機械設計基礎1794

機械設計基礎(數(shù)控)作業(yè)講評一自由度的計算：機構的自由度:機構具有獨立運動的數(shù)目。平面機構自由度計算公式為：F＝3n－2P－PLH式中：n－活動構件數(shù)；P－低副數(shù)；LP－高副數(shù)。H計算機構自由度的注意事項：1)復合鉸鏈處理：去掉多余的約束。兩個以上的構件共用同一轉(zhuǎn)動軸線所構成的轉(zhuǎn)動副稱為復合鉸鏈。作業(yè)舉例：計算下列機構的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。處理：K個構件形成的復合鉸鏈應具有（K—1）個回轉(zhuǎn)副。2)局部自由度機構中不影響機構輸出與輸入運動關系的個別構件的獨立運動自由度稱為局部自由度。C出有三個構件鏈接在一個鉸鏈處，為復合鉸鏈，K=3個構件形成的復合鉸鏈應具有（K—1）=2個回轉(zhuǎn)副。E和E’構成虛約束，去掉一個移動副。滾子為局部自由度。該機構有7個活動構件，n=77個轉(zhuǎn)動副、2個移動副一個高副F=3n-2P-P=3×7-2×9-1=2LH所以該機構的自由度為2。處理：將形成局部自由度的構件和自由度全部去掉。機械設計基礎(數(shù)控)3)虛約束作業(yè)講評二對機構的運動不起獨立限制作用的重復約束稱為虛約束。求剪力圖、彎矩圖：方法一：1．求支座反力；2．分段確定剪力圖和3．求控制截面內(nèi)力，根據(jù)微分關系彎矩圖的形狀；繪剪力圖和彎矩圖。作業(yè)舉例：題目一：1）求支反力M04R2q20ABM04R2q20A最大Q10KNM15KNMmaxBmaxR10AkNR10kN題目二：B由Y0得知支反力計算無誤。2)由于各段受力情況不同可以分段求解AC段QR10KNAMRx10xACD段：解：QRq(x1)2010xA1)求支反力MRxq(x1)2/210x5(x1)2ADB段：QR2q10KNAM0A4RM2F0BMRx2q(x2)10x40AM04RM2F0BAR6.25kNA3.75kNR3)根據(jù)上面所求函數(shù)我們畫剪力和彎矩圖如下B傳動比計算：由Y0得知支反力計算無誤。輪系：用一系列互相嚙合的齒輪將主動軸和從動軸連接起來，這種多齒輪的傳動裝置稱為輪系。分類：按輪系中各齒輪軸線是否相互平行，可分為平面齒輪系和空間齒輪系；按輪系運轉(zhuǎn)時齒輪的軸線是否固定，2)可以采用與題目一一樣的方法完成，也可以由幾何關系我們得知求出幾個重要點的剪力和彎矩值我們就可以畫處圖像。下面我們開始求在下列幾處的剪力值：又可分為定軸輪系和行星輪系。一、定軸輪系的計算：1．平面定軸輪系的計算所有從所有從動輪齒數(shù)的乘積動輪齒數(shù)的乘積在A點左截面，Q0iWi1W(11)m(1)在A點右截面，QR在C點左截面，QR在C點右截面，QR在B點左截面，QR6.25kNmAABB所有主動輪齒數(shù)的乘積WW556.25kN3.75kN3.75kNm—外嚙合的次數(shù)符號直接表示方向，結果是正表示和主動輪方向相同，結果是負的表示和主動輪方向相反。2．空間定軸輪系計算大?。篧所有從動輪齒所有從動輪齒數(shù)的乘積數(shù)的乘積miWW(i1)(1)1m15在B點右截面，Q0畫出剪力圖，如下圖：W所有主動輪齒數(shù)的乘積5轉(zhuǎn)向關系用箭頭表示。作業(yè)舉例：同理我們根據(jù)幾何關系求處幾處彎矩值：在A點，M0圖示所示輪系，已知Z=18、Z=20、Z=25、Z=25、Z=2、Z=40，求該輪系的傳動比，并判斷蝸輪4的轉(zhuǎn)122'33'4MR212.5KNAMR2M7.5KNA向。C左C右在D點，M03)畫出彎矩圖，如下圖：解：本題中的輪系的軸線都是固定的，由于有蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動，所以是空間輪系?？赏ㄟ^公式W所有從動輪齒所有從動輪齒數(shù)的乘積數(shù)的乘積mW所有主動輪齒數(shù)的乘積5iWW(i1)(1)1m15最大Q6.25KNM12.5KNMmax計算大小。具體如下：max機械設計基礎(數(shù)控)20254022zzz4i＝2318252zz'z'作業(yè)講評三123轉(zhuǎn)向關系用箭頭表示。蝸桿為左旋，求得蝸桿軸向力方向向上，蝸輪圓周力方向和蝸桿軸向力方向相反，從2．對于由圓錐齒輪所組成的行星輪系，如圖所示，由于其行星輪和基本構件的回轉(zhuǎn)軸線不平行，因而它的角速度不能按代數(shù)量進加減，即動輪圓周力與圓周速度方向相同，所以如下圖所示，可得轉(zhuǎn)向為逆時針。作業(yè)舉例：行星輪系，已知Z=Z=41，Z=Z=39，試計算傳動圖示比i。H112’23二、行星輪系計算如果輪系在運轉(zhuǎn)時，至少有一個齒輪軸線的位置是不固定的，而是繞著其他齒輪軸線回轉(zhuǎn)，則這種輪系稱為行星輪系?；緲嫾禾栞啠ㄖ行妮啠?、行星架(系桿)和行星輪。注意：基本構件都是繞同一固定軸線回轉(zhuǎn)的。計算方法：行星輪系傳動比不能直接計算，可以利用相對運動原理，將行星輪系轉(zhuǎn)化為假想的定軸輪系，然后利用定軸輪系傳動比的計算公式計算行星輪系傳動比，把這種方法稱為反轉(zhuǎn)法或轉(zhuǎn)化機構法。解：該題目是行星輪系，并且所有齒輪的軸線都平行于系桿的軸。因此可以直接用公式計算，即：nn15211681zz2iH1nn3HH13zz12'3由于輪3為固定輪（即n0），33939160nzz2i1H1i1＝11H3nzz'4141168113H12i1/i10.51H11H機械設計基礎(數(shù)控)轉(zhuǎn)化輪系中個構件的角速度1．公式中齒輪1和齒輪N的軸線與系桿H軸線平行。作業(yè)講評四傳動比可按求定軸輪系傳動比的方法求得：軸承壽命計算：軸承壽命計算可按照以下步驟進行：1.計算內(nèi)部軸向力106(fC)=1060（h）Lt60nfP10h2.求軸承實際所受軸向力p機械設計基礎課程形成性考核作業(yè)（三）3.根據(jù)軸向力和徑向力的比查表，求當量動載荷。106()fCt60nfP4.查表并計算軸承壽命L10h第8章齒輪傳動1．漸開線齒廓形狀取決于p________直徑大小。作業(yè)舉例：A．節(jié)圓B．分度圓C．基圓D．齒頂圓2．對于標準直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數(shù)是________，________，________。3．標準外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的_________模數(shù)和_________都相等，齒輪的_________角相等、旋向_________。如圖所示,軸的兩端用兩個角接觸球軸承7207C正裝。常溫下工作。工作中有中等沖擊。轉(zhuǎn)速n＝1800r/min,兩軸承的徑向載荷分別是FrI＝3400N，F(xiàn)rII＝1050N，軸的軸向載荷Fa＝870N，方向指向軸承2，試確定哪個軸承危險,并計算出危險軸承的壽命。4．采用展成法加工正常齒齒輪時，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是_______5．一對齒輪嚙合時，兩齒輪的________始終相切。A．分度圓B．基圓C．節(jié)圓D．齒根圓6．已知一標準漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da1＝77.5mm，齒數(shù)z1＝29。現(xiàn)要求設計一解：該題目按照軸承壽命的計算步驟完成，具體過程如下：個大齒輪與其相嚙合，傳動的安裝中心距a＝145mm，試計算這個大齒輪的主要尺寸。（分度圓直S0.68R0.6834002312N徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）117．兩級平行軸斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，高速級mn＝3mm，＝15°Z2＝51；低速級mnS0.68R0.681050714N122＝5mm，Z3＝17試問：SF2312870＞714Na1（1）低速級斜齒輪旋向如何選擇才能使中間軸上兩齒輪軸向力的方向相反?∴左邊軸承被放松，右邊軸承被壓緊。（2）低速級齒輪取多大螺旋角才能使中間軸的軸向力相互抵消?2AS2312NASF3182Na11212312340031281050AAR0.68e22.98＞e通過查表11R2∴x1100.441.19y1x2y2∴P1YA3400KN1xR111PxRYA4184.3KN8．單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，已知小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，大齒輪材料為ZG45，22222正火處理，已知傳遞功率Pl＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，zl＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，大，我們用它計算查表得C30500KN1.5P2fp雙向運轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動機驅(qū)動。試校核此齒輪傳動的強度。2．在圖示輪系中，已知z、z、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求傳動比i。1216第9章蝸桿傳動1．為什么將蝸桿分度圓直徑d規(guī)定為蝸桿傳動中的標準參數(shù)？l2．為什么蝸桿的傳動比i只能表達為i＝z/z，卻不能以i＝d2/d1來表示？213．如圖所示的輪系，已知1（右旋）z15,z25,z15,z30,z15,z30,z2223344z60,z20,m4mm,若n，求齒條線速度的大小和方向。6v500r/min5513．圖示的各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件。試標出圖中未注明的蝸輪或蝸桿的轉(zhuǎn)向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點和三個分力的方向。（a）（b）4．圖示行星輪系，已知Z=Z2’=41，Z2=Z3=39，試計算傳動比i。1H1第10章作業(yè)題1．圖示所示輪系，已知Z=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2、Z4=40，求該輪系的傳動比，1并判斷蝸輪4的轉(zhuǎn)向。1．按軸的受力分類，軸可以分為_______軸、__________和___________。機械設計基礎課程形成性考核平時作業(yè)（四）2．請判斷圖示四個軸中，哪一個軸的結構有錯誤，出現(xiàn)的是什么錯誤，應如何改正。第11章帶傳動1．帶傳動產(chǎn)生彈性滑動和打滑的原因是什么?對傳動各有什么影響?a）b）c）d）2．試分析增速帶傳動工作時，其最大應力在哪里?第14章軸承3．V帶傳動n=1450r/min，fv=0.51，包角＝150°，預緊力F=360N。試問：0效拉力是多少?2）若d1=100mm，其傳轉(zhuǎn)矩為多少?3）若傳動的效率為0.95，彈性滑動11．寫出下列軸承代號表示的內(nèi)容，說明該軸承適用的場合。7208，32314，6310／P5，7210B，N22221）該傳動所能傳遞的最大有遞的最大2．如圖所示,軸的。工作中有中等沖擊。轉(zhuǎn)速n＝1800r/min,兩軸承的徑向載荷分別是FrI＝34