机械原理考试试题及答案经典题库 (一)

试题1

一、选择题（每空2分，共10分）

1、平面机构中，从动件的运动规律取决于D.

A、从动件的尺寸

B、机构组成情况

C、原动件运动规律

D、原动件运动规律和机构的组成情况

2、一较链四杆机构各杆长度分别为30mm»60mm,80mm,100mm,当以30mm的杆为机

架时，则该机构为A机构。

A、双摇杆

B、双曲柄

C、曲柄摇杆

D、不能构成四杆机构

3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用C时,既无柔性冲击也无刚性冲击。

A、一次多项式运动规律

B、二次多项式运动规律

C、正弦加速运动规律

D、余弦加速运动规律

4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是B°

A、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡

B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来

C、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2）

D、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡

5、渐开线齿轮齿廓形状决定于D。

A、模数

B、分度圆上压力角

C、齿数

D、前3项

二、填空题（每空2分，共20分）

I、两构件通过面接触而构成的运动副称为低副O

2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。

3、转动副的自锁条件是驱动力臂W摩擦圆半径。

4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点：

____________啮合性能好，重合度大，结构紧凑____________________________O

5、在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为2,则称为差动轮系，

若其自由度为1,则称其为行星轮系。

6、装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。

7、棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。

三、简答题（15分）

1、什么是构件？

答：

构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位

体。

2、何谓四杆机构的“死点”？

答：

当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时丫=0,主动件通过连杆作用于从动件

上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的

这种传动角为零的位置称为死点。

3、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？

答：

出现根切现象的原因：

刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m）超过了被切齿轮的啮合极限点

Ni,则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。

避免根切的方法：

a）减小齿顶高系数ha*

b）加大刀具角a

c）变位修正

四、计算题（45分）

1、计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2）

小题a：

其中A、B处各有一个转动副，B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。

即〃=3,0=4,ph=0,p'=F'=0；所以该机构自由度为：

,,

F=3n-（2p/+p/l-p）-F

=3x3-（2x4+0-0）-0

小题b：

其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合较链有两个转动副，B处有一个

局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即

n=7,月=9,「□，P'=°，尸'=1；所以该机构自由度为:

F=3n-（2p,+p「力-F

=3x7-（2x9+l-0）-l

=1

2^如图2所示机构中，各尺寸为：/A/?=30mm,/AC=100mm,/fiz）=50mm,/o£=40mm,曲柄

以等角速度3尸10rad/s运动，试用图解法求机构在外=45°时，点D和E的加速度，以

及构件2的角速度和角加速度。（15分）

解：以Ui=0.0025m/mm作机构的位置简图，如图a所示。此机构中构件2和摇块3组成移

动副，且构件2作平面一般运动，选C（C2和C3）为重合点，则Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0,

33=32,a3=a2。

i.速度分析

vB=①几=1。x0.03=03m/s

VC2~VB+VC2B~VC3+VC2C3

方向LABLBCIIBC

大小Y?0?

取uv=0.005m-s-'/mm作上式的速度图（图b）,再根据速度影像原理得点d及e。

vD=/Jvpd=0.005x45.2=0.23m/s（2p昉向）

vE=氏pe=0.005x34.4=0.1Im!s（沿pe方向）

jubc0.005x48.5.,喀口_但、

co.=—v—2=~=-----------------=2.A0n0rad/s（瞬H寸针）

lbc0.123

ii.加速度分析

2

aB=a^=co^lAB=100x0.03=3m/s

啖川=0；//=2.（X）2x0.123=0.49机//

虎2c3=2^3%2c3=2x2x0.005X34.5=0.69m/$2（方向七）

aC2=aH+aC2H+aC2B=aC3+°C2c3+aC2C3

方向8fACTBLBCIBCIIBC

大小vv?0V?

以lla=（）.（）4m・s-2/mm作加速度图（图c）,再加速度影像原理得点d，和e，，由图可得:

2

aD=jun河=0.04x65.14=2.6\m/s（/'d'方向）

^=^7^=0.04x71.01=2.84〃〃『（沿p'e'方向）

a

△c2R72c20.04x25.85o....2

J=_C2B_=^a22=-------------=8.41%//S（顺时针）

ICBG0.123

3、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知Z/=18,z*36,模数m=3,压力角

。与齿顶高系数%为标准值，试求：（10分）

I）该圆柱齿轮机构的传动匕02

2）两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚

3）求两轮的中心距

答：

a）该圆柱齿轮机构的传动比

.236

%=2-=-=2

12418

b）两轮的分度圆直径：

d]=mzx=3x18=54/m?d2=tnz2=3x36=108mm

齿顶圆直径：

dai=（z]-2h：）m=（18+2xl）x3=63nvn

da2—（z24-2h；）m=（36+2x1）x3=117iron

齿根圆直径：

%i=（z「2"—2?）m=（18—2xl-2x0.25）x3=46.5mm

df2=(z2-2〃；一2c)m=(36-2x1-2x0,25)x3=100.5〃如

基圆直径：

4“=4xcos8=54xcos20°=50.74〃〃〃

dh2=d2xcos5=117xcos20°=109.94〃〃〃

分度圆上齿厚:

7nn3.14x3

=4.7\mm

T2

两轮中心距:

22

4、在图示轮系中，已知：Zi=22,Z3=88,Z3'=Z5<,试求传

动比2。（10分）

答：齿轮1、2、3、H组成行星轮系部分；

齿轮3，、4、5组成定轴轮系部分；

其中行星轮系部分的传动比：

珞=用一%=一泌=一豆=一瑾=，4（1）

图3

co3-coH平2422

定轴轮系部分:

九=笠-"=-三=-1(2)

由图中可知:

(3)

又有:

(4)

由式1、2、3、4联立可得:

八二9

五、设计题（10分）

设计一导杆机构，已知机架长度100mm,行程速比系数K=1.5o（要求保留作图轨迹,

以及必要的文字说明）

解:

导杆机构的极位夹角@=侬。、（曰=180^（15-1）=3夕

K+11.5+1

根据导杆机构的特性知：6=9；其中°为导杆的摆角

作图步骤：

a）作Z.mDn=（p=9

b）作的角平分线，在该线上取4M=d=100加（即机架长度）

c）过A点作导杆任一极位的垂线AG（或AC?）,其即为曲柄，故

。二dsin”/2）=100xsin（36/2）=30.90/77???

试题2

一、填空题（每题2分，共20分）

1、机构具有确定运动的条件：机构自由度数=机构的原动件数。

2、速度影像的相似原理只能应用于同一构件上的各点。

3、对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则该机构演化为定块机构（或直动导杆机构）。

4、移动副的自锁条件是：驱动力作用在移动副的摩擦角内o

5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，一次多项式运动规律有刚性冲击。

6、渐开线的形状取决于基圆的大小。

7、直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是：模数相等、压力角相等,

8、有一外槽轮机构，一知槽轮的槽数z=4,转盘上装有一个圆销，则该槽轮机构的运

动系数k=0.25

9、回转构件进行动平衡时，应在两个平衡基面I:加平衡质量。

10、当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在

______________过接触点高副元素的公法线________________________________处。

二、简答题（每小题5分，共25分）

1、简述构件和零件的区别和联系？

答：

a）构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。

b）零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。

c）构件可以由多个零件通过刚性联结获得。

2、什么是当量摩擦系数？

答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦

系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。

3、实现往复移动或往复摆动的机构有哪些?

答：

(1)连杆机构

(2)凸轮机构

(3)螺旋机构

(4)齿轮齿条机构

(5)组合机构

4、机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？

答：I）机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。

2）调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的

目的。

5、简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？

答：优点：

（1）啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。

（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。

（3）结构紧凑：避免根切的最小齿数小。

缺点：运转时有轴向力。

三、计算题（共45分）

1、绘制缝纫机下针机构简图（草图）。（5分）

2、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及机构级

别。(10分)

答：见图所示。活动构件n=7；低副pl=10；

所以机构的自由度为

/=3〃_(20+必_")_尸'=「H

3x7-(2x10+1x0—0)—0=1

以AB为原动件：

机构可分解成下图。II级机构Az^

L一卢•一,

A/巳L11级组n级组组

I

机架命与原动件

因此该机构为：【I级机构

3、试求机构在图示位置的全部瞬心。(5分)

歹1

/

•

!

>

1

答：A点为P|3；

B点为P12；

P23由三心定理求得，见图。

4、在图示导杆机构中，N84C=90。，/^=60;ww,=12。加加，曲柄AB以等角速度

例二30wd/s转动，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。（15分）

解：以U尸0.001m/mm作机构的位置简图，如图a所示。

22

lBC—J爆+=A/1204-60。134/n/n

a）速度分析

求%2

vB2=vfil=coJAB=30x0.06=1.8n?/s（方向垂直AB转向同3。

求以3

匕3283

方向1ABIBC//AB

大小1.8?

取Uv=0.01m・s-i/mm作上式的速度图（图b）

%3=人PA=0.01x80.36=0.86/s（方向见图）

%2公=从b也3=0.01x161.07«1.6/W/5（方向见图）

他）=组=————T^6rad/s（逆时针）

33

lBC134xlO-

a）加速度分析

22

aB1=a^2=IAB-3Ox0.06=54m/s（方向3―>A）

心=62x0.134a4.8m/s（方向37C）

42B3=物02公=2乂6又1.6=19.26/S（方向_102始）

a，

aB2=aB3+B3+aB2B3+aB2B3

方向B^ABTC±BC-J-VB2fi3HBC

大小544.8719.2?

以ua=lm•s”/mm作加速度图（图c）

43=〃涓〃3'=1x29.08工29m/s2（方向见图）

唯二29

=2l6rad/s2

lBC0.134

z=z=z=

5^图示轮系中，已知：Zj-60,z2=i3420,-100o试求传动比i4io(10分)

答:

①「0H20x100二5

60x20~~3(1)

。一①H

-coH_z2z3z4_20x20_1

co4-coHZ]Z2'Z360x203

由式1、2联立可得：

乙।二一1.5

四、设计题（10分）

如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2,颗板长度/曲二300如〃，颗板摆角

9=35。，曲柄长60mm。试设计该四杆机构。

解：

作图步骤：

d）由给定的行程速比变化系数K,得曲柄摇杆

机构的极位夹角

180°x（A：-l）180ox（L2-l）

0==16.36°

K+\-1.241

e）作出摇杆两个极限位置GD和C2D,使NG℃2=35。

f）连接Ci、C2,并作CiM垂直于CC2。

g）作/0。2汽=90。-6=90。-16.36。=73.可。,N与M相交于P点，由图可见,

ZC,PC2=6=16.36。。

h）利用余弦定理求AG（令为x）

（2XLB+为）+工―，cic2

cos6=

2（2xlAB+x）x

量得，cic2=180.42〃〃〃

代入求得连杆的长度：x=225.44mm

i）以Ci为|员I心，x为半径作圆，与前述外接圆的交点即为所求的A点。

j）量得机架长：309.43mm

试题3

一、填空题（每空2分，共20分）

1、机构中按给定的运动规律对立运动的构件称为原动件：而其余活动构件

称为从动件。

2、转动副的自锁条件是：驱动力作用在摩擦圆内。

3、对心曲柄滑块机构，若以曲柄为机架，则该机构演化为导杆机构。

4、机构的压力角是指力与速度所夹锐角。

5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加速度运动规律有柔性冲击。

6、齿轮机构的重合度愈大，表明同时参加啮合的轮齿对数愈多。

7、棘轮机构的主要组成构件有：棘轮、棘爪、止动爪等。

8、机器速度波动的类型有：周期性速度波动、非周期性速度波动。

9、设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采

取的措施是：加大基圆半径。

10、在曲柄摇杆机构中，当一曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。

二、简答题（每小题5分，共25分）

1、何谓运动副及运动副元素？

答：

运动副是指两构件直接接触具有确定的相对运动关系的一种联结。

（书本）：两个构件直接接触而组成的可动的联接。

运动副元素：参加接触的部分。

两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。

2、列举5种能实现连续回转运动的机构。

答：

1）摩擦传动机构：如带传动、摩擦轮等

2）啮合传动机构：如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等

3）连杆机构：如双曲柄机构、平行四边形机构等。

3、简述进行质量代换需要满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件?

答：

质量代换法需满足三个条件：

1、代换前后构件的质量不变；

2、代换前后构件的质心位置不变；

3、代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；

其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。

4、齿轮传动要匀速、平稳地进行，必须满足哪些条件？

答：

1）对齿廓的要求：齿廓满足定传动比的齿廓啮合基本定律。

2）对重合度要求：齿轮啮合的重合度大于1。

3）对正确啮合要求：满足正确啮合条件。

5、有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子,

问是否可行？为什么？

答：不一定。

令滚子半径为9；凸轮理论轮廓线的最小曲率半径为「min

当：9>Pmin时：工作廓线出现交叉，出现失真现象。这时不可行。

当：9=Pmin时：工作廓线出现尖点，凸轮轮廓在尖点处易磨损而导致失真。这时也

不可行。

当：乙时：这时也不可行。

三、计算题（共45分）

1、绘制唧筒机构简图（草图）。（5分）

2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度；以EG为原动件时分析组成此机构的基

木杆组及机构级别“（10分）

答：活动构件n=7；低副pl=10；

所以机构的自由度为

产二3〃一（20+p〃一"）一F'=

3x7-（2x10+1x0—0）—0=1

以AB为元动件：

机构可分解成下图。为HI级机构

H

3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5分）

答：A点为P12；

B点为P23；

C点为P34；

D点为P14；

P”由三心定理求得为B点,见图。

P24由三心定理求得为D点，见图。

4、图示较链四杆机构中，已知

lBC=50mmJCD=35/wnJAD=3O〃W2,AD

为机架，（15分）

（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求乙8的最大值;

（2）若此机构为双曲柄机构，求/相的最小值；

（3）若此机构为双摇杆机构，求/"值的范围；

解：1）曲柄摇杆机构要求满足“杆长条件”；曲柄为连架杆且

最短三个条件。

由“杆长条件"知：lAB十lBC<lAD十lCD

即：lAB<lAD+lCD-1BC=30+35-50=15mHi

所以〃s的最大值为：15mm

2）为双曲柄机构有两种情况：

>满足“杆长条件”；最短杆为机架：。

>满足平行四边形机构条件。（•••lBC*lAD「.排除）

当BC为最长杆时：

由“杆长条件”知：lAD+lBC<lAB+lCD

即：lA[i>lAD4-lRC-1CD=30+50-35=45rrvn

当AB为最长杆时:

由“杆长条件”知：lAD+lAB<lBC+lCD

即：lAB<lBC+lCD-4。=50+35-30=55iwn

所以I.的最小值为：45mm

3）为摇杆机构有两种情况：

>满足“杆长条件”；BC为最短杆（丁lBC>lCD：.排除）o

>不满足“杆长条件''

当AD为最短杆时：

要求：IAD+IBC>IAB+〔CD；得：45—50

或

+〔AB》〔BC+1CD；1AB>50得：1AB―55

当AB为最长杆时：

要求：IBC+IAB>IAD+ICD；GW30得：15<L430

5、在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a使齿轮3,和4,啮合。又移动双联齿轮b使齿轮

5,和6,啮合。已知各轮的齿数为4=42,Z2=58,Z3'=38,Z4'=42,Z/=50,Z6'=48,电动

机的转速勺=1445"min,求带轮转速的大小和方

向。（10分）

解：

i=ZzZ'Z：58x42x48一1仃

,6'42X38X50

叱=三=小竺-n-983r/min

心T47

四、设计题（10分）

试设计一校链四杆机构。已知其摇杆CD的长度/CD=75僧区,行程速度变化系数

K=1.5,机架AD的长度lAD=100zwn。（p、=45°是摇杆CD的一个极限位置与机架AD

间较小的一个夹角。试用图解法求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。

解:

作图步骤:

k）极位夹角eJ8（r£KQJ80Ox（L5-1）=36。

K+11.5+1

1）作标=100,阳〃

m）作线段DG，使NGZM=45。

n）作线段AC2,使NGAG=%。

o）量得ACi=70.84mm;ACz=169.46mm

p）曲柄和连杆的长度I.、为

169.46-70.84

,AC,-ACL

lAB=——-----=------------=49.3\mm

,AG+AC169.46+70.84

l=——------=-------------=120.15mm

BRCr22

第二章平面机构的结构分析

2-1绘制图示机构的运动简图。

2-3计算图示机构的自由度，并指出复合较链、局部自由度和虚约束。

(b)(C)

(d)(e)(fi

解：

(a)C处为复合较链。H=7,Ph=O>prlOo

自由度Fw=3n-2=3x7-2x10-0=1o

(b)B处为局部自由度，应消除。n=3,p行2,p尸2

自由度Fw=3n—2p/—ph=3x3—2x3—1x2=1,,

(c)B、D处为局部自由度，应消除。〃=3,pQp尸2。

自由度Fw=3n-2pl-ph=3x3-2x3-lx2=l»

(d)CH或DG、J处为虚约束，B处为局部自由度，应消除。〃=6,p/1,p尸8。

自由度^=3/7-2/?,-^=3x6-2x8-1=10

(e)由于采用对称结构，其中一边的双联齿轮构成虚约束，在连接的轴颈处，外壳与支架

处的连接构成一个虚约束转动副,双联齿轮与外壳一边构成虚约束。其中的一边为复合

钱链。其中〃=4,p行2,p尸4。

自由度Fw=3n—2P/—=3x4—2x4—2=2。

（f）其中，n=8,pr0,prllo

自由度Fw=3n-2pt-ph=3x8—2x11—0=20

（g）①当未刹车时，〃=6,ph=0,p尸8,刹车机构自由度为

Fw=3/?-2p/-p/r=3x6-2x8-0=2

②当闸瓦之一刹紧车轮时，〃=5,p行0,pi=7,刹车机构自由度为

Fw=3n-2p/-p/l=3x5-2x7-0=l

③当两个闸瓦同时刹紧车轮时，〃=4,p/0,p尸6,刹车机构自由度为

Fw=3〃-2p,-必=3x4-2x6-0=2

2-3判断图示机构是否有确定的运动，若否，提出修改方案。

分析（a）要分析其运动是否实现设计意图，就要计算机构自由度，不难求出该机构自由度

为零，即机构不能动。要想使该机构具有确定的运动，就要设法使其再增加一个自由度。

（b）该机构的自由度不难求出为3,即机构要想运动就需要3个原动件，在一个原动件的

作用下，无法使机构具有确定的运动，就要设法消除两个自由度。

解：（a）机构自由度Fw—3n-2pl—ph—3x3-2x4—1—0o

该机构不能运动。

修改措施：

（1）在构件2、3之间加一连杆及一个转动副（图a-1所示）；

（2）在构件2、3之间加一滑块及一个移动副（图a-2所示）；

（3）在构件2、3之间加一局部自由度滚子及一个平面高副（图a-3所示）。

（4）在构件2、4之间加一滑块及一个移动副（图a-4所示）

修改措施还可以提出几种，如杠杆2可利用凸轮轮廓与推杆3接触推动3杆等。

（b）机构自由度&二3九-2历-场=3x5-2x6-0=3。在滑块的输入下机构无法具

有确定的运动。

修改措施

（1）构件3、4、5改为一个构件，并消除连接处的转动副（图b-1所示）：

（2）构件2、3、4改为一个构件，并消除连接处的转动副（图b-2所示）；

（3）将构件4、5和构件2、3分别改为一个构件，并消除连接处的转动副（图b-3所示）。

第三章平面机构的运动分析

3-1试确定图示各机构在图示位置的瞬心位置。

解：瞬心的位置直接在题图上标出。

Pp->oo

(

P2AC鬲P23g)

区1%2」

4

(b)

00

图3-1

3-2在图示四杆机构中，lAB=60mm,lCD=90mm,/4D=/flC=120mm,(O2=10rad/s,试用瞬

心法求:

(1)当夕=45°时，点C的速度口;

(2)当0=165°时，构件3的8C线上(或其延长线上)速度最小的一点£的位置及其速度

大小；

(3)当%=0时，0角之值(有两个解)。

解：以选定的比例尺4=0.005也/〃〃〃作机构运动简图如图3-2所示。

（1）定瞬心P13的位置，求V”

g=电脑/%=6.07rad/5

vc=内=0.547/71/5

（2）如图（b）所示，定出构件2的BC线上速度最小的一点E位置及速度的大小。

因为BC线上速度最小之点必与P24点的距离最近，故从P24点引BC线的垂线交于点E,由

图可知

/2=GJAB，[BP，A=73lrad/s

vE=COJEPU=0.189m/s

（3）定出匕=0的两个位置见图（c）所示，量出Q]=160.42°,02=313.43。

第五章机械效率

5-6图示为一颗式破碎机在破碎矿石时要矿石不至被向上挤出，试问。角应满足什么条件?

经分析你可得出什么结论？

题5・6图题5-6解图

解:设矿石的重量为Q，矿石与鄂板间的摩擦因数为/，则摩擦角为

（P=arctanf

矿石有向上被挤出的趋势时，其受力如图所示，由力平衡条件知：

2^sinl|-^j-e=0

即FR=Q2s哨一夕

仁康=sin.a

sin

FR2

当77'WO时，即］CL一940,矿石将被挤出，即自锁条件为。42夕。

第六章平面连杆机构

6—3在图示较链四杆机构中，各杆长度分别为乙B=28mm,/5c=52mm,=50mm,lAD=72mm.,

(1)若取AO为机架，求该机构的极位夹角。，杆CZ)的最大摆角0和最小传动角/min；

(2)若取A5为机架，该机构将演化成何种类型的机构?为什么?请说明这时。、。两

个转动副是周转副还是摆转副？

解：(1)作出机构的两个极位，如图所示，并由图中量得

。=19。，夕=71。，/=23°,/=51°

所以。=/=23。。

(2)①由乙+4V/2+/3可知，所示的校链四杆机构各杆长度符合杆长条件；②当取最短杆

1为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；③最短杆1参与构成的转动副A,B都是周转副，而

C,D为摆转副。

6—4在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为，8=160mm,lBC=260mm,lCD=200mm,lAD

=80mm；并已知构件A3为原动件，沿顺时针方向匀速I可转，试确定：

(1)四杆机构A8C。的类型;

(2)该四杆机构的最小传动角九向；

(3)滑块厂的行程速比系数K。

解：⑴由几十/席〈加+/°且最短杆AD为机架可知，题中的四杆机枸ABCD为双曲柄机构。

(2)作出四杆机构ABCD传动角最小时的位置，如题6-4解图所示，并量得/=61。，

/=13。，所以，/访=/=13,

(3)作出滑块F的上、下两个极位及原动件AB与之对应的两个极位，并量得夕=44。,

求出滑块F的行程速比系数为

“180。+。180°+44°­

K=---------=---------=1.65

180。―6180°+44°

行程速比系数为K=1.65。

6-8如图示，设已知破碎机的行程速比系数K=L2,颗板长度/e=300mm,颗板摆角

°=35。，曲柄长度48=80mm,求连杆的长度，并检验最小传动角九而是否符合要求。

解：先计算极位夹角:

K-\1.2-1

6>=180°=180°=16.36°

^+11.2+1

取相应比例尺.作出摇杆CO的两极限位置CO和C20和固定钱链A所在圆si（保留作图线）。

如图（题6-8解图）所示，以C2为圆心，2AB为半径作圆，同时以F为圆心，2FC2为半径作

圆，两圆交于点E,作C2E的延长线与圆si的交点，即为较链A的位置。

由图知：

lBC=M4C]+a=310/77/72

%=7〃=45。>40。

第八章齿轮机构

8-5已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构，a=20°,力：=1,m=4mm,Zj=18,z2

=41o试求:

（1）标准安装时的重合度£小

（2）用作图法画出理论啮合线MN2,在其上标出实际啮合线段gB2,并标出单齿啮

合区和双齿啮合区，以及节点P的位置。

解：（1）求重合度4:

z.cosa18cos200_____

a.=arccos-------=arccos----------=32.25°

a,4+2叫18+2x1

z2cosa41cos20°

42=arccos=arccos-=--2-6-.-3-6-°--

Zz+2%：41+2x1

其实际啮合线4名长度:

题8-5解图

----m

B[B2=­cosa[Zj(tanaal-tana)+z2(tanaa2-tana)]

2

4

=-cos20°[18(tan32.25°-tan20°)+4l(tan26.36°-tan20°)]

=19.11mm

19.17

=1.623

4〃2cosa4^,cos20°

(2)理论啮合曲线和实际啮合曲线以及啮合区如图题8-5解图所示。

8-8某牛头刨床中，有一对渐开线外啮合标准齿轮传动，已知4=17,Z2=118,tn=5mm,

力；=1,a'=337.5mm。检修时发现小齿轮严重磨损，必须报废。大齿轮磨损较轻，沿分度圆

齿厚共需磨0.75mm,可获得光滑的新齿面，拟将大齿轮修理后使用，仍用原来的箱体，试设

计这对齿轮。

解：(1)确定传动类型：

=—(z,+z,)=—(17+118)=337.5w/w

22

因a'=a,故应采用等移距变位传动。

(2)确定两轮变位系数，由题意知

△s0.91八X

x=—x>=---------=-------------=0.25

~2mtana2x5tan20°

故x,=0.25,x2=—0.25

(3)计算几何尺寸(单位：mm),如下表

尺寸名称小齿轮大齿轮

分度圆直径4=mz[=5x17=85d、=rnz、=5x118=590

ha[=(h：+Xj)m=(1+0.25)x5ha2=(h：+x2)m=(1-0.25)x5

齿顶高

=6.25=3.75

%=(£+。"一再)加h/i=W+d-Qm

齿根高

=(1+0.25-0.25)x5=5=(1+0.25+0.25)x5=7.5

%=4+2%=85+2x6.2542=4+2%=590+2x3.75

齿顶圆直径

=97.5=597.5

d八={-2hfl=85-2x5df2=d2-lhf2=590-2x7.5

齿根圆

=75=575

基圆直径db[=4cosa=85cos20°=79.87db2=d2cosa=590cos20°=554.42

0=m{7t/2+2x)tana)s2=皿笈/2+29tana)

分度圆齿厚

=5(乃/2+2x0.25tan20°)=8.76=5(万/2—2x0.25tan20°)=6.94

ex=2-2X1tana)q=m{7r/2-2X2tana)

分度圆齿槽厚

=5(4/2-2x0.25tan20°)=6.94=5(万/2+2x0.25tan20°)=8.76

周节Pi=S[+q=7rm=15.7p2=52+e2=7tm=15.7

8-13一