际工作时,由于受原动机和工作机的性能、齿轮制造和安装误差、齿轮及其支承件变形等因素的影响,齿轮上的载荷要比名义载荷大。
在计算齿轮传动的强度时,应将名义载荷乘以载荷系数,即按计算载荷进行计算。
7-3 一对软齿面圆柱齿轮传动,为什么一般应使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮的齿面硬度?答:设计中,考虑到小齿轮的齿根较薄,弯曲强度较低,且小齿轮应力循环次数比大齿轮多,为使大小齿轮寿命比较接近,一般应使软齿面小齿轮齿面硬度比大齿轮高30~50HBS,且传动比越大,其硬度差也应越大;硬齿面小齿轮齿面硬度比大齿轮高5~10HRC。
7-4 试述闭式软齿面传动、开式传动和闭式硬齿面传动的设计准则分别是什么?答:目前设计一般的齿轮传动时,通常只按齿根弯曲强度和齿面接触强度两种准则进行计算。
闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式主要是齿面点蚀,其次是轮齿折断,故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计,确定齿轮的主要几何参数后,再校核齿根弯曲疲劳强度。
7-27如图7・24的直齿圆柱齿轮减速器,长期工作,2轮和3轮输出的最大转矩门和门相等(不计摩擦损 失);各轮齿参数Zi=20, Z 2=60, Z 3=80, b=^mnt f 1轮为主动,单向回转。
如果轮1、2、3均 用45钢调质处理,8级精度,载荷平稳,后1・3,试求主动轴I 允许输入的最大转矩石。
解:齿轮1的输入转矩八,等于齿轮1向齿轮3的输出转矩八3与向齿轮2的输出转矩八2之和,即T\ = T13+ 八2。
齿轮1、3啮合处,切向力的大小相等(书上152页),齿轮1所受切向力咼3与齿轮3所受切向力E3 大小相等,B|J F t ^=F t3f 所以T }3/r 3 =(凡3*&)/ (尺3*尺3)= R\/R 3 = Z1/Z3 = 20/80 = 1/4同理,齿轮1、2啮合处,切向力相等,F t[2=F f2,所以T ]2/T 2 =(形12*&)/ (尺2*人2)= R[/R2 = Z1/Z2 = 20/60 = 1/3因为己知T 3=T 2f 所以乃3⑦2=3/4 o已知轮1、2、3均用45钢调质处理,查书上150页的表7-1,可知齿轮硬度为217-255 HBS < 350 HBS, 根据书上149页的齿轮副性能设计准则,属于闭式软齿传动,应采用接触疲劳强度设计: 兀二Z E Z 〃Z 号笋弓5匕〃](书上158页齿面接触疲劳强度条件)1. _________________________________ 按齿面接触疲劳强度设计因为瓷書煤活惴 <】,所以尬 <尬,齿轮】、2之间容易发化失效,应(2) 对于标准直齿轮,节点区域系数Z|]为2.5 (书上159页)(3) 由书上159页计算重合度的公式^=[1.88-3.2(1 +丄)]cos"计算得岛=1.67,再根据书上160页的右 Z2表 7・6,重合度系数为 Z e =[ (4一£a ) /3严=0.7771/2=0.88;(4)求许用应力[OH12]一对啮合齿轮,在任意啮合瞬时,接触应力相等(书上159页),即齿轮1、2在啮合处的接触应力均(1)来求齿轮1的输出转矩Tn 的最大值。
第七章速度波动调节
1、已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩M r如图所示,等效驱动力矩M d为常数,等效构件的最大及最小角速度分别为:ωm a x=200 rad/s,ωmin=180 rad/s。
试求:
(1)等效驱动力矩M d的大小;
(2)运转的速度不均匀系数δ;
(3)当要求δ在0.05范围内,并不计其余构件的转动惯量时,应装在等效构件上的飞轮的转动惯量J F。
2、图示为某机械等效到主轴上的等效阻力矩M r在一个工作循环中的变化规律,设等效驱动力矩M d为常数,主轴平均转速n=300r/min,等效转动惯量J=25kg⋅m2。
试求:
(1)等效驱动力矩M d;
(2)ωmax与ωmin的位置;
(3)最大盈亏功∆W max;
(4)运转速度不均匀系数δ =01.时,安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。
3、图示为作用在机器主轴上一个工作循环内驱动力矩M d的变化规律。
设阻力矩M
为常数,平均转速n m=1000r/min,试求:
r
(1)阻力矩M r;
(2)最大盈亏功∆W max;
(3)若速度不均匀系数为0.05,应装在主轴上飞轮的转动惯量J F。
机械设计制造基础第七章练习题与答案第七章练习题1. 单项选择1-1重要的轴类零件的⽑坯通常应选择(①铸件②锻件③棒料④管材)。
1-2普通机床床⾝的⽑坯多采⽤(①铸件②锻件③焊接件)。
④冲压件1-3基准重合原则是指使⽤被加⼯表⾯的()基准作为精基准。
②设计②⼯序③测量④装配1-4箱体类零件常采⽤()作为统⼀精基准。
①⼀⾯⼀孔②⼀⾯两孔③两⾯⼀孔④两⾯两孔1-5经济加⼯精度是在()条件下所能保证的加⼯精度和表⾯粗糙度。
①最不利②最佳状态③最⼩成本④正常加⼯1-6铜合⾦ 7 级精度外圆表⾯加⼯通常采⽤()的加⼯路线。
①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车-精磨1-7淬⽕钢 7 级精度外圆表⾯常采⽤的加⼯路线是()。
①粗车—半精车—精车③粗车—半精车—粗磨②粗车—半精车—精车—⾦刚⽯车④粗车—半精车—粗磨—精磨1-8铸铁箱体上φ120H7 孔常采⽤的加⼯路线是()。
①粗镗—半精镗—精镗③粗镗—半精镗—粗磨②粗镗—半精镗—铰④粗镗—半精镗—粗磨—精磨1-9为改善材料切削性能⽽进⾏的热处理⼯序(如退⽕、正⽕等),通常安排在()进⾏。
①切削加⼯②磨削加⼯之前③切削加⼯之后④粗加⼯后、精加⼯前之前1-10⼯序余量公差等于 ( )。
①上道⼯序尺⼨公差与本道⼯序尺⼨公差之和②上道⼯序尺⼨公差与本道⼯序尺⼨公差之差③上道⼯序尺⼨公差与本道⼯序尺⼨公差之和的⼆分之⼀④上道⼯序尺⼨公差与本道⼯序尺⼨公差之差的⼆分之⼀1-11直线尺⼨链采⽤极值算法时,其封闭环的下)。
偏差等于(①增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和②增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和③增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和④增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和1-12(直线尺⼨链采⽤概率算法时,若各组成环均接近正态分布,则封闭环的公差等于)。
①各组成环中公差最⼤值③各组成环公差之和②各组成环中公差的最⼩值④各组成环公差平⽅和的平⽅根1-13⽤近似概率算法计算封闭环公差时,k值常取为(①~②~1 ③ 1~④~)。
第七章习题与思考题答案7-1 什么是机械加工生产线它的主要组成类型及特点有哪些答:机械加工生产线:在机械产品生产过程中,对于一些加工工序较多的工件,为保证加工质量、提高生产率和降低成本,往往把加工装备按照一定的顺序依次排列,并用一些输送装置与辅助装置将他们连接成一个整体,使之能够完成工件的指定加工过程的生产作业线。
机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。
7-2 影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素是什么答:影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素:1)工件几何形状及外形尺寸;2)工件的工艺及精度要求; 3)工件材料;4)要求生产率;5)车间平面布置;6)装料高度。
7-3 简述机械加工生产线的设计内容和流程答:机械加工生产线的设计一般可分为准备工作阶段、总体方案设计阶段和结构设计阶段。
主要流程如下:1)制定生产线工艺方案,绘制工序图和加工示意图;2)拟定全线的自动化控制方案;3)确定生产线的总体布局,绘制生产线的总联系尺寸图;4)绘制生产线的工作循环周期表;5)生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计;6)生产线输送装置、辅助装置的选型及设计;7)液压、电气等控制系统的设计;8)编制生产线的使用说明书及维修注意事项等。
7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题如何解决这些问题答:(1)工件工艺基准选择: a、尽可能在生产线上采用统一的定位面,以利于保证加工精度,简化生产线的结构; b、尽可能采用已加工面作为定位基准;c、箱体类工件应尽可能采用“一面两销”定位方式,便于实现自动化,也容易做到全线采用统一的定位基面;d、定位基准应有利于实现多面加工,减少工件在生产线上的翻转次数,减少辅助设备数量,简化生产线构;e、在较长的生产线上加工材料较软的工件时,其定位销孔因多次定位将严重磨损,为了保证精度,可采用两套定位孔,一套用于粗加工,另一套用于精加工;或采用较深的定位孔,粗加工用定位孔的一半深度,精加工用定位孔的全部深度;f、定位基准应使夹压位置及夹紧简单可靠。
第七章间歇运动机构
思考题
1. 常用的间歇运动机构有哪几种?各有什么特点?
2. 说明齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构(超越离合器)二者间有什么共同之处?它们
能正常工作的条件各是什么?
3. 用授课教师在课上介绍的作图法设计棘轮的棘齿时,齿间角为多大?这在实际加工
中有什么意义?
4. 试设计一个在工作过程中能调节棘轮每次转过的齿数,并能使棘轮起动时减小冲击
的机构。
5. 外啮合槽轮机构常用的槽数Z = 4~8,为何多于9槽的比较少见?试根据槽数与动停
比的关系,从生产率方面来说明。
6. 画出外啮合槽轮机构的特性曲线,并据此说明外啮合槽轮机构的运动和动力特性。
7. 改善外啮合槽轮机构动力特性的方法有哪几种?它们各有什么局限性?
8. 分度凸轮机构有哪些突出的特点?它们的基本形式有哪些?
9. 与一般的圆柱凸轮相比,分度凸轮的轮廓曲线在外观上有何不同?
10. 分度凸轮机构中,凸轮的轮廓曲线为什么要进行修正?如何修正?
11. 在间歇运动机构中为什么有时需附加定位机构?
12. 定位机构有哪几种?其性能如何?
练习题
1. 牛头刨床工作台的横向进给螺杆的导程为5mm,与螺杆联动的棘轮齿数为40,问棘
轮的最小转动角度和该刨床的最小横向进给量是多少?
2. 棘轮齿形的一种画法如图所示:
(1)以O1为圆心,分别以r a = D/2 = mz/2和
r f = r a–h = mz/2 – 0.75m作顶圆和根圆;
(2)按棘轮齿数z,将顶圆周等分成z份,每
份即周节t;
(3)以O1为圆心,取r0 = r a /3为半径作一基
圆,再分别过各等分点,如过图中的K
点作基圆的切线,此切线与根圆交于G
点,KG即为棘齿的工作面。
设棘爪安装
位置满足∠O1KO2= 90°,并知棘爪工
作部分与棘齿齿面的摩擦系数f = 0.2,
试问这样的齿面工作时,棘爪是否能顺利地进入齿槽并压紧在齿根上?
3. 一个四槽单销外啮合槽轮机构,已知停歇时间需要3s,求主动曲柄的转速及槽轮的
转位时间。
4. 在六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构中,已知槽数z = 6,槽轮停歇时间
t j = 5/6s,运动时间t d = 5/3s,求主动圆盘上的拨销数。
5. 一台六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构,其中心距l = 100mm,槽数z = 6,
销数m = 1,要求停歇时间t j = 1s,求外径D = 500mm的转台(转台与槽轮联为一体)转动时的最大圆周速度。
6. 一个外啮合槽轮机构,已知槽数z = 4,主动曲柄转速为9.549r/min,求槽轮在开始转
动和转动一半(轮槽在中心连线上)时的角速度和角加速度。
7. 有一个六槽单销外啮合槽轮机构,已知其中心距l = 160mm,求机构的其他主要几何
尺寸。
8. 有一水平循环的传送带式设备,带动40个小车作间歇运动,每个小车重20kg,小车
与导轨件的摩擦系数f = 0.2,间歇移动的距离为H = 200mm,运动—间歇周期为10s。
现用八槽单销外啮合槽轮机构带动,机构传动效率η= 0.9,试求所需电机功率。
9. 一个六槽外啮合槽轮机构,带动一个直径为750mm,厚20mm的铸铁工作台作间歇
回转运动,拨销盘的转速n0 = 40 r/min,机械传动效率η= 0.75,试求所需电机功率。
10. 某回转式工作台,其静摩擦力矩M m = 251.5Nm,转动惯量J2 = 125kgm2,装于槽数
z = 8的外啮合槽轮的轴上。
若要求停歇时间t j = 1.2s,并不考虑机械传动效率的影响,求驱动电机的功率。
11. 茶叶方形袋包装机的理论生产率为1800件/h,其凸轮轴每转一转生产一件产品。
在
凸轮轴上还装有一个圆柱分度凸轮,通过转盘上沿Φ228mm的圆周上均布着的12个圆柱滚子(其轴线与转盘轴线平行)推动转盘作间歇运动,工作台与转盘同轴。
已知工作台停歇时间为4/3s,若工作台转动采用变形等速曲线,并取许用压力角[α] = 30°,试确定圆柱分度凸轮外径、从动件滚子直径和宽度。
12. 玻壳热校准机的圆盘形工作台由分度凸轮机构驱动作间歇运动。
该机的理论生产率
为1200件/h,工作台材料为铸铁,直径600mm,厚度50mm,其静摩擦力矩为300Nm。
工作台上共有24个工位,每次转过一个工位并生产一件产品。
已知工作台停歇时间为2s,其转动采用复合正弦曲线,有关特性值Vm = 1.67,(V A)m = 7.08,求驱动该分度凸轮机构所需的功率。