機械原理-課后全部習(xí)題解答

1、機械原理習(xí)題解答機械工程學(xué)院目 錄第1章 緒論1第2章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析3第3章 平面連桿機構(gòu) 8第4章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計 15第5章 齒輪機構(gòu) 19第6章 輪系及其設(shè)計 26第8章 機械運動力學(xué)方程 32第9章 平面機構(gòu)的平衡 39第一章 緒 論一、補充題1、復(fù)習(xí)思考題1)、機器應(yīng)具有什么特征？機器通常由哪三部分組成？各部分的功能是什么？2）、機器與機構(gòu)有什么異同點？3）、什么叫構(gòu)件？什么叫零件？什么叫通用零件和專用零件？試各舉二個實例。4）、設(shè)計機器時應(yīng)滿足哪些基本要求？試選取一臺機器，分析設(shè)計時應(yīng)滿足的基本要求。2、填空題1)、機器或機構(gòu)，都是由 組合而成的。2）、機器或機構(gòu)的 之間，

2、具有確定的相對運動。3）、機器可以用來 人的勞動，完成有用的 。4）、組成機構(gòu)、并且相互間能作 的物體，叫做構(gòu)件。5）、從運動的角度看，機構(gòu)的主要功用在于 運動或 運動的形式。6）、構(gòu)件是機器的 單元。零件是機器的 單元。7）、機器的工作部分須完成機器的 動作，且處于整個傳動的 。8）、機器的傳動部分是把原動部分的運動和功率傳遞給工作部分的 。9）、構(gòu)件之間具有 的相對運動，并能完成 的機械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的 的組合，叫機器。3、判斷題1)、構(gòu)件都是可動的。 （ ）2）、機器的傳動部分都是機構(gòu)。 （ ）3）、互相之間能作相對運動的物件是構(gòu)件。 （ ）4）、只從運動方面講，機構(gòu)是具有確定相對運動

3、構(gòu)件的組合。 （ ）5）、機構(gòu)的作用，只是傳遞或轉(zhuǎn)換運動的形式。 （ ）6）、機器是構(gòu)件之間具有確定的相對運動，并能完成有用的機械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的構(gòu)件的組合。 （ ）7）、機構(gòu)中的主動件和被動件，都是構(gòu)件。 （ ）2 填空題答案1）、構(gòu)件 2）、構(gòu)件 3）、代替 機械功 4）、相對運動 5）、傳遞 轉(zhuǎn)換 6）、運動 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)成的運動副的名稱。解：a)平面高副 b)空間低副 c)平面高副2-8將圖

4、2-27中機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機構(gòu)運動簡圖，標(biāo)出原動件和機架，并計算其自由度。解：b)n=3，=4 ，=0， F=3×3-2×4=1c) n=3， =4 ，PH=0， F=3×3-2×4=1 2-9 試判斷圖2-28中所示各“機構(gòu)”能否成為機構(gòu)，并說明理由。解：修改后的機構(gòu)修改后的機構(gòu)修改后的機構(gòu)2-10 計算圖2-29中所示各機構(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，說明計算自由度應(yīng)作何處理。解：a)n=5， =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=3×52×7=1b) n=6， =8

5、， PH=1， 有局部自由度，有虛約束F=3n-2-=3x6-2x8-1=1d) 有虛約束，有復(fù)合鉸鏈n=5， =7， =0，F(xiàn)=3n-2-=3×5-2×7-0=1e) 有對稱虛約束n=5，=7 F=3n-2=1f)有對稱虛約束 n=3，=3，=2 F=3n-2-=1g) n=2，=2，=1， n=3，=4 有虛約束h) 有對稱虛約束，n=3，=4 F=3n-2 =3×3-2×4=1或者： n=4，=5 =1，F(xiàn)=3n-2-=3×4-2×5-1=12-12計算圖2-30所示各機構(gòu)的自由度，并在高副低代后，分析組成這些機構(gòu)的基本桿組即桿

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

7、機構(gòu)的級別:II以構(gòu)件7作為原動件時，桿組的級別:III 以構(gòu)件7作為原動件時，機構(gòu)的級別:III2-14 繪制圖2-33所示機構(gòu)高副低代后的運動簡圖，計算機構(gòu)的自由度。并確定機構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級別以及機構(gòu)的級別。圖2-33 機構(gòu)示意圖機構(gòu)高副低代后的運動簡圖桿組的級別:III 所以，機構(gòu)的級別:III2-15 試分析圖2-35所示刨床機構(gòu)的組成，并判別機構(gòu)的級別。若以構(gòu)件4為原動件，則此機構(gòu)為幾級？解：F=3n-2-=3×5-2×7=1一、若以構(gòu)件1為原動件，則此機構(gòu)拆分的桿組是：所以此機構(gòu)為III級二、若以構(gòu)件4為原動件，則此機構(gòu)拆分的桿組是：所以此機構(gòu)為II級第三章

8、 平面連桿機構(gòu)3-9圖3-54所示平面鉸鏈四桿運動鏈中，已知各構(gòu)件長度分別為， ，。（1）判斷該機構(gòu)運動鏈中四個轉(zhuǎn)動副的類型。（2）取哪個構(gòu)件為機架可得到曲柄搖桿機構(gòu)。（3）取哪個構(gòu)件為機架可得到雙曲柄機構(gòu)。（4）取哪個構(gòu)件為機架可得到雙搖桿機構(gòu)解：平面連桿機構(gòu)LAB=55 LBC=40 LCD=50 LAD=25LAB+LAD<LBC+LCD(1) A、D整轉(zhuǎn)副 B、C擺轉(zhuǎn)副（2）AB或CD為機架時，為曲柄搖桿機構(gòu)（3）AD為機架時，為雙曲柄機構(gòu)（4）BC為機架時，為雙搖桿機構(gòu)3-10 圖3-57所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

9、何？ 解:主要分析能否通過極限位置， a+e<b3-11在圖3-81所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿件長度分別為，。（1）若取AD為機架，求該機構(gòu)的極位夾角，桿CD的最大擺角和最小傳動角（2）若取AB為機架，求該機構(gòu)將演化為何種類型的機構(gòu)？為什么？請說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副。圖3-58 鉸鏈四桿機構(gòu)解：由于2555<4050，所以lABlADlBClCD，且以最短桿的鄰邊為機架。故該鉸鏈四桿機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。為曲柄。）以曲柄為主動件，作出搖桿的極限位置如圖所示。 AC1lABlBC402565AC2lBClAB402515(1)極位夾角：出現(xiàn)在AB與連桿BC重合位置圖

10、1行程速比系數(shù)（）（）1.17(2)求搖桿的最大擺角，從圖1，搖桿的最大擺角：B1DC1B2DC2(3)最小傳動角min出現(xiàn)在與機架重合位置（分正向重合、反向重合）如圖2。分別求出、，再求最小傳動角。圖2曲柄處于位置時，傳動角=36.860曲柄處于位置時，傳動角1800=54.900現(xiàn)比較的、大小，最小傳動角取、中最小者min36.860）    取為機架,即取最短桿為機架，該機構(gòu)演化為雙曲柄機構(gòu)。因為在曲柄搖桿機構(gòu)中取最短桿作為機架，其個連架桿與機架相連的運動副、均為周轉(zhuǎn)副。、兩個轉(zhuǎn)動副為擺轉(zhuǎn)副。3-15 圖3-59所示為加熱爐爐門的啟閉狀態(tài)，試設(shè)計一機構(gòu)，使?fàn)t

11、門能占有圖示的兩個位置。圖3-59 題3-15圖提示：把門看著是在連桿上，即兩個活動鉸鏈中心在門上，同時把固定鉸鏈中心裝在爐子的外壁上。3-16試設(shè)計一個如圖3-60所示的平面鉸鏈四桿機構(gòu)。設(shè)已知其搖桿的長度，行程速比系數(shù)K=1.5，機架的長度，又知搖桿的一個極限位置與機架間的夾角，試求其曲柄的長度和連桿的長度。圖3-60 題3-16圖解：（符號與課本不太一致）當(dāng)行程速比系數(shù)K=1.5時，機構(gòu)的極位夾角為即機構(gòu)具有急回特性，過固定鉸鏈點作一條與已知直線成的直線再與活動鉸鏈點的軌跡圓相交，交點就是活動鉸鏈點的另一個極限位置。選定比例尺，作圖，如下圖所示。由圖可知，有兩個交點，即有兩組解。直接由圖

12、中量取，。故有兩組解。解一：構(gòu)件AB的長為 構(gòu)件BC的長為 搖桿的擺角解二：構(gòu)件AB的長為 構(gòu)件BC的長為 搖桿的擺角3-17 如圖3-61所示，設(shè)已知破碎機的行程速比系數(shù)K =1.2，顎板長度mm，顎板擺角=35º，曲柄長度lAB=80 mm。求連桿的長度，并驗算最小傳動角是否在允許的范圍內(nèi)。圖3-61題3-17圖3-18 試設(shè)計一曲柄滑塊機構(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？解：行程速比系數(shù)K=1.5，則機構(gòu)的極位夾角為選定作圖比例，先畫出滑塊的兩個極限位置C1和C2，再分別過點C1、C2作與直線C1C2成

13、的射線，兩射線將于點。以點為圓心，OC2為半徑作圓，再作一條與直線C1 C2相距為的直線，該直線與先前所作的圓的交點就是固定鉸鏈點。作圖過程如解題24圖所示。直接由圖中量取，所以曲柄AB的長度為 連桿BC的長度為解題3-18圖最大壓力角，提示：出現(xiàn)在曲柄與導(dǎo)路垂直的時候。3-19 圖3-62所示為一牛頭刨床的主傳動機構(gòu),已知，行程速比系數(shù)K=2，刨頭5的行程H=300mm。要求在整個行程中，刨頭5有較小的壓力角，試設(shè)計此機構(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即擺桿的擺角為60o曲柄運動到與垂直，其擺桿分別處于左右極限位置、已知：

14、曲柄長度75機架的長度75sin（）150mm欲使其刨頭的行程H300mm，即C點運動的水平距離為300mm擺桿的長度sin（）150sin30o300mm為了使機構(gòu)在運動過程中壓力角較小，故取刨頭構(gòu)件的導(dǎo)路在B3F的中點，且 B0F ×cos（）150×mm刨頭構(gòu)件離曲柄轉(zhuǎn)動中心點的距離為：()300150(300150×)/2H1303-22 有一曲柄搖桿機構(gòu)，已知其搖桿長，擺角，搖桿在兩極限位時與機架所成的夾角各為和，機構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.5，設(shè)計此四桿機構(gòu)，并驗算最小傳動角。解：按照課本的方法作圖。3-23 試求圖3-65所示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心

15、的位置。（a） （b） （c） （d） 圖3-65題3-23圖提示：列出n個構(gòu)件，畫出n邊形，同時結(jié)合三心定理。（a）P23(P13)P34P12P14(P24)絕對瞬心: P12 、P13 、P14；相對瞬心: P23 、P34 、P24。（b）P12P12P23(P24)P13 、P14在過C點垂直于BC的無窮遠(yuǎn)處。（d） 3-24在圖3-66所示的機構(gòu)中，已知曲柄2順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度試求在圖示位置導(dǎo)桿4的角速度的大小和方向。圖3-66題3-24圖P24P34P23P14P12解：P12在A0 ，P14在B0 ， P34在無窮遠(yuǎn) n=4 個根據(jù)P24是的瞬心，兩個構(gòu)件在該點的絕對速

16、度相等。 第四章 凸輪機構(gòu)4-10 圖4-40 所示為一尖端移動從動件盤凸輪機構(gòu)從動件的運動線圖。試在圖上補全各段的位移、速度及加速度曲線，并指出在哪些位置會出現(xiàn)剛性沖擊？哪些位置會出現(xiàn)柔性沖擊？根據(jù)關(guān)系式，補全后的從動件位移、速度和加速度線圖如上右圖所示。在運動的開始時點0、以及處加速度有限突變，所以在這些位置有柔性沖擊；在和處速度有限突變，加速度無限突變，在理論上將會產(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)計一偏置移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪以等角速度順時針轉(zhuǎn)動，基圓半徑，滾子半徑，凸輪軸心偏于從動件軸線右側(cè)，偏距e=10mm。從動件運動規(guī)律如下：當(dāng)輪轉(zhuǎn)過時，從動件

17、以簡諧運動規(guī)律上升30mm;當(dāng)凸輪接著轉(zhuǎn)過時從動件停歇不動；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過時，從動件以等加減速運動返回原處；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過一周中其余角度時，從動件又停歇不動。反轉(zhuǎn)法畫圖4-6設(shè)計一對心移動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知基圓半徑，從動件平底與導(dǎo)路中心線垂直，凸輪順時針等速轉(zhuǎn)動。從動件運動規(guī)律如下：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過時，從動件以簡諧運動規(guī)律上升30mm; 當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過時，從動件以簡諧運動規(guī)律返回原處；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余時，從動件又停歇不動。4-7在圖4-43所示的凸輪機構(gòu)中，已知擺桿在起始位置時垂直于，滾子半徑，凸輪以等角速度順時針轉(zhuǎn)動。從動件運動規(guī)律如下：當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過時，從動件以擺線運動規(guī)律向上擺動；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過時

18、，從動件以擺線運動規(guī)律返回物原來位置，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余時，從動件又停歇不動。4-15試用作圖法求出圖4-47所示凸輪機構(gòu)中當(dāng)凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過后機構(gòu)的壓力角，并在圖上標(biāo)注出來。反轉(zhuǎn)法畫圖4-16在圖4-48所示的凸輪機構(gòu)中，從動件的起始上升點均為C點。1）試在圖上標(biāo)注出從C點接觸時，凸輪轉(zhuǎn)過的角度及從動件走過的位移。2）標(biāo)出在D點接觸凸輪時機構(gòu)的壓力角a。解：a)圖：（1）作偏置圓 （2）過D點作偏置圓切線,得出所在位置（3）作理論輪廓，作出兩者交點（4）得 s如圖 （5）b)圖：（1）以A0 為圓心， AA0為半徑畫圓弧；（2） 以B1 為圓心， AB為半徑畫圓??；交A1點；（3）第五章 齒輪

19、機構(gòu)5-11一漸開線在基圓半徑的圓上發(fā)生。試求：漸開線上向徑的點k的曲率半徑、壓力角和展角。解： 弧度5-12 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪,，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。解：分度圓基圓處 cos, 齒頂圓處 5-13 已知一對外嚙合正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪,試計算這對齒輪的分度圓直徑、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、齒距、齒厚和齒槽寬。解：由,5-14 試比較正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直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)： （2）如果齒數(shù)小于等于41,基圓大于齒根圓如果齒數(shù)大于4

20、2, 基圓小于齒根圓如果齒數(shù)小于等于44,基圓大于齒根圓如果齒數(shù)大于45, 基圓小于齒根圓5-15 現(xiàn)需要傳動比的一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，有三個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，齒頂圓直徑分別為，問哪兩個齒輪能用？中心距等于多少？并用作圖法求出它們的重合度 。解：兩個齒輪能用，是指能夠正確嚙合。根據(jù)所以：齒輪1和齒輪2兩個齒輪能用.中心距重合度5-18 對z1=24、z2=96、m=4mm、=20。、=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。因磨損嚴(yán)重，維修時擬利用大齒輪坯，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

21、齒輪的變位系數(shù)X1。2）大齒輪頂圓直徑da2。5-20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=14,兩對齒輪傳動的中心距a12=a34=70mm,各輪的m=2mm、=20。、=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；計算輪1、2的螺旋角的大小。判斷輪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)計計算輪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，兩對齒輪的傳動類型實際中心距：a=

22、70mm理論中心距：a12=0.5×m(z1z2)=0.5×2(1553)=68 mm a34=0.5×m(z3z4)=0.5×2(1456)=70 mm因為：a12a ，aa34 所以，齒輪1和2采用正傳動，齒輪3和4采用零傳動。嚙合角cos12=a12×cos/ a12=68×cos20°/70=0.91，所以， =24°=20° （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計算輪1、2的螺旋角的大小a12=0.5×(d1d2)= 0.5×mn×(z1z2

23、)/ cos cos=0.5×mn×(z1z2)/ a12=68/70 ，所以， =13.7° 判斷輪1是否根切zmin=17 cos3=17×cos313.7°=15.58z1=15zmin , 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)xmin計算輪3、4的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑計算輪3的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑 計算輪4的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑 5-21 設(shè)已知一對斜齒輪轉(zhuǎn)動，、，（初選值），試求（應(yīng)圓整），及，。解：5-22 一平行軸斜齒輪機構(gòu)。已知：z1=30、z2=100、mn=6mm。若要求設(shè)計中心距為400

24、mm，試確定該對斜齒輪的螺旋角。解：5-25 有一阿基米德蝸桿傳動，已知：傳動比，蝸桿頭數(shù)，直徑系數(shù)，分度圓直徑 。試求：（1）模數(shù) 、蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角、蝸輪齒數(shù)及分度圓柱螺旋角；（2）蝸輪的分度圓直徑和蝸桿傳動中心距。解：第六章 輪系及其設(shè)計6-11 在圖6-27所示的車床變速箱中，已知各輪齒數(shù)為 z1=42,z2=58,z3=38,z4=42,z5=50,z6=48,電動機轉(zhuǎn)速為1450r/min。 若移動三聯(lián)滑移齒輪a使齒輪3和4嚙合，又移動雙聯(lián)滑移齒輪56嚙合，試求此時帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。解：6-12 圖6-28所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)，

25、其余各輪齒數(shù)為： ，；卷筒5與齒輪4固聯(lián)，其直徑，電動機轉(zhuǎn)速。試求：（1）卷筒5的轉(zhuǎn)速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)？ 圖6-28 題6-12圖是定軸輪系,較簡單。6-13 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：， ，。試求該輪系的傳動比。圖6-29 題6-13圖解：是兩個周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)合輪系A(chǔ). 齒輪4、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。 6-14 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：，又，兩者轉(zhuǎn)向相反。試求齒輪4的轉(zhuǎn)速的大小和方向。圖6-3

26、0 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,行星架固定。設(shè)：轉(zhuǎn)向為正，6-15 圖示周轉(zhuǎn)輪系，已知，又，。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,行星架固定。設(shè)：轉(zhuǎn)向為正，6-19 圖示為一裝配用電動螺絲刀齒輪減速部分的傳動簡圖。已知各輪齒數(shù)為，。若，試求螺絲刀的轉(zhuǎn)速。 圖6-35 題6-19圖解：是兩個周轉(zhuǎn)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,H1是行星架。nH1= n4B. 齒輪4、行

27、星齒輪5、齒輪6構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系 ,H2是行星架nH2= n刀n3= n6=0根據(jù)裝配條件，可以求出、6-22 圖6-38所示輪系中，已知，若,轉(zhuǎn)向如圖所示，求的大小和方向。圖6-38 題6-22圖解：是一個周轉(zhuǎn)輪系和一個定軸輪系組成的復(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=B. 齒輪1，、齒輪2，、齒輪3，構(gòu)成定軸輪系 . （a） （b）nH= （c） n3= （d）聯(lián)立上述四個方程，可以求出：第7章 間歇運動機構(gòu)和其它常用機構(gòu)7-1 什么是間歇運動？有哪些機構(gòu)能實現(xiàn)間歇運動？解 主動件的連續(xù)運動，而從動件作非連續(xù)運動。常見的棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒

28、輪機構(gòu)能實現(xiàn)間歇運動7-2 常見的棘輪機構(gòu)有哪幾種？試述棘輪機構(gòu)的工作特點。解 常用類型：單動式、雙動式；單向式、雙向式；外嚙合、內(nèi)嚙合；摩擦式等。如課本圖7-1，當(dāng)擺桿1順時針方向擺動時，棘爪2將插入棘輪齒槽中，并帶動棘輪順時針方向轉(zhuǎn)過一定的角度；當(dāng)擺桿逆時針方向擺動時，棘爪在棘輪的齒背上滑過，這時棘輪不動。為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機構(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)擺動時，就實現(xiàn)了棘輪的單向間歇運動。7-3 槽輪機構(gòu)有哪幾種基本型式？槽輪機構(gòu)的運動系數(shù)是如何定義的？解 基本型式：外接式和內(nèi)接式。在一個運動循環(huán)內(nèi)，槽輪運動時間tb與撥盤運動時間tj之比值

29、kt稱為運動特性系數(shù)。7-5 試述凸輪間歇運動機構(gòu)的工作原理及運動特點。解 工作原理：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時，通過其曲線溝槽（或凸脊）撥動從動盤上的圓柱銷，使從動盤作間歇運動。 特點：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確，無需專門的定位裝置，易實現(xiàn)工作對動程和動停比的要求。通過適當(dāng)選擇從動件的運動規(guī)律和合理設(shè)計凸輪 的輪廓曲線，可減小動載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運轉(zhuǎn)的要求。主要缺點是精確度要求較高，加工比較復(fù)雜，安裝調(diào)整比較困難。7-6 不完全齒輪機構(gòu)與普通齒輪機構(gòu)的嚙合過程有何異同點？ 解 在不完全齒輪機構(gòu)中，主動輪1連續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時，從動輪2開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)輪1上的輪恥退出嚙合時，由于兩輪的凸、

30、凹鎖止弧的定位作用，齒輪2可靠停歇，從而實現(xiàn)從動齒輪2的間歇轉(zhuǎn)動。而普通齒輪嚙合是連續(xù)的，從動輪的運動也是連續(xù)的。第八章 機械運動動力學(xué)方程8-6在如圖10-14所示汽輪機和螺旋漿的傳動機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量分別為：汽輪機1的轉(zhuǎn)子和與其相固聯(lián)的軸2及其上齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J1=1900，螺旋槳5的轉(zhuǎn)動慣量為J5=2500 ，軸3及其上齒輪的轉(zhuǎn)動慣量=400，軸4及其上齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J3=1000 ，加在螺旋槳上的阻力矩為M5=30，傳動比i23=6，i34=5。若取汽輪機1為等效構(gòu)件，試求整個機組的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效阻力矩。解：8-7 如圖為具有往復(fù)運動時桿的油泵機構(gòu)運動簡圖。已知：lAB=

31、50，移動導(dǎo)桿3的質(zhì)量為m3=0.4kg，加在導(dǎo)桿3上的工作阻力Fr=20N。若選取曲柄1為等效構(gòu)件，試分別求出在下列情況下，工作阻力的等效力矩和導(dǎo)桿3質(zhì)量的等效轉(zhuǎn)動慣量Je。(1);(2) ;(3) 解：10-3圖示為6140銑床主傳動系統(tǒng)簡圖圖中標(biāo)出各軸號（，），軸為主軸各輪齒數(shù)見圖各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量（單位為）為：電動機JM=00842；軸：JS1=00002，JS2=00018，JS3=00019，JS4=00070，JS5=00585；齒輪塊：J3=00030，J4=00091，J7=00334，J8=00789；齒輪：J5=00053，J6=00087，J9=01789，J10=000

32、56；飛輪JF=01112；帶輪：J1=00004，J2=01508；制動器：JC=00004，帶的質(zhì)量m=1214kg求圖示傳動路線以主軸為等效構(gòu)件時的等效轉(zhuǎn)動慣量解：i12=1/2=D2/D1 1=275×2/145 i25=2/5=(-1)3×38×46×7116×17×18 2=2535×5將2代入式可得：1481×5i35=3/5=(-1)2×46×71/17×18 3=1067×5i45=4/5=(-1)1×71/18 4=394×5皮帶的速度

33、：V=2×D2/2 V=2535×5×D2/2V/5=2535×0275/2=348由轉(zhuǎn)動慣量的公式：JV5=ni=1Jsi×(i/5)2+mi(Vsi/5)2JV5=(JM+JS1+J1+JC)×(1/5)2+m×(V/5)2+(J2+JS2+J3)×(2/5)2+(J4+JS3+J5+J6)×(3/5)2 +(J7+JS4+J8)×(4/5)2+(J9+JF+J10+JS5)×(5/5)2JV5=(0.0842+0.0002+0.0004+0.0004)×48.12+1.

34、214×3.482+(0.1508+0.0018+0.0030)×25.352+(0.0091+0.0019+0.0053+0.0087)×10.672 +(00334+00070+00789)×3942+(01789+01112+00056+00585)×12JV5=31686(kg·m2)10-5 如圖所示為一簡易機床的主傳動系統(tǒng)，由一級皮帶傳動和兩級合并輪傳動組成。已知直流電動機的轉(zhuǎn)速n0=1500，小皮帶輪直徑d=100，轉(zhuǎn)動慣量Jd=0.1，大皮帶輪直徑D=200，轉(zhuǎn)動慣量JD=0.3，各齒輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)動慣量分別為： Z1=

35、32, J1=0.1, Z2=56,J2=0.2, Z2=32,J2=0.1, J3=0.25要求在切斷電源后2s，利用裝在軸上的制動器將整個傳動系統(tǒng)制動住。求所需的制動力矩。解：以主軸I為等效構(gòu)件8-8 在圖所示定軸輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z1=Z2=20,Z3=Z4=40,各輪對其輪心的轉(zhuǎn)動慣量分別為J1=J2=0.01,J2=J3=0.04作用在輪1上的驅(qū)動力矩Md=30，作用在輪3上的阻力矩Mr=120。設(shè)該輪系原來靜止，試求在Md和Mr作用下，運轉(zhuǎn)到t=1.5s時，輪1的角速度和角加速度。解：取輪為等效構(gòu)件i12=1/2=(-1)1×z2/z1 2=1/2i13=1/3=(-

36、1)2×z2×z3/z1×z2 3=20×20×1/40×40=1/4輪的等效力矩為：Md×1/1+Mr×3/1 =60×1120/4=30 N·m輪的等效轉(zhuǎn)動慣量為：=J1(1/1)2+(J2+J2)(2/1)2+J3(3/1)2=0.01×1+(0.01+0.04)/4+0.04/16=0.025 (kg·m2)M=J × 角加速度1200 (rad/s2)初始角速度0=0 1=0+×t 1=1200×1.5=1800(rad/s)8-10 已知一機械系統(tǒng)的等效力矩Me對轉(zhuǎn)角的變化曲線如圖所示。各塊面積分別為，f1=340mm2 ,f2=810mm2 ,f3=600mm2 ,f4=910mm2 f5=555mm2 f6=470mm2 f7=695mm2 比例尺：平均轉(zhuǎn)速nm=800r/min，運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.02。若忽略其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。并指出最大、最小角速度出現(xiàn)的位置。解：根據(jù)能量指示圖：8-11 在如圖8-16所示的傳動機構(gòu)中，1輪為主動輪。其上作用的主動力矩為常數(shù)。2輪上作用有主力矩，其值隨2輪的轉(zhuǎn)角作周期性變化：當(dāng)2輪由0度轉(zhuǎn)到120度時，其變化關(guān)系如圖8-16(b)所示。當(dāng)2輪由120度