機械設計作業(yè)

1、鄭州大學現(xiàn)代遠程教育機械設計基礎課程考核要求說明：本課程考核形式為提交作業(yè)，完成后請保存為WORD格式的文檔，登陸學習平臺提交，并檢查和確認提交成功。一 作業(yè)要求1. 作業(yè)題中涉及到的公式、符號以教材為主；2. 課程設計題按照課堂上講的“課程設計任務與要求”完成。設計計算說明書不少于20頁。二 作業(yè)內(nèi)容（一）.選擇題（在每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案，并將正確答案的號碼填在題干的括號內(nèi)，每小題1分，共20分）1在平面機構中，每增加一個低副將引入（ C）。A0個約束 B1個約束C2個約束 D3個約束2.鉸鏈四桿機構ABCD中，AB為曲柄，CD為搖桿，BC為連桿。若桿長lAB=30mm,

2、lBC=70mm，lCD=80mm，則機架最大桿長為（C）A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm3在凸輪機構中，當從動件以 運動規(guī)律運動時，存在剛性沖擊。 （ A ） A等速 B擺線 C等加速等減速 D簡諧4.棘輪機構中采用了止回棘爪主要是為了( A )A.防止棘輪反轉(zhuǎn)B.對棘輪進行雙向定位C.保證棘輪每次轉(zhuǎn)過相同的角度D.驅(qū)動棘輪轉(zhuǎn)動5在標準直齒輪傳動中，硬齒面齒輪應按 設計。 （ B ） A齒面接觸疲勞強度 B齒根彎曲疲勞強度 C齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度 D熱平衡6在一對標準直齒輪傳動中，大、小齒輪的材料及熱處理方式相同時，小齒輪的齒面接觸應力和大齒輪的齒面接觸應

3、力的關系為 。 （ C ） A B C= D不確定7提高蝸桿傳動效率的措施是 。 （ D ） A增加蝸桿長度 B增大模數(shù) C使用循環(huán)冷卻系統(tǒng) D增大蝸桿螺旋升角8.在傳動中，各齒輪軸線位置固定不動的輪系稱為( B )A.周轉(zhuǎn)輪系B.定軸輪系C.行星輪系D.混合輪系9、帶傳動采用張緊輪的目的是 _ 。 （ D ）A.減輕帶的彈性滑動 B.提高帶的壽命C.改變帶的運動方向 D.調(diào)節(jié)帶的拉力10、鏈傳動設計中，當載荷大，中心距小，傳動比大時，宜選用_。 （ B ）A 大節(jié)距單排鏈B 小節(jié)距多排鏈C 小節(jié)距單排鏈D 大節(jié)距多排鏈11、平鍵聯(lián)接選取鍵的公稱尺寸b h的依據(jù)是_。 （ D ）A.輪轂長 B

4、.鍵長C.傳遞的轉(zhuǎn)矩大小 D.軸段的直徑12、齒輪減速器的箱體和箱蓋用螺紋聯(lián)接，箱體被聯(lián)接處的厚度不太大，且經(jīng)常拆裝，一般用什么聯(lián)接？ （ A ）A.螺栓聯(lián)接 B.螺釘聯(lián)接 C. 雙頭螺柱聯(lián)接13、對軸進行強度校核時，應選定危險截面，通常危險界面為？ （ C ）A受集中載荷最大的截面 B截面積最小的截面 C受載大，截面小，應力集中的截面14、按扭轉(zhuǎn)強度估算轉(zhuǎn)軸軸頸時，求出的直徑指哪段軸頸？ （ B ）A裝軸承處的軸頸 B軸的最小直徑 C軸上危險截面處的直徑15、在正常條件下，滾動軸承的主要失效形式是_。 （ A ）A.工作表面疲勞點蝕 B.滾動體破裂 C.滾道磨損16、 D 不屬于非接觸式密封

5、。 （ ）A .間隙密封 B.曲路密封 C.擋油環(huán)密封 D.毛氈圈密封17、要求密封處的密封元件既適用于油潤滑，也可以用于脂潤滑，應采用_B_密封方式。 （ B ）A.氈圈密封 B. 唇形密封圈密封 C.擋油環(huán)密封18、對于徑向位移較大，轉(zhuǎn)速較低，無沖擊的兩軸間宜選用_聯(lián)軸器。 （ C ）A.彈性套柱銷 B.萬向 C.滑塊 D.徑向簧片19、聯(lián)軸器和離合器的主要作用是 A 。 （ A ）A.聯(lián)接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩 B.補償兩軸的綜合位移 C.防止機器發(fā)生過載 D.緩和沖擊和振動20、設計時，圓柱螺旋壓縮彈簧的工作圈數(shù)（有效圈數(shù)）應按照計算確定。 （ A ）A.變形條件（剛度條件） B

6、.強度條件 C.應力條件 D.穩(wěn)定性條件（二）.判斷題（在正確的試題后面打，錯誤的試題后面打。每題 1 分，共 15 分）1.轉(zhuǎn)動副限制了構件的轉(zhuǎn)動自由度。 （ X ）2.平面四桿機構的傳動角等于90時，則機構處于死點位置。 （ ）3.凸輪機構工作中，從動件的運動規(guī)律和凸輪轉(zhuǎn)向無關。 （ ）4一對漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是基圓齒距相等。 （ ）5漸開線上齒廓各點的壓力角均相等。 （X ）6.將行星輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系后，其各構件間的相對運動關系發(fā)生了變化。 （ X ）7、為了保證V帶傳動具有一定的傳動能力，小帶輪的包角通常要求小于或等于120o （ X）8、鏈傳動屬于嚙合傳動，所以它能用

7、于要求瞬時傳動比恒定的場合。 （ X ）9、由于花鍵聯(lián)接較平鍵聯(lián)接的承載能力高，因此花鍵聯(lián)接主要用于載荷較大的場合。（ ）10、對于受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，總工作載荷=預緊力+工作載荷。 （ X ）11、一般機械中的軸多采用階梯軸，以便于零件的裝拆、定位。 （ ）12、一批在同樣載荷和同樣工作條件下運轉(zhuǎn)的同型號滾動軸承，其壽命相同。 （X ）13、邊界摩擦是指接觸表面吸附著一層很薄的邊界膜的摩擦現(xiàn)象，接觸情況介于干摩擦與流體摩擦兩種狀態(tài)之間。 （ ）14、對于多盤摩擦式離合器，當壓緊力和摩擦片直徑一定時，摩擦片越多，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力越大。 （ ）15、非周期性速度波動可用加飛輪的方法調(diào)節(jié)。 （

8、X ）（三）.計算分析題（共35分）1（7分）計算圖示機構的自由度，若有復合鉸鏈、局部自由度、虛約束必須指出。解：局部自由度D處，E與F、G處有一個約束，F(xiàn)=3*3-3*2-2=12.（10分） 圖示為一曲柄滑塊機構，要求：（1） 在圖中標出壓力角、傳動角；（2） 分析說明對心曲柄滑塊機構是否具有急回運動；（3） 以哪個構件為原動件會出現(xiàn)死點位置？繪圖說明死點位置。解：對心曲柄滑塊機構無急回運動，因為該機構極位夾角a=0根據(jù)公式k=180+a/180-a得行程速比系數(shù)為1，則證明該機構無急回特性，所以不會產(chǎn)生急回運動。3 （8分）一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，正常齒制，小齒輪，；大齒輪，試求

9、：（1）齒輪模數(shù)m和大齒輪齒數(shù)z2；（2）傳動比 ；（3）標準中心距。解 (1)104)224()2z11=+=+=mda（，m=104/26=4232)2(22=+=mdzaz2=232/4-2=56(2)12i=z2/1z=56/24=2.33(3)=104+232/2=168mm4（10分）設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖，試問：(1)低速級斜齒輪的螺旋線方向應如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相同?(2)畫出中間軸上兩齒輪的圓周力Ft2、Ft3和軸向力Fa2、Fa3方向。解：1、由于中間軸兩齒輪分別為主動輪和從動輪，且旋轉(zhuǎn)方向相同，因此使軸向力方向相反，必須使齒輪3的螺旋方

10、向與齒輪2的相同。齒輪2為左旋，故齒輪3必須左旋，齒輪4右旋。2、使中間軸上輪2和輪3的軸向互相完全抵消，需要滿足Fa2=Fa3Ft2=Ft3tan2，F(xiàn)t3=Ft3tan3因齒輪2和齒輪3傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，T=Ft2d2/2=Ft3d1/2且（四）課程設計題（30分）1、繪制一級直齒圓柱齒輪減速器裝配圖、齒輪軸零件圖；2、書寫設計計算說明書。一、課程設計的目的：機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程的重要實踐性環(huán)節(jié)，是學生在校期間第一次較全面的設計能力訓練，在實踐學生總體培養(yǎng)目標中占有重要地位。本課程設計的教學目的是：1、綜合運用機械設計基礎課程及有關先修課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行機械設計訓

11、練，從而使這些知識得到進一步鞏固和擴張。2、學習和掌握設計機械傳動和簡單機械的基本方法與步驟，培養(yǎng)學生工程能力及分析問題、解決問題的能力。3、提高學生在計算、制圖、計算機繪圖、運用設計資料、進行經(jīng)驗估算等機械設計方面的基本技能。二、課程設計的內(nèi)容和任務：1、課程設計的內(nèi)容應包括傳動裝置全部設計計算和結(jié)構設計，具體如下：1）閱讀設計任務書，分析傳動裝置的設計方案。2）選擇電動機，計算傳動裝置的運動參數(shù)和運動參數(shù)。3）進行傳動零件的設計計算。4）減速器裝配草圖的設計。5）計算機繪制減速器裝配圖及零件圖。2、課程設計的主要任務：1）設計減速器裝配草圖1張。2）計算機繪制減速器裝配圖1張、零件圖2張（

12、齒輪、軸等）3）答辯。三、課程設計的步驟：1、設計準備準備好設計資料、手冊、圖冊、繪圖用具、計算用具、坐標紙等。閱讀設計任務書，明確設計要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過對減速器的裝拆了解設計對象；閱讀有關資料，明確課程設計的方法和步驟，初步擬訂計劃。2、傳動裝置的總體設計根據(jù)任務書中所給的參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動裝置的總體方案；計算功率并選擇電動機；確定總傳動比和各級傳動比；計算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。3、傳動裝置的總體方案分析傳動裝置的設計方案直觀地反應了工作機、傳動裝置和原動機三者間的動和力的傳遞關系。滿足工作機性能要求的傳動方案，可以由不同傳動機構類型以不同的組合形式和布置順序構成

13、。合理的方案首先應滿足工作機的性能要求，保證工作可靠，并且結(jié)構簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。四、電動機的選擇電動機已經(jīng)標準化、系列化。應按照工作機的要求，根據(jù)選擇的傳動方案選擇電動機的類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄總共查出其型號和尺寸。選擇電動機類型、型號、結(jié)構等，確定額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、結(jié)構尺寸等。1、選擇電動機類型電動機有交流和直流電動機之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動機。交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類，異步電動機又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型電動機應用最多/目前應用最廣的是Y系列自扇冷式籠型三相異步電動機，其結(jié)構簡單、起動

14、性能好、工作可靠、價格低廉，維護方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合，如運輸機、機床、風機、農(nóng)機、輕工機械等。在經(jīng)常需要起動、制動和正、反轉(zhuǎn)的場合（如起重機），則要求電動機轉(zhuǎn)動慣量小、過載能力大，應選用起重及冶金用三相異步電動機YZ型（籠型）或YZR型（繞線型）。按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機。2、電動機功率的選擇1）工作機所需的電動機輸出功率為Pd=Pw/=Fv/1000w已知滾筒直徑D=450mm，滾筒圓周力F=2.2KN，輸送帶速度V=1.6m/s，由表查聯(lián)軸器，圓柱齒輪傳動減速器：傳動帶傳動效率0.96，圓柱齒輪傳動的軸承傳動效率0.99

15、，齒輪傳動傳動效率0.97，彈性聯(lián)軸器傳動效率0.99，卷筒軸的軸承傳動效率0.98，卷筒傳動效率0.96。w=0.96（0.990.99）0.970.990.980.96=0.85Pd=2200x1.6/1000x0.85=4.14kw2）確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為nw=60x1000v/3.14D=60x1000x1.6/3.14x450=67.94r/min取V帶傳動比i1=24,單極齒輪傳動比i2=35，w則總傳動比范圍i=620故電動機轉(zhuǎn)速范圍為：nd=inw=(6020)x67.94=4081359r/min經(jīng)查表得有兩種適用的電動機型號綜合考慮電動機和裝動裝置尺寸，重量以及減速器的傳動比，其中1號電動機總傳動比比較適用，傳動裝置結(jié)構較緊湊。所選電動機額定功率Ped=5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=720r/min3、計算總傳動比和分配傳動比由選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動裝置的總傳動比為i=nm/nw=720/67.94=10.60傳動裝置的實際傳動比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準直徑