机械原理-课后全部习题解答

1、机械原理习 题 解 答机械工程学院目录第 1章绪论 1第 2章平面机构的结构分析3第 3章平面连杆机构8第 4章凸轮机构及其设计15第 5章齿轮机构19第 6章轮系及其设计26第 8 章机械运动力学方程32第 9 章平面机构的平衡39第一章 绪 论、补充题1、复习思考题1）、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什 么？2）、机器与机构有什么异同点？3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实 例。4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器， 分析设计时应满足 的基本要求。2、填空题1）、机器或机构，都是由组合而成的。2）、机器或机构的 之间

2、，具有确定的相对运动。3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的 。4）、组成机构、并且相互间能作 的物体，叫做构件。5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或 运动的形式。6）、构件是机器的单元。零件是机器的 单元。7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分 的。9）、构件之间具有的相对运动， 并能完成 的机械功或实现能量转换的 的组合，叫机器。3、判断题1）、构件都是可动的。（ ）2）、机器的传动部分都是机构。（ ）3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（ ）4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（

3、 ）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（ ）6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能 量转换的构件的组合。 （ ）7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（ ）1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动传递 转换 6）、运动 制造7）、预定终端8）、9）、确定 有用构件3 判断题答案1）、 2）、3）、 4）、5）、6）、 7）、2 填空题答案5）、 中间环节第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图 2-26 中直接接触的构件所构成的运动副的名称 解：a）平面高副b）空间低副c）平面高副标出原动件和机2-8将图 2-27 中机构的结构图绘制成机构运

4、动简图， 架，并计算其自由度。解：b)n=3， PL =4 ， PH =0，F=33-24=1F=33-24=1c) n=3， PL =4 ， PH =0，2-9 试判断图 2-28 中所示各“机构”能否成为机构，并说明理由解：a)n 4 PL 6 PH 0F 3 4 2 6 0 不是机构修改后的机构b)n 3 PL 4 PH 1F 3 4 2 6 0 不是机构修改后的机构c)n 2 PL 3 PH 0 F 3 2 2 3 0 不是机构修改后的机构d)n 10 PL 14 PH 0F 3 10 2 14 2 是机构2-10 计算图 2-29 中所示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局

5、部 自由度或虚约束，说明计算自由度应作何处理。解：a)n=5， PL =7 ，有复合铰链：构件 3和构件 5; 构件 3 和构件 1;F=3n-2 PL =35 27=1b) n=6 ， PL=8， PH=1 ， 有局部自由度，有虚约束F=3n-2 PL - PH =3x6-2x8-1=1d)有虚约束，有复合铰链n=5，PL=7，PH =0，F=3n-2 PL - PH =3 5-2 7-0=1有对称虚约束n=5， PL =7F=3n-2 PL =1f)有对称虚约束n=3， PL =3， PH =2F=3n-2 PL-PH =1g) n=2 ， PL =2， PH=1， n=3 ， PL =4

6、有虚约束h)有对称虚约束，n=3， PL =4F=3n-2 PL =3 3-2 4=1或者：n=4， PL=5 PH =1，F=3n-2 PL - PH =3 4-2 5-1=12-12 计算图 2-30 所示各机构的自由度，并在高副低代后，分析组成 这些机构的基本杆组即杆组的级别。解：a)n=4，PL =5，PH =1F=3n-2 PL - PH =1所以此机构为 III 级机构b)n=3，PL=3， PH =2F=3n-2 PL -PH =1c) n=4， PL =4， PH =3F=3n-2 PL - PH =1d)n=6， PL =8 ， PH =1F=3n-2 PL -PH =1对于

7、图所以此机构为 III 级机构2-13 说明图 2-32 所示的各机构的 组成原理 ，并判别机构的级别和所含杆组的数目。2-32f 所示机构，当分别以构件 1、3、7 作为原动件时，机构的级别会有什么变化？a)机构的级别 :II机构的级别 :IIf) 当分别以构件 1、3、7 作为原动件时 以构件 1 作为原动件时，以构件 1 作为原动件时，机构的级别II以构件 3 作为原动件时，以构件 3 作为原动件时，机构的级别 :II以构件 7 作为原动件时，机构的级别 :III2-14 绘制图 2-33 所示机构高副低代后的运动简图， 计算机构的自由度。 并确定机构所 含杆组的数目和级别以及机构的级别

8、。图 2-33 机构示意图机构高副低代后的运动简图杆组的级别 :III4 为原所以，机构的级别 :III2-15 试分析图 2-35 所示刨床机构的组成，并判别机构的级别。若以构件 动件，则此机构为几级？解： F=3n-2 PL - PH =35-27=1级1 为原动件，则此机构拆分的杆组是：、若以构件 4 为原动件，则此机构拆分的杆组是：所以此机构为 II 级第三章 平面连杆机构3-9 图 3-54 所示平面铰链四杆运动链中，已知各构件长度分别为lAB 55mm ，lBC 40mm， lCD 50mm， lAD 25mm。（1）判断该机构运动链中四个转动副的类型。（2）取哪个构件为机架可得到

9、曲柄摇杆机构。（3）取哪个构件为机架可得到双曲柄机构。（4）取哪个构件为机架可得到双摇杆机构解： 平面连杆机构L AB=55 L BC=40 L CD=50L AD=25LAB+L ADL BC+L CD（1） A、D整转副 B、C 摆转副（ 2） AB 或 CD 为机架时，为曲柄摇杆机构（ 3） AD 为机架时，为双曲柄机构（ 4） BC 为机架时，为双摇杆机构3-10 图 3-57 所示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆 AB 为曲柄的条件。若偏距 e=0，则杆 AB 为曲柄的条件又如何？解:主要分析能否通过极限位置，a+eb3-11在图 3-81所示的铰链四杆机构中， 各杆件长度分别为 lAB

10、 25mm， lBC 40mm， lCD 50mm， lAD 55mm。（1）若取 AD 为机架， 求该机构的 极位夹角 ，杆 CD 的最大摆角 和最小传动角 min 0（ 2）若取 AB 为机架，求该机构将演化为何种类型的机构？为什么？ 请说明这时 C、D 两个转动副是 周转副还是摆转副。解：由于 25 5540 50，所以 lABlAD lBClCD， 且以最短杆的邻边为机架。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。为曲柄。 )以曲柄为主动件，作出摇杆的极限位置如图所示 AC1lABlBC40 2565AC2lBClAB402515 (1)极位夹角： 出现在 AB 与连杆 BC 重合位置AC12

11、AD2 C1D2AC22 AD 2 C2D2arccos arccos2 AC1AD 2 AC2 AD652 552 502 arccos2 65 55152 552 502 arccos2 15 55行程速比系数( )( ) 1.17(2)求摇杆的最大摆角，从图 1，摇杆的最大摆角： B1DC 1 B2DC222C1D2 AD2arccos 1AC1222502 5522 5060.830552 AD C1D6525522502 552arccosC2D21522 50 5522AD2 AC22 2 AD C2D(3)最小传动角 min 出现在与机架重合位置 (分正向重合、反向重 合)如图

12、2。分别求出 1、 2 ，再求最小传动角。2 2 2BC2 CD 2 (AD AB)21 arccos1 2 BC CD402 502 (55 25)2arccos2 40 5036.860BC2 arccosCD 2 (AD AB)22 BC CD402arccos22502 (55 25)22 40 50因为曲柄处于 位置时，传动角 1=36.860 曲柄处于 位置时，传动角 1800 2 =54.900 现比较的 、 大小，最小传动角取 、 中最小者 min 36.860） 取为机架 ,即取最短杆为机架，该机构演化为 双曲柄机构 在曲柄摇杆机构中取最短杆作为机架，其个连架杆与机架相连的运

13、动副 、均为周转副。、两个转动副为摆转副。3-15 图 3-59 所示为加热炉炉门的启闭状态，试设计一机构， 使炉门能占有图示的两个位置。提示：把门看着是在连杆上，即两个活动铰链中心在门上，图 3-60 题 3-16 图同时把固定铰链中心装在炉子的外壁上3-16 试设计一个如图 3-60 所示的平面铰链四杆机构。设已知其摇杆 B0B的长度 lB0B 75 mm ，行程速比系数 K=1.5 ，机架 A0B0 的长度 lA0B 0 100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角45o，试求其曲柄的长度 lA0A 和连杆的长度 lAB。当行程速比系数 K=1.5 时，180K1K1180 1.5

14、11.5 1机构的极位夹角为36解：(符号与课本不太一致 )AC1成 36 的直B2即机构具有急回特性，过固定铰链点作一条与已知直线线再与活动铰链点的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点的另一个极限位置45(b)由图可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取AC1 70.84 ，选定比例尺，作图，如下图所示。AC2 25.75 ， AC2解一：169.88 。故有两组解。构件 AB 的长为 lABAC1 AC2270.84 25.75222.55mm构件 BC 的长为 lBCAC1 AC2270.84 25.75248.3mm摇杆的摆角 41解二：构件 AB 的长为 lABAC2 AC12169.

15、88 70.84249.52mm构件 BC 的长为 lBCAC2 AC12169.88 70.842120.36mm300mm ，颚 是否在允许的摇杆的摆角 1073-17 如图 3-61 所示，设已知破碎机的行程速比系数K =1.2 ，颚板长度 lCD板摆角 =35o，曲柄长度 lAB=80 mm 。求连杆的长度， 并验算最小传动角 范围内。K =1.5 ，滑块的冲程 H =50 mm ，图 3-61 题 3-17 图3-18 试设计一曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速比系数偏距 e =20 mm ，并求其最大压力角 max？解：行程速比系数 K=1.5 ，则机构的极位夹角为180K1K118

16、0 1.5 1 361.5 1选定作图比例， 先画出滑块的两个极限位置 C1 和 C2，再分别过点 C1、C2作与直线 C1C2 成 90 54 的射线，两射线将于点。以点为圆心， OC 2 为半径作圆，再作一条与 直线 C1 C2 相距为 e 20mm的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点。作 图过程如解题 24 图所示。直接由图中量取 AC125mm ，AC268mm，所以曲柄 AB 的长度为 l ABAC2AC168 2521.5mm22连杆 BC 的长度为 l BCAC1AC268 2546.5mm22C1C2最大压力角 ，提示：出现在 曲柄与导路垂直 的时候。3-19 图

17、3-62 所示为一牛头刨床的主传动机构 ,已知 lA0A 75mm， lBC 100mm ， 行程速比系数 K=2，刨头 5 的行程 H =300mm 。要求在整个行程中，刨头 5 有较 小的压力角，试设计此机构。解：（符号与课本不太一致 ）由题可得极位夹角 180o（k）（ k） o即摆杆 B0B的 摆角为 60o曲柄运动到与 B0 B垂直，其摆杆 B0B分别处于左右极限位置 B0B1、B0B2 已知：曲柄长度 lAA0 75机架A0B0的长度lA0B075sin（） 150mm欲使其刨头的行程 H300mm，即 C 点运动的水平距离为 300mm摆杆B0B1的长度lB0B1 sin（） 1

18、50 sin30o 300mm 为了使机构在运动过程中压力角较小，故取刨头构件的导路在B3F 的中点，且 A0B0 B0F lB0B1 cos（） 150 3mm刨头构件离曲柄转动中心 A0 点的距离为：lA0E lB0B3 lA0B0（lB0B3 lB0F） 300150（300150 3）/21303-22 有一曲柄摇杆机构，已知其摇杆长 lB0B 420mm ，摆角90o，摇杆在两极限位算最小传动角时与机架所成的夹角各为 60o和 30o，机构的行程速比系数 K=1.5，设计此四杆机构，并验解：180o k 1 36o k1min按照课本的方法作图3-23 试求图 3-65 所示各机构在

19、图示位置时全部瞬心的位置。a）（ b）（c）（ d）图 3-65 题 3-23 图提示：列出 n 个构件，画出 n 边形，同时结合三心定理a)P14(P24)P34 、 P24。b)P13 、P14在过 C 点垂直于 BC 的无穷远处。d)3-24在图 3-66所示的机构中，已知曲柄 2 顺时针方向匀速转动，角速度 2 100rad / s,试求在图示位置导杆 4 的角速度 4的大小和方向。23P12P14解P24图 3-66 题 3-24 图P12 在 A0，P14在 B0 ， P34在无穷远n=4n(n 1)k6 个2根据 P24是的 瞬心，两个构件在该点的绝对速度相等。Vp24w2.LP

20、24 A0P34Vp24w4.LP24 P14第四章凸轮机构4-10 图 4-40 所示为一尖端移动从动件盘凸轮机构从动件的运动线图。 试在图 上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在哪些位置会出现刚性冲击？如上右图所示。在运动的开始时点45 0、以及 、4 、5 处加速度有限突变，所以在这些3 3 32位置有柔性冲击；在 2 和3处速度有限突变，加速度无限突变，在理论上将会产生无根据关系式 v，a，补全后的从动件位移、速度和加速度线图 d穷大的惯性力，所以在这些位置有刚性冲击。哪些位置会出现柔性冲击？ds d4-13 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度 顺时针 转动

21、，基圆半径 rb 50mm ，滚子半径 rr 10mm ，凸轮轴心偏于从动件轴线右侧， 偏距 e=10mm。从动件运动规律如下： 当轮转过 1200 时，从动件以简谐运动规律 上升 30mm;当凸轮接着转过 30o时从动件停歇不动；当凸轮再转过 150o 时，从动 件以等加减速运动返回原处；当凸轮转过一周中其余角度时，从动件又停歇不 动。反转法画图4-6 设计一对心移动平底从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径rb 50mm ，从动件平底与导路中心线垂直，凸轮顺时针等速转动。从动件运动规律如下：当凸 轮转过 120o 时，从动件以简谐运动规律上升 30mm; 当凸轮再转过 150o 时，从动 件以简

22、谐运动规律返回原处；当凸轮转过其余 90o 时，从动件又停歇不动。4-7在图4-43所示的凸轮机构中，已知摆杆 B0B在起始位置时垂直于 A0B， lA0B 40mm ，l B0 B 80mm ，滚子半径 rr 10 mm ，凸轮以等角速度 顺时针转动。 从动件运动规律如下：当凸轮再转过 1800 时，从动件以摆线运动规律向上摆动 30o；当凸轮再转过 150o 时，从动件以摆线运动规律返回物原来位置，当凸轮转 过其余 30o 时，从动件又停歇不动4-15 试用 作图法求出图 4-47 所示凸轮机构中当凸轮从图示位置转过 45o后机构 的压力角，并在图上标注出来。反转法画图4-16在图 4-4

23、8所示的凸轮机构中，从动件的起始上升点均为 C 点。1）试在图上标注出从 C 点接触时，凸轮转过的角度 及从动件走过的位移 2）标出在 D 点接触凸轮时机构的压力角 a。解：a）图：（1）作偏置圆（2）过 D 点作偏置圆切线 ,得出所在位置（3）作理论轮廓，作出两者交点 B4）得 s 如图5）b)图：1)以 A0 为圆心，AA0 为半径画圆弧；2)以 B1 为圆心，AB 为半径画圆弧；交 A1 点；3)21第五章 齿轮机构5-11一渐开线 在基圆半径 rb 50 mm的圆上发生。试求：渐开线上向径 rk 65mm的点 k 的曲率半径 k 、压力角 ak 和展角 k解： cos krbk50 o

24、 arc cos 39.7rk65krbtgk 50 tg 39.7o 41.5mmktg kk 0.139 弧度5-12 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 m 5mm, 20 , z 45，试分 别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。解：d mz 5 45 225mmdb mzcos 5 45 cos20o 211.4mm da mz 2ha* m 5 45 2 1 5 235mm分度圆20o基圆 处 cos b rb ,b 0orbcos a rb 211.4 0.899齿顶圆处 a ra 23525.89orbtgb rbtg b a rbtg a211.4tg20o3

25、8.5mm2211.4tg0o0mm2tg 25.89o211.4251.3mm5-13 已 知 一 对 外 啮 合 正 常 齿 制 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 m 2mm, z1 20, z2 45, 试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、 顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、 齿距、齿厚和齿槽宽 。解： 由 m 2mm, z1 20, z2 45d1mz140mmd2mz290mmhaha*m2mmhf(ha*c* )m 2.5mmhha hf4.5c* cm0.5da1m(z12ha*)44mmdf1mz12(ha*c* ) 31mmda1m(z2*2ha*)94m

26、mdf2mz22(ha*c* ) 81mmdb1d1 cos 40cos20o 37.58mmdb2d2 cos 90cos20o 84.57mmpm6.28mmse3.14mma1arccosrb1ra1arccos37.59 26.49o42ma 2 ( z1z2) 65mm5-14 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆，在什么条件下基圆大于齿根圆？什么条件下基圆小于齿根圆？解：根据： d fd 2hf mz 2 (ha* c* ) mdbd cosmzcosmz2(ha*c ) m mzcosz2(ha*c*)1 cos2)1,c* 0.252(ha* c* )1 cos1

27、,c* 0.35 2(ha* c* )cos2 (1 0.25) 41.451 cos2 (1 0.35) 44.71 cos1如果齿数小于等于 41, 基圆大于齿根圆1如果齿数大于 42,基圆小于齿根圆1如果齿数小于等于44, 基圆大于齿根圆1如果齿数大于 45,基圆小于齿根圆5-15 现需要传动比 i 3 的一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，有三个压 力角相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮， 它们的齿数分别为 z1 20 ， z2 z3 60 ， 齿顶圆直径分别为 da1 44mm ， da2 124mm ，da3 139.5 mm ，问哪两个齿轮 能用？中心距 a 等于多少？并用 作图法求出它们

28、的重合度 。解：两个齿轮 能用 ，是指能够正确啮合。根据da1m(z12ha*)44mmm12da2m(z12ha*)124mmm22da3m(z32ha*)139.5mmm32.25所以：齿轮 1 和齿轮 2 两个齿轮能用 .中心距 am(z1 z2) 80mm重合度cos a1rb140cos20440.854a1 31.32ocos a2rb2ra2120cos201240.909a224.58oB1B2Pnz1(tg a1 tg ) z2(tg a2 tg )20(tg31.32o tg20o) 60(tg 24.58o tg20o)1.67装 的渐开将大5-18 对 z1=24、z2

29、=96、m=4mm 、 =20 、ha* =1 、c *=0.25 的标准安 线外啮合 标准 直齿圆柱齿轮传动。因磨损严重，维修时拟利用大齿轮坯， 齿轮加工成变位系数 X2=-0.5 的负变位齿轮。试求：1）新配的小齿轮的变位系数 X12）大齿轮顶圆直径 da2。解：x1 x2 0 x20.5x1 0.5rf1 r1 (ha* c* )m x1m 45*mra2 a r f1 c*m( z1 z2) 45 0.25 4 194da2 388mma25-20 在图所示的 同轴式渐开线圆柱齿轮减速器中， 已知：z1=15 、z2=53、z3=56、 z4=14, 两对齿轮传动的中心距 a12 =a

30、 34=70mm, 各轮的 m=2mm 、 =20 。、ha* =1 、 c =0.25 。（1）若两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，试选择两对齿轮的传动类型，并分别求 其啮合角。（2）若轮 1、2 采用斜齿圆柱齿轮，轮 3、4 仍采用直齿圆柱齿轮，则；计算 轮 1 、 2 的螺旋角的大小。判断轮 1 是否根切。轮 3 、 4 不发生根切的最小 变位系数 xmin。设计计算轮 3、4 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径。解：（1）若两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，两对齿轮的传动类型 实际中心距： a=70mm 理论中心距： a12=0.5 m（z1z2）=0.5 2（1553）=68 mm a34=0.5 m

31、（z3 z4）=0.52（1456）=70 mm 因为： a12 a ， aa34 所以，齿轮 1 和 2 采用正传动，齿轮 3 和 4 采用零传动。啮合角 a cos acos cos12=a12cos/ a12=68cos20/70=0.91，所以， 12 =24 34 =20（2）若轮 1 、2 采用斜齿圆柱齿轮，轮 3、 4 仍采用直齿圆柱齿轮 计算轮 1、2 的螺旋角的大小 a12=0.5 （d1d2）= 0.5mn（z1 z2）/ cos cos=0.5mn （z1z2）/ a12=68/70 ，所以， =13.7 判断轮 1 是否根切 zmin=17 cos3 =17cos313

32、.7=15.58 z1=15 zmin , 所以，齿轮 1发生根切。轮 3、 4 不发生根切的最小变位系数 xminx3min17 z317 562.291717故：取17 z417170.176计算轮 3、 4 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径x3 x4 0.176x x3 x4 0 aa y0计算轮 3 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径d 3 mz3 112mmda3m( z32ha*2x)2(56 2 1 2 ( 0.176) 115.296mmdf 3m(z32ha*2c*2x) 2(56 2 1 2 0.25 2 ( 0.176)106.296mm计算轮 4 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径d

33、4 mz4 28mmda4m( z42ha*2x)2(14 2 1 2 0.176) 32.704mmdf 4m(z42ha*2c*2x) 2(14 2 1 2 0.25 2 0.176)23.704mm5-21 设已知一对斜齿轮转动， z1 20 、 z2 40 、 mn 8mm 、 n 20 、 han* 1，cn* 0.25， 15 (初选值)， B 30mm，试求 a (应圆整)， 及 zv1， zv 2解：2cosmn(z1z2)2cos15 8 (20 40) 248.46mma 250mmcos 1 8 (20 40) 25016.26oBsin 30 sin16.26 0.33

34、4 mn8zz1zv13cos20cos3 16.2622.61zv2z23cos40cos3 16.2645.225-22 一平行轴斜齿轮机构。已知： z1=30、z2=100 、mn=6mm 。若要求设计中 心距为 400mm ，试确定该对斜齿轮的螺旋角。解：a 1 mn(z1 z2 )2coscos 1 6 (30 100) 40012.84o5-25 有一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比 i 18，蜗杆头数 z1 2 ，直径系数 q 8 ，分度圆直径 d1 80mm 。试求：1）模数 m 、蜗杆分度圆柱导程角 、蜗轮齿数 z2 及分度圆柱螺旋角 2）蜗轮的分度圆直径 d2 和蜗杆传动中心

35、距 a 。解：z2iz1 36d1mq 80m10tanz1pxz1m2 10 0.25d1d18014.03od2 mz2 10 36 360m 10a (q z2 )(8 36) 220mm第六章 轮系及其设计6-11 在 图 6-27 所 示 的 车 床 变 速 箱 中 ， 已 知 各 轮 齿 数 为 z1=42,z 2=58,z 3=38,z 4=42,z 5=50,z 6=48, 电动机转速为 1450r/min 。 若移动 三联滑移齿轮 a 使齿轮 3和 4啮合，又移动双联滑移齿轮 56 啮合，试求此时带轮转速的大小和方向解：n1z2z4z6 3i1带6 ( 1)n带 z1z3z5

36、n带z1 n11z3z5 ( 1) 989.58r /minz2z4z6带轮方向与轮相反6-12 图 6-28 所示为一电动卷扬机的传动简图。已知蜗杆 1 为单头右旋蜗 杆，蜗轮 2的齿数 z2 42 ，其余各轮齿数为： z2 18，z3 78 ，z3 18 ，z4 55； 卷筒 5 与齿轮 4 固联，其直径 D5 400mm ，电动机转速 n1 1450r /min 。试求：（1）卷筒 5 的转速 n5 的大小和重物的移动速度 v；（2）提升重物时，电动机应该以什么方向旋转？图 6-28 题 6-12 图是定轴轮系 ,较简单。n1 z2 z3 z4i15n5 z1 z2 z3n5 n1 z2

37、 z3 z4 2.61r /minz1 z2 z3V= r5n5 r5 0.0564m / s5 60 56-13 在图示轮系中，已知各轮齿数为： z1 60，z2 20 ，z2 20 ，z3 20， z3 20， z4 20 ， z5 100 。试求该轮系的传动比 i41。图 6-29 题 6-13 图解：是两个周转轮系组成的复合轮系A. 齿轮 4、行星齿轮 3、行星齿轮 2 、齿轮 5 构成周转轮系H 是行星架B. 齿轮 4、行星齿轮 3、行星齿轮 2 、行星齿轮 2、齿轮 1 构成周转轮系H 是行星架H i45给 系统加 H , 行星架固定。n4 nH( 1)2 z3z2z5 5n5 n

38、H( 1)z4z35 z2n5 0n4 4nHH i41n4nH ( 1)3z3z2 z1z2 z1 3n1nHz4z3 z2z4 z28n1nH3Hi41n41.5n132 ，z2 22 ，z3 80，6-14 在图示轮系中，已知各轮齿数为： z1 26 ，z2z4 36，又n1 300r / min ，n3 50r / min两者转向相反。试求齿轮 4的转速 n4 的大小和方向。图 6-30 题 6-14 图解：是周转轮系 . 齿轮 1、行星齿轮 2、行星齿轮 2，、齿轮 4、齿轮 3 构成周 转轮系 ，行星架 H 没有标出给系统加 H , 行星架固定32 80Hn1 nHi13n3 nH

39、1 z2 z3( 1)1 2 3 z1 z226 224.475设： n1 转向为正，300 nH50 nH nH 13.924.475Hi14n1 nH ( 1)2 z2 z4 n4 nHz1 z232 3626 222.01300 13.92n4 13.922.01n4 128.4r /min方向与 n1相同6- 15 图示周转轮系，已知 z1 20 ， z2 24 ， z230， z3 40，又n1 200r /min ， n3100r /min 。试求行星架 H 的转速 ？图 6-31 题 6-15 图解：是周转轮系 . 齿轮 1、行星齿轮 2、行星齿轮 2 、齿轮 3 构成周转轮系行

40、星架 H。给系统加 H , 行星架固定Hi13nHnH1 z2 z3 z1 z224 4020 301.6设： n1 转向为正，200 nH100 nH1.6nH 15.38r /min方向与 n1相同6- 19 图示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速部分的传动简图。已知各轮齿数为 z1 z4 7 ， z3 z6 39 。若 n1 3000r /min ，试求螺丝刀的转速 n刀 。图 6-35 题 6-19 图解：是两个周转轮系组成的复合轮系A. 齿轮 1、行星齿轮 2、齿轮 3 构成周转轮系 ,H1 是行星架nH1= n4B. 齿轮 4、行星齿轮 5、齿轮 6 构成周转轮系 ,H2 是行星架 nH

41、2= n 刀根据装配条件，可以求出 z2 、z5H1n1 nH11z2z339i131 H1 ( 1)1n3nH1z1z277nH1n146 1n4nH 1H2n4 nH 21z5z639i464 H 2 ( 1)1n6 nH 2z4z5746n4nH 27 H 27777nH2n4nH1300046 4 46 H14646n刀nH2 69r/ minn3= n 6=069r/ min6-22 图 6-38 所示轮系中，已知 z1 18 ， z1 20 ， z2 20 ， z2 18 ， z3 58，z3 56，若n1 1000r / min ,转向如图所示，求 n3的大小和方向。图 6-38

42、 题 6-22 图解： 是一个周转轮系和一个定轴轮系组成的复合轮系A. 齿轮 1、行星齿轮 2、齿轮 3 构成周转轮系 , 齿轮 3 是行星架 H。nH=n3B. 齿轮 1，、齿轮 2，、齿轮 3，构成 定轴 轮系H i13n1 nHz3583.22n3 nHz118（a）i1 3n1n3z3z156202.8（b）nH= n3（c）n3= n1n32.8d）nH联立上述四个方程，可以求出：n3 nH 75.55r /min 方向与 n1相同第 7 章 间歇运动机构和其它常用机构7- 1 什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？解 主动件的连续运动，而从动件作非连续运动。常见的棘轮机构、槽轮

43、机构、不完全齿轮机构能实现间歇运动7- 2 常见的棘轮机构有哪几种？试述棘轮机构的工作特点。解 常用类型：单动式、双动式；单向式、双向式；外啮合、内啮合；摩 擦式等。如课本图 7-1，当摆杆 1顺时针方向摆动时， 棘爪 2 将插入棘轮齿槽中，并 带动棘轮顺时针方向转过一定的角度； 当摆杆逆时针方向摆动时， 棘爪在棘轮的 齿背上滑过，这时棘轮不动。为防止棘轮倒转，机构中装有止回棘爪5，并用弹簧使止回爪与棘轮齿始终保持接触。 这样，当白干 1连续往复摆动时， 就实现了 棘轮的单向间歇运动。7-3 槽轮机构有哪几种基本型式？槽轮机构的运动系数是如何定义的？解 基本型式：外接式和内接式。在一个运动循环

44、内， 槽轮运动时间 tb与拨盘运动时间 tj之比值 kt称为运动特 性系数。7-5 试述凸轮间歇运动机构的工作原理及运动特点。解 工作原理：当凸轮转动时，通过其曲线沟槽（或凸脊）拨动从动盘上 的圆柱销，使从动盘作间歇运动。特点：优点是结构简单、运转可靠、转位精确，无需专门的定位装置，易 实现工作对动程和动停比的要求。通过适当选择从动件的运动规律和合理设计 凸轮 的轮廓曲线， 可减小动载荷和避免冲击， 以适应高速运转的要求。 主要缺 点是精确度要求较高，加工比较复杂，安装调整比较困难。7-6 不完全齿轮机构与普通齿轮机构的啮合过程有何异同点？解 在不完全齿轮机构中，主动轮 1 连续转动，当轮齿进

45、入啮合时，从动 轮2开始转动，当轮 1上的轮耻退出啮合时， 由于两轮的凸、 凹锁止弧的定位作 用，齿轮 2可靠停歇，从而实现从动齿轮 2的间歇转动。 而普通齿轮啮合是连续 的，从动轮的运动也是连续的。第八章 机械运动动力学方程8- 6 在如图 10-14 所示汽轮机和螺旋浆的传动机构中，已知各构件的转动惯量分 别 为： 汽轮 机 1 的转 子和 与其 相固 联的 轴 2 及其 上齿 轮的 转动 惯量 J1=1900kg ? m2 ，螺旋桨 5 的转动惯量为 J5=2500 kg?m2，轴 3 及其上齿轮的 转动惯量 =400，轴 4 及其上齿轮的转动惯量 J3=1000 kg ? m2 ，加在

46、螺旋桨上的 阻力矩为 M5=30N ? m ，传动比 i23=6，i34=5。若取汽轮机 1 为等效构件，试求 整个机组的等效转动惯量和等效阻力矩。解：12J12J112 J312J12 J 5JeJ1J3J4J5i23 6i13 6i34 5i14 65 30JeJe301212121900 4001000250063030J1 J32126J4302J5302Je1900 11.11.1 2.7 1914.9M e e(Fiv i cos i) i1( M j j) j1M r 1M 5 5MrM 5 5 3011(Nm)130nm8- 7 如图为具有往复运动时杆的油泵机构运动简图。已知： lAB=50，移动导杆 3 的质量为 m3=0.4kg，加在导杆 3 上的工作阻力 Fr=20N 。若