机械设计试题集

一． 齿轮受力分析

1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。

2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向，在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向，并说明蜗杆的旋向。

3如图所示传动系统，主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示， 为使Ⅱ轴所受的轴向力较小：

(1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出)； (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向； (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。

答案如下：

4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，2轮为从动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向，并在图上标出。（10分）

5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，轴Ⅲ

的转向如图所示。 试分析：

（1）在图中画出各轮的转向；

（2）为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3、4的螺旋方向； （3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。（10分）

6已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动

方向如题31图所示，蜗轮的螺旋线方向为左旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2，圆周力Ft1、

Ft2，蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。

7图示一蜗杆传动，已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定： (1)从动蜗轮2的转向和旋向，并在图上表示；

(2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。

8

9如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。 1）小圆柱齿轮主动时，画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。

2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？ 3）按图示方案设计完成后，如果误将蜗杆减速器放在高速级，而负载功率及转速均不变，

分析可能会出现什么问题？ 1—电动机 2、4—联轴器 3—斜齿圆柱齿轮减速器 5—蜗杆减速器

10图示为蜗杆一圆锥齿轮传动，已知输出轴III的转向nIII，为使中间轴II上的轴向力

相互抵消一部分，试决定：（15分）

（1）蜗杆、蜗轮的轮齿的螺旋线方向（蜗轮的标于图中）。 （2）蜗杆的转向nI。

（3）II轴上蜗轮和圆锥齿轮在啮合点所受各力的方向

11所示的啮合传动，试在图中画出主动轮与从动轮在啮合点处所受到的各个作用力(Ft、Fr

和Fa)的方向，图中标有箭头的为主动轮

12如题图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：电动机功率P=3KW，转速n1=970r/min；高速级mnl=2mm，Z1=25，Z2=53，

113；低速级mn3=3mm，Z3=22，Z4=50 。试求：

（1）为使轴II上的轴承所承受的轴向力较小，确定低速级齿轮3、4的螺旋线方向（绘在图上表示）；

（2）绘出低速级齿轮3、4在啮合点处所受圆周力、径向力和轴向力的方向； （3）齿轮3的螺旋角

3取多大值时才能使II轴上所受轴向力相互抵消？（计算时不考虑

摩擦损失）

（4）计算高速级齿轮1、2所受圆周力、径向力和轴向力的大小(15分)

二． 凸轮机构

1、在某凸轮机构中，推杆位移s和凸轮基圆转角Ө之间的关系如下表所示，根据该表数据

绘制位移线图。

Ө（rad） S（mm） /3 20 /6 0 /6 12 2/3 0 2/3 -32

2图示的凸轮机构中，凸轮为一圆盘。试在图上作出： （1）基圆；

（2）图示位置的凸轮转角 和从动件的位移 s； （3）图示位置时的从动件压力角。

3图所示偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一个圆，圆心为O1，凸轮的转动中心为O。

（1）在图上作出基圆rb、偏距圆e。

（2）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过90°后，从动件的位移s、机构的压力角α，在图上标注出来。

（不必作文字说明，但必须保留作图线。）

4图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出：

(1)当凸轮从初始位置转过1=90°时，从动件走过的位移S1； (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度2。

6图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构 （1）作出图示位置压力角； （2）求该凸轮基圆半径rb=? (3) 求从动杆升程 h=?

三． 分析轴结构

1下图所示：采用什么对带轮和齿轮进行周向定位和轴向定位？

2编号指出图示轴系结构的错误并说明其错误原因。（图中圆角及倒角不考虑，轴承采用脂润滑）

3按示例①所示，指出图示轴系结构的其他错误。

示例

①——缺少调整垫片。

4示例①所示，编号指出其他错误（不少于7处）。（注：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角）。

示例：①——缺少调整垫片

5、分析图示传动方案是否合理。（10分）

6指出下图轴系结构中的错误，至少五处。(错处用序号①、②……表示)，并简要说明其不合理的原因。

7

8指出图上的错误并改正。（用图表示或用文字解释均可）

9指出下图结构中的错误5处，并提出改正措施（在图上修改线用文字说明）

10按示例①所示，编号指出其他错误(不少于7处)。(注：不考虑轴承的润滑方式以及图中

的倒角和圆角)

示例：①—缺少调整垫片

11示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例①所示，指出图中的其它结构错误(不少于7处)。 (注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)

四． 机构自由度分析与计算

1、计算图示机构的自由度并在图中用数字标出构件名称，若存在复合铰链、虚约束以及局部自由度，请在图中标出。

2计算自由度，并判断该机构运动是否确定

l50mm3如图所示，已知摆动导杆机构的行程速比系数 K2，机架长度AB，求曲柄

的长度

lBC

4.试计算如图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度、虚约束时应明确指出。

5计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。由又如在该机构中改选 EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同,为什么?

D

C

B HE FA

G

6图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束，请明确指出。

7

8自由度计算 构件数n= 高副数PH= 低副数PC=

自由度数F=

C B A D

9计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。

10计算如图所示机构的自由度。

11说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？

12说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？

五． 轮系分析与计算

1已知图示轮系的各齿轮齿数，求轮系的传动比i1H 。

2图示轮系中，设已知各轮齿数，n1=300r/min。试求行星架H的转速nH的大小和转向。

3在图所示复合轮系中，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。

4图示轮系，已知：z1=z2=18，z3=54，z4=24，z5=30，z6=84，求传动比i1H2。

5

6在图示轮系中，设已知Z1=Z2=Z3=Z4=20，Z3=Z5=60，均为标准齿轮传动。若已知轮1的转速

为n1=1440r/min，试求轮5的转速。

3 5 2 1 4 3 7图示轮系，已知：Z1=20，Z2=40，Z3=80，Z4=Z5=30，Z6=90。求i16=?

z160，n3=-80r／min，z2=40，8图所示轮系中，已知n1=480r／min，其转向如题35图，

z2z3=20，求系杆H的转速nH的大小和方向。

9如下图所示轮系中，已知Z1=16，Z2=36，Z3=25，Z4=50，Z5=2，Z6=20，若n1=600r/min，

求蜗轮的转速n6及各轮的转向。

10计算图示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指出。

1O1n213O3O245O46G

11、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。