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平面机构结构分析 a 复合铰链 b 复合铰链 c 复合铰链 d 不是复合铰链图1 3复合铰链的判定 复合铰链 局部自由度 1 两构件联接前后 联接点的轨迹重合 虚约束 2 两构件构成多个移动副 且导路平行 3 两构件构成多个转动副 且同轴 4 运动时 两构件上的两点距离始终不变 图1 11 6 两构件构成高副 两处接触 且法线重合 a 虚约束存在 b 虚约束不存在 c 虚约束不存在 例1计算图所示机构的自由度 如存在复合铰链 局部自由度和虚约束 请指出 计算图1 机构所示的自由度 如存在复合铰链 局部自由度和虚约束请指出 并判断机构是否有确定运动 B处为局部自由度 G处是复合铰链 A B C处为复合铰链 连杆机构 在图示的铰链四杆机构中 已知各杆的尺寸为 l1 28mm l2 52mm l3 50mm l4 72mm 试求 1 现杆4作机架 该机构是哪种类型 若取杆3为机架时 该机构又是哪种类型 说明判断的根据 2 图示机构的极位夹角 杆3的最大摆角 最小传动角 min和行程速比系数K 题图2 2 1 由可知 铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件 当取杆4为机架时 机构为曲柄摇杆机构 杆3为机架时 机构为双摇杆机构 2 作出机构的两个极位 如图所示 并由图中量得 2 作出机构的两个可能出现最小传动角的位置 并由图中量得 设计一个铰链四杆机构 已知摇杆CD的长度 机架AD的长度 摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角 构件AB单向匀速转动 试按下列情况确定构件AB和BC的杆长 以及摇杆的摆角 1 程速比系数K 1 2 行程速比系数K 1 5 题图2 7 解 1 当行程速比系数K 1时 机构的极位夹角为 机构没有急回特性 固定铰链点 应在活动铰链点 的两个极限位置C1 C2的连线上 确定活动铰链点 的另一个极限位置 选定比例尺 作图 直接由图中量取 所以构件AB的长为 2 当行程速比系数K 1 5时 机构的极位夹角为 作图 有两个交点 即有两组解 直接由图中量取 有解一 有解二 凸轮机构 如图示为滚子从动件盘形凸轮机构 凸轮为一偏心圆盘 试用图解法作出 1 凸轮的理论廓线 2 凸轮的基圆 3 图示位置的压力角 4 从动件在图示位置的位移及凸轮的转角 5 从动件的升程h及凸轮的推程运动角 受力分析 直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 圆锥齿轮 蜗轮蜗杆 方向判定方法 实例 图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统 已知 轴为输入轴 转向如图所示 在下图中标出各轮转向 为使2 3两轮的轴向力方向相反 确定并在图中标出3 4两轮的螺旋线方向 3 在图中分别标出2 3两轮在啮合点处所受圆周力 轴向力和径向力的方向 3 2 3两轮的各分力方向下图所示 1 各轴转向如图所示 2 3轮左旋 4轮右旋 下图为斜齿圆柱齿轮 蜗杆传动 齿轮1由电机驱动 已知蜗轮的轮齿旋向为左旋 其转动方向如图所示 试确定 1 蜗杆3的旋向和转动方向 2 为使中间轴所受的轴向力最小 求斜齿轮1和斜齿轮2的螺旋方向 3 分别画出齿轮2和蜗杆3在啮合点的圆周力 轴向力和径向力的方向 2 斜齿轮1为右旋 齿轮2为左旋 1 左旋 转动方向如图所示 轮系 复合轮系传动比的计算方法和步骤为 1 正确地判断轮系类型 两个行星轮系组成 一个周转轮系 一个行星轮系 一个定轴轮系 2 定轴轮系部分按定轴轮系传动比的方法计算 周转轮系部分按周转轮系的传动比方法计算 定轴轮系传动比计算 平面定轴轮系输入输出齿轮转向之间的关系可用正负号表示 空间定轴轮系首末轮转向之间的关系用画箭头确定 即从已知 或假定 的首轮的转向开始 沿着传动路线 对每对齿轮逐一进行方向判断 直至确定出最后一个齿轮的转向 周转轮系传动比计算 为代数相加减 因此只适合于轴线互相平行的构件之间的传动比计算 计算时应代入相应的正 负号 计算所得的结果亦为代数值 即同时得出输出构件的角速度的大小和方向 齿数比的正负号取决于转化轮系中 轮的转向是否相同 相同时取正号 相反取负号 3 建立各基本轮系之间的关联关系式 联同轮系各部分的传动比计算公式联立求解 如图5 12所示轮系中 已知 问 当与转向相同及与转向相反时的的大小及转向 当1和3的转向相同 用同号代入 当1和3的转向不同 1用负号代入 3用同号代入 行星架转速方向同1和3 行星架转速方向同1 已知 试求 此轮系是复合轮系 它是由6 4 5 H组成的周转轮系和1 2 3组成的定轴轮系组成 分别计算各轮系的传动比 分别求出两个轮系的传动比如下 周转轮系 定轴轮系 两轮系的关系是 联立方程组求得 转向与齿轮6转向相反 螺栓联接 一压力容器的螺栓组连接如下图所示 已知容器的工作压力p 12MPa 容器内径D 78mm 螺栓数目z 6 采用橡胶垫片 试确定预紧力 以及螺栓直径的最小值 已知参数与公式 1 剩余预紧力F 1 6F F为工作拉力 2 230 77MPa 1 求每个螺栓所受的工作拉力F 2 按紧密性要求选取剩余预紧力F F 1 6F 1 6 9556 15291N 3 求单个螺栓所受的总拉力F0 4 确定螺栓直径 M16 滚动轴承 如图所示 一对角接触球轴承反安装 宽边相对安装 已知 径向力FrI 6750N FrII 5700N 外部轴向力FA 3000N 方向如图所示 试求两轴承的当量动载荷PI PII 并判断哪个轴承寿命短些 注 内部轴向力Fs 0 7Fr e 0 68 X 0 41 Y 0 87 解 1 先计算轴承1 2的轴向力FaI FaII 因为 所以 2 计算轴承1 2的当量动载荷 故径向当量动载荷为 因为 PI PII所以轴承II寿命短些 2 下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系 轴承正安装 面对面 已知两个轴承的径向载荷分别为 2000N 4000N 轴上作用的轴向外加载荷 1000N 轴承内部附加轴向力 的计算为 0 7 当轴承的轴向载荷与径向载荷之比 e时 X 0 41 Y 0 87 当 e X 1 Y 0 e 0 68 载荷系数fp 1 0 试计算 1 两个轴承的轴向载荷FA1 FA2 2 两个轴承的当量动载荷P1 P2 解 1 轴承1为压紧端 轴承2为放松端 2 解 R1 R2 1200N 1 A1 Fa A2 0 2 A C0 0 04 e 0 24 A1 R1 0 6 eX1 0 56 Y1 1 8 X2 1 Y2 0P xR yA P1 1968N P2 1200NP1 P2轴承1危险 3 轴结构设计 下图为斜齿轮 轴 轴承组合结构图 齿轮用油润滑 轴承用脂润滑 指出该设计的错误 要求 1 在图中用序号标注设计错误处 2 在图下方的空白处标注序号 按序号列出错误 并提出修改建议 3 不必在图中直接改正 1 轴肩高于轴承内圈 降低轴肩 2 无挡油环 加挡油环 5 两键未开在同一轴线上 两键同轴线 3 齿轮与轴段同宽 轴段减小 6 套筒高于轴承内圈 降低套筒高度 7 长轴段未加工阶梯 设计阶梯轴 8 轴承端盖直接与轴接触 留出间隙 4 未设置密封 设计密封 9 联轴器与轴承端盖直接接触 设计阶梯 分离联轴器与轴承端盖 10 联轴器未用阶梯轴进行轴向定位 设计阶梯 11 轴应比联轴器短1 2mm 下图为某减速器输出轴的结构图 齿轮用油润滑 轴承