機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程練習(xí)題第一章練習(xí)題1.3、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。題1.3圖解：F=3n-2PL-PH=1 F=3n-2PL-PH=3X5-2X7-0=1F=3n-2PL-PH=3X7-2X10-0=1 F=3n-2pl-ph=11.4、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。題1.4圖解：自由度F=3n-2PL-PH=37-29-1=2。 F=3n-2PL-PH=1F=3n-2pl-ph=1 F=3n-2PL-PH=11.5、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。題1.5圖解：自由度 F=34-25-1=1 自由度 F=35-27-0=1第三章練習(xí)題3.1、試根據(jù)圖中的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿結(jié)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)，還是雙搖桿結(jié)構(gòu)。題3.1圖解：a): 因40+110=15062+70， 為雙搖桿機(jī)構(gòu)。d)：50+10070+90，最短桿為連桿，為雙搖桿機(jī)構(gòu)3.3、圖示為壓力機(jī)機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖并分析其屬于何種機(jī)構(gòu)？題3.3圖第四章練習(xí)題4.10、圖示為從動(dòng)件在推程時(shí)的部分運(yùn)動(dòng)線圖，其遠(yuǎn)、近休止角均不等于零，試根據(jù)s、v和a之間的關(guān)系定性地補(bǔ)全該運(yùn)動(dòng)線圖，并指出何處存在剛性沖擊、何處存在柔性沖擊。題4.10圖解：補(bǔ)全后的從動(dòng)件推程運(yùn)動(dòng)線圖如圖所示。由圖可知在A處加速度有無窮大突變，存在剛性沖擊，在BCD處加速有限值突變，存在柔性沖擊4.14、設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪轉(zhuǎn)向及從動(dòng)件初始位置如圖所示。已知偏距e=10mm，基圓半徑r0=40mm，滾子半徑rT=10mm。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律=150，s=30，=120，s=60。從動(dòng)件推程以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，行程h=20mm，回程以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原處。試?yán)L制從動(dòng)件位移線圖及凸輪輪廓曲線。題4.14圖4.17、畫出圖示凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪的基圓，并在圖上標(biāo)出凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過45時(shí)凸輪輪廓上的接觸點(diǎn)位置及凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。題4.17圖解：第五章練習(xí)題5.5、已知一對(duì)漸開線外嚙合直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪的模數(shù)m=5mm，壓力角=20，中心距a=350mm，角速比i12=9/5。試求兩齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑。解：a=(d1=d2)/2(mz1+mz2)/2=m(z1+z2)/2 i12=z2/z1350=5(z1+z2)/2- 9/5=z2/z1-1+2得z1、z2則：d1=mz1+ ; d2=mz2da1=d1+mha* da2=d2+mha* db1=d1Cos20 db2=d2Cos20m=p/5.6、一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，測(cè)得其中心距為60mm，小齒輪的齒數(shù)為20，傳動(dòng)比為2，試設(shè)計(jì)該對(duì)齒輪的其他參數(shù)。5.14、一對(duì)漸開線外嚙合圓柱齒輪，已知z1=21，z2=22，m=2mm，中心距為44mm。若不采用變位齒輪而用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪湊中心距，求斜齒圓柱齒輪的螺旋角應(yīng)為多少？解：a=Mn/2cos(z1+z2)=44mm=12.24度第六章練習(xí)題6.1、某手搖卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示，各齒輪的齒數(shù)均為已知，試求傳動(dòng)比i15的大小和提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。題6.1圖解：傳動(dòng)比i15的大小i15= Z2Z3Z4Z5/Z1Z2Z3Z4=5200/9577.78當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向：從左向右看為逆時(shí)針方向。6.4、如圖所示輪系a、b中，z1=20，z2=24，z2=36，z3=40，1=200rad/s，3=100rad/s，求兩輪系系桿的角速度H=？題6.4圖6.9、在圖示輪系中，已知n1=50r/min，z1=20，z2=30，z2=50，z3=80，求nH的大小和方向。題6.9圖解： ， n1/nH=1+2.4=3.4 ， nH=n1/3.4=50/3.4=14.7r/min第十章練習(xí)題10.11、用兩個(gè)M10的螺釘固定一牽引鉤，若螺釘材料為Q235，安裝時(shí)控制預(yù)緊力，被聯(lián)接件接合面摩擦系數(shù)f=0.15，求其允許的牽引力F。題10.11圖解：1.Q235的屈服極限s=235MPa,由表10-6，取S=1.2,則sS2351.2196MPa由表10-1的M10螺釘d1=8.376mm2.設(shè)單個(gè)螺栓能承受的最大軸向力Fa，則：3.設(shè)單個(gè)螺栓能承受的最大橫向力F，則其中m=1，f=0.15，取C=1.2 4. 兩個(gè)螺栓能承受的最大橫向力F總2F210382076N因此該聯(lián)接允許的牽曳力應(yīng)小于等于2076N10.12、圖示凸緣聯(lián)軸器允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T=1500Nm（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。試選取合適的螺栓長(zhǎng)度，并校核其剪切和擠壓強(qiáng)度。題10.12圖解：1.由表9-1得：35鋼，s=315MPa, B=530MPa;HT250 B=240MPa，由表10-6得， = s / 2.5=315/2.5=126MPapB2.52402.596MPa2.單個(gè)螺栓所受剪力：F(T/4)(D0/2)=4.84KN3.螺栓抗剪強(qiáng)度校核：查手冊(cè)的d0=17mm 4.抗擠壓強(qiáng)度校核，查手冊(cè)，暫取L70的螺栓，螺紋長(zhǎng)度28，因此最小擠壓長(zhǎng)度Lmin70282319mm,鉸制孔抗壓強(qiáng)度為：5. 查表得，螺母厚度m15mm，螺紋伸出長(zhǎng)度a7046-159因此選擇長(zhǎng)度為65的鉸制孔用螺栓滿足使用要求10.13、題10.12中凸緣聯(lián)軸器若采用M16螺栓聯(lián)成一體，以摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩，螺栓材料為45鋼，聯(lián)軸器材料為25鋼，接合面摩擦系數(shù)f=0.15，安裝時(shí)不要求嚴(yán)格控制預(yù)緊力，試決定螺栓數(shù)。解：1.Q235的屈服極限s=235MPa,由表10-12，取S=1.2,則sS2351.2196MPa由表10-1的M10螺釘d1=8.376mm2.設(shè)單個(gè)螺栓能承受的最大軸向力Fa，則：3.設(shè)單個(gè)螺栓能承受的最大橫向力F，則其中m=1，f=0.15，取C=1.2 4. 兩個(gè)螺栓能承受的最大橫向力F總2F210382076N因此該聯(lián)接允許的牽曳力應(yīng)小于等于2076N第十一章練習(xí)題11.7、設(shè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，問：（1）3、4輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力可以抵消一部分；（2）3、4輪的螺旋角應(yīng)取多大才能使中間軸上兩齒輪的軸向力可以完全抵消？題11.7圖解：（1）由于中間軸上兩齒輪分別為主動(dòng)和從動(dòng)輪，且旋轉(zhuǎn)方向相同，因此為使軸向力方向相反，必須使齒輪3的螺旋方向與齒輪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的軸向力互相完全抵消，需要滿足。因齒輪2和齒輪3傳遞的轉(zhuǎn)矩相同 ，且整理后可得因此 11.9、試設(shè)計(jì)提升機(jī)構(gòu)上用的閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳動(dòng)比i=4.6，轉(zhuǎn)速n1=730r/min，傳遞功率P1=10kW，雙向傳動(dòng)，每天工作16h，對(duì)稱布置，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，載荷為中等沖擊，z1=25，大小齒輪材料均為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。第十二章練習(xí)題12.2、如圖所示，蝸桿主動(dòng)，T1=20Nmm，m=4mm，z1=2，d1=50mm，蝸輪齒數(shù)z2=50，傳動(dòng)的嚙合效率=0.75。試確定：（1）蝸輪的轉(zhuǎn)向；（2）蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。題12.2圖解：（1）由圖12.2（a）可知蝸桿為左旋蝸桿，根據(jù)左手定則判斷出Fa1的方向，如圖11.3（b）所示。由于Ft2的方向與Fa1相反，因此n2為順時(shí)針轉(zhuǎn)向。（2）蝸桿和蝸輪上作用力的方向如圖11.3（b）所示。各力的大小為12.3、如圖所示，1、2是一對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，3、4是一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)件，4為輸出件，各輪轉(zhuǎn)向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3上的軸向力互相抵消一部分，試確定1、2、3、4各輪的旋向，并在圖上標(biāo)出2和3所受力的方向。題12.3圖解：1、2、3輪左旋，4輪右旋12.5、圖示為一手動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，1、2為斜齒輪，3、4為一對(duì)蝸輪蝸桿。已知1、2輪齒數(shù)z1=20，z2=30，蝸桿頭數(shù)z3=1，蝸輪齒數(shù)z4=100，試求：（1）手輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)提升重物Q時(shí)，蝸桿、蝸輪是左旋還是右旋；（2）為使蝸桿軸上軸向力抵消一部分，試確定斜齒輪的旋向；（3）與蝸輪固聯(lián)的鼓輪直徑dw=0.2m，需要將重物提升1m時(shí)，手輪應(yīng)該轉(zhuǎn)幾圈？解：（1）、按圖要使4右旋提升Q重物，蝸桿3應(yīng)為右旋正轉(zhuǎn)或左旋反轉(zhuǎn)，但斜齒輪1（手輪）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則2為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以蝸桿3左旋正解； （2）、蝸桿3左旋反轉(zhuǎn)，軸向力往左，所以斜齒輪2軸向力應(yīng)往右進(jìn)行抵消，斜齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)選右旋才滿足； （3）、你傳動(dòng)比是：（100/1）*（30/20）=150:1（就是說：斜齒輪1（手輪）搖150圈，輸出是1圈），鼓輪直徑dw=0.2m，那么周長(zhǎng)應(yīng)為*dw=0.6283m,你要提升1米，那么應(yīng)該手輪搖：150/0.6283=238.74圈。題12.5圖第十三章練習(xí)題13.14、有一帶式輸送裝置，其異步電動(dòng)機(jī)與齒輪減速其之間用普通V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=7kW，轉(zhuǎn)速n1=960r/min，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速n2=330r/min，允許誤差為5%，運(yùn)輸裝置工作時(shí)有輕度沖擊，兩班制工作，試設(shè)計(jì)此帶傳動(dòng)。解：一.定帶型號(hào) 選B型二.定帶輪基準(zhǔn)直徑 取 取三.校核帶輪轉(zhuǎn)速實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差在5%允許范圍內(nèi)四.計(jì)算帶輪轉(zhuǎn)速 五.計(jì)算中心距和帶長(zhǎng)1.初定中心距 取2.初算帶長(zhǎng) 取3.確定中心距六.驗(yàn)算小輪包角七.計(jì)算帶根數(shù) 取Z=5式中： 八.計(jì)算預(yù)緊力九.計(jì)算壓軸力第十四章練習(xí)題14.7、標(biāo)出圖中結(jié)構(gòu)不合理之處，并將其修改正確。題14.7圖解：A、1無倒角，軸承裝拆不方便2軸肩過高，軸承無法拆卸；3輪轂與軸無鍵聯(lián)接，周向固定不可靠；4套筒與軸肩平齊，右軸承定位固定不可靠，套筒外徑過大，軸承無法拆卸；5軸頭過長(zhǎng)，齒輪裝拆不便；6精加工面過長(zhǎng)，也不利于軸承拆卸；7軸與軸承蓋無密封件，蓋孔與軸間無間隙，動(dòng)靜件未分開，工作時(shí)會(huì)干涉；8聯(lián)軸器與軸間無鍵聯(lián)接，周向固定不可靠，不利于裝拆軸上零件B、1聯(lián)軸器上應(yīng)為通孔2聯(lián)軸器無軸向定位3鍵槽位置錯(cuò)誤4動(dòng)靜件之間應(yīng)有間隙5軸承蓋處應(yīng)設(shè)密封裝置6應(yīng)有調(diào)整墊片7軸承內(nèi)圈定位過高8與輪轂相配的軸段長(zhǎng)度應(yīng)短于輪轂長(zhǎng)度9軸段過長(zhǎng)，不利于軸承安裝，應(yīng)設(shè)計(jì)為階梯軸軸承內(nèi)圈無定位第十五章練習(xí)題15.6、如圖所示，某轉(zhuǎn)軸上安裝有兩個(gè)斜齒圓柱齒輪，工作時(shí)齒輪產(chǎn)生的軸向力分別為Fx1=3000N和Fx2=5000N。若選擇一對(duì)7210B型軸承支承轉(zhuǎn)軸，軸承所受的徑向載荷分別為Fr1=8600N，F(xiàn)r2=12500N，求兩軸承的軸向載荷Fa1和Fa2。題15.6圖解：（1）求軸承的內(nèi)部軸向力Fs：Fs1=0.68Fr1=0.688600=5848N