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机械设计试题集一 齿轮受力分析1、.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向,在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向,并说明蜗杆的旋向。3如图所示传动系统,主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示, 为使轴所受的轴向力较小: (1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出); (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向; (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。答案如下:4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中,2轮为从动轮,其螺旋线方向为左旋,圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向,并在图上标出。(10分)5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动,动力由轴输入,轴输出,轴的转向如图所示。试分析:(1)在图中画出各轮的转向;(2)为使中间轴所受轴向力可以抵消一部分,确定斜齿轮3、4的螺旋方向;(3)画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。(10分)6已知在某一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,转动方向如题31图所示,蜗轮的螺旋线方向为左旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2,圆周力Ft1、Ft2,蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。7图示一蜗杆传动,已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定:(1)从动蜗轮2的转向和旋向,并在图上表示;(2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。89如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。1)小圆柱齿轮主动时,画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。2)从轴承和轴受力情况分析,这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理?为什么?3)按图示方案设计完成后,如果误将蜗杆减速器放在高速级,而负载功率及转速均不变,分析可能会出现什么问题?1电动机 2、4联轴器 3斜齿圆柱齿轮减速器 5蜗杆减速器10图示为蜗杆一圆锥齿轮传动,已知输出轴III的转向nIII,为使中间轴II上的轴向力相互抵消一部分,试决定:(15分)(1)蜗杆、蜗轮的轮齿的螺旋线方向(蜗轮的标于图中)。(2)蜗杆的转向nI。(3)II轴上蜗轮和圆锥齿轮在啮合点所受各力的方向11所示的啮合传动,试在图中画出主动轮与从动轮在啮合点处所受到的各个作用力(Ft、Fr和Fa)的方向,图中标有箭头的为主动轮12如题图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知:电动机功率P=3KW,转速n1=970r/min;高速级mnl=2mm,Z1=25,Z2=53,;低速级mn3=3mm,Z3=22,Z4=50 。试求:(1)为使轴II上的轴承所承受的轴向力较小,确定低速级齿轮3、4的螺旋线方向(绘在图上表示);(2)绘出低速级齿轮3、4在啮合点处所受圆周力、径向力和轴向力的方向;(3)齿轮3的螺旋角取多大值时才能使II轴上所受轴向力相互抵消?(计算时不考虑摩擦损失) (4)计算高速级齿轮1、2所受圆周力、径向力和轴向力的大小(15分) 二 凸轮机构1、在某凸轮机构中,推杆位移s和凸轮基圆转角之间的关系如下表所示,根据该表数据绘制位移线图。(rad)/3/6/62/32/3S(mm)200120-322图示的凸轮机构中,凸轮为一圆盘。试在图上作出:(1)基圆;(2)图示位置的凸轮转角 和从动件的位移 s;(3)图示位置时的从动件压力角。3图所示偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构,凸轮廓线为一个圆,圆心为O1,凸轮的转动中心为O。(1)在图上作出基圆rb、偏距圆e。(2)利用反转法原理,求凸轮从图示位置转过90后,从动件的位移s、机构的压力角,在图上标注出来。(不必作文字说明,但必须保留作图线。)4图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出:(1)当凸轮从初始位置转过=90时,从动件走过的位移S1;(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度。6图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构(1)作出图示位置压力角;(2)求该凸轮基圆半径rb=?(3) 求从动杆升程 h=?三 分析轴结构1下图所示:采用什么对带轮和齿轮进行周向定位和轴向定位?2编号指出图示轴系结构的错误并说明其错误原因。(图中圆角及倒角不考虑,轴承采用脂润滑)3按示例所示,指出图示轴系结构的其他错误。示例缺少调整垫片。4示例所示,编号指出其他错误(不少于7处)。(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。示例:缺少调整垫片5、分析图示传动方案是否合理。(10分)6指出下图轴系结构中的错误,至少五处。(错处用序号、表示),并简要说明其不合理的原因。78指出图上的错误并改正。(用图表示或用文字解释均可)9指出下图结构中的错误5处,并提出改正措施(在图上修改线用文字说明)10按示例所示,编号指出其他错误(不少于7处)。(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)示例:缺少调整垫片11示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例所示,指出图中的其它结构错误(不少于7处)。(注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)四 机构自由度分析与计算1、计算图示机构的自由度并在图中用数字标出构件名称,若存在复合铰链、虚约束以及局部自由度,请在图中标出。2计算自由度,并判断该机构运动是否确定3如图所示,已知摆动导杆机构的行程速比系数,机架长度,求曲柄的长度4.试计算如图所示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度、虚约束时应明确指出。5计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组。由又如在该机构中改选 EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同,为什么?6图所示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,请明确指出。7DCBA8自由度计算构件数n=高副数PH=低副数PC=自由度数F= 9计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。10计算如图所示机构的自由度。11说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?12说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?五 轮系分析与计算1已知图示轮系的各齿轮齿数,求轮系的传动比i1H 。2图示轮系中,设已知各轮齿数,n1=300r/min。试求行星架H的转速nH的大小和转向。3在图所示复合轮系中,已知各轮均为标准齿轮,各轮齿数为:z1=18,z2=51,z2=17,z4=73,试求该轮系的传动比i1H,并说明轮1与系杆的转向关系。4图示轮系,已知:=18,=54,=24,=30,=84,求传动比。56在图示轮系中,设已知Z1=Z2=Z3=Z4=20,Z3=Z5=60,均为标准齿轮传动。若已知轮1的转速为n1=1440r/min,试求轮5的转速。1233457图示轮系,已知:Z1=20,Z2=40,Z3=80,Z4=Z5=30,Z6=90。求i16=?8图所示轮系中,已知=480rmin,=-80rmin,其转向如题35图,=40,=20,求系杆的转速的大小和方向。9如下图所示轮系中,已知Z1=16,Z2=36,Z3=25,Z4=50,Z5=2,Z6=20,若n1=600r/min,求蜗轮的转速n6及各轮的转向。10计算图示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指出。11、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指出。
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