机械设计基础作业3

1、机械设计基础作业 35 轮系思考题5- 1 定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？行星轮系和差动轮系有何区别？5- 2 定轴轮系中传动比大小和转向的关系？5- 3 什么是惰轮？它有何用途？5- 4 什么是转化轮系？如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比？5- 5 如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？5- 6 怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？5- 7 观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计算出传 动比和转向。习题5-1 在图示的轮系中， 已知 z1=15，z2=23，z2=15，z3=31，z3=15，z4=33，z4=2（右 旋），z5=6

2、0，z5=20,（m =4 mm）,若n1 =500r/min, 求齿条 6线速度 u的大 小和方向。题图 5-25-2 在图示齿轮系中，已知 z1=z2=19，z3 =26，z4=30，z4=20，z5=78，齿轮 1 与齿轮 3 同轴线，求齿轮 3 的齿数及传动比 i 15。题图 5-3题图 5-45-3 在图示的钟表传动示意图中， E为擒纵轮，N为发条盘，S，M及 H分别为 秒针，分针和时针。设 z1=72，z2=12，z3=64，z4=8， z5=60，z6=8，z7=60， z8=6，z9=8，z10=24，z11=6，z12=24，求秒针与分针的传动比 i SM及分针与时 针的传动

3、比 i MH。5-4 图示车床变速箱中，移动三联齿轮 a 可使齿轮 3和4啮合，又移动双联 齿轮 b，可使齿轮 5和 6啮合。已知各轮的齿数为 z1=42，z2=58，z3=38， z4=42，z5 =50，z6=48，电动机转速为 1450r/min 。试求此种情况下输出 轴转速的大小和方向。5-5 在图示的行星减速装置中，已知 z1=z2=17，z3=15。当手柄转过 90时转盘 H转过多少度？题图 5-5题图 5-6题图 5-75-6 在图示的差动齿轮系中，已知各轮齿数 z1=15，z2=25，z2 =20，z3=60。若 n1 = 200r/min ， n3 = 50r/min ，且转

4、向相同，试求行星架 H的转速 nH。5-7 在 图 示 的 手 动 葫 芦 中 ， S 为 手 动 链 轮 ， H 为 起 重 链 轮 。 已 知 z1=21, z2=29, z2=14, z3=55,求传动比 i SH。5-8 在图示极大传动比减速器中，蜗杆 1 和齿轮 1 为同一构件，蜗杆 5 及齿 轮 5也为同一构件，蜗杆 1 和 5 均为单头右旋， z1=101，z2=99，z2=z4， z4=100，z5 =100。求传动比 i 1H。5-9 求图示轮系的传动比 i14，已知 z1=z2=25，z2=z3=20，zH=100， z4=20。5-10 图示齿轮系中，动力由轴 输入，轴

5、输出。已知 z1=12，z2=51，z2=49， z3=75，z4=12，z5=73。求 1)iI II ；2)若齿轮 2的齿数改为 z2=50，求 iI II。5-11 在图示镗床镗杆进给机构中，各轮的齿数 z1=60，z4=z3 =z2=30，螺杆的导 程 pz=6mm，且为右旋螺纹，设所有齿轮的模数相同，当被切工件的右旋螺纹的导程 pz 2mm时，齿轮 2 和 3 的齿数各为多少？题图 5-8题图 5-9题图 5-105-12 在图示混合齿轮系中，设已知各轮的齿数，试计算其传动比i I II题图 5-116 其它常用机构思考题6- 1 常见的棘轮机构有哪几种型式？各具有什么特点？6- 2

6、 观察自行车后轮轴上的棘轮机构和牛头刨床上用于进给的棘轮机构，分别 说出各是哪种棘轮机构及其工作原理。6- 3 槽轮机构中槽轮槽数与拨盘上圆柱销数应满足什么关系？为什么要在拨盘 上加上锁止弧？6- 4 选定一机器，分析其中槽轮机构的槽数和圆柱销数？说明为什么在此要用 槽轮机构？可否采用其它机构替换？6- 5 举出一不完全齿轮机构实例，说明其工作原理及作用。6- 6 圆柱形凸轮间歇运动机构与蜗杆形凸轮间歇运动机构有何区别？6- 7 凸轮间歇运动机构的运动规律如何确定？如何实现？设计运动规律时应注 意哪些问题？6-8 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构是常用的四种 间歇运动机构，

7、通过对比，说出在运动平稳性、加工工艺性和经济性等方 面各具有哪些优缺点？各适用于什么场合？6-9 组合机构的组合方式有哪几种？请各举出一应用实例。习题6-1 已知棘轮齿数 z=15，棘轮直径 D=100mm，原动件摆动角为 30，每次摆 动滑过棘轮上两齿，试确定棘轮机构的几何尺寸。6-2 已知槽轮机构的槽数 z=5，拨盘的圆销数 K=1，转速 n1=75 r/min，求槽轮 的运动时间 tm 和静止时间 ts。7 机械的动力性能思考题7- 1 为什么要对转子进行动平衡？7- 2 静平衡和动平稳有何不同？各用于何种转子？7- 3 如何进行平衡计算？如何进行平衡实验？7- 4 从日常生活中找出两个

8、动平衡实例。7- 5 机械的速度为什么会波动？7- 6 机械的周期性速度波动和非周期性速度波动有何不同？可用什么方法来调 节？7- 7 如何计算简单机器的机械效率？如何计算复杂机器的机械效率？8 机械零件设计概论思考题8- 1 机械零件设计的基本要求是什么？8- 2 什么叫失效？机械零件的主要失效形式有几种？各举一例说明。8- 3 什么是设计准则？设计准则的通式是什么？8- 4 复习材料及热处理问题。复习公差与配合问题。8- 5 什么是零件的工艺性问题？主要包含哪几方面的问题？8- 6 什么是变应力的循环特性？对称循环应力和脉动循环应力的循环特性为多 少？8- 7 什么是疲劳强度问题？如何确定

9、疲劳极限和安全系数？8-8 主要的摩擦状态有哪四种？8-9 磨损过程分几个阶段？常见的磨损有哪几种？8-10 常见的润滑油加入方法有哪种？9 联接思考题9- 1 螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程有何不同？螺纹升角与哪些参数有 关？9- 2 为什么三角形螺纹多用于联接，而矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹多用 于传动？为什么多线螺纹主要用于传动？9- 3 螺纹副的自锁条件是什么？理由是什么？9- 4 试说明螺纹联接的主要类型和特点。9- 5 螺纹联接为什么要预紧？预紧力如何控制？9- 6 螺纹联接为什么要防松？常见的防松方法有哪些？9- 7 在紧螺栓联接强度计算中，为何要把螺栓所受的载荷增加 30%

10、？9-8 试分析比较普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的特点、 失效形式和设计准则。9-9 简述受轴向工作载荷紧螺栓联接的预紧力和残余预紧力的区别，并说明螺 栓工作时所受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。9-10 简述滑动螺旋传动的主要特点及其应用。9-11 平键联接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？9-12 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔 180的位置，采用两个 楔键时，相隔 90 120，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母 线上？9-13 试比较平键和花键的相同点和不同点。9-14 简述销联接、焊接、粘接、过盈联接、弹性环联接和成形联接的主要特点 和应用场

11、合。习题9-1 试证明具有自锁性螺旋传动的效率恒小于 50%。9-2 试计算 M24、M241.5 螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性好。9-3 图示为一升降机构， 承受载荷 F =150 kN，采用梯形螺纹， d = 60 mm，d2 = 56 mm，P = 8 mm，线数 n = 3。支撑面采用推力球轴承，升降台的上下移 动处采用导向滚轮，它们的摩擦阻力近似为零。试计算：(1) 工作台稳定上升时的效率(螺纹副当量摩擦系数为 0.10)。(2) 稳定上升时加于螺杆上的力矩。(3) 若工作台以 720 mm/min 的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和 功率。(4) 欲使工作台在载荷

12、F 作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制 动力矩是多少？题 9-3 图 题 9-4 图题 9-5 图9-4 图示起重吊钩最大起重量 F = 50 kN ，吊钩材料为 35 钢。试确定吊钩尾部 螺纹直径。9-5 图示为一用两个 M12 螺钉固定的牵曳钩，若螺钉材料为 Q235 钢，装配时控制预紧力，结合面摩擦系数 f = 0.15，求其允许的最大牵曳力。9-6 图示为一刚性凸缘联轴器，材料为 Q215 钢，传递的最大转矩为 1400 N. m （静载荷）。联轴器用 4个 M16 的铰制孔用螺栓联接，螺栓材料为 Q235 钢，试选择合适 的 螺栓长度，并校核该联接的强度。题 9-6 图

13、 题 9-7 图9-7 图示为一用两个螺栓联接的钢制扳手。 已知扳紧力 F = 200 N，有关尺寸如 图所示。试分别采用普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种方案设计此螺栓 组，并分析比较设计结果。9-8 在图示夹紧螺栓中，已知螺栓数为 2，螺纹为 M20，螺栓材料为 35 钢，轴 径 d=50 mm，杆长 l=300 mm，轴与夹壳之间的摩擦系数 f=0.15，试求杆端 部作用力 F 的最大允许值。9-9 图示为一钢制液压油缸，采用双头螺柱联接。已知油压 p= 8 MPa，油缸内 径D = 250 mm ，为保证气密性要求，螺柱间距 l 不得大于 4.5d（d为螺纹 大径），试设计此双头螺柱联接。F题 9-8 图题 9-9 图9-10 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接件间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力F = 15000 N，当受轴向工作载荷 F = 10000 N 时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。9-11 图示为一差动螺旋机构。 螺杆与机架固联， 其螺纹为右旋， 导程 SA=4 mm， 滑块在机架上只能左右移动。 差动杆内螺纹与螺杆形成螺纹副 A，外螺纹与 滑块形成螺纹副 B，当沿箭头方向转动 5 圈时，滑块向左移动 5 mm。试求 螺纹副 B 的导程 SB 和旋向。题 9-11 图题 9-12 图9-12 图示为一小型压床，