机械设计基础训练题1

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1、机械设计基础习题集（高职）西京学院机械教研室第2章 平面机构的运动简图及自由度2-1 题2-1图所示为一手摇唧筒， 试绘制其机构运动简图。 2-2 题2-2图所示为一缝纫机下针机构， 试绘制其机构运动简图。 题2-2图 缝纫机下针机构 题2-1图 手摇唧筒 2-3 试绘制如题2-3图所示四种机构的运动简图。 题2-3图 四种机构的运动图 题2-4图 简易冲床机构 2-4 简易冲床机构如题2-4图所示， 原动件1通过固定在其上面的圆销A带动滑块2绕固定轴心O1点转动，滑块2又带动导槽3（与圆盘3固定连接）绕固定轴心O2点转动，通过连杆4带动冲头5在机架6中作上下往复运动。 试求： （1） 绘制机

2、构的运动简图； （2） 计算机构自由度，判断机构从动件是否具有确定的相对运动？ 题2-5图 冲床机构 2-5 如题2-5图所示的冲床机构中，主动齿轮1与偏心轮1固联成一个构件，绕转轴O1作顺时针转动；齿轮6与槽凸轮6固联成一个构件，绕转轴O2作逆时针转动。原动件的运动分两路传递：一路由偏心轮1经连杆2、推杆3传递给杆件4；另一路由齿轮1经齿轮6、槽凸轮6、滚子5传递给杆件4。两路运动经过杆件4的合成，由滑块7传递给压头8，实现上下移动。试绘制机构的运动简图， 计算机构的自由度。 2-6 指出题2-6图中四种机构运动简图的复合铰链、局部自由度和虚约束，试计算其自由度，并判断机构是否具有确定运动（

3、图中绘有箭头的机构为主动件）。 题2-6图 四种机构运动简图 第3章 平面连杆机构题3-2图 四杆机构 题3-1图 冲床刀架装置 3-1 在题3-1图所示的冲床刀架装置中，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心摆动，同时推动后者带着刀架3上下移动，B为偏心轮的几何中心。问该装置是何种机构？它是如何演化出来的？ 3-2 题3-2图所示的四杆机构各构件长度为a240mm，b600mm，c400mm，d500 mm，试问： （1） 当取AD为机架时，是否有曲柄存在？（2）若各构件长度不变，能否以选不同构件为机架的办法获得双曲柄机构或双摇杆机构？如何获得？ 3-3 在某铰链四杆机构中，已知两连

4、杆的长度lAB80，lCD120和连杆长度lBC150。试讨论：当机架lAD的长度在什么范围时，可以获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构或双摇杆机构。 题3-4图 铰链四杆机构 3-4 设计如题3-4图所示铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度lCD75mm，行程速度变化系数k1.5，机架AD的长度lAD100 mm，摇杆的一个极限位置以及机架的夹角45，求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。（提示：连接AC，以A为顶点作极位夹角；过D作r=lCD的圆弧，考察与极位夹角边的交点并分析。） 3-5 在题3-5图所示某单滑块四杆机构中，已知连架杆长度lBC40。试讨论：当机架lAB的长度在什么范围时，可以获得

5、摆动导杆机构或转动导杆机构。 题3-5图 铰链四杆机构 3-6 已知机构行程速度变化系数k1.25，摇杆长度lCD400mm, 摆角30，机架处于水平位置。试用图解法设计一个曲柄摇杆机构，并且检验机构的min。 3-7 设计偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数k1.5， 滑块的行程s50 mm，偏心距e=20mm。试用图解法确定曲柄长度lAB和连杆长度lBC。 3-8 在题3-8图所示的摆动导杆机构中，已知AC=300 mm， 刨头的冲程H=450mm，行程速度变化系数k=2。试求曲柄AB和导杆CD的长度。 题3-8图 （提示：由三角形ACB2确定曲柄AB的长度，连接D1D2，根据冲程

6、H与直角三角形关系确定导杆CD的长度。） 第4章 凸 轮 机 构4-1 已知从动件升程h30mm，凸轮转角从0到150时从动件等速运动上升到最高位置； 在150180时从动件在最高位置不动； 从180到300时从动件以等加速等减速运动返回；而在300360时，从动件在最低位置不动。试绘出从动件的位移线图。 4-2 用作图法求题4-2图中各凸轮从图示位置转过45后机构的压力角(在图上直接标注)。 题4-2图 第5章 轮 系题5-1图 钟表机构 5-1 在题5-1图所示的钟表机构中，s、m及h分别表示秒针、 分针和时针，已知各轮齿数为：z172，z212，z264，z2z3z48，z360，z5z

7、624，z56。试求分针与秒针之间的传动比ims，以及分针与时针之间的传动比ihm。 5-2 在题5-2图所示自行车里程表机构中，C为车轮轴，已知各轮齿数：z117，z323，z419，z15，z524。假设车轮行驶时的有效直径为0.7 m，当车行1 km时，表上指针刚好回转一周。 试求齿轮2的齿数z2，并且说明该轮系的类型和功能。5-6 在题5-6图所示手动葫芦中，S为手动链轮，H为起重链轮。已知各轮齿数z1 12，z2 =28，z214，z364，试求传动比iSH。 题5-3图 双螺旋桨飞机的减速器机构图 题5-2图 自行车里程表机构 5-3 在题5-3图所示双螺旋桨飞机的减速器机构中，已

8、知z126，z220，z430，z518，z3z666及n11500r/min，试求nP和nQ的大小和方向。 5-4 题5-4图所示为一电动卷扬机减速器的机构运动简图， 已知各轮齿数为z121，z252，z221，z3z478，z318，z530。试计算传动比i1A。 题5-4图 电动卷扬机减速器的机构运动简图 第7章 带传动和链传动7-1 设单根V带所能传递的最大功率Pmax= 4.2 kW，已知主动轮直径D1=160mm，转速n1=1500 r/min，包角1= 140，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.2， 求有效拉力F ，紧边拉力F1。 7-2 设计一带式输送机用的滚子链传动。已知，传

9、递的名义功率P10kW，主动链轮转速n1=970r/min，从动链轮转速n2320 rmin，电动机驱动，载荷平稳，链传动近于水平布置，中心距不小于550 mm。 7-3 试设计一螺旋输送机中的滚子链传动，已知传递的功率P5kW，主动链轮转速n1960r/min，传动比i3.2，按推荐方式润滑，采用电动机驱动，载荷平稳。 第8章 齿 轮 传 动8-1 需要重新切制一个破损小半的渐开线标准直齿圆柱齿轮，测得它的全齿高h8.96mm，齿顶圆直径da211.7mm求该齿轮的模数和齿数。 8-2 某传动装置采用一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，大齿轮已经丢失。测得两轮轴孔中心距a112.5mm，

10、小齿轮齿数z138，齿顶圆直径da1100 mm。试确定大齿轮的基本参数和尺寸。 8-3 有一个失效的渐开线标准直齿圆柱齿轮， 测得它的齿数z40，齿顶圆直径da83.20mm，跨4齿和5齿的公法线长度分别为w421.79mm，w527.69mm。求该齿轮的模数和齿制参数。(提示：由式（8-12）w5-w4pb=p cos20)8-4 某渐开线直齿圆柱齿轮的齿数z24，齿顶圆直径da204.80 mm，基圆齿距pb=23.617 mm， 分度圆压力角=20。 试求该齿轮的模数m、 压力角、齿高系数h*a，顶隙系数c*和齿根圆直径df。 8-5 已知一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，m10

11、mm，z119，z240，=20，安装中心距a300 mm。 要求： (1) 计算两齿轮的齿顶圆直径、 分度圆直径、 节圆直径和基圆直径； (2) 用作图法作出理论啮合线、实际啮合线和啮合角； (3)检查是否满足连续传动条件。 8-6 已知一对直齿圆柱齿轮传动，安装中心距a140mm， 两齿轮的基圆直径db184.57mm，db2169.15 mm。试求两齿轮的节圆半径r1和r2啮合角；两轮廓在节点P的展角P和曲率半径P1和P2。 8-7 有一对标准斜齿圆柱齿轮传动，已知z120，mn2.75 mm，n=20，a85mm，正常齿制。试求该对齿轮的端面模数mt、 端面压力角t、端面齿高系数h*a

12、、端面顶隙系数c*t和大齿轮的齿顶圆直径da2。 8-8 有一对标准斜齿圆柱齿轮传动，已知z124，z238， 中心距a185mm，小齿轮齿顶圆直径da1147.674 mm，正常齿制。试求该对齿轮的法面模数、端面模数、端面压力角和螺旋角。 8-9 有一对轴交角90的直齿圆锥齿轮传动，已知z121，z247，大端m5mm，20。试求这对齿轮的基本尺寸。 8-10 有一对交错轴标准斜齿圆柱齿轮传动，已知z120，z237，mn5 mm。如果要求中心距a300mm，试求大齿轮的螺旋角。 8-11 有一单级闭式直齿圆柱齿轮传动。已知小齿轮材料为45钢，调质处理，齿面硬度为250HBS，大齿轮材料为Z

13、G45，正火处理，硬度为190HBS，m4mm，齿数z125，z273，齿宽b184mm，b2=78 mm，8级精度，齿轮在轴上对称布置，齿轮传递功率P14kW，转速n1720 rmin，单向转动，载荷有中等冲击， 用电动机驱动。 试校核齿轮传动的强度。 8-12 设计一由电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动。已知： P122kW，n1730 rmin，传动比i4.5，齿轮精度等级为8级，齿轮在轴上对轴承作不对称布置，单轴的刚性较大，载荷平稳，单向转动，两班制工作，工作寿命为20年。 第9章 蜗杆传动9-1 标出题9-1图中未注明的蜗杆或蜗轮的旋向及转向（均为蜗杆主动），画出蜗杆和蜗轮受力的作用位

14、置及方向。题9-1图 蜗杆传动9-2 有一蜗杆传动，模数m10mm，蜗杆分度圆直径d190 mm，蜗杆齿数z11，蜗轮齿数z241，计算蜗轮和蜗杆的主要几何尺寸，此蜗杆传动是否自锁？题9-3图 蜗杆传动9-3 题9-3图所示为斜齿圆柱齿轮传动和蜗杆传动组成的双级减速装置，已知输入轴上的主动齿轮1的转向为n1方向如题9-9图所示，蜗杆的旋向为右旋。为了使中间轴上的轴向力为最小， （1） 试确定斜齿轮1和2的旋向； (2) 确定蜗轮的转向； (3) 画出各轮的轴向力的作用位置及方向。 第10章 轴和轴毂联接10-1 某传动轴所传递的功率为P15kW，转速n750rmin。 若采用45钢正火，该轴所需的最小直径是多少?10-2 在题10-2图中，若轴的支承跨距L400 mm，主动齿轮分度圆直径d1180mm，螺旋角15，传递功率P17 kW， 转速n1300rmin，轴材料采用45钢调质。试确定轴危险截面上的直径。 题10-2图题10-3图10-3 对于题