機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題課資料PPT教案

1、會計學(xué)1機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題課資料機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題課資料1）計算軸承1、2的軸向力NFFrs680100068. 068. 011NFFrs1400206068. 068. 0221222801400880SSAFFF軸有向右移動的趨勢，軸承1（右側(cè)軸承）被壓緊NFFFAsa228021NFFsa140022FAFr2Fr1Fs2Fs112內(nèi)部軸向力：方向由背指向面第1頁/共97頁2）計算軸承1、2的當(dāng)量動載荷由表16-12查得e=0.68 ，68. 028. 21000228011raFF87. 041. 011YXeFFra68. 020601440220122YXNFYFXPar239422

2、8087. 0100041. 011111NFYFXPar206002060122222，第2頁/共97頁3）計算所需的徑向基本額定動載荷CrPfCfnLPth60106NLnfPfChtPr30290200010500060123945 . 11060316161中等沖擊fP=1.5hLh2000ninrn/50007208ACJ軸承 ，適用。NNCr3029035200第3頁/共97頁結(jié)論：實(shí)際軸向力Fa的計算方法 1）分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判斷軸向合力的指向， 找出被“壓緊”和被“放松”的軸承。2）被壓緊端軸承的軸向力等于： 除本身派生軸向力外，其他所有軸向力的代數(shù)和（壓緊軸

3、承的力的方向?yàn)檎?）被放松端軸承的軸向力等于本身的派生軸向力。arYFXFPPfCfnLPth60106第4頁/共97頁16-6 一對角接觸球軸承，其徑向載荷 ， 外加軸向力 ，軸徑d=40mm，轉(zhuǎn)速常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預(yù)期壽命 ，試選擇軸承型號。NFr14701NFr26502NFA1000min/5000rn hLh2000題16-6圖Fr1Fr212FA1）因 ，與 接近，故暫選 的70000B型軸承。NFA1000NFr1470140軸承背靠背安裝2）計算兩軸承所受的軸向載荷21aaFF 和和內(nèi)部（派生）軸向力：方向由背指向面)(8 .1675147014. 114. 111N

4、FFr)(3021265014. 114. 122NFFr第5頁/共97頁12402130211000ssAFFF故軸承1被壓緊 （左側(cè)）NFFFsAa402121NFFsa3021222）計算兩軸承所受的軸向載荷21aaFF 和和內(nèi)部（派生）軸向力：方向由背指向面)(8 .1675147014. 114. 111NFFrs)(3021265014. 114. 122NFFrsFs1Fs2FAFr1Fr212軸有向右移動的趨勢第6頁/共97頁3）計算徑向當(dāng)量動載荷P表16-12 ，70000B軸承的e=1.14 ,eFFra74. 2147040211157. 0,35. 011YXeFFra

5、14. 126503021220, 122YXNFYFXPar5 .2806402157. 0147035. 011111NFYFXPar2650122222取P1為計算載荷第7頁/共97頁4)計算所需的徑向基本額定動載荷CrPfCfnLPth60106KNLnfPfChtrPr5 .3520001050006015 .28065 . 11060316161由附表2，選擇70308B軸承，Cr=46.2KN 。第8頁/共97頁16-4：一轉(zhuǎn)軸用6312深溝球軸承支承，每個軸承承受的徑向載荷Fr=5400N ，軸的軸向載荷 ，軸的轉(zhuǎn)速n=1250r/min ，輕微沖擊，預(yù)期壽命 。問：軸承是否適

6、用。 NFa2650hLh5000 6312軸承的Cr=81.8KN , C0r=51.8KN 26. 0,629. 0108 .5126503 .123 .1230eCFra71. 1,56. 0,49. 054002650YXeFFraNYFXFParr5 .7555解：第9頁/共97頁所需的徑向基本額定動載荷CrKNLnfPfChtrPr38.6550001012506015 .75552 . 110603161616312軸承的Cr=81.8KN , 適用。第10頁/共97頁16-2：一深溝球軸承6304承受的徑向力 載荷平穩(wěn)，n=960r/min ，求軸承的基本額定壽命。若 ，基本額

7、定壽命是多少？KNFr4KNFr26304 ，Cr=15.8KN , 1, 1FTff1)KNFPr4hnPfCfnLPth106710411058. 116010601033366KNFPr22)hFFLLrrhh810671021041067333可見,載荷減少一半,壽命增加到原來的8倍。第11頁/共97頁14-4：F=9000N，T=2300N，a=300mm，d=60mm ， ，求x允許的最大值。beeTMdWM12231 . 01abMP8013 . 022311 . 0TdMb22350.1 80600.3 23 10mmN 610584. 1axTTFF1F2允許的彎矩第12頁/

8、共97頁FxxaF1xaFxF1xaFaxaFM1661.584 103004269000 3001.584 10MaxFaMaxTTFF1F2第13頁/共97頁a）b）=90c）d）2-3第14頁/共97頁a）b）=90c）d）2-3第15頁/共97頁(1).長度比例尺 COSBCDBCD72.6746COSBCDBCD54.7598min =54.7598(答)2-52-6 min =35.5453(答)計算得(2).此機(jī)構(gòu)的原動件是搖桿CD，故最小傳動角 min=0; 若以曲柄AB為原動件，則： =0.5M/40mm=0.0125M/mm LAB=AB =6.22780.0125=0.0

9、7785M=77.85mm (答) LBC=BC =89.22570.0125=1.1153M=1115.3mm (答) 作圖量得 LAB=AB =18.7516mm (答) LBC=BC =126.7472mm (答) LAD=AD =92.494mm (答)第16頁/共97頁(1).長度比例尺 COSBCDBCD72.6746COSBCDBCD54.7598min =54.7598(答)2-52-6 min =35.5453(答)計算得(2).此機(jī)構(gòu)的原動件是搖桿CD，故最小傳動角 min=0; 若以曲柄AB為原動件，則： =0.5M/40mm=0.0125M/mm LAB=AB =6.2

10、2780.0125=0.07785M=77.85mm (答) LBC=BC =89.22570.0125=1.1153M=1115.3mm (答) 作圖量得 LAB=AB =18.7516mm (答) LBC=BC =126.7472mm (答) LAD=AD =92.494mm (答)第17頁/共97頁501616.364ABCC2C1B2B12-7364.16) 1() 1(180KKmmm001. 0lmm822.23ABllABmm37.58BCllBC取作圖，由作圖量得：第18頁/共97頁AB1CB2302-830) 1() 1(180KKmmm002. 0lmm88.25ABllA

11、B取作圖。由作圖量得：第19頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第2章 。42-9長度比例尺 L 由作圖得長度比例尺 L 由作圖得2-10第20頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第2章 。42-9長度比例尺 L 由作圖得長度比例尺 L 由作圖得2-10第21頁/共97頁A60C2C1DB2B1已知AD=520mm，CD=37mm，K=1.4 , 搖桿CD在左極限位置時與機(jī)架AD間的夾角 求曲柄、連桿長度。601ADC11180KKabAC1abAC2)(2112ACACa第22頁/共97頁C2FDEB2C1AB1a)題8-23解圖DFEB1AB2b)C1C28-23:已知搖桿長CD=75mm ,行程

12、速比系數(shù)K=1.5, 機(jī)架長AD=100mm,搖桿的一個極限位置與機(jī)架間的夾角為45,試求曲柄和連桿的長度。3611180KK作AD、C1D，連接AC1并作AC2，使21ACCabAC1abAC2第23頁/共97頁設(shè)計一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABCD 。已知搖桿CD長 ，其擺角 ，行程速度變化系數(shù)K=1.5,并滿足機(jī)架長度 等于連桿長度 與曲柄長度 之差。 mmlCD6050ADlBClABl 3615 . 115 . 118011180KKAC1C2DB2B150作C1D的中垂線，與圓交點(diǎn)A即曲柄回轉(zhuǎn)中心。 mmllACAD451mmACAClAB18212mmACAClBC63212第24頁/共97

13、頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第3章 。1 第三章 凸輪機(jī)構(gòu)3-13-2第25頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第3章 。1 第三章 凸輪機(jī)構(gòu)3-13-2第26頁/共97頁DD1minrDSh3-2:畫出基圓、偏距圓D點(diǎn)位移量和壓力角第27頁/共97頁6543216543217891011第28頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第3章。265432165432178910113-4第29頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。1第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度題1-1 唧筒機(jī)構(gòu)題1-2 回轉(zhuǎn)柱塞泵題1-3 縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)題1-4 偏心輪機(jī)構(gòu)題1-5 平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)題1-6 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)題1-7 加藥泵加藥機(jī)構(gòu)第3

14、0頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。1第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度題1-1 唧筒機(jī)構(gòu)題1-2 回轉(zhuǎn)柱塞泵題1-3 縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)題1-4 偏心輪機(jī)構(gòu)題1-5 平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)題1-6 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)題1-7 加藥泵加藥機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。1第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度題1-1 唧筒機(jī)構(gòu)題1-2 回轉(zhuǎn)柱塞泵題1-3 縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)題1-4 偏心輪機(jī)構(gòu)題1-5 平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)題1-6 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)題1-7 加藥泵加藥機(jī)構(gòu)第31頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。1第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度題1-1 唧筒機(jī)構(gòu)題1-2 回轉(zhuǎn)柱塞泵題1-3 縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)題1-4 偏心輪機(jī)構(gòu)題1-5 平爐渣口堵

15、塞機(jī)構(gòu)題1-6 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)題1-7 加藥泵加藥機(jī)構(gòu)第32頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。1第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度題1-1 唧筒機(jī)構(gòu)題1-2 回轉(zhuǎn)柱塞泵題1-3 縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)題1-4 偏心輪機(jī)構(gòu)題1-5 平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)題1-6 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)題1-7 加藥泵加藥機(jī)構(gòu)第33頁/共97頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。1第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度題1-1 唧筒機(jī)構(gòu)題1-2 回轉(zhuǎn)柱塞泵題1-3 縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)題1-4 偏心輪機(jī)構(gòu)題1-5 平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)題1-6 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)題1-7 加藥泵加藥機(jī)構(gòu)第34頁/共97頁題1-8 測量儀表機(jī)構(gòu)題1-9 縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)題沖壓機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。

16、2題1-12 凸輪連桿機(jī)構(gòu)題1-11 差動輪系第35頁/共97頁題1-9 縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)第36頁/共97頁題1-9 縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)題沖壓機(jī)構(gòu)第37頁/共97頁題1-8 測量儀表機(jī)構(gòu)題1-9 縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)題沖壓機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。2題1-12 凸輪連桿機(jī)構(gòu)題1-11 差動輪系第38頁/共97頁題1-8 測量儀表機(jī)構(gòu)題1-9 縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)題沖壓機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 題解 第1章。2題1-12 凸輪連桿機(jī)構(gòu)題1-11 差動輪系第39頁/共97頁ABCDEF1234567812)0282(73) 2(3FpPPnFhl1)262(53)2(3hlPPnF或：第40頁/共97頁DELI346

17、71211F910MJCKBA852110)20172(113) 2(3FpPPnFhl26310232nPPphl虛約束：17253)2(3hlPPnF或：第41頁/共97頁11826323HLPPnF1234576第42頁/共97頁ABDECFGHInnnn323 62 722LHFnPP 第43頁/共97頁BDCO如圖所示為凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置（此時從動件的滾子與凸輪相切于C點(diǎn)）。（1）畫出凸輪的基圓和偏距圓；（2）標(biāo)注出當(dāng)滾子與凸輪在點(diǎn)D接觸時凸輪的轉(zhuǎn)角和從動件的壓力角 ；（3）標(biāo)出從動件的最大行程h 。DBCODBh第44頁/共97頁OCDOCDhSDrb第45頁/共97頁DOCOCS

18、DDh第46頁/共97頁D第47頁/共97頁DD1minrDSh第48頁/共97頁O2O1正確安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，已知一對齒廓，輪1主動。1、畫出理論嚙合線段、實(shí)際嚙合線段2、在輪2的齒廓上找出與輪1齒頂相嚙合的共軛點(diǎn)。第49頁/共97頁O2O120B1N1N2B2共軛點(diǎn)在嚙合線上接觸第50頁/共97頁5-9：132A41題5-7圖32H12n11n3232題5-9圖題5-8圖21323113zzzznnnniHHH125. 32030752550200HHnnmin61.10rnH行星架轉(zhuǎn)向與齒輪1相同 第51頁/共97頁1234567P題5-11圖5-11:517851331zznn1

19、32 . 0 nn 定軸輪系1, 2, 3 :差動輪系4, 5-6, 7(P), H(3) : 647533447447zzzznnnnnnnnnniPHPHHHH4211863242 . 02 . 0114nnnnP4141nnnP第52頁/共97頁124365H題5-12圖5-125 . 21331zznn5 . 254656446zzzznnnniHHH06n43nn 75. 81Hi第53頁/共97頁5-8132A41題5-7圖32H12n11n3232題5-9圖題5-8圖 21323113zzzznnnniHHHmin/50, 013rnnmin/71.14rnH得 與輪1轉(zhuǎn)向相同。

20、第54頁/共97頁題五.2圖FF aMP174mmd376. 8115. 0f3 . 1C 如圖所示的螺栓聯(lián)接，采用二個M10螺栓承受F=2.5kN的橫向工作載荷。已知螺栓和被聯(lián)接件的材料均為Q235,其許用應(yīng)力為 螺栓小徑為接合面的摩擦系數(shù)可靠性系數(shù)試驗(yàn)算此螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度。解：單個螺栓所允許的軸向拉力 NdFa73752 . 5174376. 83 . 14221聯(lián)接允許傳遞的最大橫向工作載荷：NCzmfFFa17023 . 1737515. 012max第55頁/共97頁FFmax 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度不夠。措施：改變螺栓材料，提高增大螺桿直徑；增加螺栓個數(shù)；選用鍵、套筒、銷等減載裝置；采用鉸制

21、孔用螺栓等等。 (本題也可計算出，得到螺栓聯(lián)接強(qiáng)度不夠的結(jié)論)題五.2圖FFNCzmfFFa17023 . 1737515. 012max第56頁/共97頁CFzmfF0 43 . 1210dF題五.2圖FF第57頁/共97頁題11-7圖輪1主動輪2主動輪2主動題11-8圖11-711-8Fa1Fa1Fa2Fa2Fa2Fr2Ft2題11-7圖輪1主動輪2主動輪2主動題11-8圖11-711-8Fa1Fa1Fa2Fa2Fa2Fr2Ft2第58頁/共97頁n1123423(a)(b)題四.2圖試在圖中標(biāo)出蝸輪4的轉(zhuǎn)向，并在軸上標(biāo)出齒輪2的受力(用三個分力表示）第59頁/共97頁n1123423(a

22、)(b)12n21n題四.3圖n4n2(n3)Fa2Ft2Fr2（向外）b1b2c21max1b1出現(xiàn)在緊邊與小帶輪相切處。maxc第60頁/共97頁n1123423(a)(b)題四.2圖12n21n題四.3圖n4n2(n3)Fa2Ft2Fr2Fa3Fr3Ft3（向外）（向里）b1b2c21max1b1出現(xiàn)在緊邊與小帶輪相切處。maxc第61頁/共97頁6處錯誤123451)鍵太長 ； 2)軸承蓋未開密封槽、未加密封毛粘 ； 3）套筒厚度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈，以便拆卸；4）安裝齒輪的軸段應(yīng)短于齒輪寬度，以保證齒輪可靠固定；5）右側(cè)滾動軸承軸向未固定；6) 沒加調(diào)整墊片。6第62頁/共97頁第63頁/

23、共97頁（一）轉(zhuǎn)動件與靜止件接觸： 1軸與端蓋； 2套筒與軸承外圈； （二）軸上零件未定位、固定： 3套筒頂不住齒輪； 4鏈輪未定位； 5鏈輪周向未固定； 8鏈輪軸向未固定；6卡圈無用；（三）工藝不合理：加工： 7精加工面過長且軸承裝拆不方便； 9箱體端面與非加工面未分開；安裝： 10臺肩過高，無法拆卸軸承； 11鍵太長、套筒無法裝入；調(diào)整： 12無墊片，無法調(diào)整軸承游隙；（四）潤滑與密封： 13齒輪油潤滑，軸承脂潤滑而無擋油環(huán)； 14無密封。第64頁/共97頁第65頁/共97頁改錯題61299711122341581013第66頁/共97頁10-7 43 . 1210dF1)螺栓上能施加的預(yù)

24、緊力0FM20螺栓 ，mmd294.171 aSMPS1265 . 2315NF227670FFF0DF0WL02FF mmD5015. 0f求W的允許值mm400M2035鋼第67頁/共97頁2）螺栓擰緊后，夾殼與軸之間產(chǎn)生摩擦力以傳遞旋轉(zhuǎn)力矩 。聯(lián)接能產(chǎn)生的最大摩擦力矩為： LCWDfF22FFF0DF0WLCWLfDF0202FF LWTNW711mm40022DfF 則第68頁/共97頁DOC畫出凸輪的基圓半徑minr從動件的升程h標(biāo)出當(dāng)滾子與凸輪在D點(diǎn)接觸時，從動件的位移量 及壓力角DSD第69頁/共97頁OCSDDhDminr第70頁/共97頁BDCtshsArminh210題32

25、解圖第71頁/共97頁n1Fa4Fa3題12-3圖Fa1(向里)Fa21tF1)由 得 得 得 順；2aF1tF1n2）由蝸輪轉(zhuǎn)向得 向外， 向里1aF3aF已知2tF得蝸桿右旋12-3第72頁/共97頁W已知蝸桿逆時針回轉(zhuǎn)，重物上升，求蝸桿旋向。要求中間軸上的軸向力較小，求斜齒輪的旋向。第73頁/共97頁WFt2Fa2Ft1Fa3Fa1243n1已知蝸桿逆時針回轉(zhuǎn)，重物上升。由 蝸桿轉(zhuǎn)向得 向右，則 向左 使軸 的軸向力較小，則 向右，得齒輪3左旋。1tF2aF3aF已知已知由蝸輪2轉(zhuǎn)向得 向外，則 向里則蝸桿左旋（符合左手）。2tF1aF第74頁/共97頁12-6 手動絞車，蝸桿傳動。WL

26、D1）重物上升1m，蝸輪轉(zhuǎn)數(shù)Dn10002蝸桿轉(zhuǎn)數(shù)7 .6359. 14021 inn2）能自鎖71. 511qztg2 .101ftg8801mdq34. 0) (97. 095. 0tgtg第75頁/共97頁WLD3）重物W=5kN，手柄上力F=100N，求手柄長度L 。LFT122DWT2211TT功率21TiT 即2DWLFimmL368第76頁/共97頁n1123423(a)(b)題四.2圖12n21n題四.3圖n4n2(n3)Fa2Ft2Fr2Fa3Fr3Ft3（向外）（向里）b1b2c21max1b1出現(xiàn)在緊邊與小帶輪相切處。maxc第77頁/共97頁132A41題5-7圖32H12n11n3232題5-9圖題5-8圖第78頁/共97頁 對于普通螺栓聯(lián)接 ，按預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有： 式中：z為螺栓數(shù)目，m為接合面數(shù)目。 由四個螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接C為防滑系數(shù)，設(shè)計中可取C=1.11.3。FFFFb)a) CFzmfF0可得每個螺栓上所需的預(yù)緊力F0第79頁/共97頁 43 . 1210dF 013 . 14Fd強(qiáng)度條件所需螺栓小徑第80頁/共97頁D1凸緣聯(lián)軸器用8個普通螺栓聯(lián)接已知螺栓的分布圓直徑 傳遞轉(zhuǎn)矩 螺栓許用應(yīng)力 試計算螺栓的小徑d1 。