機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)例題及習(xí)題(設(shè)計)

1、2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)1解：解：由正確嚙合條件可知：由正確嚙合條件可知：蝸輪蝸輪2為右旋為右旋 由軸向力相互抵消一部分和由軸向力相互抵消一部分和斜齒輪斜齒輪3的軸向力方向及其的軸向力方向及其轉(zhuǎn)動方向可知：斜齒輪轉(zhuǎn)動方向可知：斜齒輪3的的旋向?yàn)橛倚驗(yàn)橛倚?由正確嚙合條件可知：斜齒由正確嚙合條件可知：斜齒輪輪4的旋向?yàn)樽笮?。蝸輪的旋向?yàn)樽笮?。蝸?的的轉(zhuǎn)動方向?yàn)椋恨D(zhuǎn)動方向?yàn)椋?、圖、圖4為一蝸桿為一蝸桿-斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動,蝸桿蝸桿(右旋右旋)為主動。為主動。已知蝸桿的轉(zhuǎn)動方向已知蝸桿的轉(zhuǎn)動方向n1如圖如圖4所示。所示。欲使軸欲使軸的軸向力相互抵消一部分，試確定：的軸向力相互

2、抵消一部分，試確定：蝸輪蝸輪2和斜齒輪和斜齒輪3、4的旋向及蝸輪的旋向及蝸輪2的轉(zhuǎn)動方向；的轉(zhuǎn)動方向； 各輪的圓周力各輪的圓周力Ft和軸向力和軸向力Fa的方向（另用示圖表示）。的方向（另用示圖表示）。圖 42011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)2各輪的圓周力各輪的圓周力Ft和軸向力和軸向力Fa的方向（另用示圖表示）。的方向（另用示圖表示）。各輪的圓周力各輪的圓周力Ft和軸和軸向力向力Fa的方向如下圖：的方向如下圖：圖 42011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)35、對圖對圖5所示齒輪傳動：所示齒輪傳動：.按按軸軸向力平衡原軸軸向力平衡原則確定齒輪則確定齒輪2、3、4的螺旋線旋向。（標(biāo)在圖上）；的螺旋線旋向。（標(biāo)在圖上）

3、；.另用視圖畫出另用視圖畫出1、2、3齒輪的圓周力、軸向力齒輪的圓周力、軸向力和徑向力的方向。和徑向力的方向。 解：解：由正確嚙合條件可由正確嚙合條件可知：齒輪知：齒輪2為左旋為左旋 。 由軸向力平衡得斜齒輪由軸向力平衡得斜齒輪3的軸向力方向和其轉(zhuǎn)動的軸向力方向和其轉(zhuǎn)動方向可知：方向可知： 斜齒輪斜齒輪3的旋向?yàn)樽笮男驗(yàn)樽笮?由正確嚙合條件可知：由正確嚙合條件可知：斜齒輪斜齒輪4的旋向?yàn)橛倚?。的旋向?yàn)橛倚?圖 52011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)4.另用視圖畫出另用視圖畫出1、2、3齒輪的圓周力、軸齒輪的圓周力、軸向力和徑向力的方向。向力和徑向力的方向。各輪的圓周力各輪的圓周力F Ft t、軸向

4、力、軸向力F Fa a和徑向力的方向如下圖：和徑向力的方向如下圖：（ 分）（ 分）r（ 分）Fr22011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)56 、如圖所示，軸上裝一對同型號的、如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，左滾動軸承，左軸承記為軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N所受徑向載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，外界軸向力，外界軸向力F FA A=1000N,=1000N,派生軸向力派生軸向力F=0.68Fr。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷系，載荷系數(shù)數(shù)f p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當(dāng)，當(dāng) e時，時，

5、X=0.41，Y=0.87；當(dāng)；當(dāng) e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉(zhuǎn)速。軸轉(zhuǎn)速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h 解：解： 該軸承為內(nèi)徑為該軸承為內(nèi)徑為50mm，直徑系列為輕（直徑系列為輕（2）系列，）系列，公公稱接觸角稱接觸角為為250的角接觸球軸的角接觸球軸承。承。raFFraFFFA2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)66 、如圖所示，軸上裝一對同型號的、如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，左滾動軸承，左軸承記為軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N所受徑向

6、載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，外界軸向力，外界軸向力FA=1000N,派生軸向力派生軸向力F=0.68Fr。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷，載荷系數(shù)系數(shù)f p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當(dāng)，當(dāng) e時，時，X=0.41，Y=0.87；當(dāng)；當(dāng) e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉(zhuǎn)速。軸轉(zhuǎn)速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h raFFraFF F/1=0.68Fr1=0.68x1500=1020 F/2=0.68Fr2 =0.68x2500=1700 F/1+FA=1020+1000=202

7、0 F/2=1700軸有向右竄動的趨勢，軸承軸有向右竄動的趨勢，軸承1被被“放松放松”，軸承，軸承2被被“壓緊壓緊”。Fa1=1020 N，F(xiàn)a2=2020 N。FAF/1F/22011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)76 、如圖所示，軸上裝一對同型號的、如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，左滾動軸承，左軸承記為軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N所受徑向載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，外界軸向力，外界軸向力FA=1000N,派生軸向力派生軸向力F=0.68Fr。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷，載荷系數(shù)

8、系數(shù)f p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當(dāng)，當(dāng) e時，時，X=0.41，Y=0.87；當(dāng)；當(dāng) e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉(zhuǎn)速。軸轉(zhuǎn)速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h ,68. 015001020211eFFra因?yàn)閞aFFraFF)(1500111111NFFYFXPrar:, 0, 111則所以 YXeFFra808. 02500202022又因?yàn)?,87. 0,41. 022則所以YX)(4 .2782202087. 0250041. 022222NFYFXPar因P2大于P1,故應(yīng)以軸承2的當(dāng)量動載荷P2為計

9、算依據(jù)。)(06.3114)4 .27825 . 1408001(50006010)(6010366hPfCfnLprthFA2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)8 ,68. 015001020211eFFra因?yàn)?簡單 、如圖所示，軸上裝一對同型號的如圖所示，軸上裝一對同型號的7210AC滾動軸承，滾動軸承，左軸承記為左軸承記為1，右軸承記為，右軸承記為2,軸承基本額定動載荷軸承基本額定動載荷Cr=40800N,所受徑向載荷所受徑向載荷Fr1=1500 N，F(xiàn)r2=2500 N，所受，所受軸向載荷軸向載荷Fa1=1020 N，F(xiàn)a2=2020 N。溫度系數(shù)。溫度系數(shù)f t =1 ，載荷，載荷系數(shù)系數(shù)f

10、 p .，壽命指數(shù)，壽命指數(shù)=3，當(dāng)，當(dāng) e時，時，X=0.41，Y=0.87；當(dāng)；當(dāng) e時，時，X=1，Y=0，e=0.68。軸轉(zhuǎn)速。軸轉(zhuǎn)速n=5000 r/min。說明軸承代號含義；說明軸承代號含義；計算軸承的壽命計算軸承的壽命L h 解：解： 該軸承為內(nèi)徑為該軸承為內(nèi)徑為50mm，直徑系列為輕（直徑系列為輕（2）系列，）系列，公公稱接觸角稱接觸角為為250的角接觸球軸的角接觸球軸承。承。raFFraFF)(1500111111NFFYFXPrar:, 0, 111則所以 YXeFFra808. 02500202022又因?yàn)?,87. 0,41. 022則所以YX)(4 .27822020

11、87. 0250041. 022222NFYFXPar因因P2大于大于P1,故應(yīng)以軸承故應(yīng)以軸承2的當(dāng)量動載荷的當(dāng)量動載荷P2為計算依據(jù)。為計算依據(jù)。)(06.3114)4 .27825 . 1408001(50006010)(6010366hPfCfnLprth2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)9 4、（10分）分析圖示結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，請將不合理之處編上序號，并用文字說明錯誤所在及改正措施。2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)10注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1.h1.h定位軸肩定位軸肩=(0.070.1)d,d=(0.070.1)d,d為與零件相配為與零件相配 處的軸徑尺寸處的軸徑尺寸2.h2.h非定位軸肩非定位軸

12、肩=(12)mm,=(12)mm,為了加工和裝配方為了加工和裝配方便而設(shè)便而設(shè)3.3.便于滾動軸承的裝拆，滾動軸承處定便于滾動軸承的裝拆，滾動軸承處定位軸承的高度必須低于軸承內(nèi)圈端部的位軸承的高度必須低于軸承內(nèi)圈端部的厚度。厚度。4.4.與標(biāo)準(zhǔn)件相配處如滾動軸承、聯(lián)軸器、與標(biāo)準(zhǔn)件相配處如滾動軸承、聯(lián)軸器、密封件的直徑，取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。密封件的直徑，取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。5.5.與齒輪、帶輪及聯(lián)軸器等零件相配合與齒輪、帶輪及聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長度一般比輪轂長度短部分的軸段長度一般比輪轂長度短2 23mm3mm。（為了保證軸向定位可靠）。（為了保證軸向定位可靠）2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)11軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸上輪轂端面緊靠軸肩或套筒6. 用軸肩或套筒定位時，軸肩高度或套筒外徑小于軸承內(nèi)圈外徑（內(nèi)圈端部的厚度）7.軸承選擇同一類型，便于軸和箱體加工。8.周向固定時，鍵槽寬尺寸應(yīng)盡量一致（工藝性好）（由d查手冊b）。不同軸段處的鍵槽對稱面應(yīng)置于同一軸面內(nèi)。2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)129 9、工藝性、工藝性 減少加工面，軸端倒角、減少加工面，軸端倒角、密封、緊固、墊片等。密封、緊固、墊片等。2011下學(xué)期機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)131、（15分）分析圖6所示結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理