机械原理辅导习题答案

1、第7章题目变化为：8.3习题1、6第11章题目变化为：11.3习题 2、4、6、9、16 第10章补充以下题目：1、已知一对标准安装（无侧隙安装）的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的中心距a=360mm,传动比i12=3,两轮模数m=10mm,且均为正常齿制。试求：两轮齿数，分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径、齿厚和齿槽宽，以及两轮的节圆直径和顶隙c。2、一对按标准中心距安装的正常齿制的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，其小齿轮已损坏，需要配制，今测得两轴中心距a=310mm,大齿轮齿数Z2=100，齿顶圆直径da2=408mm, ,试确定小齿轮的基本参数及其分度圆和齿顶圆的直径。3、有两个m=3mm

2、，的正常齿制的标准齿条，其分度线间的距离为51.4mm,现欲设计一个标准齿轮同时带动两齿条。齿轮的轴心O1在两齿条分度线的中心点上（如图示）。试问：1）该齿轮齿条传动是否为标准传动？试确定齿轮的齿数Z1、分度圆直径d1、齿顶圆直径da1、齿根圆直径dr1及齿厚s;2）齿条移动的速度是否为？为什么？3）啮合角是否为200？为什么？第3章部分习题参考答案(秦小屿 2012-4-15 16:40:37) 习题参考答案（2）3.3习题1、已知题图3.1示机构中各构件的尺寸，原动件1以匀速V1移动，求出图示位置时构件3的角速度3和角加速度a3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度与加速度

3、多边形（可不按比例）、并列出3和a3表达式。解： 矢量方程如下： 大小 ？ V1 ？方向 AB 水平 /导路w3=VB2 / LAB =pb2mv /LAB大小 w32LAB ？ 0 0 ?方向 /AB AB /导路a3=aB2t / LAB = nb2 ma /LAB2、在图示齿轮-连杆机构中，已知曲柄1的输入转速w1恒定，试就图示位置求： （1）分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小；（2）规范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号；VC2 = VB+ VC2B VC4 = VC2 + VC4C2方向：大小：题图 3.2解： 方向 DC AB向右 BC大小 ? w1lAB ?方向 AC D

4、C AC大小 ? w2lDC ?标出顶点如图所示。3、试判断在图示的两个机构中，B点是否存在哥氏加速度？又在何位置时其哥氏加速度为零？作出相应的机构位置图。题图 3.3解：在a)图机构中存在哥氏加速度，但在导杆3的两个极限摆动位置时，以及滑块2相对于导杆3的两个极限滑动位置时，哥氏加速度为零。这是因为前者的瞬时牵连转速为零，而后者的瞬时相对平动为零，均导致哥氏加速度瞬时为零；相应的机构位置图略在b)图机构中由于牵连运动为平动，故没有哥氏加速度存在。4、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度（即速度矢量）。试作出各机构在图示位置的速度多边形。题图 3.4解：a)、b)两机构的速度多边形如

5、下：8、在图示机构中，已知构件1以沿顺时针方向转动，试用瞬心法求构件2的角速度 和构件的速度的大小（只需写出表达式）及方向。 题图 3.8解法一：找出构件1至构件4相关联的瞬心，如图所示。由此可得： （顺时针）（向下） 解法二：找出该机构的瞬心P12、P14，如图所示。由此可得： （顺时针）（向下）第4章 部分习题参考答案(秦小屿 2012-4-24 19:09:32) 4.3习题三、分析计算题2、图题4.2所示为破碎机曲柄导杆机构的运动简图。各转动副的摩擦圆如图中所示，摩擦角=20,破碎时工作阻力FQ=1000N。试用图解法求主动件1上所驱动力矩M1的大小和方向。图题 4.2解：分析图如下：

6、由几何作图可求出F23= -F32，F32=-F12，F21=F32，M1=L*F21。4、图题4.4图所示的夹紧机构中，已知各构件的尺寸，摩擦圆如图中虚线小圆所示。试求图示位置欲产生Q的夹紧力时所需的压力P。图题 4.4解：分析图如下：6、图题4.6所示由构件1、2、3、4所组成的杠杆机构中，虚线圆为转动副A、B、C中的摩擦圆，半径为，P为驱动力，Q为生产阻力，杠杆处于水平位置。（1）标出转动副A、B、C中总返力R12、R32、R42的作用线位置及方向，并写出构件2的力平衡方程式；（2）求出使Q等速上升时的驱动力P。图题 4.6解：（1）考虑此时为完全平衡状态，P*a=Q*b，且静止。受力分

7、析如下：（2）Q等速上升时，受力分析如下：由平衡式 得： 第5、6、7章部分习题参考答案2012-04-24 19:12:11秦小屿类别:综合讨论区; 关键字:5.3习题5.7如图5.17所示的机组是由一电动机经带传动、减速器带动两个工作机A和B。已知两个工作机的输出功率和效率分别是=2kW，=0.8，=3kW，=0.7，每对齿轮传动的效率= 0. 95，每个支承的效率=0.98，带传动的效率=0.9。求电动机的功率和机组的效率。解：工作机A到电机构成一串联，故KW工作机B到电机构成一串联，故KW所以该电动机的功率应为：KW所以该机组的总效率为：6.3习题6.2 如图6.12所示为一钢盘，盘厚

8、=200 mm，位置处有一直径d=50mm的通孔，位置处是一重量=6 N的重块。为了使圆盘平衡，拟在r = 200 mm的圆周上制一通孔，试求此孔的直径与位置。钢的密度 = 7. 6 X N/。图6.12 质径积矢量图解：位置处通孔的重量为：位置处的质径积为：位置II处的质径积为：建立平衡的质径积矢量方程如下：作质径积矢量图。可通过三角函数或作图法求出大小和方位（即角度），然后根据rb求出mb，再根据求出平衡通孔直径rb。（具体计算略）7.3习题7.6 已知某机器主轴转动一周为一个稳定运动循环，取主轴为等效构件，其等效阻力矩，如图7.14所示，设等效驱动力矩及等效转动惯量均为常数，试求：(1)

9、最大盈亏功，并指出最大和最小角速度及出现的位置；(2)说明减小速度波动可采取的方法。(3)设主轴的平均角速度=100 rad/s，在主轴上装一个转动惯量 =0.5235kg 的飞轮，试求运转不均匀系数。图7.14 解：（1）最大盈亏功作等效驱动力矩，如图所示，可建立如下方程解之得到等效驱动力矩图 能量指示图 所以其中，最大角速度对应角在a位置，最小角速度对应角在b位置。（2）减小速度波动可采取安装飞轮进行调节。（3）试求运转不均匀系数由于没有给出等效转动惯量，设，忽略不计。由公式 得 所以，转速误差不超过。类别:综合讨论区; 关键字:8.3习题8.6如图8.16所示，现欲设计一铰链四杆机构，设

10、已知摇杆CD的长度，行程速度变化系数，机架AD的长度为，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为。试求曲柄的长度和连杆的长度。图8.16解：极位夹角=180= 180=20根据题意作图在ADC中,AC=其中AD=100 ,DC=75 , =45故得AC=70.84又= 求得CAD=48.47故CAD=CAD-=48.47-20=28.47在ADC中，已知两边一角，三角形可解，求得AC=BC+AB=145.81AC=BC-AB=70.84解方程组得AB=37.49, BC=108.33注：也可直接用作图法解（不用三角函数）。8.8图示为一偏位置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。若偏距，则杆AB为曲

11、柄的条件是什么？图8.19解：1）如果AB杆能通过其垂直于滑块导路的两位置时，则AB杆能作整周转动。因此AB杆为曲柄的条件是AB+eBC；2）当e=0时，杆AB为曲柄的条件时ABBC；9.3习题9.4图9.24所示为一对心滚子直动从动件圆盘形凸轮机构，已知凸轮的角速度，试在图上画出凸轮的基圆；标出机构在图示位置时的压力角和从动件的位移；并确定出图示位置从动件的速度。图9.24 解：图解如下： 9.6图示9.26凸轮机构中，已知凸轮实际轮廓是以O为圆心，半径R=25mm的圆，滚子半径r=5mm，偏距e=10mm，凸轮沿逆时针方向转动。要求：1）在图中画出基圆，并计算其大小；2）分别标出滚子与凸轮

12、在C、D点接触时的凸轮机构压力角；3）分别标出滚子与凸轮在C、D点接触时的从动件的位移。 图示9.26解：图解如下：9.8如图9.28（a）所示偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮以w角速度逆时针方向转动。1）试在图中画出凸轮的理论廓线、偏置圆和基圆；2）用反转法标出当凸轮从图示位置转过90度时机构的压力角a和从动件的位移s。3）试分别标出三种凸轮机构在图示（9.28（b）位置的压力角（凸轮转向如箭头所示）。解：根据图9.28（a）得到（1）、（2）小题图解如下：根据图9.28（b）得到（3）小题图解如下：第10、11章部分习题（补充题）参考答案2012-04-24 19:48:12秦小屿类别:

13、综合讨论区; 关键字:10.3习题四、分析计算题（补充题）1、已知一对标准安装（无侧隙安装）的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的中心距a=360mm,传动比i12=3,两轮模数m=10mm,且均为正常齿制。试求：两轮齿数，分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径、齿厚和齿槽宽，以及两轮的节圆直径和顶隙c。解：计算如下：d1=mz1=1018=180mm d2=mz2=1054=540mmda1=d1+2ha=180+20=200mm da2=d2+2ha=540+20=560mm2、一对按标准中心距安装的正常齿制的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，其小齿轮已损坏，需要配制，今测得两轴中心距a=310mm,大

14、齿轮齿数Z2=100，齿顶圆直径da2=408mm, ,试确定小齿轮的基本参数及其分度圆和齿顶圆的直径。解：齿轮为正常齿制，故得 得 小齿轮的5个基本参数为:m=4mm， ，分度圆直径:齿轮齿顶圆直径:3、有两个m=3mm，的正常齿制的标准齿条，其分度线间的距离为51.4mm,现欲设计一个标准齿轮同时带动两齿条。齿轮的轴心O1在两齿条分度线的中心点上（如图示）。试问：1）该齿轮齿条传动是否为标准传动？试确定齿轮的齿数Z1、分度圆直径d1、齿顶圆直径da1、齿根圆直径dr1及齿厚s；2）齿条移动的速度是否为？为什么？3）啮合角是否为200？为什么？解：（1）由，得整数，故该齿轮齿条传动不是标准齿

15、轮齿条传动。取 ，则有 2）齿条移动的速度为：3）因为齿条的节线始终与齿轮分度圆相切，齿轮齿条的啮合角始终等于齿条齿轮的齿形角，所以他们的啮合角是200。11.3习题2、在图题11.2所示轮系中，已知：蜗杆为单头右旋，n1 = 2880 r/min，z2 =80，z2= 40，z3 = 60，z3=36，z4 = 108。试求齿轮4的转速n4的大小和方向。图题11.2 转向标注解：该轮系为定轴轮系。，方向如图所示。4、在图题11.4所示轮系中，已知齿数 z1= z2= z3= z4 = 20，又知齿轮1、3、3、5同轴线，且均为标准齿轮传动。若已知齿轮1的转速n1 =1440 r/min，试求

16、齿轮5的转速。图题11.4 转向标注解：该轮系为定轴轮系。（1）求z3、z5的齿数由齿轮1、3、5的同轴关系和4个小齿轮的齿数关系可以看出，齿轮3和5的直径是小齿轮的3倍，由于模数相同，所以齿轮3和5的齿数也应是小齿轮的3倍，故齿轮3和5的齿数为60。（2）求求齿轮5的转速 （n1、n5转向相同）6、图题11.6所示的轮系中，已知：z1 = 20，z2 = 30，z3 = 80，z4 = 40，z5 = 20，齿轮1的转速n1= 1000 r/min，方向如图。试求齿轮5的转速n5的大小和方向。图题11.6 转向标注解：齿轮1234、组成周转轮系由 得：与方向相同齿轮45与齿轮组成定轴轮系与方向相反。9、在图题11.9所示轮系中，已知：z1= z3= z4=15，z2= 60，z4= z5 = 30。试求传动比 i15 = ？。在图题11.9 转向标注解：1)齿轮1与齿轮2组成定轴轮系，i12=Z2/Z1=60/