机械设计重点习题

10-1试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示各力的作用位置及方向）。[解]受力图如下图：11-1试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。[解]各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图10.图所示蜗杆传动中，图C的转向是正确的。ABCDn1n2n1n2n1n2n2n1四、分析题（8分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。（1）在下图中标出各轮转向。（2分）（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。（2分）（3）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力tF、轴向力aF和径向力rF的方向。（4分）（1）各轴转向如图所示。（2）3轮左旋，4轮右旋。（3）2、3两轮的各分力方向下图所示。Fa3Fr3Ft3Ft2Fr2Fa2七、齿轮轮齿受力分析（10分）两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向n1如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向。一．结构改错题标出图示轴部件结构设计出现的错误（画上圆圈，标上号码），解释错误原因，并重新画出正确结构图的上半部分。解：正确的上半部结构图如下图所示。五、结构改错题：请用圆圈标出错误的位置六、结构题（10分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求：1．在图中用序号标注设计错误处；2．按序号列出错误，并用文字提出改正建议；3．不必在图中改正。1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。六、计算题（有2小题，每题6分,共12分）23．一对46210角接触球轴承反安装，如图1所示。已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为R1=2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承2)，轴承的派生轴向力S的计算式S=0.68R，e=0.68，X=0.41,Y=0.87。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数fF=1.2，工作温度不大于120C。试求：(1)轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2；(2)轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。解:(1)计算轴承的轴向载荷S1=0.68R1=0.68×2000=1360NS2=0.68R2=0.68×4000=2720NS1、S2方向见图2因为Fa+S2=800+2720=3520N＞S1所以轴承1“压紧”，A1=Fa+S2=800+2720=3520(2分)轴承2“放松”，A2=S2=2720N(2分)（2）计算轴承的当量动载荷轴承1A1/R1=3520/2000=1.76＞e=0.68,则取X1=0.41,Y1=0.87P1=fF(X1R1+Y1A1)=1.2×(0.41×2000+0.87×3520)=3882.4N(2分)轴承2A2/R1=2720/4000=0.68≤e=0.68,则取X2=1,Y2=0P2=fFX2R2=1.2×1×4000=4800N(2分)2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为1RF=2000N，2RF=4000N，轴上作用的轴向外加载荷XF=1000N,轴承内部附加轴向力SF的计算为SF=0.7RF，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比ARFF＞e时，X=0.41，Y=0.87，当ARFF≤e，X=1，Y=0，e=0.68，载荷系数fp=1.0，试计算：图1图2第六大题第23小题答案图（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2；（2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。解：（1）1122120.70.720001400............................10.70.740002800...........................1140010002400.........................1SRSRSXSFFNFFNFFF分分分轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………………………1分1222800100018002800AASFNFFN…………………………………….2分(2)111111111222218000.90.68,0.41,0.87..........................12000()20000.410.8718002386...............128000.70.68,0.41,0.87..........................14000ARpRAARFeXYFPfXFYFNFeXYF分分22222()40000.410.8728004076..............1FRAPfXFYFN分分