《机械设计基础》期末复习知识(二)

1、a=108mm,传动比ii2=3,小齿轮的齿数机械设计基础期末复习知识(二)池茶永经典综合题目1.计算图示机构的自由度，若含有复合钱链，局部自由度和虚约束请明确指出解.(1)F处为复合钱链，H处(或I处)为虚约束,应除去(2)计算自由度：n=6,Pl=8,Pa=1F=3n-2PlPh=3X6-2X8-1=12 .已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距zi=18o试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。解：=ii2=3Z2=ii2Zi=3x18=54;a=m(zi+z2)m=zi22aZ1Z22108=3mm18541 35 n5 nH将 n5=0 代n3=1

2、+4=5 nH对于 1、niZ2i 12 n2zidi=mzi=3X18=54mmd2=mz2=3X54=162mmdai=di+2ham=54+6=60mmda2=d2+2ham=162+6=168nn3 .在图示传动装置中，已知各轮齿数为：zi=20,Z2=40,Z3=20,Z4=30,Z5=80,运动从I轴输入，II轴输出，m=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴n的转速n口及转动方向。解：这是一个混合轮系：齿轮3、4、5和系杆H组成一个行星车&系；齿轮1、2组成一个定轴轮系。对于3、4、5、H组成的行星轮系，有h%nHZ580一4Z320入上式得n3nH4即nH(1

3、)2齿轮组成的定轴轮系，有"2即曳=-2(2)20n2联立解(1)、(2)式，并考虑到niin：=ni,n2=nH,n3=n口得一ni将ni=1000r/min代入，得n口=-2500r/min负号说明n口转向与ni转向相反。4 .计算图示机构的自由度。如有复合钱链、局部自由度和虚约束，应指出。解：B处存在局部自由度。F3n2PLpH3628115. 一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，分度圆直径di, d2,齿顶圆直径已知模数m=2mm,齿数zi=25,z2=75。求齿距p,全齿高h,dai,齿根圆直径df2,标准中心距a和传动比i。解：由已知条件齿品巨p=Ttm=X2=全齿高h=x2=分

4、度圆直径di=mzi=2x25=50mmd2=mZ2=2X75=150mm齿顶圆直径dai=di+2m=50+2x2=54mm齿根圆直径df2=X2=145mm标准中心距a=(di+d2)/2=(50+150)/2=100mm传动比i=Z2/zi=75/25=36.计算下列结构的自由度，并指出机构中的复合较链、虚约束解：活动构件数n=5,低副数Pl=7,高副数Ph=0因此自由度数F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1C为复合钱链活动构件数n=5,低副数Pl=7,高副数Ph=0因此自由度数F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1F、G为同一个移动副，存在一个虚约束7.在图示锥齿轮组成的行星

5、轮系中，各齿轮数Z120 , Z2=27, Z2'=45, Z340,已知齿轮1的转速n1=330r/min ,试求转臂 H的转速nH(大小与方向)。解：(1)判断转化轮系齿轮的转动方向。由画箭头法可知，齿轮 (2)转化轮系传动比关系式1与齿轮3的转动方向相反。.hninHi13飞 nHZ2 Z3Z1 Z2(3)计算转臂H的转速nH o代入n1 330,n3 0及各轮齿数330nH27400 nH20 45转臂H的转动方向与齿轮1相同已知zi =z2 =z4 =z5 =20, Z3 =z6 =60,齿轮 1 的转速 3i =1440(r/min),求齿轮 6(方向用箭头表示)。330.

6、61-nH5nH150r/min8.如图所示的轮系中,的转速(大小及方向)本题所示为一个定轴轮系其转动比n12Z2Z3Z5Z6Z3Z660X60-|12=一=(-1)9n1 n6n6z1Z2Z4Z5Z1Z420X201440一，.、i12-0-160(r/min)齿车仑6的转向与齿轮1的转向相同。如图所示。9.已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数zi=20,模数m=2mm,拟将该齿轮作某外啮合传动的主动齿轮，现须配一从动齿轮，要求传动比i=，试计算从动齿轮的几何尺寸及两轮的中心距。解：根据给定的传动比i,可计算从动轮的齿数Z2=iZ1=x20=70已知齿轮的齿数Z2及模数m,由表5-2所列公

7、式可以计算从动轮各部分尺寸。分度圆直径d2=mz2=2X70=140mm齿顶圆直径da2=(Z2+2ha*)m=(70+2X1)2=144mm齿根圆直径df=(Z2-2ha*-2c*)m=(70-2X1-2X2=135mm全齿局h=(2ha+c)m=(2x12=4.5mm中心距ad1三(乙Z2)|(2070)90mm22210、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动F=1具有确定运动n=8Pl=11Ph=111、图示轮系，已知：Zi=20,4=40,Z3=80,Z4=Zs=30,Z6=90。求沁=160mm.两齿轮n3=n4(n4/n6)=(z6/z4)=3nH=n6i16=-7(n

8、1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-412、一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为的齿数分别为Zi=20,Z2=44,求两齿轮的主要几何尺寸。m=5d1=100d2=220da1=100+10=110da2=220+10=230df1=df2=p=*5=s=e=13、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动。F=1具有确定运动n=9Pl=12Ph=214、设计一钱链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm,行程速比系数K=15、图示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，且其模数均相等，若已知各齿轮的齿数分别为：Zi=20、Z2=48、Z2,=20。试求齿数Z3及传动比i

9、iH。z2-z1=z3-z2'z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2n3=0i1H=1-48*48/20*20=16、图示轮系，已知Z1=18、Z2=2RZ2,=25、Z3=25、Z3,=2（右）,当a轴旋转100圈时，b轴转圈，求Z4=i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/z4=4017、有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm,a=200,Z=25,Z2=50,求(1)如果n1=960r/min,n2=(2)中心距a=(3)齿距p=n2=480a=75p=18、Z1=15,Z2=25,Zs=20,Z4

10、=60。n1=200r/min(顺时针)n4=50r/min(顺时针)试求H的转速。(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20nH=7518、计算此机构的自由度。F=3*5-2*7=1(-n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2' i1H=1-(39*39/41*41)=19、一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80,并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm,求两齿轮的主要几何尺寸。m=420/(40+2)=10d1=400d2=800da2=800+20=820df1=400-2*=375df2=800-2*=775a=10/2(40+80)=600p=

11、*m=20、图示轮系，已知各轮齿数Z1=Z2,=41,Z2=Z3=39,求手柄H与轮1的传动比加(n1-nH)/(0-nH)=z2z3/z1z2'21、计算自由度22、某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮(正常齿)，大齿轮已损坏,小齿轮的齿数zzi=24,齿顶圆直径da1=78mm,中心距a=135mm,试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。78=m(24+2)m=3a=m/2(z1+z2)135=3/2(24+z2)z2=66da2=3*66+2*3=204df2=3*66-2*3=i=66/24=23、在图示轮系中，已知Zl、Z2、Z2,、Z3、Z4、Z4'、

12、Z5Z5'、Z6。求传动比il6i16=Z2Z4Z5Z6/ZlZ2'Z4'Z524在图示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，已知zi=20,Z3及传动比ilHZ2=48, Z2'=20 。试求(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2n3=0z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48i1H=1-48*48/20*20=25、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动F=2不具有确定的运动26、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的q=2C0,m=4mm,传动比ii2=3,中心距a=144mm。试求两齿轮的齿数

13、、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18Z2=3*18=54d1=4*18 =72d2=4*54 =216da1=72+2*4=80ra1=(72+2*4)/2=40da2=216+2*4=224ra2=(216+2*4)/2=112df1=72-2*1,25*4=62df2=216-2*1,25*4=206rf1=(72-2*1,25*4)/2=31rf2=(216-2*1,25*4)/2=10327、图示轮系，已知Zi=20、Zi'=24Z2=30、Z2'=冬=Zf25、乙=74,且已知Ahi=100转/分。求nH2HCLJ mII(n

14、2-nH1)/(n5-nH1)=-Z1Z5/Z2Z1'n5=0n2/nH1=1+Z1Z5/Z2Z1'nH1=100求出n2=nH2=1+25/25 nH2=(n2-nH2)/(n4-nH2)=-Z4/Z2'n2/nH2=1+Z4/Z2'27、.计算图示机构的自由度。F=128、设计一钱链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=机架长度为100mm，摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450029、已知轮系中各齿轮的齿数分别为Zi=20、Z2=18、Z3=56。求传动比iiH。pttTT(n1-nH)/(n3-nH)=-Z3/Z1n3=0i1H=1+Z

15、3/Z1=1+56/20=30、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。F=2具有确定的运动31、图示轮系，已知nHoZi=30,左=20, Z2'=30,、Z3=74,且已知 ni=100转/分。试求(n1-nH)/(-nH)=-Z2Z3/Z1Z2n1/nH= nH=n3=032、计算机构的自由度1F=133、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=150mm,传动比i12=4，小齿轮齿数Z1=20o试确定这对齿轮的模数m和大齿轮的齿数乙、分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2。Z2=iZ1=4*20=80m=2a/(z1+z2)=2*150/120=

16、da2=mZ2=200da2=200+2*=205df2=200-2*=34、图示轮系中蜗杆1为双头左旋蜗杆Z1=2,转向如图所示。蜗轮的齿数为Z2=50,蜗杆2为单头右旋蜗杆Z2=1,蜗轮3的齿数为Z3=40,其余各轮齿数为Z3=30,Z4=20,Zr=26,西=18,Z5=46,石=16,Z7=22。求ini17=Z2Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2'Z3'Z4'Z5'Z6=50*40*20*18*22/2*1*30*26*46=35、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动n=5Pl=7Ph=036、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动n=6

17、Pl=7Ph=237、设计一偏置式曲柄滑块机构，已知行程速比系数K二,滑块白形程h=60mm,偏距e=10mm。求曲柄长度AB,连杆长度BC解：选择合适的作图比例1.滑块C的两个极限位置C1、C2,C1C2=60mm2.计算极位夹角eK 1180 303连接C1C2作/C1C2O玄C2C1O=9006=600,C1O和C2O相交于。点，/C1OC2=28=600。以。为圆心，OC1为半径作辅助圆L。4 .作C1C2的平行线，距离为e=20mm,与圆周的交点即为A点。5 .联接AC1、AC2,计算AB、BC的长度BC22AC2 AC 45mmAB AC? A，27mm38、.一对外啮合齿轮标准直

18、齿圆柱齿轮传动，测得其中心距为300mm,两齿轮的齿数分别为Z1=20,Z2=40,求两齿轮的模数，分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿距。d=1/2*m(Z1+Z2)=40m=10mmp=*10=d1=200d2=400da1=200+20=220da2=400+20=420df1=200-25=175df2=400-25=37539、如图所示的轮系中，设蜗杆1为右旋，转向如图所示，Z1=2,Z2=40,Z2'=18,Z3=36,Z3'=20,Z4=40,Z4'=18,Z5=45。若蜗/f转速n1=1000r/min,求内齿轮5的转速n5和转向。解：轮系传动比的大小

19、i15RZ2Z3Z4Z5ns4Z2Z3Z440 36 40 45200n52 18 20 185i1510005r/min 20040、Z1=15, Z2=25,Z3=20, Z4=60= n1 =200r/min （顺时针）,n4=50r/min （顺时针)，试求H的转速。41、钱链四杆机构中，已知LBC=50mmLCD=35mmLAD=30mm,AD为机架,求此机构分别为（1）曲柄摇杆机构；（2）双摇杆机构；（3）双曲柄机构时，LAB的取值范围。解：1.若机构为曲柄摇杆机构，则lmin+lmax01'+T;，且取与最短构件相邻的构件为机架。lAD=30为机架，具应为最短构件相邻的构

20、件，因此IAB应为lmin。所以LAB+5CK30+35,LABc15mm。2 .若机构为双摇杆机构，则可能为两种情况：1) ）lmin+lmax<1'+1'',且取与最短构件相对的构件为机架；机架相对的构件为LCB=50mmlmin,将(1)排除,(2)lmin+lmax>1'+T'。''o15<lAB<30olAB> 55。30<lAB<45。lmin+lmax>1'+1”,则LAB可能是lmin,lmax或1'、1)LAB=lmin,WJlAB+50>30+35且

21、lAB<30,所以2) LAB=lmax则lAB+30>50+35且lAB>50,所以3) LAB=1；贝U30+50>LAB+35且30VlAB<50,所以3 .若机构为双曲柄机构，则lmin+lmax&1'+1”，且取与最短构件为机架。AD为机架，其应为最短构件，所以LAB可能是lmax或1'、1”。（1） LAB=lmax,贝U30+IAB01'+1”且lAB>50,所以50<lAB<55。（2） LAB=1',则30+50&LAB+35且35<lAB<50,所以45<LAB

22、<5042、钱链四杆机构中，已知LBC=500mmLCD=350mm,LAD=300mm）AD为机架，求此机构分别为（1）曲柄摇杆机构；（2）双摇杆机构；（3）双曲柄机构时，LAB的取值范围。43、一轴由一对7211AC的轴承支承，Fr1=3300N,Fr2=1000N,R=900N,如图。试求两轴承的当量动载荷P。（S=e=X=,Y=r.S=S1=*3300N=2244NS2=*1000N=680NS2+Fx=680+900=1580N<S1Fa1=S1=2244NFa2=S1-Fx=2244-900=1344NFa1/Fr1=2244/3300=eFa2/Fr2=1340/10

23、00=>eP1=3300NP2=*1000+*1344=1579N44、齿轮轴由一对7206轴承支承，Fri=5200N,Fr2=3800N,Fx=2200N,方向如图所示，试求两轴承的当量动载荷。e=l.a=14°,Fa/Fre»F=FriFa/fr>e»Fr+0.1ctgaRa）口1S1=Fr1/2Y=5200/2*=1620S2=Fr2/2丫=3800/2*=1184S1+Fx>S21620+2200>1184Fa2=S2=1184Fa1=S1+Fx=3820Fa1/Fr1=3800/5200=>e=Fa2/Fr2=1184/3

24、800=<e=P1=*5200+*3820=8208P2=Fr2=380045、根据设计要求，在某一轴上安装一对7000AC轴承（如图所示），已知两个轴承的径向载荷分别是：Fr1=1000N,Fr2=2060N,外加轴向力Fa=880N,轴颈d=40mm,转速n=5000r/min,常温下运转，有中等冲击，预期寿命Lh=2000小时，试选择轴承型号。f- :JMiClY解：1）计算轴承得轴向力Fa1,Fa2由表查得内部轴力Fd10.68Fr1680N,Fd20.68F.21400NFd2 0.68Fr2 1400N故轴有向左移动的趋势1“放松”2“压紧”Fa1Fd1680N,Fa2Fd1

25、Fa1560N2）计算轴承1、2的当量动载荷e0.68Fa1Fr10.68 e,1Fr20.76 e,X1 X20.41, Y1Y20.87由表取fp1.5,P1fp(XF1丫占,1)1502.4NP2fp(X2Fr2 Y2Fa2)3303N由于P2P1只需计算轴承2,取 ftft60nL Ln 1027834N 而轴承 7208AC Cr 35.2kN故选择7208AC轴承46、试说明以下滚动轴承的类型、内径尺寸、精度: 解：6210、 7207C/P5、 N208、 31306、 51205。621O一0级公差内径d= 50mm尺寸系列02 深沟球轴承7207C/P55级公差公称接触角a=

26、15度内径d= 35mm尺寸系列02角接触球轴承N208-0级公差内径d=40mm313060级公差内径d= 30mm尺寸系列02 圆柱滚子轴承一尺寸系列13 圆锥滚子轴承7207C/P5TtTT T51205r0级公差径 d=25mm-尺寸系列12 推力球轴承5级公差公称接触角15内径 d = 35mm一尺寸系列02角接触球轴承47、在图示轴的结构图中存在多处错误, 解：请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。1、2、3、4、5、6、7、8、轴头无轴肩，外伸零件无法定位轴无阶梯，轴承安装困难，加工量大端盖无垫片，无法调整轴向间隙套筒高度与轴承内圆高度相同，轴承无法拆卸键槽过长，开到端盖内部端

27、盖与轴无间隙，无密封材料轴颈长度与轴上零件轮毂长度相等，无法使套筒压紧齿轮右轴承未定位48、对图示的蜗杆传动，请根据已知的蜗杆的螺旋方向和转向，确定蜗轮的螺旋方向和转向 并在图中表出蜗杆和蜗轮的受力方向。由于蜗杆为左旋，故蜗轮为左旋，图中红色的箭头表示蜗杆的受力，绿色的表示蜗轮的受力。49、在图示的复合轮系中，设已知n1=3549r/min,又各轮齿数为z1=36,z2=60,z3=23,z4=49,z4=69,Z5=31,Z6=131,Z7=94,Z8=36,Z9=167,试求行星架H的转速nH（大小及转向）解：此轮系是一个复合轮系在12(3)4定轴轮系中：Z2Z460493.551(转向见图)Z1Z33623在4'567行星轮系中7Z6131i471i：61-612.899Z469在789H行星轮系中i7H1i791Z12.777Z79411Hi14i47i7H3.5512.8992.77728.587故nHnji1H3549/28.587124.15(r/min),其转向与轮4转向相同50、在图示的差动齿轮系中，已知各轮齿数z1=15,z2=25,z