机械设计基础企业培训题例

机械设计基础辅导题例企业培训第一部份平面机构的结构分析知识点:1. 运动副与机构运动简图；注意比例尺、运动副、构件符号，标注标准2. 弘弘一平面机构的自由度计算公式、局部自由度、虚约束、复合铰链D3. 机构的组成原理与结构分析；4. 练习A.运算机构的自由度，并判定机构运动是不是确信?(1) n=8, P = 11, P = 1, C处为复合铰链，LhG处为局部自由度F = 3n - 2P - P 二 3 x 8 - 2 x 11 -1 二 1L h机构具有确信的运动。(2) n=6, p = 8, p = 1，B处为复合铰链，G处为局部自由度LhF = 3n 2P P = 3 x 6 2 x 8 1 = 1机构具有确信的运动。L h第二部份平面机构的结构分析知识点：1. 机构的运动与受力分析、自锁条件；2. 弘一机构的类型与演化：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构3. NqNq一铰链四杆机构的大体特性：曲柄存在的条件：杆长条件、机架条件、组成条件；急回特性、压力角与传动角、死点。4. 平面丝杆机构的设计5. 练习：A.已知AB=200，BC=550mm，CD=380mm,当AD杆长度为何值时，该机构为双摇杆机构?分析：要想让机组成为双摇杆机构，1. 杆长就不该该知足曲柄存在的条件，即最短杆+最长杆应该大于其余两杆长和,同时知足机架条件、最长杆限制条件。分情形讨论如下:设：AD为最短杆，即ADAB+CD，可得:30AD=550，那么有AD+ABBC+CD，可得:AD730；又AD应不大于其余三杆长度和，即AD=AB+BC+CD=1130o故有：730ADAD+CD，可得：200v=ADv370综上：AD的取值区间应该为：（30, 370）； （730, 11302机架的对边是最短杆，从已知条件分析，此种情形不存在。3.结论：1的取值区间应该为：（30, 370）； （730, 1130ABB图示铰链四杆机构，已知1bc =500mm，1CD =350mm, 1AD =300mm, AD 为机架。试问:的最大值;（1）假设此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求1AB2）假设此机构为双曲柄机构,求1 的最小值；AB3）假设此机构为双摇杆机构,求1 的取值范围。分析：AB 要想让机组成为曲柄摇杆机构，其杆长就应该知足曲柄存在的条件，即最短杆+最长杆应不大于其余两杆长和；由机架条件（曲柄的临杆作机架）AB应为最短杆。故有： 1 =300;且： 1 +1 =1 +1 ;即： 01 要想让机组成为双曲柄机构，其杆长就应该知足曲柄存在的条件，即最短杆+最长杆应不 大于其余两杆长和；由机架条件（最短杆作机架）AD应为最短杆。故应有： 1=300= 1 机架条件；ADAB1 +1=450BC AD AB CDAB可得： 1=450ABmin要想让机组成为双摇杆机构，有两种情形需要考虑：1杆长就不该该知足曲柄存在的条件，即最短杆+最长杆应应大于其余两杆长和， 同时知足机架条件、最长杆限制条件。分以下情形讨论：设：1为最短杆，即：11+1 可得： 1 150AB BC AD CDAB故有： 1501 =500，那么CD就成为最短杆ABAB由曲柄存在的杆长条件： 1 +11 +1 ，可得： 1 550；AB AD BC CDAB由机构组成条件（最长杆不大于其余三杆长度之和）： 1 =1 +1+1=1150，AB BC CD AD可得： 1 =1150。故有： 5501 =1150ABAB设：1即不是最长杆、也不是最短杆，即：300=11 +1 可得： 1 450；BC AD AB CDAB故有：300=i =1 0,该条件就知足。 BC AB CD ADAB综上：1的取值区间应该为：（150, 450）；（550，1150AB2. 机架的对边是最短杆，从已知条件分析，此种情形不存在。3. 结论：1的取值区间应该为：（150, 450）； （550, 1150ABC.对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，无急回特性。（）第三部份凸轮机构知识点：1. 凸轮机构的类型与应用、大体概念与参数；2. 从动件的运动规律：等速、等加速等减速、间歇；3. 图轮廓线设计：反转法2.虚圏中所示的三个乌轮机构中，已知R = 40 mm, a = 20 mme=15 mm, rr = 20mmo弑用屁荊堆求从动件的性移为践 if （6）,并比软之 （要求选用同一此制尺， 国在同生标彙中均以从动件策低隹置为起始点人AR.dfOtitimiso训御第四部份 齿轮传动（涡轮蜗杆丿传动、轮系知识点：1齿轮传动的类型、特点，2. 渐开线的形成、性质及其方程，渐开线齿廓的特点；3. 齿轮各部份的名称、几何尺寸计算、传动比概念及计算；4. 渐开线齿轮的啮合传动：啮合条件、重合度；5. 齿轮不根切的最少齿数、变位齿轮传动；6. 齿轮传动的失效形式与强度准那么，强度计算简要说明；7. 渐开线圆柱斜齿轮传动特点、几何计算，不根切的最少齿数;8. 蜗杆传动特点、啮合效率耳=tan入，传动比、材料配对；tan（九+ ）v9. 弘弘一轮糸的类型及其传动比的计算练习：1. 一个圆柱直齿轮上齿厚等于齿间距的圆称为分度圆。（）2.3.4.斜齿圆柱齿轮的齿顶圆半径r二m (z + 2h*)/(2cos卩)ana斜齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数能够许诺为17直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是，两轮基圆齿距P =P b1 b25.6.7.一对正确啮合的平行轴斜齿圆柱齿轮，其法面模数相等，那么其端面模数也相等。()啮合传动的传动比老是= z / z = d/d ()2 12 1渐开线的基圆半径r =50mm，渐开线上压力角 =200时的曲率半径P =() b(A)15mm(B)(C)(D)8.关于一样渐开线圆柱齿轮传动,(A)齿顶 (B)齿根齿面接触强度计算应以(C)节点)处的接触应力作为计算应力。9.关于蜗杆传动，为了提高效率,(A)较大的蜗杆特性系数，在必然限度内可采纳(B)较大的螺旋升角)(C)较大的模数10. 当蜗轮材料为铸铁或ZCuAl Fe时，其承载能力取决于蜗轮的接触疲劳强度。10311. 齿面点蚀一样出此刻()(A)齿顶(B)齿根(C)节线周围12. 一样关于齿面硬度 350HBS的齿轮传动，齿轮轮齿最多见的失效是(A)胶合 (B)磨损(C)点蚀(D)折断13.求图示轮系的传动比i ,14Z =100，Z =200H4解：图示为复合轮系，已知仝兮25Z2= Z3=20，能够明白得Z f Z (Z )f Z1221HZ3为周转部份;依照反转法原理:W - W iH = 1H13 W -W3HW -W+H = (-1)2-wZ -ZH121Zj Z3 =1 - i1H，可得:i =1 - iH1H13Zh - Z4为定轴部份，那么：iH4Z.4 ；那么：i =i i14 1H H414.图示轮系中，已知各齿轮的齿数别离为：Z =Z =20，Z =26，Z1 23与轮3的轴线相重合。计算传动比i 15 解：图示为定轴轮系=30，因轮1与轮3的轴线相重合，按齿轮正确啮合的条件可知，轮一、轮、轮3的模数必相等，故有：Z3=Z1+2Z2=60/ Z - Z - Zi=(-1)334515Z - Z - Z13141Z =34，且轮12-3Z =22,4，第五部份轴及轴毂连接知识点：键连接分类：平键、半圆键、楔形键、花键、销连接轴的强度计算：轴的强度计算，轴颈设计计算公式。扭转强度：TP 二WT9.55 x 106 P0.2 d3 n| T955 x 106 Pd -= 3 0.2 .订 n弯扭强度计算步骤：画轴的受力分析图；f作出水平和垂直平面内的弯矩图；f计算合成弯矩M二JM2 + M2，绘制合成弯矩图；V HVf绘制转矩图；f计算当量弯矩MM2 + (a T)2 , a 为考虑弯扭应力特性的折算糸数ef校核危险断面的应力：.e二罟二需严也I练习：A. 一般平键的工作面是()(A)顶面(B)底面(C)侧面B. 按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，要引入系数a ,(D)端面那个a是考虑()(A) 轴上有键槽而减弱的强度而引入的系数(B) 按第三强度理论合成正应力与切应力时的折合系数(C) 正应力与切应力的应力比不同而引入的系数第/八部份转动轴承知识点:1. 轴承的类型、代号，2. NqNq 大体额定寿命、大体额定动载荷、当量载荷3. NqNq转动轴承的寿命计算练习：1转动轴承额定寿命与额定动载荷之间的关系为L= (C/P)，其中*称为寿命指数，关于滚子轴承和球轴承别离为()(A) 3/10 和 3 (B) 3/10 和 10/3(C) 10/3 和 3/10(D) 10/3 和 32. 转动轴承的额定寿命是指同一批轴承中()的轴承所能达到的寿命。(A) 10%(B) 90%(C) 95%(D) 50%3在以下四种向心转动轴承中，()型除能够经受径向载荷外，还能经受不大的双向轴向载荷。(A)60000(B) N0000(C) NA0000(D) 500004.已知某深沟球轴承，当它的转速为n，当量动载荷P =2500N,其寿命为8000小时。求: 1 1(1) 假设转速维持不变，而当量动载荷增加到P =5000N,其寿命为多少？2(2) 当转速增加一倍，即n =2n，而当量动载荷维持不变时，其寿命应为多少？2 1解:由转动轴承的寿命公式：L1010660n(C106(f - C)或Lt，1P丿10h60n1 P丿=3 球轴承， = 10/3 滚子轴承可知:(1)(1 ,-维持转速不变，而当量动载荷增加到P.=5000N，寿命为原先的 -I =6倍，即1000小时;P / P 丿 82 1 (2)维持当量动载荷不变，转速增加一倍，寿命应为原先的1=-倍，即4000小时。F x200-1640x40=0F +F -F =0r1r1rer 2解上述方程：F =328NF =1968Nr1r 23)计算F , Fd 1d 25.圆锥齿轮轴用两个角接触球轴承，如图。已知L =40mm,L =200mm,轴端作用有轴向力F =815N,12a径向力F =1640N(转动轴承派生轴向力S=0.7R)。试别离计算出两轴经受到的轴向栽荷A和A ? 小r12解:1)先画受力分析图，两内部轴向力F , F别离指向两轴d 1d 2F承外侧， “Ft2)计算F ， Fr1r 2对轴进行受力分析:F x F x F x F xl968 = 1377.6Nd 1rld 2r 24）将相同方向的轴向力相加并比较大小和轴的运动方向趋势F +F =229.6+815=1044.6Nv F =1377.6N 因此轴向右窜动，轴承1被压紧，轴承2被放松d 1aed 25）F =F - F =562.6Na1d 2 aeF =Fa 2d 2第九部份弹簧知识点：1. 类型、特点、功用2. 材料3. 螺旋紧缩弹簧的设计计算第四部份螺纹连接知识点:1. 大体知识：螺纹的类型、要紧参数，螺纹连接的类型、螺纹连接的防松;2. NqNq强度计算：单个螺栓的强度计算：松螺栓连接强度条件：O二 F/A 二 4 - F/（兀 d2）= J4F/兀口，由d f杳螺纹的d1 % 1 0强度计算拉伸应力:剪切应力:紧螺栓连接o = 4 F /（兀d2）o1T F tan（九+ 0 ） d /2T = 1 = ov 2Wk d3 /16T1当量应力： G =22 + 3t2 =22 + 3 x （0.5g）2 = 1.3g。横向外载荷的计算：z F f m k Fof R3. 弘一螺栓组的设计计算关键：先求出受力最大的螺栓，然后按单个螺栓计算4. 练习：111丄1丄1111 111111A. .图示螺栓联接中采纳两个M20的螺栓，其许用拉应 力G =160MPa，被联接件接合面间的摩擦系数 f=0.2，假设考虑摩擦传力的靠得住系数C=1.2，计算 该联接许诺传递的静载荷Q?（M20小径d=17.294）解：螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必需大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为 F 0 ,那么由平稳条件f X F x z X i C x Q10螺栓危险截面的强度条件为d n x d 2n d2 - tjl f - z - i n x 17.2942 x 160 x 0.2 x 2 x 2_4 x 1.3 x C=19273.75N4Q V V （C） V V V1 2 1 2 1 2 1 2F.带传动中，假设小带轮为主动轮，那么带的最大应力发生在带的（）处。（A）进入主动轮（B）进入从动轮（C）退出主动轮（D）退出从动轮G. 图示为带传动：（1）假设主动轮0逆时针方向转动，哪一边是紧边（图示之）？1（2）已知输入功率P=3Kw, n =1440r/min, D =200mm, e直=2,求紧边与1 1 松边上拉力值（不计离心力）。解：（1）紧边如图示（2）求紧边与松边上拉力由V =兀D -n /（60x 1000）得皮带的计算速度V=15 m/si i 由P = F - V /1000得带传动的有效圆周力F = 1000P/V =200 NF /F = efa 由5 12 得紧边拉力F = 400 N，松边拉力F = 200 N。F F = F12J 12efaefa +1 如要计算初拉力，那么：可由F = 2F得带传动的初拉力F = x =300 No efa + 1o 2 efa 1或由 2F = F + F 得F = 士匚=300 no 12 o2张杰