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1、1 1首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计工程机械设计例题讲解例题讲解 11/1/202211/1/20222 2首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院1.1画出在给定工况下(图l所示)，地面对轮胎的作用力。11/1/202211/1/20223 3首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解 1.2.某双桥全轮驱动牵引车拖拽一台拖车在水平直道路上以34.4 kmh的速度等速行驶，此时柴油机转速n3000 rmin，输出功率Pe50 kw，变速器挂挡，传
2、动系传动比il7.1，机械效率m0.83。设道路的滚动阻力系数f0.03，牵引车整车重G045KN，前桥载荷G118 KN，后桥载荷G227 KN，前轮动力半径rd10.515 m，后轮动力半径rd20.53m，拖车整车重G380KN。求路面对车轮的作用力?解解：（：（1）滑移，故产生负的牵引力。滑转，产生牵引力。11/1/202211/1/20224 4首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解（2）作受力图。）作受力图。由由 ，得：，得：由由 ，得：，得：。；11/1/202211/1/20225 5首页上页下页末页结束机械与材料学院机
3、械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解1.3某轮式机械接受双桥驱动，其整机重量Gs=360KN，前桥负荷W=187.2KN，后桥负荷W2172.8KN，它以31.7kmh的速度在水平直线道路上等速行驶时，原动机功率Pe219 kW，转速ne2140 rmin，机械传动系传动比i235，传动效率M0.84，道路的滚动阻力系数f=0.035，设该机前车轮动力半径rd1=920mm，后轮动力半径rd2=930mm。问(1)在此工况行驶时有循环功率产生吗?(2)计算在此工况行驶时，地面对轮胎的作用力大小?前轮前轮31.58(km/h),产生滑移，故存在循环功率。产生滑移，故存在循
4、环功率。31.93(km/h)滑转，产生牵引力。滑转，产生牵引力。（2 2）由）由，得解解（1 1）受力图略受力图略后轮后轮11/1/202211/1/20226 6首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解1.4 1.4 某翻斗车为前桥驱动，轴距某翻斗车为前桥驱动，轴距L L1.6 m1.6 m，满载总重，满载总重G G20 kN20 kN，重心高，重心高h h0.4 m0.4 m，到前桥距离，到前桥距离L L1 10.75 m0.75 m，计入回转质量的转换系数，计入回转质量的转换系数0 01.031.03。问：。问：翻斗车能以翻斗车能
5、以a a0.9m0.9ms s2 2的加速度上的加速度上1515，f f0.050.05，0.70.7的坡道吗的坡道吗?若若不能，它能上坡的最大加速度是多少不能，它能上坡的最大加速度是多少?解：解：作受力图，作受力图，对后轮取距，则得前桥所受垂直地面载荷对后轮取距，则得前桥所受垂直地面载荷11/1/202211/1/20227 7首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解故该翻斗车不能以故该翻斗车不能以a a0.9m0.9ms s2 2的加速度上的加速度上1515，f f0.050.05，0.70.7的坡道。的坡道。取，对后轮取距，则得前桥
6、所受垂直地面载荷，对后轮取距，则得前桥所受垂直地面载荷，它能上坡的最大加速度是0.0647 m/s2。11/1/202211/1/20228 8首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院2.1某轮式工程车，整车重G80 kN，轴距L3.3m，重心高h1.3 m，重心到后桥距离L21.5 m，后桥驱动，驱动轮动力半径rd0.47 m，柴油机最大输出转矩Memax343 Nm，接受机械传动系，传动系效率m0.84。若要求工程车最大爬坡度为0.35，试确定翻斗车I挡传动比?已知作业场地f0.04，0.65。已知：tg=0.35,则 sin=0.33,cos=0.94
7、.解：作受力图。由力的平衡：解得：解得：N N1 123.78KN23.78KN，N N2 251.42KN51.42KN，由由 取取 11/1/202211/1/20229 9首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院 2.2 翻斗车满载重G20 kN，重心高h0.4 m，重心到后桥距离L21 m，轴距L1.7m，前桥驱动，驱动轮动力半径rd0.4 m，柴油机最大输出转矩Memax134 Nm，接受机械传动系，传动系效率m0.85。若要求翻斗车最大爬坡度为0.26，试确定翻斗车I挡传动比?已知作业场地f0.05，0.7。解：tg=0.26,=14.6。作受力
8、图。由力的平衡，得 ，满足行驶要求。由 取23。11/1/202211/1/20221010首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院3.1简述主离合器蝶形弹簧其工作点是如何确定的？答：选择蝶形弹簧结构参数H/h0在 范围内的蝶形弹簧，其弹力与形变关系曲线如图所示。初选工作点B在SP之间，fb(0.650.8)H，要求：Pb与要求的弹簧压紧力F相符；更新前，离合器弹簧工作点为A，fafbZm。要求：PaPb。彻底分别时，弹簧的工作点为C，fcfbZ。为摩擦副之间的间隙，要求C点尽量靠近t点。满足上述三个要求的fb对应的B点即为压紧弹簧工作点的位置。11/1/2
9、02211/1/20221111首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院5.1图A-1、图A-2所示定轴式动力换档变速器传动简图，均可实现二进二退。若要求变速器的档位传动比iF3.2，iF=1.6,iR-2.4，iR=-1.2，且M1.5Mi，问：简要说明应接受哪一个传动方案简图？解：图A-1为二自由度，含倒顺。故故不能接受。故不能接受。图A-2为三自由度：取 ，则 。对V，不含倒顺，故只可接受图A-2所示的传动方案。11/1/202211/1/20221212首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院 5.2图示定轴式动力
10、换档变速器传动简图，Z143，Z220，Z332，Z435，Z540，Z655，Z750。变速器输入轴转速ni=1400r/min。计算各档传动比；试问在何种工况下，哪个换档离合器空转相对转速最大，且？解：该传动简图为三自由度变速器，将其分为两个二自由度变速器，其次轴为前变的输出轴，也是后变的输入轴。对前变：为前进、倒退变速器11/1/202211/1/20221313首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院对后变：为速度变速器各档传动比：，。对前变：对后变：所以，F离合器接合时，R离合器空转相对转速最大，且，。11/1/202211/1/20221414首
11、页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院5.3 图示的定轴式动力换挡变速器传动简图。图中各齿轮齿数为：Z1=53，Z2=29，Z3=30，Z4=48，Z5=66，Z6=72，Z7=79，Z8=43求：（1）各挡的传动比？（2）设输入转速ni，问挡位接通时哪个离合器相互协作相对转速最高，并计算出该离合器的相对转速值？解（1）该传动简图为三自由度变速器，将其分为两个二自由度变速器，其次轴为前变的输出轴，也是后变的输入轴。对前变：11/1/202211/1/20221515首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院 后变：（2）对前
12、变：对后变：故接合、离合器时离合器的主从片相对转速最大或接合、离合器时离合器的主从片相对转速最大，其值均为1.27ni。11/1/202211/1/20221616首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解5.4图示定轴式动力换档变速箱传动简图。已知：Z130、Z225、Z320、Z450、Z5Z755、Z660、Z845，试问在何种工况下，哪个换档离合器空转相对转速最大，且？（设输入转速ni2000 r/min）解：此为二自由度的传动方案。解：此为二自由度的传动方案。可知可知AA接合时，接合时，D D离合器空转相对转速最大；或离合器空转相
13、对转速最大；或CC接合时，接合时，B B离合器离合器空转相对转速最大。空转相对转速最大。11/1/202211/1/20221717首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解所以，掛倒所以，掛倒档时，档时，B B离合器空转相对转速最大。离合器空转相对转速最大。6.1欲用二自由度行星变速器档位传动比欲用二自由度行星变速器档位传动比i iF1F1=1.67,i=1.67,iF2F2=1,i=1,iR R=-2,=-2,问能否保问能否保证变速器内旋转构件的最高转速不超过证变速器内旋转构件的最高转速不超过2.5n2.5ni i?解：作转速平面图，解
14、：作转速平面图，i iF2F2=1=1用闭锁离合器实现。用闭锁离合器实现。知，当挂知，当挂R R档时，档时，F1F1构件的转速最高。构件的转速最高。故不能保证变速器内旋转构件的最高转速不超过故不能保证变速器内旋转构件的最高转速不超过2.5n2.5ni i。11/1/202211/1/20221818首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解6.2.6.2.某行星变速器传动简图如图所示。求：某行星变速器传动简图如图所示。求：各挡传动比各挡传动比?若行星变速器输入转矩若行星变速器输入转矩M Mi i90Nm90Nm，确定各操，确定各操纵元件的计
15、算载荷。纵元件的计算载荷。试计算行星变速器试计算行星变速器FF档位档位 传动效率。传动效率。解：（解：（1 1）变速器分为两个二自由度变速器。）变速器分为两个二自由度变速器。前变：前变：C C接合，接合，由由 ，；后变：后变：由由 ，由由 ，11/1/202211/1/20221919首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解前、后变传动比交叉相乘，得总传动比：（3），所以，所以，x1，（2 2）前变：由）前变：由C C接在接在B B1 1与输出轴之间，与输出轴之间，后变：后变：，（3），B2接合，F FIIII档由档由C C、B B2 2
16、接合，接合，C C接合，接合，B B2 2接合接合，11/1/202211/1/20222020首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解6.36.3推断图示行星变速器传动简图是否存在循环功率的工况，推断图示行星变速器传动简图是否存在循环功率的工况，若存在则计算若存在则计算NuNu值？值？解：此变速器为二自由度，共有四个档位。B B2 2制动和制动和B B3 3制动这两个档位，为单排传动，故不存在制动这两个档位，为单排传动，故不存在循环功率。循环功率。B1B1制动时，为双排传动，作受力分析，知制动时，为双排传动，作受力分析，知输入轴除受输入
17、轴除受MiMi外，还受两个方向相同的转距，故亦不外，还受两个方向相同的转距，故亦不存在循环功率。存在循环功率。接合有可能产生接合有可能产生NuNu，作力分析，知输出轴除受，作力分析，知输出轴除受MoMo外，外，还受两个方向相反的转距，故存在循环功率。还受两个方向相反的转距，故存在循环功率。解：此变速器为二自由度，共有四个档位。解：此变速器为二自由度，共有四个档位。11/1/202211/1/20222121首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院6.4计算图示行星变速器各档传动比，并推断该传动简图是否存在循环功率的工况，若存在则计算Nu值？解：写出转速方程式
18、：解：写出转速方程式：B B1 1制动，制动，n n1 10 0，B B2 2制动，制动，n n2 20 0，B B3 3制动，制动，n n3 30 0，11/1/202211/1/20222222首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院 制动器制动器B B1 1接合时为单排传动，不产生循环功率，制动器接合时为单排传动，不产生循环功率，制动器B B2 2、B B3 3接合时为双排传动，可能产生循环功率。接合时为双排传动，可能产生循环功率。制动器制动器B B2 2时作图，输出轴上作用了三个力矩，除输出力矩时作图，输出轴上作用了三个力矩，除输出力矩外另两个力矩方
19、向相反，变速箱中产生循环功率。外另两个力矩方向相反，变速箱中产生循环功率。N Nu uN Nq1q1N Nt2t2，制动器制动器B B3 3时作图，输出轴上作用了三个力矩，除输出力矩外另时作图，输出轴上作用了三个力矩，除输出力矩外另两个力矩方向相同，变速箱中不产生循环功率。两个力矩方向相同，变速箱中不产生循环功率。11/1/202211/1/20222323首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解7.1某矿用自卸汽车全桥驱动，前、后桥均设一般差速器，整车空载重G160KN，桥荷等安排，传动系档传动比i104.7，传动效率m0.82，驱动轮
20、动力半径rd0.66m，该自卸车空载拖带一台总重G11200KN的大型平板车，路面f0.04，i0.04，0.80，但自卸车后桥有一侧车轮陷入泥泞地面，f0.06，0.40。问这种状况下，若自卸汽车柴油机最大输出转距Memax876Nm，传动系挂档，能拖动大型平板车吗？（itgsin）解：拖动大型平板车需牵引力解：拖动大型平板车需牵引力P Pk k为为 PkG1(if)1200（0.040.04）96（KN）由原动机条件确定的矿用自卸汽车最大有效牵引力由原动机条件确定的矿用自卸汽车最大有效牵引力为为由附着条件确定的自卸汽车最大有效牵引力由附着条件确定的自卸汽车最大有效牵引力因因 ，矿用自卸汽车
21、发出的最大有效牵引力为，矿用自卸汽车发出的最大有效牵引力为 。又因为又因为 Pk Pk，所以矿用自卸汽车拖不动大型平板车。，所以矿用自卸汽车拖不动大型平板车。11/1/202211/1/20222424首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院工程机械设计例题讲解7.2某轿车接受后置前驱动总体布置方案。变速箱三进一退接受二轴式机械变速箱，驱动桥主传动器为单级、双曲面锥齿轮传动，差速器为一般园锥差速器，试画全该传动简图；若柴油机输出轴旋转方向如图，试用图示意小锥齿轮的螺旋角旋向。小锥左旋小锥左旋下偏置。下偏置。11/1/202211/1/20222525首页上页
22、下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院一、填空题一、填空题1.摩擦型离合器的储备系数摩擦型离合器的储备系数应（大于）应（大于）1。若要求离合器的运用寿命越长，则选择的。若要求离合器的运用寿命越长，则选择的值亦值亦（越大）；若要求离合器的体积越小，选择的（越大）；若要求离合器的体积越小，选择的值亦（越小）。值亦（越小）。2.机械式变速器传动简图，以轴的型式及其布置，可以有：（两轴式传动方案），（平面三轴机械式变速器传动简图，以轴的型式及其布置，可以有：（两轴式传动方案），（平面三轴式传动方案）和（空间三轴式传动方案）三种型式。式传动方案）和（空间三轴式传动方案）三种
23、型式。3.双万向节传动装置，为使处于同一平面的输入轴与输出轴等速旋转，应满足：主动轴双万向节传动装置，为使处于同一平面的输入轴与输出轴等速旋转，应满足：主动轴、从、从动轴动轴分别与中间轴的夹角（相等）；同中间轴相连的两个万向节节叉布置在（同一分别与中间轴的夹角（相等）；同中间轴相连的两个万向节节叉布置在（同一平面内）。平面内）。4.欲设计定轴式动力换档变速器，若要求换档离合器转矩，空转时主、从片相对转速，则对不欲设计定轴式动力换档变速器，若要求换档离合器转矩，空转时主、从片相对转速，则对不含倒顺的变速器其速比范围含倒顺的变速器其速比范围D应（应（C1C21），对含倒顺的变速器其速比范围），对含
24、倒顺的变速器其速比范围D应应（C1C21）。）。5.用行星行星排实现三个旋转构件的如下转速用行星行星排实现三个旋转构件的如下转速1.5n3-2n1+0.5n20，则构件（，则构件（2）为太阳轮；）为太阳轮；构件（构件（3）为齿圈；构件（）为齿圈；构件（1）为行星架；该行星排特征系数）为行星架；该行星排特征系数为（为（3）。）。6.图图1所示主传动器双曲面齿轮传动中，接受（下）偏移，此时小锥齿轮的螺旋角方向是（左所示主传动器双曲面齿轮传动中，接受（下）偏移，此时小锥齿轮的螺旋角方向是（左旋），大锥齿轮的螺旋角方向为（右旋）。旋），大锥齿轮的螺旋角方向为（右旋）。7.当（当（3）时，（行星轮）是行
25、星排中最小齿轮。）时，（行星轮）是行星排中最小齿轮。8.以柴油机为动力的自行式工程机械传动系的类型有：（机械传动）、（液力机械传动）、以柴油机为动力的自行式工程机械传动系的类型有：（机械传动）、（液力机械传动）、（液压传动）和（电传动）。（液压传动）和（电传动）。9.轮式机械驱动轮上作用驱动力矩轮式机械驱动轮上作用驱动力矩MK，车轮动力半径，车轮动力半径rd,地面状况摩擦系数为地面状况摩擦系数为f，附着系数为，附着系数为，地面支承反力，地面支承反力R，当车轮速度时，地面对车轮供应水平方向力为（）即力的方向，当车轮速度时，地面对车轮供应水平方向力为（）即力的方向与运动方向（相反）。与运动方向（相
26、反）。10.传动系各档传动比传动系各档传动比iK、iK、iKM应按（几何级数）排列。应按（几何级数）排列。11.一般园锥齿轮差速器，若差速器壳角速度为一般园锥齿轮差速器，若差速器壳角速度为0，两半轴角速度为，两半轴角速度为1和和2，则有（，则有（01+2）；若差速器接受的转矩为）；若差速器接受的转矩为M0，两半轴对差速器反作用转矩为，两半轴对差速器反作用转矩为M1、M2，差，差速器的内摩擦力矩为速器的内摩擦力矩为Mr,则有（则有（r21）和（）和（01+2）。）。11/1/202211/1/20222626首页上页下页末页结束机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院机械与材料学院二、推断正误
27、题1作匀速直线运动的自行式机械，其从动轮的滑转率恒等于零。()2.自行式机械起步加速时，惯性阻力与所挂档位无关，只与整机质量和加速度有关，因惯性阻力为整机质量与加速度的乘积。()3惯性力的作用将使单桥驱动的轮式机械发出的牵引力发生变更。()4为了减小传动系中的动载荷、减小离合器的体积和使操作灵活，则应将离合器的储备系数值取得小些。()5变速箱换档目的只是为了变更自行式机械的行驶速度。()6动力换档变速箱与原动机之间应设主离合器，目的是换档时分别主离合器。()7人力换挡变速箱中全部齿轮与啮合器中相啮合齿轮一样，均应接受直齿轮。()8当行星变速箱输出轴上作用了三个力矩，且其中两个方向相反时，变速箱中就会产生循环功率。()9若行星变速箱输出轴不带负载，则空档工况下各构件转速是随机的；若输出轴带负载，则空档工况下各构件转速是确定的。()10.为避开在两个驱动桥间产生循环功率，可在驱动桥之间设轴间差速器。()11/1/202211/1/2022