10级机械设计基础综合题复习.ppt

1010级机械设计基础复习级机械设计基础复习1 1 平面机构的自由度平面机构的自由度 设平面机构中包含有设平面机构中包含有N个构件，其中有个构件，其中有n=(N-1)个活动构件，个活动构件，PL个低副数和个低副数和PH个高副数个高副数F=3 n—（（2 PL +PH ）） 这些活动构件在未用运动副联接之前这些活动构件在未用运动副联接之前, ,其自由度数应为其自由度数应为3n,用运动用运动副联接后，副联接后，引入的约束总数为引入的约束总数为(2 PL +PH）∴∴机构的自由度为机构的自由度为: :机构的自由度：机构的自由度： 机构中各构件相对于机架所具有的独立运动数目机构中各构件相对于机架所具有的独立运动数目 平面机构的自由度平面机构的自由度试算所示冲床机构的自由度试算所示冲床机构的自由度 此机构共有此机构共有5 5个活动构件个活动构件 形成形成7 7个低副个低副 没有高副没有高副 自由度为：自由度为： 平面机构的自由度平面机构的自由度计算机构的自由度计算机构的自由度原动件数原动件数= =自由度，机构运动确定自由度，机构运动确定原动件数＞自由度，机构损坏原动件数＞自由度，机构损坏点点击击播播放放点点击击播播放放平面机构的自由度平面机构的自由度计算机构的自由度计算机构的自由度原动件数原动件数= =自由度，机构运动确定自由度，机构运动确定原动件数＜自由度，运动不确定原动件数＜自由度，运动不确定点点击击播播放放点点击击播播放放平面机构的自由度平面机构的自由度计算如图所示摇筛机构的自由度计算如图所示摇筛机构的自由度 构件构件2、、3、、4同在同在C处组成处组成2个转动副成为复合铰链个转动副成为复合铰链 平面机构的自由度平面机构的自由度计算如图圆盘锯主体机构的自由度。

计算如图圆盘锯主体机构的自由度解：机构中活动构件有解：机构中活动构件有n＝＝7 7低副有低副有PL＝＝123456781010F = 3n–2PL–PH = =3 3××– 2 2××= =7 710101 1平面机构的自由度平面机构的自由度2 2、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性 P29P29Ø曲柄摇杆机构时，需满足：曲柄摇杆机构时，需满足：Ø（（1 1）铰链四杆机构在整转副的条件是最短杆与最长杆长度之）铰链四杆机构在整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；和小于或等于其余两杆长度之和；Ø（（2 2）整转副是由最短杆与其邻边组成的整转副是由最短杆与其邻边组成的2 2、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性 P29P29Ø曲柄是连架杆，整转副处于机架上才能形成曲柄，因此，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还应该根据选择哪一个杆为机架来判断Ø1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构Ø2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构Ø3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。

Ø如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构表表 铰链四杆机构及其演化主要形式对比铰链四杆机构及其演化主要形式对比定定块机构机构双双摇杆杆机构机构3摇块机机构构摆动导杆机杆机构构曲柄曲柄摇杆机构杆机构2转动导杆机杆机构构双曲柄双曲柄机构机构1曲柄曲柄滑滑块机机构构曲柄曲柄摇 杆机构杆机构4含一个移含一个移动副的四杆机构（副的四杆机构（e=0））铰链四杆机构四杆机构固定构件固定构件 （1）取最短杆相邻的构件（杆2或杆4）为机架时，最短杆1为曲柄，而另一连架杆3为摇杆，故图a、C所示的两个机构均为曲柄摇杆机构 （2）取最短杆为机架，其连架杆2和4均为曲柄，故图b为双曲柄机构 （3）取最短杆的对边（杆3）为机架，则两连架杆2和4都不能作整周转动，故图d所示为双摇杆机构 如果铰链四杆机构中的如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构不可能存和，则该机构不可能存在曲柄，为双摇杆机构在曲柄，为双摇杆机构 由上述分析可知，由上述分析可知，最短最短杆和最长杆长度之和小于杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和或等于其余两杆长度之和是铰链四杆机构存在曲柄是铰链四杆机构存在曲柄的必要条件。

的必要条件满足这个条满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄或没有曲柄，还两个曲柄或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判需根据取何杆为机架来判断断解： 满足： ①最短+最长≤其余两杆长度之和 ②最短杆为机架 40+110≤70+90此机构为双曲柄机构此机构为双曲柄机构2 2、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性解： 45+120≤100+70满足： ①最短+最长≤其余两杆长度之和 ②最短杆的邻杆为机架 此机构为曲柄摇杆机构2 2、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性解：解： 60+100＞＞70+62满足：满足： 最短最短+最长＞其余两杆长度之和最长＞其余两杆长度之和如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构此机构为双摇杆机构此机构为双摇杆机构2 2、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性满足：满足： ①①最短最短+最长最长≤其余两杆长度之和其余两杆长度之和 ②②取最短杆的对杆为机架取最短杆的对杆为机架解：解： 50+100＞＞70+90此机构为双摇杆机构此机构为双摇杆机构2 2、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性轮系轮系 P85P85Ø在题5-2图所示轮系中，已知Z1=15，Z2=25，Z2′=15，Z3=30，Z3′=15，Z4=30，Z4′=2（右旋），Z5=60， Z5′=20（m=4mm）若n1=500r/mm，求齿条6线速度υ的大小和方向。

解： 1、 2、 d5′齿轮直径： d5′=Z5 ` m =20× 4=80mm 轮系轮系4、 d5′齿轮速度3、 d5′齿轮转速 齿轮转向一定要标出 d6 的方向只能在图中按啮合关系画箭头判断的方向只能在图中按啮合关系画箭头判断解：（解：（1）选择链轮齿数）选择链轮齿数 z1、、z2大链轮齿数大链轮齿数 z2=iz1=3.2××23=73.6 取取z2=73 例例13-4 设计一载荷平稳的螺旋输送机链传动已知电机设计一载荷平稳的螺旋输送机链传动已知电机额定转速额定转速 n1=1450 r/min，传动比，传动比i=3.2，电机功率，电机功率 P=5.5kW，水平布置，试设计此链传动水平布置，试设计此链传动实际传动比实际传动比 链传动设计实例 P235由表由表13-12选选z1=23误差远小于误差远小于±±5%5%，故允许 初定中心距初定中心距 ，取，取（（2）初定中心距）初定中心距 a0 取取 Lp=130 节节链传动设计实例由式（由式（13-21）求）求 Lp（３）链节数（３）链节数 Lpv（４）计算功率v由表13-13查得KA＝１.０，故vPC＝KAP＝１.０×５.５ｋW＝５.５ｋＷ链传动设计实例 估计此链传动工作于图１３－估计此链传动工作于图１３－３３2 2所所示曲线顶点的左侧示曲线顶点的左侧（即可能出现链板疲劳破坏），由表１３－１３得（即可能出现链板疲劳破坏），由表１３－１３得（５）链条节距（５）链条节距 由式（１３－２５）由式（１３－２５）：：链传动设计实例采用单排链，采用单排链，Kｍ＝１ｍ＝１.０，故０，故链传动设计实例根据根据P PO O= =４４. .９５９５kW kW ，，n n1 1= =１４５１４５0 0　　m/sm/s，由图，由图1 13 3- -3333，选，选择滚子链型号为择滚子链型号为08A08A，链节距为，链节距为P=12.70mmP=12.70mm。

（６）实际中心距（６）实际中心距 a链长链长链传动设计实例将中心距设计成可调节的，不必计算实际中心距可取将中心距设计成可调节的，不必计算实际中心距可取（７）验算链速（７）验算链速 v链传动设计实例链速　链速　υ＝７＝７.０６　ｍ／ｓ　０６　ｍ／ｓ　≤１５ｍ／ｓ　　　１５ｍ／ｓ　　　符合要求符合要求根根据据链链速速 v=7.06 m/s，，节节距距 p=12.7mm，，按按图图13-34 选择油浴润滑方法选择油浴润滑方法 （８）求作用在轴上的力（８）求作用在轴上的力工作拉力工作拉力因载荷平稳，取因载荷平稳，取FQ=（（1.2～１～１.３）３）F，取，取FQ＝１＝１.３３ F FQ=1.3×779 =1013 N（９）选择润滑方式（９）选择润滑方式链传动设计实例设计结果：设计结果：滚子链型号滚子链型号 08A-1×130 GB1243.1-1983链轮齿数链轮齿数 z1=23，，z2=73中心距中心距a =508mm压轴力压轴力FQ=1013 N（（１０１０）结构设计（略））结构设计（略） 链传动设计实例谢谢观赏WPS OfficeMake Presentation much more fun@WPS官方微博@kingsoftwps。