机械设计基础第二版本期末考复习题

1、一、试计算图中所示机构自由度，如有复合铰链、局,部自由度、虚约束，需明确指出,D,E,F,为复合铰链,F,3,n,2,P,L,P,H,3,9,2,13,0,1,F,3,n,2,P,L,P,H,3,7,2,10,0,1,B,处为局部自由度,G,处为复合铰链,E,或,D,为虚约束,F,3,n,2,P,L,P,H,3,7,2,9,1,2,1,B,处为局部自由度,G,K,处为复合铰链,IJ,为虚约束,F,3,n,2,P,L,P,H,3,10,2,14,1,1,1,B,处为局部自由度,I,或,H,为虚约束,F,3,n,2,P,L,P,H,3,6,2,8,1,1,1,如图所示的铰链四杆机构中，已知,AD,

2、为机架，及各杆长为,l,BC,55mm,l,CD,40mm,l,AD,30mm,求：,1,若此机构为曲柄摇,杆机构，且,AB,为曲柄，求,l,AB,的最大值,l,ABmax,2,若此机构为双,曲柄机构，求,l,AB,的最小值,l,ABmin,二、如图所示曲柄，已知各构件长度和原动件,2,的角速度,2,试求解图示位置时滑块,3,上,D,点的,速度,v,D,以及导杆,4,的角速度,4,二、如图所示曲柄，已知各构件长度和原动件,2,的角速度,2,试求解图示位置时滑块,3,上,D,点的,速度,v,D,以及导杆,4,的角速度,4,V,P,23,2,P,12,P,23,3,P,13,P,23,P,12,P

3、,23,V,D,3,P,D,P,13,2,13,D,P,13,P,23,V,P,24,2,P,12,P,24,4,P,14,P,24,P,12,P,24,4,2,P,14,P,24,三、图示的齿轮,连杆组合机构，各构件的尺寸已知,杆,3,带动行星齿,2,绕固定齿轮转动（固定齿轮即为,机架,5,。试求解构件,2,和构件,4,的传动比,i,24,三、图示的齿轮,连杆组合机构，各构件的尺寸已知,杆,3,带动行星齿,2,绕固定齿轮转动（固定齿轮即为,机架,5,。试求解构件,2,和构件,4,的传动比,i,24,V,P,24,2,P,25,P,24,4,P,45,P,24,2,P,45,P,24,i,24

4、,4,P,25,P,24,已知滚轮,2,在地面上作纯滚动，构件,3,以速度,v,3,向左移,动，试用瞬心法求轮,2,的角速度,2,的大小和方向，滑,块,5,的速度,v,5,的大小和方向,四、已知在图中所示的轮系中，各轮齿数为,Z,1,100,Z,2,Z,2,Z,3,Z,4,30,Z,5,80,。求传动比,i,41,z,3,z,2,z,1,4,H,10,i,1,H,z,4,z,3,z,2,3,H,41,4,H,z,5,8,i,5,H,z,4,3,H,45,5,0,3,H,4,5,50,4,1,54,4,50,i,41,0.93,1,54,五、已知在图中所示的轮系中,Z,1,Z,3,16,Z,2,

5、40,Z,4,80,Z,5,42,Z,6,Z,7,14,Z,8,46,试,求传动比,i,18,定轴轮系,1,2,3,4,有,1,z,2,z,4,25,i,14,4,z,1,z,3,2,周转轮系,8,6-7,5,有,8,H,z,7,z,5,21,i,5,H,z,8,z,6,23,H,85,H,4,5,0,8,4,21,4,23,23,4,8,2,1,23,25,i,18,143.75,8,4,在图示的轮系中，已知各轮齿数为,Z,1,20,Z,2,25,Z,2,30,Z,3,20,Z,4,70,n,1,750r/min,顺时针方向,试求,n,H,大小及方向,图示轮系中，各轮均为正确安装的标准渐开线

6、圆柱直齿,轮。已知轮,1,的齿数,z,1,18,轮,2,的齿数,z,2,36,轮,3,的齿数,z,3,90,而轮,5,的齿数为轮的两倍。轮的转速大小为,1200r/min,转向如图所示。求从轮,1,到轮,5,的传动比,i,15,及,轮,5,的转速大小与转向,在图示轮系中，已知各轮的齿数,z,1,30,z,2,20,z,2,40,z,3,50,z,3,100,z,4,1,右旋,n,1,13r/min,n,4,240r/min,方向如图，试求,n,H,各轮齿数为,Z,1,20,Z,2,40,Z,2,20,Z,4,60,Z,5,1,Z,6,25,n,1,1000r/min,方向如图。求,n,6,的大

7、小和方向,七,图示偏置尖端直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线为,一个圆，圆心为,O,凸轮的转动中心为,O,试在图中标,出：,1,偏距圆半径；,2,图示位置凸轮机构的压力,角,3,图示位置推杆相对其最低点位置的位移,s,八,图示凸轮为一偏心轮,试在图中标出：,1,凸轮,的基圆半径；,2,当凸轮由图示位置转动,45,o,时的压力,角,九,图示凸轮为一偏心轮，试在图中标出：,1,凸轮,的理论廓线和基圆，并求出基圆半径；,2,图示位置,时机构的压力角；,3,凸轮从图示位置转过,90,时,从动件的位移,1,理论廓线与基圆如,图所示,r,b,100+25,50=75mm,2,压力角,为,0,3,从动件位移为图

8、中,S,S40mm,例子：在图示凸轮机构中，凸轮为偏心圆盘。已知凸轮逆时针方向转动,试在图中确定：,1,该凸轮的基圆；,2,该凸轮的理论廓线；,3,图示位置时凸轮机构的压力角,4,凸轮由图示位置转过,90,时从动,件的实际位移,s,例子,如图所示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度,逆,时针方向转动。试在图中：,1,画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；,2,标出图示位置压力角,1,和位移,s,1,以及转过,150,时的压力角,2,和位移,s,2,题：图所示为对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一个圆，圆,心为,O,凸轮的转动中心为,O,1,在图上作出凸轮基圆和理论廓线,2,利用反转

9、法原理，求凸轮从,A,点接触到,B,点接触时，凸轮的转角,3,在图上标注出,B,点接触时从动件的位移,s,机构的压力角,齿轮传动受力分析,1,斜齿圆柱齿轮传动受力分析,圆周力,主动轮,上,F,t,1,与转向相反,从动轮,上,F,t,2,与转向相同,径向力,F,r,1,和,F,r,2,指向各自的轮心,同直,齿轮,轴向力,主动轮,上,F,a,1,用,左右手法,则判定,左旋齿轮用左手法则,右旋齿轮用右手法则,弯曲四指为转动方向、大指为,F,a,1,方向,从动轮,的,F,a2,与,从动轮,的,F,a1,反向,Fa2,主动,主、从动轮,上各对应力大小,相等、方向相反,Fa1,例：圆柱齿轮的受力分析,齿轮

10、,1,2,F,r1,1,F,r1,F,a1,F,t1,F,a1,F,t2,F,t2,F,r2,n,3,F,t1,F,a2,2,n,2,n,1,n,1,n,1,3,F,r2,F,a2,4,齿轮,3,F,a3,F,r3,齿轮,4,F,a4,F,t4,F,r4,F,t3,2,圆锥齿轮传动受力分析,方向,径向力,指向圆心,圆周力,主动轮上,F,t,1,与转向相反,从动轮上,F,t,2,与转向相同,轴向力,指向大端,F,例：判断力的方向,2,1,n,2,F,a2,n,1,F,a1,F,t1,F,r1,F,t2,F,r2,图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆,I,为主动件，为使轴,上传动件的轴向力能相抵消，

11、试确定,1,一对斜齿轮,3,4,轮齿的旋向,2,用图表示各轴上传动件的受力（用各分力表示）情况,F,a2,F,x,a1,F,t2,F,r3,F,t3,F,t4,x,F,r4,F,r2,F,r1,F,t1,F,a4,n2,F,a3,n3,F,r6,n1,F,r5,x,F,t5,F,t6,F,a6,F,a5,例,题,分,析,已知：蜗杆轴,为输入，大锥齿轮轴,为输出，轴,转向如图,使,轴轴向力小，试：确定各轮转向、旋向及受力,2,3,F,F,r2,F,t1,F,t2,x,F,a1,1,F,r1,F,a3,F,t3,x,F,a4,r3,n,F,t4,F,r4,4,n,F,a2,n,1,输出,蜗轮右旋,

12、1. n,n,F,t2,F,a1,2. F,a3,F,a2,F,t1,n,I,蜗杆,右旋,如图所示为斜齿圆柱齿轮,蜗杆传动。斜齿轮,1,由电机驱动,已知当斜齿轮,1,按图示方向转动时，蜗轮输出轴顺时针转动。试,1,为使,轴轴向力小，合理确定斜齿轮,2,和蜗杆的旋向,2,画出各传动件啮合点受力方向,图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆,I,为主动件，为使轴,上传动件的轴向力能相抵消，试确定,1,一对斜齿轮,3,4,轮齿的旋向,2,用图表示各轴上传动件的受力（用各分力表示）情况,F,a2,F,x,a1,F,t2,F,r3,F,t3,F,t4,x,F,r4,F,r2,F,r1,F,t1,F,a4,n2

13、,F,a3,n3,F,r6,n1,F,r5,x,F,t5,F,t6,F,a6,F,a5,在图示传动系统中，件,1,5,为蜗杆，件,2,6,为蜗轮，件,3,4,为斜齿轮，件,7,8,为锥齿轮。已知蜗杆,1,为主动，要求输,出轮,8,的回转方向如图示。试确定,1,各轴的回转方向（画在图上,2,考虑、轴上所受轴向力能抵消一部分，定出各,轮的螺旋线方向（画,在图上,3,画出各轮的轴向力的方,向，并画出轮,4,所受的,力,F,a7,n,F,a2,n,1,F,t2,F,a1,F,t4,F,r4,n,F,t1,F,a3,F,a4,n,F,a4,n,F,t6,F,a5,F,t5,F,a6,3,如图所示,齿轮四,十一、一标准渐开线直齿圆柱齿轮