机械设计基础复习题课件

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：l128mm、l252mm、l350mm、l472mm。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：,齿轮机构,例2.一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知：,(1)试计算下列几何尺寸：I、齿轮的模数,II、两轮的分度圆直径,III、两轮的齿根圆直径,IV、两轮的基圆直径,V、顶隙,(2)若安装中心距增至,试问：I、上述各值有无变化，如有应为多少？II、两轮的节圆半径和啮合角,、,解(1)几何尺寸计算模数,分度圆直径,齿根圆直径,基圆直径,顶隙,(2)安装中心距增至,则有：,(1)求螺旋角,(2)计算几何尺寸,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：,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=1.69556=15291N,3）求单个螺栓所受的总拉力F0,4）确定螺栓直径,M16。,图13.28,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，PIeX1=0.56，Y1=1.8,X2=1,Y2=0P=xR+yA；P1=1968N，P2=1200NP1P2轴承1危险（3）,轴结构设计,1.轴肩过高，应低于轴承内圈端面高度；2.轴应比轮毂短23mm；3.键槽太长，应缩短；4.套筒过高，应低于轴承内圈端面高度；5.应留间隙；6.应设密封；7.应有轴向定位（轴肩）；8.应有周向定位（键）。9.装轴承的轴段太长,轴承右端的轴径应缩小。10.两端的轴承端盖应有调整垫片。,1.左边轴承的轴肩过高，应低于轴承内圈端面高度；2.轴应比蜗轮轮毂短23mm；3.右边轴承的套筒过高，应低于轴承内圈端面高度；4.联轴器不应与轴承端盖接触,应分开;5.联轴器右端不应加压板,应去掉;6.两端的轴承端盖应有调整垫片7.二个键槽应在同一母线上。,1.应留间隙，应设密封；2.轴承端盖没有顶住轴承外圈;3.二端轴承端盖应有调整垫片;4.轴承座孔不需要凸肩;5.轴环过高，应低于轴承内圈端面高度；6.箱体应有约高2-3mm的凸台,7.应有套筒定位,作轴承和齿轮的轴向固定;8.键槽太长，应缩短。,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12mm,下图为某减速器输出轴的结构图，齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试用