机械设计基础 大题答案 2012.doc

平面连杆机构 已知一平面四杆机构ABCD其四边长度分别为a、b、c、d试分析： 简述该机构曲柄存在条件； 当AB为主动件时，请标出压力角a与传动角γ及在何时会出现最小传动角γ min？ AB为主动件时，该机构是否存在极位夹角θ及急回特性？ 该机构在何种情况下具有死点？ 答案：1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和（杆长条件）；最短杆必定为机架或连架杆（最短杆条件）。 2)AB为主动件时，机构的压力角а与传动角γ见下图，当AB杆与CD杆在重叠共线时即AB杆在AB1 、AB1两位置时最小传动角γmin为γ1、γ2之中的一个； 3)因为滑块处于极限位置时，AB杆两位置的夹角θ≠0，故存在急回特性。 4)当γ=0时才存在死点，只有当CD杆为主动件时才会有γ=0，故当CD杆为主动件时从动件AB处于AB’及AB”两位置时为机构的死点位置。 如图设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问： 当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？ 若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？ 答案：a=240㎜，b=600㎜，c=400㎜，d=500㎜， a+ b d +c 满足杆长条件。 1) 当杆4为机架，最段杆1为连架杆，机构有曲柄存在； 2）要使此机构成为双曲柄机构，则应取杆1为机架；要使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。 3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为440＜d＜760。 齿轮传动 图示定轴轮系钟，已知各齿轮数为z1=z2’=z3’=20，z2=z5=40，z3=80，z4=17，n1表示齿轮1的转动方向，试求轮系的传动比i15，并用箭头标出其它齿轮的转动方向。 答案：该轮系为定轴轮系, 定轴轮系传动比为： , 用箭头表示轮系各轮的转向，如图示。 5题 图示传动装置，蜗杆为主动，通过蜗轮再传动一对直齿轮圆锥齿轮传动，从动锥齿轮转向如图所示。试求： 为使II轴上所受轴向力较小，请确定蜗杆、蜗轮螺旋线的方向，并画在图上。 在图上画出蜗杆、蜗轮及锥齿轮3的转向。 在图上画出蜗杆传动及锥齿轮传动啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。 如图a）所示为两级蜗杆传动组成的减速传动装置，已知蜗杆1为主动件，逆时针转动，且为右旋，要求： 为使II轴上所受轴向力较小，确定蜗杆3和蜗轮4的旋向，并在图a）中画出。 在图a）上画出各轴的回转方向。 在图b）上画出各蜗杆、蜗轮再啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。 图示为一蜗杆——斜齿圆柱齿轮——直齿圆锥齿轮三级传动，已知蜗杆为主动，且按图示方向转动，试在图中画出： 各轮转向； 使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向； 各啮合点处所受诸分力Ft，Fr及Fa的方向。 带传动 普通B型V带传动，传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，工作情况系数KA=1.2，单根V带在该工况下的许用功率，[P]=2.5kW，紧边拉力F1 是松边拉力F2 的4倍，即F1 =4F2 。求： 带的根数Z； 在该工况下的有效圆周力Fe，紧边拉力F1 ，松边拉力F2及初拉力F0 。 答案：(1) Z=KA*P / [P]=（1.2*7.5）/ 2.5=3.6≈4根 (2) Fe=1000*P/v=(1000*7.5/10)=750N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =4F2 F1=1000N；F2=250N；F0=625N 一普通V带传动，传递的功率P=8kW，带速v=12m/s，单根带的许用功率[P]=2.8kW，带传动的工况KA=1.3，带的初拉力F0 =800N，带与带轮的当量摩擦系数?v=0.5，带在小轮上的包角α1=150°。求： 带的根数Z； 有效圆周力Fe，紧边拉力F1，松边拉力F2； 校验是否打滑。 答案：(1) Z=KA*P / [P]=（1.3*8）/ 2.8=3.7≈4根 （2）Fe=1000*P/v=(1000*8/12)=667N Fe =F1 - F2 2F0=F1 +F2 F1 =1133N；F2=467N （3） ＝919N