機械原理習題及答案

1、-作者xxxx-日期xxxx機械原理習題及答案【精品文檔】第1章 平面機構的結構分析1.1 解釋下列概念 1.運動副；2.機構自由度；3.機構運動簡圖；4.機構結構分析；5.高副低代。 1.2 驗算下列機構能否運動，如果能運動，看運動是否具有確定性，并給出具有確定運動的修改辦法。 題1.2圖 題1.3圖 1.3 繪出下列機構的運動簡圖，并計算其自由度(其中構件9為機架)。 1.4 計算下列機構自由度，并說明注意事項。 1.5 計算下列機構的自由度，并確定桿組及機構的級別(圖a所示機構分別以構件2、4、8為原動件)。題1.4圖題1.5圖第2章 平面機構的運動分析 試求圖示各機構在圖示位置時全部瞬

2、心。 在圖示機構中，已知各構件尺寸為lAB =180mm , lBC =280mm , lBD =450mm , lCD =250mm , lAE =120mm , =30, 構件AB上點E的速度為 vE =150 mm /s ,試求該位置時C、D兩點的速度及連桿2的角速度2 。2.3 在圖示的擺動導桿機構中，已知lAB =30mm , lAC =100mm , lBD =50mm , lDE =40mm ,1=45,曲柄1以等角速度1=10 rad/s沿逆時針方向回轉。求D點和E點的速度和加速度及構件3的角速度和角加速度（用相對運動圖解法）。2.4 在圖示機構中，已知lAB =50mm ,

3、lBC =200mm , xD =120mm , 原動件的位置1=30, 角速度1=10 rad/s ，角加速度1=0，試求機構在該位置時構件5的速度和加速度，以及構件2的角速度和角加速度。2.5 圖示為機構的運動簡圖及相應的速度圖和加速度圖。 （1）在圖示的速度、加速度多邊形中注明各矢量所表示的相應的速度、加速度矢量。 （2）以給出的速度和加速度矢量為已知條件，用相對運動矢量法寫出求構件上D點的速度和加速度矢量方程。 （3）在給出的速度和加速度圖中，給出構件2上D點的速度矢量和加速度矢量。2.6 在圖示機構中，已知機構尺寸lAB =50mm, lBC =100mm, lCD =20mm ,

4、原動件的位置1=30, 角速度1=4=20 rad/s，試用相對運動矢量方程圖解法求圖示位置時構件2的角速度2和角加速度2的大小和方向。2.7 在圖示機構構件1等速轉動，已知機構尺寸lAB =100mm ,角速度為1= 20 rad/s，原動件的位置1=30,分別用相對運動圖解法和解析法求構件3上D點的速度和加速度。 2.8 在圖示導桿機構中，已知原動件1的長度為l1 、位置角為1 ，中心距為l4 ，試寫出機構的矢量方程和在x、y軸上的投影方程(機構的矢量三角形及坐標系見圖)。2.9 在圖示正弦機構中，已知原動件1的長度為l1=100mm 、位置角為1= 45、角速度1= 20 rad/s，試

5、用解析法求出機構在該位置時構件3的速度和加速度。2.10 在圖示牛頭刨床機構中，已知機構尺寸及原動件曲柄1的等角速度1 ，試求圖示位置滑枕的速度vC 。 2.11 在圖示平鍛機中的六桿機構中，已知各構件的尺寸為：lAB 120 mm ，l BC460 mm，lBD 240 mm ，lDE 200 mm ，l EF 260 mm , 30，1 = l0 rad/s , x F500 mm ，yF 180mm 。欲求在一個運動循環(huán)中滑塊3的位移S C、速度vC和加速度a C 及構件4、5的角速度4、5和角加速度4、5 , 試寫出求解步驟并畫出計算流程圖。第3章 平面機構的動力分析3.1 圖示楔形機

6、構中，已知=60，有效阻力Fr=1000N，各接觸面的摩擦系數(shù)f 。試求所需的驅(qū)動力Fd。 題3.1圖 題3.2圖3.2 在圖示機構中，已知F5 =1000N，lAB=100 mm，lBC = lCD =2 lAB，lCE = lED= lDF，試求各運動副反力和平衡力矩Mb。3.3 在圖示曲柄滑塊機構中，已知各構件的尺寸、轉動副軸頸半徑r及當量摩擦系數(shù)fv，滑塊與導路的摩擦系數(shù)f 。而作用在滑塊3上的驅(qū)動力為Fd 。試求在圖示位置時，需要作用在曲柄上沿xx方向的平衡力Fb（不計重力和慣性力）。題3.3圖3.4 在圖示機構中，已知：x=250mm，y=200mm，lAS2=128mm，F(xiàn)d為驅(qū)

7、動力，F(xiàn)r為有效阻力，m1= m3=，m2=，Is2=mm2，滑塊3以等速v=5m/s向上移動，試確定作用在各構件上的慣性力。 題3.4圖 題3.5圖3.5 在圖示的懸臂起重機中，已知載荷G=5000N，h= 4 m，l=5 m，軸頸直徑d=80 mm，徑向軸頸和止推軸頸的摩擦系數(shù)均為f 。設它們都是非跑合的，求使力臂轉動的力矩Md。3.6 圖示機構中，已知x=110mm，y=40mm， 1=45，lAB=30 mm，lBC=71 mm，lCD=35.5mm，lDE=28 mm，lES2=35.5 mm；1=10 rad/s；m2=2 kg，IS2=0.008 kgmm2。設構件5上作用的有效

8、阻力Fr=500 N，lEF=20 mm，試求各運動副中的反力及需要加于構件1上的平衡力矩Mb。題3.6圖 圖示為一楔塊夾緊機構，其作用是在驅(qū)動力Fd的作用下，使楔塊1夾緊工件2。各摩擦面間的摩擦系數(shù)均為f。試求：1）設Fd已知，求夾緊力Fr；2）夾緊后撤掉Fd，求滑塊不會自行退出的幾何條件。 如圖所示的緩沖器中，若已知各滑塊接觸面間的摩擦系數(shù)f和彈簧的壓力Q，試求：1）當楔塊2、3被等速推開及等速恢復原位時力P的大?。?）該機構的效率以及此緩沖器不發(fā)生自鎖的條件。 題3.7圖 題3.8圖 如圖所示，在手輪上加力矩M均勻轉動螺桿時，使楔塊A向右移動并舉起滑塊B，設楔角=15，滑塊上B的載荷Fv

9、=20kN。螺桿為雙頭矩形螺紋，平均直徑d2=30mm，螺距p=8mm。已知所有接觸面的摩擦系數(shù)f =0.15。若楔塊A兩端軸環(huán)的摩擦力矩忽略不計，試求所需的力矩M 。 題3.9圖 題3.10圖 圖示機組是由一個電動機經(jīng)帶傳動和減速器，帶動兩個工作機A和B。已知兩工作機的輸出功率和效率分別為：PA=2kW、A=0.8，PB=3Kw，B =0.7；每對齒輪傳動的效率1=0.95，每個支承的效率2=0.98，帶傳動的效率3=0.9。求電動機的功率和機組的效率。第4章 平面連桿機構及其設計4.1 在鉸鏈四桿機構ABCD中，若AB、BC、CD三桿的長度分別為：a=120mm ，b=280mm , c=

10、360mm，機架AD的長度d為變量。試求； (1) 當此機構為曲柄搖桿機構時，d的取值范圍； (2) 當此機構為雙搖桿機構時 , d的取值范圍； (3) 當此機構為雙曲柄機構時 , d的取值范圍。 4.2 如圖所示為轉動翼板式油泵，由四個四桿機構組成，主動盤繞固定軸A轉動，試畫出其中一個四桿機構的運動簡圖(畫圖時按圖上尺寸，并選取比例尺l = 0.0005 m / mm，即按圖上尺寸放大一倍)，并說明它們是哪一種四桿機構。題4.2圖 題4.3圖 4.3 試畫出圖示兩個機構的運動簡圖(畫圖要求與題4.2相同)，并說明它們是哪種機構。 4.4 圖示為一偏置曲柄滑塊機構，試求桿AB為曲柄的條件。若偏

11、距e = 0，則桿AB為曲柄的條件又如何? 題4.4圖 題4.5圖 4.5 在圖所示的鉸鏈四桿機構中，各桿的長度為l1=28 mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72 mm，試求： 1) 當取桿4為機架時，該機構的極位夾角、桿3的最大擺角、最小傳動角min和行程速比系數(shù)K； 2) 當取桿1為機架時，將演化成何種類型的機構?為什么?并說明這時C、D兩個轉動副是周轉副還是擺轉副； 3) 當取桿3為機架時，又將演化成何種機構?這時A、B兩個轉動副是否仍為周轉副? 4.6 設曲柄搖桿機構ABCD中，桿AB、BC、CD、AD的長度分別為：a=80mm，b=160mm，c=280mm，d=250m

12、m，AD為機架。試求： 1) 行程速度變化系數(shù)K； 2) 檢驗最小傳動角min ，許用傳動角=40。 4.7 偏置曲柄滑塊機構中，設曲柄長度a=120mm，連桿長度b=600mm，偏距e=120mm，曲柄為原動件，試求： 1) 行程速度變化系數(shù)K和滑塊的行程h； 2) 檢驗最小傳動角min ，=40； 3) 若a與b不變，e = 0時，求此機構的行程速度變化系數(shù)K。 4.8 插床中的主機構，如圖所示，它是由轉動導桿機構ACB和曲柄滑塊機構ADP組合而成。已知LAB=100mm，LAD=80mm，試求： 1) 當插刀P的行程速度變化系數(shù)K1.4時，曲柄BC的長度LBC及插刀的行程h ； 2) 若

13、K=2時，則曲柄BC的長度應調(diào)整為多少? 此時插刀P的行程h是否變化? 題4.8圖 題4.9圖 4.9 圖示兩種形式的抽水唧筒機構，圖a以構件1為主動手柄，圖b以構件2為主動手柄。設兩機構尺寸相同，力F垂直于主動手柄，且力F的作用線距點B的距離相等，試從傳力條件來比較這兩種機構哪一種合理。 4.10 圖示為腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構。鉸鏈中心A、B在鉛垂線上，要求踏板DC在水平位置上下各擺動10，且l DC=500mm，l AD=1000mm 。試求曲柄AB和連桿BC的長度l AB和l BC，并畫出機構的死點位置。 題4.10圖 題4.11圖4.11 圖示為一實驗用小電爐的爐門裝置，在關閉時為位

14、置El，開啟時為位置E2，試設計一四桿機構來操作爐門的啟閉(各有關尺寸見圖)。在開啟時爐門應向外開啟，爐門與爐體不得發(fā)生干涉。而在關閉時，爐門應有一個自動壓向爐體的趨勢(圖中S為爐門質(zhì)心位置)。B、C為兩活動鉸鏈所在位置。 4.12 圖示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置，用撥叉DE操縱雙聯(lián)齒輪移動，現(xiàn)擬設計一個鉸鏈四桿機構ABCD；操縱撥叉DE擺動。已知：l AD=100mm，鉸鏈中心A、D的位置如圖所示，撥叉行程為30mm，撥叉尺寸l ED = l DC =40mm，固定軸心D在撥叉滑塊行程的垂直平分線上。又在此四桿機構ABCD中，構件AB為手柄，當它在垂直向上位置AB1時，撥叉處于位置E1，當手柄AB

15、逆時針方向轉過=90而處于水平位置AB2時，撥叉處于位置E2。試設計此四桿機構。 題4.12圖 題4.13圖 4.13 已知某操縱裝置采用一鉸鏈四桿機構，其中l(wèi) AB=50mm , l AD =72mm，原動件AB與從動件CD上的一標線DE之間的對應角位置關系如圖所示。試用圖解法設計此四桿機構。 4.14 圖示為一用于控制裝置的搖桿滑塊機構，若已知搖桿與滑塊的對應位置為：1=60、s1=80 mm, 2 = 90、s2 = 60mm，3=120、s3 = 40mm。偏距e =20mm。試設計該機構。題4.14圖 4.15 如圖所示的顎式碎礦機，設已知行程速度變化系數(shù)K=1.25 ，顎板CD(搖

16、桿)的長度l CD=300mm，顎板擺角=30，試確定：(1) 當機架AD的長度l AD=280mm時，曲柄AB和連桿BC的長度l AB和l BC；(2) 當曲柄AB的長度l AB=50mm時，機架AD和連桿BC的長度l AD和l BC 。并對此兩種設計結果，分別檢驗它們的最小傳動角min ，=40。 題4.15圖 題4.16圖 4.16 設計一曲柄滑塊機構，已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊行程h=50mm，偏距e=20mm，如圖所示。試求曲柄長度l AB和連桿長度l BC 。 4.17 在圖示牛頭刨床的主運動機構中，已知中心距l(xiāng)AC =300mm，刨頭的沖程H=450mm，行程速度

17、變化系數(shù)K=2，試求曲柄AB和導桿CD的長度lAB和lCD。 4.18 試設計一鉸鏈四桿機構，已知搖桿CD的行程速度變化系數(shù)K=1.5，其長度lCD=75mm，搖桿右邊的一個極限位置與機架之間的夾角=1=45，如圖所示。機架的長度lAD=100mm。試求曲柄AB和連桿BC的長度lAB 和lBC 。題4.17圖 題4.18圖 4.19 圖示鉸鏈四桿機構中，已知機架AD的長度lAD =100mm，兩連架桿三組對應角為：1=60，1=60：2=105，2=90；3=150，3=120。試用解析法設計此四桿機構。題4.19圖第5章 凸輪機構及其設計 如圖所示，B0點為從動件尖頂離凸輪軸心O最近的位置，

18、B點為凸輪從該位置逆時針方向轉過90后，從動件尖頂上升s時的位置。用圖解法求凸輪輪廓上與B點對應的B點時，應采用圖示中的哪一種作法? 并指出其它各作法的錯誤所在。 在圖中所示的三個凸輪機構中，已知R40 mm，a20 mm ，e15 mm，r r20mm。試用反轉法求從動件的位移曲線ss ()，并比較之。(要求選用同一比例尺，畫在同一坐標系中，均以從動件最低位置為起始點)。 如圖所示的兩種凸輪機構均為偏心圓盤。圓心為O，半徑為R30mm，偏心距l(xiāng)OA=10mm，偏距e10mm。試求： (1) 這兩種凸輪機構從動件的行程h和凸輪的基圓半徑r 0 ； (2) 這兩種凸輪機構的最大壓力角max的數(shù)值

19、及發(fā)生的位置(均在圖上標出)。 在如圖所示上標出下列凸輪機構各凸輪從圖示位置轉過45 后從動件的位移s及輪廓上相應接觸點的壓力角。 如圖所示為一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構，凸輪為一偏心圓，其直徑D32 mm，滾子半徑r r = 5 mm ，偏距e = 6 mm 。根據(jù)圖示位置畫出凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓，求出最大行程h、推程角及回程角，并回答是否存在運動失真。5.6 在圖所示的凸輪機構中，已知凸輪的部分輪廓曲線，試求：1在圖上標出滾子與凸輪由接觸點D1到接觸點D2的運動過程中，對應凸輪轉過的角度。 2在圖上標出滾子與凸輪在D2點接觸時凸輪機構的壓力角。 試以作圖法設計一偏置直動滾子

20、從動件盤形凸輪機構凸輪的輪廓曲線。凸輪以等角速度順時針回轉，從動件初始位置如圖所示，已知偏距e = l0 mm , 基圓半徑r 040mm , 滾子半徑r r10mm 。從動件運動規(guī)律為：凸輪轉角= 0150時，從動件等速上升h = 30 mm；=150180時,從動件遠休止；= 180300時從動件等加速等減速回程30 mm ；=300360時從動件近休止。 5.8 試以作圖法設計一個對心平底直動從動件盤形凸輪機構凸輪的輪廓曲線。設已知凸輪基圓半徑r 030mm，從動件平底與導軌的中心線垂直，凸輪順時針方向等速轉動。當凸輪轉過120 時從動件以等加速等減速運動上升20mm ，再轉過150時，

21、從動件又以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉過其余90時，推桿靜止不動。這種凸輪機構壓力角的變化規(guī)律如何? 是否也存在自鎖問題? 若有應如何避免？ 在如圖所示的凸輪機構中，已知擺桿AB在起始位置時垂直于OB，lOB40mm ，lAB80mm，滾子半徑r r10mm ，凸輪以等角速度順時針轉動。從動件運動規(guī)律如下：當凸輪轉過180 時，從動件以正弦加速度運動規(guī)律向上擺動30；當凸輪再轉過150時，從動件又以余弦加速度運動規(guī)律返回原來位置，當凸輪轉過其余30時，從動件停歇不動。 5.10 設計一移動從動件圓柱凸輪機構，凸輪的回轉方向和從動件的起始位置如圖所示。已知凸輪的平均半徑Rm40mm，滾于半徑r

22、 r10mm 。從動件運動規(guī)律如下：當凸輪轉過180時，從動件以等加速等減速運動規(guī)律上升60 mm；當凸輪轉過其余180 時，從動件以余弦加速度運動規(guī)律返回原處。 如圖所示為書本打包機的推書機構簡圖。凸輪逆時針轉動，通過擺桿滑塊機構帶動滑塊D左右移動，完成推書工作。已知滑塊行程H= 80mm，凸輪理論廓線的基圓半徑r 050mm ，lAC160 mm ，lOD120 mm ，其它尺寸如圖所示。當滑塊處于左極限位置時，AC與基圓切于B點；當凸輪轉過120時，滑塊以等加速等減速運動規(guī)律向右移動80mm ；當凸輪接著轉過30時，滑塊在右極限位置靜止不動；當凸輪再轉過60時，滑塊又以等加速等減速運動向

23、左移動至原處；當凸輪轉過一周中最后150時，滑塊在左極限位置靜止不動。試設計該凸輪機構。 圖示為滾子擺動從動件盤形凸輪機構，已知R=30mm , lOA15 mm , lCB145 mm , lCA45 mm , 試根據(jù)反轉法原理圖解求出：凸輪的基圓半徑r 0 ，從動件的最大擺角max和凸輪的推程運動角0 。(r 0、max和0請標注在圖上，并從圖上量出它們的數(shù)值)。 在圖示的對心直動滾子從動桿盤形凸輪機構中，凸輪的實際輪廓線為一圓，圓心在A點，半徑R= 40mm ，凸輪繞軸心逆時針方向轉動。lOA25 mm ，滾子半徑r r10mm 。試問： (1) 理論輪廓為何種曲線? (2) 凸輪基圓半

24、徑r 0 = ? (3) 從動桿升程h = ? (4) 推程中最大壓力角max = ? (5) 若把滾子半徑改為15 mm，從動桿的運動有無變化? 為什么? 題5.13圖 題圖5.14 試用解析法設計偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構凸輪的理論輪廓曲線和工作廓線。已知凸輪軸置于從動件軸線右側，偏距e = 20mm，基圓半徑r 0 = 50mm，滾子半徑r r =10 mm。凸輪以等角速度沿順時針方向回轉，在凸輪轉過角1 =120的過程中，從動件按正弦加速度運動規(guī)律上升h = 50mm；凸輪繼續(xù)轉過2 = 30時，從動件保持不動；其后，凸輪再回轉角度3 = 60期間，從動件又按余弦加速度運動規(guī)律下降

25、至起始位置；凸輪轉過一周的其余角度時，從動件又靜止不動。5.15 如圖所示設計一直動平底從動件盤形凸輪機構的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度順時針方向轉動，基圓半徑r 0 =30mm，平底與導路方向垂直。從動件的運動規(guī)律為：凸輪轉過180 ，從動件按簡諧運動規(guī)律上升25mm；凸輪繼續(xù)轉過180 ，從動件以等加速等減速運動規(guī)律回到最低位。(用計算機編程計算時，凸輪轉角可隔10計算。用計算器計算時，可求出凸輪轉過60、240 的凸輪實際廓線的坐標值。) 設計一擺動滾子從動件盤形凸輪機構的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度逆時針方向轉動，基圓半徑r 0 =30mm，滾子半徑r r =6 mm，擺桿長l50mm

26、，凸輪轉動中心O與擺桿的擺動中心之間的距離為lAB60 mm。從動件的運動規(guī)律為：凸輪轉過180，從動件按擺線運動規(guī)律向遠離凸輪中心方向擺動30 ；凸輪再轉過180 ，從動件以簡諧運動規(guī)律回到最低位。(用計算機編程計算時，凸輪轉角可隔10 計算，用計算器計算時，可求出凸輪轉過60 、270 的凸輪理論廓線和實際廓線的坐標值。)第六章 齒輪機構及其設計6.1 在圖中，已知基圓半徑r b = 50 mm，現(xiàn)需求： 1) 當r k = 65 mm時，漸開線的展角k 、漸開線的壓力角k和曲率半徑k 。2) 當k =20時，漸開線的壓力角k及向徑r k的值。題6.1圖 當壓力角= 20的正常齒制漸開線標

27、準外直齒輪，當漸開線標準齒輪的齒根圓與基圓重合時，其齒數(shù)z應為多少 ? 又當齒數(shù)大于以上求得的齒數(shù)時，試問基圓與齒根圓哪個大 ? 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪= 20、m =5 mm、z = 40 ，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。 在一機床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開線標準齒輪，經(jīng)測量其壓力角= 20，齒數(shù)z = 40 ，齒頂圓直徑d a = 84 mm ?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該齒輪已經(jīng)損，需重做一個齒輪代換，試確定這個齒輪的模數(shù)。 已知一對外嚙合標準直齒輪傳動，其齒數(shù)z 1 = 24、z 2 = 110，模數(shù)m =3 mm，壓力角= 20，正常齒制。試求：1) 兩齒輪的分度

28、圓直徑d 1、d 2 ；2) 兩齒輪的齒頂圓直徑d a1 、d a2 ；3) 齒高h ；4) 標準中心距a ; 5) 若實際中心距a= 204 mm，試求兩輪的節(jié)圓直徑d 1、d 2。 用卡尺測量一齒數(shù)z 1 = 24的漸開線直齒輪?，F(xiàn)測得其齒頂圓直徑d a1 = 208 mm， 齒根圓直徑d f = 172 mm 。 測量公法線長度Wk 時，當跨齒數(shù)k = 2時，Wk = 37.55mm ； k = 3時，Wk = 61.83 mm 。試確定該齒輪的模數(shù)m 、壓力角、齒頂高系數(shù)h a* ；和頂隙系數(shù)c* 。 一對外嚙合標準直齒輪，已知兩齒輪的齒數(shù)z 1 =23、z 2 = 67，模數(shù)m =3

29、 mm，壓力角= 20，正常齒制。試求：1) 正確安裝時的中心距a 、嚙合角及重合度，并繪出單齒及雙齒嚙合區(qū)；2) 實際中心距a=136 mm時的嚙合角和重合度。 設有一對外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動，已知兩輪齒數(shù)分別為z 1 =30、z 2 = 40，模數(shù)m = 20 mm，壓力角= 20，齒頂高系數(shù)h a* = 1。試求當實際中心距a=702.5 mm時兩輪的嚙合角和頂隙c 。（實際頂隙就等于標準頂隙加上中心距的變動量） 某對平行軸斜齒輪傳動的齒數(shù)z 1 =20、z 2 =37，模數(shù)m n =3 mm，壓力角= 20，齒寬B1 = 50 mm、B2 = 45 mm , 螺旋角=15，正常齒

30、制。試求：1) 兩齒輪的齒頂圓直徑d a1 、d a2 ；2) 標準中心距a ；3）總重合度 ；4）當量齒數(shù)z v 1 、z v 2 。 設有一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)分別為z 1 =20、z 2 =80，模數(shù)m = 4 mm，壓力角= 20，齒頂高系數(shù)h a* = 1，要求剛好保持連續(xù)傳動，求允許的最大中心距誤差a 。 有一齒條刀具，m =2mm、= 20、h a*= 1。刀具在切制齒輪時的移動速度v刀1mm/s。試求：1) 用這把刀具切制z 14的標準齒輪時，刀具中線離輪坯中心的距離L為多少? 輪坯每分鐘的轉數(shù)應為多少 ? 2) 若用這把刀具切制z14的變位齒輪，其變位系數(shù)x 0.

31、5，則刀具中線離輪坯中心的距離L應為多少 ? 輪坯每分鐘的轉數(shù)應為多少 ? 在圖中所示機構中，所有齒輪均為直齒圓柱齒輪，模數(shù)均為2 mm ，z 1 =15 、z 2 =32、z 3 =20、z 4 =30 ，要求輪1與輪4同軸線。試問： 1) 齒輪1、2與齒輪3、4應選什么傳動類型最好 ? 為什么 ? 2) 若齒輪1、2改為斜齒輪傳動來湊中心距，當齒數(shù)不變，模數(shù)不變時，斜齒輪的螺旋角應為多少 ?3) 斜齒輪1、2的當量齒數(shù)是多少 ?4）當用范成法（如用滾刀）來加工齒數(shù)z 1 =15的斜齒輪1時，是否會產(chǎn)身產(chǎn)生根切？ 圖中所示為一對螺旋齒輪機構，其中交錯角為45，小齒輪齒數(shù)為36，螺旋角為20（

32、右旋），大齒輪齒數(shù)為48 ，為右旋螺旋齒輪，法向模數(shù)均為2.5mm。試求：1) 大齒輪的螺旋角； 2) 法面齒距；3) 小齒輪端面模數(shù)；4) 大齒輪端面模數(shù)；5) 中心距；6) 當n 2 400 r / min時，齒輪2的圓周速度v p2和滑動速度的大小。 一對阿基米德標準蝸桿蝸輪機構，z 1 =2、z 2 =50 ，m = 8 mm , q10 ，試求：1) 傳動比i 12 和中心距a ；2) 蝸桿蝸輪的幾何尺寸。 如圖所示在蝸桿蝸輪傳動中，蝸桿的螺旋線方向與轉動方向如圖所示，試畫出各個蝸輪的轉動方向。 一漸開線標準直齒圓錐齒輪機構，z 1=16、z 2=32、m =6mm、= 20、h a

33、*= 1、=90，試設計這對直齒圓錐齒輪機構。 一對標準直齒圓錐齒輪傳動，試問：1）當z 1 =14、z 2 =30、=90時，小齒輪是否會產(chǎn)生根切？2）當z 1 =14、z 2 =20、=90時，小齒輪是否會產(chǎn)生根切？第7章 齒輪系及其設計 在圖示的車床變速箱中，已知各輪齒數(shù)為：Z142，Z2=58，Z338，Z4=42，Z550，Z6=48，電動機轉速為1450r/min, 若移動三聯(lián)滑移齒輪a使樹輪3和4嚙合，又移動雙聯(lián)滑移齒輪b使齒輪5和6嚙合，試求此時帶輪轉速的大小和方向。 題7.1圖 題7.2圖7.2 在圖示某傳動裝置中，已知：Z1=60，Z2=48，Z2=80，Z3120，Z3=

34、60，Z4=40，蝸桿Z42(右旋)，蝸輪Z5=80，齒輪Z565，模數(shù)m5mm, 主動輪1的轉速為n1240r/min，轉向如圖所示。試求齒條6的移動速度v6的大小和方向。7.3 圖示為一電動卷揚機的傳動簡圖。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，Z455；卷簡5與齒輪4固聯(lián)，其直徑D5=400mm,電動機轉速n1=1500r/min,試求：(1) 轉筒5的轉速n5的大小和重物的移動速度v 。(2) 提升重物時，電動機應該以什么方向旋轉？ 題7.3圖 題7.5圖 在圖7.13所示的滾齒機工作臺的傳動系統(tǒng)中。已知各輪齒數(shù)為z1 =1

35、5 , z2 =28 , z3 =15, z 4=55 , z9 = 40, 被加工齒輪B的齒數(shù)為64，試求傳動比i75 。7.5 在圖示周轉輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1 = 60 ，z2 =20 ，z2 =20 ，z3 =20 ，z4=20 ，z5 =100，試求傳動比i41 。7.6 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1=26，z2=32，z2=22，z3=80，z4=36，又n1=300r/min ，n3=50r/min ，兩者轉向相反，試求齒輪4的轉速n4的大小和方向。 題7.6圖 題7.7圖7.7 在圖示為雙螺旋槳飛機的減速器已知z1=26，z2=20，z4=30，z5=18及n1=150

36、00r/min ，試求nP和nQ的大小和方向。7.8 在圖示復合輪系中, 已知：z1=22，z3=88，z3=z5 ，試求傳動比i15 。7.9 在圖示的自行車里程表機構中，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，z4=20，z5=24，設輪胎受壓變形后使28英寸車輪的有效直徑為0.7m，當車行1km時，表上的指針剛好回轉一周，試求齒輪2的齒數(shù)。 題7.8圖 題7.9圖 7.10 汽車自動變速器中的預選式行星變速器如圖所示。I軸為主動軸，II軸為從動軸，S、P為制動帶, 其傳動有兩種情況：(1) S壓緊齒輪3、P處于松開狀態(tài)；(2) P壓緊齒輪6、S處于松

37、開狀態(tài)。已知各輪齒數(shù)z1=30，z2=30，z3=z6=90，z4=40，z5=25，試求兩種情況下的傳動比i 。 題7.10圖 題7.11圖 7.11 圖示為一龍門刨床工作臺的變速換向機構，J、K為電磁制動器，它們可分別剎住構件A和3，設已知各輪的齒數(shù)，求分別剎住A和3時的傳動比i1B 。7.12 在圖示輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：z1=34，z5=50，z6=18，z7=36，z3=z4，齒輪1的轉速為n1=1500r/min ，試求齒輪7的轉速n7 。 題7.12圖 題7.13圖7.13 在圖示的輪系中已知各輪齒數(shù)為：z1=90，z2=60，z2=30，z3=30，z3=24， z4=1

38、8， z5=60，z5=36，z6=32，運動從A，B兩軸輸入，由構件H輸出。已知nA=100r/min， nB=900r/min， 轉向如圖所示，試求輸出軸H的轉數(shù)nH的大小和方向。7.14 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=24，z1=30，z2=95，z3=89，z3=102，z4=80， z4=40，z5=17，試求傳動比i15 。7.15 在圖示的行星輪系中已知z1=20，z2=32，模數(shù)m = 6mm，試求齒輪3的齒數(shù)z3和系桿H的長度lH 。 題7.14圖 題7.15圖第8章 其它常用機構和組合機構 棘輪機構有什么特點？為什么棘爪與棘輪輪齒接觸處的公法線要位于棘輪與棘爪的轉動中

39、心之間？ 某牛頭刨床的進給機構中，設進給螺旋的導程為5mm，而與螺旋固接的棘輪有40個齒，問該牛頭刨床的最小進給量是多少？若要求牛頭刨床的進給量為0.5mm ，則棘輪每次轉過的角度應為多大？ 槽輪機構有什么特點？何謂運動系數(shù)k，為什么k不能大于1 ？8.4 某自動車床上裝有一單銷六槽式外接槽輪機構，已知槽輪停歇時間進行工藝動作，所需工藝時間為30s ，試確定槽輪的轉速。8.5 某外槽輪機構中，若已知槽輪的槽數(shù)為6 ，槽輪的運動時間為，停歇時間為，求槽輪的運動系數(shù)及所需的圓銷數(shù)目。8.6 為什么不完全齒輪機構主動輪首、末兩輪齒的齒高一般需要削減？加在瞬心附加桿后，是否仍需削減，為什么？8.7 圖

40、8.18b所示的螺旋機構中，若螺桿1上的兩段螺紋均為右旋螺紋，A段的導程為pA=1mm ，B段的導程為pB=0.75mm ，試求當手輪按圖示方向轉動一周時，螺母2相對于導軌3移動的方向入距離大小。又若將A段螺紋旋向改為左旋，而B段的旋向及其它參數(shù)不變，則結果又如何？ 雙萬向聯(lián)軸節(jié)為保證其主、從動軸間的傳動比為常數(shù)，應滿足哪些條件？滿足這些條件后，當主動軸作勻速轉動時，中間軸和從動軸均作勻速運動嗎？ 機械有哪幾種組合方法？試分析圖、所示機構是什么形式的組合系統(tǒng)，并畫出其運動傳遞框圖。 圖所示的刻字機構組合系統(tǒng)中，可通過設計相應的凸輪輪廓，全移動副十字滑塊上的M點就可以刻出任一數(shù)字或字母。現(xiàn)需刻寫

41、字母“B”，其尺寸如題圖所示，試將滑塊“B”字軌跡分解成分別控制水平和垂直運動的兩凸輪機構從動件運動規(guī)律和，并簡述凸輪廓線的設計要點。 題圖第九章 機械的平衡9.1 解釋以下基本概念：靜平衡、動平衡、平衡基面、質(zhì)徑積、平衡精度、平面機構平衡。9.2 經(jīng)過動平衡的構件是否一定是靜平衡的? 經(jīng)過靜平衡的構件是否一定要再進行動平衡? 為什么? 講清具體條件。9.3 在圖示的盤形轉子中，有四個偏心質(zhì)量位于同一回轉平面內(nèi)，其大小及回轉半徑分別為m1=5kg ，m2=7kg ，m3=8kg ，m4=6kg ，r1=r4=100mm ，r2=200mm ，r3=150mm ，方位如圖所示。又設平衡質(zhì)量m的回

42、轉半徑r250mm ，試求平衡質(zhì)量m的大小及方位。 題9.3圖 題9.4圖9.4 在圖示的轉子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10kg ，m2=15kg ，m3=20kg ，m4=10kg ，它們的回轉半徑分別為r1=300mm ，r2=r4=150mm ，r3=100mm ，又知各偏心質(zhì)量所在的回轉平面間的距離為l1=l2=l3=200mm ，各偏心質(zhì)量問的方位角為1=1200 ，2=600 ，3=900 ，4=300 。若置于平衡基面及中的平衡質(zhì)量m和m的回轉半徑均為400mm，試求m和m的大小和方位。9.5 如圖示用去重法平衡同軸轉子1及帶輪2，已知其上三個偏心質(zhì)量和所在半徑分別為：m1=0.3

43、kg ，m2=0.1kg ，m3=0.2kg ，r1=90mm ，r2=200mm ，r3=150mm ，l1=20mm, l2=80mm, l3=100mm, l=300mm, 2=450 ，3=300 。取轉子兩端面和為平衡基面，去重半徑為230mm 。求應去除的不平衡質(zhì)量的大小和方位。題9.5圖9.6 圖示大型轉子沿軸向有三個偏心質(zhì)量，其質(zhì)量和所在半徑分別為m1=4kg ，m2=2kg ，m3=3kg ，r1=160mm ，r2=200mm ，r3=150mm 。各偏心質(zhì)量的相位和軸向位置如圖示：2=150 ，3=300 。l1=200mm ，l2=400mm ，l3=200mm ，l4

44、=150mm.，如選擇轉子兩個端面和做為平衡基面，求所需加的平衡質(zhì)徑積的大小和方位。如選端面及轉子中截面作為平衡基面，質(zhì)徑積的大小有何改變?題9.6圖9.7 圖示四桿機構中AB=50mm ，BC=200mm ，CD=150mm ，AD=250mm ，AS1=20mm ，BE=100mm ，ES2=40mm ，CF=50mm ，F(xiàn)S3=30mm ，m1=1kg, ，m2=2kg ， m3=30kg ，試在AB、CD桿上加平衡質(zhì)量實現(xiàn)機構慣性力的完全平衡。9.8 圖示曲柄滑塊機構中各構件尺寸為：l AB=50mm ，lBC=200mm ，滑塊C的質(zhì)量為20kg 1000kg ，且忽略曲柄AB及連桿

45、BC的質(zhì)量。試問：(1) 如曲柄AB處于低轉速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較小時應如何考慮平衡措施?(2) 如曲柄AB處于較高轉速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較大時，又應如何考慮平衡措施?(3) 質(zhì)量與速度兩者之間何者對慣性力的產(chǎn)生起主要作用？為什么?(4) 有沒有辦法使此機構達到完全平衡? 題9.7圖 題9.8圖9.9 在圖示的曲柄滑塊機構中，S1、S2和S3為曲柄、連桿和滑塊的質(zhì)心。已知各構件的尺寸和質(zhì)量如下：lAB=100mm ，lBC=500mm ，lAS1=70mm , lBS2=200mm ，m1=10kg ， m2=50kg ，m3=120kg ，欲在曲柄AB上加一平衡質(zhì)量m來平衡該機構的慣

46、性力，問：(1) m應加于曲柄AB的什么方向上?(2) 將m加于C處，且lAC100mm ，m=?(3) 此時可否全部平衡掉機構的慣性力?題9.9圖機械原理作業(yè)第一章 結構分析作業(yè)1.2 解： F = 3n2PLPH = 33241= 0 該機構不能運動，修改方案如下圖：1.2 解： （a）F = 3n2PLPH = 34251= 1 A點為復合鉸鏈。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 1 B、E兩點為局部自由度, F、C兩點各有一處為虛約束。（c）F = 3n2PLPH = 35270= 1 FIJKLM為虛約束。1.3 解： F = 3n2PLPH = 372100= 1 1）

47、以構件2為原動件，則結構由87、65、43三個級桿組組成，故機構為級機構(圖a)。2）以構件4為原動件，則結構由87、65、23三個級桿組組成，故機構為級機構(圖b)。3）以構件8為原動件，則結構由2345一個級桿組和67一個級桿組組成，故機構為級機構(圖c)。 (a) (b) (c)第二章 運動分析作業(yè)2.1 解：機構的瞬心如圖所示。 2.2 解：取作機構位置圖如下圖所示。1.求D點的速度VD而 ，所以 2. 求1 3. 求2 因 ，所以4. 求C點的速度VC2.3 解：取作機構位置圖如下圖a所示。1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1LAB =1030= 300 mm/s2.求B3點的速

48、度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？ 方向 BC AB BC取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 由圖a量得：BC=123 mm , 則 3. 求D點和E點的速度VD 、VE利用速度影像在速度多邊形，過p點作CE，過b3點作BE，得到e點；過e點作pb3，得到d點 , 由圖量得：，所以 ，； 4. 求35. 求 6. 求 aB3 aB3n aB3t aB2 aB3B2k aB3B2 大小 32LBC ？ 12LAB 23VB3B2 ？ 方向 BC BC BA BC BC 取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，,所以 7. 求 8. 求D點和E點的加速度aD

49、 、aE利用加速度影像在加速度多邊形，作, 即，得到e點；過e點作，得到d點 , 由圖量得：，所以 ， 。2.7 解：取作機構位置圖如下圖a所示。一、用相對運動圖解法進行分析1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1LAB =200.1 = 2 m/s2.求B3點的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？方向 水平 AB BD取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 而VD= VB3= 1 m/s 3.求 4. 求 a B3 aB2n a B3B2 大小 ？ 12LAB ？ 方向 水平 BA BD取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，所以 。二、用解析法進行分析第三章 動力分析作業(yè)3.1 解： 根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形、分別為滑塊2、1的力多邊形，根據(jù)滑塊