機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)公式計算例題_第1頁
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)公式計算例題_第2頁
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)公式計算例題_第3頁
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機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)公式計算例題_第5頁
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文檔簡介

1、解:原動構(gòu)件1繞A軸轉(zhuǎn)動、通過相互較接的運(yùn)動構(gòu)件2、3、4帶動滑塊5作往復(fù)直線移動。構(gòu)件2、3和4在C處構(gòu)成復(fù)合較鏈。此機(jī)構(gòu)共有5個運(yùn)動構(gòu)件、6個轉(zhuǎn)動副、1個移動副,即n =5, pl=7, ph=0。則該機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n 2Plph = 3 5 2 7 0=1二、在圖所示的較鏈四桿機(jī)構(gòu)中,設(shè)分另以a、b、c、d表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的長度, 且設(shè)a d時,亦可得出得 d c d b d a分析以上諸式,即可得出較鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件為:(1)連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿。(2)最短桿與最長桿長度之和不大于其他兩桿長度之和。上述兩個條件必須同時滿足,否則機(jī)構(gòu)中便不可能存在曲柄,因而只能是雙

2、搖桿機(jī)構(gòu)。通常可用以下方法來判別錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型:(1)若機(jī)構(gòu)滿足桿長之和條件,則:以最短桿為機(jī)架時,可得雙曲柄機(jī)構(gòu)。 以最短桿的鄰邊為機(jī)架時,可得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 以最短桿的對邊為機(jī)架時,可得雙搖桿機(jī)構(gòu)。 2)若機(jī)構(gòu)不滿足桿長之和條件則只能獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。三、卜=/1c2 t2 = tL=_L=180ViC1C2 3 t22 180= 180,180k =180式中k稱為急回機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù)。四、從動件位移s與凸輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系可用圖表示,它稱為位移曲線(也稱S 曲線)位移曲線直觀地表示了從動件的位移變化規(guī)律,它是凸輪輪廓設(shè)計的依據(jù)凸輪與從動件的運(yùn)動關(guān)系五、凸輪等速運(yùn)動規(guī)律vVoh

3、0 dv dt常數(shù)從動件等速運(yùn)動的運(yùn)動參數(shù)表達(dá)式為等速運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動曲線等速運(yùn)動位移曲線的修正六、凸輪等加等減速運(yùn)動規(guī)律(拋物線運(yùn)動規(guī)律)等加等減速運(yùn)動曲線圖七、凸輪簡諧運(yùn)動規(guī)律(余弦加速度運(yùn)動規(guī)律)簡諧運(yùn)動規(guī)律簡諧運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動曲線圖八、壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角FxFn sinFy Fn cos法向力可分解為兩個分力壓力角的檢驗(yàn)九、B型V帶傳動中,已知:主動帶輪基準(zhǔn)直徑d1=180mm 從動帶輪基準(zhǔn)直徑 d2=180mm兩輪的中心距a =630mm主動帶輪轉(zhuǎn)速n1 1 450 r/min ,能傳遞的最大功率 P=10kW試求:V帶中各應(yīng)力,并畫出各應(yīng)力1、2、b1、 b2及 c的分布圖。附:V帶的

4、彈f模量E=130200MPa V帶的質(zhì)量q=0.8kg/m ;帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù) fv= ; B型帶的截面積 A=138mm2 B 型帶的高度 h=10.5mmb解題要點(diǎn):V帶傳動在傳遞最大功率時,緊邊拉力F1和松邊拉力F2的關(guān)系符合歐拉公式,即fva0.51fi/F2= e e5。帶速60dm1000180 1450 ”一13.6760 1000m/s有效圓周力Fe1000P1000 10 “c73213.67V帶中各應(yīng)力:緊邊拉應(yīng)力離心力Fe離心拉應(yīng)力FiFc915 6.631380.1833.6A 138MPa13.67233.60.24MPabl彎曲應(yīng)力di10.5170 18

5、09.92MPa最大應(yīng)力maxbl(6.639.92)16.55 Mpa各應(yīng)力分布如圖所示。十、設(shè)計一銃床電動機(jī)與主軸箱之間的已知電動機(jī)額定功率P = 4 kW ,轉(zhuǎn)速nl = 1 440 r/min輪轉(zhuǎn)速n2 =440 r/min ,兩班制工作,兩軸間距離為500 mm序號計算項(xiàng)目計算內(nèi)容計算結(jié)果(1)計算功率PC=KAP=由表65確定KAKA=PC= KW(2)選擇帶型根據(jù)PC= KW和n l = 1440 r/min由圖6-12選取A型(3)確定帶輪 基準(zhǔn)直徑由表6 4確定dd11440100 (1 0.02)dd2=idd1(1 一 e)= 400查表66取標(biāo)準(zhǔn)值dd1=100mmdd

6、2=355mm(4)驗(yàn)算帶速因?yàn)? m/sv Fiim2 220MPa ;取 s-n=1, -。則(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算傳遞車專矩 T1: T1 9.55 106 PL (9.55 106 )N ?mm 121550N ?mm n1550載荷系數(shù)K:因載荷有輕微沖擊,齒輪相對于軸承對稱布置,由表 7-6取K=齒寬系數(shù) d :由表7-7取d =許用接觸應(yīng)力H : h H2 560MPa將以上參數(shù)代入式(7-37)(3)確定齒輪參數(shù)及主要尺寸1)齒數(shù) 取 Zi=23, z2nz 1=4X23=922)模數(shù)初選螺旋角15 ,則法向模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值3)中心距mn=2.5mm標(biāo)準(zhǔn)中心距mn(zi

7、Z2)2cos為了便于箱體的加工和測量,取 在825范圍內(nèi),合適。4)其他主要尺寸(竺 經(jīng) 92)mm 148.82mm 2 cos15a=150mm則實(shí)際螺旋角分度圓直徑:齒頂圓直徑:齒寬:bddd1mn ,2.5 23 mm cos16.597860.00mmcos1d21mn Z2 cos2.5 92 mmcos16.5978240.00mmda1d12mn(602 2.5)mm65mmd2d22mn(2402 2.5)mm245mm11(1.260)mm72mm ,取b2=72mm(4)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度Zvi當(dāng)量齒數(shù)Zv:Z13 cos233 cos316.597826.13Zv2

8、復(fù)合齒形系數(shù)Yfs:根據(jù)Zv1、 彎曲強(qiáng)度足夠。Z23 cosZv2查圖92一一z 104.53cos316.59787-28 得 YFS1=, YFS2=(5)確定齒輪傳動精度齒輪圓周速度d1nlv 60 100060 550 m/s 4.56m/s60 1000(6)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計小齒輪da1=65mm尺寸較小,采用齒輪軸(工作圖略);大齒輪da2=245mm采用腹板式齒輪,其結(jié)構(gòu)尺寸由經(jīng)驗(yàn)公式確定,設(shè)計大齒輪配合處的軸徑d=60mm十四、如圖中,已知 ni=96or/min ,轉(zhuǎn)向如圖,各齒輪的齒數(shù)分別為乙=20, Z2 = 60, Z2 =45, Z3=90,Z3 =30, Z4=24,

9、 Z5 =25o試求齒輪5的轉(zhuǎn)速n5 ,并在圖上注明其轉(zhuǎn)向。解:由圖可知該輪系為軸線平行定軸輪系,故可根據(jù)式(9-2)計算得i151)n53 Z2Z3Z4Z5Z1Z2 Z3Z460 90 24 25=520 45 30 24因此有ni960=-192r/mini15因傳動比為負(fù)號,所以齒輪 5的轉(zhuǎn)向與齒輪1的轉(zhuǎn)向相反十五、圖所示為一個大傳動比的減速器,已知各輪齒數(shù)為Z1 = 100, Z2=101, Z2 =100, Z3 =99。求原動件H對從動件1的傳動比iH1。解:由式(9-3)得,轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為:H. h Rn1 Ah2Z2 Z3i13 =H- = = (T)n3n3 nH乙 z2

10、n1 Ah _ 101 990 nH 100 100故 iH1 = nH- =10000A1十六、如圖所小輪系中,已知各輪齒數(shù)分別為z1 , z2, z2 , z3, z3 , z4, z5 0求傳動比i1H解:(1)先找出輪系中的行星輪 4,行星架H ,太陽輪3/ , 5,組成了行星輪系,即 3/ -4-5- H部分, 余下的部分12 2/ 3為定軸輪系。(2)定軸輪系1 2 2/ -3分,其傳動比為:n34 z2n-江 n3(a)乙z2(3)行星輪系3/ -4-5- H部分,其傳動比為:h n3 nHz5i35 =- n5nHz3因?yàn)檩?固定不動,即n5 =0故%nH-馬0 nHz3即1必

11、=至nHz3z5、A3 = (1十 )Ah = r3(b)Z3將(b)式代入(a)式,得z5、 / z2 z3、n1 = Ah (1 +)()nii1H = 一 nH(1十至)Z3z_z_)4 Z2十七、某軸上有一對型號為 6310的深溝球軸承,該軸承轉(zhuǎn)速n=900r/min ,已知軸承承受的軸向載荷Fa=2600N,徑向載荷Fr=5500N,有輕微振動,工作溫度小于100C,求該軸承的工作壽命。解:(1)確定C值查有關(guān)手冊得6310軸承的C = , Cor=38kNo(2)計算當(dāng)量動載荷Pr確定e值 根據(jù)表11-4計算Fa/ C or=2600/38000=;用插值法求得e=。判別Fa/Fr與e值大小Fa/F r =2600/5500 e根據(jù)公式,且由表11-4查得系數(shù)X=、Y= 求當(dāng)量動載荷PrPr=X Fr+YFa=X5500+ X 2600=7344N(3)計算軸承壽命由表11-5,按溫度小于100c可知ft=1;查表11-6,按載荷有輕微沖擊查得f0=;壽命指數(shù) =3;由壽命公p式即可求得軸承壽命。該軸承壽命為6386h。FR=3000N求下列兩種情況下所受的軸十八、一對7000

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