機(jī)械原理習(xí)題解答考試庫

1、第一章緒論一、補(bǔ)充題 1、復(fù)習(xí)思考題1）、機(jī)器應(yīng)具有什么特征？機(jī)器通常由哪三部分組成？各部分的功能是什么？2）、機(jī)器與機(jī)構(gòu)有什么異同點(diǎn)？3）、什么叫構(gòu)件？什么叫零件？什么叫通用零件和專用零件？試各舉二個(gè)實(shí)例。4）、設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求？試選取一臺機(jī)器，分析設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的基本要求。2、填空題1）、機(jī)器或機(jī)構(gòu)，都是由組合而成的。2）、機(jī)器或機(jī)構(gòu)的之間，具有確定的相對運(yùn)動(dòng)。3）、機(jī)器可以用來人的勞動(dòng)，完成有用的 。4）、組成機(jī)構(gòu)、并且相互間能作的物體，叫做構(gòu)件。5）、從運(yùn)動(dòng)的角度看，機(jī)構(gòu)的主要功用在于運(yùn)動(dòng)或 運(yùn)動(dòng)的形式。6）、構(gòu)件是機(jī)器的單元。零件是機(jī)器的 單元。7）、機(jī)器的工作部分須完成機(jī)

2、器的動(dòng)作，且處于整個(gè)傳動(dòng)的 。8）、機(jī)器的傳動(dòng)部分是把原動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)和功率傳遞給工作部分的。9）、構(gòu)件之間具有的相對運(yùn)動(dòng)，并能完成的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的 的組合，叫機(jī)器。3、判斷題1）、構(gòu)件都是可動(dòng)的。（ ）2）、機(jī)器的傳動(dòng)部分都是機(jī)構(gòu)。（ ）3）、互相之間能作相對運(yùn)動(dòng)的物件是構(gòu)件。（ ）4）、只從運(yùn)動(dòng)方面講，機(jī)構(gòu)是具有確定相對運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的組合。（ ）5）、機(jī)構(gòu)的作用，只是傳遞或轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)的形式。（ ）6）、機(jī)器是構(gòu)件之間具有確定的相對運(yùn)動(dòng)，并能完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的構(gòu)件的組合。（ ）7）、機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)件和被動(dòng)件，都是構(gòu)件。（ ）2 填空題答案1）、構(gòu)件2）、構(gòu)件3）、代替 機(jī)械功4）

3、、相對運(yùn)動(dòng)5）、傳遞 轉(zhuǎn)換 6）、運(yùn)動(dòng) 制造 7 ）、預(yù)定終端8）、中間環(huán)節(jié)9）、確定 有用 構(gòu)件 3 判斷題答案1）、2）、3）、 4）、 5）、 6）、7 ）、第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2-7 是試指出圖 2-26 中直接接觸的構(gòu)件所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副的名稱。a）平面高副 b）空間低副 c）平面高副F=32-8將圖2-27中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖， 標(biāo)出原動(dòng)件和機(jī)架，并計(jì)算其自由度。解： b）n=3，PL =4 ，PH =0，3-24=1c) n=3， PL =4 ，PH=0 ，F(xiàn)=33-24=12-9 試判斷圖 2-28 中所示各“機(jī)構(gòu)”能否成為機(jī)構(gòu)，并說明理由a)n 4 PL 6 PH

4、0 F 3 4 2 6 0 不是機(jī)構(gòu)修改后的機(jī)構(gòu)b)n 3 PL 4 PH 1 F 3 4 2 6 0 不是機(jī)構(gòu)修改后的機(jī)構(gòu)PH 00 不是機(jī)構(gòu)修改后的機(jī)構(gòu)d)n 10 PL 14 PH 0F 3 10 2 14 2 是機(jī)構(gòu)2-10 計(jì)算圖 2-29 中所示各機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，說明計(jì)算自由度應(yīng)作何處理 解： a)n=5，PL =7 ，有復(fù)合鉸鏈：構(gòu)件 3和構(gòu)件 5; 構(gòu)件 3 和構(gòu)件 1; F=3n-2 PL =3527=1b) n=6， PL =8， PH=1， 有局部自由度，有虛約F=3n-2 PL - PH =3x6-2x8-1=1d) 有虛約

5、束，有復(fù)合鉸鏈n=5， PL =7， PH =0，F(xiàn)=3n-2 PL - PH =35-2 7-0=1有對稱虛約束n=5 ， PL =7F=3n-2 PL =1n=3 ， PL =3， PH =2F=3n-2 PL - PH =1g) n=2， PL =2， PH =1， n=3 ， PL =4 有虛約束h)有對稱虛約束，n=3 ， PL =4F=3n-2 PL =33-2 4=1 或者：n=4 ， PL =5 PH =1，F(xiàn)=3n-2 PL - PH =34-2 5-1=1 2-12 計(jì)算圖 2-30所示各機(jī)構(gòu)的自由度，并在高副低代后，分析組成這些機(jī)構(gòu)的基本桿組即桿組的級別。解：a)n=4，

6、PL =5， PH =1F=3n-2 PL -PH =1 所以此機(jī)構(gòu)為 III 級機(jī)構(gòu)b) n=3 ， PL =3， PH =2F=3n-2 PL - PH =1c) n=4， PL =4， PH =3F=3n-2 PL - PH =1d)d)n=6 ， PL =8 ， PH =1F=3n-2 PL -PH =1 所以此機(jī)構(gòu)為 III 級機(jī)構(gòu) 2-13 說明圖 2-32所示的各機(jī)構(gòu)的 組成原理，并判別機(jī)構(gòu)的級別和所含桿組的數(shù)目。 對于圖 2-32f所示機(jī)構(gòu)，當(dāng)分別以構(gòu)件 1、3、 7 作為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的級別會(huì)有什么變化？ a)機(jī)構(gòu)的級別 :IIf) 當(dāng)分別以構(gòu)件 1 、 3、 7 作為原動(dòng)件

7、時(shí) 以構(gòu)件 1 作為原動(dòng)件時(shí)，以構(gòu)件 1 作為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的級別 II以構(gòu)件 3 作為原動(dòng)件時(shí)，以構(gòu)件 3 作為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的級別 :II以構(gòu)件 7 作為原動(dòng)件時(shí)，以構(gòu)件 7 作為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的級別 :III2-14 繪制圖 2-33所示機(jī)構(gòu)高副低代后的運(yùn)動(dòng)簡圖， 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。 并確定機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級別以及機(jī)構(gòu)的級別圖 2-33 機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)高副低代后的運(yùn)動(dòng)簡圖桿組的級別 :III所以，機(jī)構(gòu)的級別 :III2-15 試分析圖 2-35 所示刨床機(jī)構(gòu)的組成，并判別機(jī)構(gòu)的級別。若以構(gòu)件4 為原動(dòng)件，則此機(jī)構(gòu)為幾級？解： F=3n-2 PL - PH =3 5-27=1一、若以構(gòu)

8、件 1 為原動(dòng)件，則此機(jī)構(gòu)拆分的桿組是：所以此機(jī)構(gòu)為 III 級、若以構(gòu)件 4 為原動(dòng)件，則此機(jī)構(gòu)拆分的桿組是：所以此機(jī)構(gòu)為 II 級第三章 平面連桿機(jī)構(gòu)3-9 圖 3-54 所示平面鉸鏈四桿運(yùn)動(dòng)鏈中，已知各構(gòu)件長度分別為lAB 55mm， lBC 40mm， lCD 50mm，l AD 25mm 。（1）判斷該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈中四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的類型。（2）取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架可得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（3）取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架可得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。（4）取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)LAB=55 LBC=40LCD=50 LAD=25L AB +L ADL BC +L CD（1）A、D 整轉(zhuǎn)副 B、C 擺轉(zhuǎn)副（2）A

9、B 或 CD 為機(jī)架時(shí)，為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（3）AD 為機(jī)架時(shí)，為雙曲柄機(jī)構(gòu)（4）BC 為機(jī)架時(shí)，為雙搖桿機(jī)構(gòu) 3-10 圖 3-57 所示為一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，試求桿 AB 為曲柄的條件。若偏距 e=0，則桿 AB 為曲柄的條件又如何？解:主要分析能否通過極限位置，a+eb3-11 在圖 3-81 所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿件長度分別為lAB 25mm ， lBC40mm， lCD 50mm，l AD 55mm 。1)若取 AD 為機(jī)架，求該機(jī)構(gòu)的 極位夾角 ，桿 CD 的最大擺角和最小傳動(dòng)角 min 02)若取 AB 為機(jī)架，求該機(jī)構(gòu)將演化為何種類型的機(jī)構(gòu)？為什么？請說明這時(shí)C、 D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副

10、是 周轉(zhuǎn)副 還是 擺轉(zhuǎn)副 。解：由于 255540 50，所以 lAB lAD lBC lCD， 且以最短桿的鄰邊為機(jī)架。故該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。為曲柄。 )以曲柄為主動(dòng)件，作出搖桿的極限位置如圖所示。 AC1lAB lBC 402565AC 2 lBC lAB 40 25 15 (1)極位夾角： 出現(xiàn)在 AB 與連桿 BC 重合位置2 2 2 2 2 2AC12AD 2C1D2AC22AD 2C2D2arccos arccos2 AC1 AD 2 AC2 AD652 552 502 arccos2 65 5514.60arccos152 552 5022 15 55(2)求搖桿的最大

11、擺角，從圖 1，搖桿的最大擺角： B1DC 1 B2DC2C1D2arccos 12 ADAD2AC12C1D22C2D2 AD2 arccos 22 AD C2 DAC22502 552 652502 552 1522 50 55 60.830(3)最小傳動(dòng)角 min 出現(xiàn)在與機(jī)架重合位置 (分正向重合、反向重合)如圖 2 分別求出 1 、 2 ，再求最小傳動(dòng)角。2 2 2BC2 CD2 (AD AB)21 arccos2 50 552 BC CD402 502 (55 25)2 arccos2 40 5036.860BC 2 CD 2 (AD AB)2 arccos2 BC CD22402

12、 502 (55 25)arccos2 40 50曲柄處于 1800 2 =54.900 、 中最小者位置時(shí)，傳動(dòng)角現(xiàn)比較的 、 大小，最小傳動(dòng)角取 min 36.860) 取為機(jī)架 ,即取最短桿為機(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，其個(gè) 連架桿與機(jī)架相連的運(yùn)動(dòng)副、均為周轉(zhuǎn)副。、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副為擺轉(zhuǎn)副。3-15 圖 3-59 所示為加熱爐爐門的啟閉狀態(tài)，試設(shè)計(jì)一機(jī)構(gòu)，使?fàn)t門能占有圖示的兩個(gè)位置。圖 3-59 題 3-15 圖提示：把門看著是在連桿上，即兩個(gè)活動(dòng)鉸鏈中心在門上，同時(shí)把固定鉸鏈中心裝在爐子的外壁上。3-16試設(shè)計(jì)一個(gè)如圖 3-60所示的平面鉸鏈四桿機(jī)

13、構(gòu)。設(shè)已知其搖桿B0 B的長度 lB0B75 mm ，行程速比系數(shù) K=1.5 ，機(jī)架 A0B0 的長度 l A0B0 100mm ，又知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角45o，試求其曲柄的長度 lA0A 和連桿的長度 lAB解：（符號與課本不太一致 ） 當(dāng)行程速比系數(shù) K=1.5 時(shí)，機(jī)構(gòu)的極位夾角為K 11.5 1180 180 36K 11.5 1即機(jī)構(gòu)具有急回特性， 過固定鉸鏈點(diǎn)作一條與已知直線 AC1 成 36 的直線再與活動(dòng)鉸鏈點(diǎn)的軌跡圓相交， 交點(diǎn)就 是活動(dòng)鉸鏈點(diǎn)的另一個(gè)極限位置。選定比例尺，作圖，如下圖所示。由圖可知，有兩個(gè)交點(diǎn)，即有兩組解。直接由圖中量取AC1 70.84 ，

14、 AC2 25.75 ， AC2 169.88。故有兩組解。解一：構(gòu)件 AB 的長為 l AB構(gòu)件 BC 的長為 l BC搖桿的擺角 41解二：構(gòu)件 AB 的長為 l AB 構(gòu)件 BC 的長為 l BCAC1 AC22AC1 AC22AC2 AC12AC2 AC12搖桿的擺角10770.84 25.75270.84 25.752169.88 70.842169.88 70.84222.55mm48.3mm49.52mm120.36mm3-17 如圖 3-61 所示，設(shè)已知破碎機(jī)的行程速比系數(shù)K =1.2，顎板長度 lCD300 mm ，顎板擺角=35o，曲柄長度 l AB=80 mm求連桿的長

15、度，并驗(yàn)算最小傳動(dòng)角min是否在允許的圍圖 3-61 題 3-17 圖3-18 試設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)已知滑塊的行程速比系數(shù)K =1.5，滑塊的沖程 H =50 mm，偏距 e =20 mm ，并求其最大壓力角？ max解：行程速比系數(shù) K=1.5 ，則機(jī)構(gòu)的極位夾角為K 11.5 1180 180 36K 11.5 1選定作圖比例， 先畫出滑塊的兩個(gè)極限位置 C1和 C2，再分別過點(diǎn) C1、C2作與直線 C1C2成 9054 的射線，兩射線將于點(diǎn)。以點(diǎn)為圓心， OC2為半徑作圓，再作一條與直線 C1 C2相距為 e 20mm的直線，該直線與先前所作的圓 的交點(diǎn)就是固定鉸鏈點(diǎn)。作圖過程如解題

16、 24 圖所示。直接由圖中量取 AC1 25mm ， AC268mm，所以曲柄 AB 的長度為 l ABAC2 AC1268 25221.5mm連桿 BC 的長度為 l BCAC1 AC2268 25246.5mm2C1C最大壓力角 ，提示 ：出現(xiàn)在 曲柄與導(dǎo)路垂直 的時(shí)候。3- 19 圖3-62所示為一牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ,已知lA0A 75mm ， lBC 100mm ，行程速比系數(shù) K=2，刨頭 5的行程H =300mm 。要求在整個(gè)行程中，刨頭 5 有較小的壓力角，試設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。圖 3-62 題 3-19 圖解：（符號與課本不太一致 ）由題可得極位夾角 180o（ k）（ k） o即

17、擺桿 B0B 的擺角為 60o 曲柄運(yùn)動(dòng)到與 B0B 垂直，其擺桿 B0B 分別處于左右極限位置 B0B1 、 B0B2 已知：曲柄長度 l AA 75機(jī)架 A0B0 的長度 lA B 75 sin（） 150mm欲使其刨頭的行程 H 300mm，即 C 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平距離為 300mm擺桿 B0B1的長度 lBB sin（） 150sin30o300mm 為了使機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中壓力角較小，故取刨頭構(gòu)件的導(dǎo)路在B3F 的中點(diǎn)，且 A0B0B0F lB B cos（） 150 3mm刨頭構(gòu)件離曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心 A0 點(diǎn)的距離為：A0E B0B3 A0B0 ( B0B3llAB ( l B0B3 lB0

18、F )300150(300150 3)/21303-22 有一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿長420mm ，擺角90o ，搖桿在兩極限位時(shí)與機(jī)架所成的夾角各為min60o和 30o，機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù) K=1.5，設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)，并驗(yàn)算最小傳動(dòng)角解：180o k 1 36ok1按照課本的方法作圖。3-23 試求圖 3-65 所示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置a)b)(c)(d)圖 3-65 題 3-23 圖提示：列出 n個(gè)構(gòu)件，畫出 n 邊形，同時(shí)結(jié)合三心定理。a)P14(P24)絕對瞬心 : P12 、 P13 、 P14；相對瞬心 : P23 、P34 、P24 。b)P14在過 C 點(diǎn)垂直于

19、P12d)3-24 在圖 3-66 所示的機(jī)構(gòu)中，已知曲柄2 順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度100rad / s, 試求在圖示位置導(dǎo)桿 4的角速度 4 的大小和方向23P12P14P24P34解： P12 在 A0 ，P14 在 B0 ， P34 在無窮遠(yuǎn)n=4n(n 1)k 6 個(gè)2根據(jù) P24是的 瞬心，兩個(gè)構(gòu)件在該點(diǎn)的絕對速度相等。Vp24w2 .LP24 A0Vp24w4.LP24 P14 錯(cuò)誤 !未指定書簽。第四章 凸輪機(jī)構(gòu)4- 10 圖 4-40 所示為一尖端移動(dòng)從動(dòng)件盤凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖。試在圖上補(bǔ)全各段的位移、速度及加速度曲線，并指 出在哪些位置會(huì)出現(xiàn)剛性沖擊？哪些位置會(huì)出現(xiàn)

20、柔性沖擊？根據(jù)關(guān)系式 vds，a ddv，補(bǔ)全后的從動(dòng)件位移、速度和加速度線圖如上右圖所示d在運(yùn)動(dòng)2 和 處速度有限突345的開始時(shí)點(diǎn) 0、以及 、 、 處加速度有限突變，所以在這些位置有柔性沖擊；在3 3 3變，加速度無限突變，在理論上將會(huì)產(chǎn)生無窮大的慣性力，所以在這些位置有剛性沖擊。4-13 設(shè)計(jì)一偏置移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，基圓半徑 rb 50mm ，滾子半徑 rr 10mm，凸輪軸心偏于從動(dòng)件軸線右側(cè)，偏距 e=10mm。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)輪轉(zhuǎn)過 1200 時(shí)，從動(dòng)件以簡諧運(yùn) 動(dòng)規(guī)律上升 30mm;當(dāng)凸輪接著轉(zhuǎn)過 30o時(shí)從動(dòng)件停歇不動(dòng)；當(dāng)凸輪再

21、轉(zhuǎn)過 150o 時(shí)，從動(dòng)件以等加減速運(yùn)動(dòng)返回原處；當(dāng)凸 輪轉(zhuǎn)過一周中其余角度時(shí)，從動(dòng)件又停歇不動(dòng)。反轉(zhuǎn)法畫圖4-6 設(shè)計(jì)一對心移動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。 已知基圓半徑 rb 50mm ，從動(dòng)件平底與導(dǎo)路中心線垂直， 凸輪順時(shí)針等速 轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 120o 時(shí)，從動(dòng)件以簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升 30mm; 當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過 150o 時(shí)，從動(dòng)件以簡 諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原處；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余 90o 時(shí)，從動(dòng)件又停歇不動(dòng)。4-7在圖 4-43所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知擺桿 B0B在起始位置時(shí)垂直于 A0B，lA0B 40mm ， l B0 B 80mm ，滾子 半徑 rr 10mm ，凸輪以等

22、角速度 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過1800 時(shí)，從動(dòng)件以擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律向上擺動(dòng) 30o；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過 150o 時(shí)，從動(dòng)件以擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回物原來位置，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余30o時(shí)，從動(dòng)件又停歇不動(dòng)。4-15試用作圖法求出圖 4-47 所示凸輪機(jī)構(gòu)中當(dāng)凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過 45o后機(jī)構(gòu)的壓力角，并在圖上標(biāo)注出來。反轉(zhuǎn)法畫圖C點(diǎn)及從動(dòng)件走過的位移。4-16 在圖 4-48 所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的起始上升點(diǎn)均為1）試在圖上標(biāo)注出從 C 點(diǎn)接觸時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過的角度2 ）標(biāo)出在 D 點(diǎn)接觸凸輪時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角 a解：a） 圖：（1）作偏置圓（2）過 D 點(diǎn)作偏置圓切線 ,得出所在位置 （ 3）

23、作理論輪廓，作出兩者交點(diǎn) B（4）得s 如圖5）b) 圖：(1)以 A0 為圓心， AA0 為半徑畫圓?。? ) 以 B1 為圓心， AB 為半徑畫圓弧；交 A1 點(diǎn)；3)2 1和展角解：第五章 齒輪機(jī)構(gòu)5-11 一漸開線 在基圓半徑rb 50mm 的圓上發(fā)生。 試求：漸開線上向徑 rk 65mm 的點(diǎn) k 的曲率半徑 k 、壓力角 ak coskk39.7o50 arc cos65 k tg k0.139 弧度 k rbtg k 50 tg 39.7 o 41.5mm5- 12 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 m 5mm,20 , z 45 ，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率

24、半徑和壓力角。d mz 5 45 225mm解： db mzcos 5 45 cos20o 211.4mmda mz 2ha m 5 45 2 1 5 235mm分度圓20o基圓 處 cos b rb , b 0齒頂圓處cos211.42350.89925.89orbtgb rbtg ba rbtg a211.4tg20o38.5mm2211.4tg0o0mm2tg 25.89o211.4251.3mm5-13 已知一對外嚙合正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪m 2mm, z120, z245 ,試計(jì)算這對齒輪的分度圓直徑、齒距、齒厚和齒槽寬齒頂高、齒根高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑

25、、解：由 m 2mm , z1 20, z2 45a1rb1arc cos 1ra1arccos37.594226.49oa m2 ( z1 z2)65mmd1mz140mmd2mz290mmhaha*m2mmhf*(ha*c* ) m 2.5mmhha hf4.5c* cm0.5da1m(z12ha*)44mmdf1mz12(ha*c* ) 31mmda1m(z2*2ha*)94mmdf2m z22(ha*c* ) 81mmdb1d1 cos40cos20o37.58mmdb2d 2 cos 90ocos2084.57mmpm6.28mmse3.14 mm5-14 試比較正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直

26、齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基圓小于齒 根圓？解：根據(jù)： d fd 2hfmz 2 (ha* c* ) mdb d cosmz cosmz 2(ha c ) m mzcos z 2(ha* c* )1 cosm 1,c* 0.252(ha* c* )1 cos2 (1 0.25)1 cos41.451,c 0.35 2(ha* c* ) 1 cos2 (1 0.35)1 cos44.72) m 1如果齒數(shù)小于等于 41, 基圓大于齒根圓m1如果齒數(shù)大于42,基圓小于齒根圓m1如果齒數(shù)小于等于44, 基圓大于齒根圓m1如果齒數(shù)大于45,基圓小于齒根圓5-15

27、現(xiàn)需要傳動(dòng)比 i3的一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，有三個(gè)壓力角相等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，它們的齒數(shù)分別為z1 20 ，z2z3 60 ， 齒 頂 圓 直 徑 分 別 為 d a1 44mm ，d a2 124 mmda3 139.5 mm ，問哪兩個(gè)齒輪 能用？中心距 a 等于多少？并用 作圖法求出它們的重合度 解：兩個(gè)齒輪 能用 ，是指能夠正確嚙合。根據(jù)da m(z1 2ha* ) 44mm m1 2da2m2da3m3所以：齒輪中心距 a重合度cosa1cosm(z1 2ha ) 124mm2m(z3 2ha ) 139.5mm2.251 和齒輪 2 兩個(gè)齒輪能用 .m2(z1rb1

28、a1ra131.32oa2rb2ra224.58oz2) 80mm40cos20440.854120cos201240.909a2B1B2aPnz2(tg a2 tg )20(tg31.32o tg20o) 60(tg 24.58o tg20o)1.675-18 對 z1=24 、z2=96 、m=4mm 、 =20 、 ha =1 、c * =0.25 的標(biāo)準(zhǔn)安裝 的漸開線外嚙合 標(biāo)準(zhǔn) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。因磨損嚴(yán)重，維修時(shí)擬利用大齒輪坯，將大齒輪加工成變位系數(shù) X2=-0.5 的負(fù)變位齒輪。試求：1）新配的小齒輪的變位系數(shù) X1 。2 ）大齒輪頂圓直徑 da2解：x1x20x20.5x10.

29、5rf1r1(ha* c*)m x1m 45ra2arf c mf1m ( z1 z2) 45 0.25 4 194da2388mm5-20 在圖 所示 的 同 軸式 漸 開線圓 柱齒 輪減 速器中 ，已 知： z1=15 、 z2=53 、 z3=56 、 z4=14, 兩對齒 輪傳 動(dòng)的 中心 距*a12 =a34 =70mm, 各輪的 m=2mm 、 =20 、 ha* =1 、c* =0.25 。（1）若兩對齒輪均采用直齒圓柱齒輪，試選擇兩對齒輪的傳動(dòng)類型，并分別求其嚙合角。（2）若輪 1、2 采用斜齒圓柱齒輪，輪 3、4仍采用直齒圓柱齒輪，則；計(jì)算輪 1、2 的螺旋角的大小。判斷輪

30、1 是否根切 輪 3、4 不發(fā)生根切的最小變位系數(shù) xmin 。設(shè)計(jì)計(jì)算輪 3、4 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑。解：（1）若兩對齒輪均采用直齒圓柱齒輪，兩對齒輪的傳動(dòng)類型實(shí)際中心距： a=70mm理論中心距： a12=0.5 m(z1z2)=0.52(1553)=68 mma34 =0.5 m（z 3 z4）=0.52（14 56）=70 mm因?yàn)椋?a12a ， aa34所以，齒輪 1 和 2 采用正傳動(dòng)，齒輪 3 和 4 采用零傳動(dòng)。嚙合角 a cos acoscos12=a12cos/ a12=68cos20/70=0.91，所以，12 =2434 = =202）若輪 1、2 采用斜齒

31、圓柱齒輪，輪 3、4 仍采用直齒圓柱齒輪 計(jì)算輪 1、2 的螺旋角的大小a12=0.5（d1d2）= 0.5mn（z1z2）/ coscos=0.5mn（z1z2）/ a12=68/70 ，所以， =13.7 判斷輪 1 是否根切zmin =17 cos3 =17 cos313.7 =15.58z1=15 zmin , 所以，齒輪 1 發(fā)生根切。 輪 3、4 不發(fā)生根切的最小變位系數(shù) xminx3minx4min17 z317 56171717 z417 1417172.290.176故：取 x3x4min0.176 計(jì)算輪 3、4 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑x3x40.176x x3 x4

32、 0aay0計(jì)算輪 3 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑d3 mz3 112mmda3 m(z3 2ha2x) 2(56 2 1 2 ( 0.176) 115.296mmdf 3 m(z3 2ha* 2c* 2x) 2(56 2 1 2 0.25 2 ( 0.176) 106.296mm計(jì)算輪 4 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑d4mz428mmda4m(z4*2ha*2x)2(142 1 2 0.176) 32.704mmdf4m(z42ha*2c*2x)2(14 2 1 2 0.25 2 0.176) 23.704mm5-21 設(shè)已知一對斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)， z120、z2 40、mn 8mm 、 n

33、20 、han* 1，cn * 0.25，及 zv1，zv2 。解：2cosmn(z1z2)2cos15 8 (20 40) 248.46mm15 （初選值 ）， B 30mm，試求 a （應(yīng)圓整），a 250mm16.26ocos 1 8 (20 40) 250zv2z23cos40cos316.2645.22Bsin30 sin16.260.334mn8z13 cos203 22.61 cos3 16.265-22 一平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。已知： z1=30 、z2=100 、 mn=6mm 。若要求設(shè)計(jì)中心距為 400mm ，試確定該對斜齒輪的螺旋角解：cos2cosmn(z1z2)1 6

34、(30 100) 40012.84o5-25 有一 阿 基米 德 蝸桿 傳 動(dòng)已 知： 傳 動(dòng)比 i18 ， 蝸 桿 頭 數(shù) z1 2 ， 直 徑 系 數(shù) q 8，分度圓直徑d 1 80mm 。試求：（1 ）模數(shù) m 、蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角、蝸輪齒數(shù) z2 及分度圓柱螺旋角（2）蝸輪的分度圓直徑 d2 和蝸桿傳動(dòng)中心距 a 。解：z2iz1 36d1mq 80m10tanz1pxz1m2 10 0.25d1d18014.03od2 mz2 10 36 360a m2 (q z2 )10 (8 36)2220mm第六章 輪系及其設(shè)計(jì)6-11在圖 6-27 所示的 車床變速 箱中，已知各輪齒 數(shù)為

35、z1=42,z2=58,z3 =38,z4 =42,z5 =50,z6 =48,電 動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn) 速 為1450r/min 。 若移動(dòng) 三聯(lián)滑移齒輪 a 使齒輪 3和 4嚙合，又移動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪 5 6 嚙合，試求此時(shí)帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向解：i1帶 n1 z2 z4 z6 ( 1)3 n帶 z1 z3 z5n帶 n1 z1 z3 z5 ( 1) 989.58r /min z2 z4 z6帶輪方向與輪相反6-12 圖 6-28 所示為一電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)簡圖。已知蝸桿 1 為單頭右旋蝸桿，蝸輪 2 的齒數(shù) z242 ，其余各輪齒數(shù)為： z2 18，z3 78，z3 18，z4 55 ；卷筒5與齒輪 4

36、固聯(lián)，其直徑 D5 400mm ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n1 1450r / min 。試求：（1）卷筒 5的轉(zhuǎn)速 n5 的大小和重物的移動(dòng)速度 v；（2）提升重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)應(yīng)該以什么方向旋轉(zhuǎn)？圖 6-28 題 6-12 圖是定軸輪系 , 較簡單。n1 z2 z3 z4i15n5 z1 z2 z3n5 n1 z2 z3 z4 2.61r /min z1 z2 z3n5V= r55 r5 0.0564m / s606-13 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1 60，z220，z2 20 ，z3 20，z3 20，20z5 100 。試求該輪系的傳動(dòng)比 i41解：是兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)合輪系A(chǔ). 齒輪 4

37、、行星齒輪 3 、行星齒輪 2 、齒輪 5 構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系H 是行星架B. 齒輪 4、行星齒輪 3 、行星齒輪 2 、行星齒輪 2、齒輪 1 構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系H 是行星架給系統(tǒng)加, 行星架固定。n4 nHn5 nHz3 z2 z5z4 z3 z2Hi45( 1)2n5 06-1432 ， z222 ， z3 80 ， z4 36 ，又Hn4nH3z3 z2z1z2z1i41H ( 1)3n1nHz4 z3z2z4z28n1nH3Hi41n41.5n1在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1 26 ， z2n1 300r /min ， n3 50r /min 兩者轉(zhuǎn)向相反。試求齒輪 4的轉(zhuǎn)速 n4 的大小和

38、方向圖 6-30 題 6-14 圖解： 是周轉(zhuǎn)輪系 . 齒輪 1、行星齒輪 2、行星齒輪 2，、齒輪 4、齒輪 3 構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系 ，行星架 H 沒有標(biāo)出給系統(tǒng)加 H , 行星架固定。Hn1nH1 z2( 1)12z3i13n3nHz1z232 8026 224.475設(shè)： n1 轉(zhuǎn)向?yàn)檎?.475300 nH50 nHnH 13.92Hn1 nH ( 1)2n4 nHz2z432362.0114z1z2262230013.922.01n413.92n4128.4r /min方向與 n1相同6-15 圖示周轉(zhuǎn)輪系，已知 z120， z224，z230，z340 ，又 n1 200r /minn

39、3100r /min 。試求行星架 H 的轉(zhuǎn)速？圖 6-31 題 6-15 圖解：是周轉(zhuǎn)輪系 . 齒輪 1、行星齒輪 2、行星齒輪 2，、齒輪 3構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系 ，行星架 H。給系統(tǒng)加 H , 行星架固定。i Hn1 nHi131 z2 z3n3 nHz1 z224 4020 30設(shè)： n1 轉(zhuǎn)向?yàn)檎?00 nH1.6100 nHnH15.38r /min方向與 n1相同6-19 圖示為一裝配用電動(dòng)螺絲刀齒輪減速部分的傳動(dòng)簡圖。已知各輪齒數(shù)為z1z47， z3z639 。若n1 3000r /min ，試求螺絲刀的轉(zhuǎn)速 n刀 。圖 6-35 題 6-19 圖解：是兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)合輪系A(chǔ).

40、 齒輪 1、行星齒輪 2、齒輪 3 構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系 ,H1是行星架。 nH1= n4B. 齒輪 4、行星齒輪 5 、齒輪 6 構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系 ,H2 是行星架 nH2= n 刀n 3= n6=0根據(jù)裝配條件，可以求出z2、z5H1i13n1nH 1 ( 1)1z2z3n3nH1z1z27nH146n1n4nH 1H2n4nH 2 ( 1)1z5z646( 1)n6nH 2z4z546n47 nH27777nH246n4 46nH14646n刀nH 269r/ min39393000 69r/ min6-22 圖 6-38 所示輪系中，已知 z118 ， z120，z220 ， z2 18 ， z3

41、 58 ， z356 ，若n1 1000r / min , 轉(zhuǎn)向如圖所示，求n3 的大小和方向。圖 6-38 題 6-22 圖 解：是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系和一個(gè)定軸輪系組成的復(fù)合輪系A(chǔ). 齒輪 1、行星齒輪2、齒輪3 構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系, 齒輪 3，是行星架 H。nH= n3B. 齒輪 1、齒輪 2 、齒輪 3 構(gòu)成 定軸 輪系 .i Hn1i13nHz3583.22n3nHz118（a）i1 3n113n3z3562.8（b）z120（b）nH= n3（ c）n3= n1n32.8nHd）聯(lián)立上述四個(gè)方程，可以求出：n3nH75.55r /min方向與 n1相同第 7 章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它常用機(jī)構(gòu)7-1

42、 什么是間歇運(yùn)動(dòng)？有哪些機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)？ 解 主動(dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，而從動(dòng)件作非連續(xù)運(yùn)動(dòng)。 常見的棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng) 7-2 常見的棘輪機(jī)構(gòu)有哪幾種？試述棘輪機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)。 解 常用類型：單動(dòng)式、雙動(dòng)式；單向式、雙向式；外嚙合、嚙合；摩擦式等。如課本圖 7-1，當(dāng)擺桿 1 順時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪 2 將插入棘輪齒槽中，并帶動(dòng)棘輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定的角度；當(dāng)擺桿逆時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪的齒背上滑過，這時(shí)棘輪不動(dòng)。為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)中裝有止回棘爪 5 ，并用彈簧使止回爪與 棘輪齒始終保持接觸。這樣，當(dāng)白干 1 連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。7-3

43、 槽輪機(jī)構(gòu)有哪幾種基本型式？槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)是如何定義的？ 解 基本型式：外接式和接式。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t b與撥盤運(yùn)動(dòng)時(shí)間 tj 之比值 kt 稱為運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)。7-5 試述凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。解 工作原理：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過其曲線溝槽（或凸脊）撥動(dòng)從動(dòng)盤上的圓柱銷，使從動(dòng)盤作間歇運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確，無需專門的定位裝置，易實(shí)現(xiàn)工作對動(dòng)程和動(dòng)停比的要求。通過適當(dāng)選 擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和合理設(shè)計(jì)凸輪 的輪廓曲線，可減小動(dòng)載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。主要缺點(diǎn)是精確度要 求較高，加工比較復(fù)雜，安裝調(diào)整比較困難。7-6 不完全齒

44、輪機(jī)構(gòu)與普通齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合過程有何異同點(diǎn)？解 在不完全齒輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)輪 1 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，從動(dòng)輪 2開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)輪 1 上的輪恥退出嚙合時(shí)，由 于兩輪的凸、凹鎖止弧的定位作用，齒輪 2 可靠停歇，從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)齒輪 2 的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。而普通齒輪嚙合是連續(xù)的，從動(dòng)輪的 運(yùn)動(dòng)也是連續(xù)的。第八章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程8-6在如圖 10-14所示汽輪機(jī)和螺旋漿的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中， 已知各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為： 汽輪機(jī) 1的轉(zhuǎn)子和與其相固聯(lián)的軸 2 及其22上齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1=1900 kg ?m ，螺旋槳 5 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J5=2500 kg ?m ，軸 3 及其上齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =400，

45、軸 42及其上齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J3=1000 kg ?m2 ，加在螺旋槳上的阻力矩為 M5=30 N ? m ，傳動(dòng)比 i23=6，i34=5。若取汽輪機(jī) 1 為等效構(gòu)件，試求整個(gè)機(jī)組的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效阻力矩。解：12 Je2112J12 1 J 21 J3 31 2 3 31 J4 42442441 J 5 52552 5 5222JeJ1J33J4 4J55111i23 6i13 6nmM e e(Fivicos i ) (M j j)i1j1M r 1M 5 5MrM 5 530 11(Nm)1308-7 如圖為具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的油泵機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。已知：l AB =50，移動(dòng)導(dǎo)桿 3 的質(zhì)量為 m 3=0.4kg ，加在導(dǎo)桿 3 上的工作阻力Fr=20N 。若選取曲柄 1