一、计算题1. 试计算如图曲柄滑块机构的自由度数。(低副p
1=4,高副p
h=0)
该机构活动构件数n=3,低副p1=4,高副ph=0
由公式自由度数W=3n-2p1-ph=3×3-2×4-0=1
答:该机构的自由度数为1。
2. 如图所示为一滚子推杆凸轮机构,为了减少推杆与凸轮轮廓之间的磨损,在推杆的头部装了一个能够转动的滚子,试分析和计算该机构的自由度数。
由图可分析出杆件个数n=3,低副p1=3,高副ph=1
由公式自由度数W=3n-2p1-ph=3×3-2×3-1=2
答:该机构的自由度数为2。
3. 今测得一正常标准直齿圆柱齿轮的齿顶圆直径d
a=208mm,齿顶根圆直径d
f=172mm,齿数z=24,试求该齿轮的模数m和齿顶高系数
。
已知:d
n=208mm,d
f=172mm,z=24,求:m
答:该齿轮的模数为8mm,齿顶高系数为1。
4. 有一直齿圆柱齿轮已损坏,现测得其齿顶圆直径d
a为175.8,齿数为57个,齿高h为5.7mm,齿距p为9.4mm,求此圆柱齿轮的模数m,齿顶系数
和顶隙系数C
*,并判断此圆柱齿轮是正常标准齿轮还是短齿标准齿轮。
已知:d
a=175.8mm,z=57,h=5.7mm,p=9.4mm,求:
(1)由p=πm得m=p/π=9.4÷3.14≈3(mm)
(2)d=m·z=3×57=171(mm)
(3)
(4)
(5)
答:模数m为3mm,齿顶齿数为0.8,顶隙系数为0.3,由齿顶系数和顶隙系数判断是短齿标准齿轮。
5. 已知一物体自重为15000N,放在水平面上,一人用水平为1000N的力推运物体,试问此物体能否移动?(摩擦系数为0.15)
因为摩擦力F=f·N=0.15×15000=2250(N),而人的推力p=1000N
所以P<F,物体不能移动。
答:此物体不能移动。
6. 如图所示,有一滑块置于升角为15°的斜面上,滑块的重力为100N,为了能使滑块沿斜面等速上行,试求所需的水平驱动力P。(摩擦系数f=1,摩擦角
)
由公式
所以P=100·tan(15°+45°)=100×tan60°=100×1.732=173.2(N)
答:所需的水平驱动力为173.2N。
7. 试计算6130柴油机的总排量(活塞冲程为150mm)。
答.此种发动机总排量为11.94L。
8. 某柴油机每小时耗油15kg,每天平均工作6h,问该柴油机的日耗油量是多少?
耗油量=每小时耗油量×日工作时间
=15×6
=90(kg)
答:该柴油机的日耗油量为90kg。
9. 1kg的汽油与12kg的空气混合后进入汽缸燃烧,求它的过量空气系数α值是多少?(理论上1kg汽油完全燃烧所需要的空气量为15kg)
答:过量空气系数是0.8。
10. 某柴油机正常工作时的耗油量G
b=10kg/h;其过量空气系数α=1.4,求该机正常工作时的空气耗量(柴油的理论空气量L
0=14.3kg)。
由过量空气系数的定义知:
则G
s=αG
bl
0=1.4×10×14.3=200.2(kg/h)
答:该机正常工作时的空气耗量为200.2kg/h。
11. 某柴油机转速2000r/min,曲轴转角从喷油开始到结束仅为15°,求每次喷油所用时间。
柴油机每秒钟转速为2000÷60=100/3(r/s)
每转360°,则15°相当于15÷360=1/24(r)
则喷油所需时间为1/24÷(100/3)=1/800=0.00125(s)
答:每次喷油所用时间为0.00125。
12. 一个辊冲程六缸柴油机在2000r/min,发出180hp,其有效耗油为180g/(hp·h),所用燃料密度为0.84g/mL时,求每缸喷油多少毫升?
柴油机在2000r/min时,发出180hp,耗油率为:
180×180=32400(g/h)
每分钟消耗:32400÷60=540(g/min)
每转消耗:540÷2000=0.27(g)
柴油机每转一圈有三个缸喷油,则单缸消耗为:0.27÷3=0.09g燃料密度为0.84g/mL
则每缸每次喷油量为0.09÷0.84=9/84=0.11(mL)
答:每缸每次喷油0.11mL。
13. 某柴油机转速n
b=180r/min,最大扭矩转速为1200r/min,求该柴油机转速适应性系数。
Nn=nb/nmemax=1800÷1200=1.5
答:该发动机的转速适应性系数为1.5。
14. 已知某四缸柴油机在试验工况为750r/min时喷油750次的单缸供油量分别是85.5cm
3、86.5cm
3、88cm
3和90cm
3,试问其供油量不均匀度为多少?
Q
max=90cm
3,Q
min=85.5cm
3,
Q
平均=(85.5+86.5+88+90)÷4=87.5(cm
3)
所以
答:供油量不均匀度为5%。
15. 已知某柴油机某一时刻功率N
e为73.6kW,转速n为17.5r/s,求该工况下的扭矩。
答:该工况下扭矩为670N·m。
16. 某柴油机在标况下扭矩为65kg·m,最大扭矩为74kg·m,求该机扭矩储备系数是多少?
Meb=65kg·m
Memax=74kg·m
Nm=MEmax/Meb=74÷65=1.14
答:扭矩储备系数为1.14。
17. 某柴油机标定转速1180r/min,最大扭矩时的转速为800r/min,求柴油机转速储备系数是多少?
Nn=nb/nmemax=1180÷800=1.475
答:该柴油机转速储备系数为1.475。
18. 某柴油机标定状况下转速为1800r/min,求该转速下凸轮轴的转速。已知该发动机为四冲程机。
由于曲轴每转两周凸轮轴转一周
故凸轮轴的转速为:1800×1/2=900(r/min)
答:该转速下凸轮轴的转速为900r/min。
19. 两块钢板用一个螺栓来连接,当上下两层钢板各变到两个大小相等方向相反的拉力P时,螺栓沿截面有剪数据的趋势,现已知螺栓为M14,它的许用剪应力为[τ]=800kgf/cm
2。试求该螺栓能够承受多大的力?
根据题意先算出螺栓的截面积F
F=1/4πd2=1/4×3.14×(14÷10)2=1.54(cm2)
根据实际剪应力≤τ≤[τ]许用剪应力
得τ=P/F≤[τ]
则P≤F[τ]=1.54×800=1232(kgf)
答:这个螺栓完全能承受1232kgf的力。
20. 有一简支梁如图所示,矩形截面高度h=15cm,宽度b=10cm,在梁的中点受到一个集中力P=1000kgf,梁的跨长L=4m。试问这根梁的最大正应力是多少?
根据题意:P力在梁的正中,所以两端的支座反力等于P力的一半,
即RA=RB=500kgf又因为弯矩最大的截面在梁的正中,所以最大的弯矩:
Mmax=RA×1/2=500×200=100000(kgf·cm)
根据抗弯截面模量W=1/6bh2
得W=1/6×10×152=375(cm3)
梁的最大正应力Smax=100000÷375=267(kgf/cm2)
答:这根梁的最大正应力是267kgf/cm2。
21. 某传动机构,两直齿轮啮合时,中心距为153mm,其主动齿轮齿数为34,被动齿轮齿数为68,求两齿轮的模数。
当两齿轮啮合时,其模数相等。
根据A=m/2(z1+z2)
得m=2A/(z1+z2)=2×153÷(34+68)=306÷102=3(mm)
答:两直齿轮的模数都为3mm。
22. 一标准直齿轮的齿数为48,模数为2,求其分度圆直径。
d=mz=2×48=96(mm)
答:其分度圆直径为96mm。
23. 一主动轮转速为1450r/min,直径为1200mm,设计从动轮转速为920r/min,求从动轮直径为多少毫米?
据n1/n2=D2/D1
D2=D1·n1/n2=1200×1450÷920=1891.3(mm)
答:从动轮直径为1891.3mm。
24. 一标准直齿圆柱齿轮的齿数为24,模数为2mm,求其分度圆直径。
df=mz=2×24=48(mm)
答:该齿轮分度圆直径为48mm。
25. 已知两级减速器中,主动齿轮的齿数Z
1=19,从动齿轮的齿数Z
2=33,主动齿轮齿数Z
3=16,从动齿轮齿数Z
4=45。求传动比i为多少?
i=z2z4/(z1z3)=33×45/(19×16)=4.88
答:传动比为4.88。