機(jī)械習(xí)題總習(xí)題

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題習(xí)題一題1-5平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)F=3x6-2x8-1=1

題1-6鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)F=3x8-2x11-1=1

題1-7加藥泵加藥機(jī)構(gòu)F=3x8-2x11=2注：

PL7處不是復(fù)合鉸鏈！題1-8測(cè)量?jī)x表機(jī)構(gòu)F=3x6-2x8-1=1

題1-9縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)

F=3x4-2x4–2=2題1-10沖壓結(jié)構(gòu)F=3x9-2x12–2=1

注：大齒輪與凸輪看成一體題1-11差動(dòng)輪系F=3x4-2x4-2=2題1-12凸輪連桿機(jī)構(gòu)F=3x8-2x11-1=1

習(xí)題二2-1判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)還是雙搖桿機(jī)構(gòu)的方法如下：

若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和：

取最短桿為機(jī)架時(shí)，得雙曲柄機(jī)構(gòu)；取最短桿的鄰邊為機(jī)架時(shí)，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；取最短桿的對(duì)邊為機(jī)架時(shí)，得雙搖桿機(jī)構(gòu)；

若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和，得到雙 搖桿機(jī)構(gòu)。(2-1a)

最短桿+最長(zhǎng)桿<另外兩桿之和

40+90=130<70+110=180

且以最短桿為機(jī)架所以：此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)2-2(b)最短桿+最長(zhǎng)桿<另外兩桿之和

45+120=165<70+100=170

且以最短桿的鄰邊為機(jī)架所以：此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2-1(c)最短桿+最長(zhǎng)桿>另外兩桿之和

60+100=160>70+62=132所以：此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)2-1(d)最短桿+最長(zhǎng)桿<另外兩桿之和

50+100=150<90+70=160

且以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架所以：此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)2-3(a)注：壓力角為輸出構(gòu)件的速度方向和其所受壓力的夾角標(biāo)有箭頭的為輸入構(gòu)件（主動(dòng)件）2-3(b)2-3(c)2-3(d)2-6

參考第二章第四小節(jié)平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中的“按照給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)公式2-3和2-3‘計(jì)算出最小傳動(dòng)角，若它小于35o，則重新選擇鉸鏈A的位置，重新設(shè)計(jì)；若大于35o，則設(shè)計(jì)合理。習(xí)題三

3-1圖示為一偏置直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標(biāo)注推程運(yùn)動(dòng)角δt

推程運(yùn)動(dòng)角：

是與從動(dòng)桿的推程 所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角

方法：反轉(zhuǎn)從動(dòng)件3-3

已知從動(dòng)件升程h=30mm，δt=1500

，δs=

300

，δh=1200

，δs’=600

，從動(dòng)件在推程做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在回程作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，試運(yùn)用作圖法計(jì)算繪出其運(yùn)動(dòng)線s-t。習(xí)題四4-1已知一對(duì)外嚙合正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪m=3mm，

z1=19，z2=41，試計(jì)算這對(duì)齒輪的分度圓直徑、齒頂高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、齒距、齒厚和齒槽寬。分度園直徑d1=mZ1=57㎜，d2=mZ2=12.3㎜；齒頂高h(yuǎn)a1=3㎜，ha2=3㎜；齒根高h(yuǎn)f1=(ha1*+c1*)m=3.75㎜，hf2=(ha2*+c2*)m=3.75㎜頂隙c=c*m=0.75㎜；中心距a=(Z1+Z2)=90㎜齒頂圓直徑da1=(Z1+2ha1*)m=63㎜，da2=(Z2+2ha2*)m=129㎜齒根圓直徑df1=(Z1－2.5)×3=49.5㎜；df2=(Z2－2.5)×3=115.5㎜基圓直徑db1=d1cosα=53.6㎜，db2=d2cosα=115.6㎜齒距P1=P2=πm=9.42㎜齒厚δ1=δ2=πm/2=4.7㎜，e1=e2=πm/2=4.7㎜4-2

已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中心距a=160，齒數(shù)Z1=20，Z2=60，求模數(shù)和分度圓直徑。解：由a=0.5(Z1+Z2)m，即：160=0.5(20+60)m，得：m=4㎜d1=mZ1=4×20=80㎜d2=mZ2=4×60=240㎜4-4

已知：m=5Z=40α=20o。分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑和壓力角。1>AA’為齒頂圓上漸開(kāi)線的曲率半徑，a為其壓力角

da=(z+2ha*)m=(40+2×1.0)×5=210(mm)，

d=mz=5×40=200(mm)，

db=dcosɑ=200×cos20o=187.94(mm)，

AA’=√(da/2)2-(db/2)2=√(210/2)2-(187.94/2)2=46.85(mm)cosa=(db/2)/(da/2)=db/da=187.94/210a=arccos(187.94/210)=26.5o2>BB’為分度圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑，b為其壓力角BB’=√(d/2)2-(db/2)2=√(200/2)2-（87.94/2）2=34.20(mm)，cosb=(db/2)/(d/2)=db/d=187.94/200，b=arccos(187.94/200)=20.0o3>點(diǎn)C為基圓上漸開(kāi)線齒廓的半徑曲率，即基圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑為0。壓力角：ɑc=arccos[(db/2)/(db/2)]=arccos1=0o4-5試比較正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基圓小于齒根圓？4-8

如圖所示，用卡尺跨三個(gè)齒測(cè)量漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的公法線長(zhǎng)度，試證明：只要保證卡腳與漸開(kāi)線相切，無(wú)論切于何處，測(cè)量結(jié)果均相同，其值為W3=2pb+sb

（注：pb

和sb

分別表示基圓齒距和基圓齒厚）。證明：

因漸開(kāi)線上任點(diǎn)的法線必與基圓相切，所以公法線也切基圓一點(diǎn)，找任意位置的公切線abc，卡尺與兩齒廓切于a、c兩點(diǎn)，公切線與基圓切于點(diǎn)b。由漸開(kāi)線形成和特性可知：ab=a’b;bc=bc’；w3=ab+bc=a’b+bc’而a’b+bc’=2pb+sb所以：w3=2pb+sb習(xí)題五5-2在圖示的輪系中，已知Z1=15，Z2=25，Z2’

=15，Z3=30，Z3’

=15，Z4=30，Z4’

=2（右旋），Z5=60，Z5’=20(m=4mm),若n1=500r/min，求齒條6線速度v的大小和方向。5-1在圖示雙級(jí)蝸桿傳動(dòng)中，已知右旋蝸桿1的轉(zhuǎn)向，試判斷蝸輪2、3的轉(zhuǎn)向。

5-25.在圖示輪系中，已知Z1=15，Z2=25，Z2’

=15，Z3=30，Z3’

=15，Z4=30，Z4’

=2（右旋），Z5=60，Z5’=20。(m=4mm),若n1=500r/min，求：齒條6線速度v的大小和方向？5-3在圖示的鐘表傳動(dòng)示意圖中，E為擒縱輪，N為發(fā)條盤(pán)，S，M及H分別為秒針，分針和時(shí)針。設(shè)：Z1=72，Z2=12，Z3=64，Z4=8，Z5=60，Z6=8，Z7=60，Z8=6，Z9=8，Z10=24，Z11=6，Z12=24，求：傳動(dòng)比iSM及iMH。5-4

在圖示行星減速裝置中，已知Z1=Z2=17，Z3=51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí),轉(zhuǎn)盤(pán)H轉(zhuǎn)過(guò)多少度？5-5在圖示的手動(dòng)葫蘆中，S為手動(dòng)鏈輪，H為起重鏈輪。已知Z1=12，Z2=28，Z2‘=14，Z3=54，求傳動(dòng)比iSH。

5-6在圖示液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，已知z2=15，液壓馬達(dá)M的轉(zhuǎn)速nM=12r/min，回轉(zhuǎn)臺(tái)H的轉(zhuǎn)速nH=-1.5r/min，求齒輪1的齒數(shù)（提示：nM=n2-nH）。解：5-8

在圖示圓錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為Z1=20，Z2=30,Z2’=50,Z3=80,n1=50r/min,求：nH的大小和方向。5-9在圖示差動(dòng)輪系中，已知各輪的齒數(shù)Z1=30，Z2=25，Z2‘=20，Z3=75，齒輪1的轉(zhuǎn)速為200r/min（箭頭向上），齒輪3的轉(zhuǎn)速為50r/min（箭頭向下）。求：行星架轉(zhuǎn)速nH的大小和方向。5-10求圖示輪系的傳動(dòng)比i，已知Z1=Z2‘=25，Z2=Z3=20，ZH=100，Z4=20。5-11已知Z1=17，Z2=20，Z3=85，Z4=18，Z5=24，Z6=21，Z7=63，求：(1)當(dāng)n1=10001r/min，n4=10000r/min時(shí)，np=？(2)當(dāng)n1=n4時(shí)，np=？(3)當(dāng)n1=10000r/min，n4=10001r/min時(shí)，np=？5-14在圖示自行車(chē)?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中c為車(chē)輪軸。已知Z1=17，Z3=23，Z4=19，Z4‘=20，Z5=24。設(shè)輪胎受壓變形后使28in（英寸）的車(chē)輪有效直徑約為0.7m，當(dāng)車(chē)行一公里時(shí)，表上的指針P剛好回轉(zhuǎn)一周，求齒輪2的齒數(shù)。

習(xí)題十10-1試計(jì)算M20、M20×1.5螺紋的升角,并指出那種螺紋的自鎖性較好。

10-4一升降機(jī)構(gòu)承受載荷Fa為100KN，采用梯型螺紋，d=70mm，d2=65mm，p=10mm，線數(shù)n=4。支承面采用推力球軸承，升降臺(tái)的上下移動(dòng)處采用導(dǎo)向滾輪，他們的摩擦阻力近似為零。試計(jì)算：（1）求螺桿工作臺(tái)穩(wěn)定上升時(shí)的效率，已知螺旋副當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.10。（2）穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上的力矩。（3）若工作臺(tái)以800mm/min的速度上升，試按穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件求螺桿所需轉(zhuǎn)速和功率。（4）欲使工作臺(tái)在荷載Fa作用下等速下降，是否需要制動(dòng)裝置？加于螺桿上的制動(dòng)力矩應(yīng)為多少？10-5

用兩個(gè)M10的螺釘固定一牽拽鉤，若螺釘材料為Q235，裝配時(shí)控制予緊力，接合面摩擦系數(shù)f=0.15，求其允許的牽拽力。解：兩個(gè)螺釘受橫向載荷的作用，則單個(gè)螺釘所受的軸向力為10-9圖示凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T為1500N·m(靜載荷)，材料為HT250.聯(lián)軸器用4個(gè)M16鉸制孔用螺栓聯(lián)成一體，螺栓材料為35鋼，試選取合宜的螺栓長(zhǎng)度，并校核其剪切和擠壓強(qiáng)度。10-10題10-9中凸緣聯(lián)軸器若采用M16螺栓聯(lián)成一體，以摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，螺栓材料為45鋼，聯(lián)軸器材料為25鋼，結(jié)合面摩擦系數(shù)f=0.15，安裝時(shí)不要嚴(yán)格控制預(yù)緊力，試決定螺栓數(shù)（螺栓數(shù)常取偶數(shù)）。10-11一鋼制液壓油缸，油壓p=3MPa,油缸內(nèi)徑D=160mm.為保證氣密性要求，螺栓間距L不得大于4.5d(d為螺柱大徑)，試計(jì)算此油缸的螺柱聯(lián)接和螺柱分布圓直徑D。

10-12一個(gè)托架用4個(gè)螺栓固定在鋼柱上，已知靜載荷F=3KN，距離l=150mm，結(jié)合面摩擦系數(shù)f=0.2，試設(shè)計(jì)此螺栓聯(lián)結(jié)。[提示：在力F作用下托架不應(yīng)滑移；在翻轉(zhuǎn)力矩Fl作用下，托架有繞螺栓組形心軸線O-O翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，此時(shí)結(jié)合面不應(yīng)出現(xiàn)縫隙。]11-711-911-1511-414-8解：(1)計(jì)算齒輪2、3的受力，受力分析見(jiàn)Ⅱ軸空間受力簡(jiǎn)圖。

T2=9550P/n=9550×40/200=1910N·m；Ft2=2T2/d2=2×1910/0.688=5552.33NFr2=Ft2×tg20°/cosβ2=2072.66N；Fa2=Ft2×tgβ2=5552.33×tg12°50′=1264.86N∵T3=T2=1910N·m；∴Ft3=2T3/d3=2×1910/0.170=22470.59NFr3=Ft3·tg20°/cosβ3=8317.46N；Fa3=Ft3·tg10°29′=4157.92N(2)求垂直面內(nèi)的支承反力Fv1=[Fr2×370－Fr3×145－Fa2×d2/2－Fa3×d3/2]/L=﹣2612.09NFv2=Fr2－Fv1－Fr3=2072.66－(﹣2612.09)－8317.46=﹣3632.71N(3)求水平面內(nèi)支反力FH1=[Ft3×145＋Ft2(145＋225)]/470=11303.4NFH2=Ft3＋Ft2－FH1=5552.33＋22470.59－11303.4=16719.52N(4)繪制垂直面內(nèi)的彎矩圖，可得Mav=﹣Fv1×0.1=261.209N·m；Mav′=Mav－Fa2×d2/2=﹣173.902N·mMbv′=Fv2×0.145=526.74N·m；Mbv=Mbv′＋Fa3×d3/2=880.16N·m(5)繪制水平面內(nèi)的彎矩圖，可得MaH=FH1×0.1=11303.4×0.1=1130.34N·m；MbH=FH2×0.145=16719.52×0.145=2424.33N·m(6)求各合成彎矩Ma=(Mav2＋MaH2)?

=1160.13N·m；Ma′=(Mav′2＋MaH2)?=1143.64N·mMb′=(Mbv′2＋MbH2)?=2480.89N·m；Mb=(Mbv2＋MbH2)?=2579.16N·m(7)根據(jù)題意，aa′、bb′面均為危險(xiǎn)截面，取α=0.6,又知T2=1910N·m,

Meb=[Mb2＋(αT2)2]?=2822.30N·m；Mea=[Ma2＋(αT2)2]?=1630.67N·m(8)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸直徑：查表14-1得45鋼調(diào)質(zhì)σB=