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1、 机械设计基础公式计算例题精编 WORD 版 IBM system office room【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】一、计算图所示振动式输送机的自由度。解：原动构件 1 绕 A 轴转动、通过相互铰接的运动构件 2、3、4 带动滑块 5 作往复直线移动。构件 2、3 和 4 在 C 处构成复合铰链。此机构共有 5 个运动构件、6 个转动副、1个移动副，即n5，lp7，hp0。则该机构的自由度为 F=hlppn 23=07253=1 二、在图所示的铰链四杆机构中，设分别以a、b、c、d表示机构中各构件的长度，且设ad。如果构件AB为曲柄，则AB能绕轴A相对机
2、架作整周转动。为此构件AB能占据与构件AD拉直共线和重叠共线的两个位置BA 及BA 。由图可见，为了使构件AB能够转至位置BA，显然各构件的长度关系应满足 cbda （3-1）为了使构件AB能够转至位置BA ，各构件的长度关系应满足 cadb)(或badc)(即cdba （3-2）或bdca （3-3）将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加，则得 同理，当设ad时，亦可得出 得cd bd ad 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为：（1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。（2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲
3、柄，因而只能是双摇杆机构。通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型：（1）若机构满足杆长之和条件，则：以最短杆为机架时，可得双曲柄机构。以最短杆的邻边为机架时，可得曲柄摇杆机构。以最短杆的对边为机架时，可得双摇杆机构。（2）若机构不满足杆长之和条件则只能获得双摇杆机构。三、k=12vv=121221tCCtCC=21tt=21=180180 即k=180180 =11180kk 式中k称为急回机构的行程速度变化系数。四、从动件位移s与凸轮转角之间的关系可用图表示，它称为位移曲线(也称S曲线)位移曲线直观地表示了从动件的位移变化规律，它是凸轮轮廓设计的依据 凸轮与从动件的运动关系 五、凸轮等
4、速运动规律 0000dtdvahShvv常数从动件等速运动的运动参数表达式为 等速运动规律运动曲线 等速运动位移曲线的修正 六、凸轮等加等减速运动规律（抛物线运动规律）等加等减速运动曲线图 七、凸轮简谐运动规律（余弦加速度运动规律）简谐运动规律 简谐运动规律运动曲线图 八、压力角 凸轮机构的压力角 cossinnYnXFFFF法向力可分解为两个分力 压力角的检验 九、B 型 V 带传动中，已知：主动带轮基准直径 d1=180mm，从动带轮基准直径d2=180mm，两轮的中心距=630mm，主动带轮转速1n1 450 r/min，能传递的最大功率P=10kW。试求：V 带中各应力，并画出各应力1
5、、2、b1、b2 及c 的分布图。附：V 带的弹性模量 E=130200MPa；V 带的质量 q=0.8kg/m；带与带轮间的当量摩擦系数 fv=0.51；B 型带的截面积 A=138mm2；B 型带的高度 h=10.5mm。解题要点：V 带传动在传递最大功率时，紧边拉力 F1 和松边拉力 F2 的关系符合欧拉公式，即F1/F2=551.0eeafv。带速 smnd/67.13100060145018010006011 有效圆周力 NPFe73267.131010001000 V 带中各应力：紧边拉应力 63.613891511AF MPa 离心力 6.3367.1318.022qFe N 离
6、心拉应力 24.01386.33AFcc MPa 弯曲应力 92.91805.1017011dhEb MPa 最大应力 55.16)92.963.6(11maxb MPa 各应力分布如图所示。十、设计一铣床电动机与主轴箱之间的 V 带传动。已知电动机额定功率 P=4 kW，转速nl=1 440 r/min，从动轮转速 n2=440 r/min，两班制工作，两轴间距离为 500 mm。解：序号 计算项目 计算内容 计算结果(1)计算功率 PC=KAP=1.24KW 由表 65 确定 KA KA=1.2 PC=4.8 KW(2)选择带型 根据 PC=4.8 KW 和 n l=1440 r/min
7、由图 612 选取 A 型(3)确定带轮 基准直径 由表 64 确定 dd1 dd2=idd1(1 一 e)=)02.01(1004001440 查表 66 取标准值 dd1=100mm dd2=355mm(4)验算带速 因为 5 m/sve 根据公式，且由表 11-4 查得系数 X=0.56、Y=1.64 求当量动载荷 Pr Pr=X FrYFa=0.5655001.642600=7344N （3）计算轴承寿命 由表 11-5，按温度小于 100可知tf=1；查表 11-6，按载荷有轻微冲击查得pf=1.2；寿命指数=3；由寿命公式即可求得轴承寿命。该轴承寿命为 6386h。十八、一对 70000C 型轴承支承的轴系，其受力简图如图所示，轴上径向力 FR=3000N，求下列两种情况下所受的轴向力。情况一：FA=500N 情况二：FA=300N 解：(1)Fr1=1000N，Fr1=2000N(2)由表 11-7 可知，内部轴向力 情况一：21sAsFFF，轴承 2 被压紧 则：NFFFNFFAsasa9004001211 情况二：21sAsFFF，轴承 1 被压紧 则：NFFFNFFAsasa5008002122