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G492-汽车底盘设计课后题答案-第4章 机械式变速器设计 (邱华)

G492-汽车底盘设计课后题答案-第4章 机械式变速器设计 (邱华)
G492-汽车底盘设计课后题答案-第4章 机械式变速器设计 (邱华)

1、 货车五挡变速器设计

参考答案:

1) 布置简图如下:

从前往后依次为5档(直接档)、4挡、3挡、2挡、倒挡、1挡。

将1、倒挡布置在后部,主要考虑挂1、倒挡时,变速器二轴受径向力是最大的,布置在支撑轴承附近是为了减小轴的变形。同时,按照从前往后的顺序依次从最高档到最低档(齿轮从小到大),是为了二轴加工工艺性及装配工艺性的需求。

2) 一轴及二轴齿轮旋向向左,中间轴齿轮旋向向右。这是因为斜齿轮传动时会产生轴向力,

这样布置是为了平衡中间轴上的轴向力,同时,一、二轴上的轴向力经轴承盖传给壳体。

3) 中心距初选公式为:

3max 1T K A ?=

其中:K 中心距系数,K 取8.9~9.3。

T 1max 为挂一挡时第二轴的输出转矩。T 1max =T emax ×i 1×ηg

本题中,T emax =700Nm ,i 1=6.2,取ηg =0.96。

代入公式得:mm T K A 211.14396.02.67009.833max 1=???=?=

轴向尺寸初选计算公式为:mm A L 67.386211.143*7.2)0.3~7.2(==?=

个人观点:中心距系数偏大,导致中心距较大。实际经验中,700Nm 的载货车三轴式变速器,中心距一般取120mm 即可。

4) 当确定了各挡齿轮的模数及齿数后,可以通过调整螺旋角及变位系数来配凑中心距。

5) 转动惯量的计算:

其中:

(一般来说,转动惯量可以方便的通过试验求得,在设计采用三维软件时,也可方便求得各零件的转动惯量,然后计算求出。本题中,没有给出具体的轴及齿轮设计方案,因此只列出公式,没有计算过程。)

转动惯量跟同步器的工作性能密切相关,转动惯量大,同步时间长、滑磨功大,使得变速器换挡舒适性降低,同时其寿命较短。

2、求挂四挡时输入端的转动惯量

参考答案:

由于没有中间轴,因此转动惯量只有输入轴上的转动惯量通过齿轮比传递到输入端。下面给出计算公式:

(同上,由于没有详细设计参数,没有计算过程。)

3、组合式多挡变速器的传动比搭配

参考答案:

组合式变速器的传动比搭配方式有:插入式、分段式、综合式。

4-7(a)为插入式,4-7(c)、(d)为分段式。

插入式传动比范围不宜太大,以利于减小主变速器的质量和尺寸;分段式传动比范围一般比主变速器的要大;综合式为插入式和分段式的结合,使传动比范围进一步扩大。

搭配方式:

1)插入式例子:前置副变速器有两个档:传动比是1/s和1;主变速器有五个档,传动

比是1-S2-S4-S6-S8(其中S>1)。当副变速挂超速档时,传动比是1/S。整个变速器的传动比是1/S-S-S3-S5-S7;当副变速器挂直接档时,传动比是1;整个变速器的传动比是1-S2-S4-S6-S8。共得到如下速比:1/S-1-S-S2-S3-S4-S5-S6-S7-S8。

2)主变速器有五个档,传动比为1-S-S2-S3-S4;后置两档副变速器的传动比是1—S5;则

总的传动比序列为:1-S-S2-S3-S4-S5-S6-S7-S8-S9。

3)主变速器有四个档,传动比为1-S2-S4-S6;分段式副变速器传动比是1-S8;插入式副

变速器传动比是1/S-1;则构成16个档的总传动比序列:1/S-1-S-S2-S3-S4-S5-S6-S7-S8-S9-S10-S11-S12-S13-S14。

机械设计基础第七版课后习题答案

机械设计基础第七版课后习题答案 第一章 1-1什么是运动组合?高对和低对有什么区别? 答:运动副:使两个部件直接接触并能产生一定的相对运动联系。 平面低副-所有表面接触的运动副分为旋转副和移动副。平面高副-与点或线接触的运动副。 1-2什么是机构运动图?它是做什么的? 答:简单的线和符号用于表示部件和运动副,每个运动副的位置按比例确定,以表示机构的组成和传动。如此绘制的简明图形称为机构运动图。功能:机构的运动图不仅能显示机构的传动原理,还能通过图解法找出机构上各相关点的运动特性(位移、速度和加速度)。在分析和设计机构时,表达机构的运动是一种简单而科学的方法。 1-3平面机构有确定运动的条件是什么? 答:如果机构的自由度f大于0且等于活动部件的数量,则确定机构部件之间的相对运动;这是机构有确定运动的条件。(复习关于自由度的四个结论P17)第2章 2-1曲柄摇杆机构的快速返回特性和死点位置是什么? 答:急回特性:当曲柄以相同速度旋转时,摇杆的往复速度不同。反向冲程期间摇臂的平均摆动速度必须大于正常冲程期间的平均摆动速度,这是快速返回特性。死点位置:摇杆是驱动部分,曲柄是从动部分。当曲柄与连杆共线时,摇杆通过连杆施加到曲柄上的驱动力f刚好经过曲柄的旋转中心,因此不会产生转动曲柄的力矩。该机构的位置称为死点位置。也就是说,机构从动件卡住或运动不确定的位置称为死点位置(从动件的驱动角?=0).第三章 3-2通常用什么方法保持凸轮与从动件接触? 答:力锁:使用重力、弹簧力或其他外力来保持从动件始终与凸轮轮廓接触。

形状锁定:使用高副元件本身的几何形状,使从动件始终与凸轮轮廓接触。 3-3什么是刚性冲击和柔性冲击?如何避免刚性冲击? 答:刚性冲击:从动件的速度在运动开始和推动过程结束的瞬间突然变为零。 理论上,加速度是无限的,导致无限的惯性力。该机构受到很大冲击,这被称为刚性冲击。柔性冲击:当从动构件以相等的加速度或减速度运动时,从动构件的惯性力也会在某些加速度突变点发生有限的突变,从而产生冲击。这种由有限突变引起的冲击比由无限惯性力引起的刚性冲击要软得多,所以它被称为柔性冲击。 避免刚性冲击的方法:为了避免刚性冲击,已知运动规律的两段运动,即开始和结束,经常被修改以逐渐增加和降低速度。让随动件按照正弦加速度运动(既不是刚性运动也不是柔性冲击)第4章 4-1棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的运动特点是什么?给出了这些间歇运动机构的应用实例。 答:槽轮机构特点:结构简单,运行可靠。它通常用于只需要恒定旋转角度的分度机构。停止运动主要取决于槽的数量和圆柱销的数量(运动系数)用途:适用于低转速、间歇旋转的设备。例如:电影放映机纺织机械的自动传动链装置 棘轮机构的特点:这种齿形棘轮至少有一个齿距的过程变化,工作时会发出噪音。应用:起重机绞车成型机横向进给机构计数器 不完全齿轮机构的特点:普通齿轮传动,只是轮齿不是分布在整个圆周上。 主动轮上的锁定弧和从动轮上的锁定弧相互配合锁定,保证从动轮停在预定位置。 应用:各种计数器多站自动机半自动机第6章 6-1设计机械零件时应满足哪些基本要求? 答:足够的强度和刚度、摩擦和耐磨性、耐热性和抗振性(衡量机械零件工作能力的标准)。

机械设计基础课后习题答案全

7-1解:(1)先求解该图功的比例尺。 (2 )求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注, ,,,,,,,。将各区间所围的面积分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-” 号,然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图(图7.6)如下:首先自向上做 ,表示区间的盈功;其次作向下表示区间的亏功;依次类推,直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功,其绝对值为: (3 )求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度:; 系统的运转不均匀系数:; 则飞轮的转动惯量:

图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解:(1)驱动力矩。因为给定为常数,因此为一水平直线。在一个运动循环中,驱

动力矩所作的功为,它相当于一个运动循环所作的功,即: 因此求得: (2)求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注, ,,。将各区间所围的面积分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-”号,然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图(图7.8)如下:首先自向上做,表示区间的盈功; 其次作向下表示区间的亏功;然后作向上表示区间的盈功,至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求,先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点,那么在中, 相当于该三角形的中位线,可知。又在中,,因此有: ,则

根据所求数据作出能量指示图,见图7.8,可知最大盈亏功出现在段,则 。 (3)求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解:原来安装飞轮的轴的转速为,现在电动机的转速为,则若将飞轮 安装在电动机轴上,飞轮的转动惯量为: 7-4解:(1)求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差,依题意,在通过轧辊前系统动能达到最大,通过轧辊后系统动能达到最小,因此: 则飞轮的转动惯量: (2)求飞轮的最大转速和最小转速。

机械设计基础课后习题答案

精品 机械设计基础课后习题解答参考 1-2题 ,7,5===h l P P n 107253=-?-?=F 机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。 1-3题 1,11, 8===h l P P n 1111283=-?-?=F 机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。 1-4题 0,11, 8===h l P P n 2011283=-?-?=F 机构有2个主动构件,所以机构有确定运动。 1-5题 1,8, 6===h l P P n 118263=-?-?=F 机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。 2-1题 (a )双曲柄机构; (b )曲柄摇杆机构; (c )双摇杆机构; (d )双摇杆机构。 2-2题 0≠e 时,曲柄条件:e l l BC AB -<; 0=e 时, 曲柄条件:BC AB l l <。 2-4题

精品 极位夹角 ?=+-??=+-?=3636.161 2.11 2.118011180K K θ

精品 2-7题 极位夹角?=+-??=+-? =361 5.11 5.118011180K K θ 3-2题

精品 4-1题 m z m h z d a a )2()2(* +=+= 所以 25.2100 225 2== +=z d m a mm 主要几何尺寸计算(略)。 4-2题略 4-3题 分锥角 "43'25684287.6817 43arctan arctan 122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ 分度圆 5117311=?==mz d mm ; 12943322=?==mz d mm 齿顶圆 580.565713.21cos 3251cos 2111=???+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=???+=+=δm d d a mm 齿根圆 304 .445713.21cos 34.251cos 4.2111=???-=-=δm d d f mm 353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=???-=-=δm d d f mm 锥距 358.6943172 32222 221=+?=+= z z m R mm 齿顶角 "44'4237122.3358.693 arctan arctan ?=?===R h a a θ 齿根角 " 7'2744519.4358 .696 .3arctan arctan ?=?===R h f f θ

德国SEW机械无级变速器

德国SEW机械无级变速器 简介 SEW生产两种系列的机械变速器:VARILOC?系列宽V带式无级变速器与VARIMOT?系列摩擦盘式无级变速器,结构见下图。变速器与交流鼠笼电动机组合而成调速驱动装置,在SEW模块系统里能套配各种型号(R../F../K../S..)的齿轮减速器构成输出低速、高转矩的无级调速减速电机。也可不经减速器直接驱动工作机。无级调速减速电机样本可向SEW公司函索。 1—可调带轮2—宽V带3—分离式箱体4—电动机5—调节装置6—配接附件7—减速器 1-电动机和调节座2-驱动锥3-摩擦环境和输出轴总成4-传动箱体5-箱罩6-速度控制机构 输出速度可通过手轮或链轮手动调节,也可通过伺服电机遥控。若使用变极电机可以扩大调速范围。机械调速的调节时间约为20~40s,所以这些变速装置只用于不需经常调速的场合。 机械调速传动装置的选择。 在确定所需功率和输出速度的范围之后,可从SEW产品样本中选择变速器。选择时必须注意一些重要因素。 对VARIBLOC?调速传动装置,V带的结构和尺寸是计算功率的决定因素。对VARIMOT ?调速传动装置,摩擦环的接触应力和材料是重要因素。为了能够正确地确定调速传动装置的尺寸,除所需功率和调速范围外,还应知道安装高度,环境温度和工作制。图3给出输出功率P a、效率η、转差率s与调速比i0的关系曲线。其中

机械调速传动装置不仅变换速度,而且变换转矩,因而可根据不同准则来选型。 1 按恒转矩选择 大多数传动装置需要在整个速度范围内输出转矩基本恒定。按此要求调速传动装置能承受的转矩(N·m)按下式计算 式中P amax、n amax-----最大输出功率(kw)和转速(r/min)。 这种情况所连的减速器在整个速度范围内受均匀载荷。变速器只有在最大速度时才会被完全利用,在低速时许用输出功率减小。在速度范围内的最低速度时最小输出功率(KW)按下式计算 式中R—速度范围。 2 按恒功率选择 在整个调节范围内可以利用下式计算出输出功率Pa 式中M amax—最大转矩(N·m)。 这种情况所连的减速器必须能传递合成转矩,这些转矩约比恒转矩设计时的转矩高200%~600%。变速器只有在最低输出速度时才被完全利用。 3 按恒功率和恒转矩选择 在这种情况下,调速性能被最佳利用。选择减速器应保证能够传递所出现的最大输出转矩。在n′a—n amax范围内功率保持不变. 在 n amax—n′a范围内转矩保持不变。 如果不全部利用变速器的可用速度范围,那么,由于效率的原因就使用较高的速度级。实际上,速度级较高时变速器打滑最小,传递功率最大。 SEW带式无级变速器技术数据列于下表。表中符号意义如下: R- 调速范围; R m-电动机功率(KW); n a1-转速下限(r/min); n a2-转速上限(r/min); P a1-转速下限时的输出功率(KW); P a2-转速上限时的输出功率(KW); RZ-小齿轮轴直径(mm)。 如果用户需要无级调速斜齿轮减速电机(R../VU/VZ..DT/DV..)、无级调速斜齿轮-蜗杆减速电机(S..VU/VZ..DT/DV..)、无级调速斜齿轮-锥齿轮减速电机(K..VU/VZ..DT/DV..)的技术数据和外形尺寸,可查阅SEW产品样本。样本可向SEW公司各办事处函索。 VARIBLOC?带式无级变速器技术数据

机械设计课后习题答案及解析

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数6 0105?=N ,9=m ,试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710518093 6 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ,MPa 1701=-σ,2.0=σΦ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 0 12σσσΦσ-= -Θ σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(D ' ,即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D ' 按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D =72mm ,d =62mm ,r =3mm 。如用题3-2中的材料,设其强度极限σB =420MPa ,精车,弯曲,βq =1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ,067.045 3==d r ,查附表3-2,插值得88.1=ασ,查附图3-1得78.0≈σq ,将所查值代入公式,即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2,得75.0=σε;按精车加工工艺,查附图3-4,得91.0=σβ,已知1=q β,则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ,应力幅MPa 20a =σ,试分别按①C r =② C σ=m ,求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ (1)C r = 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的循环特性不变公式,其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= σΦσK σS σσca (2)C σ=m 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数 ()()()() 81 .1203035.220 2.035.2170m a m 1-=+??-+=+-+= σσσσca σσK σΦK σS

机械无级变速传动例题讲解

1. 推导BUS 型机械无级变速器的滑动率ε。 解:BUS 的滑动率求解主要求出*i ,要根据有滑移存在时的几何尺寸来计算,方法同无滑移时一样,关键是找出几何关系,可求出BUS 的滑动率。 图1 BUS 变速器运动分析简图(主要几何尺寸) 由图1可知BUS 型变速器的传动原理属于3K 型行星传动,a,b,e 为中心论,H 为转臂,V 为行星锥。当中心轮e 固定不动时,中心轮b 和a 之间的传动比为: H ae H be e ba i i i --=11 (1) 上式中H ae i 是转臂H 固定不动时,a 和e 的传动比,由下图 2 图2 BUS 变速器运动分析简图(角速度矢量图) 可知它应为:

r R r R r R R r i a e e e a H ae 11-=?- = 而H be i 是转臂不动时,b 和e 的传动比为: r R r R r R R r i b e e e b H be 11-=?- = 将H ae i 和H be i 代入式(1)中,得到: 1 1r R R r r R R r i b e b e e ba +- = 由于外环e 实际是固定不动的,其角速度0=e ω,所以: a b e a e b e ba i ωωωωωω= --= 由此可知e ae i 实际上就是变速器的传动比,并且等于输出轴角速度b ω与输入轴a ω角速度的比值。把变速器的传动比e ba i 简写为i ,则: 1 1 r R R r r R R r i b e b e a b +- = =ωω (2) (2)式可进一步简化为: 1 1 r R R r r r i a e +-= (3) 又由锥体半径之间的关系:当βα,被确定后,外环的摩擦半径e R ,主动锥的大端半径a R 和行星锥打断半径1r 之间有下述唯一确定的关系: ()()β βαβαsin sin sin 1 r R R a e =-=+ 则式(3)可简化为

新版《机械设计基础》课后习题参考答案

机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 武汉科技大学机械自动化学院

第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。 4 3 5 1 2 解答:原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0,不合理 ,

2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a) A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答:a) n=7; P l=9; P h=2,F=3?7-2 ?9-2 =1 L处存在局部自由度,D处存在虚约束 b) n=5; P l=6; P h=2,F=3?5-2 ?6-2 =1 E、B处存在局部自由度,F、C处存在虚约束2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答:a) n=4; P l=5; P h=1,F=3?4-2 ?5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; P l=7; P h=3,F=3?6-2 ?7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

A B C D E 解答: a) n=7; P l =10; P h =0,F=3?7-2 ?10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0,F=3?7-2 ?10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2,F=3?3 -2 ?3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1,F=3?4 -2 ?5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1,F=3?6 -2 ?8-1 = 1 B 处存在局部自由度,G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2,F=3?9 -2 ?12-2 = 1 C 处存在局部自由度,I 处存在复合铰链。

濮良贵机械设计第九版课后习题答案

第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ,取循环基数60105?=N ,9=m ,试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111 =???==--N N ζζN MPa 3.324105.210 51809469 20112 =???==--N N ζζN MPa 0.227102.610 518095 69 30113 =???==--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ,MPa 1701=-ζ,2.0=ζΦ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 12ζζζΦζ-=- ζ Φζζ+=∴-121 0 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-ζΦζζ 得)233.283,233.283(D ',即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D =72mm ,d =62mm ,r =3mm 。如用题3-2中的材料,设其强度极限σB =420MPa ,精车,弯曲,βq =1,试绘制此零件的简化等寿命疲 劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ,067.045 3==d r ,查附表3-2,插值得88.1=αζ,查附图3-1得78.0≈ζq ,将所查值代入公式,即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=ζζζq 查附图3-2,得75.0=ζε;按精车加工工艺,查附图3-4,得91.0=ζβ,已知1=q β,则 35.211191.0175.069.1111k =???? ? ?-+=???? ??-+=q ζζζζββεK ()()() 35 .267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =ζ,应力幅MPa 20a =ζ,试分别按

机械设计复习题-标准答案

2012年机械设计自学考试备考试题 第二章 一、选择填空: 1.如果危险截面上的应力超过零件的强度极限,则发生的失效形式为 。C A . 表面破坏 B. 残余变形 C . 整体断裂 D. 功能失效 2.零件设计时,限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为 。A A. 强度准则 B. 刚度准则 C . 寿命准则 D. 振动稳定性准则 3.按照机器的组成原理,变速箱是汽车的 。B A . 原动机 B. 传动部分 C. 执行部分 D. 控制系统 4.为了防止零件发生破坏,应采用的设计准则是 。D A.刚度准则 B.寿命准则 C.振动稳定性准则 D. 强度准则 二、填空题: 1.传动件包括带传动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和_________。齿轮传动 2.驱动机器完成预定功能的部分称为________。原动机 3.金属材料尤其是钢铁使用最广;在机械产品中钢铁材料占_____。90%以上 4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和______。应力比(或循环特性) 5.机械零件制造中使用最广的金属材料是_________。钢铁 6.机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和 。执行部分 7.按照机器的组成原理,发动机是汽车的 。原动机部分 8.如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限,则零件将发生 。塑性变形 9. 一部机器的质量基本上取决于________________。设计阶段 10.机器的设计阶段是决定机器质量的________________。关键 第三章 一、选择填空: 1.零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后,其疲劳强度______。B A.降低 B .提高 C. 不变 D. 提高或降低视处理方法而定 2.应力的循环特性(应力比)常用“r ”表示,其值为________。D B .a m σσ?C ? 3.变应力的应力幅值a σ为________。 A A. 2min max σσ- B. 2min max σσ+ C . 2max σ?D.min max σσ- 4.对称循环应力,其循环特性“r ”值是________。 D A.1? B.0.5 C. 0 D .-1 5.下列四种叙述中正确的是______。D A.变应力只能由变载荷产生 B.静载荷不能产生变应力

机械设计基础课后习题与答案

机械设计基础 1-5至1-12 指出(题1-5图~1-12图)机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算各机构的自由度,并判断是否具有确定的运动。

1-5 解 F =H L P P n --23=18263-?-?=1 1-6 解F =H L P P n --23=111283-?-?=1 1-7 解F =H L P P n --23=011283-?-?=2 1-8 解F =H L P P n --23=18263-?-?=1 1-9 解F =H L P P n --23=24243-?-?=2 1-10 解F =H L P P n --23=212293-?-?=1 1-11 解F =H L P P n --23=24243-?-?=2 1-12 解F =H L P P n --23=03233-?-?=3 2-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 题2-1图

答 : a )160907015011040=+<=+,且最短杆为机架,因此是双曲柄机构。 b )1707010016512045=+<=+,且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。 c )132627016010060=+>=+,不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。 d )1909010015010050=+<=+,且最短杆的对边为机架,因此是双摇杆机构。 2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 题2-3图 解: 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构,如题2-5图所示,要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度,且500CD l mm =,1000AD l mm =。(1)试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度;(2)用式(2-6)和式(2-6)’计算此机构的最小传动角。

机械设计课后习题答案 徐锦康 top

机械设计答案 第1章机械设计概论 1-2 设计机器时应满足哪些基本要求? 答:1、功能要求 满足机器预定的工作要求,如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率,以及某些使用上的特殊要求(如高温、防潮等)。 2、安全可靠性要求 (1)使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内,能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。 (2)能实现对操作人员的防护,保证人身安全和身体健康。 (3)对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染,同时要保证机器对环境的适应性。 3、经济性 在产品整个设计周期中,必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑,用价值工程理论指导产品设计,正确使用材料,采用合理的结构尺寸和工艺,以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时,应尽可能标准化、通用化、系列化,以提高设计质量、降低制造成本。 4、其他要求 机械系统外形美观,便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同,而对设计提出某些特殊要求,如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。 1-4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系?常用的设计准则有哪些?它们各针对什么失效形式? 答:在设计中,应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件,这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。它是设计机械零件的理论依据。 常用的设计准则有: 1、强度准则:确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形,是最基本的设计准则。 2、刚度准则:确保零件不发生过大的弹性变形。 3、寿命准则:通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。 4、振动稳定性准则:高速运转机械的设计应注重此项准则。 5、可靠性准则:当计及随机因素影响时,仍应确保上述各项准则。 1-7 机械零件设计的一般步骤有哪些?其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用?

液压机械无级变速器( HMT)原理及应用分析

现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器, 1液力机械式变速器(AT)液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。 2液压机械无级变速器(HMT)及应用分析 3静液压无级变速器(HST)及其应用分析静液压无级变速器(HST)依靠液压变量马达实现纯液压无级变速,效率较AT高,但较齿轮变速器低许多,传递功率不大 4 金属带式无级变速器 为了充分利用发动机大的功率,节约能源以及获得优良的动力性能,最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。 目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置,自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式,但不能实现真正的无级变速。 另外还出现了全液压传动的无级变速器,其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展,并取得了非常好的效果,大大提高了整机的行使平顺性和作业性能,液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题,按当代的技术水平,纯液压传动中最高效率在80-85%左右,而在车辆使用中,一般只能达到50-60%。此外,适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工,也使液压传动的车辆增加了制造成本。另外,这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大,即功率越大时,效率和寿命愈难以保证,生产愈困难,在市场上愈难买到。液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性,决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。 机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点,可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。以小功率的液压元件传递大功率特性,高效率特性,为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。 液压机械无级传动是一种双功率流传动系统,分为液压功率和机械功率两路传递,分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合,最后两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级输出速度。液压元件只负担最大功率的一部分,其他功率都由机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大,传动总效率相对于液压传动也显著提高,和液力机械传动相比,装载量最大可提高30%,燃油经济性最大可提高25%。其特点是通过机械传动实现功率转递,通过液压机械相结合实现无级变速。 液压机械无级变速器( HMT)及应用分析 液压机械无级变速器(HMT)由液压调速机构和机械变速机构及分、汇流机构组成,是一种液压功率流与机械功率流并联的传动形式,通过机械传动实现传动高效率,通过液压传动与机械传动相结合实现无级变速。其原理如1所示,输入功率经分流机构分流为两路,一路经液压调速机构流至汇流机构,另一路经机械变速机构传至汇流机构,由于液压调速机构具有无级调速特性(通过控制系统控制变量泵斜盘倾角的变化使排量改变来实现),与机械变速机构经汇流机构汇流后,使HMT实现无级变速。液压调速机构有变量泵-定量马达,定量泵-变量马达,变量泵-变量马达3种形式,第一种应用较多。机械变速机构为自动有级变速器。分、汇流机构为定轴齿轮传动或行星齿轮传动,从成本及实

机械设计课后习题答案完整版

机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数60105?=N ,9=m ,试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ,MPa 1701=-σ,2.0=σ Φ,试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D ',即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限σB=420MPa,精车,弯曲,βq=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D,067 .0 45 3 = = d r,查附表3-2,插值得88.1= α σ ,查附 图3-1得78.0≈ σ q,将所查值代入公式,即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2,得75.0= σ ε;按精车加工工艺,查附图3-4,得91.0=σβ, 已知1= q β,则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ,应力幅MPa 20 a = σ,试分别按①C r=②C σ= m ,求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ

(完整版)机械设计课后习题答案

第一章绪论 1-2 现代机械系统由哪些子系统组成,各子系统具有什么功能? 答:组成子系统及其功能如下: (1)驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。 (2)传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。 (3)执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置,或对作业对象进行检测、度量等,按预定规律运动,进行生产或达到其他预定要 求。 (4)控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作,并准确可靠地完成整个机械系统功能。 第二章机械设计基础知识 2-2 什么是机械零件的失效?它主要表现在哪些方面? 答:(1)断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时,由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂,如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。 (2)变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限,零件产生塑性变形。 (3)表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。 2-4 解释名词:静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。答:静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。 变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。 名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。 计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。 静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。 变应力随时间变化的应力,可以由变载荷产生,也可由静载荷产生。 2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么? 答:机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题,其基本原则如下: (1)材料的使用性能应满足工作要求。使用性能包含以下几个方面: ①力学性能 ②物理性能 ③化学性能 (2)材料的工艺性能应满足加工要求。具体考虑以下几点: ①铸造性 ②可锻性 ③焊接性 ④热处理性 ⑤切削加工性 (3)力求零件生产的总成本最低。主要考虑以下因素: ①材料的相对价格 ②国家的资源状况 ③零件的总成本 2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项? 答:衡量润滑油的主要指标有:粘度(动力粘度和运动粘度)、粘度指数、闪点和倾点等。 衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。

机械设计基础-课后答案

第三章部分题解参考 3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后,经过摆 杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有,应如何修改? 习题3-5图 习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为: 14233 2345=-?-?=--=P P n F 其中:滚子为局部自由度 计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结构组成原理上有错误。 解决方法:①增加一个构件和一个低副,如习题3-5解图(b)所示。其自由度为: 1 15243 2345=-?-?=--=P P n F ②将一个低副改为高副,如习题3-5解图(c)所示。其自由度为: 1 23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。 习题3-6(a)图 习题3-6(d)图 解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。 自由度计算: 1042332345=-?-?=--=P P n F

习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。 自由度计算: 1042332345=-?-?=--=P P n F 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 3-7 计算图3-39所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。 解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F A 、 B 、 C 、 D 为复合铰链 原动件数目应为1 说明:该机构为精确直线机构。当满足B E =BC =CD =DE ,AB =AD , AF =CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架连心线AF

机械无级变速器分类及型号编制方法

机械无级变速器分类及型号编制方法(JB/T7683-95) 1主题内容与适用范围 本标准规定了机械无级变速器(简称无级变速器)的分类和型号编制方法。本标准适用于机械无级变速器。 2无级变速器的分类 2.1固定轴无级变速器 2.1.1滚轮平盘无级变速器 2.1.2滚轮长锥无级变速器 2.1.3球轮锥盘无级变速器 2.1.4锥盘环盘无级变速器 2.1.4.1相交轴锥盘环盘无级变速器(干式、湿式) 2.1.4.2平行轴锥盘环盘无级变速器(干式、湿式) 2.1.4.3两级锥盘环盘无级变速器 2.1.5光杆转环直线无级变速器 2.1.6滚锥平盘无级变速器 2.1.6.1单滚锥平盘无级变速器 2.1.6.2双滚锥平盘无级变速器 2.1.6.3四滚锥平盘无级变速器 2.1.7偏置球锥无级变速器 2.1.8钢环锥轮无级变速器 2.1.8.1 内钢环长锥无级变速器

2.1.8.2 外钢环长锥无级变速器 2.1.8.3 刚环分离锥轮无级变速器2.1.9多盘无级变速器; 2.1.9.1单锥多盘无级变速器 2.1.9.2单级多盘无级变速器 2.1.9.3两级多盘无级变速器 2.1.10钢球无级变速器 2.1.10.1钢球平盘无级变速器 2.1.10.2钢球杯轮无级变速器 2.1.10.3钢球锥轮无级变速器 2.1.10.4无轴钢球锥轮无级变速器2.1.10.5无轴钢球内锥轮无级变速器2.1.11弧锥轮无级速器 2.1.11.2弦置弧锥轮无级变速器2.1.11.3络筒式弧锥轮无级变速器2.1.12菱锥锥轮无级变速器 2.2行星无级变速器 2.2.1行星锥盘无级变速器 2.2.2行星菱锥无级变速器 2.2.3行星长锥无级变速器 2.2.4行星锥鼓无级变速器 2.2.5无轴行星菱锥无级变速器

机械设计基础习题解答

《机械设计基础》 习 题 解 答 机械工程学院

目录 第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50 第十三章滑动轴承-------------------------------------------- ------------ 56 第十四章联轴器和离合器------------------------------- 59 第十五章弹簧------------------------------------------62 第十六章机械传动系统的设计----------------------------65

机械设计基础课后答案(杨可桢)

1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。 图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图 图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解 1-10 解 1-11 解 1-12 解 1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示,构件 1、3的角速比为: 1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示,构件 3的速度为:,方向垂直向上。 1-15解要求轮 1与轮2的角速度之比,首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心,即

,和,如图所示。则:,轮2与轮1的转向相反。 1-16解( 1)图a中的构件组合的自由度为: 自由度为零,为一刚性桁架,所以构件之间不能产生相对运动。 ( 2)图b中的 CD 杆是虚约束,去掉与否不影响机构的运动。故图 b中机构的自由度为: 所以构件之间能产生相对运动。 题 2-1答 : a ),且最短杆为机架,因此是双曲柄机构。 b ),且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。 c ),不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。 d ),且最短杆的对边为机架,因此是双摇杆机构。 题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构,则要求与均为周转副。 ( 1 )当为周转副时,要求能通过两次与机架共线的位置。见图 2-15 中位置和。 在中,直角边小于斜边,故有:(极限情况取等号); 在中,直角边小于斜边,故有:(极限情况取等号)。 综合这二者,要求即可。 ( 2 )当为周转副时,要求能通过两次与机架共线的位置。见图 2-15 中位置和。 在位置时,从线段来看,要能绕过点要求:(极限情况取等号);在位置时,因为导杆是无限长的,故没有过多条件限制。 ( 3 )综合( 1 )、( 2 )两点可知,图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是:

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