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. 一个作平面运动的自由构件具有______个自由度。
2. 连杆机构中,极位夹角θ越大,行程速度变化系数K值越大,急回特性越______。
3. 凸轮按形状可分为盘形凸轮、移动凸轮和______凸轮。
4. 普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃,通常只按工作面上的______进行强度校核计算。
5. 与平带传动相比,V带传动的特点之一是承载能力______。
6. 一个直齿圆锥齿轮的齿数为z,分度圆锥角为δ,则其当量齿轮的齿数z
v=______。
7. 在非液体摩擦滑动轴承设计中,为了防止轴承过度磨损及胶合损坏,必须验算p值、v值和______值。
8. 滚动轴承中,滚子轴承的承载能力比球轴承的承载能力______。
9. 在轴的初步计算中,轴的直径是按______初步确定的。
10. 由齿轮传动、带传动、链传动组成的传动系统,其传动链由高级到低级的传递顺序是______。
三、分析题1. 如图所示的蜗杆—斜齿圆柱齿轮传动系统中,已知蜗杆主动,4轮的转向及螺旋线方向如图所示。为了使Ⅱ轴轴承上所受的轴向力抵消一部分,试在图中作出:Ⅰ轴与Ⅱ轴的转向;2轮、3轮的螺旋线方向和轴向力F
a2、F
a3的方向。
解:Ⅰ轴与Ⅱ轴的转向;2轮、3轮的螺旋线方向和轴向力F
a2、F
a3的方向如图所示。
2. 下图所示钢板用两个普通螺栓连接(取其安全系数S=2),允许传递的横向载荷为R,被连接件接合面的摩擦系数为f,可靠性系数为K,螺栓材料的屈服强度为σ
S,试推断出螺栓小径d
1的表达式。
解:由接合面不产生相对滑移的条件得fzmF'≥KR,其中z=2,m=2
得
。
由强度条件
代入以上各式得
四、计算题1. 计算下图所示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,请明确指出。
解:图中B点为局部自由废,无虚约束和复合铰链,去掉局部自由度,活动构件的数目为4,低副数目为5,高副数目为1,故自由度为F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1。
2. 已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数z
1=20,z
2=60,m=10mm,
=1,c
*=0.25,α=20°,试求:
(1)齿轮2的分度圆直径d
2、齿顶圆直径d
a2、齿根圆直径d
f2和基圆直径d
b2;
(2)传动比i
12和两轮的标准中心距a。
解:
(1)d
2=mz
2=10×60=600(mm)
d
b2=d
2cosα=600cos20°≈563.816(mm)
(2)
3. 在下图所示的轮系中,已知各轮的齿数分别为z
1=30,z
2=40,z
2'=60,z
3=90,齿轮1和齿轮3的转速分别为n
1=200r/min,n
3=-100r/min,转向如图所示。试求系杆n
H的大小和转向。
解:这是一个差动轮系,则
将已知数据代入上式,得:
系杆的方向与1杆方向相反。
4. 锥齿轮轴中轴承配置形式如图所示,轴承型号为30207E,内部轴向力为S=F
r/2Y,Y=1.6,两轴承的径向载荷F
r1=1600N,F
r2=2400N,外加轴向载荷F
A=400N,试画出内部轴向力S
1、S
2的方向,并计算两轴承所受的总轴向力。
解:内部派生轴向力的方向如图所示。
S
1+F
A=500+400=900(N)>S
2=750N
故轴承1放松,轴承2压紧
F
a1=S
1=500(N)
F
a2=S
1+F
A=900(N)
五、设计题1. 下图所示一偏心直动尖端从动件盘形凸轮机构,凸轮廓线为一个圆,圆心为O',凸轮的转动中心为O,试求:
(1)在图中作出凸轮基圆和偏距圆;
(2)利用反转法原理,求凸轮从图示位置A点接触到B点接触时,凸轮的转角δ;
(3)B点接触时从动件的位移s、机构的压力角α,在图上标注出来。(不必作文字说明,但必须保留作图线。)
解:如图所示:
(1)凸轮机构的基圆、偏距圆;
(2)凸轮的转角δ;
(3)在B点接触时推杆的位移s和压力角α。
2. 下图所示轴系结构,按示例①所示,编号指出其他错误(不少于7处)。(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角。)
示例:①缺少调整垫片
解:②精加工面与非精加工面没分开;
③轴肩过高,左端轴承没法拆卸;
④套筒顶不住齿轮,轴段的长度应该比轮毂宽度略短;
⑤套筒厚度太厚,右端轴承没法拆卸;
⑥轴段精加工面过长,右端轴承安装困难;
⑦应为梯形密封,不是矩形;
⑧转动件与静止件直接接触,应改为轴肩对右端轮毂进行轴向固定;
⑨此处的键槽应与齿轮处的键槽同一母线;
⑩右端轮毂没有轴向固定。