机械设计基础习题例题

一、计算机构的自由度，并检验机构是否有确定的运动。 解题步骤：

1、 找出图中是否存在虚约束、复合铰链和局部自由度并在图中标注；

2、 写出自由度计算公式；

3、 分析确定活动构件数、低副数和高副数； 4、 带入公式求解；

5、 分析机构是否有确定的运动并说明原因。

解：图中A处为局部自由度，B处为复合铰链，C处为虚约束。

F?3n?2Pl?Ph= 3x9- 2x12-2 =1

该机构有确定的运动，因为自由度数等于原动件数且大于0。

解：图中C处为局部自由度，A处为复合铰链，B处为虚约束。

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F?3n?2P?P= 3x8- 2x11-1 =1

该机构有确定的运动，因为自由度数等于原动件数且大于0。

解：图中A处为局部自由度，B处为虚约束。

lh

F?3n?2P?P= 3x4- 2x4-2 =2

该机构有确定的运动，因为自由度数等于原动件数且大于0。 二、轮系：

解题方法：1、判断轮系类型 2、分析组成 3、列出计算式 4、代入并求解。

如图所示为电动机卷扬机的传动装置，已知各轮齿数z1=24,z2=33, z2’=21，Z3=78， Z3’=18 , Z4=30, Z5=78，求i15

例3 已知：z1=15,z2=25,z2’=20，Z3=60,n1=200r/min,n3=50r/min 求：nH

解：该轮系为周转轮系

i13H?n1Hn3Hz2z3n1?nH25?60???????5'n3?nH15?20z1z2设n1转向为正 200?nH??5?50?nH

nH??8.33r/min与n1转向相反

已知各轮齿数z1=25,z2=20, z2’=25，Z3=20， ZH=100 , Z4=20,求i14。（-0.072） 已知各轮齿数z1=40,z2=30, Z3=100，Z4=40, Z5=30，Z6=100,求i1H. （-8.75）

三、判断下列铰链四杆机构的类型。

四、画出图示机构的压力角和传动角。

五、一对渐开线标准支持圆柱齿轮已知模数m=5mm，压力角为20o，传动比1.8，标准中心距350mm，试求：两齿轮齿数，分度圆直径，齿顶圆直径，基圆直径，齿厚和齿槽宽。

六、用两个M10螺钉固定一牵曳钩，如题10.2图所示、若螺钉材料为Q235A钢，装配时控制预紧力，接合面摩擦系数f＝0.15，求其允许的牵曳力Fp。 1.3Fa?d12[?]?e?2?[?] Fa?1.3?4 ?d14

mZFaf≥CFp

题10.2图 Fp如题10.3/4图所示，如凸缘联轴器采用M16普通螺栓(图中下半部分)将左右半联轴器联接到一起，可传递最大转距T为1500N?m，以摩擦力来传递转矩，螺栓材料为45钢，结合面摩擦系数f=0.15，安装时不控制预紧力，试决定螺栓个数(取偶数)。

题10.3图铰制孔螺栓

题10.4图

题10.3/4图 普通螺栓

七、图15.18所示的一对7208AC轴承分别受径向载荷Fr1=5000N，Fr2=3000N， 轴向外载荷FA=1700N，试求两轴承的内部轴向力F′，轴向载荷Fa.和当量动载荷P。

1．计算轴承径向载荷

2．计算轴承内部轴向力

轴承1的内部轴向力： F1′=0.68×5000＝3400N，方向向右 轴承2的内部轴向力：F2′=0.68×3000＝2040N，方向向左 3．计算轴承的轴向载荷

由图知，F2′与FA方向相同，其和 F2′+FA=2040+1700=3740N> F1′ 所以轴承1为“压紧”端，轴承2为“放松”端 轴承1的轴向载荷：Fa1= F2′+FA =2040+1700=3740N N 轴承2的轴向载荷：Fa2= F2′＝2040N 4．计算当量动载荷 轴承1轴承2

Fa1载荷系数：根据Fr1Fa2载荷系数：根据Fr2=3740=0.748＞e，由表15–11得X1=0.41，Y1=0.87

5000=2040=0.68=e，由表15–11得X2=1，Y2=0

3000轴承1当量动载荷：P1= X1Fr1+Y1Fa1 = 0.41×3740+0.87×5000=5883.4N 轴承2当量动载荷：P2=X2Fr2+Y2Fa2= Fr2=3000N

轴承的当量动载荷：P=5833.40N(取两个轴承中较大的)

八、齿轮受力分析

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