机械原理课后全部习题答案

1、机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论第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第一章绪论一、补充题1、复习思考题1、机器应具有什么特征？机器通常由哪三局部组成？各局部的功能是什么？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根本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的根本 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，具有确定的相对运动。3 、机器可以用来人的劳

2、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、机器的工作局部须完成机器的动作，且处于整个传动的。8 、机器的传动局部是把原动局部的运动和功率传递给工作局部的 。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 、机器的传动局部都是机构。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。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

3、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。2填空题答案1、构件 2 、构件 3 、代替 机械功 4、相对运动 5、传递 转换6、运动制造 7 、预定终端8 、中间环节 9 、确定有用构件3判断题答案1、V 2 、V 3 、V 4 、V 5 、X 6 、V 7 、V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2- 8 将图 2-27 中机构的结构图绘制成机构运动简图， 标出原动件和机架， 并 计算其自由度。解：b) n=3, Pl=4 , PH=0

4、,F=3 X 3-2 X 4=1c) n=3 , PL =4 , Ph=0,F=3 X 3-2 X 4=12-9 试判断图 2-28 中所示各“机构能否成为机构，并说明理由。 解：修改后的机构修改后的机构修改后的机构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=3X 5-2X 7=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).4/3 - SC -

5、 CD 一 DA4有虚约束，有复合铰链n=5,Pl =7,Ph=0,F=3n-2 Pl - Ph =3 X 5-2 X 7-0=1EC 拼Ce)有对称虚约束n=5, Pl=7F=3n-2 pl=1d)OA =()A'a-巧f) 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有虚约束h)有对称虚约束，n=3, Pl=4F=3n-2 pl =3 X 3-2 X 4=1或者:n=4Pl =5 Ph=1 ,F=3n-2 pL- ph =3 X 4-2 X 5-1=12-12计算图2-30所示

6、各机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这些机 构的根本杆组即杆组的级别。解:a)n=4，Pl =5，FH =1F=3n-2 p_ - Ph =1所以此机构为III级机构b) n=3 ， 巳=3,Ph =2F=3n-2 p_ - Ph =1c) n=4 ，Pl =4，FH =3F=3n-2 FL - Ph =1d)n=6， PL=8 ， PH =1F=3n-2 PL - PH =1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。对于图 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

7、？a)机构的级别 :IIb)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，3：lll以构件7作为原动件时，机构的级别:lll2- 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。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：山所以，机构的级别：lll2- 15试分析图2-35所示刨床机构的组成，并判别机构的级别。假设以构件4为原动件,那么此机

8、构为几级？ 解：F=3n-2 PL- PH =3X 5-2 X 7=1、假设以构件1为原动件，那么此机构拆分的杆组是: 所以此机构为lll级 二、假设以构件 4 为原动件，那么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， 各构件长度分别为 lAB 55mm ，lBC 40mm， lCD 50mm，l AD 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LAB=55 L BC=40

9、 L CD=50 L AD=25LAB+LAD<LBC+LCD(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。 假设偏距 e=0，那么杆AB为曲柄的条件又如何？解:主要分析能否通过极限位置，a+e<b3-11 在图 3-81 所示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为 l AB 25mm， lBC 40mm， lCD 50mm， lAD 55mm。(1) 假设取AD为机架，求该机构的极位夹角9 ,杆CD的最大摆角

10、 和最小传动角 min 0(2) 假设取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。图 3-58 铰链四杆机构解：由于 25+ 55<40+ 50,所以 I ab+ I adW l bc+ l cd,且以最短杆AE的邻边为机架。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 AE为曲柄。1) 以曲柄AE为主动件，作出摇杆CD的极限位置如下图。ACi= I ab+ I bc= 40+ 25= 65AC2= I bc I ab= 40 25= 15(1) 极位夹角B:出现在AB与连杆BC重合位置图1行程速比系数 K=(180°+9)/(18

11、0 °9) 1.17(2) 求摇杆的最大摆角©，从图1,摇杆的最大摆角©:©=/ BDC / E2DG(3) 最小传动角丫 min出现在AE与机架AD重合位置 (分正向重合、反向重合)如图 2。分别求出 1、2，再求最小传动角。图2曲柄处于AE 1位置时，传动角丫 1= 1=36.86° 曲柄处于AE 2位置时，传动角丫 2 = 180° 2=54.90°. 现比拟的丫 1、丫 2大小，最小传动角取丫 1、丫 2中最小者.Y min= 36.86 02) ?取AE为机架，即取最短杆为机架，该机构演化为 双曲柄机构。因为在曲柄

12、 摇杆机构中取最短杆作为机架，其2个连架杆与机架相连的运动副A、E均为周转畐叽C、D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。图 3-59 题 3-15 图 提示:把门看着是在连杆上，即两个活动铰链中心在门上， 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。设其摇杆 B0B的长度Ib0b 75 mm，行程速比系数K=1.5，机架A0B0的长度 心。100mm，又知 摇杆的一个极限位置与机架间的夹角45。，试求其曲柄的长度Ia0a和连杆的长度 IAB图3-60题3-16图解：符号

13、与课本不太一致当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角为即机构具有急回特性，过固定铰链点A作一条与直线AC；成36的直线再与活动铰链点C的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点C的另一个极限位置。选定比例尺，作245AB；'B2D/图，如以下图所示由图可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取AC；70.84，AC225.75，AC2169.88。故有两组解。70.84 25.7570.84 25.7522.55mm48.3mm摇杆的摆角41解二：构件AB的长为I ABAC? AC 12169.88 70.84249.52mm构件BC的长为I BCAC2AC1169.88 70.84120

14、.36mm摇杆的摆角 1073- 17如图3-61所示，设破碎机的行程速比系数K =1.2，颚板长度Icd 300 mm，颚板摆角 =350，曲柄长度丨ab=80 mm求连杆的长度，并验算最小 传动角min是否在允许的范围内图3-61题3-17图3- 18试设计一曲柄滑块机构，设滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程H=50 mm,偏距e =20 mm，并求其最大压力角max？解：行程速比系数 K=1.5，那么机构的极位夹角为直线GC2成90选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置C和C2，再分别过点C、C2作与54的射线，两射线将于点O。以点O为圆心，OC为半径作圆,再作一条与直线C C2相

15、距为e20mm的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点A。作图过程如解题 24图所示68mm，所以682521.5mm246.5mm68 252290ArOB 2_C1解题3-18最大压力角，提示：出现在曲柄与导路垂直 的时候3- 19图3-62所示为一牛头刨床的主传动机构,1亦 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。图3-62题3-19图解：(符号与课本不太一致)由题可得极位夹角180°X( kl)/( k +1)=60。即摆杆B°B的摆角为60°.曲柄运动

16、到与B°B垂直，其摆杆B°B分别处于左右极限位置B0B1、B0B2 .：曲柄长度lAA0 = 75机架 AB。的长度 Ia0b0 = 75/sin (B/2) = 150mm欲使其刨头的行程H= 300mm即C点运动的水平距离为300mm摆杆 B0B1 的长度 IBB =H/2 / sin (B/2)= 150/ sin 30300mm为了使机构在运动过程中压力角较小，故取刨头5构件的导路在BbF的中点，且丄A0B0BdF = l BB x cos (9/2)= 150X - 3 mm刨头5构件离曲柄转动中心 A点的距离为:=300 150 (300 150 x 3 )/2

17、130丨 一 H 一 。一3- 22 有一曲柄摇杆机构，其摇杆长 Ib0b 420mm，摆角 90，摇杆在两极限位时与机架所成的夹角各为 60°和30°，机构的行程速比系数 心1.5，设计此四杆机构，并验算最小传动角min解：180° k A0E1 B0B31 A0B0( 1 B0B31 B0F ) /236°k 1按照课本的方法作图3-23 试求图3-65所示各机构在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)绝对瞬心:P 12(b)P23(P24)Pl3、P14在过C点垂

18、直于BC的无穷远处(d)3-24在图3-66所示的机构中，曲柄2顺时针方向匀速转动，角速度4的大小和方向100rad / s,试求在图示位置导杆4的角速度图3-66题3-24图解:Pl2在A。, Pl4在Bo , P34在无穷远n=4k6 个2根据Pm是的瞬心，两个构件在该点的绝对速度相等。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？哪些位置会出现 柔性冲击？根据关系式v吏 ，a dV ，补全后的从动件位移、速度和加速度dd线图如上右图所示。在运动的幵始时点=0、以及一、丄 处

19、加速度有限突变,333所以在这些位置有柔性冲击；在=和 处速度有限突变，加速度无限突变，3在理论上将会产生无穷大的惯性力，所以在这些位置有刚性冲击。4- 13 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。凸轮以等角速度 顺时针转动，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 30m m当凸轮接着 转过30。时从动件停歇不动；当凸轮再转过150。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

20、轮机构。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 120。时，从 动件以简谐运动规律上升 30mm; 当凸轮再转过 150。时，从动件以简谐运动规律返回原 处；当凸轮转过其余 90。时，从动件又停歇不动。4- 7 在图 4-43 所示的凸轮机构中，摆杆 B0B 在 起 始 位 置 时 垂 直 于 A0B ，%b 40mm，1歸80mm，滚子半径rr 10mm，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 30。；当凸轮再转 过150。时，从动件以摆线运动规律返回物原来位置

21、，当凸轮转过其余 30。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 45。后机构的压力 角，并在图上标注出来。反转法画图4- 16在图4-48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 B'(4) 得 s如图(5)b)图：(1) 以A0为圆心，AAO为半径画圆弧；(2) 以B1为圆心，AB为半径画圆弧；交 A1点;(3) 2 1

22、第五章 齿轮机构5- 11 一渐开线在基圆半径rb 50mm的圆上发生。试求：渐开线上向径 斤65mm的点k 的曲率半径k、压力角ak和展角k。解： cos krbk50刑arc cos39.7rk65 kgtgk 50 tg39.7o 41.5mmktg kk 0.139弧度5- 12 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:基圆处cos b电，b0orbrb211.4 cccccos a 0.899齿顶圆处a235a 25.89。5- 13 一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m 2mm , zA 20,

23、 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 2 mm,乙 20, z2455- 14 试比拟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：df d 2hfmz 2 (1%c) m(2)m 1如果齿数小于等于41,基圆大于齿根圆m 1如果齿数大于42,基圆小于齿根圆m 1如果齿数小于等于44,基圆大于齿根圆m 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

24、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 139.5mm，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的重合度。解：两个齿轮能用，是指能够正确啮合。根据所以：齿轮1和齿轮2两个齿轮能用.中心距 a m (z-i z2) 80mm2重合度5- 18 对 zi=24、Z2=96、m=4mm、=20。、h；=1、c*=0.25 的标准安装 的渐开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，将大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Xi。2

25、)大齿轮顶圆直径da2。5-20在图所示的同轴式渐开线圆柱齿轮减速器中，：z-=15、z2=53、z3=56、z4=14,两对齿轮传动的中心距 ai2=a34 '70mm,各轮的 m=2mm、=20、ha=1、c =0.25。(1) 假设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) 假设轮1、2采用斜齿圆柱齿轮，轮3、4仍采用直齿圆柱齿轮，贝计算轮 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)假设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

26、=70mm理论中心距：a12=0.5 x m(z+Z2)=0.5 x 2(15 + 53)=68 mma34=0.5 x m(z3 + Z4)=0.5 x 2(14 + 56)=70 mm因为：a12< a ， a = a34所以，齿轮1和2米用正传动，齿轮3和4米用零传动。啮合角a cos a coscos a 12 =a12X cos a / a 12 =68x cos20 ° /70=0.91，所以，12 =24°34= a =20°(2)假设轮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ai2=0.5 x (di+

27、d2)= 0.5 x nnx (z 1 + Z2)/ cos Bcos B =0.5 x mn x (z 1+ z2)/ a 12=68/70，所以， B =13.7° 判断轮 1 是否根切zmin=17 cos 3B =17xcos313.7° =15.58Z1=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 xmin 计算轮 3、 4 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径计算轮 3 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径d3 mz3 112mmda3 m(z3 2ha* 2x) 2(56 2 1 2 ( 0.176) 115.296mm* *d

28、f3 m(z3 2ha* 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5-21 设一对斜齿轮转动， 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， zv2。解：5-22 一平行轴斜齿轮机构。： z1=30、z2=100、mn=6mm 。假设要求设计中心距为400mm ，试确定该对斜齿轮的螺旋角。解：5-25 有一阿基米德蜗杆传动， ：传动比 i 18，蜗杆头数 z1 2 ，直径系数 q 8， 分度

29、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和蜗杆传动中心距a。解：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 。 假设移动 三联滑 移齿轮 a 使齿轮 3'和 4'啮合， 又移动双联滑移齿轮 5'6'啮合，试求此时带轮转速的大 小和方向。解：6

30、- 12 图 6-28 所示为一电动卷扬机的传动简图。 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。6- 13 在图示轮系中，各轮齿数为： z1 60 ，z2 20 ，z2' 20 ，z3 20 ，z3' 20 ， z4 20

31、， 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是行星架给系统加 H , 行星架固定。6- 14 在图示轮系中，各轮齿数为： z1 26，z2 32 ，z2' 22，z3 80 ，z4 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

32、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。设：ni转向为正，6- 15图示周转轮系，z-i20 ,z224 ,z2'30 ,z340 ,又 n1200r/min ,n3 100r/min。试求行星架H的转速'任？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，行星架 H。给系统加一H ,行星架固定。设：n1转向为正，6- 19 图示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速局部的传动简图。各轮齿数为z-i z4 7 , z3 z6 39。假设n1 3000r / min，试求螺

33、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。nH= n 4B. 齿轮4、行星齿轮5、齿轮6构成周转轮系,H2是行星架nH2= n刀na= n 6=0根据装配条件，可以求出Z2、Z56-22 图 6-38 所示轮系中， 乙 18, Z1 20 , z 20 , z2 18 , z 58 , z3，56，假设n11000r/min,转向如下图，求n3,的大小和方向。图6-38 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Ho nH=n3

34、，B.齿轮1 '、齿轮2、齿轮3构成定轴轮系.hninHi13n3 nHz3乙58183.22(a)nH= n 3'n 3= ni'nin3zZi56202.8(c )(b)匹 2.8nH(d)联立上述四个方程，可以求出: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

35、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 槽轮机构有哪几种根本型式？槽轮机构的运动系数是如何定义的？解根本型式：外接式和内接式。在一个运动循环内，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

36、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。通过适中选择从动件的运动规律和合理设计凸轮的轮廓曲线，可减小动载荷和防止冲击，以适应高速运转的要求。主要缺点是精确度要求较高， 加工比拟复杂，安装调整比拟困难。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

37、中，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J仁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，加在螺旋桨上的阻力矩为 M=30N ?m，传动比i 23=6, i 34=5。假设 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：8- 7如图为具有往复运动时杆的油泵机构运动简图2。：Iab=50,移动导杆3的质量为m=0.碌g，加在导杆3上的工作阻力Fr=20N。假设选取曲柄1为等效构件，试分别求出在 以下情况下，工作阻力的等效

38、力矩和导杆3质量的等效转动惯量Je。(1) 1 0°；(2)1 30° ;(3)1 90°解：10-3图示为X 6140铣床主传动系统简图.图中标出各轴号(I，H，V)，轴V为主轴.各轮齿数见图.各构件的转动惯量(单位为 kg?m2)为： 电动机 Jm=0. 0842;轴：J“=0. 0002, Js；=0. 0018, Js3=0. 0019, Js4=0. 0070, Js5=0. 0585;齿轮块：J3=0. 0030, J4=0. 0091, Jy=0. 0334, J8=0. 0789; 齿轮：J5=0. 0053, J6=0. 0087, J9=0.

39、1789, JE. 0056;飞轮 Jf=0. 1112; 带轮：J1=0. 0004, J2=0. 1508;制动器C: Jc=0. 0004,带的质量 m=1. 214kg.求 图示传动路线以主轴V为等效构件时的等效转动惯量.解: i 12= 3 1/ 3 2=D2/D 1 25= 3 2/ 3 5=(-1) X 38 X 46X 71/16X 17X 18 13 2= 25. 35 X3 5将3 2代入式可得：3 1=- 48 . 1X3 5i 35= 3 3/ 3 5=(-1) X 46 X 71/17 X 18 13 3=10. 67 X3 53 1=275X 3 2/145 皮带的

40、速度：V=3 2X D2/2V=25-35X3 5X D/23 4= 3. 94 X3 5i45= 3 4/ 3 5=(-1) 1 X 71/18-A V/ 3 5=25. 35X 0. 275/2=3 . 48由转动惯量的公式：Jvd=X i=1 J si X ( 3 i/ 3 5) +m(Vsi/ 3 5)222Jv5=(J m+Js1+J1+Jc) X ( 3 1/ 3 5) +mX (V/ 3 5) +(J 2+JS2+J3) X ( 3 2 3 5) +(J 4+JS3+J5+J6)X ( 3 3/2 2 23 5)+(J 7+JS4+J8)X ( 3 4/ 3 5)+(J 9+Jf

41、+J1o+Js5)X ( 3 5/ 3 5)Jv5=(0.0842+0.0002+0.0004+0.0004)X 48.1 2+1.214 X 3.48 2+(0.1508+0.0018+0.0030)X 25.35 2+(0.0091+0.0019+0.0053+0.0087) X 10.672 +(0 . 0334+0. 0070+0. 0789) X3. 942+(0. 1789+0. 1112+0. 0056+0. 0585) X 12Jv5=316. 86(kg mi)10-5如下图为一简易机床的主传动系统， 由一级皮带传动和两级合并轮传动组成。 已 知直流电动机的转速no=15OO

42、,小皮带轮直径d=100,转动惯量Jd=0.1 kg ?m2，大皮带轮 直径 D=2OO,转动惯量 JD=O.3kg?m2，各齿轮的齿数和转动惯量分别为：Z1=32,J1=O.1 kg ?m2, Z 2=56,J 2=0.2 kg ?m2, Z 2' =32,J 2' =0.1 kg ?m2, J 3=0.25 kg ?m2要求在切断电源后2s，利用装在轴上的制动器将整个传动系统制动住。求所需的制 动力矩。解：以主轴I为等效构件8- 8在图所示定轴轮系中，各轮齿数为 乙=乙=20,Z3=Zf40,各轮对其轮心的转动惯 量分别为J1=J2 =O.O1 kg ?m2,J 2=Js=

43、0.04 kg ?m2作用在轮1上的驱动力矩 M=3ON ?m，作用在轮3上的阻力矩Mr=12ON?m。设该轮系原来静止，试求在 M和M作用下，运转 到t=1.5s时，轮1的角速度1和角加速度1。解：取轮1为等效构件i 12= 31/ 3 2=(-1)X Z2/Z 13 2=3 1/2i 13= 3 1/ 3 3=(-1)2X Z2X Z3/Z 1 X Z2'3 3=20X 2OXw 1/4O X 40= 3 1/4轮1的等效力矩M为:M= M X® 1/ 3 i+M X® 3/ 3 i =60 X 1 120/4=30 N m轮1的等效转动惯量J为:2 2J =J

44、 1( 3 l/ 3 13 2/ 33 3/ 3 1)=0.01 X 1+(0.01+0.04)/4+0.04/16=0.025 (kg 用)T M=J X£角加速度 £=M/J= 1200 (rad/s 2)初始角速度3 0=03 1 = 3 0+ eX tA3 1=1200X 1.5=1800(rad /s)8- 10一机械系统的等效力矩M对转角 的变化曲线如下图。各块面积分别为，f 1=340mim,f 2=810mfri,f 3=600mfri,f 4=910mimf 5=555mimf 6=470mimf ?=695mm 比例尺：m 700 - 平均转速n庐800

45、r/min，运转不均匀系数=0.02。假设忽略其 mmmm它构件的转动惯量，求飞轮的转动惯量。并指出最大、最小角速度出现的位置。解：根据能量指示图:8-11在如图8- 16所示的传动机构中，1轮为主动轮。其上作用的主动力矩M1为常数。2轮上作用有主力矩 M2，其值随2轮的转角作周期性变化：当2轮由0度转到120度时，其变化关系如1 图8-16(b)所示。当2轮由120度转至360度时，M2 0.1 Ngm。轮的平均角度m 50s ，两齿轮齿数为z1 20, z2 40，试求：(1) 以1为等效构件时等效阻力矩 Mr ；(2) 在稳定运转阶段的等效驱动力矩Md ;(3) 为减小速度波动，在1轮轴上加装飞轮，