机械原理辅导资料习题答案

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、& 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C。动比i12=3,两轮模数m=10mmL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,m = 20°试确定小齿轮的基本参数及其分度圆和齿顶圆的直径

2、。3、有两个m=3mmm = 20°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 01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?2012-4-15 16:40:37)不按比例）、并列出3 3和 3表达式。解：矢量方程如下:第3章部分习题参考答案（秦小屿 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

3、匀速V1移动, 求出图示位置时构件 3的角速度3 3和角加速度 3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度与加速度多边形（可大小方向？ Vi ?丄AB水平/导路3=V32 / L AB =pb2 v /L AB£2大小3 Lab方向AB3=32 / LAB/导路AB = nb2'a /L AB1恒定，试就图示位置求:2、在图示齿轮 连杆机构中，已知曲柄1的输入转速(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:解:题图3.2方向丄DC丄AB

4、大小？1 Iab ?方向丄AC丄DC大小？2 IdC ?标出顶点如图所示。向右丄BC/ AC3、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。4、在图示的各机构中, 速度多边形。b)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。设已知构件的尺寸及点 B的速度（即速度矢量P）。试作出各机构在图示

5、位置的题图3.4 解：a）、b）两机构的速度多边形如下: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的角速度加和构件的速度*4的大小（只需写出表达式）及方向。i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。0F34 4申25F24/P45由此可得:叫=码址&尽鮎M（顺时针）（向下）解法二：找出该机构的瞬心P12、P14,如图所示。P34Z由此可得:屈/43冥耳虬X赴二迅,x耳尸站其n（顺时针）卩4=少1尺&尽（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、分析计算题卩=22、图题4.2所示为破碎

6、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 0o,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 Mi的大小和方向。解：分析图如下:F4J/由几何作图可求出 F23= -F32, F32=-Fi2, F21 = F32, Mi=L*F 21o4、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。解：分析图如下:F31PF31构件甩二力杆 分析机命的运动e势.麵H件”'Qr 竝 c=Q)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

7、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Ri2、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。1bn/；c、f *v£3J11 b 严 L1:h； A / 1-*八#、-.4hJ/1Qp图题4.6解：(1)考虑此时为完全平衡状态,P*a=Q*b，且静止。受力分析如下:*RiiA i IIRirP 團沆 KJS=P+Q P*a；=Q*b(2) Q等速上升时，受力分析如下:cR12=F 如* R42=PtO由平衡式 FK（-2p）=Cxe + 2Q）Qx© + 2q 得:玄一 2P

8、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A和B。已知两个工作机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%=0. 95，每个的输出功率和效率分别是 =2kW，心=0.8,纶=3kW，=0.7，每对齿轮传动的效率n；支承的效率 *=0.98,带传动的效率。勺=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R =匕心就叶张)=纠0亦。财 2拧X0.9) = 3.27 KW工作机B到电机构成一串联，故=巳 ©胡就旳)=3/(O.Sx0.98 X 0.泞 x0.9) =

9、4.905 KW所以该电动机的功率应为:所以该机组的总效率为:=+ 3)KWi(3.27 + 4 90耳疋齊=0.16.3习题3=200 mm,位置？处有一直径d=50mm的通孔，位置 n处是一拟在 r = 200 mm的圆周上制一通孔，试求此孔的直径与位置。6.2如图6.12所示为一钢盘，盘厚 重量E=6 N的重块。为了使圆盘平衡, 钢的密度 F = 7. 6 X lOTN/mmo图6.12质径积矢量图解：位置？处通孔的重量为:屛刖 3 14x50>:200x-7.6xl0-=jOA/4位置？处的质径积为:碣=旳心=30 xlOO = SOOOMm 刑位置II处的质径积为: 建立平衡的

10、质径积矢量方程如下:碣+阳2 + % =蚀 +卿应广立+叨也=0作质径积矢量图。可通过三角函数或作图法求出吧大小和方位(即角度)，然后根据 rb求出mb,再根据F求出平衡通孔直径rbo(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)最大盈亏功，并指出最大和最小角速度 gg及沁"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3=100 rad/s，在主轴上装一个转动惯量 L =0.5235kg '酿的飞轮，试求运转不均匀系数。Me

11、r02jr jTy 丁图 7.14解：(1)最大盈亏功作等效驱动力矩，如图所示，可建立如下方程仏-WO)疳+ M八分仇 100):：X + M d X = 0 M 3解之得到叽二顺聘等效驱动力矩图 能量指示图aDbC'1Wiriax1LFd所以33其中，最大角速度 对应卩角在a位置，最小角速度 对应卩角在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 几' A屁，血忽略不计。lOO/T由公式P此可得所以5 = 0.02，转速误差不超过± 1%。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

12、铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长度= 75rnw，行程速度变化系数=1.5，机架AD的长度为山=100潮刪，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为护.4亍。试求曲 柄的长度Zxe和连杆的长度G解：极位夹角 e =180° = 180 ° X =20根据题意作图B1在 A ADC中,AC=其中 AD=100 m , DC=75 m , 0=45°故得 AC=70.84 mm又=求得/ CAD=48.47故/ CAD= CAD-e =48.47 ° -20 ° =28.47 °在A ADC中，已知两边一角，三角形可解，求得AC=BC+AB=1

13、45.81nmAC=BC-AB=70.84mm解方程组得 AB=37.49 m , BC=108.33 m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为曲柄的条件是什么？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+eW BC2）当e=0时，杆AB为曲柄的条件时 ABW BC;叭，试在图上画出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，已知凸轮的角速度凸轮的基圆；标出机构在图示位置时的压力角配和从动件的位移£；并确定出图示位置从

14、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 0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0Q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度时机构的压力角和从动件的位移S。3）试分别标出三种凸轮机构在

15、图示（9.28 （b）位置的压力角（凸轮转向如箭头所示）。基圆理论豚续!*ro偏a园03li'根据图9.28 （b）得到（3）小题图解如下:3Eaa 二Qai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：综合讨论区；关键字：10.3习题四、分析计算题（补充题）a=360mm,传动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:a二 #01 + 6）二十=込&#

16、163;J12 = = d1=mz1=10X 18=180mm d2=mz2=10X 54=540mmda1=d1+2ha=180+20=200mm da2=d2+2ha=540+20=560mm= 10x（18- 2xl-2xO Z5） = 155tf«/«如、=那（勺一 M：-花' = 10x04-2x1-2x0.2为= 515用用沏 3.14x 1 0E = e =15 1mm2 2thU二亡0.25X 10= 25歸代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=1

17、00，齿顶圆直径da2=408mm, 4=20°,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，故懒（2工 +2*）=忍天（100+ 2x 1 =得耕-Amm4也=（可 + 列）=X（G + 100） =_222'得 =55小齿轮的5个基本参数为：m=4mm,石=了亍 = 蛆=1 C* = 0 25分度圆直径:心=畑1 = 4心 =220m然齿轮齿顶圆直径 血=必1 +2/?；） = 4x（100 + 2x1） = 228战烧3、有两个m=3mm，心=20°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1）该齿轮标准齿轮同时

18、带动两齿条。齿轮的轴心01在两齿条分度线的中心点上（如图示）。试问: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（'皿2）" ?为什么？ 3）啮合角是否为20°?为什么?£解 ：（ 1）由d产1 =込=51.4陶朋，得71 = 17 1H整数，故该齿轮齿条传动不是标准齿轮齿条传动。取= 17，则有 右=沁1 = 3x17=刃烧烧al血=W（石 + 2血；）=3 x（17-h 2x 1） = 5?测?3 dyi =卿（习-2由;-2门= 3x（17-2*1-2其0 25）

19、 = 48 知?梆耐 3.14x3 .ru£ = S = Almm2 22）齿条移动的速度为：卩杀=冲=仙" 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20°。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。n2f图题11.2转向标注解：该轮系为定轴轮系。«1 G X可 K可 EOk60x103=:=AuU用4

20、KZ严西*1x40x36=J480 = 2380/480 = 6r/min，方向如图所示。4、在图题11.4所示轮系中, 均为标准齿轮传动。若已知齿轮已知齿数z1= z2= z3'= z4 = 20,又知齿轮1、3 '、3、5同轴线，且1的转速n1 =1440 r/min，试求齿轮 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的转速丹 12360 X 60iit = = y科521天23*£萨乂£* £口 寸 20 X 20«, = «J9 = 1440；9 = 160r/nnin 51、n5 转向相同）A6、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。Lp场回11 r._XJ? 么图题11.6转向标注 解：齿轮1 234、组成周转轮系严=上生=_坐=_竺毬&quo