新版《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》后習(xí)題參考答案.doc
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(2)若采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)來滿足中心距要求,其分度圓螺旋角b、分度圓直徑d1、d2和節(jié)圓直徑d1′、d2′各為若干? 解:(1)不能。若采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng),其中心距,與所給實(shí)際中心距不相等。 (2)斜齒輪中心距,所以 故 分度圓直徑為:, 標(biāo)準(zhǔn)斜齒齒輪傳動(dòng),未采用變位,其節(jié)圓與分度圓重合,故:,。 第6章 齒輪系 6-7在題6-7圖所示輪系中,已知齒輪1轉(zhuǎn)向如圖所示,n1= 405 r/min。各輪齒數(shù)為:z1===20,z2=z3=z5=30,z4=z6=60,試求:(1) 傳動(dòng)比;(2) 齒輪6的轉(zhuǎn)速n6的大小及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 解:(1) 此為定軸輪系,先判定方向,首末兩輪轉(zhuǎn)向相反, 傳動(dòng)比為: (2) 6-9在題6-9圖所示的一手搖提升裝置中,已知各輪齒數(shù),試求傳動(dòng)比i15,并指出提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。 解:此為定軸輪系,先判定方向,提升重物時(shí),齒輪5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);蝸輪4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在嚙合點(diǎn)處受力與速度向上,則蝸桿在嚙合點(diǎn)處受力向下,又蝸桿右旋,對(duì)蝸桿用右手定則,判定其轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橛捎抑赶蜃?;錐齒輪2'方向向上;最后得出齒輪1方向向上。 傳動(dòng)比 6-10題6-10圖(a)、(b)分別為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系,已知z1=20,z2=24,=30,z3=40,n1=200 r/min,n3=-100 r/min。試求兩輪系中行星架H的轉(zhuǎn)速nH的大小和方向。 解:(a) ,代入已知數(shù)據(jù)得:; (b) ,代入已知數(shù)據(jù)得:。 6-11在題6-11圖所示的手動(dòng)葫蘆中,A為手動(dòng)鏈輪,B為起重鏈輪。已知z1=12,z2=28,=14,z3=54,求傳動(dòng)比iAB。 解:齒輪1與手動(dòng)鏈輪A相連,系桿H與起重鏈輪B相連,求傳動(dòng)比iAB即為求i1H。掛鉤不動(dòng),可看作機(jī)架。 此為周轉(zhuǎn)輪系中的行星輪系(中心輪3固定),其轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為: 將代入得:iAB=i1H =10。 6-12在圖6-12所示的電動(dòng)三爪自定心卡盤傳動(dòng)輪系中,設(shè)已知各輪的齒數(shù)為, ,,,試求傳動(dòng)比。 解:該輪系為3K-H型周轉(zhuǎn)輪系,固定系桿H,轉(zhuǎn)化為定軸輪系。 對(duì)1-2-3-H可得: 對(duì)3-2-2'-4-H可得: 所以 輪1與輪4 轉(zhuǎn)向相反。 注:此題有多種解法,請(qǐng)思考。 第9章 連接 9-1解: 由教材表9-1、表9-2查得 ,粗牙,螺距,中徑 螺紋升角 ,細(xì)牙,螺距 ,中徑 螺紋升角 對(duì)于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋,細(xì)牙螺紋的升角較小,更易實(shí)現(xiàn)自鎖。 第10章 齒輪傳動(dòng) 10-8 如圖所示為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器,已知主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和斜齒輪“4”的螺旋線方向(圖示)。為使得II軸所受的軸向力較小,試分析確定: 1 2 I軸 (主動(dòng)) II軸 4 3 III軸 題10-8圖 (1)其余斜齒輪的合理螺旋線方向; (2)各齒輪在嚙合點(diǎn)所受各分力的方向。 解:根據(jù)I軸的轉(zhuǎn)向,畫出II軸和III軸的轉(zhuǎn)向如圖。 Fa3 Fr3 Ft3 (1) 齒輪4為右旋,齒輪3為左旋,對(duì)3用左手定則,判斷其軸向力方向向右,則齒輪2所受的軸向力的方向應(yīng)向左,齒輪1所受的軸向力的方向應(yīng)向右,對(duì)齒輪1用左右手定則判斷出其應(yīng)為右旋,則齒輪2為左旋。如圖所示。 Fr1 (2)如圖標(biāo)出了齒輪1和齒輪3的受力,包括徑向力、圓周力 和軸向力Fa1 ;齒輪2和齒輪4的受力分別與1、3各力成反力, 大 小相等,方向相反,圖Ft1 中簡(jiǎn)化未標(biāo)出。(自己補(bǔ)上) 10-9 一直齒圓錐齒輪—斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。已知主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速,為使得II軸所受的軸向力較小,試分析確定: (1)斜齒輪的合理螺旋線方向; (2)各齒輪在嚙合點(diǎn)所受各分力的方向。 3 4 I軸(主動(dòng)) III軸 II軸 1 2 題10-9圖 解:(1)根據(jù)I軸的轉(zhuǎn)向,畫出II軸和III軸的轉(zhuǎn)向如圖。錐齒輪2所受的軸向力的方向向左(由小端指向大端),則斜齒輪3所受的軸向力的方向應(yīng)向右,對(duì)齒輪3用左右手定則判斷出其應(yīng)為右旋,則齒輪4為左旋。如圖所示。 Fa3 Ft3 Fr3 Ft1 Fa2 Fr2 Fr1 Fa1 (2)如圖標(biāo)出了齒輪1、齒輪2和齒輪3的受力,齒輪4各力與3成反力,圖中簡(jiǎn)化未標(biāo)出。 Ft2 第11章 蝸桿傳動(dòng) 11-4 題11-4圖所示為某手動(dòng)簡(jiǎn)單起重設(shè)備,按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿,提升重物G。試確定:(1)蝸桿與蝸輪螺旋線方向;(2)蝸桿與蝸輪上作用力的方向;(3)若蝸桿自鎖,反轉(zhuǎn)手柄使重物下降,求蝸輪上作用力方向的變化。 解:(1)重物上升,即蝸輪2為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),即2所受到的圓周力的方向向右,則蝸桿1所受的軸向力的方向應(yīng)向左,對(duì)蝸桿1用左右手定則判斷出其應(yīng)為右旋,則蝸輪2也為右旋。 (2)蝸桿與蝸輪上作用力的方向如圖所示。(3)若蝸桿自鎖,反轉(zhuǎn)手柄使重物下降,蝸輪上的作用力:徑向力方向不變,圓周力和軸向力方向與原來相反。 Fr2 Ft1 Fa2 Fr1 Fa1 Ft2 11-5 如題11-5圖所示為蝸桿傳動(dòng)和錐齒輪傳動(dòng)的組合,已知輸出軸上的錐齒輪4的轉(zhuǎn)向,(1)欲使Ⅱ軸所受軸向力互相抵消一部分,試確定蝸桿傳動(dòng)的螺旋線方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向;(2)各輪嚙合點(diǎn)處所受作用力的方向。 解:(1)根據(jù)III軸的轉(zhuǎn)向,畫出II軸的轉(zhuǎn)向如圖。錐齒輪3所受的軸向力的方向向左(由小端指向大端),則蝸輪2所受的軸向力的方向應(yīng)向右,即蝸桿1所受的圓周力方向向左,根據(jù)主反從同,則蝸桿1應(yīng)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);又根據(jù)蝸輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向知蝸輪2的圓周力方向向內(nèi),則蝸桿1的軸向力方向向外,對(duì)蝸桿1用左右手定則判斷出其應(yīng)為右旋,則蝸輪3也為右旋。I (2)如圖標(biāo)出了蝸桿1和錐齒輪3的受力,其余齒輪受力簡(jiǎn)化未標(biāo)出,自己補(bǔ)上。 Fa1 Ft1 Fr1 Ft3 Fa3 Fr3 題11-5圖 第12章 帶傳動(dòng) 12-1帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)與打滑有何區(qū)別?對(duì)傳動(dòng)有何影響?影響打滑的因素有哪些?如何避免打滑? 解: 彈性滑動(dòng)是由于帶的彈性變形和拉力差而引起的帶與帶輪之間的局部滑動(dòng);打滑是因?yàn)檫^載引起的帶與帶輪之間的整體滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)中不可避免的固有現(xiàn)象,而打滑是帶傳動(dòng)的一種失效形式,是應(yīng)當(dāng)避免,也可以避免的。影響打滑的因素包括:帶和帶輪間的摩擦系數(shù)、包角、初拉力、帶的類型等,增大摩擦系數(shù)、包角、初拉力,選用V帶代替平帶等,可以避免打滑。 12-2 V帶傳動(dòng)為什么比平帶傳動(dòng)承載能力大? 解: V帶截面形狀為梯形,兩側(cè)面為工作面,靠帶的兩側(cè)面與輪槽側(cè)面壓緊產(chǎn)生摩擦力。與平帶傳動(dòng)比較,當(dāng)帶對(duì)帶輪的壓力相同時(shí),V帶傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)大,因此產(chǎn)生的摩擦力大,故其承載能力更大。 12-3 傳動(dòng)帶工作時(shí)有哪些應(yīng)力?這些應(yīng)力是如何分布的?最大應(yīng)力點(diǎn)在何處? 解: 帶工作時(shí),帶中應(yīng)力由三部分組成:(1)由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力,分別分布在帶的緊邊和松邊;(2)由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力,離心力只發(fā)生在帶作圓周運(yùn)動(dòng)的部分,但由此引起的拉力卻作用在帶的全長(zhǎng)上。(3)彎曲應(yīng)力,彎曲應(yīng)力只產(chǎn)生在帶繞過帶輪的部分。帶的最在應(yīng)力發(fā)生在緊邊開始繞進(jìn)小帶輪處。 12-4 帶和帶輪的摩擦系數(shù)、包角以及帶速與有效拉力有何關(guān)系? 解:摩擦系數(shù)及包角越大,帶所能傳遞的摩擦力越大,因而有效拉力也越大;帶速越大,則產(chǎn)生的離心力越大,從而降低帶和帶輪間的正壓力,使有效拉力減小。 第13章 軸承 13-1 說明下列型號(hào)軸承的類型、尺寸系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公差等級(jí)及其適用場(chǎng)合。6005,N209/P6,7207C,30209/P5。 解: 6005:深溝球軸承,窄寬度,特輕系列,內(nèi)徑,普通精度等級(jí)(0級(jí))。主要承受徑向載荷,也可承受一定的軸向載荷;可用于高速傳動(dòng)。 N209/P6:圓柱滾子軸承,窄寬度,輕系列,內(nèi)徑,6級(jí)精度。只能承受徑向載荷,適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴(yán)格對(duì)中的場(chǎng)合,其徑向尺寸輕緊湊。 7207C:角接觸球軸承,窄寬度,輕系列,內(nèi)徑,接觸角,鋼板沖壓保持架,普通精度等級(jí)。既可承受徑向載荷,又可承受軸向載荷,適用于高速無沖擊, 一般成對(duì)使用,對(duì)稱布置。 30209/P5:圓錐滾子軸承,窄寬度,輕系列,內(nèi)徑,5級(jí)精度。能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。適用于剛性大和軸承孔能嚴(yán)格對(duì)中之處,成對(duì)使用,對(duì)稱布置。 13-6 根據(jù)工作條件,決定在某傳動(dòng)軸上安裝一對(duì)角接觸球軸承,如題13-6圖所示。已知兩個(gè)軸承的載荷分別為Fr1=1470 N,F(xiàn)r2=2650 N,外加軸向力FA=1000 N,軸頸d=40 mm,轉(zhuǎn)速n=5000 r/min,常溫下運(yùn)轉(zhuǎn),有中等沖擊,預(yù)期壽命Lh=2000 h,試選擇軸承型號(hào)。 解: ( 1)按題意,外加軸向力已接近,暫選的角接觸軸承類型70000AC。 ( 2)軸承為反安裝方式,計(jì)算軸承的軸向載荷 (解圖見13-7) 由教材表 13-9查得,軸承的內(nèi)部派生軸向力 ,方向向左 ,方向向右 因 ,軸系向右運(yùn)動(dòng)。 軸承 1被壓緊 軸承 2被放松 ( 3)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 查教材表 13-8, ,查表13-8得: , 查表13-8得: , (4)計(jì)算所需的基本額定動(dòng)載荷 查教材表 13-6,常溫下工作,;查教材表13-7,有中等沖擊,?。磺蜉S承時(shí),;并取軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù) : 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》手冊(cè),根據(jù)和軸頸,選用角接觸球軸承7308AC合適(基本額定動(dòng)載荷)。 第14章 軸 14-3分析題14-3圖中軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是心軸 、轉(zhuǎn)軸、還是傳動(dòng)軸? 解:軸Ⅰ只受轉(zhuǎn)矩,為傳動(dòng)軸;軸Ⅱ既有彎矩又有轉(zhuǎn)矩,為轉(zhuǎn)軸;軸Ⅲ上齒輪空套在其上(沒有鍵連接),只受彎矩,為心軸;軸Ⅳ既有彎矩又有轉(zhuǎn)矩,為轉(zhuǎn)軸。 14-12指出題14-12圖所示軸系結(jié)構(gòu)上的主要錯(cuò)誤并改正指(齒輪用油潤(rùn)滑、軸承用脂潤(rùn)滑)。 10 8 13 12 11 9 7 6 10 7 5 4 3 2 1 11 9 8 6 5 4 3 2 1 解:(a)從左至右錯(cuò)誤:1—鍵槽過長(zhǎng);2—安裝外部零件處應(yīng)設(shè)計(jì)軸肩;3—軸承端蓋和軸之間應(yīng)留出間隙;4—缺少密封元件;5—兩端軸承型號(hào)不一致;6—套筒直徑過大,影響運(yùn)轉(zhuǎn)和裝拆;7—缺少軸承密封元件(擋油盤);8—軸段長(zhǎng)度應(yīng)小于齒輪寬度2~3mm;9—少了軸肩,軸承內(nèi)圈無法軸向定位;10—軸承端蓋厚度應(yīng)小于軸承外圈厚度;11—兩邊均缺少了調(diào)整墊片。 (b)從左至右錯(cuò)誤:1—軸段長(zhǎng)度應(yīng)小于聯(lián)軸器寬度2~3mm;2—缺少了調(diào)整墊片;3—軸承端蓋和軸之間應(yīng)留出間隙;4—缺少密封元件;5—軸承外圈兩邊定位,屬過定位,應(yīng)去掉右邊臺(tái)階;6—套筒直徑過大,影響運(yùn)轉(zhuǎn)和裝拆;7—缺少軸承密封元件(擋油盤);8—兩個(gè)鍵應(yīng)在軸的同一母線上;9—軸段長(zhǎng)度應(yīng)小于齒輪寬度2~3mm;10—少了軸肩,軸承內(nèi)圈無法軸向定位;11—與5相同;12—軸承端蓋厚度應(yīng)小于軸承外圈厚度;13—兩邊均缺少了調(diào)整墊片。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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