机械习题总习题

1、题题1-5 1-5 平炉渣口堵塞机构平炉渣口堵塞机构F=3x6 - 2x8- 1 = 1 F=3x8 - 2x11- 1 = 1 F=3x8 - 2x11= 2注：注： PL7 PL7 处不是复合铰链！处不是复合铰链！题题1-8 1-8 测量仪表机构测量仪表机构F=3x6 - 2x8- 1 = 1 F=3x4 - 2x4 2 = 2 题题1-10 1-10 冲压结构冲压结构F=3x9 - 2x12 2 = 1 注：大齿轮与凸轮看成一体注：大齿轮与凸轮看成一体题题1-11 1-11 差动轮系差动轮系F=3x4 - 2x4 - 2 = 2 F=3x8 - 2x11 - 1 = 1 2-1 2-1

2、判断铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构判断铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构的方法如下：还是双摇杆机构的方法如下： 若最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和：若最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和：v 取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；v 取最短杆的邻边为机架时，得曲柄摇杆机构；取最短杆的邻边为机架时，得曲柄摇杆机构；v 取最短杆的对边为机架时，取最短杆的对边为机架时， 得双摇杆机构；得双摇杆机构； 若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，得到双若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，得到双 摇杆机构。摇杆机

3、构。(2-1 a)最短杆最短杆+ +最长杆最长杆 另外两杆之和另外两杆之和 40+90=13070+110=18040+90=13070+110=180 且以最短杆为机架且以最短杆为机架所以：此机构为双曲柄机构所以：此机构为双曲柄机构最短杆最短杆+ +最长杆最长杆 另外两杆之和另外两杆之和 45+120=16570+100=17045+120=165 另外两杆之和另外两杆之和 60+100=16070+62=13260+100=16070+62=132所以：此机构为双摇杆机构所以：此机构为双摇杆机构最短杆最短杆+ +最长杆最长杆 另外两杆之和另外两杆之和 50+100=150 90+70=16

4、050+100=150 AA为齿顶圆上渐开线的曲率半径，a为其压力角 da =(z+2ha*)m =(40 + 21.0)5 = 210 (mm)， d = mz = 540 = 200 (mm)， db= dcos = 200cos20= 187.94 (mm) ， AA=(da/2)-(db/2)=(210/2)-(187.94/2)= 46.85 (mm) cosa =(db/2)/(da/2)= db/da =187.94 / 210 a = arccos(187.94 /210)= 26.52 BB为分度圆上渐开线齿廓的曲率半径，b为其压力角BB=(d/2)-(db/2)=(200/

5、2)-（87.94/2）= 34.20 (mm)，cosb =(db/2)/( d/2)= db/d =187.94 / 200，b = arccos (187.94/ 200)= 20.03 点C为基圆上渐开线齿廓的半径曲率，即基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0。 压力角：c= arccos(db/2)/(db/2)= arccos1= 0试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆，在什么条件下基圆大于齿根圆？什么条件下基根圆，在什么条件下基圆大于齿根圆？什么条件下基圆小于齿根圆？圆小于齿根圆？ 如图所示，用卡尺跨三个齿测量渐开线直齿圆柱齿轮

6、的公法线如图所示，用卡尺跨三个齿测量渐开线直齿圆柱齿轮的公法线长度，试证明：只要保证卡脚与渐开线相切，无论切于何处，测长度，试证明：只要保证卡脚与渐开线相切，无论切于何处，测量结果均相同，其值为量结果均相同，其值为W W3 3=2p=2pb b+s+sb b （注：（注：p pb b 和和s sb b 分别表示基圆分别表示基圆齿距和基圆齿厚）。齿距和基圆齿厚）。证明： 因渐开线上任点的法线必与基圆相切，所以公法线也切基因渐开线上任点的法线必与基圆相切，所以公法线也切基圆一点，找任意位置的公切线圆一点，找任意位置的公切线abcabc，卡尺与两齿廓切于，卡尺与两齿廓切于a a、c c两两点，公切线

7、与基圆切于点点，公切线与基圆切于点b b 。由渐开线形成和特性可知：由渐开线形成和特性可知：ab=aab=ab; bc=bcb; bc=bc；w w3 3=ab+bc=a=ab+bc=ab+bcb+bc而而 a ab+bcb+bc=2p=2pb b+s+sb b所以：所以：w w3 3=2p=2pb b+s+sb b习题五习题五5-2 5-2 在图示的轮系中，已知在图示的轮系中，已知Z Z1 1=15=15，Z Z2 2 =25=25，Z Z2 2 =15=15，Z Z3 3 =30=30，Z Z3 3 =15=15，Z Z4 4 =30=30，Z Z4 4 =2=2（右旋），（右旋），Z Z

8、5 5 =60=60，Z Z5 5=20(m = 4mm), =20(m = 4mm), 若若n n1 1 = 500 r/min= 500 r/min，求齿条，求齿条6 6线速度线速度v v的大小和方向。的大小和方向。5-15-1在图示双级蜗杆传动中，已知右旋蜗杆在图示双级蜗杆传动中，已知右旋蜗杆1 1的转向，试判的转向，试判断蜗轮断蜗轮2 2、3 3的转向。的转向。 5. 在图示轮系中，已知在图示轮系中，已知Z Z1 1=15=15，Z Z2 2 =25=25，Z Z2 2 =15=15，Z Z3 3 =30=30，Z Z3 3 =15=15，Z Z4 4 =30=30，Z Z4 4 =2

9、=2（右旋），（右旋），Z Z5 5 =60=60，Z Z5 5=20=20。(m = 4mm), (m = 4mm), 若若n n1 1 = 500 r/min= 500 r/min，求：齿条，求：齿条6 6线线速度速度v v的大小和方向？的大小和方向？在图示的钟表传动示意图中，在图示的钟表传动示意图中，E E为擒纵轮，为擒纵轮，N N为发条为发条盘，盘，S S，M M及及H H分别为秒针，分针和时针。设：分别为秒针，分针和时针。设：Z Z1 1=72=72，Z Z2 2=12=12，Z Z3 3=64=64，Z Z4 4=8=8，Z Z5 5=60=60，Z Z6 6=8=8，Z Z7 7

10、=60=60，Z Z8 8=6=6，Z Z9 9=8=8，Z Z1010=24=24，Z Z1111=6=6，Z Z1212=24=24，求：传动比，求：传动比i iSMSM及及i iMHMH。 在图示行星减速装置中，已知在图示行星减速装置中，已知Z Z1 1=Z=Z2 2=17=17，Z Z3 3=51=51。当手。当手柄转过柄转过9090时时, ,转盘转盘H H转过多少度？转过多少度？ 在图示的手动葫芦中，在图示的手动葫芦中，S S为手动链轮，为手动链轮，H H为起重链轮。为起重链轮。已知已知Z Z1 1=12=12，Z Z2 2=28=28，Z Z2 2=14=14，Z Z3 3=54=

11、54，求传动比，求传动比 i iSHSH。 5-65-6在图示液压回转台的传动机构中，已知在图示液压回转台的传动机构中，已知z z2 2=15=15，液压马，液压马达达MM的转速的转速n nMM=12r/min=12r/min，回转台，回转台H H的转速的转速n nH H=-1.5r/min=-1.5r/min，求齿轮，求齿轮1 1的齿数（提示：的齿数（提示：n nM M =n=n2 2-n-nH H）。）。解：解： 在图示圆锥齿轮组成的行星轮系中，已知各轮的齿数为Z1=20，Z2 =30, Z2 = 50, Z3 = 80, n1 = 50r/min, 求：nH的大小和方向。在图示差动轮系中

12、，已知各轮的齿数在图示差动轮系中，已知各轮的齿数Z Z1 1=30=30，Z Z2 2=25=25，Z Z2 2=20=20，Z Z3 3=75=75，齿轮，齿轮1 1的转速为的转速为200r/min200r/min（箭头向上）（箭头向上），齿轮，齿轮3 3的转速为的转速为50r/min 50r/min （箭头向下）。（箭头向下）。求：行星架转速求：行星架转速n nH H的大小和方向。的大小和方向。求图示轮系的传动比求图示轮系的传动比i i，已知，已知Z Z1 1 = Z= Z2 2= 25= 25，Z Z2 2 = Z= Z3 3 = = 2020，Z ZH H = 100= 100，Z Z

13、4 4 = 20 = 20 。已知已知Z Z1 1=17=17，Z Z2 2=20=20，Z Z3 3=85=85，Z Z4 4=18=18，Z Z5 5=24=24，Z Z6 6=21=21，Z Z7 7=63=63，求：，求：(1) (1) 当当n n1 1=10001 r/min=10001 r/min，n n4 4 =10000 r/min=10000 r/min时，时，n n p p= =？(2) (2) 当当n n1 1= n= n4 4时，时，n n p p = =？(3) (3) 当当n n1 1=10000 =10000 r/minr/min，n n4 4 =10001 r/

14、min=10001 r/min时，时，n n p p = =？ 在图示自行车里程表的机构中在图示自行车里程表的机构中c c为车轮轴。已知为车轮轴。已知Z Z1 1=17=17，Z Z3 3=23=23，Z Z4 4 =19=19，Z Z4 4= 20= 20，Z Z5 5 = 24= 24。设轮胎受压变形后。设轮胎受压变形后使使28in28in（英寸）的车轮有效直径约为（英寸）的车轮有效直径约为0.7m0.7m，当车行一，当车行一公里时，表上的指针公里时，表上的指针P P刚好回转一周，求齿轮刚好回转一周，求齿轮2 2的齿数的齿数。 10-1 10-1 试计算试计算M20M20、M20M201.

15、51.5螺纹的升角螺纹的升角, ,并指出并指出那种螺纹的自锁性较好。那种螺纹的自锁性较好。 一升降机构承受载荷一升降机构承受载荷FaFa为为100KN100KN，采用梯型螺纹，采用梯型螺纹，d = 70mmd = 70mm，d d2 2 = 65mm= 65mm，p p =10mm=10mm，线数，线数n = 4n = 4。支承面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导。支承面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，他们的摩擦阻力近似为零。试计算：（向滚轮，他们的摩擦阻力近似为零。试计算：（1 1）求螺杆工作台稳定上升）求螺杆工作台稳定上升时的效率，已知螺旋副当量摩擦系数为时的效率，已

16、知螺旋副当量摩擦系数为0.100.10。（。（2 2）稳定上升时加于螺杆上）稳定上升时加于螺杆上的力矩。（的力矩。（3 3）若工作台以）若工作台以800mm/min800mm/min的速度上升，试按稳定运转条件求螺的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。（杆所需转速和功率。（4 4）欲使工作台在荷载）欲使工作台在荷载FaFa作用下等速下降，是否需要作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力矩应为多少？制动装置？加于螺杆上的制动力矩应为多少？用两个用两个M10M10的螺钉固定一牵拽钩，若螺钉材料为的螺钉固定一牵拽钩，若螺钉材料为Q235Q235，装配时控制予紧力，接合面摩擦系

17、数装配时控制予紧力，接合面摩擦系数f=0.15f=0.15，求其允，求其允许的牵拽力。许的牵拽力。解：两个螺钉受横向载荷的作用，则单个螺钉所受的轴向力为解：两个螺钉受横向载荷的作用，则单个螺钉所受的轴向力为图示凸缘联轴器，允许传递的最大转矩图示凸缘联轴器，允许传递的最大转矩T T为为1500N1500Nm(m(静静载荷载荷) )，材料为，材料为HT250.HT250.联轴器用联轴器用4 4个个M16M16铰制孔用螺栓联铰制孔用螺栓联成一体，螺栓材料为成一体，螺栓材料为3535钢，试选取合宜的螺栓长度，钢，试选取合宜的螺栓长度，并校核其剪切和挤压强度。并校核其剪切和挤压强度。题题10-910-9

18、中凸缘联轴器若采用中凸缘联轴器若采用M16M16螺栓联成一体，以摩擦螺栓联成一体，以摩擦力来传递转矩，螺栓材料为力来传递转矩，螺栓材料为4545钢，联轴器材料为钢，联轴器材料为2525钢钢，结合面摩擦系数，结合面摩擦系数f = 0.15f = 0.15，安装时不要严格控制预，安装时不要严格控制预紧力，试决定螺栓数（螺栓数常取偶数）。紧力，试决定螺栓数（螺栓数常取偶数）。 一钢制液压油缸，油压一钢制液压油缸，油压p=3MPa,p=3MPa,油缸内径油缸内径D =160mm.D =160mm.为保证气密性为保证气密性要求，螺栓间距要求，螺栓间距L L不得大于不得大于4.5d (d4.5d (d为螺

19、柱大径为螺柱大径) )，试计算此油缸，试计算此油缸的螺柱联接和螺柱分布圆直径的螺柱联接和螺柱分布圆直径D D。 一个托架用一个托架用4 4个螺栓固定在钢柱上，已知静载荷个螺栓固定在钢柱上，已知静载荷F=3KNF=3KN，距离，距离l=150mml=150mm，结合面摩擦系数，结合面摩擦系数f=0.2f=0.2，试设计此螺栓联结。，试设计此螺栓联结。 提示：提示：在力在力F F作用下托架不应滑移；在翻转力矩作用下托架不应滑移；在翻转力矩FlFl作用下，托架有绕螺作用下，托架有绕螺栓组形心轴线栓组形心轴线O-OO-O翻转的趋势，此时结合面不应出现缝隙。翻转的趋势，此时结合面不应出现缝隙。 11-9

20、解：(1)计算齿轮2、3的受力，受力分析见轴空间受力简图。 T2 = 9550P / n= 955040 / 200 =1910 Nm；Ft2 =2T2 / d2 = 21910 / 0.688 = 5552.33 N Fr2 = Ft2tg20 /cos2 = 2072.66 N；Fa2 = Ft2tg2= 5552.33tg1250= 1264.86 N T3 = T2 =1910 Nm； Ft3=2T3 / d3 = 21910 / 0.170 = 22470.59 N Fr3 =Ft3 tg20/ cos3= 8317.46 N；Fa3= Ft3tg1029= 4157.92 N (2

21、)求垂直面内的支承反力Fv1= Fr2370Fr3145Fa2d2 / 2Fa3d3/ 2 / L=2612.09 NFv2= Fr2Fv1Fr3 = 2072.66(2612.09)8317.46=3632.71 N(3)求水平面内支反力FH1= Ft3145Ft2 (145225) / 470=11303.4 NFH2= Ft3Ft2FH1 = 5552.3322470.5911303.4=16719.52 N(4)绘制垂直面内的弯矩图，可得Mav=Fv10.1=261.209 Nm；Mav= MavFa2d2 / 2=173.902 Nm Mbv= Fv20.145 = 526.74 N

22、m；Mbv =MbvFa3d3 / 2 = 880.16 Nm(5)绘制水平面内的弯矩图，可得MaH= F H10.1=11303.40.1= 1130.34 Nm；MbH= F H20.145 =16719.520.145 = 2424.33 Nm(6)求各合成弯矩Ma = (MavMaH) =1160.13 Nm；Ma= ( MavMaH) =1143.64 NmMb= (MbvMbH) = 2480.89 Nm；Mb =( MbvMbH) = 2579.16 Nm(7)根据题意，aa、bb面均为危险截面，取=0.6,又知T2=1910 Nm, Meb= Mb(T2) = 2822.30N

23、m；Mea= Ma(T2) = 1630.67Nm(8)计算危险截面处的轴直径：查表14-1 得45钢调质 B = 650 Mpa；查表14-3 得-1b = 60 MPa则 da 66.68 mm一矿山机械的转轴，用一矿山机械的转轴，用63126312轴承支撑。每个轴承承受的径向载轴承支撑。每个轴承承受的径向载荷荷F Fr r =5400 N =5400 N，轴的轴向载荷，轴的轴向载荷Fa=2650 NFa=2650 N，轴的转速，轴的转速n = 1250 r n = 1250 r / min/ min，运转中有轻微冲击，预期寿命，运转中有轻微冲击，预期寿命L Lh h =5000 h=50

24、00 h。问是否适用。问是否适用解：解：63126312轴承的内径为轴承的内径为60mm60mm，由附表由附表1 1查得：查得：Cr =81.8 KNCr =81.8 KN，C C0 0r =51.8 KNr =51.8 KN12.3 Fa / C12.3 Fa / C0 0r = 12.3r = 12.32.65 / 51.8 = 0.6292.65 / 51.8 = 0.629，查表查表16-1216-12得：得： e = 0.26e = 0.26Fa / Fr = 2.65 / 5.4 = 0. 49Fa / Fr = 2.65 / 5.4 = 0. 49 e e，取，取 X = 0.5

25、6X = 0.56，Y = 1.71Y = 1.71 P = X Fr +Y Fa = 0.56 P = X Fr +Y Fa = 0.565.4+ 1.715.4+ 1.712.65 = 7.5555 KN2.65 = 7.5555 KN 允许寿命为允许寿命为12711 h 12711 h 预期使用寿命预期使用寿命5000 h5000 h，该轴承适用。，该轴承适用。或：实际所需额定动载荷为或：实际所需额定动载荷为 48.559 KN 48.559 KN 轴承固有额定动载荷轴承固有额定动载荷 81.8 KN81.8 KN。该轴承适用。该轴承适用已知两个角接触球轴承的载荷分别为已知两个角接触球轴承的载荷分别为FrFr1 1 = 1470 N= 1470 N， FrFr2 2 = 2650 = 2650 N N，外加轴向力，外加轴向力F FA A = 1000 N= 1000 N，轴径，轴径d = 40 mmd = 40 mm，转速，转速n = 5000 r / n = 5000 r / minmin，常温下运转，有中等冲击。预期寿命，常温下运转，有中等冲击。预期寿命L Lh h =2000 h=2000 h，试选择轴，试选择轴承型号。承型号。解：选解：选70000B70000B型（型（= 40= 40）由表由表16-1316-13得：内部轴向力得：内部轴向力 F