一、单项选择题 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。 二、填空题1. 在铰链四杆机构中,若两连架杆中一个为曲柄,另一个为摇杆,则称为______机构。
2. ______连接常用于汽车、拖拉机和机床中需要换挡的轴毂连接中。
3. 平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构,其压力角等于______。
4. 拧紧螺母时,螺纹副的效率计算公式为______。
6. 渐开线齿轮传动时,两齿廓啮合点的轨迹称为______。
7. 齿面硬度≤350HBS的齿轮称为______齿轮。
8. 轮系在传动中,若各个齿轮的几何轴线相对于机架的位置都是固定不动的,则称这种轮系为______。
9. 转轴在弯曲变应力作用下产生的失效形式为______或过量的弯曲变形。
10. 机械设计的设计方法,大体有______、经验设计、模型实验设计和现代设计四种。
三、分析题1. 已知在某一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,转动方向如图所示,蜗轮的螺旋线方向为左旋。试将两轮的轴向力F
a1F
a2,圆周力F
t1F
t2,蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。
解:如图所示。
2. 如图所示某气缸用z个小径为d
1的普通螺栓连接,每个螺栓的剩余预紧力为F",且F"是单个螺栓轴向工作载荷F的1.5倍。已知螺栓的许用拉应力为[σ],试求该螺栓组连接所能承受的最大轴向工作载荷F
∑。
解:F
∑=zF (1)
每个螺栓所受的预紧力为:
F
a=F"+F=1.5F+F=2.5F (2)
联立(1)、(2)、(3)式,得
故该螺栓组连接所能承受的最大轴向工作载荷为
四、计算题1. 简述下图所示机构具有确定相对运动的条件,若有复合铰链、局部自由度、虚约束请指出,并判断机构运动是否确定。
解:机构具有确定相对运动的条件是:F>0且机构的自由度数等于机构中原动件的个数。
机构中,n=7,PL=9,PH=1
F=3n-2PL-PH=2
因机构有2个原动件,所以机构具有确定的运动。
且C处复合铰链,E处虚约束,F处局部自由度。
2. 铰链四杆机构,已知l
BC=50mm,l
CD=35mm,l
AD=30mm,且AD为机架,若此机构为双摇杆机构,求l
AB的范围。
解:当30mm≤lAB≤50mm时,
lAD+lBC>lCD+lAB
解得:30mm≤lAB<45mm
当lAB>50mm时,
lAD+lAB>lCD+lBC
且lAB≤lAD+lBC+lCD
解得:55mm<lAB≤115mm
当lAB<30mm时,
lAB+lBC>lCD+lAD
解得:15mm<lAB<30mm
综上得15mm<lAB<45mm或55mm<lAB≤115mm
3. 计算下图所示机构的自由度,若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出。
解:图(a)中:滚子D为局部自由度,E、F之一为虚约束。
F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1
图(b)中:A处为复合铰链。
F=3n-2PL-PH=3×5-2×6-1=2
4. 一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,测得其中心距为160mm,两齿轮的齿数分别为z
1=20,z
2=44,求两齿轮的主要几何尺寸。
解:模数
分度圆直径:d
1=z
1m=100mm
d
2=z
2m=220mm
因m≥1时,
故齿顶圆直径
齿根圆直径
齿距p=mπ=3.14×5=15.7(mm)
齿厚与齿槽宽s=e=p/2=7.85mm
五、设计题1. 如图所示采用张紧轮将带张紧,且小带轮为主动轮。在下列4种张紧轮的布置方式中,指出哪些是合理的,哪些是不合理的?为什么?(注:最小轮为张紧轮)
解:张紧轮一般应放在松边内侧,使带只受单向弯曲(避免了反向弯曲降低带的寿命)。同时张紧轮还应尽量靠近大轮,以免过分影响带在小轮上的包角。故此4种布置方式中,图(b)最合理,其他3种布置方式均不合理。
2. 指出下图所示轴的结构设计中不合理的地方。
解:如图所示主要结构错误有:
①与齿轮处键槽的位置不在同一母线上。
②轴承端盖孔与装配轴间无间隙。
③左轴承端盖与箱体间无调整密封垫片。
④轴套超过轴承内圈定位高度。
⑤三面接触,使齿轮左侧轴向定位不可靠。
⑥键顶部不应与齿轮接触。
⑦右端轴承无挡油盘。
⑧两轴承端盖的非装配端面应减少加工面。