机械设计基础1794

机械设计基础(数控)作业讲评一自由度的计算：机构的自由度:机构具有独立运动的数目。平面机构自由度计算公式为：F＝3n－2P－PLH式中：n－活动构件数；P－低副数；LP－高副数。H计算机构自由度的注意事项：1)复合铰链处理：去掉多余的约束。两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副称为复合铰链。作业举例：计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。处理：K个构件形成的复合铰链应具有（K—1）个回转副。2)局部自由度机构中不影响机构输出与输入运动关系的个别构件的独立运动自由度称为局部自由度。C出有三个构件链接在一个铰链处，为复合铰链，K=3个构件形成的复合铰链应具有（K—1）=2个回转副。E和E’构成虚约束，去掉一个移动副。滚子为局部自由度。该机构有7个活动构件，n=77个转动副、2个移动副一个高副F=3n-2P-P=3×7-2×9-1=2LH所以该机构的自由度为2。处理：将形成局部自由度的构件和自由度全部去掉。机械设计基础(数控)3)虚约束作业讲评二对机构的运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。求剪力图、弯矩图：方法一：1．求支座反力；2．分段确定剪力图和3．求控制截面内力，根据微分关系弯矩图的形状；绘剪力图和弯矩图。作业举例：题目一：1）求支反力M04R2q20ABM04R2q20A最大Q10KNM15KNMmaxBmaxR10AkNR10kN题目二：B由Y0得知支反力计算无误。2)由于各段受力情况不同可以分段求解AC段QR10KNAMRx10xACD段：解：QRq(x1)2010xA1)求支反力MRxq(x1)2/210x5(x1)2ADB段：QR2q10KNAM0A4RM2F0BMRx2q(x2)10x40AM04RM2F0BAR6.25kNA3.75kNR3)根据上面所求函数我们画剪力和弯矩图如下B传动比计算：由Y0得知支反力计算无误。轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。分类：按轮系中各齿轮轴线是否相互平行，可分为平面齿轮系和空间齿轮系；按轮系运转时齿轮的轴线是否固定，2)可以采用与题目一一样的方法完成，也可以由几何关系我们得知求出几个重要点的剪力和弯矩值我们就可以画处图像。下面我们开始求在下列几处的剪力值：又可分为定轴轮系和行星轮系。一、定轴轮系的计算：1．平面定轴轮系的计算所有从所有从动轮齿数的乘积动轮齿数的乘积在A点左截面，Q0iWi1W(11)m(1)在A点右截面，QR在C点左截面，QR在C点右截面，QR在B点左截面，QR6.25kNmAABB所有主动轮齿数的乘积WW556.25kN3.75kN3.75kNm—外啮合的次数符号直接表示方向，结果是正表示和主动轮方向相同，结果是负的表示和主动轮方向相反。2．空间定轴轮系计算大小：W所有从动轮齿所有从动轮齿数的乘积数的乘积miWW(i1)(1)1m15在B点右截面，Q0画出剪力图，如下图：W所有主动轮齿数的乘积5转向关系用箭头表示。作业举例：同理我们根据几何关系求处几处弯矩值：在A点，M0图示所示轮系，已知Z=18、Z=20、Z=25、Z=25、Z=2、Z=40，求该轮系的传动比，并判断蜗轮4的转122'33'4MR212.5KNAMR2M7.5KNA向。C左C右在D点，M03)画出弯矩图，如下图：解：本题中的轮系的轴线都是固定的，由于有蜗杆传动和圆锥齿轮传动，所以是空间轮系。可通过公式W所有从动轮齿所有从动轮齿数的乘积数的乘积mW所有主动轮齿数的乘积5iWW(i1)(1)1m15最大Q6.25KNM12.5KNMmax计算大小。具体如下：max机械设计基础(数控)20254022zzz4i＝2318252zz'z'作业讲评三123转向关系用箭头表示。蜗杆为左旋，求得蜗杆轴向力方向向上，蜗轮圆周力方向和蜗杆轴向力方向相反，从2．对于由圆锥齿轮所组成的行星轮系，如图所示，由于其行星轮和基本构件的回转轴线不平行，因而它的角速度不能按代数量进加减，即动轮圆周力与圆周速度方向相同，所以如下图所示，可得转向为逆时针。作业举例：行星轮系，已知Z=Z=41，Z=Z=39，试计算传动图示比i。H112’23二、行星轮系计算如果轮系在运转时，至少有一个齿轮轴线的位置是不固定的，而是绕着其他齿轮轴线回转，则这种轮系称为行星轮系。基本构件：太阳轮（中心轮）、行星架(系杆)和行星轮。注意：基本构件都是绕同一固定轴线回转的。计算方法：行星轮系传动比不能直接计算，可以利用相对运动原理，将行星轮系转化为假想的定轴轮系，然后利用定轴轮系传动比的计算公式计算行星轮系传动比，把这种方法称为反转法或转化机构法。解：该题目是行星轮系，并且所有齿轮的轴线都平行于系杆的轴。因此可以直接用公式计算，即：nn15211681zz2iH1nn3HH13zz12'3由于轮3为固定轮（即n0），33939160nzz2i1H1i1＝11H3nzz'4141168113H12i1/i10.51H11H机械设计基础(数控)转化轮系中个构件的角速度1．公式中齿轮1和齿轮N的轴线与系杆H轴线平行。作业讲评四传动比可按求定轴轮系传动比的方法求得：轴承寿命计算：轴承寿命计算可按照以下步骤进行：1.计算内部轴向力106(fC)=1060（h）Lt60nfP10h2.求轴承实际所受轴向力p机械设计基础课程形成性考核作业（三）3.根据轴向力和径向力的比查表，求当量动载荷。106()fCt60nfP4.查表并计算轴承寿命L10h第8章齿轮传动1．渐开线齿廓形状取决于p________直径大小。作业举例：A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿顶圆2．对于标准直齿圆柱齿轮，决定齿廓形状的基本参数是________，________，________。3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_________模数和_________都相等，齿轮的_________角相等、旋向_________。如图所示,轴的两端用两个角接触球轴承7207C正装。常温下工作。工作中有中等冲击。转速n＝1800r/min,两轴承的径向载荷分别是FrI＝3400N，FrII＝1050N，轴的轴向载荷Fa＝870N，方向指向轴承2，试确定哪个轴承危险,并计算出危险轴承的寿命。4．采用展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是_______5．一对齿轮啮合时，两齿轮的________始终相切。A．分度圆B．基圆C．节圆D．齿根圆6．已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径da1＝77.5mm，齿数z1＝29。现要求设计一解：该题目按照轴承寿命的计算步骤完成，具体过程如下：个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a＝145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。（分度圆直S0.68R0.6834002312N径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2、基圆直径db2）117．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级mn＝3mm，＝15°Z2＝51；低速级mnS0.68R0.681050714N122＝5mm，Z3＝17试问：SF2312870＞714Na1（1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反?∴左边轴承被放松，右边轴承被压紧。（2）低速级齿轮取多大螺旋角才能使中间轴的轴向力相互抵消?2AS2312NASF3182Na11212312340031281050AAR0.68e22.98＞e通过查表11R2∴x1100.441.19y1x2y2∴P1YA3400KN1xR111PxRYA4184.3KN8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45，22222正火处理，已知传递功率Pl＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，zl＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，大，我们用它计算查表得C30500KN1.5P2fp双向运转，齿轮在轴上对称布置，中等冲击，电动机驱动。试校核此齿轮传动的强度。2．在图示轮系中，已知z、z、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求传动比i。1216第9章蜗杆传动1．为什么将蜗杆分度圆直径d规定为蜗杆传动中的标准参数？l2．为什么蜗杆的传动比i只能表达为i＝z/z，却不能以i＝d2/d1来表示？213．如图所示的轮系，已知1（右旋）z15,z25,z15,z30,z15,z30,z2223344z60,z20,m4mm,若n，求齿条线速度的大小和方向。6v500r/min5513．图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件。试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向，并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向。（a）（b）4．图示行星轮系，已知Z=Z2’=41，Z2=Z3=39，试计算传动比i。1H1第10章作业题1．图示所示轮系，已知Z=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2、Z4=40，求该轮系的传动比，1并判断蜗轮4的转向。1．按轴的受力分类，轴可以分为_______轴、__________和___________。机械设计基础课程形成性考核平时作业（四）2．请判断图示四个轴中，哪一个轴的结构有错误，出现的是什么错误，应如何改正。第11章带传动1．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么?对传动各有什么影响?a）b）c）d）2．试分析增速带传动工作时，其最大应力在哪里?第14章轴承3．V带传动n=1450r/min，fv=0.51，包角＝150°，预紧力F=360N。试问：0效拉力是多少?2）若d1=100mm，其传转矩为多少?3）若传动的效率为0.95，弹性滑动11．写出下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。7208，32314，6310／P5，7210B，N22221）该传动所能传递的最大有递的最大2．如图所示,轴的。工作中有中等冲击。转速n＝1800r/min,两轴承的径向载荷分别是FrI＝34