西工大机械原理作业及答案

1、班级姓名学号机械原理欢迎大家下载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 巴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, R=4, ph =1 , p = 0, F = 0故：F =3n _（2Pl 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

2、由构件3、4与机架5和运动副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。评语任课教师日期班级姓名学号机械原理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）。cDrE，非为E图cl）皆2、试画出图示平面机构的运动简图，笄计算其自由度。图a）解：n =3, pl=4, ph=0, F=3n-2Pl 4- A C B大小 ?Wl l ABW2 l BC3c2B, BC3c33c2C3 3c2C3_ BC / BC02W3VC2C3?其中

3、：是 2b =w|Ibc =22x0.122 =0.49aC2c3 =2w2vc2c3 =2 2 0.005 35 = 0.7以 也作加速度多边形(图 c),由图可得：aD - pd -0.04 66 =2.64(m/s2)aE =% 彘=0.04 70=2.8(m/s2)a2=aC2B/lcB = Na忘/0.122 = 0.04x25.5/0.122 = 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以等角速度以顺时针方向回转，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

4、与作机构运动简图（图 a）2）速度分析（图b）此齿轮连杆机构可看作为 ABCD及DCEF两 个机构串连而成，则可写出Vc VcbVe取 也作其速度多边形于图 b处，由图得Ve = L pe (m/s)评语任课教师日期10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Adck ADCK班级姓名学号机械原理求出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g3齿轮4的速度影像是g46、在图示的机构中，已知原动件1以等速度01 =10rad/s逆时针方向转动，l AB =100mm , lBC =300mm , e=30

5、mm。当% = 50、220时，试用矢量方程解析法求 构件2的角位移日2及角速度02、角加速度 久2和构件3的速度v3和加速度& 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1i 4 =S3 e (a)评语任课教师日期11班级姓名学号机械原理,_ - ,11cos 1+ l2 cosQo = s3 TOC o 1-5 h z 分别用i和j点积上式两漏，有(b)11 sin 112 sin%= e故得：u2 = arcsin(e_11 sin 1)/12, t , t11w1e 12w2e2=v3i(d)s3 =11 cos 1 12 cosu2(c)2)

6、速度分析式a对时间一次求导，得上式两端用j点积，求得：w2 =11w1 cos* / 12 cos92(e)式d)用e2点积，消去w2,求得V3 = -11w1 sin( 1 - ) / cos2(f)3)加速度分析 将式(d)对时间t求一次导，得: TOC o 1-5 h z 11w12e1n 1212K 12w|e2，=a3i(g)用j点积上式的两端，求得:a2 -11w；sin 1 lzwsin% 12 cos2(h)用e2点积(g),可求得：a3 =-11w12cos( 1 - %) 12w2 cos%(i)评语任课教师日期12%50。220,%351.06318.316w2(rad

7、/s) 2.1692.690a2(rad /s2) 25.10920.174V3(m/s)0.8670.389a3(m/s2)6.6527.502班级姓名学号机械原理100mm/s,2中点C7、在图示双滑块机构中，两导路互相垂直，滑块1为主动件，其速度为方向向右，1AB =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并标出各杆矢量如图所示。1）位置分析 机构矢量封闭方程为：loc XA lAc1 AB i ie2=XA1 AB i 2e22 =180 - 1xc = -B-cos ；：2 =XA a cos ；：222lAB .

8、:yc = - sin 222）速度分析xC = dBw2 sin :2 = vA胆 w2 sin :222l AByC = w2 cos 22当 vA = 100mm/s , xC =50mm/s%=120 , w2 =0.2309rad/s （逆时针）yC=28.86m/s,Vc = %；xC +yC = 57.74mm/s 像右下方偏 30 口。评语任课教师日期13班级姓名学号机械原理8、在图示机构中，已知 Q = 45, 1 =100rad/s,方向为逆时针方向，1AB =40mm, = 60 :求卞件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图所示：.位置

9、分析机构矢量封闭方程- Sd 1 DBi 1 Sc . IdbSLj11cos 1 lDB cos =sCL sin 1 =联 sin 11 DB2.速度分析 消去Idb ,求导，W2 = 0vC = l1w1cos 1 cot -sin 1 =-1195.4 mm/ s平面连杆机构及其设计1、机架，在图示钱链四杆机构中，已知： lBC=50mm, lCD =35mm ,若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求Iab的最大值;解：1)2)评语l AD =30mm , AD 为若此机构为双曲柄机构,若此机构为双摇杆机构,AB为最短杆l AB l BC - lcD . l AD1AB四=15mmA

10、D为最短杆，若Iabl AD lBC - lCD lABABAB的范围;的范围。:lBC右 1AB -1 BC任课教师lAB 三 45mmlAD l AB - lBC lCD日期14班级姓名学号机械原理1AB 三 55mm1 AB为最短杆ab +1bc 1cd +1ad , 1 ab 15mmAB - 1 AD 1 AD 1 BC - 1 AB 1CD1 AB ：二 45mm1ab 为最短杆 1ad +1ab 1bc +1cd 1ab A 55mm由四杆装配条件 1ab : 1ad , 1bc , 1cd = 115mm2、在图示的钱链四杆机构中，各杆的长度为 a=28mm , b=52mm

11、, 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8 ,杆CD的最大摆角中，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1 -18.6= 70.62）求行程速比系数1801180=1.233）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、现欲设计一钱链四杆机构，已知其摇杆CD的长1cd =75mm,行程速比系数K =1.5,机架AD的长度为1ad =100mm ,又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为中=45;试求其曲柄的长度1AB和连杆的长1BC。（有两个解）180 K解：先计算丁 =3K -1

12、6.36180 -K并取为作图，可得两个解评语任课教师日期15班级姓名学号机械原理11AB = t(AC2 -AC1)/2 -2(84.5-35)/2 -49.5mmlBC =t(AC2 AG)/2 =2(84.5 35)/2 =119.5mm21AB - ii(AC1 -AC2)/2 = 2(35 -13)/2 = 22mm1BC = )(AG AC2)/2 =2(35 13)/2 = 48mmpi=0.002 m/tnm4、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 C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置 F1、F2、F3相对应 （图示尺寸

13、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。NSmm/mm）。解评语16日期班级姓名学号机械原理（转至位置2作图）故 Ief =，|已司二5 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Ei、E2、E3位于给定直线 上。现指定Ei、E2、E3和固定较链中心 A、D的位置如图b所示，并指定长度|CD =95mm, Iec =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，Icd为半径作弧，分别以Ei, E2, E3为圆心，Iec为半径交弧Ci,评语任课教师日期17班级姓名学号机

14、械原理C2, C3, DC-DC2, DC3代表点E在1, 2, 3位置时占据的位置，ADC2使 D 反转中 12 , C2 T Ci ,得 DA2ADC3 使 D 反转中 13 , C3 T Ci ,得 DA3CD作为机架，DA、CE连架杆，按已知两连架杆对立三个位置确定Bo评语任课教师日期18班级姓名学号机械原理凸轮机构及其设计1、在直动推杆盘形凸轮机构中，已知凸轮的推程运动角 60=兀12,推杆的行程 h =50mm。试求：当凸轮的角速度 切=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及所对应的凸轮转maxmax

15、角d 。解推杆 运动 规律Vmax (m/s)d,_,_2X amax (m/s )d等速 运动,-0.05父10一hw/ 60 = 0.318兀/20 n/2aa = y0等加 速等 减速2hw/30 =0.637n /44hw2/6； =8.1050 n /4余弦 加速 度Khw/260 =0.5H /4n2hw2/26； =100正弦 加速 度2hw/50 =0.637H /42nhw2 /6： =12.732n /82、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 M-1 =1mm/mm作推杆的位移线图如下所示评语任课教师日期19班级姓名学号机

16、械原理|1= 0.001 m/mm3、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=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 中=0150,推杆等速上 升16mm； = =150。180,推杆远休；=180300时，推杆等加速等减速回程 16mm;中=300360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=h6/60, (06 150)2)回程：等加速段 s = h 2h62/602, (0d 60)等减速段 s = 2h(60 &)2/

17、S02, (606 120)取 叶=1mm/mm 作图如下：评语任课教师日期20计算各分点得位移值如下:总转 角在01530 45 60 75 90 105120135150165s01.63.24.86.489.611.212.814.41616在180195210225240255270285300315330360s1615.51411.584.520.50000班级姓名学号机械原理4、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loA=55mm,=25mm, lAB=50mm, % =8mm。凸轮逆时针方向等速转动，要求当凸轮转过 1800时,推杆以余弦加速度运动向上摆

18、动=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：邛=1cos（技/60）/2, （0 注 6E180 口）2）回程：平=，1（6/6；）+sin（2茄/6；）/2叼，（06 180S）取 叶=1mm/mm 作图如下：评语任课教师日期21班级姓名学号机械原理评语任课教师日期22总 转 角 在015 30 45 60 75 90 10512013515016500.431.673.666.259.2612.515.7418.7521.3423.3224.57180195210225240255270285300315330360

19、2524.9024.2822.7320.1116.5712.58.434.892.270.720.09班级姓名学号机械原理5、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R=30mm,10A=10mm, e=15mm, rT =5mm, lOB =50mm, l BC =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 邛；） F点接触时的从动件压力角殍；3）由E点接触到F点接触从动件的位移 s （图a）和中（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 amax的机构位置，并标出 a max 评语

20、任课教师日期23班级姓名学号机械原理gu= 0.001 m/mm齿轮机构及其设计*1、设有一渐开线标准齿轮 z =20, m =8mm, a =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 P、Pa及齿顶圆压力角aa； 2)齿顶圆齿厚Sa及基圆 齿厚3)若齿顶变尖(Sa=0)时，齿顶圆半径r；又应为多少？解 1)求 P、P、a a ad = mz = 8 20 =160mmda -m(z 2ha) -8 (20 2 1) -176mm db =dcosa =160cos20 = 150.36mm ：=rbtga =75.175tg20 -27.36mm aa =cos

21、(rb/ra) = cos(75.175/88) = 31 19.3 7a =rbtg：a =75.175tg31 19.3 = 45.75mm2)求 s；、sb日期评语任课教师24班级姓名学号机械原理ra二 m 888a =s-2ra(invaa -inva)176(inv31 19.3 inv20 )= 5.56mmr2 808 二Sb = cosa(s mz inva) = cos20 ( 8 20 inv20 ) = 14.05mm23)求当sa =0时r；saF=s - 2ra(invaa -inva ) =0 rs .invaa = inva =0.093444 2r由渐开线函数表

22、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之db有* . *2(ha c )2(1 0.25)z = =41.451 -cos a 1 - cos 20当齿根圆与基圆重合时，z =41.45当z之42时，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= =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

23、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。日期评语任课教师25班级姓名学号机械原理二m / 2 二X=mz/2 2z二 180=52z 二rp =NP -NK pr rb(tan25 -tg20 )=4.33mm(r )l =2(rb、+rD 1 = 101.98mmsin25 pj4、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合，已知z1 =19, z2 =42, m= = 5mm。1）试求当a = 20时，这对齿轮的实际啮合线 B1B2的长、作用弧、作用角及重合度；2 ）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

24、本上图5-19作图,不用画出啮合齿廓），并按图上尺寸计算重合度。aa1z1 cos a=arccos7Zi 2ha19cos20: arccos19 2 1=31 46aa2 = arccosz2 cos a*Z2 2ha二 arccos42 =26 1942 2 1解：1）求B1B2及务mB1B2 =cosaz1(tgaa1 -tga) Z2(tgaa2 - tga)2评语班级姓名学号机械原理B1B224.103, 1 2 = =1.63二 m cosa 5m cos202）如图示L63Pb -IPb单齿中 .匚遑IPb双齿5、已知一对外啮合变位齿轮传动，Z = Z2 =12, m =10m

25、m, a =20*f 、一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0.25m ,取X1 =X2）。解1）确定传动类型a = m（z1 Z2） = （12 12） =120 二 a =13022故此传动应为正 传动。2)确定两轮变位系数a = arccos(cosa) = arccos(120 cos20 ) =29 50a130XiX2 =(z1 z2)(inva -inva) (12 12)(inv29 50 -inv20 )=1.2492tga2tg20取 X = X1 = X2 = 0.6245 _ Xmin =、(Zmin -z)/Zmin

26、=1 (17 -12)/17 =0.2943）计算几何尺寸评语任课教师日期27班级姓名学号机械原理尺寸名称几何尺寸计算中心距变动系数y = (ar-a) /m =1.0齿顶局艾动系数仃=x1 + x2 - y = 0.249齿顶局*ha1 =ha2 =(ha +xcr)m = 13.755mm齿根高八*hf1 = hf2 = (ha+c x)m = 6.255mm分度圆直径4 =d2 = mz = 120mm齿顶圆直径da1 =da2 =d1 +2ha1 = 147.51mm齿根圆直径dn =df2 =d1 -2hf1 = 107.49mm基圆直径db1 =db2 =d1cosa = 112.

27、763mm分度圆齿厚S = s2 = ( + 2xtga)m = 20.254 24）检验重合度和齿顶厚aa1 =aa2 = arccos（如）=40 8 dal=1.0298zi(tg 二 i -tg： )Z2(tg( 2 -tg ：)2 二dalsa1 = sa2 = s-da1(inv - a1rnv - ) = 6.059 0.25m = 2.5 di故可用。切制齿轮情况要求计算的项目图形表小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,豆=20 , ha =1, c =0.25,又设刀具移动的速度为 V刀=0.002m/s，试

28、就下表所列几种加工情况，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）。任课教师评语日期281、加工z=15的标准齿轮。r =mz/2=4x15/2 =30mmr = r =30mmL = r = 30mm60M103 MVpn =- = 0.6366r/min2nr2、加工z=15的齿 轮，要求刚好不根切Or =mz/2=4:15/2 =30mm* * ，、，一x =xmin = ha (Zmin z) = 1M(1715) = 0.1176 Zmin17r = r =30mmL =r + xm = 30+0.1176M4 = 30.471

29、mm60K103 xvpn = 0.6366r/min2叮,3、如果v及L的 值与，f#况1相同， 而轮坯的转速却为 n=0.7958r/mn。r = r = 60 父 103 vn / 2nn = 24mmz=2r/m =2父24/4=12x=(L-r)/m=1.5 (正变位)L =30mmr = r=24mm4、如果v及L的 值与，f#况1相同， 而轮坯的转速却为 n=0.5305r/min。r =r =60M103vn/2nn =36mmz = 2r /m =18L =30mmx = (L r)/ m = (30 36) / 4 = 1.5r = r =36mm班级姓名学号机械原理7、图

30、示回归轮系中， 已知 zi=20, Z2=48, m1,2=2mm, Z3=18, Z4=36, m3,4=2.5mm； 一,一 一， J_c_*各轮的压力角口 =20 , ha=1, C =0.25。试问有几种传动方案可供选择？哪一种方案较 合理？解：a12 三(3.97=597.94mmdf1 =d1 -2hf1 =85-2322=74.56mmdf2 =d2 -2hf2 =590-2父 7.28=575.44mmdb1 =d1 cosa =85cos20 口= 79.87m mdb2 =d2cosa =590cos20 口=554.42 mms =m( + 2x1tgec)2ji= 5(

31、g + 2 义0.206tg 20 =8.61ns2 = m( + 2x2tga )=* 2M0.206tg203 = 7.1jie =m(- -2x1tga)2ji= 5(g-2M0.206tg20)=7.1jie2 = m( 2x2tga )2ji= 5(3+2M0.206tg 20)=8.61p1 =s(+3 = nm =5n=15.71mmp2 = s2 +e2 = nm =5兀=15.71mm班级姓名学号机械原理_ O *9、设已知一对斜齿轮传动，zi=20, Z2=40, mn =8mm, an =20 , han =1, Cn=0.25, B=30mm,并初取3 =15,试求该传

32、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卜几何尺寸、当量齿数和重合度。解1）计算中心距amn8(20 40)初取 1 =15,则 a =5r(Zi + Z2) = = 248.4662cos :2cos15取 a = 250mm ,则 P = arccosmn 44)=arccos8(20 *40)=化咒 5372a2 250评语任课教师日期31尺寸名称小齿轮人齿车匕分度圆直径d1 =mnz1 /cosP = 166.67mmd2 = 333.33mm齿顶圆直径da1 =d1 + 2ha = 182.67mmda2 = 349.33齿根圆直径df1 =d1 -2hf

33、= 146.67 mmdf2 = 313.33基圆直径db1 =d1 coso(t = 155.85mmdb2 = 311.69mm齿顶局、齿根局*ha = hamn =8mm八*,*ha = (ha + c )mn = 10mm法向及端面齿厚8n = nmn/2 = 12.57mmG =nmn /(2cosP) = 13.09mm法面及端凿齿距pn =nmn = 25.14mmpt = pn/cosP = 26.19mm当量齿数4 =_/cos3B =22.61Zv2 = 4/cos3 P =22.61班级姓名学号机械原理2）计算几何尺寸及当量齿数3)计算重合度叼：t =arctg(tg：

34、n/cos ) -arctg(tg20 /cos16 15 37) =20 4549:at1 =arcc0sgi/da2) = arccosQ55.84/182.67) =31 2649二 at2 =arccos(db2/da2)=arccos311.69/349.33) =26 50 33_Z1(tg： -1 -tg： t)z2(tg =-2 -tg： t)一2 二= 1.5920(tg31 26 49 -tg20 45 49 ) 40(tg 26 50 33 -tg20 45 49 )=Bsin 7mn =30sin16 15 37 /8=0.332；-1.59 0.332 =1.9210

35、、设计一铳床进给系统中带动工作台转动的阿基米德蜗杆传动。要求i12=20.5,*m=5mm, a =20 ,几=1, c =0.2,求蜗轮蜗杆传动的基本参数亿1、Z、q、丫 1、82）、几何尺寸（d1、d2、da1、da2）和中心距a。解1）确定基本参数评语任课教师日期32班级姓名学号机械原理选取Z1=2 （因为当ii2 =14.530.5时，一般推荐 乙=2。）z2 =i124 =20.5 2 =41查表确定 d1=50mm,计算 q = d1 /m = 50/5=101 -arctg(mz/d1) -arctg(5 2/50)=11 18362 = 1 =11 18 362）计算几何尺寸d

36、 =50mm,d2 = mz2 = 205mmda1 ; d1 2ha -60mmda2 =d2 2ha = 215mm a 22 adf1 =d1 -2hf = 38mmdf2 = d2 -2hf = 193mm3)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i15,指出当提1、如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比升重物时手柄的转向（在图中用箭头标出）评语任课教师日期33班级姓名学号机械原理解此轮系为空间定轴轮系Z2 Z3 Z4 Z51 15

37、 :Zi Z2 Z3 Z450 30 40 52 一 20 15 1 18= 577.782、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 ,求输出轴的转速心。解：1-2-3-H行星轮系；3 2 2 4 H行星轮系；1 224H差动轮系；这两个轮系是独立的. hn fZ1i13 二二一 nH Z3. Hn4 - nHZ2 Z3i43 =-nHZ4Z2Z1i1H - 1 一Z3i4H = 1Z2Z3Z4Z21 .Z2Z3Z4Z2i 41 i4 H i 1H 一1 - Z3n4=6.29r/min 与n1转

38、向相同。评语任课教师日期34班级姓名学号机械原理3、图示为纺织机中的差动轮系，设zi=30, z 2=25, Z3=Z4=24, z 5=18, Z6=121, ni=48200r/min, n H=316r/min,求 n6= ?解 此差动轮系的转化轮系的传动比为：:Hi163二(一1)芸; 25 24 36n6 -nHZ|Z3z530 24 18n61 /n n、 n= -n1 -n6)nHi16当 n1 =48 200(r/min)时，则:11n6 = (48 -316) 316(200 -316) 316 =268.14 295.29(r min )5.65.6外转向与n1及m转向相同

39、。4、图示为建筑用校车的行星齿轮减速器。已知: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，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=1 -(-1)1 Z2Z4ZZ1Z3Z=1 3992:45.4417 17 18nH =n1 =1450 45.44 =31.91 nH与n1转向相同。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z1=z4=

40、7, z3=z6=39, n1=3000r/min,试求螺丝刀的转速。评语任课教师日期35班级姓名学号机械原理解：此轮系为一个复合轮系，在1 23Hi行星轮系中： TOC o 1-5 h z ,H1Z339 HYPERLINK l bookmark195 o Current Document i1Hl -1 -1ii3 -1 -1 ,Zi7在456H2行星轮系中一 心 Z6 d 3914H2 =1 - i46 =1 - =1 -Z47399 C“ i1H2 =*1 4H2 =(1* 亍)=43.18,一 _!1_二 J _4 一一.JI - OLm 二二IHI一故 nH2 =n,/i1H=30

41、00/43.18 =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n1=3549r/min ,又各轮齿数为 z1=36, z2=60, z3=23 , Z4=49, Z4 =69, Z5=31, Z6=131, Z7=94, Z8=36, Z9=167,试求行星架 H 的转速 nH （大小及转 向）？解：此轮系是一个复合轮系在1 2（3） 4定轴轮系中i14 =Zj1 =60*49 =3.551 （转向见图） TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark176 o Current Document Z1Z336 23在4567行星轮系

42、中 HYPERLINK l bookmark209 o Current Document i47 =1 -i：6 =1 马=1 131 =2.899 Z469在789H行星轮系中i7H =1 -i79 =1 马=1 型=2.777 HYPERLINK l bookmark213 o Current Document 7H 79 Z794i1H =i14 i47 i7H =3.551 2.899 2.777= 28.587评语任课教师日期36故 nH =nji1H =3549/28.587 = 124.15(r/min),其转向与轮 4转向相同班级姓名学号机械原理7、在图示的轮系中，设各轮的模数

43、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, R =7,你=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 2Z4 =20 2 40 = 1003、计算齿轮3、5的转速1）图

44、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，有如下计算式岛二3二-乌二-%型:-8%-窕乙Z220 20(a)3）在 345定轴 轮系中，有如下计算式Z5Z3迦一520(b)4）联立式（a）及（b） ,得n5 =忆 49 =980/49 = 20(r/min)n3 = -5n5 = -5 20 = - 100(r/min)故 “ =100 (r/min ), 与 n1 反 向；评语任课教师日期37班级姓名学号机械原理乌=20 (r/min )，与 n 1 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

45、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 Bo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？2、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=12.5mm,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。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。 TOC o 1-5 h z nn拨盘圆销转

46、臂白臂长 R = L sin = 300 sin = 150mmZ6nJi槽轮的外径S = Lcos = 300 cos - = 259.81mm HYPERLINK l bookmark229 o Current Document Z6JIJA-JJI槽深 h -L(sin cos- -1)= 300(sin cos-1) 25 = 135mm HYPERLINK l bookmark232 o Current Document Z Z66锁止弧半径r = R - r - b =150 -25 -12.5 =112.5mm3)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t

47、j静止的时间应取为_tj =30 s。评语任课教师日期38班级姓名学号机械原理评语任课教师日期39本槽轮机构的运动系数k=(Z-2)/2Z=1/3停歇系数k =i-k=t j/t,由此可得拨盘转一周所需时间为t =tj. (1 -k) =30. (1 -3) =45(s)故拨盘的转速114 ,.、n = - 60 = 60 (r / min) t453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。班级姓名学号机械原理复合式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

48、曲柄1、连杆2、摇杆3的角速度3 1、3 2、 3 3之间的关系为co c= 3 3（rb+rc）/rc- w 2（ra+rb）/rc+ w ira/rc证明：1)由c-b-3组成的行星轮系中有Wb -W3 = _cWc - W3%rb rcrb信 wc =w3 - wb(a)评语任课教师日期40班级姓名学号机械原理2）由a-b-2组成的行星轮系中有Wb -W2 Wb -W2ra=-Wa -W2W1 -W2rb得 Wb = rb一ra w2 -raW1（b）rbrb3）联立式（a）、（b）可得rb rc% Q %Wc =W3 W2 平面机构的力分析1、在图示的曲柄滑块机构中，设已知1AB =0

49、.1m, l Bc =O.33m,ni=1500r/min （为常数），活塞及其附件的重量Qi=21N,连杆重量Q2=25N, Jc2=0.0425kgm2,连杆质心C2至曲柄销B的距离lBc2=lBC/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。 c解1）以与作机构运动简图（图a）2）运动分析，以 匕和 巳作其速度图（图b）及加速图（图c）。由图c得评语任课教师日期41班级姓名学号机械原理, .2ac =a pc =75 24 =1800(m/s )aa谑=75 28.3=2122.5(m/s2)a2 =taCB BC口anc75 22Ibc 一 0.332= 5000(rad/s

50、2)（逆时针）= 3853.2(N)二5409( N)=212.5(Nm)(顺时针)=5409( N)-0.0393(m)3）确定惯性力一、Q321活塞 3： P3 = m3ac = ac =x 1800g 9.81Qc 25连日f 2： PI2 =Q2ac =5-x2122.5g 2 9.81Mi2 =Jc2ac2 =0.0425 5000连杆总惯性力：P 2 = PI 2电=M 12 . P12 =212.5, 5409（将PI3及P2示于图a上）评语任课教师日期42班级姓名学号机械原理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

51、在此三个位置时，作用在连杆AB上的作用力的真实方向（各构件的重量及惯性力略去不计）。解1）判断连杆2承受拉力还是压力（如图）；2）确定W 21、23 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（R31、R12、R32）的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆，运动副 B处摩擦角为。=10）。解评语任课教师日期43班级姓名学号机械原理4、在图示楔块机构中，已知： 丫 =3 =60,Q=1000N,各接触面摩擦系数f

52、=0.15。如Q为有效阻力，试求所需的驱动力F。解：设2有向右运动的趋势，相对运动方向如图所示，分别取1, 2对象：F R1 R2 =0Q瓦瓦=0_ sin( ,2 )F sin(-2)=1430(N)作力的多边形，由图可得：机械的平衡1、在图a所示的盘形转子中，有四个偏心质量位于同一回转平面内，其大小及回转半径分别为 m1=5kg, m2=7kg , m3=8kg , m4=10kg , c=4=10cm , r2=20cm , r3=15cm ,方位如图a所示。又设平衡质量 mb的回转半径rb=15cm。试求平衡质量 mb的大小及方44班级姓名学号机械原理mb ifWb.rb =5 16.

53、1/15 =5.37(kg)入=119.72、在图a所示的转子中，已知各偏心质量m1=10kg,m2=15kg,m3=20kg,m4=10kg,它们的回转半径分别为1=40cm,r2=r4=30cm,r3=20cm,又知各偏心质量所在的回转平面间的距离为l12=l23=l34=30cm,各偏心质量的方位角如图。若置于平衡基面I及II中的平衡质量mb1及mb口的回转半径均为 50cm,试求mb1及mb口的大小和方位。解根据动平衡条件有21-mj13 m2r23 m3r3 mb % - 021-m4 r4m3r3m2 r2mb-rb- = 033以w作质径积多边形图 b和图c,由图得平衡基面Imb

54、：=wW10 28 50=5.6(kg)评语任课教师日期45班级姓名学号机械原理36平衡基面nmb- = JwWb- rb-. =10 37 50 = 7.4(kg)入三二145机器的机械效率1、图示为一带式运输机，由电动机 1经带传动及一个两级齿轮减速器，带动运输 带8。设已知运输带8所需的曳引力P=5500N,运送速度u=1.2m/s。带传动（包括轴承） 的效率刀1=0.95，每对齿轮（包括其轴承）的效率Y 2=0.97,运输带8的机械效率 ”=0.9。试求该系统的总效率及电动机所需的功率。I 2 3 = 0.95 0.972 0.92 = 0.822lOrr114EL-电动机所需的功率为N=Pv.=5500 1.2 10” 0.822 =8.029(kw)评语任课教师日期46班级姓名学号机械原理2、图示为一焊接用的楔形夹具，利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块，试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔 块3不会自动松脱出来的条件）。解：此自锁条件可以根据得 “Y0的条件来确定。取楔块3为分离体，其反行程所受各总反力的方向如图所示。根据其力平衡