计算题
1.设计一台车床的主传动系统。已知条件：主轴最高转速nmax＝1800r/min，最低转速nmin＝40r/min，电动机转速n电＝1500r/min。主轴转速公比φ＝1.41。φ＝1.06的标准数列为：
1 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.4 1.5 1.6 1.7
1.8 1.9 2 2.12 2.24 2.36 2.5 2.65 2.8 3
3.15 3.35 3.55 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.3
5.6 6 6.3 6.7 7.1 7.5 8 8.5 9 9.5
完成内容：
1、求出主轴的变速范围Rn；
2、用公式计算出主轴转速级数Z；
3、由给定的φ＝1.06的标准数列值表确定主轴各级标准转速；
4、写出至少4个不同的结构式；
5、画出所列结构式中至少2个相应的结构网；
6、确定一个合理的结构式，并说明其合理性；
解：
1、主轴的变速范围：Rn＝nmax/nmin＝1800/40＝45；
2、主轴转速级数：Z＝lg Rn/lgφ＋1＝lg45/lg1.41＋1≈12.08，取Z＝12；
3、主轴各级标准转速为：
40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250，1800。
4、4个不同的结构式为：12＝31×23×26；
12＝32×21×26；
12＝32×26×21；
12＝31×26×23。
共有18种，可写出任意4种。
5、2个相应的结构网如下图：（共有18个，可画出任意2个）。
12＝31×23×26
12＝32×21×26
6、合理的结构式：12＝31×23×26
合理性：① 符合变速级数、级比规律；② 传动件“前多后少”；③ 结构网“前密后疏”；④ 第二扩大组的变速范围r＝1.416＝8，满足极限变速范围要求。
2.已知某机床的主轴转速为n=100-1120r/min，转速级数Z=8，电动机转速
1、（14分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。已知m=8mm，d1=80mm ，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试计算：（1）欲使重物上升1m，应转动蜗杆的转数；（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度l的最小值 (不计轴承效率) 。
解：（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27
蜗杆转动圈数为：N1=i N2=40x1.27=50.96(圈) （4分）
（2）蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10
导程角：γ=arctan1zq=arctan18=7.125o
当量摩擦角：v=arctanfv= arctan0.18=10.204o
因为：γ〈v
所以 蜗杆传动满足自锁条件
（4分）
（3）
蜗杆传动的啮合效率：
1tantan7.1250.401tan()tan(7.12510.204)ooov
2110.6250.039400.401TTkNmi
则:10.0390.390.1TlmF
（6 分）
题图3-1
250.1250.625TkNm
2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m＝8mm，蜗杆头数z1＝1，蜗杆分度圆直径d1＝80mm，蜗轮齿数z2＝40，卷筒直径D＝200mm，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问：
(1)欲使重物W上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。
(2)若重物W＝5000N，手摇手柄时施加的力F＝100N，手柄转臂的长度L应是多少?
机械设计基础试题库
一、判断(每题一分)
1、 一部机器可以只含有一个 机构，也可以由数个机构组成。 ……（ √ ）
2、 机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（× ）
4、 机构是具有确定相对运动的构件组合。 ………………………………（√ ）
5、 构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。 ………………（√ ）
6、 整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。 ……（ × ）
7、 连杆是一个构件，也是一个零件。 ………………………（ √）
8、 减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。 ………………………………（× ）
二、选择(每题一分)
1、 组成机器的运动单元体是什么？（ B ）
A．机构 B．构件 C．部件 D．零件
2、 机器与机构的本质区别是什么？（ A ） A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成
C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别
3、 下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ）
A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器的装配单元
C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元
4、 下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ）
A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键
5、 以下不属于机器的工作部分的是（ D ）
A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂
C．汽车的轮子 D．空气压缩机
三、填空(每空一分)
1、 根据功能，一台完整的机器是由（动力系统 ）、（执行系统 ）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（ 执行）部分。 2、 机械中不可拆卸的基本单元称为（零件 ），它是（ 制造 ）的单元体。
《机械设计基础》答案
一 、填空
1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。
2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。
3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。
4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为 范成法和、仿形法。
5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为
双曲柄机构。
6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。
7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断 。
8、柔软绳索约束反力方向沿________,_________物体.
9、光滑面约束反力方向沿________,__________物体.
10、光滑铰链、中间铰链有______个方向无法确定的约束反力,通常简化为方向确定的____个反力.
11、只受两个力作用而处于平衡的刚体，叫_______构件,反力方向沿________.
12、力对刚体产生转动效应可用______度量,其作用线到矩心的垂直距离叫_____,力矩与矩心的选取________关.
13、平面内力对点的矩是________量,正负号由______确定.
14、力偶是由________个大小______,方向________且________平行的力组成.
15、力偶矩是_____量,力偶对物体的作用效应决定于力偶矩的______和______.
16、同一平面内的两个力偶,只要________相等,则两力偶彼此等效.
17、按照机构中曲柄的数量，可将铰链四杆机构分成＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿ 和＿＿＿＿＿＿＿三种基本形式。
18、根据轴承工作的摩擦性质，轴承可分为＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿两大类
19在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和_受力情况_。
