機(jī)械原理習(xí)題及解答資料

1、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2- 1填充題及簡(jiǎn)答題（1）平面運(yùn)動(dòng)副的最人約束數(shù)為，址小約束數(shù)為 O（2）平而機(jī)構(gòu)中若引入一高副將帶入個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將帯入個(gè)約束。（3）機(jī)構(gòu)貝有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？（4）何謂復(fù)合狡鏈、局部自由度和虛約束？（5）桿組代冇什么特點(diǎn)？如何確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別？選擇不同的原動(dòng)件對(duì)機(jī)構(gòu)級(jí)別冇無(wú)影答案：（1）平而運(yùn)動(dòng)副的最人約束數(shù)為2,最小約束數(shù)為丄（2）平面機(jī)構(gòu)中若引入一高副將帶入L個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將帶入/個(gè)約束。（3）機(jī)構(gòu)典有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的自由度人于零，且自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù)。（4）復(fù)合較鏈：在同一點(diǎn)形成兩個(gè)以上的轉(zhuǎn)動(dòng)副，這一點(diǎn)為復(fù)介較鏈。周部自由度：某個(gè)構(gòu)件的局部

2、運(yùn)動(dòng)對(duì)輸出構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響，這個(gè)局部運(yùn)動(dòng)的自由 度叫局部自由度。虛約束：起不到真正的約束作用，所引起的約束是虛的、假的。（5）桿組是自rfl度為零、不可再拆的運(yùn)動(dòng)鏈。機(jī)構(gòu)的級(jí)別是所倉(cāng)桿組的最高級(jí)別。選擇不同的原動(dòng)件使得機(jī)構(gòu)中所含桿組發(fā)生變化，町能會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的級(jí)別發(fā)生變化。2-2計(jì)算下圖機(jī)構(gòu)的自由度，若含有復(fù)合較鏈，局部自由度，虛約束等情況時(shí)必須一一指出，圖中BC、ED、FG分別平行且相等。要使機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出原動(dòng)件。22答案：B點(diǎn)為復(fù)合較鏈，滾子繞B點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，ED及其兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副引入虛約束，I、J兩個(gè)移動(dòng)副只能算-個(gè)。F = 311 2Pl-Pb = 3x6-2x8-1

3、 = 1根據(jù)機(jī)構(gòu)其有確定運(yùn)動(dòng)的條件，自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù).故給凸輪為原動(dòng)件。2-3題圖23所示為一內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算其自由度，以AB為原動(dòng)件分析組成此機(jī) 構(gòu)的基本桿組。又如在該機(jī)構(gòu)中改選EF為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與 前右所不同，機(jī)構(gòu)的級(jí)別怎樣？2-3答案:F =3x7 2x10=1。注意其中的 C、F. D、H點(diǎn)并不是復(fù)介較鏈。29以AB為原動(dòng)件時(shí):此時(shí).機(jī)構(gòu)由三個(gè)II級(jí)基本桿組與原動(dòng)件、機(jī)架構(gòu)成，機(jī)構(gòu)的級(jí)別為二級(jí)。以EF為原動(dòng)件時(shí)：機(jī)構(gòu)由1個(gè)II級(jí)基本桿組，1個(gè)III級(jí)基本桿組和機(jī)架組成。機(jī)構(gòu)的級(jí)別為三級(jí)。顯然， 取不同構(gòu)件為原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)中所含的桿組發(fā)生了變化.此題中，

4、機(jī)構(gòu)的級(jí)別也發(fā)生了變24圖示為一機(jī)構(gòu)的初擬設(shè)計(jì)方案。試分析:(1) 其設(shè)計(jì)是否合理，為什么？(2) 若此方案不合理，請(qǐng)修改并用簡(jiǎn)圖表示。24答案：(1)不合理。因?yàn)樽杂啥菷=3x4- (2x5+l-0) -1=0,機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。(2)增加一個(gè)構(gòu)件，使其自由度為1。2-5虛約束對(duì)運(yùn)動(dòng)不起真正的約束作用，那么機(jī)構(gòu)屮為什么要引入虛約束？2-5 S案：虛約束對(duì)運(yùn)動(dòng)雖不起真正的約束作用，但是考虔機(jī)構(gòu)的受力均衡，避免運(yùn)動(dòng)不確 定.增加傳遞的功率等設(shè)計(jì)時(shí)要加入虎約束。平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析3-1試求題圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置.瞬心P34在C點(diǎn)P】4、P13均在垂直導(dǎo)路的無(wú)窮遠(yuǎn)處瞬心Pm P13均在B

5、點(diǎn)32在圖示的齒輪連桿機(jī)構(gòu)中.三個(gè)圓輪互作純滾，試用相對(duì)瞬心Pu求輪1和輪3速度比。3- 2答案：此題關(guān)鍵是找到相對(duì)瞬心Pi3。33在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，己知r = 50mm1OA = 22nm 1 = 80nm (px = 90c 凸輪l以角速度=lOrad/s逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。試用瞬心法求從動(dòng)件2的角速度“2。33答案：找到1, 2構(gòu)件的相對(duì)瞬心PjjCO i即冇：0 x AP12 =馬 x CP12(1)現(xiàn)在的關(guān)鍵足求tB AP12的值。設(shè)AP】2為x,則OP12 = V222 +XTB企=50+J22? + x2 , CP12 = 80 + xAP12AOAP2BC則有:x_ y)222 4

6、- x250+a/222 + x280+x求得x=37.4由式（1）可得： = x宓2 = 4 675rad/s,逆時(shí)針?lè)较颉?CP123-4判斷題1.速度瞬心的絕對(duì)速度一定為零。3-6說(shuō)明進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析右哪些方法，簡(jiǎn)述各口的犢點(diǎn)和應(yīng)用。3- 6答案：進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析有解析法、瞬心法、相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法等。解析法是借助于解析式求解，（借助計(jì)算機(jī)）町方便地求解機(jī)構(gòu)一個(gè)律環(huán)中的運(yùn)動(dòng)情況。瞬心法是利用瞬心 的含義求解，可方便地進(jìn)行簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的速度分析。相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法足利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理, 列出矢量方程式，按各矢量的大小、方向逐個(gè)判斷，畫矢最多邊形，最得結(jié)果，可對(duì)機(jī) 構(gòu)進(jìn)行速度分析及加速度分析，作圖繁瑣。

7、4- 1 -偏心盤杠桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖中轉(zhuǎn)動(dòng)副A和B處校大的小圓為摩擦圓，偏心盤1與杠桿的接觸點(diǎn)D處的摩擦角（p=30,設(shè)重物為Q。試作出各運(yùn)動(dòng)制處總反力的方向。41答案提示：構(gòu)件3受3個(gè)力的作用，D處的總反力，Q和B處的總反力，應(yīng)注意三力匯 交。42圖中滑塊為原動(dòng)件，其上作用冇向右的驅(qū)動(dòng)力P,所冇轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓半徑為p （各轉(zhuǎn) 動(dòng)副處的大圓為摩擦圓），滑塊與導(dǎo)路之間的摩擦角為9=30%試：在原圖上畫出各運(yùn)動(dòng) 副處的總反力。提示：共有4對(duì)反力，從受拉二力桿BC入手（二力共線），滑塊3為三力構(gòu)件（三力匯交）。4-3簡(jiǎn)答題試推導(dǎo)滑塊沿斜面匕升時(shí)的效率，其與滑塊沿斜面卜降時(shí)的效率柑同嗎？43答案：滑

8、塊沿斜面上升時(shí)的效率=tail/tan（2 + p）滑塊沿斜面卜降時(shí)的效率廠晉機(jī)械的效率和自鎖51什么是自鎖，它與死點(diǎn)有什么不同？答案：機(jī)構(gòu)中的自鎖是由于噤擦的存在，無(wú)論驅(qū)動(dòng)力怎樣增加，都不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 而死點(diǎn)是機(jī)構(gòu)所處的特殊位置，該位置機(jī)構(gòu)的壓力角為90度，機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。它不考慮摩 擦。52題圖52所示為一電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，已知每對(duì)齒輪的效率“I?和均為0 95,鼓輪及滑輪的效率偽，5均為036.設(shè)戦荷Q = 40kN,以V= 1511VS勻速上升，試求電動(dòng)機(jī)的功 率。5- 2答案:提升載荷Q均勻上升所需功率P . =40x15 = 600 kW仏2340.95 x 0.95 x 0.96

9、 x 0.965-3求機(jī)構(gòu)的自鎖條件有哪些方法？53答案：求機(jī)構(gòu)的自鎖條件可以用下列方法：（1）令機(jī)械效率S0。（2）機(jī)構(gòu)中的任意一個(gè)運(yùn)動(dòng)副發(fā)生自鎖：對(duì)于移動(dòng)副，若力作用在 摩擦角Z內(nèi)，就自鎖；対于轉(zhuǎn)動(dòng)副，若力作用在摩擦圓之內(nèi)，就自鎖：對(duì)于螺旋副， 若螺紋升角S當(dāng)最摩擦角，就自鎖。（3）直接利用定義：驅(qū)動(dòng)力S摩擦力。機(jī)械的平衡6- 1什么是剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動(dòng)平衡？它們?cè)谄胶庥?jì)算時(shí)有何不同？只在一個(gè)平面內(nèi)加質(zhì) 量的方法能否達(dá)到動(dòng)平衡？6-1答案：剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡是對(duì)剛性轉(zhuǎn)子慣性力的平衡；剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡是對(duì)剛性轉(zhuǎn)子 慣性力和慣性力矩的平衡。靜平衡時(shí)只在一個(gè)平面內(nèi)適當(dāng)位置加一定的質(zhì)最或在相反位置

10、去質(zhì)最；動(dòng)平衡時(shí)必須選 擇兩個(gè)平衡平面，分別對(duì)其進(jìn)行靜平衡。只在一個(gè)平衡平面內(nèi)加質(zhì)最不能達(dá)到動(dòng)平衡，因?yàn)橹辉谝粋€(gè)平面內(nèi)加質(zhì)量不能平衡慣性 力矩。6-2卜圖所示的盤形轉(zhuǎn)子中，冇4個(gè)不平衡質(zhì)鼠，它們的人小及其質(zhì)心到回轉(zhuǎn)軸的距離分別 為：mi=10kg. ri=lOOmiii, m：=8kg rylSOmm, 1113= 7kg r3=200mm, ni4=5kg. r4=100mm. 試對(duì)該轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡計(jì)算.解：齊質(zhì)徑積的人小分別為：miii= 1000kg-mm, m2r：= 1200kg-mm, 111芬3= 1400kg mm, m4r4=500kgmmo取一比例尺，準(zhǔn)確作出質(zhì)徑枳的向量多邊

11、形，以平衡質(zhì)徑枳叫r.構(gòu)成 封閉的向量多邊形。從上面的向屋多邊形中可知：平衡質(zhì)徑枳人小ineie=40x20=800kg.mnn方向與x向成60 角。欲平衡有2種方法：（1）在mj;方向配質(zhì)量，若在幾=100mm,則me=8kg:（2）町在叫幾反方向挖去一塊，使其質(zhì)徑積為800kgmm.6-2題圖6-2所示為一均勻圓盤轉(zhuǎn)子，工藝要求在圓盤上鉆4個(gè)圓孔，圓孔直徑及孔心到轉(zhuǎn)柚 O 的距離分別為：d=40mm, r=120mm d2=60inm, “= 100mm, d3=50min r3=110mm*mg=7rX (dj/2) X 2120=48000tt, m2r2=7iX ( d2/2) X2

12、100=90000tt013=71 X (dj/2) X2110=68750心(d/2) X290=108450n現(xiàn)取lQOOOzr作向量多邊形：從向量圖中可知:mere=43x2000=8600071若在半徑rt= 100mm fl與x軸E向成0=46的位置上。所挖圓孔的直徑ds=（ 3440）l/2nim即可平衡。平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)8-1.繪制題圖示機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,說(shuō)明它們各為何種機(jī)構(gòu).A)D口a）曲柄搖塊機(jī)構(gòu)d）曲柄搖塊機(jī)構(gòu)b）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)O曲柄滑塊機(jī)構(gòu)8-1答案:82己知題圖所示較鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，lBc=50mm lcD=35mm, 1妙=3011】皿 取AD為機(jī) 架。（1

13、）如果該機(jī)構(gòu)能成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB是曲柄，求Iab的取值范闈；（2）如果該機(jī)構(gòu)能成為雙曲柄桿構(gòu)，求Iab的収值范闈；（3）如果該機(jī)構(gòu)能成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求1屈的取值范闈8-2答案:（1）該機(jī)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，則AB應(yīng)為最短桿。其中已知BC桿為最長(zhǎng)桿50 o1ab+1bc?ad+1cd 得到 IabS 15（2）該機(jī)構(gòu)欲成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，同樣應(yīng)滿足曲柄存在的條件，且應(yīng)以嚴(yán)短桿為機(jī)架?，F(xiàn)AD為機(jī)架，則只能故短桿即為AD=30，則瑕長(zhǎng)桿町能為BC桿，也町能是AB桿。若AB桿為最長(zhǎng)桿：Iad+IabSIbc+Sd 得到 1ab055即 501ab55若BC桿為最長(zhǎng)桿：1ab+1bcS1ab

14、+Sd 得到】ab 纟 5即 451ab50為:該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則AB桿桿長(zhǎng)的取值范闌為：451ab 1cd+1ad 得到 Iab 15若AD桿址短，BC桿域長(zhǎng)：1ad+1ab1bc+1cd 得到 Iab V 45AB桿最長(zhǎng)：1ad+1ab 1bc+1cd 得到 Iab 5 5】ab Iad+Icd+Ibc 彳J 憑 山 115綜上分析：AB桿的取值為：151ab45或苦 55V1ad lAD=72mm（1）若取AD為機(jī)架.求該機(jī)構(gòu)的極位夾角0和往復(fù)行程時(shí)間比系數(shù)K.桿CD的最人擺角和最小傳動(dòng)角丫啣；（2）若取AB為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)將演化為何種類型的機(jī)構(gòu)？為什么？這是C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副還

15、是擺轉(zhuǎn)副？83答案:由于1ab + 1adS1bc + 1cd且以最短桿AB的鄰邊為機(jī)架，故該較鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿 機(jī)構(gòu)，AB為曲柄。(1)以曲柄AB為主動(dòng)件，作出搖桿CD的極限位置如圖所示。AC i=1ab + 1bc=80AC2=1bc-1ab=24極位夾角e：0 = arcco4ZC2 AD)- arccoZCj AD)=arcco(AC； + AD2 -C2D2 )/(2AC2 x AD)- arc co (ACf + AD2 _CD2)/(2ACi x AD) = arcco(242 +722 -502)/(2x24x72)arcco(80, + 72, -502)/(2x80x

16、72)= 21行程速比系數(shù)K= (180+e)/ (180-9) G1.27址小傳動(dòng)角Yrnm出現(xiàn)在AB與機(jī)架AD重合位置（分正向重合、反向重合）如圖。 分別求出卩I、處，再求最小傳動(dòng)角。=arccos|（CD2 + BC2 -（CD-AB）2）/（2CDxBC）=27.502 =arccos（CD2 + BC2 - （AD + AB）2 ）/（2CD x BC ）= 174.7曲柄處于AB】位置時(shí)，傳動(dòng)角丫尸內(nèi)。曲柄處于AB?位置時(shí)，傳動(dòng)角y2=180-p2o現(xiàn)比較的丫1、丫2大小，最小傳動(dòng)角取丫1、丫2中最小者-Ymm=5.3。求卩搖桿的最大擺角(P：0 = arccoZBDC J - a

17、rccoZB,DU )= arcco(B!D2 + QD2 - BCf )/(20 x QD)-arccoKD2 + D2 - Cf )/(2B:D x C2D) = arcco(442 +5O2 - 522 )/(2x 44x 50)- arcco(1002 + 50: - 522 )/(2 x lOOx 50)= 61.3（2）取AB為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵谇鷵u桿機(jī)構(gòu)中取最短桿作為 機(jī)架，其2個(gè)連架桿與機(jī)架相連的運(yùn)動(dòng)副A、B均為周轉(zhuǎn)副。C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副 為擺轉(zhuǎn)副。84題圖所示六桿機(jī)構(gòu)中，并構(gòu)件的尺寸為：1=30111111, 1bc=55mm 1=501111. lcD=4

18、0miii. 1de=20iiiiii. lEF=60mni.滑塊為運(yùn)動(dòng)輸出構(gòu)件。試確定：（1）四桿機(jī)構(gòu)ABCD的類型.（2）機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K為多少？（3）滑塊F的行程H為多少？（4）求機(jī)構(gòu)的謚小傳動(dòng)角Ymm（5）導(dǎo)軌DF在什么位置時(shí)滑塊在運(yùn)動(dòng)中的壓力角最??？84答案:(1)四桿機(jī)構(gòu)ABCD中.最短桿AB,最長(zhǎng)村BC因?yàn)?ab+1bccd+1ad且以最短桿AB的鄰邊為機(jī)架.故四桿機(jī)構(gòu)ABCD為曲柄搖桿機(jī)構(gòu).(2)搖桿CD處于極限位置時(shí)，滑塊F亦分別處丁其極限位宣.先求極位夾角亠 再求行程速比系數(shù)K.極位夾角 e=ZC2AD-ZC1ADe=cos4 (C2A2+AD2-C2D2) /2xC：

19、AxAD -cos1 (CiA+ADLCi，)/2XC1AXAD=cos4 (252+502-402) /2x25x50 -cos1 (852+502-402) /2x85x50 =39.2 行程速比系數(shù)K= (180+e)/ (180-e)=1.56(3) 在 AADCi 中：cos_1ZADCi= (502+402-852)x50x40=157.1在 AADC2 中：cos1ZADC2= (502+402-252) /2x50x40=33ZFiDEi=ZADCiZF2DE2=ZADC2在 AFiDEil*： cos“ZFiDEi= (FiD2+2O2-6O2) /2xFiDx60即可求出F

20、iD=53.17在 AF2DE2 中：cos4ZF2DE2= ( F2D2+2O2-6O2) /2xF2Dx60即可求出F2D=128.84所以滑塊的行程H=F2D-F1D=75.67(4) 機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角丫迥出現(xiàn)在CD桿垂直于導(dǎo)路時(shí).(即ED丄導(dǎo)路)COSYmmuED/EF, C0SYmm=l/3 Ymm=78.4U（5）導(dǎo)軌DF水平處于El、E2之中間時(shí)，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中壓力角最小8- 5如題圖8-5所示，對(duì)于一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知曲柄長(zhǎng)為r,連桿長(zhǎng)為1,偏距為e, 求：(1) 當(dāng)曲柄為原動(dòng)件機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的表達(dá)式：說(shuō)明曲柄r,連桿1和偏距e對(duì)傳動(dòng)角的 影響；(2) 說(shuō)明出現(xiàn)最小傳動(dòng)角時(shí)的機(jī)構(gòu)

21、位置；(3) 若令e=0 (即對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu))，其傳動(dòng)角在何處MX?何處故?。坎⒈容^ 其行程H的變化情況.8-5答案:y=ZCBAcosy= (BA+DE ) /BC即 cos尸(YSina+e) /L從上式可知，rf, ef均可使傳動(dòng)角;LT使竹。2)從上式町知，最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在AB桿垂11于導(dǎo)路時(shí).(即a=90時(shí))3)e=0時(shí)，最小傳動(dòng)角丫迥還是同上，出現(xiàn)在AB垂直于導(dǎo)路上時(shí)，且yosr/lo 最大傳動(dòng)角丫“出現(xiàn)在曲柄AB與導(dǎo)路垂直時(shí)，且7=90此時(shí)行程H增大,HH=2ro8-6題圖8-6所示為小型插床;舊用的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，己知lSOuuii, 1=40111111,行： 程時(shí)間比系數(shù)

22、K=2.27,求曲柄BC的長(zhǎng)度Ibc及插刀P的行程H.8-6答案:當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與水平線A P相交時(shí)，滑塊P分別處于其極限位置.即當(dāng)(？點(diǎn)在A左方時(shí)，D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)正右方，滑塊P處于右邊極限位SPi：當(dāng)C點(diǎn)在A右方時(shí)，D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)正左方，滑塊P處于左邊極限位置P2.插刀P的行程H=2AD=80nim.e=180x (k-1) / (k+l) =180x (2x27-1) / (2x27+1) =173-5o1) 若ZCiBC2 為銳角，WJZCiBC=e. 1BC=1AB/Sm (0/2) =5112) 若ZCiBC：為鈍角，則ZCiBC2=180, 1bc=1ab/Siii (ZC1BC2/

23、2) =1ab/Shi (90-0/2) =1abzcos (9/2) =2428-7.如圖8-9所示的鐵鏈四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)己知其搖桿CD的長(zhǎng)度為75mm,行程速比系 數(shù)K=1.5,機(jī)架AD的長(zhǎng)度為80mm,又已知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架的夾角(p=45,試求 其曲柄的長(zhǎng)度Iab和連桿的長(zhǎng)度Ibc。圖8-78-7答案：選尺寸比例畫出機(jī)架AD，搖桿的一個(gè)極限位置CD，以D為心，以DC為半徑畫出C點(diǎn)所在的圓弧極位夾角2 fk-l/ p即可求Iab，Ibc亦可用作用在AC?上截去AC,剩余段的一半即為1ab,AF即代表Ibc。2CD為最遠(yuǎn)極限位置，則最近極限位置在CiD、則有Iab 十 1bc=AC?

24、x p1bc-1ab=AC2x即可求Iab，Ibc （亦可用作圖法，同上）。8- 8.如何依照各桿長(zhǎng)度判別餃鏈四桿機(jī)構(gòu)的型式？8- 8 S案：酋先判斷最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和是否小干等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，若不成立， 則該餃鏈四桿機(jī)構(gòu)必為雙搖桿機(jī)構(gòu)；若成立，且瑕短桿為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)：若 最短桿的鄰邊為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；若最短桿的對(duì)邊為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙搖 桿機(jī)構(gòu)。8-9、設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD,己知搖桿的長(zhǎng)度LcD=40mm,搖桿的右極限位置DC】與 機(jī)架間的夾角*1=60,搖桿的左極限位置DC）與機(jī)架間的夾角血=120。，且要求搖桿處在右 極限位置DC】時(shí)，機(jī)構(gòu)的壓力

25、角為（x=0。，試確定其余構(gòu)件的長(zhǎng)度，并說(shuō)明所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)有 無(wú)急回特性，為什么？8-9答案：分析：關(guān)鍵在于找到A點(diǎn)。由a=0。知，過(guò)Ci點(diǎn)作DCi的垂線，與機(jī)架線的交點(diǎn)即為曲柄的回轉(zhuǎn)中心A點(diǎn)，這樣，得到 了 ACi和AC?的長(zhǎng)度，即可求得AB和CD的長(zhǎng)度。第七章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)91 .什么是剛性沖擊、柔性沖擊？常見的運(yùn)動(dòng)觀律哪些出現(xiàn)剛性沖擊？哪些出現(xiàn)柔性沖擊？ 91答案：由于速度的突變，引起了加速度無(wú)窮人的變化，因這個(gè)無(wú)窮人的慣性力引起的沖擊叫剛性沖擊：由于速度的有限值的突變，引起的沖擊，叫柔性沖擊。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律存在剛性沖擊，等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律存在柔性沖擊。9- 2.圖示為凸輪

26、機(jī)構(gòu)的起始位置，試用反轉(zhuǎn)法直接在圖上標(biāo)出：1）凸輪按3方向轉(zhuǎn)過(guò)45時(shí)從動(dòng)件的位移：2 ）凸輪按3方向轉(zhuǎn)過(guò)45時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角.9-2答案：a）假想凸輪固定，從動(dòng)件及其導(dǎo)路順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在偏距圓卜順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)45.b）假想凸輪固定，機(jī)架OA順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)45,找出擺桿的位置來(lái)確定擺桿的角位移屮.9- 3題圖93所示為滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu).凸輪為-半徑為R的偏心圓盤，圓盤 的轉(zhuǎn)動(dòng)中心在O點(diǎn)，幾何中心在C點(diǎn)，凸輪轉(zhuǎn)向如圖所示.試在圖上作出從動(dòng)件的初始位 置，并在圖上標(biāo)出圖示位置時(shí)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)角（p和從動(dòng)件擺過(guò)的擺角/93答案：設(shè)滾子的半徑為r,偏距oc為e.以O(shè)必為閱心，以7?-e+r為半徑畫圓

27、弧.再以 1為半徑，A為圓心畫圓弧.即町找到初始點(diǎn)滾子中的位置R）.又以O(shè)點(diǎn)為圓心，偏距e為 半徑畫弧，再連接OBi直線.交點(diǎn)即為初始位置時(shí)偏心鬪盤的幾何中心Co.即可找出凸輪 的轉(zhuǎn)角p如圖所示.從動(dòng)件的擺角p如圖所示.9- 4圖示的對(duì)心滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的實(shí)際輪廓為一圓，圓心在A點(diǎn)，半徑R = 40mm，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，loA=25mm，滾子半徑rr=10nim.試問(wèn)：（1）凸輪的理論曲線為何種曲線？（2）凸輪的基圓半徑5（3）在圖上標(biāo)出圖示位置從動(dòng)件的位移S,并計(jì)算從動(dòng)件的升距h（4）用反轉(zhuǎn)法作出當(dāng)凸輪沿血方向從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，并計(jì)算推程 中的最大壓力

28、角（5）若凸輪實(shí)際廓線不變，而將滾子半徑改為15mm,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有無(wú)變化？解：（1）理論輪廓曲線為：以A點(diǎn)為圓心，半徑為R+rr的圓。（2）基圓半徑為理論輪廓曲線的半徑r0 = R-OA+ rr = 40 - 25 +10 = 25nin（3）此時(shí)從動(dòng)件的位移s如圖所示11 = R+ OA+ rr - r0 = 40 + 25 +10 25 = 50nm（4）即從動(dòng)件導(dǎo)路沿方向轉(zhuǎn)過(guò)90到B,此時(shí)壓力角N如圖所示。最大壓力角（A ）- =30（R+rJ（5）實(shí)際輪廓曲線不變，滾子半徑為15mm,此時(shí)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變，因?yàn)閺膭?dòng)件 的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與輪廓曲線一一對(duì)應(yīng)。95一對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形

29、凸輪機(jī)構(gòu)，己知凸輪的基圓半徑rb=50mm,滾子半徑 rr=15mm,凸輪以寫加速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)4180。時(shí)，從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn) 動(dòng)規(guī)律上升h=40mm：凸輪再轉(zhuǎn)=150o時(shí)，從動(dòng)件以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律將回原處；其 余業(yè)NO。時(shí)，從動(dòng)件靜上不動(dòng).試用解析法計(jì)算卩=60。，0=240。時(shí)凸輪實(shí)際輪廓曲線上點(diǎn) 的坐杯.95答案：1）求尸60。時(shí)的坐標(biāo)，此時(shí)為推程的等加速階段（將滾子中心作為圓點(diǎn)）e=0位移 s=2力 x=(M3)2x2x40/h咯7. 9mm,而 so=rb7-rr=65mm其坐標(biāo)牛x= (s+s) sin(p=12 9siii (h/3)S y= (s+s) cos

30、(p=2. 9cos (it/3)2)求p=2 0時(shí)的坐標(biāo)，此時(shí)為回程階，余弦加速度運(yùn)動(dòng)，(p=4tc/3其位移 s= 1+cos (2/0 h/a=14-cos (n (4ti/3) /5n/6) 40/2=20 (l+cos8M5)其坐標(biāo)：x=s0 sincpy=(軋+s) coscp第八章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)101在圖示行星輪系中，己知各輪齒數(shù)Z2=46, Z=14, z3=14. 4=44,模數(shù)均為m=4mm,行 星輪軸線與中心輪軸線之間的距離為120mm,試求： 該輪系的自由度。 指出齒輪1、2的傳動(dòng)類型，并說(shuō)明理由。 按不發(fā)生根切的條件定出齒輪1的變位系數(shù)X,確定齒輪2的合理變位系數(shù)旳

31、的人?。挥?jì)算齒輪1、2的分度圓半徑n.r2;齒頂圓半徑lai，ra2；分度圓上的齒距pi、p2 o 3、4齒輪應(yīng)采用何種傳動(dòng)類型？為什么？101 答案:(1) F=3n- (2Pi+Ph-PF) -F=3x3- (2x3+2-0) -0=1(2) ai2=m/2 (zi+z2)=4/2 (14+46) =120 (mm),等于安裝中心距，且 zj (17-zi)/17=3/17 可取 xi=3/17,則 X2= -3/17ri= mz 1/2=4x14/2=28 (mm)r-= m z-/2=4x46/2=92 ra= T+ (hm+Xm) 上宀 r2+ (lia#m+ x2m)(mm)=28

32、+ (1+3/17) x4=32.71 (mm)一92+ (1 3/17) x4-95.294 (mm)pi=p2=7nn=12.566 (mm)(4) a34=m/2(Z3+Z4) =4/2 (14+44) =116( mm) 0,即該對(duì)齒輪為正傳動(dòng)類型。3. 122=4x (23+37) / (2cosp)得cos卩=120/122=0 9836(3=10.388910-3.用齒條插刀按范成法加工一漸開線齒輪，其基本參數(shù)為ha =1 , c =0.25,a=20,m=4inina若刀具的移動(dòng)速度為V “=0.001 m/s,試求：1. 切制z=12的標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，刀八分度線與輪坯中心的距離L

33、應(yīng)為多少？被切齒輪的轉(zhuǎn)速 n應(yīng)為多少？2. 為避免發(fā)生根切，切制Z=12的變位齒輪時(shí)，其最小變位系數(shù)Xmm應(yīng)為多少？此時(shí)的L 應(yīng)為務(wù)少？ n是否需要改變？答案：1. L= in/2 z=4/2x 12=24 (mm),T V j=rG=r (nK/30)n=0.398轉(zhuǎn)/分2. 皿=(17-z) /17=5/17,L=r+ Xmm m=24+5/17 x4=25.176( mm)N不需改變。10-4判斷題1. 一對(duì)直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)，模數(shù)越大，重合度越人。2. 加工漸開線齒輪時(shí)出現(xiàn)了根切現(xiàn)象，一定是由于齒輪的齒數(shù)過(guò)少引起的。3. 漸開線齒輪的齒根圓總是小于其基圓。4. 兩個(gè)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，

34、要連續(xù)傳動(dòng)，必須滿足兩個(gè)齒輪的基節(jié)相等。5. 齒輪上齒厚等于齒槽寬的圓稱為分度圓6. 直齒圓柱齒輪中，節(jié)圓總是人于分度圓。7. 一對(duì)等移距齒輪傳動(dòng)中，一定存在負(fù)變位齒輪。104 答案：1 （錯(cuò)），2 （錯(cuò)），3 （錯(cuò)），4 （錯(cuò)），5 （錯(cuò)），6 （錯(cuò)），7 （對(duì)）10- 5什么是斜齒輪的當(dāng)量齒輪，當(dāng)量齒數(shù)等于什么？10- 5答案：與斜齒輪的法而齒形相為的假想II齒輪圓柱齒輪稱為斜齒輪的肖量齒輪。其上 的模數(shù)為斜齒輪的法面模數(shù)，壓力角為斜齒輪的法面壓力角，齒數(shù)為當(dāng)最齒數(shù)z, =z/cos3pd10-6平行軸外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是什么？與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)相比，有何 不同？10-6答案

35、；平行軸外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙介條件是模數(shù)相等，壓力角相等，螺旋角 大小相等，旋向相同。與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)相比，多了螺旋角的限制條件。10-7簡(jiǎn)述蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)。10-7答案：蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：傳動(dòng)比人，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)聲，傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量人， 成本高，滿足一定條件時(shí)可自鎖。10-8對(duì)齒輪進(jìn)行變位修正的目的是什么？10-8答案：避免根切、湊配中心距、改善傳動(dòng)性能等。第十一章齒輪系及其設(shè)計(jì)11-1.在題圖11-1所示的手搖提升裝置中，已知各輪齒數(shù)為Zi=20, Z2=5O, Z3=15, Z4=3O, 26=40, z7=18, Zg=5b蝸tf zs=l為右旋,試求傳動(dòng)比訊并確定提升重

36、物時(shí)的轉(zhuǎn)向.題圖11-141答案：此輪系為定軸輪系.Ils=n1/n8=zixz5xz6xz8/z1xz3xz5xz7=50x30x40x51/20x 15x1x18722.2211-2.題圖11-2所示為一滾齒機(jī)工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，匸作臺(tái)與蝸輪5相固聯(lián).己知Zi=z/=20, Z2=35, n=20 （右旋）,z5=40,滾刀（左旋）,z7=28o若加要工一個(gè)z5 =64的齒輪，試決定 交換輪組各輪的齒數(shù)習(xí)和習(xí)O題圖11-2112答案：由定軸輪系組成。均從電機(jī)出發(fā) 一條傳動(dòng)線路為1= 7. 6. 5，.而另一條傳動(dòng) 線路為1、2、2 3、4、4 5s。且5與亍固聯(lián)在一起，即其轉(zhuǎn)速相同。/.ip

37、5=ii5即 Z7XZ5 /ZrXz6=z2XZjXz4xz5/ZiXZ2 XZ3XZ4 代入己知各齒數(shù),得 Z=l 28Zj-齒數(shù)應(yīng)為整數(shù)，且要滿足上述條件.Z可的齒數(shù)取zj=25, 50. 100zi=32, 64, 128從體枳的角度出發(fā)，現(xiàn)取z?=25,牛32。11-3題圖113所示為手動(dòng)起重葫蘆，己知Zi=Z2=10, z2=20, z3=40.設(shè)由鏈輪A至鏈輪B 的傳動(dòng)效率為】=0. 9為了能提升Q=1000N的重:物.求必須加在鏈輪A匕的圓周力P題圖11-311-3答案：求出A, B兩輪的轉(zhuǎn)速比，1AB，即114該輪系為行星輪系，中心輪1，3,行星輪2-2系桿為4. 114=0.

38、 1)3 =丿丿=(l ) Z2Z3/Z1Z2即(n 1-114 ) / (0-11|)=-20x40/10x101尸111/114=9y=QxQ/pxp0. 9=1000x40/Pxl60x9yQxrBxn4/pxrAxniP =1000x40/160x0. 9x930 86 (N )11-4.在題圖11-4所不的三爪電動(dòng)卡盤的傳動(dòng)輪系中各輪齒數(shù)為:z)=6 Z2=Z2,=25 Z3=57Z4=56求傳動(dòng)比訕4題圖114114答案：該題為一個(gè)3K型的周轉(zhuǎn)輪系.H為行星架，1. 3. 4為中心輪.2、2%行星輪.ii3H=iii-iiH/n3-nH=(-1) zVzi 其中 ii尸0.ii4H

39、=ni-iiH/n4-nH=(-1)聯(lián)立、，即町求出，H4=ni/n4=-63x56/6=-588o115 在題圖11-5所示雙螺旋槳飛機(jī)的減速器中，己知：z)=26 z2=20,可=30. Zj=18, ni=1500r/mm,求螺旋槳尸，Q的轉(zhuǎn)速片叱及轉(zhuǎn)向.題圖11-5115答案：此輪系為2個(gè)行星輪系串聯(lián)組合而成.1, 2, 3, H (P)行星輪系，4, 5, 6,H (Q)行星輪系.現(xiàn)z3z6的齒數(shù)未知.現(xiàn)按標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝，用同心條件來(lái)求.Z3=2z2 -Azi=66N=2z5+zj=66由行星輪系1, 2, 3, H ( P )可知:其中nj=0H1 B = fni-np / =

40、(-1) Z3/Z1npU239 5r/mm即 ii4=nP=4239 5r/min由行星輪系4, 5, 6, H (Q)可知：146H= (llrllQ 丿 /(%nQ)= (-l)么4 ,其中 116=0即(lu-nq ) /-nQ66/30叱=1324 7r/minnp=4239 5r/nun ,轉(zhuǎn)向與 m 相同.iiq=1324 7r/min ,轉(zhuǎn)向與 iii 相同.11- 6題圖11-6所示輪系中各輪的齒數(shù)分別為： Z：=15, Zo=25, Z?=Z3=20, Z,=55, Z7=60,求傳動(dòng)比 iiK ,并說(shuō)明構(gòu)件H和構(gòu)件1的轉(zhuǎn)向足否相同。116 答案：ii2=ni.n2=-z2

41、/Z1/. 112= -15/25x 111= -3/5 illii4=ni n4=Z4/zi 114=15/55x ni=3/ll 111i?#(D2T】H)/()= _ Z4/ Zi:.(-3/5 ni nH)/ (3/11 ni-nH)= -60/ 20解得：iiH=m，HH=55/30,說(shuō)明構(gòu)件H和構(gòu)件1的轉(zhuǎn)向相同。11-7圖示輪系中，各輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，己知各輪齒數(shù)分別為：zi=l& zQ80, z2=20, z尸36.z3f=24, Z4=80 , z5=5O,蝸桿6為雙頭左旋,蝎輪z產(chǎn)58。求:1. 齒輪4的齒數(shù)z尸？2. 齒輪1和蝸輪7的傳動(dòng)比117。3若齒輪1的轉(zhuǎn)向如圖箭頭向|

42、一試說(shuō)明蝸輪7的轉(zhuǎn)向。11-7答案：1 Fh ai23= 834 得：Z4=zi +2Z2+Z3 -z 3r=l8+2x20+36-24=702. ii46= (nrn6) / (n4-n6) =- Z2 Z3 z4/ (zj Zi Z3r) 36x70/ (18x24) = -35/6If 4=ni n4=Z5Z47 (zf z5) = -1代入上式/.ii6=iii n6= -41/29.說(shuō)明 116 與 m 反向。Ig7=n.,n7=z 7/zg =58/2=29.i7 = . ii6 “7 =41/29x29=413. 由左手定則，輪7轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針。11-8 圖 11-8 所示的輪系中

43、,已知各輪齒數(shù) Zi=32, Z2=34, z2=36, Zj=64,平32, z5=17, Zs=24o1)若軸A按圖示方向以1250r/uun的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，軸B按圖示方向以600r/mm的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn),求軸C的轉(zhuǎn)速人小及方向。2）若使軸B按圖示相反方向回轉(zhuǎn)（其它條件不變），求軸C的轉(zhuǎn)速人小及方向。題圖11-811-8答案：1）分析可知：4, 5. 6構(gòu)成定軸輪系：1, 2, 2 3, 4 （H）構(gòu)成差動(dòng)輪系. 146=114/116=（-1）幻Z4IM3x600 4450T/minnjj，方向向 卜in =/（n3-nH）=-17/9113= (52nn-18ni)/3426.5 (r/nrni

44、),方向向卜2) B的方向改變，則n4的轉(zhuǎn)向與nl相反.(-nH) /n3- (-nH) =-z2x zy/zZv =-17/9113-1350 (r/min) =1,方向向 h11-9圖11-9所示的自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸，P為里程表指針.已知各輪齒數(shù)為:Z1=17, z3=23, Z4=19, z/=20, z5=24.設(shè)輪胎受壓變形后車輪的有效直徑為0.7米,當(dāng)自行 車行駛1千米時(shí)，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周.試求齒輪2的齒數(shù)。11-9答案：自行車行駛Ikm時(shí)，輪胎轉(zhuǎn)速為兔則比=1000/0. 7E,且已知 心=1，此輪系為復(fù)介輪系，1，2構(gòu)成定軸輪系；3, 4-4 5, 2(H)構(gòu)

45、成行星輪系.i 12= ni/n：Z2/Z i=-Z2/171352=丿 /(115-112 丿=(1) Z4xZ5/Z3xZ4 113=0=19x24/ (23x20)n5/D2=-l/114聯(lián)立，求出Z2-68.第十二章其他常用機(jī)構(gòu)12- 1給出幾種能實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。12答案：棘輪機(jī)構(gòu).槽輪機(jī)構(gòu).不完全齒輪機(jī)構(gòu)均能實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)71圖示為一簡(jiǎn)易機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，由一級(jí)帶傳動(dòng)和兩級(jí)齒輪傳動(dòng)組成。已知直流電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速no=15OOrinin,小帶輪直徑d=100mm,轉(zhuǎn)動(dòng)慣!h： Jd=0.1kg nr,大帶輪直徑 D=200mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣JD=0.3kg m2。各齒輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣最分別為:Z1=32, JO.lkg m2, z?=56, J2=O.2kg m2, z?=32 J2 =O.4kg ni2, Z3=56, J3=O.25kg m2。要求在切斷電源后2秒.利用裝在軸上的制動(dòng)器將整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)住。求所需的制動(dòng)F5T-卩少力矩Mio2 T ；11-巧丄 71答案：該輪系為定軸輪系112=01/02=（1） 2/Z1 2=0205X(0!3