机械设计基础 大题答案

1、第4章 平面连杆机构5、 已知一平面四杆机构ABCD其四边长度分别为a、b、c、d试分析：1） 简述该机构曲柄存在条件；2） 当AB为主动件时，请标出压力角a与传动角及在何时会出现最小传动角 min？3） AB为主动件时，该机构是否存在极位夹角及急回特性？4） 该机构在何种情况下具有死点？答案：1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和（杆长条件）；最短杆必定为机架或连架杆（最短杆条件）。 2)AB为主动件时，机构的压力角与传动角见下图，当AB杆与CD杆在重叠共线时即AB杆在AB1 、AB1两位置时最小传动角min为1、2之中的一个； 3)因为滑块处于极限位置时，AB杆两位置的夹

2、角0，故存在急回特性。 4)当=0时才存在死点，只有当CD杆为主动件时才会有=0，故当CD杆为主动件时从动件AB处于AB及AB”两位置时为机构的死点位置。 7、 如图设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问：1） 当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?2） 若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？3） 若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？答案：a=240，b=600，c=400，d=500， a+ b < d +c 满足杆长条件。1) 当杆4为机架，

3、最段杆1为连架杆，机构有曲柄存在；2）要使此机构成为双曲柄机构，则应取杆1为机架；要使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为440d760。第6章 齿轮传动5、 图示定轴轮系钟，已知各齿轮数为z1=z2=z3=20，z2=z5=40，z3=80，z4=17，n1表示齿轮1的转动方向，试求轮系的传动比i15，并用箭头标出其它齿轮的转动方向。答案：该轮系为定轴轮系, 定轴轮系传动比为：, 用箭头表示轮系各轮的转向，如图示。 5题 9、 图示传动装置，蜗杆为主动，通过蜗轮再传动一对直齿轮圆锥齿轮传动，从动锥齿轮转向如

4、图所示。试求：（1） 为使II轴上所受轴向力较小，请确定蜗杆、蜗轮螺旋线的方向，并画在图上。（2） 在图上画出蜗杆、蜗轮及锥齿轮3的转向。（3） 在图上画出蜗杆传动及锥齿轮传动啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。10、 如图a）所示为两级蜗杆传动组成的减速传动装置，已知蜗杆1为主动件，逆时针转动，且为右旋，要求：（1） 为使II轴上所受轴向力较小，确定蜗杆3和蜗轮4的旋向，并在图a）中画出。（2） 在图a）上画出各轴的回转方向。（3） 在图b）上画出各蜗杆、蜗轮再啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。12、 图示为一蜗杆斜齿圆柱齿轮直齿圆锥齿轮三级传动，已知蜗杆为主动，且按图示方向转

5、动，试在图中画出：（1） 各轮转向；（2） 使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向；（3） 各啮合点处所受诸分力Ft，Fr及Fa的方向。第7章 带传动1、 普通B型V带传动，传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，工作情况系数KA=1.2，单根V带在该工况下的许用功率，P=2.5kW，紧边拉力F1 是松边拉力F2 的4倍，即F1 =4F2 。求：（1） 带的根数Z；（2） 在该工况下的有效圆周力Fe，紧边拉力F1 ，松边拉力F2及初拉力F0 。答案：(1) Z=KA*P / P=（1.2*7.5）/ 2.5=3.64根 (2) Fe=1000*P/v=(1000*7.5/

6、10)=750N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =4F2 F1=1000N；F2=250N；F0=625N2、 一普通V带传动，传递的功率P=8kW，带速v=12m/s，单根带的许用功率P=2.8kW，带传动的工况KA=1.3，带的初拉力F0 =800N，带与带轮的当量摩擦系数v=0.5，带在小轮上的包角1=150°。求：（1） 带的根数Z；（2） 有效圆周力Fe，紧边拉力F1，松边拉力F2；（3） 校验是否打滑。答案：(1) Z=KA*P / P=（1.3*8）/ 2.8=3.74根 （2）Fe=1000*P/v=(1000*8/12)=667N Fe =F1

7、 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =1133N；F2=467N （3） 919N Fec Fe ，所以该带传动不会打滑。第10章 轴承1、 图示轴上安装一对30311轴承，轴承1、2所受径向载荷Fr1=1800N，Fr2=2000N，外加轴向力Fae=2000N（向右），载荷系数p=1.2，工作轴转速n=1000r/min。1） 说明轴承30311代号的意义；2） 在图上标出派生轴向力Fd1，Fd2的方向，并计算出大小；3） 计算该对轴承的寿命Lh。1解： 内径为55cm，中系列，圆锥滚子轴承，正常宽度，0级公差，0组游隙 附加轴向力方向如图所示，大小N， N ，故左边轴承被压紧，右边轴

8、承被放松。 N，N。 ，N，Nh2、 图示轴上选用一对正装的圆锥滚子轴承作支承，两支承上的径向载荷Fr1=4000N，Fr2=2000N，轴向外载荷Fae1=400N，Fae2=300N，方向如图示。已知：该轴承的基本额定动载荷C=59.8kN，轴承的判断系数e=0.375，载荷系数p=1.2，轴承的派生轴向力Fd=Fr/(2Y)（Y是Fa/Fr>e的轴向载荷系数），该轴的转速n=1000r/min，试计算该对轴承的寿命Lh?2、解：N（方向为水平向右） N，N ，故左边轴承被压紧，右边轴承被放松。 N，N。 ，N，Nh3、 图示轴上选用一对反装的角接触球轴承（7207AC）作支承，两支

9、承上的径向载荷Fr1=1000N，Fr2=1500N，轴向外载荷Fae=600N，指向如图所示。已知：该轴承的基本额定动载荷C=22.5kN，轴承的判断系数e=0.68，载荷系数p=1.2，轴承的派生轴向力Fd=0.68Fr，轴的转速n=500r/min，试计算该对轴承的寿命Lh为多少小时？3. 解：Fd1=0.68Fr1=680N Fd2=0.68Fr2=1020N Fd1+Fae=1280N>Fd2 所以轴承左端被压紧，右边轴承被放松。 Fa1=Fd1=680NFa2=Fd1+Fae=1280N Fa1/Fr1=0.68=eX1=1，Y1=0 Fa2/Fr2=0.85>eX2=0.41，Y2=0.87 P1=p(X1Fr1+Y1Fa1)=1200N P2=p(X2Fr2+Y2Fa2)=2074N P1<P2，所以右边轴承寿命短。 ？4、如图所示，某转轴由一对7208AC轴承支承，轴上的外加轴向载荷Fae=600N，径向载荷Fre=2000N，载荷系数p=1.2，基本额定动载荷C=59.8kN。试计算：（1