机械设计基础例题和习题(设计).ppt

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1、机械设计基础1解：由正确啮合条件可知：解：由正确啮合条件可知：蜗轮蜗轮2为右旋为右旋 由轴向力相互抵消一部分和由轴向力相互抵消一部分和斜齿轮斜齿轮3的轴向力方向及其的轴向力方向及其转动方向可知：斜齿轮转动方向可知：斜齿轮3的的旋向为右旋旋向为右旋 由正确啮合条件可知：斜齿由正确啮合条件可知：斜齿轮轮4的旋向为左旋。蜗轮的旋向为左旋。蜗轮2的的转动方向为：转动方向为：4、图、图4为一蜗杆为一蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动,蜗杆蜗杆(右旋右旋)为主动。为主动。已知蜗杆的转动方向已知蜗杆的转动方向n1如图如图4所示。所示。欲使轴欲使轴的轴向力相互抵消一部分，试确定：的轴向力相互抵消一部分，试

2、确定：蜗轮蜗轮2和斜齿轮和斜齿轮3、4的旋向及蜗轮的旋向及蜗轮2的转动方向；的转动方向； 各轮的圆周力各轮的圆周力Ft和轴向力和轴向力Fa的方向（另用示图表示）。的方向（另用示图表示）。图4机械设计基础2各轮的圆周力各轮的圆周力Ft和轴向力和轴向力Fa的方向（另用示图表示）。的方向（另用示图表示）。各轮的圆周力各轮的圆周力Ft和轴和轴向力向力Fa的方向如下图：的方向如下图：图4机械设计基础35、对图对图5所示齿轮传动：所示齿轮传动：.按按轴轴向力平衡原轴轴向力平衡原则确定齿轮则确定齿轮2、3、4的螺旋线旋向。（标在图上）；的螺旋线旋向。（标在图上）；.另用视图画出另用视图画出1、2、3齿轮的圆

3、周力、轴向力齿轮的圆周力、轴向力和径向力的方向。和径向力的方向。 解：由正确啮合条件可解：由正确啮合条件可知：齿轮知：齿轮2为左旋为左旋 。 由轴向力平衡得斜齿轮由轴向力平衡得斜齿轮3的轴向力方向和其转动的轴向力方向和其转动方向可知：方向可知： 斜齿轮斜齿轮3的旋向为左旋的旋向为左旋 由正确啮合条件可知：由正确啮合条件可知：斜齿轮斜齿轮4的旋向为右旋。的旋向为右旋。 图5机械设计基础4.另用视图画出另用视图画出1、2、3齿轮的圆周力、轴齿轮的圆周力、轴向力和径向力的方向。向力和径向力的方向。各轮的圆周力各轮的圆周力F Ft t、轴向力、轴向力F Fa a和径向力的方向如下图：和径向力的方向如下

4、图：（分）（分）r（分）Fr2机械设计基础56 、如图所示，轴上装一对同型号的、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，左滚动轴承，左轴承记为轴承记为1，右轴承记为，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷轴承基本额定动载荷Cr=40800N所受径向载荷所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，外界轴向力，外界轴向力F FA A=1000N,=1000N,内部轴向力内部轴向力F=0.68Fr。温度系数。温度系数f t =1 ，载荷系，载荷系数数f p .，寿命指数，寿命指数=3，当，当 e时，时，X=0.41，Y=0.87；当；当 e时，时，X=1，Y=0，e=0.68。轴转速

5、。轴转速n=5000 r/min。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命L h 解：解： 该轴承为内径为该轴承为内径为50mm，直径系列为轻（直径系列为轻（2）系列，）系列，公公称接触角称接触角为为250的角接触球轴的角接触球轴承。承。raFFraFFFA机械设计基础66 、如图所示，轴上装一对同型号的、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，左滚动轴承，左轴承记为轴承记为1，右轴承记为，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷轴承基本额定动载荷Cr=40800N所受径向载荷所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，外界轴向力，外界轴向力FA=100

6、0N,内部轴向力内部轴向力F=0.68Fr。温度系数。温度系数f t =1 ，载荷，载荷系数系数f p .，寿命指数，寿命指数=3，当，当 e时，时，X=0.41，Y=0.87；当；当 e时，时，X=1，Y=0，e=0.68。轴转速。轴转速n=5000 r/min。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命L h raFFraFF F/1=0.68Fr1=0.68x1500=1020 F/2=0.68Fr2 =0.68x2500=1700 F/1+FA=1020+1000=2020 F/2=1700轴有向右窜动的趋势，轴承轴有向右窜动的趋势，轴承1被被“放松放松”，轴承

7、，轴承2被被“压紧压紧”。Fa1=1020 N，Fa2=2020 N。FAF/1F/2机械设计基础76 、如图所示，轴上装一对同型号的、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，左滚动轴承，左轴承记为轴承记为1，右轴承记为，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷轴承基本额定动载荷Cr=40800N所受径向载荷所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，外界轴向力，外界轴向力FA=1000N,内部轴向力内部轴向力F=0.68Fr。温度系数。温度系数f t =1 ，载荷，载荷系数系数f p .，寿命指数，寿命指数=3，当，当 e时，时，X=0.41，Y=0.87；当；当 e时，时，X

8、=1，Y=0，e=0.68。轴转速。轴转速n=5000 r/min。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命L h ,68. 015001020211eFFra因为raFFraFF)(1500111111NFFYFXPrar:, 0, 111则所以 YXeFFra808. 02500202022又因为:,87. 0,41. 022则所以YX)(4 .2782202087. 0250041. 022222NFYFXPar因P2大于P1,故应以轴承2的当量动载荷P2为计算依据。)(06.3114)4 .27825 . 1408001(50006010)(6010366hP

9、fCfnLprthFA机械设计基础8 ,68. 015001020211eFFra因为6简单 、如图所示，轴上装一对同型号的如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，滚动轴承，左轴承记为左轴承记为1，右轴承记为，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷轴承基本额定动载荷Cr=40800N,所受径向载荷所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，所受，所受轴向载荷轴向载荷Fa1=1020 N，Fa2=2020 N。温度系数。温度系数f t =1 ，载荷，载荷系数系数f p .，寿命指数，寿命指数=3，当，当 e时，时，X=0.41，Y=0.87；当；当 e时，时，X=1，Y=0，e=

10、0.68。轴转速。轴转速n=5000 r/min。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命。说明轴承代号含义；计算轴承的寿命L h 解：解： 该轴承为内径为该轴承为内径为50mm，直径系列为轻（直径系列为轻（2）系列，）系列，公公称接触角称接触角为为250的角接触球轴的角接触球轴承。承。raFFraFF)(1500111111NFFYFXPrar:, 0, 111则所以 YXeFFra808. 02500202022又因为:,87. 0,41. 022则所以YX)(4 .2782202087. 0250041. 022222NFYFXPar因因P2大于大于P1,故应以轴承故应以轴承2的当量动载荷的当量

11、动载荷P2为计算依据。为计算依据。)(06.3114)4 .27825 . 1408001(50006010)(6010366hPfCfnLprth机械设计基础9 4、（10分）分析图示结构设计是否合理，请将不合理之处编上序号，并用文字说明错误所在及改正措施。机械设计基础10注意事项：注意事项：1.h1.h定位轴肩定位轴肩=(0.070.1)d,d=(0.070.1)d,d为与零件相配为与零件相配 处的轴径尺寸处的轴径尺寸2.h2.h非定位轴肩非定位轴肩=(12)mm,=(12)mm,为了加工和装配方为了加工和装配方便而设便而设3.3.便于滚动轴承的装拆，滚动轴承处定便于滚动轴承的装拆，滚动轴

12、承处定位轴承的高度必须低于轴承内圈端部的位轴承的高度必须低于轴承内圈端部的厚度。厚度。4.4.与标准件相配处如滚动轴承、联轴器、与标准件相配处如滚动轴承、联轴器、密封件的直径，取相应标准值。密封件的直径，取相应标准值。5.5.与齿轮、带轮及联轴器等零件相配合与齿轮、带轮及联轴器等零件相配合部分的轴段长度一般比轮毂长度短部分的轴段长度一般比轮毂长度短2 23mm3mm。（为了保证轴向定位可靠）。（为了保证轴向定位可靠）机械设计基础11轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴上轮毂端面紧靠轴肩或套筒6. 用轴肩或套筒定位时，轴肩高度或套筒外径小于轴承内圈外径（内圈端部的厚度）7.轴承选择同一类型，便于轴和箱体加工。8.周向固定时，键槽宽尺寸应尽量一致（工艺性好）（由d查手册b）。不同轴段处的键槽对称面应置于同一轴面内。机械设计基础129 9、工艺性、工艺性 减少加工面，轴端倒角、减少加工面，轴端倒角、密封、紧固、垫片等。密封、紧固、垫片等。