西工大机械原理第八版答案-(免费版)

1、.免费版平面机构的构造分析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1 输4 上下运动以到达冲压的目的。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 l 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， pl 4， ph 1， p 0， F 0故： F 3n (2 pl ph p ) F 3 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

2、动副 B、 C、 D 组成不能运动的刚性桁架 ，故需要增加机构的自由度。图 b3提出修改方案图 c。. 总结，.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 c22、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， pl4 ph 0， F 3n 2 pl ph 1图解： n 4，bpl 5， ph 1， F 3n 2 pl ph 13、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。. 总结.解 3 1： n

3、 7，解 3 2： n 8，plpl10， ph11， ph0， F 3n 2 pl ph1， F 3n 2 pl ph3 11， C、 E 复合铰链。3 21，局部自由度. 总结.3 3解 3 3： n 9， pl 12， ph 2， F 3n 2 pl ph 14、试计算图示精压机的自由度解： n 10， pl15， ph 0 解： n 11， pl 17， ph 0. 总结.p 2 pl p hF 0 F 0F 3n ( 2pl3n 2 5 0 3 3 1 p 2 pl p h 3n 2 10 3 6 2ph p ) F F 3n (2 pl ph p ) F3 10 (2 15 0 1

4、) 0 1 3 11 (2 17 0 2) 0 1其中 E、 D 及 H 均为复合铰链 其中 C、 F、 K 均为复合铰链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根本杆组。又 如在该机构中改选 EG为原动件，试问组成此机构的根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 为原动件时机构的根本杆组图为此机构为 级机构3取构件 EG为原动件时此机构的根本杆组图为. 总结.此机构为 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 Pij 直接标注在图上 。2、在图 a

5、所示的四杆机构中， l AB =60mm， l CD2 =10rad/s，试用瞬心法求：1） 当 = 165 时，点 C 的速度 vC ；2） 当 = 165 时，构件 3 的 BC 线上速度最小的一点 3当 vC =0 时， 角之值有两个解 。=90mm， l AD = l BC =120mm，E 的位置及其速度的大小；. 总结.解 1以选定的比例尺 l作机构运动简图图 b。b)2求 vC ，定出瞬心 P13 的位置图 b因 p13 为构件 3 的绝对速度瞬心，那么有：w3 vB l BP13 w2 lAB ul BP13 10 0.06/ 0.003 78 2.56(rad / s)vC

6、ul CP13w3 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可得：P13 点的距离最近，故从 P13 引 BC 线的垂线交于点 E，由图vE ul P13 Ew3 0.003 46.5 2.56 0.357(m / s)4定出 vC =0 时机构的两个位置作于图 C 处 ，量出1 26.4. 总结aC aC aB aCB aCB.2226 .63、在图示的机构中，设各构件的长度c)l AD 85mm， l AB =25mm， l CD =45mm，l BC =70mm ，原动件以等角速度 1 =10r

7、ad/s 转动，试用图解法求图示位置时点 E 的速度v E 和加速度 aE 以及构件 2 的角速度 2 及角加速度 2。a) l=0.002m/mm解 1以 l =0.002m/mm 作机构运动简图图 a2速度分析 根据速度矢量方程： vC v B vCB以 v 0.005(m/s)/mm 作其速度多边形图 b。 b) a =0.005(m/s 2)/mm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：vE v pe 0.005 62 0.31(m s)w2 v bc l BC顺时针w3 v pc lCO逆时针3加速度分析0.

8、005 31.5/ 0.070.005 33/ 0.045根据加速度矢量方程：2.25(m s)3.27(m s)aC n t n t以 a =0.005(m/s2)/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：aE a2.a p e 0.05 70 3.5( m / s2 )aB l BC a n2 C / l BC 0.05 27.5/ 0.07 19.6(rad / s2 ) 逆时针总结C 2Bkrna.4、在图示的摇块机构中， l AB =30mm， l AC =100mm， l

9、BD =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和加速度，以及构件 2 的角速度和角加速度。1 45 时，点 D 和点 E 的速度解 1以 l =0.002m/mm 作机构运动简图图 a。2速度分析 v =0.005(m/s)/mm选 C 点为重合点，有：方向 大小vC2？vBABw1l ABvC 2BBC？vC 30vC 2C 3/ BC?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vD vE w2v pdv pe0.005 45.5 0.23(m / s)

10、 0.005 34.5 0.173(m / s)v bc1 l BC 0.005 48.5/ 0.122 2(rad / s) 顺时针3加速度分析 a =0.04(m/s2 )/mm根据方向大小aC2?aBB Awl ABn a2 BC B BCwl BC ?aC 30aC 2C 3BC2w3vC 2C 3aC 2C 3/ BC?其中：aC 2 Bwl BC 22 0 . 122 0 .49. 总结C 2C 3k.a 2w2vC 2C 3 2 2 0 .005 35 0 .7以 a作加速度多边形图 c，由图可得：aD a p d 0.04 66 2.64(m/ s2 )aE a p e 0.0

11、4 70 2.8(m / s2 )a2 a2 B / lCB a n2C2 / 0.122 0.04 25.5/ 0.1228.36(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 设原动件 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， 度 v E 及齿轮 3、 4 的速度影像。解 1以 l作机构运动简图图 a2速度分析图 b此齿轮连杆机构可看作为 ABCD及 DCEF两4 的 2 倍，E 点的速个机构串连而成，那么可写出vC v B vCBv E vC vEC取 v作其速度多边形于图 b 处，由图得vE v

12、 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 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 。求得 vE v pe齿轮 3 的速度影像是齿轮 4 的速度影像是g3g4. 总结.6、 在图示的机构中， 原动件 1 以等速度 1 =10rad/s 逆时针方向转动， l AB =100mm，l BC =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

13、3。解取坐标系 xAy，并标出各杆矢量及方位角如下图： 1位置分析 机构矢量封闭方程l 1 l 2 s3 e ( a)分别用 i 和 j 点积上式两端，有l1 cos 1 l1 sin 1故得： 2 arcsin( e l 1 sin 1 ) / l2 s3 l1 cos 12速度分析上式两端用 j.l2 cos 2 (c)式 a 对时间一次求导，得点积，求得： w2 l1w1 cos 1l2 cos 2l2 sin 2s3e(b)l 1w1e1t l2w2e v3i ( d)/ l2 cos 2 (e)总结2 2式 d用 e2 点积，消去 w2 ，求得 3加速度分析 将式 d对时间 l 1w

14、12e1n l2 2e l 2we2n a3i用 j 点积上式的两端，求得：.v3 l1w1 sin( 1 2 ) / cos 2 ( f )t 求一次导，得：(g )a2 l1w12 sin 1 l2w sin 2 l 2 cos 2 (h)用 e2 点积 g，可求得：a3 l1w cos( 1 2 ) l2 w cos 2 (i )12 ( )w2 (rad / s)a2 (rad / s2 )v3 (m/ s)a3 ( m / s2 )50351.0632.16925.1090.8676.65222018.3162.69020.1740.3897.5027、在图示双滑块机构中，两导路互相

15、垂直，滑块 1 为主动件，其速度为方向向右， l AB =500mm，图示位置时 xA =250mm。求构件 2 的角速度和构件 的速度 vC 的大小和方向。解：取坐标系 oxy 并标出各杆矢量如下图。1） 位置分析 机构矢量封闭方程为：OCl xAlAC100mm/s，2 中点 Cl AB ei 1 x A l AB ei 2 2 180 1. 总结AB2AB2ll AB l AB2 2AB2lll.xC cosyC sin2 xA AB cos 2 222速度分析xC w2 sin 2 vA w2 sin 2yC w2 cos 2当 vA 100mm/ s， xC 50mm / s2 12

16、0 ， w2 0.2309rad / s 逆时针 yC 28 .86m / s，vC xy 57.74mm/ s 像右下方偏 30 。8、在图示机构中， 1 = 45 ， 1 =100rad/s，方向为逆时针方向， l AB =40mm， = 60 。求构件 2 的角速度和构件 3 的速度。解，建立坐标系 Axy，并标示出各杆矢量如下图：1位置分析 机构矢量封闭方程l 1 sD l DBl 1ei 1 sC l DB ei ( )l 1 cos 1 l DB cos sCl1 sin 1 l DB sin. 总结.2速度分析 消去 l DB ，求导， w2 0vC l 1w1cos 1 cot

17、1195 .4mm / ssin 1 平面连杆机构及其设计1、在图示铰链四杆机构中， ： l BC =50mm， l CD =35mm， l AD =30mm， AD 为机架，1假设此机构为曲柄摇杆机构，且 2假设此机构为双曲柄机构，求 3假设此机构为双摇杆机构，求解： 1 AB 为最短杆l AB l BC l CD l ADl ABmax 15mm2 AD 为最短杆，假设 l AB l BCAB 为曲柄，求 l AB 的最大值；l AB 的范围；lAB 的范围。l AD l BC l CD l AB l AB 45mm假设 l AB lBC l AD l AB l BC lCDl AB 55

18、mm3) l AB 为最短杆l AB l BC lCD l AD ， l AB 15mml AB l AD l AD lBC l AB l CD l AB 45mml AB 为最短杆 l AD l AB l BC lCD l AB 55mm由四杆装配条件 l AB l AD lBC lCD 115mm2、在图示的铰链四杆机构中， 各杆的长度为 a=28mm， b=52mm， c=50mm， d=72mm。. 总结180 K.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18.67

19、0.62求行程速比系数180K 1 .231803作出此机构传动角最小的位置，量得min 22.7此机构为 曲柄摇杆机构3、现欲设计一铰链四杆机构，其摇杆 CD 的长 l CD =75mm，行程速比系数机架 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 试求其曲柄的长度 l AB 和连杆的长 l BC 。 有两个解解：先计算 16.36180 K并取 l 作图，可得两个解1 l AB l (AC2 AC1) / 2 2(84.5 35) / 2 49.5mml BC l (AC2 AC1 ) / 2 2(84.5 35) / 2 119.5mm2 l AB l

20、 (AC1 AC2 ) / 2 2(35 13) / 2 22mml BC l (AC1 AC2 ) / 2 2(35 13) / 2 48mm.K =1.5，45 ，总结故 l E F.4、如下图为一的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆摇杆的三个位置 C1 D 、 C2 D 、 C3 D 和滑块的三个位置 F1、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图求解时，应保存全部作图线 。 l =5mm/mm 。解CD 和滑块连接起来，使F2 、 F3 相对应图示尺寸CD 铰接点 E 的位置。 作转至位置 2 作图EF l 2 2 5 26 130mm. 总结.5、 图 a 所示为一铰

21、链四杆机构， 其连杆上一点 E 的三个位置 E1、 E2、 E3 位于给定直线上。 现指定 E1、 E2、 E3 和固定铰链中心 A、 D 的位置如图 b 所示， 并指定长度 l CD =95mm， l EC =70mm 。用作图法设计这一机构，并简要说明设计的方法和步骤。解： 以 D 为圆心， l CD 为半径作弧， 分别以 E1， E2， E3 为圆心， l EC 为半径交弧 C1，C2 ， C3， DC 1， DC 2， DC 3 代表点 E 在 1， 2， 3 位置时占据的位置，ADC 2 使 D 反转 12， C2 C1 ，得 DA2ADC 3 使 D 反转 13， C3 C1 ，得

22、 DA3CD作为机架， DA、 CE连架杆，按两连架杆对立三个位置确定 B。. 总结.凸轮机构及其设计1、在直动推杆盘形凸轮机构中， 凸轮的推程运动角 0 /2，推杆的行程 h =50mm。试求：当凸轮的角速度 =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解推杆运动规律等速运动vm ax (m/s)hw/ 00.05 10/ 2.vm ax 和加速度最大值 amax 及所对应的凸轮转角 。amax (m/s 2)0.318 0 / 2 a 0 0总结 360 180 ，推杆远休； =180 h 2h /， (0， (02 20.等加速等减速余弦加速

23、度正弦加速度2hw / 0hw / 2 02hw / 00 .6370 .50 .637/ 4 4hw 2 / 8 . 105/ 4 2 hw 2 / 2 10/ 4 2 hw2 / 12. 7320 / 40/ 82、一偏置尖顶推杆盘形凸轮机构如下图，试用作图法求其推杆的位移曲线。解 以同一比例尺 l =1mm/mm 作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。凸轮以等角速度逆时针回转，偏距 e=10mm，从动件方向偏置系数 = 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 1

24、6mm； =150 解 300 时，推杆等加速等减速回程 16mm; =300时，推杆近休。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 / 02） 回程：等加速段 s.150 )60 )总结2， (0， (0s.等减速段 s 2h( 0 ) 2 /0 ， (60 120 )取 l =1mm/mm 作图如下：计算各分点得位移值如下：总转角 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165s0 1.6 3.2 4.8 6.4 8 9.6 11.2 12.8 14.4 16 16 180 195 210 225 240 255 270 285 300

25、 315 330 36016 15.5 14 11.5 8 4.5 2 0.5 0 0 0 04、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， l OA =55mm，r0 =25mm， l AB =50mm， rr =8mm。凸轮逆时针方向等速转动，要求当凸轮转过 180o时，推杆以余弦加速度运动向上摆动度运动摆回到原位置。m =25；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速解 摆动推杆在推程及回程中的角位移方程为1推程： m 1 cos( / 0 ) / 22回程： m1 ( / 0 ) sin(2 / 0 ) / 2 取 l =1mm/mm 作图如下：.180 )180 )总结.

26、总转 角 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 1650 0.43 1.67 3.66 6.25 9.26 12.5 15.74 18.75 21.34 23.32 24.57180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 36020.125 24.90 24.28 22.73 16.57 12.5 8.43 4.89 2.27 0.72 0.0915、在图示两个凸轮机构中，凸轮均为偏心轮，转向如图。参数为 R =30mm,l OA =10mm, e=15mm, rT 5mm, l OB =50mm, l BC =40m

27、m。 E、 F 为凸轮与滚子的两个接触. 总结.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。. 总结.齿轮机构及其设计1、设有一渐开线标准齿轮 z =20,m =8mm, =20o, h =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假设齿顶变尖 ( sa=0)时，齿顶圆半径 ra又应为多

28、少？解 1求 、 a 、 ad da dbmz 8 20 160mm m( z 2h ) 8 (20 d cosa 160cos20rbtga 75.175tg202 1) 176mm150 .36mm27.36mmaa cos 1 (rb / ra) cos 1 (75. 175/ 88) 31 19. 3a rbtg a 75. 175tg 31 19.3 45 .75mm2求 sa、 sb. 总结2 8082.sa s 2ra (inva a inva ) m 88sb cosa(s mz inva ) cos20 (3求当 sa =0 时 ra176(inv31 19. 3 inv20

29、 ) 5 .56mm8 20 inv20 ) 14.05mmrsa s rainvaas2ra (inv aainva 2r由渐开线函数表查得：inva ) 00 .093444aa 35 28 .5ra rb / cosaa 75 .175/ cos35 28 .5 92.32mm2、试问渐开线标准齿轮的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 d f由 dzmz cosa m( z 2hf db 有2(h c* )1 cosa2c* )2(1 0 .25)1 cos2041 .45当齿根圆与基圆重合时， z 41.45当 z 42时

30、，根圆大于基圆。3、一个标准直齿圆柱齿轮的模数 m =5mm ，压力角设将直径一样的两圆棒分别放在该轮直径方向相对的齿槽中，=20o，齿数 z =18。如下图，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 。. 总结b2 mz / 2 2zKOP 5r.解：KOP 1 m / 2 (rad )1802zrp NP NKrb (tan25 tg20 )4.33mml 2 sin25rp 101.98mm4、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合， z1 19， z2 42， m 5mm 。 1 试求当 20时，这对齿轮的实际啮合线 B1B2 的长、

31、作用弧、 作用角及重合度；绘出一对齿和两对齿的啮合区图选适当的长度比例尺仿课本上图用画出啮合齿廓 ，并按图上尺寸计算重合度。解： 1求 B1 B2 及 az1 2haz1 cos aaa1 arccos *19cos2019 2 1arccos 31 46z2 2haz2 cosaaa2 arccos *42 cos2042 2 1arccos 26 19m225B1 B2 cosa z1 (tgaa1cos20 19(tg31 4624.103mmtga) z2 (tgaa2 tga)tg20 ) z2 (tg26 19 tg20 )B1B2a mcosa.1.6324. 1035m cos

32、205-19 作图，不总结a ( z12 正 传动。101 .249130120.2如图示5、一对外啮合变位齿轮传动， z1 z2 =12, m =10mm, =20 , h =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 0.25m，取 x1 x2 。解 1确定传动类型m2 故此传动应为z2 ) (12 12) 120 a 1302确定两轮变位系数a1( za a arccos(x1 x2cosa)z2 )(inva 2tga取 x x1 x2 0 .62453） 计算几何尺寸尺寸名称中心距变动系数齿顶高变动系数arccos( cos20 ) 29 50in

33、va ) (12 12)(inv29 50 inv 20 )2tg 20 xmin h (zmin z) / zmin 1 (17 12) / 17 0.294几何尺寸计算y (a a) / m 1 .0 x1 x2 y 0.249. 总结da160 103 vp2 r齿顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径分度圆齿厚4） 检验重合度和齿顶厚aa1 a a2 arccos(db1 ) 40 8d1z1 (tg 1 tgasa1 sa2 s da1故可用。) z2 (tg 22da1(inv a1dha1hf 1a1d f 1.cx*)m 13.755mmx)m 6.255mmha2

34、(hhf 2 (hmz1 120mmd1 d2da2 d1d f 2 d12ha1 147 .51mm2hf 1 107 .49mmdb1 db2 d1 cosa 112 .763mms1tg )inv )2s2 ( 2xtga) m 20.2541.02986.059 0.25m 2 .56、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，齿条刀具的根本参数为： m =4mm, =20 , h =1, c* =0.25, 又设刀具移动的速度为 V 刀=0.002m/s， 试就下表所列几种加工情况， 求出表列各个工程的值， 并说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

35、刀具分度线的距离 。切制齿轮情况1、 加工 z=15 的标 准齿轮。要求计算的工程 图形表示r mz / 2 4 15/2 30mmr r 30mmL r 30mmn 0 .6366r / min. 总结222、 加工 z=15 的齿 轮， 要求刚好不根 切。3、如果 v 及 L 的 值与情况 1 一样， 而 轮坯的转 速却为 n=0.7958r/mn。4、如果 v 及 L 的 值与情况 1 一样， 而 轮坯的转 速却 为 n=0.5305r/min。.r mz / 2 4 15/ 230mm1 (17 15)170.1176x xminh (zmin z) zminn3r r 30mm L

36、r xm 3060 10 vp2 r0.1176 4 30.471mm0 .6366r / minr r 60 103 vn / 2 n 24mmz 2r / m 2 24/4 12x ( L r ) / m 1 .5 正变位L 30mmr r 24mmr r 60 103 vn / 2 n 36mmz 2r / m 18L 30mmx ( L r ) / m (30 36) / 4 1 .5r r 36mm7、图示回归轮系中， z1=20, z2=48, m1,2 =2mm, z3=18, z4=36, m3 ,4 =2.5mm ；各轮的压力角 =20 , h =1,c * =0.25。试问

37、有几种传动方案可供选择？哪一种方案较合理？解： a12 m12 (z1a34 m34 ( z3 z4 )a12 a34 ， z1 z2 34， z HYPERLINK l _bookmark1 3z2 ) 68mm67.5z4 341 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3 1， 2 和 3， 4 正传动， x3 x4 x1 x2. 总结52 2m.4 1， 2 和 3， 4 负传动， x1 x2 x3 x45 1， 2 负传动， 3， 4 负传动方案 1， 3 较佳8、在某牛头刨床中，有一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动。 ： Z1=17, Z2=1

38、18,m=5mm, =20 , h =1, c* =0.25, a， =337.5mm。 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 0.75mm，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a (z1 z2 ) (17 118) 337.5mm ，因 a a故应采用等移距变位传动2确定变位系数2mtgsx1 x2故 x1 0 .206， x23） 几何尺寸计算d1 mz10 .2060. 752 5tg200.206小齿轮5 17 85mmha1 ( h x1 ) m(1 0.206) 5 6.03mmhf

39、 1 (h c* x1 ) m (1 0.25 0.206) 5da1 d1 2ha1 85 97.06mm5.22mm2 6 .03d f 1 d1 2hf 1 85 2 5 .2274 .56mm.d2ha2 (1mz25 118x2 )m大齿轮590mm3.97mm(h0.206) 5hf 2 (h c* x2 )m (1 0.25 0.206) 5da2 d 2 2ha2 590597 .94mmd f 2 d 2 2hf 2 590 575 .44mm7.28mm2 3 .972 7.28总结222222222a2 250.db1 d 1 cos 85cos2079.87mmdb2

40、d 2 cos 590 cos20554 .42mms1 m( 2x1tg )5( 2 0 .206tg 20 ) 8 .61s2 m( 2x2tg )5( 2 0.206tg 20 ) 7 .1e1 m( 2x1tg )5( 2 0.206tg 20 ) 7 . 1e2 m( 2x2tg )5( 2 0 .206tg 20 ) 8 .61p1 s1 e1 m 5 15. 71mm p2 s2 e2 m 5 15 .71mm9、设一对斜齿轮传动， z1=20, z2=40,B=30mm, 并初取 =15，试求该传动的中心距 重算螺旋角 )、几何尺寸、当量齿数和重合度。解 1计算中心距 amn

41、=8mm, n =20 , hn =1, c =0.25,a(a值应圆整为个位数为 0 或 5，并相应初取 15 ，那么 anm(z1 2cos取 a 250mm，那么 mn( z z )arccos 1 22计算几何尺寸及当量齿数尺寸名称 小齿轮8(20 40)z )2 2cos15248 .4668(20 40) 16 15 37大齿轮分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿顶高、齿根高法面及端面齿厚法面及端面齿距ddd1a1d f 1b1mnz1 / cosd1 2had1 2hfd1 cos tha h mn166 .67mm182 .67mm146 . 67mm155 . 85mm8

42、mmsn mn / 2 12.57mm stpn mn 25 .14mmd2 333 . 33mmda2d f 2349 .33313 .33db2 311 . 69mmha (h c* )mn 10mmmn /(2 cospt pn cos) 13.09mm 26. 19mm. 总结.当量齿数 zv1 z1 cos3 22.61 zv 2 z2 cos3 22.613计算重合度t arctg (tg n / cos ) arctg (tg 20 / cos16 15 37 ) 20 45 49at 1 arccos(db1 / da2 ) arccos(155 .84 / 182 .67)

43、31 26 49at 2 arccos(db2 / da2 ) arccos(311 .69 / 349 .33) 26 50 33z1(tg 1 tg t ) z2 (tg 2 tg t )220(tg 31 26 49 tg 20 45 49 ) 40(tg 26 50 33 tg 20 45 49 )2B sin / mn 30sin 16 15 37 / 8 0.3321 .59 0 .332 1.921 .5910、设计一铣床进给系统中带开工作台转动的阿基米德蜗杆传动。要求 i12=20.5,m=5mm, =20 , h =1,c * =0.2, 求蜗轮蜗杆传动的根本参数 尺寸 (d

44、1、 d2、 da1、 da2)和中心距 a。解 1确定根本参数(z1、 z2、 q、 1、 2)、几何选取 z1=2 因为当 i12 14. 5 30 .5 时，一般推荐 z1 2。z2 i12 z1 20 .5 2 41查表确定 d1 50mm ，计算 q1 arctg (mz / d1 ) arctg (52 1 11 18 362计算几何尺寸d1 / m2 / 50)d1 50mm，da1 d1 2ha 60mm da 2 d2 2had f 1 d1 2hf 38mm df 2 d2 2hf.50/ 5 1011 18 36d 2 mz2 205mm215mm193mm总结5m.3中

45、心距 a=a ( z1 z2 ) (10 41) 127.5mm2 2 11、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1、如下图为一手摇提升装置，其中各轮齿数均，试求传动比时手柄的转向在图中用箭头标出 。解 此轮系为 空间定轴轮系i15 , 指出当提升重物i15z2 z3 z4 z5z1z2 z3 z450 30 40 5220 15 1 18577.782、在图示输送带的行星减速器中， ： 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 n4。解： 1 2 3

46、 H 行星轮系；3 2 2 4 H 行星轮系；1 2 2 4 H 差动轮系；这两个轮系是独立的. 总结z2 z3n6 nH z1z3z5z35 .6 5. 61 1.i1n1 nH z1nH z3(1)in4 nH nH(2)z4z2z1i1H 1i4 H 1z2 z3z4z21i 41 i4 H i1 H1z2 z3z4 z2z1z3n4 6 .29r / min 与 n1 转向一样。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, n1=48200r/min, n H=316r/min, 求 n6=？解 此差动轮系的转化轮系的传

47、动比为：i 1n1 n H ( 1) z2 z4 z625 24 1215 .630 24 18n61 (n n6 ) nH当 n1 48 200(r min ) 时，那么：n6(48 316) 316 (200 316) 316 268 . 14 295 .29(r min )n6 转向与 n1及 nH 转向一样。4、图示为建筑用铰车的行星齿轮减速器。 ： z1=z3=17, z2 =z4=39, z5 =18, z7=152，n1=1450r/min 。当制动器 B 制动， A 放松时，鼓轮 H 回转当制动器 B 放松、 A 制动时，. 总结Z1Z 3Z HYPERLINK l _book

48、mark8 539 2760 49.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：i 1H 1 i1 1 ( 1)1 Z2Z 4Z HYPERLINK l _bookmark2 71nH39 39 15245.4417 17 18n1 i1 H 1450 45.44 31.91nH 与 n1转向一样。5、如下图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 z1=z4=7，z3=z6=39, n1=3000r/min, 试求螺丝刀的转速。解：此轮系为一个复合轮系，在

49、 1 2 3 H1 行星轮系中：i 1H 1 1 1Z HYPERLINK l _bookmark3 3Z HYPERLINK l _bookmark4 13917在 4 5 6 H2 行星轮系中i 4 H 2 1 i 2 1 Z6 1 Z HYPERLINK l _bookmark5 4397i 1H 2 i1H 1 i4 H2故 nH 2n1 i1H 2(1 ) 43. 18，3000 43. 18 69.5(r min ) ，其转向与 n1转向一样。6、 在图示的复合轮系中， 设 n1=3549r/min， 又各轮齿数为z4， =69, z5=31, z6=131, z7=94, z8=

50、36, z9=167,试求行星架 H 的转速 解：此轮系是一个复合轮系z1=36, z2=60, z3=23， z4=49,nH 大小及转向？在 1 2 3 4 定轴轮系中在 4 5 6 7 行星轮系中i14Z2Z HYPERLINK l _bookmark6 4Z 1Z HYPERLINK l _bookmark7 33 .551 转向见图36 23. 总结1 i4 6i4 7 7 1Z HYPERLINK l _bookmark9 6Z HYPERLINK l _bookmark5 4在 7 8 9 H 行星轮系中Hi 7 H 1 i79 1Z HYPERLINK l _bookmark1

51、0 9Z HYPERLINK l _bookmark11 71i 1H i14 i4 7 i7 H 3 .551.1167941312 .899 692 .7772. 899 2.77728.587故 nH n1 i1H 3549/ 28 .587 124 . 15(r / min) ，其转向与轮 4 转向一样7、在图示的轮系中，设各轮的模数均一样，且为标准传动，假设其齿数 =z6， =20, z2=z4=z6=z7=40, 试问：1） 当把齿轮 1 作为原动件时，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 n1=980r/min 时，齿轮 3 及齿轮

52、 5 的运动情况各如何？解 1、计算机构自由度n 7， p1 7， ph 8， p 2， F 0。 6(6 )及 7 引入虚约束，构造重复因此机构 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 Z1 Z 2 Z2 20 40 20 80Z5 Z3 2Z 4 20 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 两局部来计算。2在 1 2 2 3 5 差动 轮系中，有如下计算式.z1=z2， =z3，总结n3 n5 Z1Z2 20 20n5 Z3 20.i n1 n5 Z2Z3 40 80 8 (a)3在 3 4

53、5 定轴 轮系中，有如下计算式i3 5 n3 Z5 100 5 b4联立式 a及 b ，得n5 n1 49 980 / 49 20(r / min)n3 5n5 5 20 100( r / min)故 n3 = 100 r/min，与 n1反向；n5 =20 r/min，与 n1 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=2.8mm，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 0.2mm ，问螺旋副 B 的导程 pB 为多少？右旋还是左旋？解：PB 3mm 右

54、旋2、某自动机床的工作台要求有六个工位，转台停歇时进展工艺动作，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。设槽轮机构的中心距L=300mm， 圆销半径机构主动轮的转速。.r=25mm ，槽轮齿顶厚 b=12.5mm ，试绘出其机构简图， 并计算槽轮总结Z 660 60 (r / min)45 3t.解 1根据题设工作需要应采用 单销六槽的槽轮机构。2计算槽轮机构的几何尺寸，并以比例尺 L 作其机构简图如图。拨盘圆销转臂的臂长 R L sin 300sin 150mm槽轮的外径 S L cos 300cos 259 . 81mmZ槽深 h L (sin cos 1)

55、Z Z6300(sin cos 1) 25 135mm6 6锁止弧半径 r R r b3计算拨盘的转速设当拨盘转一周时，槽轮的运动时间为150 25 12.5 112.5mmtd ，静止时间为 tj 静止的时间应取为 tj 30 s。本槽轮机构的运动系数时间为t t j (1 k) 30 (1k=(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) 45(s)故拨盘的转速n1 1 4机械运动方案的拟定1、试分析以下机构的组合方式，并画出其组合方式框图。如果是组合机构，请同时说明。. 总结3.复合式11-2-3 凸轮机构2复合式1-2-5凸轮机构w1 v HY

56、PERLINK l _bookmark12 21-2 4-3差动轮系41-2-3-4-5 v4连杆机构1 1-2-3-4凸轮机构串联式3-4-5-6-7-8凸轮机构v8w1 1-2-3-4 w2四杆机构串联式槽轮机构w52、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 c 与曲柄 1、连杆 2、摇杆 3 的角速度 1、 2、 3 之间的关系为 c= 3(r b+rc)/rc- 2(ra+rb)/rc+ 1ra/rc证明：1由 c-b-3 组成的行星轮系中有. 总结rc rcrc rcrb (b)可得rc.

57、wb w3 wc w3rcrb得 wc2由wb warb rc w3 rb wb ( a)a-b-2 组成的行星轮系中有w2 wb w2 raw2 w1 w2 rb得 wbrbrb ra w23联立式 a、ra w1 ( b)wc rb rc w3 rb ra w HYPERLINK l _bookmark13 2ra w1平面机构的力分析1、在图示的曲柄滑块机构中，设 l AB =0.1m, l BC =0.33m,n 1=1500r/min 为常数 ，活塞及其附件的重量 Q1=21N，连杆重量 Q2=25N, Jc2 =0.0425kgm 2 , 连杆质心 c2至曲柄销 B 的距离 l B

58、c 2 = l BC /3。试确定在图示位置的活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。解 1以 l 作机构运动简图图 a2） 运动分析，以 v和 a 作其速度图图 b及加速图图 c。由图 c得. 总结9. 81l BC l BC 0.339 .81g.ac a p c 75 24 1800( m/ s HYPERLINK l _bookmark14 2 )ac2 a p c2 75 28.3 2122.5(m/ s HYPERLINK l _bookmark15 2 )a2 aB a n c 75 22 5000(rad / s2 ) 逆时针3） 确定惯性力活塞 3： PI 3 m3ac 3 ac 2

59、1 1800 3853 .2( N )连杆 2： PI 2 Q2 ac2 25 2122.5 5409( N )M I 2 Jc2 ac2 0 .0425 5000 212 .5(Nm) 顺时针连杆总惯性力： PI 2 PI 2 5409(N )lh2 M I 2 PI 2 212 .5 5409 0.0393( m)将 PI 3 及 PI 2 示于图 a 上2、图示为一曲柄滑块机构的三个位置， P 为作用在活塞上的力，转动副 A 及 B 上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时，作用在连杆.AB 上的作用力的真实总结.方向各构件的重量及惯性力略去不计 。解 1判断连杆 2 承受拉力还是

60、压力如图 ；2确定 21、 23 的方向如图 ；3判断总反力应切于 A、 B 处摩擦圆的上方还是下方如图 ；4作出总反力如图 。3、图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮 1 沿逆时针方向回转 ,Q 为作用在推杆 2上的外载荷，试确定各运动副中总反力力，图中虚线小圆为摩擦圆，运动副解(R31、 R12、 R32)的方位不考虑构件的重量及惯性B 处摩擦角为 =10。4、 在图示楔块机构中， ： = =60,Q=1000N, 各接触面摩擦系数 f=0.15。如 Q 为有效阻力，试求所需的驱动力 F。. 总结F Q2 ).解：设 2 有向右运动的趋势，相对运动方向如下图，分别取 1， 2 对象：F R3