大题2 机械.doc

四、综合题（1 题2 分，2题8分，3题5分，共15分）
已知一四杆机构各杆长为AB = 50㎜ ，BC = 90㎜ ，CD = 80㎜，AD = 100 ㎜ 。
1、以何杆为机架杆时可得到双曲柄机构？
2、若以AD杆为机架杆，此机构为什么机构？
用作图法求作极位夹角，并计算行程速比系数K。
3、若以AD杆为机架杆：①以AB杆为主动件，该机构有死点位置吗？
②以CD杆为主动件，该机构有死点位置吗？说明理由。
答题要点：
第二小题应严格按比例作图，量取极位夹角，算K值。
五、计算题：（20分）
1、 在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、 z 4'、 z5、 z5'、z6。 求传动比i16。
答题要点：在图上判断轮6的转向；

 2、计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。
答题要点：先说明构件数、低副、高副数目，计算F=3*7-2*8-1=2；因机构图示有二个原动件，与机构的自由度相等，因此该机构具有确定的运动。

3、某标准渐开线直齿轮测绘知其齿顶圆直径为95.88mm,Z=30，求其模数、基圆直径。

四．计算
1． 计算自由度 1

2．  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，小齿轮齿数zz1=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=3   
a=m/2(z1+z2)    
135=3/2(24+z2)
z2  =66      
da2=3*66+2*3=204
df2=3*66-2*1.25*3=190.5
i=66/24=2.75   
3. 在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、 z 4'、 z5、 z5'、z6。 求传动比i16。
i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5'

4. 在图示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，已知z1=20， z2=48, z2'=20 。试求z3及传动比i1H。
z2-z1=z3-z2'   z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48
n3=0  i1H=1-48*48/20*20=-4.76

5. 一轴由一对7211AC的轴承支承，Fr1=3300N, Fr2=1000N, Fx=900N, 如图。试求两轴承的当量动载荷P。  (S=0.68Fr    e=0.68    X=0.41,Y=0.87)

S=0.68Fr S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N
S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N
S2+Fx=680+900=1580N<S1
Fa1=S1=2244N、
Fa2=S1-Fx=2244-900=1344N
Fa1/Fr1=2244/3300=0.68=e
Fa2/Fr2=1340/1000=1.344>e
P1=3300N
P2= 0.41*1000+0.87*1344=1579N

四 计算题：（20分）
（7分）1．计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。

2 具有确定的运动
（13分）2.图示轮系，已知Z1=30，Z2=20，Z2`=30，`Z3=74，且已知n1=100转/分。试求nH。
n3=0 (n1-nH)/(-nH)=-Z2Z3/Z1Z2
n1/nH=2.64 nH=37.88

二、简要回答
1.作出下列机构图示位置压力角。

2.图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构

1）作出图示位置压力角；（2）求该凸轮基圆半径rb；（3）求从动杆升程h。
三、计算题
1，  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)=10 
d1=400  d2= 800 
da2=800+20=82
df1=400-2*1.25m=375
df2=800-2*1.25m=775
a=10/2(40+80)=600 
p=3.14*m=31.4
2.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i1H。(n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2'     (- n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2'      i1H=1-(39*39/41*41)=0.095

三、计算图示平面机构的自由度。（机构中如有复合铰链，局部自由度,虚约束,予以指出。）(每题5分)

F=3×5-2×7=1 F=3×7-2×9-1=2

F=3×5-2×7=1 F=3×9-2×12-1×2=1

F=3×3-2×4=1 F=3×3-2×4=1

F=3×3-2×4=1

四、计算题（5分）
图示为一铰链四杆机构，已知各杆长度：LAB=10cm，LBC=25cm,LCD=20cm,LAD=30cm。当分别固定构件1、2、3、4机架时，它们各属于哪一类机构？

该机构满足杆长之和条件
AB为机架时，双曲柄机构
AD或BC为机架时，曲柄摇杆机构
CD为机架时，双摇杆机构
四、 已知凸轮机构如图，在图上标注出： （5分）
· A点的压力角αA，并量出其值 凸轮从图示位置转过90°后的压力角α
·
四、计算题（5分）
1．有一标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知：m=4，齿顶圆直径da=88，
试求：(1)齿数Z=？（2）分度圆直径d=？（3）齿全高h=？（4）基圆直径db=？
解：(1)由得88=4（z+2）；z=20
(2)d=mz=4×20=80
(3)h=2.25m=2.25×4=9
（4）db=mzcosα=4×20cos20=75.2

五、分析题
图示斜齿圆柱齿轮传动，按Ⅱ轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）（5分）

三、分析题
1、如图所示蜗杆传动，已知蜗杆的螺旋线旋向和旋转方向，试求蜗轮的转向。（5分）

2．如图所示，已知输出轴上的锥齿轮Z4的转向n4，为了使中间轴Ⅱ上的轴向力能抵消一部分，试求：再图上标出各轮的转向。判断蜗杆传动的螺旋角方向（蜗杆、蜗轮）蜗杆、蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z3所受轴向力方向。（要求标在图上或另画图表示） （5分）

蜗杆右旋

二、计算题（每题5分）
1、  图示为滚齿机滚刀与工件间的传动简图，以知各轮的齿数为：Z1=35,z2=10,Z3=30,z4=70,Z5=40,Z6=90,Z7=1,Z8=84.求毛坯回转一转时滚刀轴的转数。
解：
答：毛坯回转一周滚刀轴转126转。

2、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。
解：1、4为太阳轮,2、3为行星轮，H为行星架

H的转速为75r/min，顺时针方向。
3、已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1=20、Z2=18、 Z3=56。求传动比i1H。
解：1-3为太阳轮，2为行星轮，H为行星架

四、（10分）
1、图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？用文字说明。

解：1处轴环高度超过了轴承内圈的高度
2处轴头长度大于轮毂的宽度，且套筒高度要小于轴承内圈高度
3处没留退刀槽
2、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，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：不必改正）（找出5处错误）
7
4
6
5
3
2
1

1处应加垫圈
2处轴环高度高于轴承内圈高度
3处轴头长度大于轮毂宽度
4处套筒高度高于轴承内圈
5处键槽位置应和前一键槽在同一母线上
6处联轴器太短。
7处应开梯形槽
五、计算题（每题10分）
S2
S1
1．如图所示，已知轴承载荷平稳，再室温下工作，转速n=1000r/min，试计算此对轴承的当量载荷P1、P2。7208AC轴承，S=0.7Rs，e=0.7，A/R>e时，x=0.41，y=0.85，A/R≤e
时，x=1，y=0

解：1、计算轴承的轴向力 派生力
S1=0.7R1=0.7×200=140N S2=0.7R2=0.7×100=70N Fa=0
∵S1> S2 ∴轴左移，轴承2被压紧A2= S1=140N 轴承1被放松A1= S1=140N
2、计算当量动载荷
A1/ R1=140/200=0.7=e
x1=1，y1=0
A2/ R2=140/100=1.4
x2=0.41，y2=0.85
取fp=1.0
则P1=fp（x1 R1+ y1 A1）
=200N
P2=fp（x2 R2+ y2 A2）
=160N
2、如图所示为某机械中的主动轴，拟用一对角接触球轴承支承。初选轴承型号为7211AC。已知轴的转速n=1450r/min，两轴承所受的径向载荷分别为Fr1=3300N，Fr2=1000N，轴向载荷FA=900N，轴承在常温下工作，运转时有中等冲击，Cr=50500N
圆锥滚子轴承
角接触球轴承
70000C（α=150）
70000AC（α=250）
70000B（α=400）
FS=Fr/（2Y）
FS=e Fr
FS=0.68 Fr
FS=1.14 Fr

轴承类型
Fa/Co
e
Fa/Fr＞e
Fa/Fr≤e
X
Y
X
Y
角接触秋轴承
α=250
—
0.68
0.41
0.87
1
0
α=400
—
1.14
0.35
0.57
1
0
载荷系数fp
载荷性质
无冲击或轻微冲击
中等冲击
强烈冲击
fp
1.0～1.2
1.2～1.8
1.8～3.0
解
1． 计算轴承的轴向力Fa1、Fa2
由表查得7211AC轴承内部轴向力的计算公式为 Fs=0.68Fr ，故有：
Fs1=0.68 Fr1=0.68×3300N=2244N
Fs2=0.68 Fr2=0.68×1000N=680N
因为 Fs2+FA=(680＋900)N=1580N＜Fs1=2244N
故可判断轴承2被压紧, 轴承1被放松，两轴承的轴向力分别为：
Fa1= Fs1=2244N
Fa2= Fs1－FA=(2244－900)N=1344N
2． 计算当量动载荷P1、P2
由表查得e=0.68，而

＜e
查表可得X1=1，Y1=0；X2=0.41，Y2=0.87。由表取fp=1.4，则轴承的当量动载荷为：
P1=fp（X1 Fr1+ Y1 Fa1）=1.4×(1×3300+0×2244)N=4620N
P2=fp（X2 Fr2+ Y2 Fa2）=1.4×(0.41×1000+0.87×1344)N=2211N
3．计算轴承寿命Lh
因P1＞ P2，且两个轴承的型号相同，所以只需计算轴承1的寿命，取P= P1。
7211AC轴承的Cr=50500N。又球轴承ε=3，取fT=1，则得
Lh==15010h＞12000 h
由此可见轴承的寿命大于预期寿命，所以该对轴承合适。
五、计算题（每小题10，共30分）
1．图示斜齿圆柱齿轮传动。
1）按Ⅱ轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向；
2）判断齿轮1、4的受力方向（标在图上）。

2．图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？用文字说明。

解：1处：轴承定位高度超过内圈厚度；2处：轴段长应比轮毂稍短，且定位高度超过轴承内圈厚度；
3处：圆螺母固定应有退刀槽。
3． 计算下列机构的自由度。

1. a）解：F＝3n－2PL－Ph＝3*5－2*7－0＝1
此题中存在复合铰链
备注：此题中5个构件组成复合铰链，共有4个低副
2. b）解：F＝3n－2PL－Ph＝3*4－2*5－1＝1
此题中滚子为局部自由度