西工大机械原理第八版答案

1、免费版平面机构的结构分析1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮 1输入，使轴A连续回转；而 固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头 4上下运动以达到冲压的目的。 试绘出其机构运动简图 （各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。解1 ）取比例尺 i绘制其机构运动简图（图 b）。2 ）分析其是否能实现设计意图。图a ）由图 b 可知，n 3,pi4,ph1,p 0,F 0故：F 3n（2plphp）F3 3 （2 4 1 0）0 0因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、G D组成不能运动的刚性桁架），故需要增

2、加机构的自由度。图b ）3）提出修改方案（图 c）。为了使此机构能运动， 应增加机构的自由度 （其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低 副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。图c1 ）图c2 ）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。图a）解：n 3, pi 4, ph 0, F 3n 2Pl ph 1?1,F 3n 2pi ph 1、侬啕示戈吧加自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。31解 ih 0, F 3n 2Pl ph 1, C E复合饺链。2解 32： n 8, pi 11 , Ph 1 , F3n

3、 2 pi ph 1 ,局部自由度-3解 33： n 9, pl 12 , ph 2 , F 3n 2PlPh 14、试计算图示精压机的自由度解：n 10, pl 15, ph 0解：n 11, pl17, ph 0p 2pl ph 3n 2 5 0 3 3 1F 0F 3n (2pl ph p) Fp 2pl p h 3n 2 10 3 6 2F 3n (2 pl ph p) F3 10 (2 15 0 1) 0 13 11 (2 17 0 2) 0 1（其中E、D及H均为复合校链）（其中C F、K均为复合校链）5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如在

4、该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。解1）计算此机构的自由度F 3n （2 pl ph p ） F 3 7 2 10 12）取构件AB为原动件时机构的基本杆组图为此机构为n 级机构3）取构件EG为原动件时此机构的基本杆组图为此机构为出 级机构平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号Pj直接标注在图上）2、在图a所小的四杆机构中，1AB =60mm lCD =90mm l AD =l BC =120mm 2 =10rad/s，试用瞬心法求:1）当 二165时，点C的速度v52）当 =165时，构件3的BC线上速度最小的一点 E的位置

5、及其速度的大小；3）当vc=0时， 角之值（有两个解）。解1）以选定的比例尺作机构运动简图（图 b）。b）2）求Vc，定出瞬心R3的位置（图b）因P13为构件3的绝对速度瞬心，则有：W3 Vb. 1bp13 W2IAB Ui BP310 0.06/0.003 78 2.56（rad/s）Vc U|CPW3 0.003 52 2.56 0.4（m/s）3 ）定出构件3的BC线上速度最小的点 E的位置因BC线上速度最小之点必与 R3点的距离最近，故从 Pi3引BC线的垂线交于点 E,由图可得:vE ul P-Ew3 0.003 46.5 2.56 0.357（m/s）4）定出Vc=0时机构的两个位

6、置（作于图C处），量出1 26.42 226.6c）3、在图示的机构中，设已知各构件的长度lAD = 85 mm lAB=25mm lCD =45mm l BC =70mm 原动件以等角速度1 =10rad/s转动，试用图解法求图示位置时点E的速度vE和加速度a E以及构件2的角速度2及角加速度a）i=mm解1）以 产mm乍机构运动简图（图 a）2）速度分析 根据速度矢量方程：vC vB vCB以v = （m/s）/mm作其速度多边形（图 b）。b）（继续完善速度多边形图，并求vE及2）。根据速度影像原理，作bce BCE ,且字母顺序一致得点e,由图得：a =(m/s 2)/mmVev pe

7、 0.005 62 0.31(m s)w2v bclBC 0.005 31.5/0.07 2.25(m s)（顺时针）v pc Ico 0.005 33/0.045 3.27(m s)（逆时针）3）加速度分析根据加速度矢量方程:ntntaC aC aC aB aCB aCB以a =（m/s 2）/mm作加速度多边形（图c)。（继续完善加速度多边形图，并求aE及2 ）。根据加速度影像原理，作bce BCE ,且字母顺序一致得点 e ,由图得:2、aEa pe 0.05 70 3.5(m/s )a2 aCB/lBC a n2C/lBC 0.05 27.5/0.07 19.6(rad/s2)(逆时针

8、)4、在图本的摇块机构中，已知 1AB =30mm 1AC =100mm lBD =50mm l DE =40mm曲柄以 1=10rad/s 等角速度回转，试用图解法求机构在1 = 45时，点D和点E的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。解1）以l=mm乍机构运动简图（图 a）。2)速度分析 v=(m/s)/mm选C点为重合点，有：VC2VbVC2BVC3VC 2C3方向 ？ABBC/BC大小 ？w1l AB?0?以v作速度多边形（图b）再根据速度影像原理，作 bd/bC2 BD./bC, bde BDE ,求得点 d 及 e,由图可得Vdvpd 0.005 45.5 0.23(m/s

9、)Vev pe 0.005 34.5 0.173(m/s)w2vbC1/lBC0.005 48.5/0.122 2(rad/s)(顺时针)3)加速度分析a =(m/s 2)/mm根据aC2aBn aC2B方问?BACB大小?W11AB2. w2lBC其中：n2aC2BW2l BC220.1220.49k aC2C32w2VC2C3220.00535 0.7t aC2BaC3kaC 2c 3rac2c3BCBC/ BC?02w3VC2c3?以a作加速度多边形（图 c）,由图可得:2、aDa p d 0.04 66 2.64(m/s )2、aEa pe 0.04 70 2.8(m/s )t _ _

10、 . 2、a2 aC2B/1cBan2C2/0.122 0.04 25.5/0.122 8.36(rad/s2)(顺时针)5、在图示的齿轮-连杆组合机构中，MM为固定齿条，齿轮 3的齿数为齿轮4的2倍，设已知原动件1以等角速 度1顺时针方向回转，试以图解法求机构在图示位置时，E点的速度Ve及齿轮3、4的速度影像。解1）以l作机构运动简图（图 a）2）速度分析（图b）此齿轮-连杆机构可看作为 ABCDM DCEFW个机构串连而成，则可写出VC VB vCBVe Vc Vec取v作其速度多边形于图 b处，由图得Vev pe （m/s）取齿轮3与齿轮4啮合点为K,根据速度影像原来，在速度图图b中，作

11、 dck DCK求出k点，然后分别以c、e为圆心，以ck、ek为半径作圆得圆g3及圆g4。pe求得vE 齿轮3的速度影像是g3齿轮4的速度影像是g46、在图本的机构中，已知原动件1以等速度 1 =10rad/s逆时针方向转动，1AB =100mm lBC =300mm e=30mm 当1=50、220时，试用矢量方程解析法求构件2的角位移2及角速度 2、角加速度 2和构件3的速度V3和加速度 3。 3解取坐标系xAy,并标出各杆矢量及方位角如图所示：1）位置分析机构矢量封闭方程分别用i和j点积上式两端，有11cos 1l1 sin 112 cos 2S3(b)12 sin 2e1112 S3

12、e （a）故得：2 arcsin(e 11 sin 1)/12s3 11 cos 1 12 cos 2(c)2）速度分析 式a对时间一次求导，得11w1et12w2e2v3i(d)上式两端用j点积，求得：w211w1 cos 1/12 cos 2(e)(f)式 d)用 e2 点积，消去 w2,求得 v311w1 sin( 12) / cos 23）加速度分析 将式（d）对时间t求一次导，得:11w120n 12 2et 12w2e2n a3i(g)用j点积上式的两端，求得：a211W)2sin 1 12w2sin 2. 12cos 2(h)用e2点积(g),可求得：a311w12cos( 12

13、) 面cos 2(i)1502202()w2(rad /s)一2、a2(rad /s )一V3(m/s)一a3(m/ s2)一7、在图示双滑块机构中，两导路互相垂直，滑块1为主动件，其速度为 100mm/s,方向向右,图示位置时xA=250mm求卞件2的角速度和构件 2中点C的速度vC的大小和方向。解：取坐标系oxy并标出各杆矢量如图所示。1)位置分析机构矢量封闭方程为：lAB =500mmloc xA l Ac2180l AB i 1l AB i一exA-el ABXc- cos 22l ABXa cos 22l AB .yc sin 222)速度分析Xcycl ABl ABw2 sin 2

14、vAw2 sin 222l ABw2 cos 22当 vA 100mm/ s , xc 50mm/ s2120, W20.2309rad/s (逆时针)yc 28.86m/s,22VcvxC yC57.74mm/ s 像右下方偏 30 。求构件2的角8、在图本机构中，已知 1=45 ,1=100rad/s ,方向为逆时针方向，1AB =40mm=60 。速度和构件3的速度。解，建立坐标系 Axy,并标示出各杆矢量如图所示：I .位置分析机构矢量封闭方程II sD l DBl ei 1 s l ei()I 1escDBe11cos 1 l DB cos scl1sin 1 lDB sin2 .速

15、度分析消去lDB,求导，w20Vc l 1 Wi cos 1 cot sin 11195.4mm/s平面连杆机构及其设计1、在图示钱链四杆机构中，已知： lBC=50mm lCD =35mm lAD =30mnp AD为机架,1）若此机构为曲柄摇杆机构，且 AB为曲柄，求1AB的最大值；2）若此机构为双曲柄机构，求1AB的范围；3）若此机构为双摇杆机构，求1AB的范围。解：1） AB为最短杆1AB 1 BC CD 1 AD1 ABmax15mm2 ） AD为最短杆，若1ab 1bcAD BC CD AB右 1 AB 1BC1AB 45mm1 AD 1 AB 1 BC 1CD1AB 55mm3）

16、 1AB为最短杆1 AB 1 BC1cd1ad , 1ab 15mm1 AB 1 AD 1 AD 1 BC 1 AB 1CD 1 AB 45 mm1AB 为最短杆D1 AB 1 BC 1CD1 AB 55mm由四杆装配条件1AB1AD1BC1CD115mmABADBCCD2、在图示的钱链四杆机构中，各杆的长度为a=28mm b=52mm c=50mm d=72mm试问此为何种机构？请用作图法求出此机构的极位夹角 ，杆CD的最大摆角 ，机构的最小传动角min和行程速度比系数 K。解1）作出机构的两个极位，由图中量得18.670.62）求行程速比系数1.231801803）作出此机构传动角最小的位

17、置，量得min22.7此机构为曲柄摇杆机构3、现欲设计一钱链四杆机构，已知其摇杆 CD的长lCD =75mm行程速比系数 K =，机架AD的长度为l ad =100mm又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为=45°,试求其曲柄的长度Iab和连杆的长Ibc。（有两个解）解：先计算18°K 16.36180 K并取作图，可得两个解1lABi(AC2 AC1)/2 2(84.5 35)/2 49.5mmlBCl(AC2 AC1)/2 2(84.5 35)/2 119.5mm2 lAB l(AC1 AC2)/2 2(35 13)/2 22mmlBCl(AC1 AC2)/2 2(35

18、 13)/2 48mm4、如图所示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置CD、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应（图示尺寸系按比例尺绘出），试以作图法确定此 连杆的长度及其与摇杆 CD较接点E的位置。（作图求解时，应保留全部作图线。 LSmm/mmi（转至位置2作图）故 lEFl E2F2 5 26 130mm5、图a所示为一钱链四杆机构，其连杆上一点E的三个位置 日、E2、三位于给定直线上。现指定 日、E2、三和固定校链中心 A、D的位置如图b所示，并指定长度lCD=95mm lEC =70mni用作图法设计这一机构，并简要说明

19、 设计的方法和步骤。解：以D为圆心，Icd为半径作弧，分别以E1, E2, E3为圆心，Iec为半径交弧C1, C2, C3, DC-DC2,DC3代表点E在1, 2, 3位置时占据的位置，ADC2使 D反转 12, C2C1，得 DA2ADC3 使 D反转 13, C3C1 ,得 DA3BoCD 作为机架，DA CE连架杆，按已知两连架杆对立三个位置确定凸轮机构及其设计1、在直动推杆盘形凸轮机构中，已知凸轮的推程运动角0=兀/2,推杆的行程h=50mm试求：当凸轮的角速度 二10rad/s时，等速、等加等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用运动规律的速度最大值vmax和加速度最大值amax及

20、所对应的凸轮转角。解推杆 运动 规律vm ax(m/s)一 , , 2 amax(m/s )等速 运动一,0.05 10 0hw/ 00.318/20 /2a 00等加 速等 减速2hw/ 00.637/44hw2/ 08.1050 /4余弦 加速 度hw/2 00.5/42hw2/2 0100正弦 加速2hw/ 00.637/42 hw2/ ； 12.732/8度2、已知一偏置尖顶推杆盘形凸轮机构如图所示，试用作图法求其推杆的位移曲线。解以同一比例尺l =1mm/mr#推杆的位移线图如下所示3、试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。已知凸轮以等角速度逆时针回转，偏距e=

21、10mm从动件方向偏置系数8 =-1,基圆半径r0=30mm滚子半径rr =10mm推杆运动规律为：凸轮转角 =0 。150°,推杆等速上升 16mm =150°180°,推杆远休；=180。300°时，推杆等加速等减速回程 16mm;=300°360°时，推杆近休。解推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：1）推程:s h / 0,(0150 )2）回程:等加速段s h 2h 2/ 02，(060 )等减速段s 2h( 0)2/ 02，(60120 )取 l =1mm/mr#图如下:计算各分点得位移值如下:总转 角 在0°

22、;15°30°45°60°75°90°105°120°135°150°165°s081616在180°195°210°225°240°255°270°285°300°315°330°360°s16148200004、试以作图法设计一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线，已知10A =55mm r0=25mm l AB =50mrmrr=8mm凸轮逆时针方向等速转动，

23、要求当凸轮转过1800时，推杆以余弦加速度运动向上摆动m =25°；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。解 摆动推杆在推程及回程中的角位移方程为1）推程：m1 COs( /。)/2，(0180 )2)回程：m1 ( / 0) sin(2 / 0)/2 取 l =1mm/mm乍图如下：，(0180 )总 转 角0°15°30°45°60°75°90°105°120°135°150°165°8E°0E180°195°2

24、10°225°240°255°270°285°300°315°330°360°°255、在图示两个凸轮机构中，凸轮均为偏心轮，转向如图。已知参数为5mmJob =50mmJBc =40mm E、F为凸轮与滚子的两个接触点，试在图上标出:1）从E点接触到F点接触凸轮所转过的角度；2 ） F点接触时的从动件压力角F；3）由E点接触到F点接触从动件的位移 s （图a）和 （图b）。4）画出凸轮理论轮廓曲线，并求基圆半径r0；5）找出出现最大压力角max的机构位置，并标出 max。R=30mm

25、, 10A =10mm, e =15mm,rT =齿轮机构及其设计1、设有一渐开线标准齿轮 z=20, m=8mm, =20o, ha=1,试求：1）其齿廓曲线在分度圆及齿顶圆上的曲率 半径 、a及齿顶圆压力角a；2）齿顶圆齿厚Sa及基圆齿厚Sb ；3）若齿顶变尖（Sa=0）时，齿顶圆半径 Q又应为多少？解1）求 、a、 ad mz 8 20 160mm *da m（z 2ha） 8 （20 2 1） 176mmdb d cosa 160cos20150.36mmrbtga 75.175tg2027.36mm11aa cos 1 （rb/ ra） cos 1（75.175/88） 31 19.

26、3a rbtg a 75.175tg31 19.345.75mm2)求 Sa、Sbram 88sa s 2ra(invaa inva)176(inv31 19.3 inv20 ) 5.56mmr2 808sb cosa(s mz inva) cos20 (8 20 inv20 ) 14.05mm23)求当Sa=0时raSasrar2%(invaainva) 0invaas .一一inva 2r0.093444rb (tan 25 tg20 )4.33mm由渐开线函数表查得：aa 35 28.5ra rb / cosaa 75.175/cos35 28.5 92.32mm2、试问渐开线标准齿轮的

27、齿根圆与基圆重合时，其齿数 z应为多少，又当齿数大于以上求得的齿数时，基 圆与齿根圆哪个大？解db mz cosa. . _ * -*、df m（z 2ha 2c ）由df db有2(1 0.25)1 cos 2041.45*z2(ha C)1 cosa当齿根圆与基圆重合时，z 41.45当z 42时，根圆大于基圆。3、一个标准直齿圆柱齿轮的模数m =5mrm压力角=20o,齿数z=18。如图所示，设将直径相同的两圆棒分别放在该轮直径方向相对的齿槽中，圆棒与两侧齿廓正好切于分度圆上，试求1）圆棒的半径rp； 2）两圆棒外顶点之间的距离（即棒跨距）l。1 m /2解： KOP - (rad)KO

28、P 2z2 mz/2 2z180 5rpNP NKpr-l 2 rp101.98mmsin 254、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合，已知1）试求当 20。时，这对齿轮的实际啮合线对齿的啮合区图（选适当的长度比例尺仿课本上图解：1）求B瓦及az1cosa19 cos20aa1 arccos - arccosZ1 2ha19 2 1Z119, Z242, m =5mmBB2的长、作用弧、作用角及重合度；2）绘出一对齿和两5-19作图，不用画出啮合齿廓），并按图上尺寸计算重合度。31 46z2 cosa42 cos 20aa2 arccos * arccos z2 2ha42 2 126 19B1

29、B2cosaz1(tgaa1 tga) Z2(tgaa2 tga)25cos20 19(tg31 46 tg20 ) Z2(tg 26 19 224.103mmtg 20 )2 ）如图示B1B224.103m cosa 5m cos201.635、已知一对外啮合变位齿轮传动，乙z2=12, m=10mm, =20 , ha=1, a =130mm试设计这对齿轮传动,并验算重合度及齿顶厚（sa应大于，取X1X2）。解1 ）确定传动类型m10a m（z1 z2）（12 12） 120 a 13022故此传动应为正传动。2）确定两轮变位系数a 、120”八a arccos( cosa) arccos

30、( cos20 ) 29 50 a130XiX2(z1 z2)(inva inva)(12 12)(inv29 50 inv20 )I .42tga2tg20. _ _ _ *- - - - -_ _ _ _取 X Xi X2 0.6245 Xminha(Zmin Z)/ 2由所 1 (17 12)/17 0.2943)计算几何尺寸尺寸名称几何尺寸计算中心距变动系数y (a a)/ m 1.0齿顶局艾动系数X1 X2 y 0.249齿顶局*ha1 ha2 (ha x )m 13.755mm齿根高八*hf1 hf2 (ha c x)m 6.255mm分度圆直径d1 d2 mz1 120mm齿顶圆

31、直径da1 da2 d1 2ha1 147.51mm齿根圆直径df1 d f2 d1 2hf1 107.49mm基圆直径db1 db2 d1cosa 112.763mm分度圆齿厚81s2 (万 2xtga)m 20.2544）检验重合度和齿顶厚aa1d 一 一aa2 arccos( 一) 40 8da11.0298z1(tg 1 tg )Z2(tg 2 tg )2da1sa1sa2 s da1(inv a1 inv ) 6.059 0.25m 2.5d1故可用。6、现利用一齿条型刀具（齿条插刀或齿轮滚刀）按范成法加工渐开线齿轮，齿条刀具的基本参数为：m=4mm, *二20 , ha=1, C

32、=,又设刀具移动的速度为 VR=S,试就下表所列J几种力口工情况，求出表列各个项目的值，并表明刀具分度线与轮坯的相对位置关系（以L表示轮坯中心到刀具分度线的距离）。切制齿轮情况要求计算的项目图形表小1、加工z=15的标准齿轮。r mz/2 4 15/2 30mmr r 30mmL r 30mm360 10 Vp n p- 0.6366r/min2 r2、加工z=15的齿 轮，要求刚好不根 切。r mz/2 4 15/2 30mm* * ，、，一、X Xmin ha ("inz)1(170.1176zmin17r r 30mmL r xm 30 0.1176 4 30.471mm360

33、 10 Vp n p- 0.6366r/min2 r3、如果v及L的 值与，f#况1相同， 而轮坯的转速却为 n=mnr r 60 103vn / 2 n 24mmz 2r/m 2 24/4 12x (L r )/m 1.5 (正变位)L 30mm r r 24mm4、如果v及L的 值与，f#况1相同， 而轮坯的转速却 为 n=min。r r 60 103vn/2 n 36mmz 2r /m 18L 30mmx (L r )/m (30 36)/41.5r r 36mm_ 一一一一上人 e r_一，_，_ O ，*7、图本回归轮系中，已知 zi=20, z2=48,m),2=2mm,z3=18

34、, z4=36,m3,4=；各轮的压力角=20 ,ha=1,* . . . c =。试问有几种传动方案可供选择？哪一种方案较合理？解：a12 m2 (z1 z2) 68mm2a34 m34(Z3 Z4)67.5 2ai2 a34 ,Zi Z234 , Z3 Z4 34d 1 , 2标准(等变位)3 , 4正传动(2 3 , 4标准(等变位)1 , 2正传动(4 1 , 2 和 3, 4 负传动，x1 X2 X3 X4(5 1 , 2负传动，3, 4负传动方案，较佳 一 .D _*8、在某牛头刨床中， 有一对外啮合渐开线直齿圆枉齿轮传动。 已知：Zi=17, Z2=118, m=5mm, =20

35、, ha=i, c =, a =o现已发现小齿轮严重磨损，拟将其报废，大齿轮磨损较轻(沿齿厚方向两侧总的磨损量为)，拟修复使用，并要求新设计小齿轮的齿顶厚尽可能大些，问应如何设计这一对齿轮？解1)确定传动类型m5a (zi Z2) -(17 118) 337.5mm,因a a故应采用等移距变位传动 222)确定变位系数0.752 5tg 200.206Sx1x2 2mtg故为 0.206, x20.2063)几何尺寸计算小齿轮大齿轮d1 mz1 5 17 85mmd2 mz2 5 118 590mm*ha1(ha x)m(1 0.206) 5 6.03mm*ha2 (ha x2)m(1 0.2

36、06) 5 3.97mm,八*、hf1 (hacx)m(1 0.25 0.206) 5 5.22mm*hf2(ha c x2)m(1 0.25 0.206) 5 7.28mmda1 d1 2ha185 2 6.0397.06mmda2 d2 2ha2 590 2 3.97597.94mmdf1d1 2hf1 85 2 5.2274.56mmdf2 d2 2hf2 590 2 7.28575.44mmdb1d1 cos 85cos2079.87 mmdb2 d 2 cos 590 cos20554.42 mmS1m(i 2x1 tg )25(- 2 0.206tg20) 8.61s m(； 2x

37、2tg )5(- 2 0.206tg20 ) 7.10 m(- 2xtg )25(- 2 0.206tg20 ) 7.1e2 m( 2x2tg ) 25(万 2 0.206tg20 ) 8.61p1sle m 515.71mmp2 s2 e2m 515.71mm一 、t-r > r 人、r >上人 一 r一O*、.、_.9、设已知一对斜四轮传动，z 1=20, z 2=40, mn =8mm, n =20 ,han =1,cn =, B=30mm,并初取 3=15°,试求该传动的中心距a(a值应圆整为个位数为 0或5,并相应重算螺旋角3)、几何尺寸、当量齿数和重合度。解1

38、)计算中心距a初取 15，则 a mn (z1 z2)8(20 40) 248.4662 cos2 cos15取 a 250mm,贝Uarccosmn(z1-z2) arccos820-40) 16 15 372a2 2502)计算几何尺寸及当量齿数尺寸名称小齿轮大齿轮分度圆直径d mn Z1 / cos166.67mmd2333.33mm齿顶圆直径da1d1 2ha182.67mmda2 349.33齿根圆直径df1d12hf146.67 mmdf2 313.33基圆直径db1 d1 cos t155.85mmdb2311.69mm齿顶局、齿根局11 *hahamn8mmha(ha*c )m

39、n 10mm法向及端面齿厚snmn/212.57mm、mn /(2cos ) 13.09mm法面及端凿齿距Pnmn25.14mmPtPn?cos 26.19mm当量齿数zv1z1 /cos322.61zv2z2/cos322.613)计算重合度t arctg (tg n / cos ) arctg (tg20 / cos16 15 37 ) 20 45 49at1 arccos(db1/da2) arccos(155.84/182.67) 31 26 49at2 arccos(db2/da2) arccos(311.69/349.33) 26 50 33z1(tg 1 tg t) Z2(tg

40、2 tg t)220(tg31 26 49 tg20 45 49 ) 40(tg26 50 33 tg20 45 49 )1.592Bsin / mn 30sin 16 15 37 /80.3321.59 0.332 1.92 .c *10、设计一铳床进给系统中市动工作台转动的阿基米德蜗杆传动。要求i 12=, m=5mm, a =20 , ha=1, c =,求蜗轮蜗杆传动的基本参数亿1、Z2、q、丫 1、32）、几何尺寸（di、d2、dai、da2）和中心距a。解1）确定基本参数选取z1=2 （因为当i12 14.5 30.5时，一般推荐z12。）z2 i12z1 20.5 2 41查表确

41、定d1 50mm,计算q d"m 50/5 101 arctg (mz/d1) arctg (5 2/50) 11 183621 11 18 362)计算几何尺寸d2 mz2205mmd1 50mm,da1 d1 2ha 60mmdf1 d1 2hf 38mmda2 d2 2ha 215mmdf2 d2 2hf 193mm1 39-9-45.4417 17 183）中心距a=m5a （z1 z2） -（10 41） 127.5mm2211、在图示的各蜗轮蜗杆传动中，蜗杆均为主动，试确定图示蜗杆、蜗轮的转向或螺旋线的旋向。轮系及其设计i 15,指出当提升重物时手柄的转向（在1、如图所示

42、为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比图中用箭头标出）。解此轮系为空间定轴轮系Z2Z3Z4Z5i 15Z1 Z2 Z3 Z450 30 40 5220 15 1 18577.782、在图示输送带的行星减速器中，已知：Z1=10, Z2=32, Z3=74, Z4=72, Z2'=30及电动机的转速为1450r/min ,求输出轴的转速m。解：1-2-3-H行星轮系；3 22' 4H行星轮系；1 22' 4H差动轮系；这两个轮系是独立的. h Q nH i13nHZlZ3. h n4 nHZ2Z3i43nHZ4Z2i1HZ1Z3i4HZ2 Z3Z4Z2i41i4

43、 H , i1H1Z2Z3Z4Z21亘Z3n4 6.29r/min与n1转向相同。3、图示为纺织机中的差动轮系，设Z1=30, Z2=25, Z3=Z4=24, Z5=18, Z6=121, m=48200r/min, nH=316r/min,求 n6=?解 此差动轮系的转化轮系的传动比为：.Hi16nnHn6 nH14 25_J4_ 5.6Z1Z3Z530 24 18n61 ,、w(n1明) i16nH当n148 200(r/min)时，则:n65.61(48 316) 316(200 316)5.6316 268.14 295.29(r min)4、图示为建筑用校车的行星齿轮减速器。已知：

44、 制动器B制动，A放松时，鼓轮 H回转(当制动器n6转向与n1及nH转向相同。Z1=Z3=17, z 2=Z4=39, z 5=18, z 7=152, m=1450r/min。当B放松、A制动时，鼓轮H静止，齿轮7空转)，求nH=?解：当制动器B制动时，A放松时，整个轮系为一行星轮系，轮 7为固定中心轮，鼓轮 H为系杆，此行星轮系传动比为:i1H 1 iv 1 ( 1)1Z2f4|LZ1Z3Z5nH niiiH 1450 45.44 31.91 nH与n转向相同。zi=Z4=7, Z3=Z6=39,5、如图所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 ni=3000r/mi

45、n,试求螺丝刀的转速。解：此轮系为一个复合轮系，在1 2 3H行星轮系中:iiHi 1 in1 Z31乙397在45 6H2行星轮系中H2 i4H21 i461Z6Z4397i1H2i1H1 i4H239 2(1 y)43.18 ,故 nH2 nJiM 3000/43.18 69.5(r/min ),其转向与 n1转向相同。6、在图示的复合轮系中，设已知m=3549r/min ,又各轮齿数为 Z1=36, Z2=60, Z3=23, Z4=49, z4 =69, Z5=31,Z6=131, z 7=94, z 8=36, z 9=167,试求行星架 H的转速nH (大小及转向)？解：此轮系是一

46、个复合轮系在1 2 (3) 4定轴轮系中i14 4么 60 49 3.551 (转向见图)乙Z336 23在4' 567行星轮系中i47 1 i76 1 Z6 1 131 2.899Z469在78 9H行星轮系中i7H 1 i791 Z 1 2.777Z794i1H i14 i47 i7H 3.551 2.899 2.77728.587故 nHn1/i1H3549/28.587 124.15(r/min),其转向与轮 4 转向相同7、在图示的轮系中，设各轮的模数均相同，且为标准传动，若已知其齿数Z1=Z2 =Z3 =Z6 =20, Z2=Z4=Z6=Z7=40, 试问：1）当把齿轮1作

47、为原动件时，该机构是否具有确定的运动？2）齿轮3、5的齿数应如何确定？3） 当齿轮1的转速ni=980r/min 时，齿轮3及齿轮5的运动情况各如何？解1、计算机构自由度n 7, Pi 7,Ph 8,p 2,F 0。（6（6）及7引入虚约束，结构重复）因此机构（有、无）确定的相对运动（删去不需要的）。2、确定齿数根据同轴条件，可得：Z3乙 Z2 Z2 20 40 20 80Z5 Z3 2Z420 2 40 1003、计算齿轮3、5的转速1）图示轮系为 封闭式轮系,在作运动分析时应划分为如下两部分来计算。2）在1 2 （2' ） 35差动 轮系中，有如下计算式i13n1 n5Z2Z3n3

48、n5Z1Z240 8020 20(a)3)在 3' 4 5定轴 轮系中，有如下计算式n3Z5100厂i355n5Z3204)联立式(a)及(b),得n5 n.49 980/49 20(r/min)n3 5n55 20100(r/min)故 n3 = 100 (r/min ), 与 n1 反 向；n5 =20 (r/min )，与 n 同 向。其他常用机构1、图示为微调的螺旋机构，构件 1与机架3组成螺旋副A,其导程pA=,右旋。构件2与机架3组成移动副C, 2与1还组成螺旋副B。现要求当构件1转一圈时，构件 2向右移动，问螺旋副 B的导程pB为多少？右旋还 是左旋？Pb 3mm 右旋2

49、、某自动机床的工作台要求有六个工位，转台停歇时进行工艺动作，其中最长的一个工序为30秒钟。现拟采用一槽轮机构来完成间歇转位工作。设已知槽轮机构的中心距L=300mm圆销半径r=25mm槽轮齿顶厚 b=,试绘出其机构简图，并计算槽轮机构主动轮的转速。解1)根据题设工作需要应采用单销六 槽的槽轮机构。拨盘圆销转臂的臂长2)计算槽轮机构的几何尺寸，并以比例尺科l作其机构简图如图。R Lsin 300 sin - 150mmZ6槽轮的外径S L cos Z300 cos- 259.81mm 6cos- 1) 25 135mm 6112.5mm槽深 h L(sin cos 1)300(sin Z Z6锁

50、止弧半径r R r b 150 25 12.53)计算拨盘的转速设当拨盘转一周时，槽轮的运动时间为td,静止时间为tj静止的时间应取为t j =30 s 。本槽轮机构的运动系数k=(Z-2)/2Z=1/3停歇系数k =1-k=t j/t,由此可得拨盘转一周所需时间为t tj. (1 k) 30 (1 点 45(s)故拨盘的转速1 .1. 4, , .、n 6060 (r/min)t 453机械运动方案的拟定1、试分析下列机构的组合方式，并画出其组合方式框图。如果是组合机构，请同时说明。复合式复合式2、在图示的齿轮-连杆组合机构中，齿轮 a与曲柄1固联，齿轮b和c分别活套在轴 C和D上，试证明齿轮 C的角速度3 c与曲柄1、连杆2、摇杆3的角速度3 1、3 2、W 3之间的关系为co c= co 3（r b+r c）/r c- co 2（r a+r b）/r c+ co i ra/r c证明：1）由c-b-3组成的行星轮系中有Wb W£cWc W3%rb rcrb信 wc w3 wb(a)rcrc2)由a-b-2组成的行星轮系中有WbW2Wb W2rawaw2w1 w2rbrb rara信 wb w2 w1(b)rbrb3）联立式（a）、（b）可得WcW3rcjW2rcrca?taCBanc1 BC1 BC75 220.335000(rad/s2)(逆