機械原理習(xí)題及答案

1、 第1章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1.1 解釋下列概念 1.運動副；2.機構(gòu)自由度；3.機構(gòu)運動簡圖；4.機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析；5.高副低代。 1.2 驗算下列機構(gòu)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(gòu)的運動簡圖，并計算其自由度(其中構(gòu)件9為機架)。 1.4 計算下列機構(gòu)自由度，并說明注意事項。 1.5 計算下列機構(gòu)的自由度，并確定桿組及機構(gòu)的級別(圖a所示機構(gòu)分別以構(gòu)件2、4、8為原動件)。 題1.4圖題1.5圖  第2章 平面機構(gòu)的運動分析2.1 試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心。

2、題2.1圖2.2 在圖示機構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸為lAB =180mm , lBC =280mm , lBD =450mm , lCD =250mm , lAE =120mm , =30º, 構(gòu)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(dǎo)桿機構(gòu)中，已知lAB =30mm , lAC =100mm , lBD =50mm , lDE =40mm ,1=45º,曲柄1以等角速度1=10 rad/s沿逆時針方向回轉(zhuǎn)。求D點和E點的速度和加速度及構(gòu)件3的角速度和角加速度（用相對運動圖解法）。題2.2圖題2

3、.3圖2.4 在圖示機構(gòu)中，已知lAB =50mm , lBC =200mm , xD =120mm , 原動件的位置1=30º, 角速度1=10 rad/s ，角加速度1=0，試求機構(gòu)在該位置時構(gòu)件5的速度和加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。題2.4圖2.5 圖示為機構(gòu)的運動簡圖及相應(yīng)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(yīng)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(gòu)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(gòu)件2上D點的速度矢量和加速度矢量。題2.5圖2.6 在圖示機

4、構(gòu)中，已知機構(gòu)尺寸lAB =50mm, lBC =100mm, lCD =20mm , 原動件的位置1=30º, 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(gòu)件2的角速度2和角加速度2的大小和方向。題2.6圖2.7 在圖示機構(gòu)構(gòu)件1等速轉(zhuǎn)動，已知機構(gòu)尺寸lAB =100mm ,角速度為1= 20 rad/s，原動件的位置1=30º,分別用相對運動圖解法和解析法求構(gòu)件3上D點的速度和加速度。 題2.7圖 題2.8圖2.8 在圖示導(dǎo)桿機構(gòu)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(gòu)的矢量方程和在x、y軸上的投影方程(機構(gòu)的

5、矢量三角形及坐標系見圖)。2.9 在圖示正弦機構(gòu)中，已知原動件1的長度為l1=100mm 、位置角為1= 45º、角速度1= 20 rad/s，試用解析法求出機構(gòu)在該位置時構(gòu)件3的速度和加速度。2.10 在圖示牛頭刨床機構(gòu)中，已知機構(gòu)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 。 題2.9圖 題2.10圖2.11 在圖示平鍛機中的六桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)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

6、 。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(gòu)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。 題2.11圖   第3章 平面機構(gòu)的動力分析3.1 圖示楔形機構(gòu)中，已知=60°，有效阻力Fr=1000N，各接觸面的摩擦系數(shù)f =0.15。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(gòu)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(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸、

7、轉(zhuǎn)動副軸頸半徑r及當量摩擦系數(shù)fv，滑塊與導(dǎo)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(gòu)中，已知：x=250mm，y=200mm，lAS2=128mm，F(xiàn)d為驅(qū)動力，F(xiàn)r為有效阻力，m1= m3=2.75kg，m2=4.59kg，Is2=0.012kg·mm2，滑塊3以等速v=5m/s向上移動，試確定作用在各構(gòu)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

8、擦系數(shù)均為f =0.1。設(shè)它們都是非跑合的，求使力臂轉(zhuǎn)動的力矩Md。3.6 圖示機構(gòu)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 kg·mm2。設(shè)構(gòu)件5上作用的有效阻力Fr=500 N，lEF=20 mm，試求各運動副中的反力及需要加于構(gòu)件1上的平衡力矩Mb。題3.6圖3.7 圖示為一楔塊夾緊機構(gòu)，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(shè)Fd已知，求夾緊力

9、Fr；2）夾緊后撤掉Fd，求滑塊不會自行退出的幾何條件。3.8 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(fù)原位時力P的大??；2）該機構(gòu)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3.9 如圖所示，在手輪上加力矩M均勻轉(zhuǎn)動螺桿時，使楔塊A向右移動并舉起滑塊B，設(shè)楔角=15°，滑塊上B的載荷Fv=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3.10 圖示機組是

10、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(gòu)及其設(shè)計4.1 在鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD中，若AB、BC、CD三桿的長度分別為：a=120mm ，b=280mm , c=360mm，機架AD的長度d為變量。試求； (1) 當此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)時，d的取值范圍； (2) 當此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時 , d的取值范圍； (3) 當此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)時 , d的取值范圍。 4.2

11、如圖所示為轉(zhuǎn)動翼板式油泵，由四個四桿機構(gòu)組成，主動盤繞固定軸A轉(zhuǎn)動，試畫出其中一個四桿機構(gòu)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(gòu)。題4.2圖 題4.3圖 4.3 試畫出圖示兩個機構(gòu)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(gòu)。 4.4 圖示為一偏置曲柄滑塊機構(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? 題4.4圖 題4.5圖 4.5 在圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)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

12、機架時，該機構(gòu)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(gòu)?為什么?并說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副； 3) 當取桿3為機架時，又將演化成何種機構(gòu)?這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副? 4.6 設(shè)曲柄搖桿機構(gòu)ABCD中，桿AB、BC、CD、AD的長度分別為：a=80mm，b=160mm，c=280mm，d=250mm，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=40º。 4.7 偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，設(shè)曲柄長度a=120mm，連桿長度b=600mm，偏距e=120

13、mm，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 ，=40º； 3) 若a與b不變，e = 0時，求此機構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K。 4.8 插床中的主機構(gòu)，如圖所示，它是由轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)ACB和曲柄滑塊機構(gòu)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K=2時，則曲柄BC的長度應(yīng)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(gòu)，圖a以構(gòu)件1為主動手柄，圖b以構(gòu)件2為主動手柄。設(shè)

14、兩機構(gòu)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(gòu)哪一種合理。 4.10 圖示為腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)。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10º，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(gòu)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(guān)閉時為位置El，開啟時為位置E2，試設(shè)計一四桿機構(gòu)來操作爐門的啟閉(各有關(guān)尺寸見圖)。在開啟時爐門應(yīng)向外開啟，爐門與爐體不得發(fā)生干涉。而在關(guān)閉時，爐門應(yīng)有一個自動壓向爐體的趨勢(

15、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(shè)計一個鉸鏈四桿機構(gòu)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(gòu)ABCD中，構(gòu)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逆時針方向轉(zhuǎn)過=90º而處于水平位置AB2時，撥叉處于位置E2。試設(shè)計此四桿機構(gòu)。 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(gòu)，其中

16、l 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(yīng)角位置關(guān)系如圖所示。試用圖解法設(shè)計此四桿機構(gòu)。 4.14 圖示為一用于控制裝置的搖桿滑塊機構(gòu)，若已知搖桿與滑塊的對應(yīng)位置為：1=60º、s1=80 mm, 2 = 90º、s2 = 60mm，3=120º、s3 = 40mm。偏距e =20mm。試設(shè)計該機構(gòu)。題4.14圖 4.15 如圖所示的顎式碎礦機，設(shè)已知行程速度變化系數(shù)K=1.25 ，顎板CD(搖桿)的長度l CD=300mm，顎板擺角=30º，試確定：(1) 當機架AD的長度l AD=280mm時，曲柄A

17、B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(shè)計結(jié)果，分別檢驗它們的最小傳動角min ，=40º。 題4.15圖 題4.16圖 4.16 設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)，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(gòu)中，已知中心距l(xiāng)AC =300mm，刨頭的沖程H=450mm，行程速度變化系數(shù)K=2，試求曲柄AB和導(dǎo)桿CD的長度lAB和lCD。 4.18 試設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，已知

18、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=45º，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(gòu)中，已知機架AD的長度lAD =100mm，兩連架桿三組對應(yīng)角為：1=60º，1=60º：2=105º，2=90º；3=150º，3=120º。試用解析法設(shè)計此四桿機構(gòu)。題4.19圖   第5章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計5.1 如圖所示，B0點為從動件

19、尖頂離凸輪軸心O最近的位置，B點為凸輪從該位置逆時針方向轉(zhuǎn)過90º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(yīng)的B點時，應(yīng)采用圖示中的哪一種作法? 并指出其它各作法的錯誤所在。題5.1圖5.2 在圖中所示的三個凸輪機構(gòu)中，已知R40 mm，a20 mm ，e15 mm，r r20mm。試用反轉(zhuǎn)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)。5.3 如圖所示的兩種凸輪機構(gòu)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(gòu)從動件的行程h和凸輪的基圓

20、半徑r 0 ； (2) 這兩種凸輪機構(gòu)的最大壓力角max的數(shù)值及發(fā)生的位置(均在圖上標出)。題5.2圖題5.3圖5.4 在如圖所示上標出下列凸輪機構(gòu)各凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45º 后從動件的位移s及輪廓上相應(yīng)接觸點的壓力角。 題5.4圖 題5.5圖5.5 如圖所示為一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，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(gòu)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

21、接觸點D2的運動過程中，對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)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(gòu)的壓力角。題5.6圖5.7 試以作圖法設(shè)計一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的輪廓曲線。凸輪以等角速度順時針回轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)角= 0º150º時，從動件等速上升h = 30 mm；=150º180º時,從動件遠休止；= 180º300º時從動件等加速等減速回程30 mm ；=300º360º時從動件近休

22、止。 題5.7圖 題5.8圖5.8 試以作圖法設(shè)計一個對心平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的輪廓曲線。設(shè)已知凸輪基圓半徑r 030mm，從動件平底與導(dǎo)軌的中心線垂直，凸輪順時針方向等速轉(zhuǎn)動。當凸輪轉(zhuǎn)過120º 時從動件以等加速等減速運動上升20mm ，再轉(zhuǎn)過150º時，從動件又以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余90º時，推桿靜止不動。這種凸輪機構(gòu)壓力角的變化規(guī)律如何? 是否也存在自鎖問題? 若有應(yīng)如何避免？5.9 在如圖所示的凸輪機構(gòu)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(zhuǎn)動。從動

23、件運動規(guī)律如下：當凸輪轉(zhuǎn)過180º 時，從動件以正弦加速度運動規(guī)律向上擺動30º；當凸輪再轉(zhuǎn)過150º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(zhuǎn)過其余30º時，從動件停歇不動。 題5.9圖 題5.10圖5.10 設(shè)計一移動從動件圓柱凸輪機構(gòu)，凸輪的回轉(zhuǎn)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 r10mm 。從動件運動規(guī)律如下：當凸輪轉(zhuǎn)過180º時，從動件以等加速等減速運動規(guī)律上升60 mm；當凸輪轉(zhuǎn)過其余180º 時，從動件以余弦加速度運動規(guī)律返回原處。5.11 如圖所示為書本打包機的推書

24、機構(gòu)簡圖。凸輪逆時針轉(zhuǎn)動，通過擺桿滑塊機構(gòu)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(zhuǎn)過120º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(zhuǎn)過30º時，滑塊在右極限位置靜止不動；當凸輪再轉(zhuǎn)過60º時，滑塊又以等加速等減速運動向左移動至原處；當凸輪轉(zhuǎn)過一周中最后150º時，滑塊在左極限位置靜止不動。試設(shè)計該凸輪機構(gòu)。5.12 圖示為滾子擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)，已知R=3

25、0mm , lOA15 mm , lCB145 mm , lCA45 mm , 試根據(jù)反轉(zhuǎn)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)。5.13 在圖示的對心直動滾子從動桿盤形凸輪機構(gòu)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(zhuǎn)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

26、動桿的運動有無變化? 為什么? 題5.11圖 題5.12圖 題5.13圖 題5.15圖5.14 試用解析法設(shè)計偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)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(cè)，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(zhuǎn)，在凸輪轉(zhuǎn)過角1 =120º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(zhuǎn)過2 = 30º時，從動件保持不動；其后，凸輪再回轉(zhuǎn)角度3 = 60º期間，從動件又按余弦加速度運動規(guī)律下降至起始位置；凸輪轉(zhuǎn)過一周的其余角度時，從動件又靜止不動

27、。5.15 如圖所示設(shè)計一直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度順時針方向轉(zhuǎn)動，基圓半徑r 0 =30mm，平底與導(dǎo)路方向垂直。從動件的運動規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180º ，從動件按簡諧運動規(guī)律上升25mm；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180º ，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(zhuǎn)角可隔10º計算。用計算器計算時，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60º、240º 的凸輪實際廓線的坐標值。)5.16 設(shè)計一擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度逆時針方向轉(zhuǎn)動，基圓半徑r 0 =30mm，滾子半徑r r =6 mm，擺

28、桿長l50mm，凸輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)過180º，從動件按擺線運動規(guī)律向遠離凸輪中心方向擺動30º ；凸輪再轉(zhuǎn)過180º ，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(zhuǎn)角可隔10º 計算，用計算器計算時，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60º 、270º 的凸輪理論廓線和實際廓線的坐標值。)題5.16圖第六章 齒輪機構(gòu)及其設(shè)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)

29、 當k =20°時，漸開線的壓力角k及向徑r k的值。題6.1圖6.2 當壓力角= 20°的正常齒制漸開線標準外直齒輪，當漸開線標準齒輪的齒根圓與基圓重合時，其齒數(shù)z應(yīng)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 ?6.3 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。6.4 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

30、定這個齒輪的模數(shù)。6.5 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。6.6 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，

31、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* 。6.7 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 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。6.8 設(shè)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

32、隙c 。（實際頂隙就等于標準頂隙加上中心距的變動量）6.9 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 。6.10 設(shè)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

33、 。 6.11 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(zhuǎn)數(shù)應(yīng)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 0.5，則刀具中線離輪坯中心的距離L應(yīng)為多少 ? 輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少 ?6.12 在圖中所示機構(gòu)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(yīng)選什么傳動類型最好 ? 為什

34、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(yīng)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？ 題6.12圖 題6.13圖6.13 圖中所示為一對螺旋齒輪機構(gòu)，其中交錯角為45°，小齒輪齒數(shù)為36，螺旋角為20°（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 p

35、2和滑動速度的大小。6.14 一對阿基米德標準蝸桿蝸輪機構(gòu)，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。6.15 如圖所示在蝸桿蝸輪傳動中，蝸桿的螺旋線方向與轉(zhuǎn)動方向如圖所示，試畫出各個蝸輪的轉(zhuǎn)動方向。題6.15圖6.16 一漸開線標準直齒圓錐齒輪機構(gòu)，z 1=16、z 2=32、m =6mm、= 20°、h a*= 1、=90°，試設(shè)計這對直齒圓錐齒輪機構(gòu)。6.17 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

36、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(shè)計7.1 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(zhuǎn)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(zhuǎn)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=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(zhuǎn)速為n1240r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。試

37、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(zhuǎn)速n1=1500r/min,試求：(1) 轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速n5的大小和重物的移動速度v 。(2) 提升重物時，電動機應(yīng)該以什么方向旋轉(zhuǎn)？ 題7.3圖 題7.5圖7.4 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 =15 , 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

38、在圖示周轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的轉(zhuǎn)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=15000r/min ，試求nP和nQ的大小和方向。7.8 在圖示復(fù)合輪系中, 已知：z1=22，z3=88，z3&#

39、39;=z5 ，試求傳動比i15 。7.9 在圖示的自行車里程表機構(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，z4'=20，z5=24，設(shè)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(zhuǎn)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(yù)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

40、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(gòu)，J、K為電磁制動器，它們可分別剎住構(gòu)件A和3，設(shè)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(zhuǎn)速為n1=1500r/min ，試求齒輪7的轉(zhuǎn)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=18， z5=60，z5'=36，z6=32，運動從A，B兩軸輸入

41、，由構(gòu)件H輸出。已知nA=100r/min， nB=900r/min， 轉(zhuǎn)向如圖所示，試求輸出軸H的轉(zhuǎn)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            

42、;   第8章 其它常用機構(gòu)和組合機構(gòu)8.1 棘輪機構(gòu)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(zhuǎn)動中心之間？8.2 某牛頭刨床的進給機構(gòu)中，設(shè)進給螺旋的導(dǎo)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(zhuǎn)過的角度應(yīng)為多大？8.3 槽輪機構(gòu)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(gòu)，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(zhuǎn)速。8.5 某外槽輪機構(gòu)中，若已知槽輪的槽數(shù)為6 ，槽輪的運動時間

43、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(gòu)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8.18b所示的螺旋機構(gòu)中，若螺桿1上的兩段螺紋均為右旋螺紋，A段的導(dǎo)程為pA=1mm ，B段的導(dǎo)程為pB=0.75mm ，試求當手輪按圖示方向轉(zhuǎn)動一周時，螺母2相對于導(dǎo)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(jié)果又如何？8.8 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(yīng)滿足哪些條件？滿足這些條件后，當主動軸作勻速轉(zhuǎn)動時，中間軸和從動軸均作勻速運動嗎？8.9 機械有哪幾種組合方法

44、？試分析圖8.29b、8.34b、8.35b所示機構(gòu)是什么形式的組合系統(tǒng)，并畫出其運動傳遞框圖。8.10 圖8.29a所示的刻字機構(gòu)組合系統(tǒng)中，可通過設(shè)計相應(yīng)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)需刻寫字母“B”，其尺寸如題8.10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(gòu)從動件運動規(guī)律和，并簡述凸輪廓線的設(shè)計要點。 題8.10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(gòu)平衡。9.2 經(jīng)過動平衡的構(gòu)件是否一定是靜平衡的? 經(jīng)過靜平衡的構(gòu)件是否一定要再進行動平衡? 為

45、什么? 講清具體條件。9.3 在圖示的盤形轉(zhuǎn)子中，有四個偏心質(zhì)量位于同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，其大小及回轉(zhuǎn)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(shè)平衡質(zhì)量m的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10kg ，m2=15kg ，m3=20kg ，m4=10kg ，它們的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)平面間的距離為l1=l2=l3=200

46、mm ，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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=0.3kg ，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(zhuǎn)子兩端面和為平衡基面，去重半徑為230mm 。求應(yīng)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(zhuǎn)子沿軸向有三

47、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=150mm.，如選擇轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)中AB=50mm ，BC=200mm ，CD=150mm ，AD=250mm ，AS1=20mm ，BE=100mm ，ES2=40mm ，CF=50mm ，F(xiàn)S

48、3=30mm ，m1=1kg, ，m2=2kg ， m3=30kg ，試在AB、CD桿上加平衡質(zhì)量實現(xiàn)機構(gòu)慣性力的完全平衡。9.8 圖示曲柄滑塊機構(gòu)中各構(gòu)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BC的質(zhì)量。試問：(1) 如曲柄AB處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較小時應(yīng)如何考慮平衡措施?(2) 如曲柄AB處于較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較大時，又應(yīng)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(gòu)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(gòu)

49、中，S1、S2和S3為曲柄、連桿和滑塊的質(zhì)心。已知各構(gòu)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(gòu)的慣性力，問：(1) m應(yīng)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(gòu)的慣性力?題9.9圖機械原理作業(yè)第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)1.2 解： F = 3n2PLPH = 3×32×41= 0 該機構(gòu)不能運動，修改方案如下圖：1.2 解： （a）F = 3n2P

50、LPH = 3×42×51= 1 A點為復(fù)合鉸鏈。（b）F = 3n2PLPH = 3×52×62= 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 = 3×52×70= 1 FIJKLM為虛約束。1.3 解： F = 3n2PLPH = 3×72×100= 1 1）以構(gòu)件2為原動件，則結(jié)構(gòu)由87、65、43三個級桿組組成，故機構(gòu)為級機構(gòu)(圖a)。2）以構(gòu)件4為原動件，則結(jié)構(gòu)由87、65、23三個級桿組組成，故機構(gòu)為級機構(gòu)(圖b)。3）以構(gòu)件8為原動件，則結(jié)構(gòu)由2345一個級

51、桿組和67一個級桿組組成，故機構(gòu)為級機構(gòu)(圖c)。 (a) (b) (c)第二章 運動分析作業(yè)2.1 解：機構(gòu)的瞬心如圖所示。 2.2 解：取作機構(gòu)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(gòu)位置圖如下圖a所示。1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1×LAB =10×30= 300 mm/s2.求B3點的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1×LAB ？ 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