考研真題 《機械原理》（第7版）配套題庫（真題 課后題 章節(jié)題 模擬題）（下冊）

孫桓主編的《機械原理》(第7版)是我國高校理工科專業(yè)廣泛采用的權威教材之一，也被眾多高校(包括科研機構)指定為考研考博專業(yè)課參考書目。為了幫助參加研究生入學考試指定參考書目為孫桓主編的《機械原理》(第7版)的考生復7版)(輔導用書(均提供免費下載，免費升級):1.孫桓《機械原理》(第7版)筆記和課后習題(含考研真題)詳解[免費下載]2.孫桓《機械原理》(第7版)配套題庫【名?？佳姓骖}+課后習題+章節(jié)題庫+模擬試題】(上冊)[免費下載]3.孫桓《機械原理》(第7版)配套題庫【名校考研真題+課后習題+章節(jié)題庫+模擬試題】(下冊)[免費下載]理》(第7版)的配套題庫，包括名?？佳姓骖}、課后習題、章節(jié)題庫和模擬試題四大部分。第一部分為名?？佳姓骖}及詳解。本部分從指定孫桓主編的《機械原理》(第7版)為考研研真題既注重對基礎知識的掌握，讓學員具有扎實的專業(yè)基礎；又對一些重難點部分(包括教材中未涉及到的知識點)進行詳細闡釋，以使學員不遺漏任何一個重要知識點。第二部分為課后習題及詳解。本部分對孫桓主編的《機械原理》(第7版)教材每一章的課第三部分為章節(jié)題庫及詳解。本部分嚴格按照孫桓主編的《機械原理》(第7版)教材內(nèi)容第四部分為模擬試題及詳解。參照孫桓主編的《機械原理》(第7版)教材，根據(jù)各高校歷()提供全國各高校電子信息類專業(yè)考研考博輔導班【一對一輔導(面授/網(wǎng)授)、網(wǎng)授精講班等】、3D電子書、3D題庫(免費下載，免費升級)、全套資料(歷年真題及答案、筆記講義等)、電子信息類國內(nèi)外經(jīng)典教材名師講堂、考研教輔圖書等。本題庫特別適用于參加研究生入學考試指定考研參考書目為孫桓《機械原理》(第7版)的考生，也可供各大院1.720度立體旋轉(zhuǎn)：好用好玩的全新學習體驗2.質(zhì)量保證：每本e書都經(jīng)過圖書編輯隊伍多次反復修改，顧問團隊嚴格審核目的考試要點，把重要考點全部固化為試題(或講義)形式，形成精準領先及時的備考e3.免費升級：更新并完善內(nèi)容，終身免費升級4.功能強大：記錄筆記、答案遮擋等十大功能(1)e書閱讀器——工具欄豐富實用【為考試教輔量身定做】(2)便箋工具——做筆記、寫反饋【獨家推出】(3)答案遮擋——先看題后看答案，學習效果好【獨家推出】5.品種齊全：包括全部職稱資格考試、、主要包括：、、,共3萬余種，每天新上線約30種e書，每天下載約1萬次。為您處理!()是一家為全國各類考試和專業(yè)課學習提供輔導方案【保過班、網(wǎng)授班、3D電子書、3D題庫】的綜合性學習型視頻學習網(wǎng)站，擁有近100種考試(含418個考試科目)、194種經(jīng)典教材(含英語、經(jīng)濟、管理、證券、金融等共16大類),合計近萬小時的面授班、網(wǎng)授如您在購買、使用中有任何疑問，請及時聯(lián)系我們，我們將竭誠為您服務!全國熱線：(8:30～00:30),(8:30～00:30)詳情訪問：http://(理工類)編輯部第一部分名校考研真題第8章平面連桿機構及其設計第9章凸輪機構及其設計第10章齒輪機構及其設計第11章齒輪系及其設計第12章其他常用機構第13章工業(yè)機器人機構及其設計第14章機械系統(tǒng)的方案設計第二部分課后習題第8章平面連桿機構及其設計第9章凸輪機構及其設計第10章齒輪機構及其設計第11章齒輪系及其設計第12章其他常用機構第13章工業(yè)機器人機構及其設計第14章機械系統(tǒng)的方案設計第三部分章節(jié)題庫第8章平面連桿機構及其設計第9章凸輪機構及其設計第10章齒輪機構及其設計第11章齒輪系及其設計第12章其他常用機構第13章工業(yè)機器人機構及其設計第14章機械系統(tǒng)的方案設計第四部分模擬試題孫桓《機械原理》(第7版)配套模擬試題及詳解第一部分名?？佳姓骖}第8章平面連桿機構及其設計一、填空題1.在擺動導桿機構中，導桿擺角ψ=30°,其行程速度變化系數(shù)K的值為()。[武漢科技大學2008研]【答案】1.4查看答案【解析】擺動導桿機構具有一個特性，其機構的極位夾角等于導桿的擺角，則知2.曲柄滑塊機構，當曲柄處在與滑塊的移動方向垂直時，其傳動角為(),導桿機構，其中滑塊對導桿的作用力方向始終垂直于導桿，其傳動角?為()。[武漢科技大學2009研]【答案】最小值；90°。查看答案【解析】曲柄滑塊機構中，連桿與垂直于導路方向的夾角為傳動角?,當曲柄處在與滑塊的移動方向垂直時為最??；導桿機構中導桿對滑塊的作用力始終和滑塊導路方向一致，即壓力角為零，則其傳動角為90°。3.曲柄搖桿機構中，只有取()為主動件時，才有可能出現(xiàn)死點位置，處于死點位置時，機構的傳動角為()。[南京航空航天大學2010研]【答案】搖桿；0°。查看答案【解析】取搖桿為主動件時，連桿與從動曲柄存在兩共線位置，此時機構有兩個死點位置，且此時機構連桿與從動曲柄的夾角為傳動角，值為0°。1.雙曲柄機構中，()是曲柄。[南京航空航天大學2010研]B.最長桿C.最短桿的鄰邊【解析】雙曲柄機構中，最短桿為機架，兩連架桿為曲柄。2.有急回運動特性的平面連桿機構的行程速比系數(shù)()。[同濟大學2008研]【解析】有急回運動特性的機構，其從動件在回程中的運動速度V?大于行程中的速度V?,3.若以曲柄為原動件，當曲柄搖桿機構的原動件位于()時，機構的傳動角最小?[同濟大學2008研；武漢科技大學2009研]A.曲柄與連桿共線的兩個位置之一B.曲柄與機架共線的兩個位置之一C.曲柄與機架相垂直的位置D.搖桿與機架相垂直，對應的曲柄位置【解析】機構的最小傳動角出現(xiàn)在主動曲柄與機架共線的兩位置之一。二、計算分析題1.在圖8-1所示的平面四桿機構中，圓括號內(nèi)的數(shù)字為桿長，試確定機架長度d的取值范(1)雙曲柄機構。(2)曲柄搖桿機構(需指明曲柄)。(3)雙搖桿機構。[中科院2007研]圖8-1解：(1)機構成為雙曲柄機構時，首先應滿足桿長條件，且應使機架AD為最短桿，則有因此，機架長度d≤15時，該機構為雙又d<30+35+50=115,故55<d<115。解得：5《d≤30求連架桿AB的鉸鏈A位于B?C?的連線上，連架桿CD的鉸鏈D位于B?C?的圖8-2解：作圖步驟如下：(1)連接B?B?,作其中垂線，與B?C?的交點即為鉸鏈點A;(2)連接C?C?,作其中垂線，與B?C?的交點即為鉸鏈點D;(3)連接AB?C?D,得到機構AB?C?D。如8-3所示，機構AB?C?D即為所求的鉸鏈四桿機構。圖8-33.偏置曲柄滑塊機構中，已知連桿的長度為100mm,偏心距e=20mm,曲柄為原動件，試(1)曲柄長度的取值范圍；(2)若給定曲柄的長度為40mm,那么滑塊行程速比系數(shù)K=?[武漢科技大學2008研]解：令曲柄長度為a,連桿長度為b,則由題意可知b=100mm。(1)根據(jù)偏置曲柄滑塊機構中曲柄存在的條件：可得曲柄長度的取值范圍為(2)當曲柄與連桿共線(即兩極限位置)時，曲柄與豎直方向的夾角為則極位夾角為行程速比系數(shù)為4.設計一曲柄滑塊機構，曲柄為原動件。己知曲柄長度lAB=15mm,偏距e=10mm,要求最小傳動角Ym=60°%。(1)用圖解法確定連桿的長度lbc,保留作圖線；(4)確定行程速比系數(shù)K。[南京航空航天大學2010研]解：如圖8-4所示，機構ABC即為題中所要求的曲柄滑塊機構。作圖步驟如下：①選定鉸鏈中心點A,以A為圓心，以曲柄長IAB=15mm為半徑作圓，在過A點的豎直線上確定鉸鏈位置B;②作∠ABC=Ymin=60°,作與過A點水平線相距為e=10mm的平行線，兩者交于點C,此即為此時滑塊C的位置。③連接ABC,即為題目中所求曲柄滑塊機構。圖8-4(1)由圖量取得連桿長：:fe=S0a@;(2)作出主動曲柄AB與連桿BC的兩共線位置，此時滑塊所處的位置C?、C?即為滑塊的極限位置，如圖8-4所示；(3)機構處于兩極限位置時，曲柄兩位置的夾角即為極位夾角θ,滑塊的極限位置C?C?即為行程H,如圖8-4所示；(4)由圖量取得極位夾角θ=7.8°,則根據(jù)公式可得行程速比系數(shù)：第9章凸輪機構及其設計一、填空題1.維持凸輪與從動件高副接觸封閉的方法有()和()。[武漢科技大學2008研]【答案】力封閉；幾何封閉。查看答案2.凸輪機構的運動規(guī)律中，如出現(xiàn)速度不連續(xù)，則機構將產(chǎn)生()沖擊，如出現(xiàn)加速度不連續(xù)，則機構將產(chǎn)生()沖擊。[南京航空航天大學2010研]【答案】剛性；柔性。查看答案3.若增大凸輪機構的基圓半徑，對于直動平底推桿盤形凸輪機構，則其壓力角();對于直動滾子推桿盤形凸輪機構，則其壓力角();對于直動尖頂推桿盤形凸輪機構，則其壓力角()。[西北工業(yè)大學2004、2001研]4.當發(fā)現(xiàn)直動從動件盤形凸輪機構的壓力角過大時，可采取(),()等措施加以改進。[浙江工業(yè)大學2011研]【答案】增大基圓半徑；增大偏心距。查看答案【解析】基圓半徑增大，適當增大從動件的偏二、選擇題1.與其它機構相比，凸輪機構最大的優(yōu)點是()。[南京航空航天大學2010研]A.可以實現(xiàn)各種預期的運動規(guī)律B.便于潤滑C.制造方便，易于獲得較高的運動精度【解析】只要適當?shù)卦O計出凸輪的輪廓曲線，就可以使從動件得2.由于從動件結構的特點，()從動件的凸輪機構只適用于速度較低和傳力不大的場合。[湖南大學2007研]D.尖頂【解析】尖頂從動件凸輪，其推桿易磨損，因此，只適用于速3.相同的輪廓曲線和偏距，正偏置比負偏置的凸輪機構()。[同濟大學2008研]A.升程時壓力角小B.回程時壓力角小C.基圓半徑小D.易產(chǎn)生剛性沖擊【答案】A查看答案其中偏距前的“±”,對于正偏置凸輪機構取負號，負偏置則取正號。比較可得正偏置壓力角較小。4.在某一瞬時，從動件運動規(guī)律不變的情況下，要減小凸輪的基圓半徑，則壓力角()。[武漢科技大學2009、2008研；南京航空航天大學2010研]C.保持不變【答案】B查看答案【解析】根據(jù)凸輪壓力角α與凸輪基圓半徑間的關系：可知，當其它條件不變時，基圓半徑%愈小壓力角α愈大。三、計算分析題1.在圖9-1所示的偏置直動尖頂從動件盤形凸輪機構中，凸輪為偏心圓盤，圓心為0,回轉(zhuǎn)中心為A。當凸輪以逆時針方向等速回轉(zhuǎn)時，試在圖上畫出：(3)圖示位置時的從動件位移s;(4)從動件在最低位置時的壓力角α。[浙江工業(yè)大學2011研]圖9-1解：該凸輪基圓，凸輪轉(zhuǎn)角φ,圖示位置時的從動件位移s及從動件在最低位置時的壓力角α分別如圖9-2所示。圖9-22.圖9-3所示擺動滾子從動件盤形凸輪機構中，凸輪為一半徑為R的偏心圓盤，幾何中心距凸輪旋轉(zhuǎn)中心的距離LoA=R/2,滾子半徑Rr。(2)在圖中標出從動件在D點接觸時的壓力角α;圖9-3解：(1)如圖9-4所示，凸輪轉(zhuǎn)角δ,從動件擺角=-;(2)壓力角C如圖9-4所示。圖9-4(3)如果壓力角過大，可通過增大基圓半徑的方法來減小壓力角。第10章齒輪機構及其設計1.用范成法加工齒輪時，發(fā)生根切的原因是()。[華東理工大學2005研]【答案】刀具齒頂線(齒條形刀具)或齒頂圓(齒輪插刀)超過了極限嚙合點查看答案【解析】參見本章復習筆記相關內(nèi)容。2.一個采取負變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數(shù)的標準齒輪相比較，其()圓及()圓變小了，而()圓的大小沒有變。[西北工業(yè)大學2004研]【答案】齒頂圓；齒根圓；分度圓(或基圓)。查看答案【解析】負變位齒輪齒頂高降低，齒根高較標準齒輪增大。3.斜齒圓柱齒輪的標準參數(shù)在()面上；用齒條型刀具加工C=20°,h=1,β=30的斜齒圓柱齒輪時不根切的最少齒數(shù)是()。[武漢科技大學2009研]【答案】法；11。查看答案【解析】由于切制斜齒輪時，刀具進刀方向一般垂直于法面，因此，取其法面參數(shù)為標準值。不根切的最少齒數(shù)為：二、判斷題1.在設計用于傳遞平行軸運動的齒輪機構時，若中心距不等于標準中心距，則只能采用變位齒輪來配湊中心距。[武漢科技大學2009研]【解析】采用斜齒輪傳動時，也通過改變螺旋角的大小來調(diào)節(jié)中心距。2.齒條是相當于齒數(shù)為無窮多的齒輪，那么齒條與齒輪嚙合時，其重合度當為無窮大。[武漢科技大學2007研]【解析】重合度隨著齒數(shù)的增多而增大，當齒數(shù)趨于無窮大時，重合度極限為1.981。1.現(xiàn)要加工兩只正常齒制漸開線標準直齒圓柱齒輪，其中齒輪1:=22,z?=50;齒輪2:m?=4,z?=25,則這兩只齒輪()加工。[武漢科技大學2009研、重慶大學2005研]A.可用同一把銑刀B.可用同一把滾刀C.不能用同一把刀具2.蝸桿蝸輪傳動的標準中心距a=()。[武漢科技大學2008研]【解析】蝸輪蝸桿傳動中，蝸桿的直徑：d?=mq,蝸輪分度圓直徑：d?=m?,所以3.斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù)是用來()。[武漢科技大學2009研；湖南大學2005研]A.計算傳動比B.計算重合度C.選擇盤形銑刀【解析】用仿形法切制斜齒輪時，通過當量齒數(shù)選擇刀具號碼和決定齒形系4.漸開線直齒圓柱齒輪傳動的可分性是指()不受中心距變化的影響。[武漢科技大學2007研；重慶大學2005研]A.節(jié)圓半徑B.傳動比C.嚙合角5.一對作定比傳動的齒輪在傳動過程中，它們的()一定是作純滾動的。[湖南大學2005、2007研]A.分度圓C.齒頂圓6.決定漸開線齒廓形狀的基本參數(shù)是()。[湖南大學2005研]B.模數(shù)和齒數(shù)C.模數(shù)和壓力角D.模數(shù)、齒數(shù)和壓力角【答案】D查看答案1.一對正常齒制漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，已知其模數(shù)瓣=酒，壓力角α=20°,,試計算：(1)該對齒輪作無側隙嚙合時的中心距Q=?,嚙合角α'=?,節(jié)距半徑i=?(2)欲使其實際中心距a=68.5mm,,今用一對標準斜齒輪(平行軸)湊中心距，在(3)計算(2)中斜齒輪1的當量齒數(shù)Z1=?[中科院2007研]解：(1)該對齒輪作無側隙嚙合時的中心距為標準中心距，節(jié)圓與分度圓重合，嚙合角在(2)根據(jù)斜齒輪傳動的中心距計算公式=州2/2,則被加工的齒輪的齒數(shù)為3.一對正常齒外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，已知zi=25,z?=55,模數(shù)m=2mm,(1)兩齒輪的分度圓直徑di、d2;齒頂圓直徑da?、da?;齒根圓直徑dn、d?;基圓直徑db?、(2)該齒輪傳動的重合度ε。(3)若實際中心距a'=79mm時，此時應采用何種齒輪傳動類型并敘述其傳動優(yōu)缺點。[哈爾濱工業(yè)大學2004研]解：(1)由題知兩輪的齒數(shù)與模數(shù)，可得分度圓直徑分別為：d?=mz1=2×25=50mm,d?=m?=2×55=110mm由于兩齒輪都是標準齒輪，則有齒頂高系數(shù)為1,頂隙系數(shù)為0.25,因此可得齒頂圓直徑分dg=m(z?+2h)=2×(55+2×1)=114齒根圓直徑分別為：dg=m(z?-2h.-2c")=2×(55-2×1-2×0.25)=105mm基圓直徑：dbt=d?cosα=50×cos20°=46.985mm(2)齒輪的齒頂圓壓力角分別為：重合度公式為：代入數(shù)據(jù)，即可求得該齒輪傳動的重合度為：(3)當實際中心距為79mm時，小于標準中心距，故采用負傳動。負傳動可以配湊不同中心距，重合度也有所增加，但是齒輪的承載能力與強度會下降。第11章齒輪系及其設計一、計算分析題1.圖11-1所示為起重卷揚裝置，電動機帶動齒輪1,各輪齒數(shù)zi=18,z?=36,z3=90,卷筒的直D=0.2m,要求起升重物的線速度V=75.36(m/min),求電動機的轉(zhuǎn)速n?=?[武漢科技大學2008研]圖11-1解：對于由太陽輪1、3和行星輪2以及系桿H組成的周轉(zhuǎn)輪系，其相應的轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為又輪3為固定輪即W?=0,,則由上式可得①其中，行星架H與卷筒為同一構件，則2.在圖11-2所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)(標在圖中),輪1的轉(zhuǎn)速”1=LVI/mn,輪6的轉(zhuǎn)速ng=100r/min,方向如圖所示。試求"的大小及轉(zhuǎn)向。[中科院2007研]圖11-2①由輪1、2組成的定軸輪系，其傳動比為n?=n=20r/min①規(guī)定輪2的轉(zhuǎn)向為正。②由蝸輪5、蝸桿6組成的定軸輪系，其傳動比為根據(jù)主動輪的左手法則判定，輪5的轉(zhuǎn)向與輪2相反，則有②其中，由于輪2與輪2',輪4與蝸輪5分別為同一構件，則有③由太陽輪2'、4,行星輪3、3'以及系桿H組成的周轉(zhuǎn)輪系，其轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為即有④轉(zhuǎn)向與輪2相同。3.已知圖11-3所示輪系的各輪齒數(shù)為zi=13,z?=52,z?'=20,z3=85,z4=45,zs=zs'=11,z?=48,z?'=18,z7=36,并知各對齒輪模數(shù)都相等。輪1、3、4、6及6'軸線重合。(1)分析該輪系由哪幾個基本輪系組成的，并指出都屬于什么輪系。(2)計算各基本輪系的傳動比和總傳動比i17。(3)標出輪3、6、7的實際轉(zhuǎn)向。[北京交通大學2005研]圖11-3解：(1)整個復合輪系由三部分組成，分別為：由輪1、2、2'、3組成的定軸輪系；由輪4、5、5'、6、3(H)組成的周轉(zhuǎn)輪系；輪6'、7組成的定軸輪系。(2)對于輪1、2、2'、3組成的定軸輪系，其傳動比為對于輪4、5、5'、6、3(H)組成的周轉(zhuǎn)輪系，其轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為其中，輪4為固定輪，有n4=0解得：im=16對于6、7組成的定軸輪系有綜上，聯(lián)立各式得(3)輪3、6、7的實際轉(zhuǎn)向如圖11-4所示。圖11-4(1)齒輪B的齒數(shù)zB是多少?(2)當軸I轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，軸Ⅱ轉(zhuǎn)多少?軸I和軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向是否相同?[同濟大學2008研]圖11-5解：(1)根據(jù)同心條件，有：(2)該復合輪系有三部分組成：學2004研]②nG=np,nA=na=m,nc=np第12章其他常用機構3.能將連續(xù)轉(zhuǎn)動變?yōu)閱雾楅g歇轉(zhuǎn)動的機構有()、()、()。[西北工業(yè)大【答案】凸輪式間歇運動機構；槽輪機構；不完全齒輪機構。查看答案4.在主動盤單圓銷、徑向槽均布的槽輪機構中，槽輪的最少槽數(shù)為()個；機構的運動特性系數(shù)總小于()。[西北工業(yè)大學2001研]【答案】3;0.5。查看答案【解析】槽輪機構的運動特性系數(shù)：由于k應大于0,所以其槽數(shù)z應大于或等于3,其運動系數(shù)總小于0.5。在六角車床上六角刀架轉(zhuǎn)位用的槽輪機構中，已知槽數(shù)Z=6,槽輪靜止時間t?=0.6s,運動時間tm=2ts,求槽輪機構的運動系數(shù)τ及所需的圓銷數(shù)K。[華東理工大學2004研]解：該槽輪機構的運動系數(shù)t:所需的圓銷數(shù)K:第13章工業(yè)機器人機構及其設計本章只是對工業(yè)機器人機構及其設計進行了簡單介紹，不是考試重點，所以基本上沒有學校的考研試題涉及到本章內(nèi)容，因此，讀者可以簡單了解，不必作為復習重點，本部分也就沒有選用考研真題。第14章機械系統(tǒng)的方案設計本章只是對機械系統(tǒng)的方案設計進行了簡單介紹，不是考試重點，所以基本上沒有學校的考研試題涉及到本章內(nèi)容，因此，讀者可以簡單了解，不必作為復習重點，本部分也就沒有選用考研真題。第二部分課后習題第8章平面連桿機構及其設計8-1鉸鏈四桿機構中，轉(zhuǎn)動副成為周轉(zhuǎn)副的條件是什么?在題2-21圖2.19所示四桿機構ABCD中哪些運動副為周轉(zhuǎn)副?當其桿AB與AD重合時，該機構在運動上有何特點?并用作圖法求出桿3上E點的連桿曲線。解：在鉸鏈四桿機構中，轉(zhuǎn)動副成為周轉(zhuǎn)副的條件為：①滿足桿長條件：最短桿長度+最長桿長度≤其余兩桿長度之和；②組成該周轉(zhuǎn)幅的兩桿中必有一桿為最短桿。在圖2.19所示四桿機構ABCD中C、D為周轉(zhuǎn)副。E點的連桿曲線與圖2.19所示的連桿曲線槽重合。8-2曲柄搖桿機構中，當以曲柄為原動件時，機構是否一定存在急回運動，且一定無死點?為什么?解：當機構存在極位夾角時，機構才具有急回特性。同理在曲柄搖桿機構中，當以曲柄為原動件時，當極位夾角不為零時，機構便具有急回特性，此時機構的最小傳動角不為零，故該機構一定無死點。8-3四桿機構中的極位和死點有何異同?圖8-3解：在四桿機構中，極位和死點是機構的同一位置，即曲柄與連桿共線的位置；不同的是機構的原動件不同。機構中曲柄為原動件時出現(xiàn)極位，搖桿為原動件時出現(xiàn)死點。8-4圖8-1(a)為偏心輪式容積泵；圖8-1(b)為由四個四桿機構組成的轉(zhuǎn)動翼板式容積泵。試繪出兩種泵的機構運動簡圖，并說明它們?yōu)楹畏N四桿機構，為什么?圖8-1解：如圖8-2所示，分別為對應的題圖的運動簡圖。AS4D13圖8-2圖8-2(a)中，構件1可繞泵的中心點A整周轉(zhuǎn)動，構件2可繞構件1的中心點B整周轉(zhuǎn)動，由此可確定主動件1為曲柄，故該機構為曲柄搖桿機構。圖8-2(b)中，桿1、3均可分別繞點A、D相對機架AD做整周轉(zhuǎn)動，故該機構為雙曲柄機構。8-5試畫出圖示兩種機構的機構運動簡圖，并說明它們各為何種機構。圖8-3(a)中，偏心盤1繞固定軸O轉(zhuǎn)動，迫使偏心盤2在圓盤3中繞其幾何中心B相對轉(zhuǎn)動，而圓盤3又相對于機架繞其幾何中心C轉(zhuǎn)動。圖8-3(b)中，偏心盤1繞固定軸O轉(zhuǎn)動，迫使滑塊2在圓盤的槽中來回滑動，而圓盤3又相對于機架轉(zhuǎn)動。解：如圖8-4所示分別為題圖對應的機構運動簡圖。圖(a)中，桿OA為曲柄，該機構為曲柄搖桿機構；圖(b)中，OA為曲柄，該機構曲柄搖塊機構。圖8-48-6如圖8-5所示，設已知四桿機構各構件的長度為a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。試問：(1)當取桿4為機架時，是否有曲柄存在?(2)若各桿長度不變，能否采用選不同桿為機架的辦法獲得雙曲柄機構和雙搖桿機構?如何獲得?(3)若a、b、c三桿的長度不變，取桿4為機架，要獲得曲柄搖桿機構，d的取值范圍應為何值?圖8-5解：(1)存在，桿1為曲柄。桿4為機架時，該機構滿足桿長條件：-c,且最短桿1為連架桿，故桿1為曲柄。(2)可以。取桿1為機架，可得雙曲柄機構；取桿3為機架，可得雙搖桿機構。(3)桿4為機架，要獲得曲柄搖桿機構，應滿足：①機構應滿足桿長條件；②最短桿為連架。當桿4為最長桿時，即d>600mm桿長條件：(240+d)mm≤(600+400)mm可得：600mm<d≤760mm桿長條件：(240+600)mm≤(d+400)mm8-7圖8-6所示為一偏置曲柄滑塊機構，試求桿仙為曲柄的條件。若偏距e=0,則桿AB為曲柄的條件是什么?圖8-6解：如圖8-7所示，當偏距不為零，即e≠0時，AB桿能繞A點整周轉(zhuǎn)動，因此在B'時要綜上，偏置滑塊機構，當e≠0時，曲柄存在的條件：AB+e≤BC。圖8-78-8圖8-8所示鉸鏈四桿機構中，各桿的長度為l?=28mm,l?=52mm,I?=50mm,l4=72mm,(1)當取桿4為機架時，該機構的極位夾角0、桿3的最大擺角9、最小傳動角Ymin和行程速度變化系數(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(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?這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副?圖8-8解：(1)做出該機構在極位時的運動簡圖，如圖8-9(a)所示。由幾何關系可得極位夾角：桿3的最大擺動角：圖8-9做出主動曲柄與機架共線時的運動簡圖，如圖8-9(b)所示?？傻脙晌恢脮r的傳動角：則最小傳動角：Ymin=min(Y.X?)=23°行程速度變化系數(shù)：(2)當取桿1為機架時，首先機構滿足桿長條件，又最短桿1為機架，此時機構為雙曲柄(3)當取桿3為機架時，首先機構滿足桿長條件，且最短桿為連桿，此時機構為雙搖桿機構；此時連桿上A、B副仍為周轉(zhuǎn)副。8-9圖8-10所示連桿機構中，已知各構件的尺寸為1AB=160mm,lsc=260mm,lcp=200mm,1AD=80mm;構件AB為原動件，沿順時針方向勻速回轉(zhuǎn)，試確定：(1)四桿機構ABCD的類型；(2)該四桿機構的最小傳動角Ymin;(3)滑塊F的行程速度變化系數(shù)K。圖8-10解：(1)根據(jù)題意滿足桿長條件，且最短桿AD為機架，因此四桿機構ABCD為雙曲柄機構。(2)做出曲柄AB與機架共線時的運動簡圖，如圖8-11(a)所示。圖8-11(3)滑塊F的上、下兩個極位及原動件AB與之對應的兩個極位如圖8-11(b)所示，量得極位夾角θ=44°,則行程速比系數(shù)：8-10試說明對心曲柄滑塊機構當以曲柄為主動件時，其傳動角在何處最大?何處最小?解：對心曲柄滑塊機構傳動角最大和最小的位置分別如圖8-12(a)、(b)所示。圖8-12教材圖8-15b解：正弦機構中，最小傳動角Ymm=0°,傳動角按0°→90°→0°規(guī)律變化；導桿機構中，任意時刻的傳動角都是90°,Ymm=90°8-12圖8-13所示為偏置導桿機構，試作出其在圖示位置時的傳動角以及機構的最小傳動角圖8-13解：假定AB為主動件，當前位置傳動角和最小傳動角位置如圖8-14所示。圖8-15圖8-148-13如教材圖8-57所示，當按給定的行程速度變化系數(shù)K設計曲柄搖桿機構時，試證明若將固定鉸鏈A的中心取在FG弧段上將不滿足運動連續(xù)性要求。教材圖8-57證明：如圖8-15所示，若將固定鉸鏈A的中心取在劣弧FG上時，由于G、C2兩點各自處于兩個不連通的區(qū)域內(nèi)，因此當AB連續(xù)轉(zhuǎn)動時，不能連續(xù)通過該兩點，不滿足運動連續(xù)性。8-14圖8-16所示為一實驗用小電爐的爐門裝置，關閉時為位置Ei,開啟時為位置E?。試設B、C為兩活動鉸鏈所在位置。圖8-16解：選取長度比例尺=S,作機構簡圖，如圖8-26所示.由爐門開啟位置上的B、 圖8-178-15圖8-18所示為公共汽車車門啟閉機構。已知車門上鉸鏈C沿水平直線移動，鉸鏈B繞mm。試求構件AB的長度，驗算最小傳動角，并繪出在運動中車門所占據(jù)的空間(作為汽車的車門，要求其在啟閉中所占據(jù)的空間越小越好。)圖8-18解：(1)車門的兩個極限位置如圖8-19所示，選取適當比例尺叢，量取得到IAB-μ×AD?-412.5mm。B?B?的垂直平分線相較于A點，從而確定固定鉸鏈A的位置。在圖中量取最小傳動角Ymm=16°圖8-19(3)做出車門在運動過程中的若干位置，連接車門上最外延上相應各點運動軌跡及車門的關閉位置),即可做出運動中車門所占據(jù)的空間，如圖8-19所示。8-16圖8-20所示為一已知的曲柄搖桿機構，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿CD和滑塊F連接起來，使搖桿的三個已知位置C?D、C?D、C?D和滑塊的三個位置Fi、F?、F?相對應(圖示尺寸系按圖8-20解：采用機構倒置法作圖，如圖8-21所示。固定三角形C?DF?,繞D點旋轉(zhuǎn)，使C?點與C?重合，此時F?旋轉(zhuǎn)到F1點，同理旋轉(zhuǎn)三角形C?DF?,得到點F3,分別作F1F2、F2F3的B?Pb龍AⅢPR!和D?D3的垂直平分線，交點即為鉸接點2的位置。圖8-258-18試設計圖8-24所示的六桿機構。該機構當原動件1自y軸順時針轉(zhuǎn)過912=60°時，構件3順時針轉(zhuǎn)過912=45°恰與x軸重合。此時，滑塊6自E1點移動到E?點，位移Si?=20mm。圖8-24解：選擇合適的比例尺從作圖，如圖8-25所示。首先固定DC?E?,繞D點旋轉(zhuǎn)，使C?點與G點重合，此時E?旋轉(zhuǎn)到E2,8-19現(xiàn)欲設計一四桿機構翻書器。如圖8-26所示，當踩動腳踏板時，連桿上的M點自M?移至M?就可翻過一頁書?，F(xiàn)已知固定鉸鏈A、D的位置，連架桿AB的長度及三個位置以及描點M的三個位置。試設計該四桿機構(壓重用以保證每次翻書時只翻過一頁)?？蒁M點的軌跡彈簧M?C壓重桌面A圖8-26解：利用反轉(zhuǎn)法作求解，選擇合適的比例尺從作圖，如圖8-27所示。圖8-27固定三角形B?DM?并移動，使B?與B?重合，M?與M?重合，此時點D移動到D?。同理固定三角形B?DM?并移動得到D?,作DD?、D?D?3的垂直平分線，其交點C即為所求鉸鏈C的位置，連接B?C和CD得到所求的四桿機構。8-20現(xiàn)需設計一鉸鏈四桿機構，用以啟閉汽車前燈的遮避窗門。圖8-圖8-28y128248368488580解：建立直角坐標系，如圖8-29(a)所示。：OA+AB+BE-OE=0(x2+v2?+x2+y2+k2-a2)/2-x?Xz-yAy代入連桿已知的位置參數(shù)，其中C?=α,得：①xx圖8-31然后根據(jù)其轉(zhuǎn)角定出其第二、第三位置C?D、C?D,連接AC?、AC3,分別繞A點反轉(zhuǎn)-5°置。機構ABCD即為所求的四桿機構。 由圖8-31量取得到各桿長：IAB=AAB=166.4m8-22圖8-32所示為一汽車引擎油門控制裝置。此裝置由四桿機構ABCD、平行四邊形機構DEFG及油門裝置所組成，由繞O軸轉(zhuǎn)動的油門踏板OI驅(qū)動可實現(xiàn)油門踏板與油門的協(xié)調(diào)狀態(tài)?，F(xiàn)設LAD=120mm,試以作圖法設計此四桿機構ABCD,并確定桿AB及CD的安裝圖8-32解：如圖8-33所示AB?CD即為所求的四桿機構。分別以A、D為頂點，逆時針方向∠B?AB?=32°,∠B?DB?=14°,AB?與DB?的交點為B?。以AB?為原動件的長度，根據(jù)設計條件定出AB的其他三個位AB?、AB?、AB?,如圖8-32所示。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，分別將DB?、DB?、DB?繞D點順時針旋轉(zhuǎn)14°44°.60°,求得點B?、B?'、B4,,其所確定的圓弧的圓心即為待定的活動鉸鏈C的位置。從圖中量取得：AB安裝角A=92°,CD桿安裝角度A=102°。8-23如圖8-34所示，現(xiàn)欲設計一鉸鏈四桿機構，設已知搖桿CD的長度為lcp=75mm,行程速度變化系數(shù)K=1.5,機架AD的長度為IAp=100mm,搖桿的一個極限位置與機架間的夾角為y=45°。試求曲柄的長度1AB和連桿的長度lsc(有兩組解)。圖8-34解：由已知行程速比系數(shù)可得極位夾角：可知該四桿機構的另一個極位為DC?或DC?,如圖8-35所示，作圖比例尺為從。IAB+1gc-μ×AC-71mm,Isc-1AB=μ×或B+lsc=μ×AC?=169.5mm,lsc-l?=A×AC=71mm所以8-24如圖8-36所示，設已知破碎機的行程速度變化系數(shù)K=1.2,顎板長度lcp=300mm,顎圖8-36解：(1)由已知行程速比系數(shù)可得極位夾角：0=180°×(K-1)/(K+1)=180°×(1.2-1)/(1.(2)最小傳動角解得：303.6mm<lD<523.6mm8-25圖8-37所示為一牛頭刨床的主傳動機構，已知lAB=75mm,IED=100mm,行程速度變化系數(shù)K=2,刨頭5的行程H=300mm。要求在整個行程中，推動刨頭5有較小的壓力角，試設計此機構。解：由已知行程速比系數(shù)可得極位夾角：圖8-37作該機構的極限位置圖，如圖8-38所示。根據(jù)圖中幾何關系可得：AC=150mm由于該機構要求有較小的壓力角，因此取兩個極限位置壓力角均為零，由幾何關系計算可得：8-26某裝配線需設計一輸送工件的四桿機構，要求將工件從傳遞帶C?經(jīng)圖8-39所示中間位置輸送到傳送帶C?上。給定工件的三個方位為：M?(204,-30),θ?1=0°;M?(144,80),θ22=22°;M?(34,100),θ23=6用解析法設計此四桿機構。圖8-39解：根據(jù)題意可得位置1的矢量封閉環(huán)，如圖8-40所示。圖8-40消去θ,整理得：(z疏?+i+k2-a2)/2-k·xmcos(y+0a)-kyw,sin((xi+v2+k2-a2)/2-kxy,cos(y+θ?)-kysin(y+θ?)=08-27如圖8-41所示，設要求四桿機構兩連架桿的三組對應位置分別為αa?=35°,9?=50°;a?=80°,?=75°;α3=125°,φ?=105°。試以解析法設計此四桿機構。圖8-41m=R'm/n=P'(m2+n2+1-l2)(2n)=P3,可得：解得：Po=1.58,P?=-1.25.P8-28試用解析法設計一曲柄滑塊機構，設已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5,滑塊的沖i123即各桿相對長度：l=0.0255m=0.827n=0.334。8-30如圖8-44所示，已知四桿機構ABCD的尺寸比例及其連桿上E點的軌跡曲線，試按下列兩種情況設計一具有雙停歇運動的多桿機構：(1)從動件搖桿輸出角為45°:(2)從動件滑塊輸出行程為5倍曲柄長度。圖8-44解：(1)如圖8-45(a)所示，在E的軌跡曲線上找兩段近似圓弧品及扇，兩段弧的圓心分別在(2)如圖8-45(b)所示，在E的軌跡曲線上找兩段近似直線αα及βP,兩段直線的交點即為鉸鏈F的位置，得到多桿機構ABCDEF。但是從題目所給軌跡曲線可以看出，曲線上相距最遠的兩點距離(滑塊的行程)遠小于5倍的曲柄長度，所以“從動件滑塊輸出行程為5圖8-458-31請結合下列實際設計問題，選擇自己感興趣的題目，并通過需求背景調(diào)查進一步明確設計目標和技術要求，應用本章或后幾章所學知識完成相應設計并編寫設計報告。(1)結合自己身邊學習和生活的需要，設計一折疊式床頭小桌或晾衣架，或一收藏式床頭(2)設計一能幫助截癱病人獨自從輪椅轉(zhuǎn)入床上或四肢癱瘓已失去活動能力的病人能自理(3)設計適合老、中、青不同年齡段使用并針對不同職業(yè)活動(4)設計幫助運動員網(wǎng)球或乒乓球訓練的標準發(fā)球機或步兵步行耐力訓練，或空軍飛行員解：以(3)為例。圖8-46為一款跑步機的機構示意圖。圖8-46第9章凸輪機構及其設計圖9-1如圖9-2所示，在B、C處有剛性沖擊，在O、A、D、E處有柔性沖擊。9-2何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運動的失真現(xiàn)象?它對凸輪機構的工作有何影響?作廓線的最小曲率半徑一般不應小于1~5mm,如果不滿足此要求，就應增大基圓半徑或適9-3力封閉與幾何封閉凸輪機構的許用壓力角的確定是否一樣?為什么?9-4一滾子推桿盤形凸輪機構，在使用中發(fā)現(xiàn)推桿滾子的直徑偏小，欲改用較大的滾子，問9-5一對心直動推桿盤形凸輪機構，在使用中發(fā)現(xiàn)推程壓力角稍偏圖9-3解：圖9-3(a)、(b)都是正偏置；根據(jù)教材中式(9-24)可知，正偏置時推程壓力角α減小，負偏置時推程壓力角α加大。9-7試標出圖9-3(a)在圖示位置時凸輪機構的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90°后推桿的位移；并標出圖9-3(b)推桿從圖示位置升高位移s時，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機構的壓力角。解：如圖9-4(a)(b)所示。廓線非韭韭理論廓線圖9-49-8在圖9-5所示凸輪機構中，圓弧底擺動推桿與凸輪在B點接觸。當凸輪從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)過90°時，試用圖解法標出：(1)推桿在凸輪上的接觸點；(2)擺桿位移角的大?。?3)凸輪機構的壓力角。圖9-5解：如圖9-6所示，以O為圓心，以O點到推桿轉(zhuǎn)動中心A的距離AO為半徑作圓，得推桿轉(zhuǎn)動中心反轉(zhuǎn)位置圓。過0點做OA的垂線，交推桿轉(zhuǎn)動中心反轉(zhuǎn)位置圓與D點；以O'為圓心，以O'點到推桿圓弧圓心C的距離CO'為半徑作圓，得凸輪的理論廓線；以O為圓心，作圓內(nèi)切于凸輪的理論廓線圓。得凸輪的基圓；以D為主圓心，以AC為半徑做圓弧，交凸輪的理論廓線于E點，交基圓于G點。如圖9-6所示：圖9-6(1)用直線連接EO'交凸輪的實際廓線于點F,即推桿在凸輪上的接觸點；(2)∠GDE即為擺桿的位移角；(3)過E點并垂直于DE的直線與直線EF間所夾的銳角∠DEF即為此時凸輪機構的壓力角。9-9已知凸輪角速度為1.5rad/s,凸輪轉(zhuǎn)角δ=0°~150°時，推桿上升16mm;δ=150°~180°時，推桿遠休止；δ=180°~300°時，推桿下降16mm;δ=300°~360°時，推桿近休止。試選擇合適的推桿推程運動規(guī)律，以實現(xiàn)其最大加速度值最小，并畫出其運動線圖。解：選擇推桿推程的運動規(guī)律是等加速等減速，則回程的運動規(guī)律也是等加速等減速運動。根據(jù)已知條件可得：推程h=16mm,w=1.5rad/s,δ=150°推程運動線圖如圖9-7所示。8δ0圖9-79-10設計一凸輪機構，凸輪轉(zhuǎn)動一周時間為2s。凸輪的推程運動角為60°,回程運動角為150°,近休止運動角為150°。推桿的行程為15mm。試選擇合適的推桿升程和回程的運動規(guī)律，使得其最大速度值最小，并畫出運動線圖。解：由教材表9-1可知，等加速等減速運動的最大加速度"mar最小，所以選擇推桿運動規(guī)律為等加速等減速運動。根據(jù)已知條件得：推程：推程運動時：運動線圖如圖9-8所示。圖9-89-11試設計一對心直動滾子推桿盤形凸輪機構，滾子半徑r=10mm,凸輪以等角速度逆時針回轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)角δ=0°~120°時，推桿等速上升20mm;δ=120°~180°時，推桿遠休止；δ=180°~270°時，推桿等加速等減速下降20mm;δ=270°~360°時，推桿近休止。要求推程的最大壓力角αmax≤30°,試選取合適的基圓半徑，并繪制凸輪的廓線。問此凸輪機構是否有缺陷，應如何補救。根據(jù)已知條件，凸輪的理論廓線坐標為：其中，位移s需分段計算。推程：=120°=2π/3,s?=h?/δo=308j/π,其中，8=[0,2π/3]回程：8=90°=π/2近休止：S=90°=π/2,s,=0,x'=x-r,cosθy'=y-r,sinθcosθ=-(dx/d8)/√(dx/dody/dδ=(ds/dò)cos(π+δ?)-(r?表9-185°::x::y::x::y::α::凸輪工作廓線計算結果如表9-1所示。推程段的最大壓力角為10.812°,相應的凸輪轉(zhuǎn)角為0°。由于凸輪在推程段的最大壓力角遠小于30°,故如有必要，凸輪基圓半徑可適當減小。凸輪的輪廓曲線如圖9-9所示。該凸輪在δ=0°時，有突變，所以在推程的初始階段，應用正弦加速度運動規(guī)律代替等速運動規(guī)律。圖9-99-12試設計一個對心平底直動推桿盤形凸輪機構凸輪的輪廓曲線。設已知凸輪基圓半徑ro=30mm,推桿平底與導軌的中心線垂直，凸輪順時針方向等速轉(zhuǎn)動。當凸輪轉(zhuǎn)過120°時推桿以余弦加速度運動上升20mm,再轉(zhuǎn)過150°時，推桿又以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余90°時，推桿靜止不動。問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?解：凸輪的工作廓線坐標為：,其中位移5應分段計算。推桿在推程和回程階段均為余弦加速度運動規(guī)律：s?=h?[1-cos(πo;/8o?)]/2=10(1-coss?=h?[1+cos(πo?/δo2)]/2=10(1+cos取計算間隔為5°,其中推程時δ=δi,回程時δ=δo?+δ?,近休止時8=8?+δ。?+8?,則計算各點的位移結果如表9-2所示。表9-28xya:::::::::::::::根據(jù)表9-2數(shù)據(jù)可知凸輪機構壓力角由小增大后減小，再增大又減小，最后保持不變。推程段的最大壓力角為21.170°,相應的凸輪轉(zhuǎn)角為50°;回程的最大壓力角為17.1表9-3線，故該凸輪機構不存在自鎖問題。凸輪的輪廓曲線如圖9-10所示。圖9-109-13一擺動滾子推桿盤形凸輪機構(參看教材圖9-23),已知loA=60mm,ro=25mm,IAB=50動向上擺動25°;轉(zhuǎn)過一周中的其余角度時，推桿以正弦加速度運動擺回到原位置。試以作取計算間隔為10°,計算凸輪和擺桿對應的擺角，如表9-3所示。88ψδ中根據(jù)表9-3數(shù)據(jù)繪制凸輪的工作廓線，如圖9-11所示。圖9-11首先作基圓，圓心為0,根據(jù)表9-3數(shù)據(jù)作擺桿的各個位置A、A、A?…A35,,以擺桿末9-14試設計偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構凸輪的理論輪廓曲線和工作廓線。已知凸輪軸置于推桿軸線右側，偏距e=20mm,基圓半徑ro=50mm,滾子半徑r=10mm。凸輪以等角又按余弦加速度運動規(guī)律下降至起始位置；凸輪轉(zhuǎn)過一周的其余解：(1)分段計算推桿的位移①按正弦加速度運動規(guī)律上升階段，即推程階段，h=50mm,(2)計算凸輪的理論廓線和實際廓線x=(s?+s)sinδ+ecosδ,y=(s,+s)cos其中，so=v2-e=√502-202=45.826mm。根據(jù)以上求得的位移S的值，取計算間隔為5°,計算理論廓線上各點坐標，其中推程階段8=δ,遠休止階段8=8:+δz,回程階段δ=n+δoz+δ?,近休止階段8=δ?+δoz+δs+δ,計算結果如表9-4所示。凸輪實際廓線的方程，點B的坐標方程式為：故推程階段：δ?=[0,2π/3]=-20sin(2π/3+δ?)+(10√21+50)cos(dy/do=-ecos(2π/3+δ?)-(s?+s)s=-20cos(2π/3+8?)-(10√21+50)sin(=-(75sin38?+20)sin(5π/6+δ?)+(10√21+s)cos=-(75sin38,+20)cos(5π/6+δ,)-(10√21+s)sin(=-20sin(7π/6+8,)+10√21cos(7=-20cos(7π/6+δ)-10√21sin(計算結果如表9-4所示，凸輪的輪廓曲線如圖9-12所示。85°::y::y圖9-129-15圖9-13所示為一旅行用輕便剃須刀，圖a為工作位置，圖b為正在收起的位置(整個刀夾可以收入外殼中)。在刀夾上有兩個推桿A、B,各有一個銷A"、B",分別插入外殼里面的兩個內(nèi)凸輪槽中。按圖a所示箭頭方向旋轉(zhuǎn)旋鈕套時(在旋鈕套中部有兩個長槽，推桿上的銷從中穿過，使兩推桿只能在旋鈕套中移動，而不能相對于旋鈕套轉(zhuǎn)動),刀夾一方面跟圖9-13解：由圖9-13可知推桿A、B的位移用圖線表示如圖9-14(a)所示。設銷A在旋鈕套旋轉(zhuǎn)0-π過程中等速推程運動，在π-2π中等速回程運動，銷B'在旋鈕可得所需設計的凸輪槽如圖9-14(b)所示。個φ圖9-14第10章齒輪機構及其設計10-1齒輪傳動要勻速、連續(xù)、平穩(wěn)地進行必須滿足哪些條件?解：齒輪傳動要保證勻速、連續(xù)、平穩(wěn)地進行必須滿足：c≥[c],保證足夠大的重合度。10-2漸開線具有哪些重要的性質(zhì)?漸開線齒輪傳動具有哪些優(yōu)點?解：(1)漸開線的性質(zhì)①發(fā)生線上沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長；②漸開線上任意點的發(fā)現(xiàn)恒與基圓相切；③漸開線越接近基圓部分的曲率半徑越小，在基圓上曲率半徑為零；④漸開線的形狀取決于基圓半徑的大??；⑤基圓以內(nèi)無漸開線。(2)漸開線齒輪傳動的優(yōu)點①能保證定傳動比傳動且具有可分性；②漸開線齒廓之間的正壓力方向不變，傳動平穩(wěn)；③加工刀具簡單，工藝成熟，故應用廣泛。10-3具有標準中心距的標準齒輪傳動具有哪些特點?解：具有標準中心距的標準齒輪傳動的特點：①保證兩輪的頂隙為標準值，c=c°m;②無齒側間隙；③節(jié)圓與分度圓重合，嚙合角等于分度圓壓力角。10-4何謂重合度?重合度的大小與齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角α、齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)c*及中心距a之間有何關系?。重合度的計算公式：由計算公式可以看出：重合度與模數(shù)m,壓力角α,頂隙系數(shù)C無關，而隨著齒數(shù)的增多和齒頂高系數(shù)h的增大而加大，隨中心距a的減小而增大。10-5齒輪齒條嚙合傳動有何特點?為什么說無論齒條是否為標準安裝，嚙合線的位置都不會改變?解：(1)齒條齒輪嚙合傳動的特點：①齒條相當于齒數(shù)無窮多的齒輪，故齒輪中的圓在齒條中都變成了直線，即齒頂線、分度線、②齒條的齒廓是直線，所以齒廓上各點的法線是平行的，又由于齒條做直線移動，故其齒廓上各點的壓力角相同，且等于齒廓直線的齒形角；③齒條上各同側齒廓是平行的，故在與分度線平行的各直線上其齒距相等。④不論齒條是否為標準安裝，齒輪的節(jié)圓恒與分度圓重合，其嚙合角恒等于分度圓壓力角，不同的是非標準安裝時，齒條的節(jié)線與其分度線不再重合。(2)對于齒輪與齒條嚙合傳動，不論是否為標準安裝，齒條的直線齒廓總是保持原來的方向不變，因此嚙合線與節(jié)點的位置始終保持不變。10-6節(jié)圓與分度圓、嚙合角與壓力角有什么區(qū)別?解：(1)節(jié)圓與分度圓的區(qū)別：節(jié)圓是一對齒輪在嚙合傳動時兩個相切作純滾動的圓。分度圓是指單個齒輪具有標準模數(shù)和標準壓力角，尺厚等于齒槽寬的圓。分度圓由齒輪的模數(shù)和齒數(shù)確定，在設計齒輪時已確定；節(jié)圓不僅與分度圓的大小有關，而且與一對齒輪安裝時的實際中心距有關。一般情況下，節(jié)圓半徑和分度圓半徑不等，節(jié)圓和分度圓不重合。只有在標準安裝時，才有節(jié)圓與分度圓重合。(2)嚙合角與壓力角的區(qū)別：嚙合角是指一對齒輪嚙合時，嚙合線與兩個節(jié)圓公切線之間所夾的銳角，不隨齒輪嚙合過程而發(fā)生變化。壓力角是指單個齒輪齒廓上某點所受的正壓力方向與該點速度方向所夾的銳角，各點壓力角大小不等。相嚙合的一對齒輪，按標準中心距安裝時，其分度圓壓力角相等，且恒等于嚙合角。10-7何謂根切?它有何危害，如何避免?解：根切現(xiàn)象：用范成法切制齒輪時，有時刀具的頂部會過多的切入輪齒根部，而將齒根的漸開線切去一部分，這種現(xiàn)象稱為輪齒的根切。危害：降低輪齒的抗彎強度，可能會使齒輪傳動的重合度減小，對傳動不利。避免方法：①保證使被切齒輪不發(fā)生根切的最小齒,其中，α為壓力角，h為齒頂高系數(shù)；②采用變位修正法；③減小齒頂高系數(shù)h及增大壓力角。10-8齒輪為什么要進行變位修正?齒輪正變位后和變位前比較，參數(shù)z、m、a、ha、he、d、解：(1)標準齒輪傳動存在諸多不足：①要求齒輪齒否則會發(fā)生根切；②標準齒輪不適用于中心距a'不等于標準會產(chǎn)生過大的齒側間隙，影響傳動的平穩(wěn)性，且重合度也會降低；③標準齒輪嚙合傳動中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑較小，齒根厚度較薄，參與嚙合次數(shù)較多，強度較低，影響整個齒輪傳動的承載能力。(2)為了改善標準齒輪傳動的不足，就需突破標準齒輪的限制，對齒輪進行必要的修正。減小的量有：10-9變位齒輪傳動的設計步驟如何?解：變位齒輪的傳動設計分為兩類：F(1)已知中心距的設計，此時的已知條件是不湖、涼、,設計步驟如下：①確定嚙合角：②確定變位系數(shù)和：xi+x?=(invd-inva)(Z?+z?)/2tanα:③確定中心距變動系數(shù)：=id-a)/;④確定齒頂高降低系數(shù)：Ay=(》-;⑤分配變位系數(shù)不x?,并計算齒輪各幾何尺寸。①確定嚙合角：⑤計算齒輪各幾何尺寸。10-10為什么斜齒輪的標準參數(shù)要規(guī)定在法面上，而其幾何尺寸卻要按端面來計算?10-11什么是斜齒輪的當量齒輪?為什么要提出當量齒輪的概念?①引入當量齒輪，即可得知當量齒數(shù)，就可以確定基圓的大小，從而可確定斜齒輪的法面齒10-12斜齒輪傳動具有哪些優(yōu)點?可用哪些方法來調(diào)整斜齒輪傳動的中心距?10-13平行軸和交錯軸斜齒輪傳動有哪些異同點?10-14何謂蝸桿傳動的中間平面?蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么?10-15蝸桿傳動可用作增速傳動嗎?10-16以前蝸桿傳動的蝸桿頭數(shù)為1~4頭，而現(xiàn)在發(fā)展為1~10頭，試說明為什么有這種同時，新型減摩耐磨材料的出現(xiàn)和新型工藝的應用促使蝸桿頭數(shù)的增多，因此蝸桿頭數(shù)從1~4頭發(fā)展成為1~10頭。10-17試確定圖10-1(a)所示傳動中蝸輪的轉(zhuǎn)向，及圖10-1(b)所示傳動中蝸桿和蝸輪的圖10-1解：(a)蝸輪逆時針轉(zhuǎn)動。(b)對于從動輪蝸輪，其在嚙合點的圓周力方向與轉(zhuǎn)向相同，根據(jù)已知可得，蝸輪的圓周10-18什么是直齒錐齒輪的背錐和當量齒輪?一對錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等是否解：(1)如圖10-2所示，過輪1的大端節(jié)點P作其分度圓錐母線OP的垂線，交其軸線于點O?,再以點O?為錐頂，以O?P為母線，作一圓錐與輪1的大端相切，該圓錐稱為直齒錐圖10-2(2)不能為充要條件。一對錐齒輪正確嚙合的充要條件是：兩錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角10-19為什么要計算錐齒輪的分錐角、頂錐角和根錐角?如何計算直齒錐齒輪的頂錐角?直齒錐齒輪的頂錐角計算公式：10-20圖10-3所示中的C、C"、C"為由同一基圓上所生成的幾條漸開線。試證明其任意兩圖10-3證明：(1)兩漸開線為同向時如圖10-4所示，BC'、EC"為同向的兩條漸開線，即需證明：B?E?=B?E?。設公法線A?B?E?與基圓的切點為D?、公法線A?B?E?與基圓的切點為D?。根據(jù)漸開線的性質(zhì)可知：B?E?=B?E?=BE段弧長。CA圖10-4(2)兩漸開線為反向時如圖10-4所示，C、BC"為反向的兩條漸開線，即需證明：設公法線A?B?E?與基圓的切點為Ri、公法線A?B?E?與基圓的切點為R?。根據(jù)漸開線的性質(zhì)可知：A?B?=A?D?+B?D?=AD?+BD?=AB=出政=AB段弧長。綜上，命題得證。10-21在圖10-5中，已知基圓半徑rb=50mm,現(xiàn)需求：(2)當0k=5°時，漸開線的壓力角αk及向徑rk的值。表10-1次圖10-5解：(1)根據(jù)公,可得漸開線的壓力角：則展角：θ=inva,=tanα-a=0.8306-0.69(2)由已知θ=5°=0.08727rad10-22圖10-6所示為一漸開線齒廓齒輪的一個輪齒，試證明其在任意的圓周上的齒厚的表達式如下：圖10-6一證明：如圖10-6所示，CC長即為任意半徑1對應圓心角為甲上的齒厚，即S?=r9,且漸開線C點的展角為，壓力角為α?。又對應的分度圓的齒厚為BB,壓力角為α,點B上的展角為θ,可得：綜上可得：命題得證。10-23設有一漸開線標準齒輪，z=26,m=3mm,h*a=1,α=20°,求其齒廓曲線在分度圓和齒頂圓上的曲率半徑及齒頂圓壓力角。解：(1)分度圓半徑：則分度圓上的曲率半徑為：p=√2-2=√392-36.652=13.33mm。則齒頂圓的曲率半徑：Pa=√2-2=√422-36.652=又公,可得齒頂圓的壓力角：010-24測量齒輪的公法線長度是檢驗齒輪精度的常用方法之一。試推導漸開線標準齒輪公法線長度的計算公式并分析：測量齒輪的公法線長度時利用了漸開線的哪些特點?跨測齒數(shù)k需要圓整為整數(shù)，跨測齒數(shù)圓整后對公法線長度測量會帶來哪些影響?提示：假設卡尺的卡腳與齒廓的切點a、b恰好在分度圓上，如圖10-7所示。圖10-7解：(1)根據(jù)圖10-7可知，卡尺卡在跨k個輪齒的漸開線輪廓上，則有公法線長度包含有(k-1)個基圓齒距和一個基圓齒厚：假設L所對應的圓心角為2α,則有：換算角度單位可得：(2)分析：測量齒輪的公法線長度時利用了漸開線上任意點的法線恒與其基圓相切、齒厚公式和壓力角的概念?？鐪y齒數(shù)k圓整為整數(shù)后，實測的公法線將不再與基圓相切，影響測量的精度。da=83.82mm°,跨5齒的公法線長度Ls=27.512mm,跨6齒的公法線長度L?=33.426mm。解：根據(jù)公式L=mcosα[(k-0.5)π+zinva]和題給條件估算m,可得：L?=mcos20°[(5-0.5)π+40inv20°]L?=m?cos20°[(6-0.5)π+40inv20°]=因此，根據(jù)標準模數(shù)表取得最為接近的標準值：湖=2m。10-26已知一對漸開線標準外嚙合圓柱齒輪傳動的模數(shù)m=5mm,壓力角a=20°,中心距a=350mm,傳動比i12=9/5,試求兩輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、基圓直徑以及分基圓直徑分別為：d?=d?cosα=250×10-27試問當漸開線標準齒輪的齒根圓與基圓重合時，其齒數(shù)應為多少?又當齒數(shù)大于以上解：齒根圓與基圓重合時，根據(jù)公式d,=d,即m(z-2h°-2c°)=mzcosa得的齒數(shù)時，齒根圓大于基圓。10-28已知一對標準外嚙合直齒圓柱齒輪傳動的α=20°、m=5mm、zi=19、z?=42,試求其重合度Ea。問當有一對輪齒在節(jié)點P處嚙合時，是否還有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)；又當一對輪齒在B?點處嚙合時，情況又如何?(見圖10-8)圖10-8解：兩齒輪的分度圓和齒頂圓半徑分別為：ra=ri+h"m=47.5+1×5=則齒頂圓壓力角分別為：所以重合度為：綜上可知，當有一對輪齒在P點嚙合時，沒有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)；當一對輪齒在B?處嚙合時，有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)。10-29設有一對外嚙合齒輪的zi=30,z?=40,m=20mm,α=20°,h*a=1。試求當a"=725mm時，兩輪的嚙合角a"。又當嚙合角a"=22°30"時，試求其中心距a"。解：根據(jù)題意，標準中心距：①中心距a'=725mm時的嚙合角：②當嚙合角α'=22°30'時的中心距：10-30已知一對外嚙合變位齒輪傳動的z?=z2=12,m=10mm,α=20°,h*a=1,a"=130mm,試設計這對齒輪(取xi=x?)。解：(1)確定嚙合齒輪的標準中心距：①確定嚙合角：②確定變位系數(shù)和：x?+x?=(invd-inva)(z?+=(inv29.84°-inv20)(12+12)/2tan20°=1.2496③確定中心距變動系數(shù)：y=(a'-a)/m=(130④確定齒頂高降低系數(shù)：Ay=(x?+x?)-y=1.2496-1=0.(2)由(1)可得該齒輪的各幾何尺寸齒頂圓半徑：ra=ra=i+hm+xm-Am=60+10+0.6248×10-0.2496×10=基圓半徑：r?=r%2=r?cosα=60cos20°=56.382mm(3)檢驗重合度和齒頂厚10-31在某牛頭刨床中，有一對外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動。已知z?=17,z?=118,m=5mm,α=20°,h*a=1,a"=337.5mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)小齒輪已嚴重磨損，擬將其報廢。大齒輪磨損較輕(沿分度圓齒厚兩側的磨損量為0.75mm),擬修復使用，并要求所設計的小齒輪的齒頂厚盡可能大些，問應如何設計這一對齒輪?解：(1)該嚙合齒輪的標準中心距：①確定嚙合角：α'=20°②確定變位系數(shù)和：苦，=頃根據(jù)題意，小齒輪報廢，大齒輪繼續(xù)使用，因此應取大齒輪為負變位齒輪，小齒輪為正變位齒輪，可得兩變位系數(shù)：④確定齒頂高降低系數(shù)：:Ay=0分度圓半徑：齒頂圓半徑：ra=ri+h"m+xm-△ym=42.5+1×5+0.206×5齒根圓半徑：rn=r?-(h°+c°)m+xm=42.5-0.75×5+0.206×5r?=r?-(h°+c")m+x?m=295-1.25×5-0.20基圓半徑：r2=rcosα=295cos20°=277.21mm(3)檢驗重合度和齒頂厚兩齒輪的齒頂圓壓力角分別為：重合度：分度圓齒厚：齒頂厚：=2.92mm>0.4m=2mm(合格)=4.14mm>0.4m=2mm(合格)10-32圖10-9所示為一漸開線變位齒輪，其m=5mm,α=20°,z=24,變位系數(shù)x=0.05。當用跨棒距來進行測量時，要求測量棒2正好在分度圓處與齒廓相切。試求所需的測量棒半徑rp,以及兩測量棒外側之間的跨棒距L。解：如圖10-10所示。圖10-9圖10-10所以跨棒距：跨棒距：10-33為了測量內(nèi)齒輪輪齒的厚度，常采用如圖10-11所示的測量跨棒距L的方法來實現(xiàn)。用這種方法來測量齒厚，不需用齒頂圓作為定位基準，測量結果較準確，方法也較簡單。試證明跨棒距L屬=2RL-dp(用于偶齒數(shù))(用于奇齒數(shù))x為變位系數(shù)。圖10-11證明：如圖(a)所示，當齒數(shù)為偶數(shù)時，有Lg=2R?-r,-r,-2R?-d,如圖(b)所示，當齒數(shù)為奇數(shù)時，又10-34設已知一對斜齒輪傳動的zi=20,z=40,mn=8mm,β=15°(初選值),B=30mm,h"an=1。解：(1)斜齒輪的螺旋升角β=15°時其中心距為：修正螺旋升角：則端面模數(shù)：兩齒輪的齒頂圓壓力角分別為：軸面重合度：(3)當量齒數(shù)：(1)β=60°時齒頂圓直徑：齒根圓直徑：dn?=d?-2(h°+c°)mcosδ=75-2×δa=δ+θ=26.57°+4°=30.57°,δa?=δ?+θδ?=δ?-θ,=26.57°-4°=22.57°,δr?=δ?-θ,分度圓齒厚：,10-38有一對標準直齒錐齒輪傳動，試解：(1)小齒輪分錐角：(2)小齒輪分錐角：則當量齒數(shù)：因此小齒輪不會發(fā)生根切。10-39試比較教材表10-1(圓柱齒輪標準模數(shù)系列)和教材表10-6(錐齒輪標準模數(shù)系列)有何不同?為什么錐齒輪的標準模數(shù)取值較多，且無第一系列和第二系列之分?解：不同：教材表10-6相當于教材表10-1中的第一、第二系列加在一起又加入了幾個標準模數(shù)。原因：由于教材表10-6是圓錐齒輪的標準模數(shù)按照大端規(guī)定的，整個齒輪上沿軸向方向模數(shù)是變化的，因此應該可以選用較多的模數(shù)。10-40一蝸輪的齒數(shù)z?=40,d?=200mm,與一單頭蝸桿嚙合，試求：(1)蝸輪端面模數(shù)mT?及蝸桿軸面模數(shù)mx?;(2)蝸桿的軸面齒距Px?及導程1;(3)兩輪的中心距a;(4)蝸桿的導程角γi、蝸輪的螺旋角β2及兩者輪齒的旋向。解：(1)由已知得：(2)蝸桿軸面齒距：P=πm=15.7mm(3)蝸桿的直徑“1可根據(jù)模數(shù)選取50或者90,則中心距：或蝸輪的螺旋升角β=γ。蝸輪蝸桿的旋向相同。第11章齒輪系及其設計11-1在給定輪系主動輪的轉(zhuǎn)向后，可用什么方法來確定定軸輪系從動輪的轉(zhuǎn)向?周轉(zhuǎn)輪系中主、從動件的轉(zhuǎn)向關系又用什么方法來確定?解：在定軸輪系中從動輪的轉(zhuǎn)向可用標注箭頭的方法來確定，一對嚙合傳動的圓柱或圓錐齒輪在節(jié)點處的圓周速度相同，因此表示轉(zhuǎn)向的箭頭同時指向或同時背離節(jié)點，根據(jù)這個方法，畫出主動輪轉(zhuǎn)向后，可依次得出各從動輪轉(zhuǎn)向。分析周轉(zhuǎn)輪系時，先將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成一個定軸輪系，由此可按照箭頭法確定轉(zhuǎn)化后輪系中主、從動輪轉(zhuǎn)向關系；對于各齒輪絕對運動的轉(zhuǎn)向關系則需要根據(jù)計算值確定。11-2如何劃分一個復合輪系的定軸輪系部分和各基本周轉(zhuǎn)輪系部分?在圖11-1所示的輪系中，既然構件5作為行星架被劃歸在周轉(zhuǎn)輪系部分中，在計算周轉(zhuǎn)輪系部分的傳動比時，是否應把齒輪5的齒數(shù)zs計入?圖11-1解：將復合輪系劃分成定軸輪系部分和周轉(zhuǎn)輪系部分，關鍵是把其中的周轉(zhuǎn)輪系部分找出來。周轉(zhuǎn)輪系的特點是具有行星輪和行星架，故先要找到輪系中的行星輪和行星架。每一行星架，連同行星架上的行星輪和與行星輪相嚙合的太陽輪就組成一個基本周轉(zhuǎn)輪系。在一個復合輪系中可能包含有幾個基本周轉(zhuǎn)輪系，當將這些周轉(zhuǎn)輪系一一找出之后，剩下的就是定軸輪系部分。計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比時，只與轉(zhuǎn)化輪系中各主、從動輪的齒數(shù)有關，與行星架無關，因此計算周轉(zhuǎn)輪系中的傳動比時，不應把齒輪5的齒數(shù)計入。11-3在計算行星輪系的傳動比時，式imH=1-i?m只有在什么情況下才是正確的?解：在計算行星輪系的傳動比時，式imH=1-i"m只有在所研究的輪系為具有固定輪的行星輪系，且固定輪為n時，才是正確的。11-4在計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比時，式i"mm=(nm-na),(nn-na)中的i"mm是什么傳動比，如何解：是周轉(zhuǎn)輪系所對應的轉(zhuǎn)化輪系的傳動比，計算公式為：“±”號用箭頭法確定，周轉(zhuǎn)輪系中，m、n兩輪的軸線彼此平行，當兩輪轉(zhuǎn)向相同時規(guī)定其傳動比為正，反之為負。11-5用轉(zhuǎn)化輪系法計算行星輪系效率的理論基礎是什么?為什么說當行星輪系為高速時，用它來計算行星輪系的效率會帶來較大的誤差?解：理論基礎：機械中的輸入功率和輸出功率總有一個是已知的，所以只要能求出摩擦損失功率，就可計算出機械的效率。而機械中的摩擦損失功率主要取決于各運動副中的作用力、運動副元素間的摩擦系數(shù)和相對運動速度的大小。行星輪系的轉(zhuǎn)化輪系和原行星輪系的上述三個參量除因構件回轉(zhuǎn)的離心慣性力有所不同外，其余均不會改變。因而，在可以不考慮構件回轉(zhuǎn)的離心力時，行星輪系與其轉(zhuǎn)化輪系中的摩擦損失功率應相等。當行星輪系為高速時，因各構件的回轉(zhuǎn)速度快，所產(chǎn)生的離心慣性力大，不能夠被忽略，所以用轉(zhuǎn)化輪系法來計算行星輪系的效率會帶來較大的誤差。11-6何謂正號機構、負號機構?各有何特點?各適用于什么場合?解：正號機構和負號機構分別指其轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為正號或負號的周轉(zhuǎn)輪系。正號機構的特點：當用作減速時，無論減速比為多少均不會發(fā)生自鎖，但在某些情況下效率很低；當用作增速時，在某些情況下會發(fā)生自鎖。負號機構的特點：無論用作增速還是減速，都具有較高的效率，但其傳動比較小。適用場合：正號機構一般用在傳動比大，而對效率要求不高的輔助傳動中，負號機構一般用11-7何謂封閉功率流?在什么情況下才會出現(xiàn)?有何危害?解：在封閉式行星輪系中，可能有一部分只在輪系內(nèi)部循環(huán)流動的功率稱為封閉功率流。在選用封閉式行星輪系，當其型式及有關參數(shù)選擇不當時，可能會形成封閉功率流。危害：封閉功率流將增大摩擦損失功率，降低輪系強度，對傳動十分不利。11-8在確定行星