机械原理知识点辅助练习

1、作业题及答案B处存在局部自由度。F = 3n -2Pl -pH -3 6-2 8-1=12- 2计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。F =3n - 二pL - Ph =3 9-2 13 = 1E为复合铰链。）若取图中绘有2- 3.试计算图示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。箭头的构件为原动件，问运动是否确定？计算自由度n= - pL =13, pH = 0, F = 3n-2pL-pH=3 9-2 13-0 = 1F =原动件数=1原动件数与自由度数相同，运动确定。2- 4.计算图示机构的自由度。（1）机构的全部瞬心；（2）自由度：

2、F =：门-_卫 _Ph =3 5-2 6-2=13- 1.在图示机构中，已知原动件 1以匀角速度沿逆时针方向转动，试确定: 构件3的速度v3 （需写出表达式）。k（k -1）4x3N62 2瞬心如图。（2） V3 nV* = p4 P13 ' 1 方向向上3- 2.图示机构的构件1以等角速度顺时针方向转动。试求:（1）在图上标注出全部瞬心；（2）在此位置时构件 3的角速度-'3的大小及方向。(1)共有六个速度瞬心，如图所示。（2） QvP13P14P13P34 P13国3 = （p4 p3 / 4 p3）曲 1顺时针方向转动。3-3.图示机构中，试用瞬心法确定图示位置构件3的

3、瞬时速度V3的大小及方向。HP P(1) 3 P3，据三心定理求得，如图所示;p2 , P23（2） v3=Vpi3 11 AP13方向如图。3的角速度和角(1) v B3 =Vb2 Vb3B2VB3Ibd=詈，顺时针方向3- 4.已知图示机构的尺寸和位置，构件1以等角速度 “转动，试用相对运动图解法求构件加速度。（比例尺任选，写出矢量方程并给出有关计算式。）a；3 a；3Bi*二 aB2 aB3B2 ' a；3B2kaB3B2-2 ' 2VB3B2，方向-BCtaB31 BD匕iVa1 BD，顺时针方向3-5.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

4、速度匕和构件4的速度V4的大小（只需写出表达式）及方向。求出瞬心R2、P4。p-p-= I5 I2，方向为顺时针叨2V4 =Vp4 = -1 P15，方向向下Hl oo4- 1.图示槽面接触的移动副，若滑动摩擦系数为f，则其当量摩擦系数fv =A) fsin ： B) f / sinC) f cos D) f / cosB4- 2.图示轴颈1在轴承2中沿方向转动，Q为驱动力，为摩擦圆半径。(1) 试判断图A、B、C中哪个图的总反力 R21是正确的？(2) 针对正确图形，说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁?QQA)B)C)(1) 图A正确；(2) 加速运动。4- 3.图示机构中，各摩擦面间的

5、摩擦角均为，Q为生产阻力，P为驱动力。试在图中画出各运动副的总反力：R32、R12、R31(包括作用线位置与指向)。4-4.图示铰链四杆机构，在铰链 B C处的细线大圆为该处之摩擦圆。Md为驱动力矩，Q为生产阻力。试画出在图示位置时，连杆 2所受力的作用线及方向。BC4-5.在图示的曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆。试在图上画出图示瞬时作用在连杆 上的运动副总反力的方向。8- 1.图示为一偏置曲柄滑块机构。试问：AB杆成为曲柄的条件是： 。若以曲柄为主动件，机构的最大压力角 :-max=，发生在 。a he ；-'max二 arcs in8- 2.图示为偏置曲柄滑块机构v

6、-10。问:(1) 此机构有无急回运动？为什么？(2) 其行程速度变化系数 K=?(需列出计算公式)(1) 有急回运动，因为极位夹角n -0- 10 ；(2) K =(180 R (180)=(18010 ). (180 -10 ) =1.128- 3.试设计一铰链四杆机构 ABCD已知行程速度变化系数 K=1,图中AD为机架，AB为曲柄，且当曲柄与 连杆共线，摇杆处于最远的极限位置时，曲柄与机架的夹角为30=,在图上画出摇杆CD的两个极限位置CD2(2) 作图；过D点作AB延长线的垂线 DF,以F点为圆心，AB长为半径作两弧线分别交 AB的延长线于 G和G点，连CD或8-4.设计一曲柄摇杆机

7、构。已知：AC? = 58mm, AG = 24mm, CD = 75 mm K=1.5 。求曲柄 长AB、连杆长BC、机架长AD及摇杆最大摆角。步骤：取叫=1.5 mm/mm(1)任取一点为 A,过 A点作两线段 AC=58mm AC=24mm 使.GAC2 -卄 180 ( K - 1). ( K T) = 36 ；(2) 以C1，C2两点分别为圆心，以 CD长为半径作弧交于 D点，D点即为摇杆与机架铰接的铰链点。(3) 求解:AB =(AC2 - ACJ 2 =17mm BC =(AC2 - AB) =41mm AD = 60mm = 28。典二 1.58- 5.知机架AD = 50mm

8、摇 杆CD离机架最近极限位置P = 45，且CD = 40mm设该机构为曲柄摇杆机构，且行程速比系数K=1.4，试用作图法求出曲柄AB和连杆BC的长度，并绘出 机构图。(1)按丄| =0.001 m/mm作图；根据“ -180 (K -1)(K 1)，可求出“ =30°，以AC为一边，作 CAC =30，与以D为圆心，以DC长为半径所作的圆弧交于 c 点；(2) 以A为圆心，以AC为半径画弧，交 AC 于 E点，贝UIAb =IEC 2 =0.001 46 2 = 0.023m(3) 以A为圆心，以Iab叫=0.0230 .00仁23mm长为半径作圆，与 AC的延长线交于 B点，贝U

9、lBC =叫 BC =BC =0.001 59 = 0.059mlAB =0.023mlBC = 0.059 m9- 1.图示偏心圆盘凸轮机构， 圆盘半径 R=50mm偏心距e=25mm凸轮以.=2rad/s顺时针方向转过 90时， 从动件的速度v=50mm/s 。试问：(1) 在该位置时，凸轮机构的压力角为多大？(2) 在该位置时，从动件的位移为多大？该凸轮机构从动件的行程h等于多少？(1) 30(2) 253-1) mm h=509- 2.在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60时从动件的位置及从动件的位移s。(1)找出转过60的位置。标出位移s。9- 3.在图示直动平底从动件盘形凸

10、轮机构中，请指出:(1) 图示位置时凸轮机构的压力角：O(2) 图示位置从动件的位移。(3) 图示位置时凸轮的转角。(4) 图示位置时从动件与凸轮的瞬心。(1)0(2)B 1B3、P09- 4.在图示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过90时凸轮机构的压力角。(1)画出转过90的位置。标出压力角：'O10- 1.图示为一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知主动轮 卩I =1mm/mm n-n线为两齿廓接触点的公法线。试在该图上：(1)标出节点P;1 的角速度= 100 rad/s，画出啮合角a ；(5)在2轮齿廓上标出与画出理论啮合线N1N2 ；1轮齿廓A点相啮合的(4)画出实际啮合

11、线B2B1 ；(1) P;如图。&如图，N1N2如图所示。B2 B如图所示。A如图所示。 由图量得：IqP =28mm I°2P =35mm:2 = O P；： 1 / O2 P = (28 100)/35 = 80rad/s。m=8mm 雳=10- 2.在相距160mm的01、02两轴间，欲采用两个渐开线标准直齿圆柱齿轮作外啮合传动，设 20，ha*=1, c*=0.25，乙=18，z2=21，要求:(1) 写出两个齿轮分度圆，基圆，节圆，齿顶圆，齿根圆半径的计算式，并求值。(2) 计算啮合角。(3) 作图标出理论啮合线端点，实际啮合线。答案。rr“ cos: =67.65

12、8mm r r COS： = 78.934mmbl 1b2 2IIIA = z,a /(乙 + z2) = 73.846 mm r2 = a - r1= 86154 mmr “ =匚 +h m = 80mmr =r + h m=92mma11 aa22 arf =r (hac ) m = 62 mmrf2 =r2 - (hac)m= 74 mm(2) : =arccos)m(乙 乙)/( 2 a') cos： >23.6232作图(略)10- 3 一对相啮合的渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=10mm分度圆压力角a= 20。，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25

13、，传动比i 12=4/3，无侧隙啮合中心距 a=175mm试确定齿数 乙和z2，计算分 度圆直径d1和d2，节圆直径d1和d2 '，基圆直径db1和db2，齿顶圆直径da1和da2，齿根圆直径df1和df2。最后作图求出实际啮合线BR的长度，并由它计算出重合度；。答a =(1/2)m(乙z2)(cos： /cos：)令。& ，则 z=15, N =匚乙=(4 / 3)汇 15= 20FFdr = dr = mz1 = 150 mm d 2 = d 2 = mz? = 200 mmdb1 =mzcos： = 140.95mm dbmz, co = 187.94mm10- 4.已知

14、一对无侧隙安装的外啮合渐开线圆柱齿轮传动，中心距a=300mm模数 m=5mm传动比応二=2。若用渐开线直齿圆柱标准齿轮，试求：1(1)两个齿轮的齿数 z，z2； (2)分度圆直径d1, d2； (3)齿厚s>； (4)法节pn。(1) a =门 r2 二 300 mm d =丄=2r1解得几=100mm r2 = 200mm2*2r2z =1 =402 = =80mm(2) dzm 200mm d2 =Z2m=400mm兀m(3) s = 5 =7.85mm2(4) Pn =pcos：二二mcos： =1476 mm10-5.已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮作无侧隙啮合传动的齿顶圆、基圆

15、及中心距和主动轮的转向，如图示。画出理论啮合线 N,N2;(2)标出实际啮合线 B.B, ； (3)画出两轮的节圆、分度圆，用半径符号标出，并 说明它们之间的关系；(4)标出啮合角a' ； (5)若模数m = 3mm压力角a = 20°时，用量得的 砸 长度,计算重合度。(1) N1N2线如图示。(2) B1B2线如图示。 两轮节圆相切，每轮的节圆与分度重合。(4)啮合角G如图示。(5)w=BB2/pb = BB/（兀 mcosa）143 二 cos2011-1.图示轮系，已知各轮齿数为Zi=z3=30 ,Z2=20,z2=25,Z3=:乙=15。求传动比i12。(1)结构分

16、析：为行星轮系。 i1,2m 彳Z2Z3Z41 -门2Z1 Z2 Z320 15 1530 25 30= 0.811-2.在图示轮系中，各轮齿数为Z1、Z2、Z3、Z3乙、z4、z，A和轴B的为转速nA和nB，且它们的转向相同。试求轴c的转速nC的大小。(1) k =丛二-互n3Z1.h n3 fZ4 Z5135 :n5 -nHZ3 Z4Zl)Z3 Z4 nA Z4Z5nB=Z3F FZ4 Z5 一 Z3 Z411-3.图示轮系中，已知 z =15，Z2 =80，Z3 = 120，Z4 =45， z4 =15，Z5 =18，Z = 24,试求传动比(1)定轴轮系1、2 i12niz>801615(2)行星轮系2、3、4、4、5、6。.H163n3 nH十1)2Z4 Z315 120z6z424