机械设计基础作业
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机械设计基础课程形成性考核作业(一)第1章静力分析基础1.取分离体画受力图时,__CEF__力得指向可以假定,__ABDG__力得指向不能假定。
A.光滑面约束力B。
柔体约束力 C.铰链约束力D。
活动铰链反力E。
固定端约束力F.固定端约束力偶矩G.正压力2.列平衡方程求解平面任意力系时,坐标轴选在__B__得方向上,使投影方程简便;矩心应选在_FG_点上,使力矩方程简便。
A.与已知力垂直B。
与未知力垂直C.与未知力平行D。
任意E.已知力作用点 F.未知力作用点G.两未知力交点H.任意点3。
画出图示各结构中AB构件得受力图。
4。
如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接,已知主动力F=40kN,AB=BC=2m,α=30︒、求两吊杆得受力得大小.解:受力分析如下图列力平衡方程:又因为AB=BC第2章常用机构概述1.机构具有确定运动得条件就是什么?答:当机构得原动件数等于自由度数时,机构具有确定得运动2。
什么就是运动副?什么就是高副?什么就是低副?答:使两个构件直接接触并产生一定相对运动得联接,称为运动副。
以点接触或线接触得运动副称为高副,以面接触得运动副称为低副.3.计算下列机构得自由度,并指出复合铰链、局部自由度与虚约束。
(1)n=7,P L=10,PH=0 (2)n=5,P L=7,P H=0C 处为复合铰链(3)n=7,PL=10,PH=0(4)n=7,P L=9,P H=1E、E’有一处为虚约束 F 为局部自由度C处为复合铰链第3章平面连杆机构1。
对于铰链四杆机构,当满足杆长之与得条件时,若取_C_为机架,将得到双曲柄机构.A。
最长杆B。
与最短杆相邻得构件C.最短杆D.与最短杆相对得构件2.根据尺寸与机架判断铰链四杆机构得类型。
a)双曲柄机构b)曲柄摇杆机构c)双摇杆机构d)双摇杆机构3.在图示铰链四杆机构中,已知,l BC=150mm,lCD=120mm,l AD=100mm,AD为机架;若想得到双曲柄机构,求lAB得最小值。
《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1-11-21-31-41-5自由度为:11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-10自由度为:1128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L或: 122427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=HL P P n F1-1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1-13: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 ⨯=⨯ωω11314133431==P P ω1-14: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=⨯===ω1-15: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 12P 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 ⨯=⨯ωω121214122421r 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。
在三角形ABC 中,BCA AB BC∠=sin 45sin 0,52sin =∠BCA ,523cos =∠BCA , 045sin sin BCABC AC=∠,mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1-17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘,圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=,mm l AB 90=,s rad /101=ω,求00=θ和0180=θ时,从动件角速度2ω的数值和方向。
1、()是构成机械的最小单元,也是制造机械时的最小单元A. 机器;B. 零件;C. 构件;D. 机构。
参考答案:B2、在下列平面四杆机构中,()存在死点位置A. 双曲柄机构;B. 曲柄主动的曲柄滑块机构;C. 摇杆主动的曲柄摇杆机构;D. 曲柄主动的转动导杆机构参考答案:C3、普通V型带传动是借助带和带轮间的()来传递动力和运动的A. 啮合;B. 磨擦;C. 粘接D. 牵引参考答案:B4、链传动属于()传动A. 摩擦传动;B. 啮合传动;C. 两者均不是参考答案:B5、在带传动中(减速传动) ,带的应力最大值发生在带()A. 松边与大带轮切点;B. 紧边与大带轮切点;C. 松边与小带轮切点;D. 紧边与小带轮切点参考答案:D6、()是链传动承载能力、链及链轮尺寸的主要参数A. 链轮齿数z1;B.链节距p;C. 链节数;D. 链长L参考答案:B7、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是()A. 两齿轮的模数和齿距分别相等;B. 两齿轮的齿侧间隙为零;C. 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等;D. 两齿轮的模数和压力角分别相等参考答案:D8、自行车车轮的前轴属于()轴A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴参考答案:C9、渐开线的形状取决于()直径A. 节圆;B. 基圆;C. 分度圆;D. 齿顶圆参考答案:B10、我国国家标准规定,标准渐开线齿轮的分度圆压力角α=()A. 35°;B. 30°;C. 25°;D. 20°参考答案:D11、蜗杆传动适用于()传动A. 相交轴;B. 平行轴;C. 交错轴;D. 任意相交轴参考答案:C12、平均传动比和瞬时传动比均准确的传动是()A. 带传动;B. 链传动;C. 齿轮传动;D. 双曲柄机构传动参考答案:C13、定轴轮系的总传动比等于各级传动比()A. 之和;B. 连乘积;C. 之差;D. 平方和参考答案:B14、减速传动的传动比i=()A. >1B. <1C. =1D. 不确定参考答案:A15、在螺栓的直径参数中()与螺栓的抗拉强度关系最大A. 中径;B. 小径;C. 大径参考答案:B16、推力球轴承的类型代号为()A. 10000;B. 30000;C. 50000;D. 60000参考答案:C17、下列密封方法,其中()是属于接触式密封A. 毡圈式密封;B. 间隙式密封;C. 迷宫式密封参考答案:A18、转轴承受()A. 扭矩;B. 弯矩;C. 扭矩和弯矩参考答案:C19、在铸锻件毛坯上支承螺母的端面加工成凸台和沉头座,其目的是()A. 易拧紧;B. 避免偏心载荷;C. 增大接触面;D. 外观好参考答案:B20、机构中活动构件的总自由度数与全部移动副引入的约束总数之差称为()A. 机构的自由度;B. 构件的自由度;C. 机器的自由度;D. 机构具有确定运动的条件参考答案:A友情提示:部分文档来自网络整理,供您参考!文档可复制、编制,期待您的好评与关注!。
《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 —11 - 21 —31 —41 —5自由度为:F 3n (2P L P H P') F'3 7 (2 9 1 0) 121 19 11或:F 3n 2P L P H3 6 2 8 111-6自由度为F 3n (2P L P H P') F'3 9 (2 12 1 0) 11或:F 3n 2P L F H3 8 2 11 124 22 111 —10自由度为:F 3n (2P L P H P') F'3 10 (2 14 1 2 2) 130 28 11或:F 3n 2P L P H3 9 2 12 1 227 24 211 —11F 3n 2P L P H3 4 2 4 221 —13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1 R4R3 3 卩34只31、3的角速度比。
1 - 14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设1 10rad/s,求构件3的速度v3。
100v3v P13 1P14P310 200 2000mm/s1- 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1 R4p2 2 B4R2IP 24R 2I 2r 2IR 4P 12I r 11 10rad /s ,求机构全部瞬心、滑块速度 g 和连杆角速度1 P 4P 3I 10 AC tan BCA 916.565mm/sR 4R2 1 _100_10_ 2.9rad P 24R22 AC 1001 — 17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮 1为半径r 20的圆盘,圆盘中心 C 与凸轮回 转中心的距离l AC 15mm , l AB 90mm ,1 10rad /s ,求 00和 1800时,从动件角速度 2的数值和方向。
1 — 16 :题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:1AB 100mm /s , I BC 250mm/s,在三角形ABC 中, BC sin 45°AB ------------- ,sin sin BCA BCA —, 5 cos BCA AC sin ABCBC sin 45° ,AC 310.7mm V 3 V p131 R4p 22 P24 P 2〔|P12 R3I|p2 P23I15 1090 152rad / s 方向如图中所示1 R2p3 2p2P23当1800时P2R3IP12P23IV——1.43rad / s90 15方向如图中所示第二章平面连杆机构2-1试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双摇杆机构。
郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程作业(一).选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案,并将正确答案的号码填在题干的括号内,每小题1分,共20分)1.在平面机构中,每增加一个低副将引入( C )。
A .0个约束B .1个约束C .2个约束D .3个约束2.铰链四杆机构ABCD 中,AB 为曲柄,CD 为摇杆,BC 为连杆。
若杆长l AB =30mm,l BC =70mm ,l CD =80mm ,则机架最大杆长为( C )A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm3.在凸轮机构中,当从动件以运动规律运动时,存在刚性冲击。
( A )A .等速B .摆线C .等加速等减速D .简谐4.棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了( A )A.防止棘轮反转B.对棘轮进行双向定位C.保证棘轮每次转过相同的角度D.驱动棘轮转动5.在规范直齿轮传动中,硬齿面齿轮应按设计。
( B )A .齿面接触疲劳强度B .齿根弯曲疲劳强度C .齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度D .热平衡6.在一对规范直齿轮传动中,大、小齿轮的材料及热处理方式相同时,小齿轮的齿面接触应力1H σ和大齿轮的齿面接触应力2H σ的关系为。
( C )A .1H σ>2H σB .1H σ<2H σC .1H σ=2H σD .不确定7.提高蜗杆传动效率的措施是。
( D )A .增加蜗杆长度B .增大模数C .使用循环冷却系统D .增大蜗杆螺旋升角8.在传动中,各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为( B )A.周转轮系B.定轴轮系C.行星轮系D.混合轮系9、带传动采用张紧轮的目的是_______ 。
( D )A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命C.改变带的运动方向D.调节带的拉力10、链传动设计中,当载荷大,中心距小,传动比大时,宜选用_____。
( B )A 大节距单排链B 小节距多排链C 小节距单排链D 大节距多排链11、平键联接选取键的公称尺寸b ×h的依据是_____。
机械设计基础课程形成性考核作业(一)第 1 章静力分析基础1.取分别体画受力图时, CEF 力的指向可以假定, ABDG 力的指向不能假定;A. 光滑面约束力B. 柔体约束力C.铰链约束力D. 活动铰链反力E.固定端约束力F.固定端约束力偶矩G.正压力2.列平稳方程求解平面任意力系时,坐标轴选在 B 的方向上,使投影方程简便;矩心应选在_FG_点上, 使力矩方程简便;A.与已知力垂直B.与未知力垂直C.与未知力平行D.任意E.已知力作用点F.未知力作用点G.两未知力交点H.任意点3.画出图示各结构中AB 构件的受力图;4.如下列图吊杆中A,B,C 均为铰链连接,已知主动力F=40kN,AB =BC=2m, =30 ,求两吊杆的受力的大小;解: 受力分析如下图列力平稳方程 :Fx 0又由于 AB=BCF A sin F C sinF A F CFy 02 F A sin FF2 sin F F 40KNA B 第 2 章 常用机构概述1.机构具有确定运动的条件就是什么 .答: 当机构的原动件数等于自由度数时 , 机构具有确定的运动2.什么就是运动副?什么就是高副?什么就是低副?答: 使两个构件直接接触并产生肯定相对运动的联接 ,称为运动副;以点接触或线接触的运动副称为高副 ,以面接触的运动副称为低副;3.运算以下机构的自由度 ,并指出复合铰链,局部自由度与虚约束;(1) n=7,P L=10,P H=0 (2)n=5,P L=7,P H=0F 3n 2 PP H F 3n 2 P L P HL37210 352711C 处为复合铰链(3) n=7,P L =10,P H=0 (4) n=7,P L=9,P H=1F 3n 2 PP H F 3n 2 P L P HL37210 3 7 29112E,E ’有一处为虚约束 F 为局部自由度C 处为复合铰链第 3 章平面连杆机构1.对于铰链四杆机构,当满意杆长之与的条件时,如取_C_ 为机架,将得到双曲柄机构;A.最长杆B. 与最短杆相邻的构件C.最短杆D. 与最短杆相对的构件2.依据尺寸与机架判定铰链四杆机构的类型;a)双曲柄机构b) 曲柄摇杆机构c) 双摇杆机构d) 双摇杆机构3.在图示铰链四杆机构中,已知,l BC=150mm ,l C D=120mm, l AD =100mm,AD 为机架; 如想得到双曲柄机构,求l AB 的最小值;解: 要得到双曲柄机构,因此AD 杆必需为最短杆;如AB 为最长杆,就AB ≥BC=150mm如BC 为最长杆,由杆长条件得:l l BC l l CDAD ABl l l BC l CD 130mmAB ADl因此的最小值为130mmAB4.画出各机构的压力角传动角;箭头标注的构件为原动件;.如下图:第 4 章凸轮机构1.凸轮主要由凸轮, 推杆与机架三个基本构件组成;2.凸轮机构从动件的形式有尖顶_从动件,_滚子_从动件与_平底从动件;3.按凸轮的外形可分为盘形_凸轮,_圆柱_凸轮与曲面凸轮;R=25mm, 凸轮轴心到圆盘中心的距离4. 已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径L=15mm , 滚子半径r T=5mm;试求:(1)凸轮的基圆半径R O=解:(1) R0R L r T25 15 515mm(2)22(4) S( R r T ) L(R L) r T(2)画出图示机构的压力角(3)推杆的最大行程H=?(3) H L R r T R025 15 5 15 30mm(4)图示位置从动件的位移S=?22S (R r) L(R L) r TT第 5 章其她常用机构1.常用的间歇运动机构有棘轮机构,_槽轮机构_与_不完全齿机构_等几种;2.螺纹的旋向有_左旋与_右旋_,牙形有_三角形_,_矩形_,_梯形_,与_锯齿形_;3.螺纹的导程S 与线数n 及螺距P 之间的关系就是什么?答:导程S:在同一螺纹线上相邻两螺纹牙之间距离;线数n: 在同一圆柱面上制造螺纹线的数目;螺距p: 相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离;S np因此机械设计基础课程形成性考核作业(二)第六章构件内力分析1.什么就是构件的强度?什么就是构件的刚度?强度就是构件抗击破坏的才能,满意强度要求就是指在外力作用下构件不发生破坏;刚度就是构件抗击变形的才能,满意刚度要求就是指在外力作用下构件的弹性变形量不超过答应的限度;2.画出图示各杆的轴力图,并运算最大轴力N max;N max 40KN 最大轴力 N max 3P最大轴力 3.画出图示圆轴的扭矩图 ,已知 M A =5kN · m,M B =2kN · m ;4.画出图示各梁的剪力图与弯矩图 ,并运算最大 Q max 与 M max ;(a)(1) 解 :求支反力M0 4 R B M 2 F0 AM0 4 RA M 2 F0BR A kN R B kN由Y 0 得知支反力运算无误;由几何关系我们得知求出几个重要点的剪力与弯矩值我们就可以画处图像;下面我们开头求在以下几处的剪力值:A 点左截面, Q 0在A 点右截面, Q R A kN在C 点左截面, Q R A在kNC 点右截面, Q R B在kNB 点左截面, Q R B在kNB 点右截面, Q 0在画出剪力图, 如下图:同理我们依据几何关系求处几处弯矩值:在A 点, M0M C R A2M R A2MC右在D 点, M0画出弯矩图, 如下图:Qmax M M最大max(b)解:此题解法与上个题步骤基本相同,我们也可以用另外一种方法解题,下面我们用另外一种解法进行求解:求支反力M0 4 RB 2q 2 0AM0 4 RA 2q 20BR A10 kN R B10 kNY 0 得知由支反力运算无误;由于各段受力情形不同可以分段求解AC 段Q RA10 KNM R A x 10xCD 段:Q RAq(x 1) 20 10 x22 M RAx q( x 1) / 2 10 x 5( x 1) DB 段:Q RA2q 10KNM R A x 2q( x 2) 10x 40依据上面所求函数我们画剪力与弯矩图如下Q max 10KN M 15KN M最大 max (c)解: 求支反力lq 2 3 4 2M 0 R B l l qa 0A ql 2 14 2 M 0 R A l qa l 0B 2 2 1 8 qa l 3 8 qa l R A ql R B ql Y 0 得知 支反力运算无误;由依据几何关系我们知道剪力图 AC 为一水平直线 ,CB 为一条斜线 ,我们求出关键的点就可以画出线图;A 点稍左 , Q在 21 ql8qa l A 点稍右 , Q在 R A2ql 2 3 8qa l在 B 点稍左 , QR A ql B 点稍右 , Q在 依据上面数值可做剪力图;依据几何关系 ,AC 段没有载荷作用 ,弯矩图为一条斜直线 ;在 C 点有集中力偶 , 弯矩图有突变 , CB 段有均布载荷作用 ,弯矩图就是一条抛物线;为了做弯矩图,只需求出梁在下面各截面处的弯矩值:M 0在点 A,2l2 1 16 qa2 2ql在 C 点左截面MR A2l 21 16 qa22qa2ql在 C 点右截面MR AM 0在点 B,此外由剪力图知道 ,在 CB 段内有一截面的剪力为零 , 这个截面的弯矩就是梁 CB 段内弯矩的极值; 即该点的剪力 Q D =0,令点 D 的坐标为 x,, 即:Q D R A q( x l / 2) 0得25 8alxl 此点的弯矩值为 :2q( x l / 2)2 2M R A x qaD 491283 8qa 2l22 ql qa 2依据上面数值可做剪力图弯矩图如下:243 8qa l91283 8qa 2l22 最大 Q m axql M maxql qa KNKN , M2第 7 章 构件的强度与刚度 1.在作低碳钢的拉伸试验时 ,整个拉伸过程大致可分为四个阶段, 依次为 _弹性阶段 _,屈服阶段 _, 强 化阶段 ,_缩径断裂阶段 _;2.通常塑性材料的极限应力取 _屈服极限 _, 脆性材料的极限应力取 _强度极限 _;3.如图 7-35 所示变截面杆 AC, 在 A , B 两处分别受到 50kN 与 140kN 的力的作用 ,材料 E =200GPa ;试 求:(1) 画出轴力图 ;(2) 求各段正应力 ;(3)求总变形量;解:(1)3FA 50 10100MPa(2)AB 段15 10213F A 90 10 10 90MPaBC 段 21022103103F l 50 200 1000 500N 1 1 l (缩短 )(3)AB 段 :1EA 1 3 90 101000F l N 2 2 l (伸长 )BC 段23200 10 EA 10002ll 1l 2(缩短) 4.一矩形截面梁 ,承担载荷 F=10KN, 材料的许用应力 [ ]=160MPa, 试确定横截面尺寸;解: 求支反力;M 0 R A 2 F 1 0 B M 0R B 2 F 1 0 AR A 5 K N R B5KNM 5 K N mmaxMW5KN bh6m max2666 b 5 10 6 5 10 ( 2b) 24b31065 1061606 5 46 b336mm34 截面宽 b = 36mm 高 h =2b =72mm5.如下列图的圆形横截面的梁 ,承担载荷 F = 10kN,M = 20kN · m,梁长 a = 2m, 材料的许用应力 [ σ ] =160MPa,试求 :(1)梁 A ,B 端的约束力 ; (2)画出剪力图与弯矩图 ;(3)如 d =70mm,校核梁的强度;解:(1) 求约束力M 0 R A 4 F 2 M 0B M 0R B 4 F 2 M 0AR A10 KNR B(2)画剪力图 ,弯矩图 :106M20max 594 M Pa(3) >3W 7032所以此梁担心全;机械设计基础课程形成性考核作业(三)第8 章齿轮传动1.渐开线齿廓外形取决于_C_直径大小;A.节圆B. 分度圆C.基圆D. 齿顶圆2.对于标准直齿圆柱齿轮,打算齿廓外形的基本参数就是_齿数_,_ 压力角_,_变位系数_;3.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件就是:两齿轮的_法面_模数与_法面压力角_都相等,齿轮的_螺旋_角相等,旋向相反;4.采纳展成法加工正常齿齿轮时,不发生根切的最少齿数就是_17_5.一对齿轮啮合时,两齿轮的 C _始终相切;A.分度圆B.基圆C.节圆D.齿根圆6.已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮,其齿顶圆直径d a1=77,5mm, 齿数z1=29;现要求设计一个大齿轮与其相啮合,传动的安装中心距a=145mm,试运算这个大齿轮的主要尺寸;(分度圆直径d2,齿顶圆直径d a2,齿根圆直径d f2,基圆直径d b2)d解:a1 (z12ha*) mma m( zz2 ) / 21z287mmd 2mz287d a 2 ( z 2 2ha*) m d f 2 ( z 22ha * 2c*)d bd 2 cos7.两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如下列图 ,高速级 m n = 3mm, 1= 15° Z 2 = 51;低速级 m n = 5mm,Z 3= 17试问 :(1)低速级斜齿轮旋向如何挑选才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反 .低速级斜齿轮旋向为左旋 ,才能使中间轴上两齿轮轴向力相反 (2)低速级齿轮取多大螺旋角2 才能使中间轴的轴向力相互抵消.F t 2tgF t 3 tg 122T II d 2 2T II d 3F t 2 F t 3tgcostg 2 cos2T II d 22T IId 3112tgtg→12m n 2 Z 2m n3 Z 3sinm n3 Z 31sin2m n 2 Z 28, 27°28.单级闭式直齿圆柱齿轮传动 ,已知小齿轮材料为 45 钢, 调质处理 ,大齿轮材料为 ZG45, 正火处理 ,已知传 递功率 P l =4kW,n 1=720r/min, m = 4mm,z l =25,z 2 =73,b 1=84mm,b 2=78mm, 双向运转 ,齿轮在轴上对称布置 ,中 等冲击 ,电动机驱动;试校核此齿轮传动的强度;解:小齿选用 45 号钢 ,轮调质处理 ,查表硬度 220HBS 大齿轮 ZG45 硬度 180HBC190 M Pa 140 M Pa 查表得F lim 1 F lim 2555MPa470 M PaH lim 1 H lim 2查表得 : S HS F555 470 Hlin 1S HHlin 2S HM PaH H 12190140Flin 1S FFlin 2S FM Pa100MPaF F 12运算转矩 :4 72064T 1105.3 10 N mm由于原动机为电动机 ,中等冲击 , 对称布置 ,故得 K= 1,2由于就是闭式齿轮 , 我们先较核齿面接触疲惫强度 , 我们按标准中心距进行较核 :z 2 z 173 25am( z 1z 2 ) / 2 196mmu3KT 1 (u 1) M Pa∴355( 安全 )H2ub 2 a下面 , 我们再较核齿根弯曲疲惫强度; 查表得 :Y FS1Y FS 2Y FS1Y FS 21 z12 z2F F 2KT 1Y FS1b 2 m z 1M Pa< 100 < ( 安全) F12第 9 章 蜗杆传动 1.为什么将蜗杆分度圆直径d l 规定为蜗杆传动中的标准参数?为便于加工蜗轮刀具的标准化, 一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值;2.为什么蜗杆的传动比 i 只能表达为 i = z 2/z 1 ,却不能以 i = d 2/d 1 来表示? 由于蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关;3.图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件;试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向,并画出蜗杆与蜗轮受力的作用点与三个分力的方向;(a) (b)(a)(b)第 10 章作业题1.图示所示轮系 ,已知 Z 1=18, Z 2=20, Z 2'=25, Z 3=25, Z 3'=2, Z 4 =40,求该轮系的传动比 , 并判定蜗轮 4 的转向;z 2 z 3 z 4 z 1 z 2 ' z 3 '20 18 25 25 40 222解:i =转向 : 逆时针2.在图示轮系中 ,已知 z 1, z 2, z 2', z 3, z 4, z 4', z 5, z 5',z 6; 求传动比 i 16;z 2 z 3 z 4 z 5 z 6 z 1 z 2 ' z 3 z 4 ' z 5 '解: i 16z 115, z 225, z 215, z 330, z 315, z 430, z 42 3. 如 图 所 示 的 轮 系 , 已 知 ( 右60, z 5 20, m 4mm , 500r / min z 5n 1 旋) 如 ,求齿条 6 线速度 v 的大小与方向;解:n 1 n 5z 2 z 3 z 4 z 5 z 1 z 2 ' z 3 ' z 4 'i200n 1 in/ min5d 5' n 5 1000mz 5' n 5 v 60.0105m / s s60 60 10004.图示行星轮系 ,已知 Z 1 = Z 2’= 41,Z 2 = Z 3 = 39,试运算传动比i H1;解:z 2 z 3 z 1 z 2' n 1 n 3n H n H1521 1681H i130 ),由于轮 3 为固定轮 (即 n 3z 2 z 3 z 1 z 2 'n 1 n H 39 41 39 41160 1681H13i 1 i 11= 1Hi H11 / i 1H机械设计基础课程形成性考核平常作业(四)第 11 章 带传动1.带传动产生弹性滑动与打滑的缘由就是什么.对传动各有什么影响 .由于带就是弹性体 ,带紧边与松边拉力不同 , 由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑 动;打滑就是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力 ,引起的带在带轮上全面滑动的;弹性滑动将引起 :(1)降低传动效率 ;(2)从动轮的圆周速度低于主动轮 ,造成传动比误差 ;(3)带的磨损 ;(4)发热使带温度上升;打滑造成带的磨损加剧 ,无法传递动力 ,致使传动失效; 2.试分析增速带传动工作时 ,其最大应力在哪里 . 带紧边刚绕出小带轮处3.V 带传动 n 1=1450r/min, f v =0 ,51,包角 =150 °,预紧力 F 0=360N ;试问 : 1)该传动所能传递的最大有效拉力就是多少 .2)如 d 1=100mm, 其传递的最大转矩为多少 .3)如传动的效率为 0,95,弹性滑动忽视不计 ,从动轮输出功率为多少 .fe1 1N解:(1) F2F maxe fFd 1 2180.7 1002(2) T9035d 1n 11000 (3) v 7.6m / s60 P Fv k W第 12 章 联 接1.一般平键的截面尺寸 b ×h 按_轴径 _选取 ,长度 L 按 轮毂的长度 确定;2.花键联接的主要类型有 _矩形 _花键, _渐开线 _花键与 _三角形 _花键;3.为什么多数螺纹联接工作前均要预紧?如何掌握预紧力?螺纹联接的主要防松方法有哪些?预紧的目的就是为了增加联接的刚性,紧密性与防松才能;用测力矩扳手与定力矩扳手机械防松 摩擦防松 其她防松第 13 章 轴1.按轴的受力分类 ,轴可以分为 _心轴 轴, 转轴 _与_传动轴 _;2.请判定图示四个轴中 ,哪一个轴的结构有错误 ,显现的就是什么错误 ,应如何改正;a) b) c) d)C 轴承无法拆卸 ,应将轴肩高度低于轴承内圈第 14 章 轴 承1.写出以下轴承代号表示的内容 ,说明该轴承适用的场合;7208,32314,6310/ P5,7210B,N22222.如下列图,轴的两端用两个角接触球轴承7207C 正装;常温下工作;工作中有中等冲击;转速n=1800r/min, 两轴承的径向载荷分别就是Fr I=3400N,Fr II =1050N,轴的轴向载荷Fa=870N, 方向指向轴承2,试确定哪个轴承危急,并运算出危急轴承的寿命;解: S1R13400 2312 NS221050 714 N2312 870 >714NS1F a∴左边轴承被放松, 右边轴承被压紧;A1S12312 N A2S1F a3182 NA1 R123123400A2R231281050e>e 通过查表x11y10x2y2∴P 1x1R1Y1A13400KN∴P2x2R2Y2A2C 30500KN P 2 大 , 我们用它运算 查表得 f p 6 10 f t C ) L ( =1060(h)10h 60n f p P 第 15 章 联轴器与离合器联轴器与离合器的主要功用与区分就是什么 .答: 联轴器与离合器主要都就是用来联接两轴并传递扭矩,用联轴器联接的两根轴 ,只有机器停止运转后 , 经过拆卸才能分别 ,而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时依据需要结合或分别;。
可编辑修改精选全文完整版机械设计基础课程形成性考核作业答案(四)第11章 带传动1.由于带是弹性体,带紧边与松边拉力不同,由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑动。
打滑是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力,引起的带在带轮上全面滑动的。
弹性滑动将引起:(1)降低传动效率;(2)从动轮的圆周速度低于主动轮,造成传动比误差;(3)带的磨损;(4)发热使带温度升高。
打滑造成带的磨损加剧,无法传递动力,致使传动失效。
2.带紧边刚绕出小带轮处3.解:(1)N e e F F f f 7.1801120max =+-=αα (2)mm N Fd T .903521007.18021=⨯== (3)s m n d v /6.710006011=⨯=πkW Fv P 304.195.06.77.180=⨯⨯==η第12章 联 接1.轴径 轮毂的长度2.矩形 渐开线 三角形3.预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密性和防松能力。
用测力矩扳手和定力矩扳手机械防松 摩擦防松 其他防松第13章 轴1.心轴 转轴 传动轴2.C 轴承无法拆卸,应将轴肩高度低于轴承内圈。
第14章 轴承1.2.解:N R S 2312340068.068.011=⨯==N R S 714105068.068.022=⨯==87023121+=+a F S >N 714∴左边轴承被放松,右边轴承被压紧。
N S A 231211== N F S A a 318212=+= e R A ===68.03400231211 98.21050312822==R A >e 通过查表 ∴11=x 01=y 44.02=x 19.12=y∴KN A Y R x P 340011111=+=KN A Y R x P 3.418422222=+=2P 大 ,我们用它计算 查表得 KN C 30500= 5.1=p f ξ)(60106h10P f C f n L p t ==1060(h )第15章 联轴器与离合器答:联轴器和离合器主要都是用来联接两轴并传递扭矩,用联轴器联接的两根轴,只有机器停止运转后,经过拆卸才能分离,而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时根据需要结合或分离。
郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程考核要求说明:本课程考核形式为提交作业,完成后请保存为WORD格式的文档,登陆学习平台提交,并检查和确认提交成功。
一.作业要求1.作业题中涉及到的公式、符号以教材为主;2.课程设计题按照课堂上讲的“课程设计任务与要求”完成。
设计计算说明书不少于20页。
二.作业内容(一).选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案,并将正确答案的号码填在题干的括号内,每小题1分,共20分)1.由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为。
( B )A.1B.m-1C.mD.m+l2.在铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆之和大于其它两杆长度之和,则以为机架,可以得到双曲柄机构。
( B )A.最短杆 B.最短杆相对杆C.最短杆相邻杆 D.任意杆3.一曲柄摇杆机构,若改为以曲柄为机架,则将演化为。
( B )A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.导杆机构4.在圆柱凸轮机构设计中,从动件应采用从动件。
( D ) A.尖顶 B.滚子C.平底 D.任意5.能满足超越要求的机构是。
( D )A.外啮合棘轮机构 B.内啮合棘轮机构C.外啮合槽轮机构 D.内啮合槽轮机构6.在一对标准直齿轮传动中,大、小齿轮的材料及热处理方式相同,载荷、工作条件和传动比确定后,影响齿轮接触疲劳强度的主要因素是。
( D )A.中心距 B.齿数C.模数 D.压力角7.在标准直齿轮传动中,硬齿面齿轮应按设计。
( C ) A.齿面接触疲劳强度 B.齿根弯曲疲劳强度C.齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度 D.热平衡8.蜗杆传动验算热平衡的目的是为了防止。
( C ) A.胶合破坏 B.蜗杆磨损C.点蚀破坏 D.蜗杆刚度不足9.提高蜗杆传动效率的措施是。
( D ) A.增加蜗杆长度 B.增大模数C.使用循环冷却系统 D.增大蜗杆螺旋升角10、V带比平带传动能力大的主要原因是 _______ 。
( C )A.V带的强度高B.没有接头C.产生的摩擦力大11、带传动的中心距过大将会引起不良后果。
( A )A.带会产生抖动B.带容易磨损C.带容易产生疲劳破坏12、滚子链传动中,应尽量避免采用过渡链节的主要原因是_____。
( C )A 制造困难B 价格高C 链板受附加弯曲应力13、普通平键联接的主要失效形式是。
( B )A.工作面疲劳点蚀B.工作面挤压破坏C.压缩破裂14、只承受弯矩而不承受扭矩的轴。
( A )A.心轴 B.传动轴C.转轴15、滚动轴承的直径系列,表达了不同直径系列的轴承,区别在于______。
( B )A.外径相同而内径不同B.内径相同而外径不同C.内外径均相同,滚动体大小不同16、重载、高速、精密程度要求高的机械设备应采用______润滑方式。
( C )A.油环润滑B. 飞溅润滑C.压力润滑17、下列4种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的是。
( A )A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器18、其他条件相同时,旋绕比C若选择过小会有_____缺点。
( C )A.弹簧易产生失稳现象B.簧丝长度和重量过大C.卷绕弹簧困难19、造成回转件不平衡的原因是_____。
( B )A. 回转件转速过高B. 回转件质心偏离其回转轴线C. 回转件形状不规则20、在正常条件下,滚动轴承的主要失效形式是______。
(C )A.工作表面疲劳点蚀B.滚动体破裂C.滚道磨损(二).判断题(在正确的试题后面打√,错误的试题后面打×。
每题 1 分,共 15 分)1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零。
(√)2.当曲柄为主动件时,曲柄滑块机构存在死点和急回特性。
(×)3.直动从动件盘形凸轮机构可以用减小基圆半径的方法减小其推程压力角。
(×)4.斜齿圆柱齿轮的螺旋角越大越好。
(×)5.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮,其啮合角一定为20度。
(√)6.所谓过桥齿轮就是在轮系中不起作用的齿轮。
(×)7、设计V带传动时,可以通过增大传动中心距来增大小带轮的包角。
(√)8、带传动的弹性滑动是可以避免的。
(√)9、滚子链设计中,由于链节数一般选用偶数,考虑到均匀磨损,链(√)10、选择链条型号时,依据的参数是传递的功率。
(√)11、设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来确定。
(√)12、轴的各段长度取决于轴上零件的轴向尺寸。
为防止零件的窜动,一般轴头长度应稍大于轮毂的长度。
(×)13、选用滑动轴承润滑剂和润滑方式的主要依据是载荷大小。
(×)14、若两轴刚性较好,且安装时能精确对中,可选用刚性凸缘联轴器。
(√)15、机械式钟表中的发条属于环形弹簧。
(√)(三)计算分析题(共35分)1.(7分)计算图示机构的自由度,若有复合铰链、局部自由度、虚约束必须指出。
解:C处为复合铰链; E和H其中之一为虚约束; F处滚子为局部自由度。
机构的可动构件数n=7, 低副数Pl=9, 高副数Ph=1。
F=3n -2Pl -Ph =3×7-2×9-1=2 此机构自由度数等于2, 与原动件数相等。
2.(8分)一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,正常齿制,小齿轮损坏需配制,已知:mm d a 4082=,1002=z ,标准中心距mm a 310=,试求:(1)m ,1z ;(2)1f d ,1a d 。
解:m=d/z=408/100=4.08约等于4 Z1=2a/m-Z2=2*310/4-100=55 df1=220 da1=400经计算,小齿轮,模数4;齿数55;压力角20°;齿根圆d f1 =210;齿顶圆d a1=4003.(10分)有一个钢制液压油缸(如图),缸体内油压为2/2mm N p =,缸径为mm D 200=,缸盖上联接螺栓共有10个(扳手空间满足要求)。
已知螺栓材料为45钢,[]2/120mm N =σ,试计算所需螺栓的最小直径1d 。
解:因24pD π=P[]2410d σπ⨯≤P[]mm pD d 16.8120080000102==≥∴σ即螺栓的最小直径为8.16mm4.(10分) 根据工作条件,决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承, 如图所示,轴承型号为7208,已知轴承的径向载荷分别为 F r 1=2200N , F r 2=2000N ,作用在轴上的轴向的外载荷F A =1000N ,判别系数e =0.7,F S =0.7F r ,试画出内部轴向力F S1、F S2的方向,并计算轴承的当量动载荷P 1、P 2。
(注:当e F F r a >时,X=0.41 , Y=0.87 ;当 e F Fra ≤时,X=1 , Y=0)解:(1)先计算轴承1、2的轴向力FS1、FS2:两个7208型轴承的内部轴向力为 S 1=0.7Fr 1=0.7*2200=1540N S 2=0.7Fr 2=0.7*2000=1400N 因S 1+FA=1540+1000=2540N>S2所以 FS 2=S 1+FA=1540+1000=2540N FS 1=S 1=1540N 方向如图所示(2)计算轴承1、2的当量动载荷:7208型轴承e=0.7,而FS 1/ Fr 1=e=0.7 FS 2/ Fr 2=1.17>0.7所以X 1=1、Y 1=0;X 2=0.41、Y 2=0.87。
故径向当量动载荷为P1=1*2200+0*1540=2200NP2=0.410*2000+0.87*2540=820+2209.8=3029.8N (四)课程设计题(30分)设计结果如下:1:装配图:齿轮轴零件图2.设计计算说明书一、拟定传动方案由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即5.953206.1100060100060≈⨯⨯=⨯=ππυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机,因此传动装置传动比约为10或15。
根据总传动比数值,初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。
2.选择电动机1)电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y (IP44)系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2)电动机容量(1)滚筒输出功率P wkw n T 3.195505.951309550P =⨯=⋅=ωω (2)电动机输出功率Pkw d 59.1%823.1P P ===ηω4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表20-1,20-2查出Y112M-6 型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸,并列表记录备用(略)。
3.计算传动装置传动比和分配各级传动比 1)传动装置传动比84.95.95940n ===ωn i m 2)分配各级传动比取V 带传动的传动比i 1 =2.5,则单级圆柱齿轮减速器传动比为45.284.912≈==i i i 所得i 2值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。
4.计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速电动机轴为0轴,减速器高速轴为I 轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为n 0=n m =940r/minn I =n 0/i 1=940/2.5≈376n II =n I /i 2=376/3.94≈95.5r/min二、V 带选择 1. 选择V 带的型号根据任务书说明,每天工作8小时,载荷平稳,由《精密机械设计》的表7-5查得K A =1.0。
则kw n T I 3.195505.951309550P =⨯=⋅=ω P d =P I ·K A =1.0×2.2=2.2kW根据Pd=2.2和n1=940r/min,由《机械设计基础课程设计》图7-17确定选取A 型普通V 带。
2. 确定带轮直径D 1,D 2。
由图7-17可知,A 型V 带推荐小带轮直径D 1=125~140mm 。
考虑到带速不宜过低,否则带的根数将要增多,对传动不利。
因此确定小带轮直径D 1=125mm 。
大带轮直径,由公式D 2=iD 1(1-ε) (其中ε取0.02)由查《机械设计基础课程设计》表9-1,取 D 2=315mm 。
3. 检验带速v v=1.6m/s<25m/s 4. 确定带的基准长度根据公式7—29:0.7(D 1+D 2)<a<2(D 1+D 2) 初定中心距500mm依据式(7-12)计算带的近似长度LaD D D D a L 4)()(22221210-+++=π= 1708.9mm由表7-3选取L d =1800mm ,K L =1.01 5. 确定实际中心距a20LL a a d -+≈=545.6mm 6. 验算小带包角α1aa o12o157.3)D -(D -180 ⨯≈ =16007. 计算V 带的根数z 。