模具机械设计练习题.doc

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练习题一

一、填空题
1、基本轮系，根据其运动时各轮轴线位置是否固定可分为 定轴轮系 和 周转轮系 两大类。
2、平面机构具有确定运动的条件是 自由度数=原动件数 。
3、直齿圆柱齿轮能够连续条件为 e≥1 。
4、普通平键联接，其工作面为 两侧面 ，键的剖面
尺寸是根据 轴径d 从标准中选取。
5、对于常用的普通螺栓联接，预紧后螺栓处于 拉 应
力状态。
6、带传动的主要失效形式是 打滑 和 疲劳损坏 。
7、系统中的转轴，一般设计成 阶梯 状的轴。
8、30203轴承的类型名称是 圆锥滚子轴承 轴承，内径
是 17 mm。
9、两渐开线齿轮啮合传动时，当两轮的 中心距 略有改变时，两齿轮仍能保持原 传动比 传动，此特性称为齿轮传动的可分性。
10、在闭式软齿面齿轮传动中，按_齿面接触强度_设计，
按__齿根弯曲强度_校核。
二、选择题（
1、当两渐开线齿轮的中心距略有改变时，该对齿轮的（ C ）
A 、传动比不变，且啮合角也不变；
B 、传动比有变化，但啮合角不变；
C 、传动比不变，但啮合角有变化。
2、平面四杆机构压力角α与传动角γ的关系为（ C ）
A、α＋γ＝180° B、α＝γ C、α＋γ＝90°
3、下图所示轮系中，齿轮( B )称为惰轮。
A. 1和　B.　 2和4 C. 3和　D. 3和4

4、螺纹联接防松的根本问题在于（ C ）。
A、 增加螺纹联接的轴向力
B、增加螺纹联接的横向力
C、防止螺纹副的相对转动
5、三角带传动工作时，与带轮轮槽接触▁C▁▁▁。
A、带的底面 B、带的顶面 C、 带的两侧面
6、普通平键是靠键的▁▁B▁来传递扭矩。
A、下表面 B、两侧面 C、上、下表面
7、闭式软齿面齿轮传动中，齿轮最可能出现的破失效形式为▁C
A、轮齿折断 B、 齿面磨料磨损 C、 齿面疲劳点蚀
8、只承受弯矩的轴，称为▁B▁▁。
A、 转轴 B、 心轴 C、传动轴
三、计算下列各平面机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度、
或虚约束，必须明确指出）

解：
a、 H为局部自由度，E为复合铰链
F=3n-2PL-PH=3×9-2×12-2=1
b、 G为局部自由度，C为复合铰链，EF为虚约束
F=3n-2PL-PH=3×6-2×7-2=2
c、 D为局部自由度，H或I之一为虚约束
F=3n-2PL-PH=3×6-2×8-1=1

四、图示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径，其传递的扭矩，若使用的普通螺栓（螺纹内径），被联接件接合面的摩擦系数，防滑系数，螺栓材料的许用应力，问至少需要多少个螺栓才能满足联接的要求？（10分）
解：设螺栓数为Z：
每个螺栓受的横向载荷R为:

每个螺栓受的预紧力Qp为:

强度条件：

至少需8个螺栓。
五、已知一对标准直齿圆柱齿轮的中心距a=120mm，传动比i=3，小齿轮齿数z1=20。试确定这对齿轮的模数和分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径。
解：
z2＝iz1 =3×20=60 a=m(z1+z2)/2 得：m＝3mm
d1=mz1=3×20=60mm da1=d1+2mha*=60+6=66mm
df1=d1-2m(ha*+c*)=60-6×1.25=52.5mm
d2=mz2=3×60=180mm da2=d2+2mha*=180+6=186mm
df2=d2-2m(ha*+c*)=180-6×1.25=172.5mm
六、图示轮系中，设已知，， ，，又，，试求系杆H的转速的大小和方向。

解：组成周转轮系：
齿轮1和3的转向相反，
设：则

所以，系杆H的转速大小为8.3r/min，方向与轮1转向相反。

七、一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距OD=e=10mm，OA=10mm。凸轮以等角速度逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即ADCD时，试求：
（1）凸轮的基圆半径r0；（2）图示位置的凸轮机构压力角；
（3）图示位置的凸轮转角；（4）图示位置的从动件的位移s；

(1) mm
(2) tg

(3)

(4) mm

八、 六、分析图示结构设计的错误。（用数字标出并说明）

解：
① 联轴器无轴向定位
②联轴器与端盖接触
③端盖不能与轴接触
④端盖中缺密封圈
⑤套筒处不应有键
⑥轴承座孔不应有凸肩
⑦齿轮左侧轴向定位不可靠
⑧右端轴承不需要弹性挡圈
⑨右端盖未顶到轴承外圈

九、 图示斜齿圆柱齿轮传动，
（1） 按Ⅱ轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。
（2） 已知，，，，写出、、的计算式
（3） 判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）

解：1） 3 左旋，4 右旋
2）
3）

练习题二

一、 填空题
1、构件是机构中的 运动 单元体，零件是机器中
的 制造 单元体。
2、行星轮系的自由度为 1 ，差动轮系的自由度为 2 。
3、加工标准直齿圆柱齿轮时，当齿数 < 17 时会出
现根切。
4、带传动工作时，带的最大应力发生在▁紧边刚进入小带轮处▁
5、滚动轴承的额定寿命是指可靠性为▁▁90%▁▁▁▁的寿命。
6、平键联接是靠 键 和 键槽 侧面的挤压传递转矩的。
7、闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在 节线附近靠近齿根的一侧 处，提高材料 硬度 可以增强轮齿抗点蚀能力。
二、选择题
1、轴环的用途是（ C ）
A．提高轴的强度；B．提高轴的刚度；
C．使轴上零件获得轴向定位
2、两个构件直接接触而形成的（ A ），称为运动副。
A、可动联接 B、联接 C、接触
3、齿轮加工效率最高的加工方法是（ C ）
A、仿形法 B、插齿法 C、滚齿法
4、设计铰链四杆机构时，应使最小传动角gmin（ C ）
A、尽可能小一些 B、尽可能大一些 C、90°
5、普通平键是靠键的▁B▁▁来传递扭矩。
A、下表面 B、两侧面 C、上、下表面
6、在带传动中用▁A▁▁的方法可以使小带轮包角加大。
A、 增大小带轮直径 B、减小小带轮直径
C、增大大带轮直径
7、已知某齿轮传递的转矩T=100N·m，齿数Z=80，模数m =2.5，则其圆周力Ft= ( C ) 。
A、500N B、1N C、1000N
8、当轴上零件要求承受轴向力时，采用（ A ）来进行轴向定位，所能承受的轴向力较大。
A、圆螺母 B、紧定螺钉 C、弹性档圈
三、计算下列各平面机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度、
或虚约束，必须明确指出，并判断其运动是否确定）

解：
a) AB、CD之一为虚约束； G处为局部自由度；
F=3n-2PL-PH=3×6-2×7-2=2
b、A、B之一为虚约束 ；CDEFG、IJKLH之一为虚约束
F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=1

四、有一对外啮合正常齿制的直齿圆柱齿轮机构，现大齿轮2已
丢失，留下小齿轮1。中心距a＝112.5mm，z1＝38，da1＝100mm，
试确定丢失的大齿轮的模数、齿数、分度圆、齿顶圆、齿根圆和
基圆直径。（11分）（cos20°=0.94, sin20°=0.34）
解：
(1)求模数
因 da1=m(z1+2ha*)
得 m= da1/(z1+2ha*)=100/(38+2×1)=2.5mm
(2) 求齿数z2
因 a=m(z1+ z2)/2
得 z2=2a/m－z1=2×112.5/2.5－38=52
(3) 求大齿轮几何尺寸
da=mz2=2.5×52=130mm
da2=m(z2+2ha*)=2.5×(52+2×1)=135mm
df2=m(z2-2ha*-2c*)=2.5×(52-2×1-2×0.25)=123.75mm
db2= d2×cosa=130×cos20°=122.2mm
五、凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在的圆周上，接合面摩擦系数，防滑系数，若联轴器传递扭矩为，试求螺栓螺纹小径。（螺栓）。

解：每个螺栓受的横向载荷为：

六、在图示复合轮系中，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。

解：
1，2，机架构成定轴轮系：

，4，3，H构成行星轮系：

轮1和系杆转向相反。
七、在铰链四杆机构中，已知 lAB=30 mm，lBC=110 mm，lCD=80 mm， lAD=120 mm ，构件 1为原动件。
（1）判断构件1能否成为曲柄；
（2）用作图法求出构件3的最大摆角；
（3）用作图法求出最小传动角；
（4）当分别固定构件1、2、3时，各获得何种机构？

解：（1） mm
mm

且构件1为连架杆，所以构件1能成为曲柄。
（2）最大摆角如图示。
（3）当机构处于AB''C''D位置时有最小传动角
（4）当固定构件1时，得双曲柄机构；
当固定构件2时，得曲柄摇杆机构；
当固定构件3时，得双摇杆机构；

4

3

2

1

八、试分析图中的结构有哪些不合理。
6

5

答：1：定位轴间高度超过轴承内圈高度；
2：齿轮少右侧轴向定位；
3：安装齿轮的轴头长度应比齿轮轮毂宽度略短，否则，不能保证齿轮的定位可靠性。
4：同一轴上的键应布置在同一条母线上，以方便加工；
5：轮毂上的键槽应为通槽，这里的结构无法安装；
6：轴头的长度应略小于轮毂宽度。

九、某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，轴的转速n=10000r/min，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？
（e=0.30，Fa/ Fr >e,x=0.4,y=2； Fa/ Fr ≤e, x=1 y=0；FS=Fr/2y）

解：求Fs1、Fs2（方向如图所示）：

2）．求Fa1、Fa2 ：

∴ 轴承1被压紧，轴承2被放松，得
Fa1=FA+Fs2=1000+2000=3000N
Fa2=Fs2=2000N
3）．求P1、P2 ：

得：

得：
4）．求Lh10 ：
∵P1 > P2 ∴只求轴承1
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