中北大学精密仪器复习材料(2)

2019-06-11 20:02

5-5 当给定连杆两个位置时,设计的四杆机构可以有无穷多,若要唯一确定解,可以附加哪些条件?

A:附加条件:曲柄与摇杆长度:固定铰链A或D的位置;AD间距离;主、从动件的转角。

5-6 写出正弦机构和正切机构的传动特性式,从结构上如何区别正弦机构和正切机构?

A:正弦机构 传动特性 s=a(sin φ-sin φ0) 传动比 i=d φ/ds=1/cos φ 正切机构 传动特性 s=a(tan φ-tan φ0)

传动比 i=d φ/ds=(1/a)*(1/cos 2φ) 区别:正弦机构的从动机构件与主动构件的接触点到转轴的距离是固定的。正切机构从动机构件与主动构件的到转轴的距离随主动构件位移变化。 5-7 何谓机构的原理误差?如果推杆行程和摆杆长度均相同,正弦机构和正切机构的原理误差各为多少?若正弦机构的原理误差比正切机构小,为什么在高精度的比较仪中却采用正切机构?

A:正弦机构 Δs= aφ-a(φ-φ3/6)=aφ3/6 正切机构 Δs=-aφ3/3

原因:由于两级放大,第一级将线位移转换为角位移,即s=a tan α,对于线性刻度标尺,示值小于实际值;第二级光学放大,将角位移转换为线位移,,对于线性刻度标尺,示值大于实际值。二者原理误差方向相反,可以抵消。 C6

6-1 凸轮与从动件有几种主要型式?各具有什么特点? A:凸轮按从动件类型分三种。a.光底从动件:能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,可以完成任意运动规律。缺点是光头易磨损,用于低速小载件;b.滚子从动件:耐磨损,承载大,常用;c.平底从动件:可以保持从动件的受力方向不变,接触部分易于形成楔形油膜,常用于高速凸轮机构中。 6-2 什么是凸轮的基圆,升程,回程,停程?

A:基圆是以凸轮轮廓最小向径rb为半径的所作的圆;升程是凸轮以角速度ω转动,从最低位置以一定运动规律到达最高位置的运动过程;回程是凸轮以角速度ω转动,从最高位置以一定运动规律到达最低位置的运动过程;停程是凸轮经升程继续转动轮廓向径不变,从动件停止不动的过程。 6-3 常用的从动件运动规律有哪几种?各有什么特点? A: a.等速运动规律:产生‘刚性冲击’,适用于低速凸轮机构;b.等加速等减速运动规律:产生‘柔性冲击’,适用于中、低速凸轮机构;c.简谐运动:产生‘柔性冲击’,只适用于中速传动。

6-4 绘制平面凸轮轮廓的基本定理是什么?

A:反转法。以凸轮为参照系,从动件按规律反转绘出凸轮轮廓线。

反转法原理:设想凸轮固定不动,从动件一方面随导路绕凸轮轴心反向转动,同时又按给定的规律在导路中作相对运动,从动件尖底的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。

6-5 叙述凸轮机构压力角定义。要使凸轮机构受力良好,运转灵活,对压力角的要求如何?

A:压力角是不考虑摩擦时,凸轮对从动件的正压力与从动件上力作用点的速度方向所夹的锐角。 压力角越小,效率越高。

6-7 在滚子从动件凸轮机构中,确定滚子半径时应考虑哪些因素?

A:滚子半径必须小于外凸轮两轮轮廓曲线的最小曲率半径,否则会失真;同时小于基圆半径。

还要考虑滚子结构,强度及凸轮轮廓曲线的形状等多方面因素。 C7

7-1 渐开线有哪些重要性质?研究渐开线齿轮啮合的哪些原理用到这些性质? A: 1.相等性质:发生线在基圆上滚动过的一段弧长NK= AN

2.发生线上k点速度方向与NK垂直,NK为渐开线在k点法线,NK为曲率半径,

渐开线的法线必与基圆相切

3.渐开线离基圆越远的部分,其曲率半径愈大,曲率愈小,渐近线愈平直。 4.渐开线形状取决于基圆大小,k相同时,rb越大,曲率半径越长,rb趋于∞,渐开线垂直于Nsk所在直线 5.基圆内无渐开线

7-2 渐开线齿轮传动有哪些优点?

A: 1.传动平稳,振动小 2.输出转速恒定无波动 3.两轮中心距允许有一定的安装误差,不会导致转速的波动

7-4 节圆与分度圆,啮合角与压力角有何区别? A:分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆;压力角是某点k所受正压力的方向与k点速度方向线之间夹角;节圆是节点在两齿轮运动平面上的轨迹;啮合角是两基圆圆心连线的垂线与理论啮合线所夹的锐角

7-6 如图,一渐开线标准直齿圆柱齿轮,用齿厚游标卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度为W3=61.83mm和W2=37.55mm,齿顶圆直径da=208mm,齿根圆直径df=172mm,齿数z=24.要求确定齿数的模数m,压力角α,齿顶高系数ha*和径向间隙系数c*

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Pb?W3?W2?24.28mm

db?Pb?z?24.28?24?185.49mm

??已知:db?d?da ,由于m?d zdbdd?m??a,将已知数据代入zzz得:

7.7?m?8.67,查表8-2取标准值m=8mm 取α=20°,ha*=(da-zm)/2m=(208-24*8)/(2*8) =1

c*= (zm-df-2m·ha*)/2m = (24*8-172-2*1*8)/(2*8) = 0.25

7-7 何谓重合度?影响其大小有哪些因素?

A:啮合弧与齿距之比值ε称为重合度;两齿轮的齿顶压力角,齿数z1,z,ha*正相关。

7-8 有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮,主要参数:z1=24,z2=120,m=2 mm,α= 20°,ha*=1,

c*=0.25。试求传动比i12,两轮分度圆直径d1 d2,齿顶圆da1 da2,全齿高h,标准中心距a及分度圆齿厚s,和槽宽e,并求齿轮的实际啮合线B1B2,基圆齿距pb,以及重合度ε的大小

A: i12=w1/w2=o2p/o1p=rb2/rb1 m=p/π d=mz

cos α = rb/r ha*=ha /m hf=m(ha*+c*) 当模数m≥1时,ha*=1, c*=0.25 分度圆直径d1=mz1 d2=mz2 ;

齿顶圆直径da1 =m(z1+2ha*) da2 =m(z2+2ha*) 全齿高h: 当m≥1时 hf=1.25mm

标准中心距a= (1/2)*(d2+d1)=m(z2+z1)/2 齿厚s=πm/2 槽宽e=πm/2

重合度 ε=(1/2π)[z1(tan αa1 -tan α)+z2(tan αa2 -tan α)]=B1B2/pb≥1 Pb1 = pb2 =πm2=cos α2 B1B2=cos α cp 7-9 何谓根切?有何危害?如何避免?

A:根切:用展成法加工齿轮时,当刀具齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的极限啮合点N时,刀具齿顶将切去被切齿轮齿根的渐开线齿廓一部分。 危害是是齿轮的弯曲强度削弱,破坏了正确齿形,重合度也有所降低,影响传动的平稳性,对传动质量不利。为避免根切现象,标准齿轮的齿数应有一个最小的限度;刀具的齿顶线不得超过N点。 7-19 一个大传动比的减速器,已知各齿轮的轮数z1=100,z2=101,z2’=100,z3=99,求原动件H对从动件1的传动比iH1,当z1=99其他轮数不变,求传动比iH1。试分析该减速器将有何变化。

A: i13H =(w1-wH)/(w3-wH) = (-1)2 * (z2·z3)/(z1·z2’)

(w1-wH)/(w3-wH) = (101*99)/(100*100),即(w1-wH)/(-wH)= (101*99)/(100*100)

iH1 = wH/w1 =10000 当z1=99,i13H =(w1-wH)/(w3-wH) = (101*99)/(99*100) 即-w1/NH+1=101/100 即iH1 =wH/w1 = -100

所以该减速器速度减小,方向相反。

7-20 双螺旋浆飞机的减速器中z1=26,z2=20,z4=30,z5=18及

____________

n1=15000r/min,求np,nq的大小和方向 A:此轮系为2个轮组系串联合而成。

z3=2z2+z1=66 z6=2z5+z4=66

i13H =(n1-np)/(n3-np)=(-1)1 * (z3/z1) 其中n3 =0,即(n1-np)/(-np)= -66/26 np ≈ 4239.5r/min 即n4=np = 4239.5r/min

I46H =(n4-nq)/(n6-nq)=(-1)1 * (z6/z4) 其中n6 =0 (n4-nq)/(-nq)= -66/26 np ≈ 4239.5r/min,转向与n1相同 ;Nq ≈ 1324.7r/min,转向与n2相同

7-23 在图示车床尾架的套筒的微动进给机构中,已知z1=z2=z4=16,z3=48及丝杠螺距p=4mm。慢速进给时齿轮1与齿轮2啮合,快速退回时齿轮1插入内齿轮4。求慢速进给和快速退回过程中,手轮回转一周时套筒移动距离各为多少?

A: (1)快进时, 1,4为整体,nh=n4=n1=1 S=nh*L=4mm

(2)慢进时1-2-3-H为行星轮系 i1H = 1 - i13H =1 - (-z3/z1)= 4 nH = n1/4 = 1/4

移动距离S=nH*L = 1mm C8

8-1 带传动所能传递的最大有效圆周力与哪些因素有关?为什么? A:所能传递的最大有效圆周力Ft= 2F0(efvα-1)/(efvα+1) 与张紧力F0,包角α和当量摩擦fv有关

8-2 带传动工作时,带内应力变化情况如何?σmax 在什么位置?由哪些应力组成?研究带内应力变化的目的何在?

A:(1)离心拉力处处相等,小轮弯曲应力大于大轮,张紧拉力由紧边到松边减小

(2)σmax 发生在带紧边进入小带轮处

(3)组成:张紧拉应力, 离心拉应力 ,弯曲应力

(4)目的:若最大应力超过带的许用应力,带将产生疲劳破坏,研究带内应力的变化,控制最大应力。

8-3 与一般带传动相比,同步带传动有哪些特点?主要适用于何种工作场合? A:同步带中,带与带轮之间无相对滑动,主动轮和从动轮能作同步传动,保持准确的传动比。

适用于:要求传动比准确的中小功率传动中。如家用电器,计算机,仪器及机床,化工,石油等机械。

8-4 已知额定功率0.6kW,转速为1500r/min的同步电动机,驱动某医用设备工作,每天工作8h,根据给定的初步中心距和带轮直径计算带的周长为1210mm,所需带宽带为23mm,现要求选择该传动的同步带型号规格。 A:选取工作情况系数KA=1.2

功率Pd = kPA = (0.6*1.2)= 0.72kW

根据Pd 和n=1500r/min,可初步确定带型号为L型

查表得截距Pb = 9.525mm 基准带宽bso = 25.4mm , 带宽代号100 由L=1210mm,查得与相近的带线长度Lp = 1219.20mm,齿数z=128 C9

9-1 螺距与导程有何区别?两者之间有何关系?

A:螺距t:相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离

导程Ph:同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离

关系:Ph=nt(n为线头数)n=1时 Ph=t

9-2 何谓示数螺旋传动?设计时应满足哪些基本要求?

A:示数螺旋传动是用以精确地传递相对运动或相对位移的螺旋传动。要求:a.传动精度高 b.空回误差小 c.运动灵活

9-3 滑动螺旋传动的主要优缺点是什么?

A:优点:a.降速传动比大 b.具有增力作用 c.能自锁 缺点:效率低,磨损快,寿命短。

9-5 影响滑动螺旋传动精度的因素有哪些?如何提高螺旋传动的精度?

A:影响因素:a.螺纹参数误差 b.螺杆轴向窜动误差 c.偏斜误差 d.温度误差 方法:为了提高传动精度,应尽可能减小或消除上述误差,为此,可通过提高螺旋副零件的制造精度来达到,还可采取某些机构措施来提高其传动精度。如:采用螺旋误差修正装置,消除螺旋传动空回误差的径向调节法和轴向调节法,单项接触法。

9-6 何谓螺旋传动的空回误差?消除空回的方法有哪些? A:当螺旋机构中存在间隙,若螺杆的转动方向改变,螺母不能立即产生反向运动,只有螺杆转动某一角度后才能使螺母开始反向运动,这种现象叫空回 消除空回,即保证螺旋副相对运动要求的前提下消除螺杆螺母之间的间隙 方法:1.径向调节法 a.开槽螺母 b.锥形开槽螺母 c.对开螺母

2.轴向调节法 a.开槽螺母 b.刚性螺母结构 c.弹性双螺母结构 3.单向接触法

9-7 滚珠螺旋传动有哪些主要优点?多用于何种场合?

A:优点: a.传动效率高 b.传动精度高,经调整预紧后,可得到无间隙传动,具有较高的定径精度和轴向刚度; c.磨损小,寿命长,维护简单。

应用:把回转运动变成直线运动时用,用在传动精度要求高的地方,电子行业自动化设备、机械手、车床等。 9-8


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