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绪论 第一章1 1 11 1填空题 填空题 1 机械是 机器 和 机构 的总称 2 各种机构都是用来 传递与变换运动和力的可动 的装置 如 齿轮 机构 连杆 机构 凸轮 机构等 3 凡用来完成有用功 的机器是工作机 如 机床 起重机 纺织机 等 凡将其它形式的能量转换为机械能 的机器是原动机 如 电动机 蒸气机 内燃机 等 4 在机器中 零件是 制造 的单元 构件是 运动 的单元 5 机器中的构件可以是单一的零件 也可以是由 多个零件 装配成的刚性结构 在机械原理课程中 我们将 构件 作为研究的基本单元 6 两 个构件 直接 接触形成的 可动 联接称为运动副 7 面 接触的运动副称为低副 如 移动副 转动副 等 点或面 接触的运动副称为高副 如 凸轮副 齿轮副 等 8 构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统 是运动链 若 组成运动链的各构件构成首尾封闭的系统 称为闭链 若 未构成首尾封闭的 系统 称为开链 9 在运动链中 如果 将其中一个构件固定而成为机架 则该运动链便成为机构 10 平面机构是指组成机构的各个构件均在 同一个平面上 运动 11 在平面机构中 平面低副提供 2 个约束 平面高副提供 1 个约束 12 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目 称为机构的自由度 13 机构具有确定运动的条件是 机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目 绪论 第一章2 计算计算 1 6 1 9 题各机构的自由度 题各机构的自由度 1 21 21 按传动顺序用数字 1 2 3 在图示机构上给构件编号 2 计算自由度 并机构判断有无确定运动 在图中指明复合铰链 局部自由度和虚约束 n 8 pL 10 pH 2 p 0 F 1 F 3n 2pl ph p F 3 8 2 10 2 0 1 1 机构原动件数目 1 机构有无确定运动 有确定运动 1 31 31 按传动顺序用数字 1 2 3 在图示机构上给构件编号 2 计算自由度 并判断机构有无确定运动 在图中指明复合铰链 局部自由度和虚约束 n 8 pL 10 pH 2 p 1 F 1 F 3n 2pl ph p F 3 8 2 10 2 1 1 2 机构原动件数目 2 机构有无确定运动 有确定运动 编号暂略 复合铰链 局部自由度 编号暂略 虚约束 局部自 由度 虚约束 复合铰链 绪论 第一章3 1 41 41 按传动顺序用数字 1 2 3 在图示机构上给构件编号 2 计算自由度 并判断机构有无确定运动 在图中指明 复合铰链 局部自由度和虚约束 n 10 pL 13 pH 2 p 0 F 1 F 3n 2pl ph p F 3 10 2 13 2 0 1 1 机构原动件数目 1 机构有无确定运动 有确定运动 1 51 51 按传动顺序用数字 1 2 3 在图示机构上给构件编号 2 计算自由度 并判断机构有无确定运动 在图中指明 复合铰链 局部自由度和虚约束 n 10 pL 14 pH 1 p 1 F 1 F 3n 2pl ph p F 3 10 2 14 1 1 1 1 机构原动件数目 1 冲压机机构 复 合 铰 链 局部自由度 编号暂略 编 号 暂 略 复合铰链 虚约束 局部自由度 绪论 第一章4 机构有无确定运动 有确定运动 1 61 61 按传动顺序用数字 1 2 3 在图示 机构上给构件编号 2 计算自由度 并判断有无确定运动 在图中指明复合铰链 局部自由度和虚约 束 n 9 pl 13 ph 0 p 0 F 0 F 3n 2pl ph p F 3 9 2 13 0 0 0 1 机构原动件数目 1 机构有无确定运动 有确定运动 1 71 71 按传动顺序用数字 1 2 3 在图示机构上给构件编号 2 计算自由度 并判断有无确定运动 请在图中指明 复合铰链 局部自由度和虚约束 n 7 pL 10 pH 0 p 0 F 0 F 3n 2pl ph p F 复合 铰链 编 号 暂 略 复合 铰链 编 号 暂 略 绪论 第一章5 3 7 2 10 0 0 0 1 机构原动件数目 1 机构有无确定运动 有确定运动 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 6 一 一 填空题 填空题 1 平面连杆机构是由一些刚性构件用 转动 副和 移动 副连接组成的 2 平面连杆机构是由一些 刚 性构件用低副连接组成的 3 在铰链四杆机构中 运动副全部是 转动 副 4 在铰链四杆机构中 能作整周连续回转的连架杆称为 曲柄 5 在铰链四杆机构中 只能摆动的连架杆称为 摇杆 6 在铰链四杆机构中 与连架杆相连的构件称为 连杆 7 某些平面连杆机构具有急回特性 从动件的急回性质一般用 行程速度变化 系数表示 8 对心曲柄滑快机构 无 急回特性 8 偏置曲柄滑快机构 有 急回特性 10 对于原动件作匀速定轴转动 从动件相对机架作往复运动的连杆机构 是否有急回 特性 取决于机构的 极位夹 角是否大于零 11 机构处于死点时 其传动角等于 12 机构的压力角越 小 对传动越有利 13 曲柄滑块机构 当取 滑块 为原动件时 可能有死点 14 机构处在死点时 其压力角等于 15 平面连杆机构 至少需要 个 构件 二 二 判断题 判断题 1 平面连杆机构中 至少有一个连杆 2 平面连杆机构中 最少需要三个构件 3 平面连杆机构可利用急回特性 缩短非生产时间 提高生产率 4 平面连杆机构中 极位夹角 越大 K 值越大 急回运动的性质也越显著 5 有死点的机构不能产生运动 6 机构的压力角越大 传力越费劲 传动效率越低 7 曲柄摇杆机构中 曲柄为最短杆 8 双曲柄机构中 曲柄一定是最短杆 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 7 9 平面连杆机构中 可利用飞轮的惯性 使机构通过死点位置 10 平面连杆机构中 压力角的余角称为传动角 11 机构运转时 压力角是变化的 三 三 选择题 选择题 1 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和 A C 2 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之 和 而充分条件是取 A 为机架 A 最短杆或最短杆相邻边 B 最长杆 C 最短杆的对边 3 铰链四杆机构中 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和 当以 B 为机 架时 有两个曲柄 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边 4 铰链四杆机构中 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和 当以 A 为 机架时 有一个曲柄 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边 5 铰链四杆机构中 若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和 当以 C 为 机架时 无曲柄 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边 6 铰链四杆机构中 若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和 就一定是 双摇杆机构 A C 7 一曲柄摇杆机构 若曲柄与连杆处于共线位置 则当 C 为原动件时 称为机构 的死点位置 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 8 一曲柄摇杆机构 若曲柄与连杆处于共线位置 则当 A 为原动件时 称为机构 的极限位置 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 8 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 9 当极位夹角 B 时 机构就具有急回特性 A 0 C 0 10 当行程速度变化系数 k B 时 机构就具有急回特性 A 1 C 1 11 在死点位置时 机构的压力角 C A 0 B 45 C 90 12 若以 B 为目的 死点位置是一个缺陷 应设法通过 A 夹紧和增力 B 传动 13 若以 A 为目的 则机构的死点位置可以加以利用 A 夹紧和增力 B 传动 14 判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能 可以 A 的大小为依据 A 传动角 B 摆角 C 极位夹角 15 压力角与传动角的关系是 C A 180 B 45 C 90 四 简答题 四 简答题 1 什么叫连杆 连架杆 连杆机构 答 不与机架组成运动副的构件称为 连杆 与机架组成运动副的构件称为 连架杆 由若干刚性构件用低副连接而成的机构称为 连杆机构 2 什么叫连杆机构的急回特性 它用什么来表达 答 对于原动件作匀速定轴转动 从动件相对机架作往复运动的连杆机构 从动件正行 程和反行程的平均速度不相等的现象称为机构的急回特性 机构的急回特性用从动件行程速度变化系数来表达 3 什么叫极位夹角 它与机构的急回特性有什么关系 答 从动件处于两个极限位置时对应的原动件 曲柄 位置所夹的角 称为极位夹角 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 9 从动件速度行程变化系数 K 其中 为极位夹角 4 什么叫死点 它与机构的自由度 F 0 有什么区别 答 四杆机构中 当连杆运动至与转动从动件共线或与移动从动件移动导路垂直时 机 构的传动角为 的位置称为死点位置 死点与自由度 F 0 的运动链不同 自由度 F 0 的运动链无法运动 而具有死点的 机构是可以运动的 只是需要避免在死点位置开始运动 同时采取措施使机构在运动过 程中能顺利通过死点位置并使从动件按预期方向运动 5 什么叫连杆机构的压力角 传动角 研究传动角的意义是什么 答 连杆对从动件的作用力方向与力作用点的速度方向的夹角称为连杆机构的压力角 压力角的余角称为传动角 由于传动角有时可以从平面连杆机构的运动简图上直接观察其大小 因此 在平面 连杆机构设计中常采用传动角来衡量机构的传动质量 五 分析计算设计题 五 分析计算设计题 1 根据图中标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构 双曲柄机构 还是双摇 杆机构 解 解 a b c d a 因为 满足杆长之和条件 且最短构 件为机架 因此该机构为双曲柄机构 b 因为 2 6 60 7 3 不满足杆长之和条件 因此该 机构为双摇杆机构 d 因为 0 不满足杆长之和条件 因此 该机构为双摇杆机构 2 在图示铰链四杆机构中 已知 lAB 30mm lBC 110mm lCD 80mm lAD 120mm 构件 1 为 原动件 1 判断构件 1 能否成为曲柄 2 在图中标出构件 3 的极限工作位置和最大摆角 max 写出行程速度变化系数表 达式 3 在图中标出最小传动角位置和最小传动角 min 4 当分别固定构件 1 2 3 4 时 各获得何种机构 解 因为 lAB lAD 30 120 150 lBC lCD 80 120 200 满足杆长之各 条件 且 AB 为最短构件 因此构件 为曲柄 180 180 K A B C D 1 2 3 4 C1 C2 B1 B2 max 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 11 A B C D 1 2 3 4 min 构件 为机架时 机构为双曲柄机构 构件 为机架时 机构为曲柄摇杆机构 构件 为机架时 机构为双摇杆机构 构件 为机架时 机构为曲柄摇杆机构 3 下列各机构图中标注箭头的构件为原动件 试用作图法求解 画出各机构的极限工作位置 判断有无急回作用 标注出图示位置时机构的压力角和传动角 并画出最大传动角和最小传动角位置 判断各机构是否存在死点 若存在请在图中画出死点位置 解 如图所示 B1C1 B2C2位置为机构的两个极限工作位置 该机构摇杆为主动件 曲柄作变速回转 因此 无急回特性 A B C D C1 C2 C3 C4 B1 B2 B3 B4 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 12 机构图示工作位置的压力角和传动角分别为上图中 和 最大传动角位置为 B3C3 B4C4位置 在这两个位置连杆与曲柄垂直 压力角为 传动角为 最小 传动角位置为 B1C1 B2C2位置 在这两个位置 连杆与曲柄共线 压力角为 传 动角为 该机构摇杆为原动件 存在死点位置 图中 B1C1 B2C2位置为死点位置 如图所示 B1C1 B2C2位置为机构的两个极限工作位置 连杆与曲柄共线 该机 构有急回特性 A B C C1 C2 B1 B2 B3 C3 B4B5C4 C5 机构图示工作位置的压力角和传动角分别为上图中 和 最大传动角位置为 B4C4和 B C 位置 连杆与滑块导路重合 连杆对滑块的作用力方向与滑块运动方向一 致 压力角为 传动角为 最小传动角位置为 B3C3位置 在这个位置压力角最 大 传动角最小 该机构曲柄为原动件 不存在死点位置 如图所示 B1 B2位置为机构的两个极限工作位置 该机构有急回特性 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 13 C A B B2 B1 v F 在任何位置 滑块对导杆的作用力始终垂直于导杆 与力作用点速度方向相同 因此 压力角始终等于 传动角始终等于 该机构曲柄为原动件 不存在死点位置 4 试设计一曲柄摇杆机构 设摇杆两极限位置分别为 12 1509040 lCD mm lAD 50 mm 用图解法求 lAB lBC及行程速比系数 K 和最小传动角 min 解 1 取比例尺 l 1 mm mm 先将已知条件画出 2 测得 ACll BCAB1 26 mm ACll BCAB2 64 mm 两式联立求得 lAB 19 mm lBC 45 mm 3 测得 C AC 12 15 所以 K 180 180 18015 18015 118 4 测得 min 42 第二章第二章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 14 5 如图所示 已给出平面四杆机构的连杆和主动连架杆AB的两组对应位置 以及固 定铰链D的位置 已知lAB 25 mm lAD 50 mm 试设计此平面四杆机构 解 用反转法 以比例尺 l AB l AB mm mm 作 图 机构图如AB1C1D所示 解得 l BC lCD BCl CDl 得 lBC 60 mm lCD 55 mm 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 15 一 单项选择题单项选择题 1 与连杆相比 凸轮机构的最大的缺点是 A 惯性力难以平衡 B 点 线接触易磨损 C 设计较为复杂 D 不能实现间歇运动 2 与其他机构相比 凸轮机构最大的优点是 A 可实现各种预期的运动规律 B 便于润滑 C 制造方便 易获得较高的精度 D 从动件的行程可较大 3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数 A 摆动尖顶推杆 B 直动滚子推杆 C 摆动平底推杆 D 摆动滚子推杆 4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲 在其他条件相同的情况下 偏置直动推杆与对 心直动相比 两者在推程段最大压力角的关系为 A 偏置比对心大 B 对心比偏置大 C 一样大 D 不一定 5 下述几种运动规律中 即不会产生柔性冲击也不会产生刚性 可用于调整场 合 A 等速运动规律 B 摆线运动规律 正弦加速度运动规律 C 等加速等减速运动规律 D 简谐运动规律 余弦加速度运动规律 6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用压力角许用值时 可采用 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 16 措施来解决 A 增大基圆半径 B 改用滚子推杆 C 改变凸轮转向 D 改为偏置直动尖顶推杆 二二 填空题填空题 1 在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中 等速运动规律 只宜用于低速 等加 速 等减速运动规律 和 余弦加速度运动规律 不宜用于高速 而 正弦加速度运动 规律 和 五次多项式运动规律 都可在高速下应用 2 滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从 凸轮回转中心 到 凸轮理论廓线 的最短距离 3 平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中 其压力角等于 0 4 在凸轮机构推杆的常用运动规律中 等速运动规律 有刚性冲击 等加速等减速 运动规律 余弦加速度 运动规律有柔性冲击 正弦加速度运动规律 和 五次多项 式 运动规律无冲击 5 凸轮机构推杆运动规律的选择原则为 满足机器工作的需要 考虑机器 工作的平稳性 考虑凸轮实际廓线便于加工 6 凸轮机构中 使凸轮与从动件保持接触的方法有 力封闭法 和 几何封闭法 两种 7 凸轮的基圆半径越小 则凸轮机构的压力角越 大 而凸轮机构的尺寸越 紧凑 8 用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时 常采用 反转法 法 即假设凸轮 静止不动 从动件作 作绕凸轮轴线的反向转动 方向转动 和沿从动件导 路方向的往复移动 的复合运动 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 17 9 设计滚子从动件盘形凸轮机构时 滚子中心的轨迹称为凸轮的 理论 廓线 与滚 子相包络的凸轮廓线称为 实际 廓线 三三 简答题简答题 1 1 凸轮施加给从动件的正压力方向与从动件受力点处的速度方向所夹锐角 2 压力角的大小可影响凸轮机构尺寸和凸轮机构的传力效果 2 1 与基圆半径有关 2 与偏距大小 方向有关 3 与从动件类型有关 4 与运动规律的选择有关 3 1 向右偏置好 2 向右偏置 可使工作行程中的压力角减小 3 偏置过多 会使行程始末点附近的压力角增大过多 若偏距超出基圆半径 会导 致从动件与凸轮脱离接触 4 1 不相同 2 凸轮的实际廓线相同 而从动件端部形状不同时 该凸轮的理论廓线不相同 故从动件的运动规律不相同 5 1 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 18 2 有冲击 3 ABCD 处有柔性冲击 四四 计算分析题计算分析题 1 1 2 1 s线图如图示 s mm m1 2 凸轮廓线如图示 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 19 3 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 20 4 找出凸轮转过 90 的位置 标出 10 标出 0 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 21 一 一 单项选择题单项选择题 1 渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间所夹的 锐角 A 绝对速度 B 相对速度 C 滑动速度 D 牵连速度 2 渐开线在基圆上的压力角为 A 20 B 0 C 15 D 25 3 渐开线标准齿轮是指均为标准值 且分度圆齿厚 齿槽宽的齿轮 a chm A 小于 B 大于 C 等于 D 小于且等于 4 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合 它们的 必须相等 A 直径 B 宽度 C 齿数 D 模数 5 齿数大于 42 压力角 20 的正常齿渐开线标准直齿外齿轮 其齿根圆 基 圆 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于且等于 6 渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值 A 齿距 B 基圆齿距 C 齿厚 D 齿槽宽 7 渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时 其啮合角恒等于齿轮上 的压力角 A 基圆 B 齿顶圆 C 分度圆 D 齿根圆 8 用标准齿条型刀具加工的渐开线标准直齿轮时 不发生根切的最1h20 a 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 22 少齿数为 A 14 B 15 C 16 D 17 9 正变位齿轮的分度圆齿厚 标准齿轮的分度圆齿厚 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于且等于 10 负变位齿轮的分度圆齿槽宽 标准齿轮的分度圆齿槽宽 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于且等于 11 斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 上 A 端面 B 轴面 C 主平面 D 法面 12 在蜗杆传动中 用来计算传动比 i12是错误的 A i12 1 2 B i12 d1 d2 C i12 z1 z2 D i12 n1 n2 二 二 填空题填空题 1 渐开线离基圆愈远的点 其压力角 愈大 2 渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的 它在 基圆 上的压力角 为零 在 齿顶圆 上的压力角最大 在 分度圆 上的压力角则取为标准值 3 用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时 刀具的 中 线与轮坯的 分度 圆之间作纯 滚动 4 用同一把刀具加工 m z 均相同的标准齿轮和变位齿轮 它们的分度圆 基 圆和齿距均 相等 5 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时 两轮的节圆分别与其 分度 圆重合 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 23 6 有一对的标准直齿圆柱齿轮传动 当正确安装时 25 0 1 20 4 a chm 顶隙为 1mm 理论上的侧隙为 0 当中心距变动量 aa0 5 mm 时 顶隙变 为 1 5mm 7 正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高 增大 齿根高 减小 8 斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高 无论从法面或端面来都是 相同 的 9 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为 法面模数与压力角相等并等于标准 值 螺旋角大小相等方向相反 10 蜗杆的标准模数和标准压力角在 轴 面 蜗轮的标准模数和标准压力角在 端 面 11 直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以 大端 作为基准 12 齿轮分度圆是指 齿轮尺寸计算的基准圆 一般在其上具有标准模数和标准压 力角 的圆 节圆是指 一对齿轮啮合时作纯滚动 的圆 13 用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮 发生根切的原因是 刀具的齿顶线或齿顶 圆超过了啮合线与轮坯基圆的切点 14 决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有 z m a 写出用参数 a h c 表示的齿轮尺寸公式 r 2 zm b r cosr a rmhr a f rmchr a 15 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时 节圆与分度圆不 重合 分度圆的大小取决于 m z 而节圆的大小取决于 安装中心距和传动 比 三 简答题三 简答题 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 24 1 何谓节圆 单个齿轮有没有节圆 什么情况下节圆与分度圆重合 2 何谓啮合角 啮合角和分度圆压力角有什么关系 3 根切现象与不发生根切的条件 4 蜗杆蜗轮的正确啮合条件 5 周节 齿距 为mm 压力角为的渐开线直齿圆柱齿轮能够与周 节 p112 566371 120 为mm 压力角为的直齿齿条正确啮合传动吗 为什么 p211 808526 20 根据渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件 两齿轮法节pn 即法线齿距 等于基圆齿距 等于 必须相等 cosp 题中 齿轮的法节为 mm 111 cos ppn 20cos566371 12526 808 11 齿条的法节为 mm 212 cos ppn 0cos808526 11526 808 11 因为 所以 这一齿轮和齿条能够正确啮合传动 2n1n pp 6 试问渐开线齿轮的齿数 模数 齿顶高系数和两轮的中心距 啮合角 对渐开线 齿轮传动的重合度各有何影响 1 齿数增加 齿顶高系数增加 啮合 角减小 将使重合度增加 2 模数与重合度无关 3 两轮中心距变大 重合度减小 7 有一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动 设计计算得出的标准中心距mm 而实100 a 际加工出的齿轮轴孔中心距为mm 试阐述这对齿轮安装以后其传动比 齿侧间隙 102 a 顶隙 啮合角 重合度的变化情况 不必计算 当实际中心距比标准中心距大时 传动比不变 齿侧间隙变大 顶隙变大 啮合角 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 25 变大 重合度变小 8 一对齿顶高系数和另一对ha 1的标准直齿圆柱齿轮若具有相同的模数 分度 8 0 a h 圆压力角和齿数z z 12 问哪一对齿轮具有较大的重合度 并说明其理由 ha 1的一对齿轮具有较大的重合度 因齿高较高 因而实际啮合线长 而两者的基节 或法节 相等 按定义 B Bp 12b 可知 ha 1的 较大 四 分析计算题 1 解 确定两轮的齿数 1 2 12 z z i 21 2 1 zzma 25 591 10 3502 1 2 12 im a z4525 5 9 1122 ziz 故 25 45 1 z 2 z 计算两轮的几何尺寸如下 将各尺寸名称 计算公式 数据代入式及结果填于表内 小齿轮大齿轮 mmmzd2502510 11 mmmzd4504510 22 mmmhdd aa 2702 11 mmmhdd aa 4702 22 mmmchdd af 2252 11 mmmchdd af 4452 22 mmddb923 234cos 11 mmddb862 422cos 22 mmmchh a 5 2210 25 0 1 22 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 26 mmmhh aa 10 mmmchh af 5 12 mmmp416 31 mmms708 15 2 1 mmme708 15 2 1 mmppb521 2920cos416 31cos mm i a d250 1 2 12 1 mm i ai d450 1 2 12 12 2 mmmcc5 21025 0 2 解 已知 p刀 mm 5 m刀 p刀 5 mm 即 m m刀 5 mm 刀 20 a O1P 60 mm v r O1P 60 mm 由 r mz 2 24 5 6022 m r z mm38 5620cos60cos b rr 3 解 1 mm21 21 vr 143 212 2 mrz 2 233 0 3 21 7 21 7 21 mrx 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 27 3 176 0 17 1417 min x 不根切x min x 4 解 1 求 B1B2及 arccos rb1 ra1 arcos r1cos ra1 1a arccos rb2 ra2 arcos r2cos ra2 2a 代入公式 21B B B1B2 Pb B1B2 mcos 1 63 当刚好能连续传动时 有 1 即 z1 tg a1 tg z2 tg a2 tg 2 1 将各尺寸参数的计算式 数据代入式及结果写于以下各式 23 24 a cos cos a r1 rb1 cos r2 rb2 cos c c m a a 5 解 由于该齿轮 若按标准齿轮加工 0 1 a h 20 35 z17 min zz 所以齿廓的渐开线起始点在基圆外 若要使齿廓的渐开线起始点在基圆上 必须变 位且采用负变位 由渐开线起始点在基圆上的条件 得 2 sin 2 1 mzxmmha 则 0471 1 20sin35 2 1 1sin 2 1 22 zhx a 6 解 B1B2 单 双 0 37 0 63 0 63 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 28 5 1 1 2 12 d d ia dd 2 21 算出 mm mm80 1 dd2120 20 1 1 m d z30 2 2 m d z mm mmdd b cos 11 207518 dm zha a 11 288 mm mmdd b cos 22 20112 76 dm zh aa 22 2128 mmdm zhc fa 11 2270 mmdm zhc fa 22 22110 如图 为理论啮合线 为实际啮合线 N N 12 B B 12 Pb mcos B B 12 B B 12 aa102 1 不变 1 r 1a2 r r 1f2a rr 2f r 变化 1 r 2 r 2 5 1 102 1 2 12 21 r r l rr mm r mm r 2 61 8 40 2 1 102 20cos100 arccos cos arccos a a 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 29 613522887 22 7 解 b21 pNN mm 621 2420cos639 1 cos39 1 b21 m pNN sin 212b1b21 rrtgrrNN mm 99 7120sin 6 24sin 0 2121 NNrr 99 71 22 21 mzmz 246299 71299 71 21 mzz 根据已知条件 它们的齿顶圆都刚好通过彼此对方的极限啮合点 所以必有 2a1a rr 即 12 21 zz mm 841621262 a12a1a mhmzdd 8 解 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 30 解 计算中心距及重算螺旋角 a 取 mmzz m a n 4663 248 4020 15cos2 8 cos2 21 mma250 则 26 16 4020 2502 8 arccos 2 arccos 21 zz a mn 3791 0 cos tan tan n t 7635 20 t mm m m n t 3333 8 cos 计算几何尺寸及当量齿数 将各尺寸名称 计算公式 数据代入式及结果填 于表内 尺寸名称小 齿 轮大 齿 轮 分度圆直径 mmz m d n 6665 166 cos 11 mmz m d n 3330 333 cos 22 齿顶圆直径 mmmhdd nana 6665 1822 11 mmmhdd nana 3330 3492 22 齿根圆直径 mm mchdd nnanf 6665 146 2 11 mmmchdd nnanf 3330 313 2 22 基圆直径 mmdd tb 8418 155cos 11 mmdd tb 6836 311cos 22 齿顶高和齿根 高 mmmhh nana 881 mmmchh nnanf 108 25 0 1 齿厚 mmms nn 5664 12 2 1 mmms tt 0894 13 2 1 齿距 mmmp nn 1327 25 mmmp tt 1798 26 当量齿数 6055 22 cos3 1 1 z zv2111 45 cos3 2 2 z zv 第四章第四章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 31 重合度 4441 31 6665 182 4814 155 arccos arccos 1 1 1 a b at d d 8458 26 3330 349 6836 311 arccosarccos 2 2 2 a b at d d t tattat p b zz tan tan tan tan tan 2 1 2211 8823 1 1798 26 26 16tan30 7635 20tan8458 26 tan40 7635 20tan4441 31 tan20 2 1 9 解 第五章第五章 轮系轮系 32 一 填空题 一 填空题 1 轮系可以分为 定轴轮系和 周转轮系 2 定轴轮系是指 当轮系运动时 各轮轴线位置固定不动的轮系 周转轮系是指 轮系运动时 凡至少有一个齿轮的轴线是绕另一齿轮的轴线转动的轮系 3 周转轮系的组成部分包括 太阳轮 行星轮 和 行星架 4 行星轮系具有 1 个自由度 差动轮系有 2 自由度 5 行星轮系的同心条件是指 要使行星轮系能正常运转 其基本构件的回转线必须在同 一直线上 6 确定行星轮系中各轮齿数的条件包括 传动比条件 同心条件 均布条件 邻接条件 二 分析计算题 1 1 在图示的车床变速箱中 移动三联齿轮 a 使 3 和 4 啮合 双移动双联齿轮 b 使齿轮 5 和 6 啮合 已知各轮的齿数为 z1 42 58 2 z38 3 z 电动机的转速为42 4 z48 5 z48 6 z n1 1445r min 求带轮转速的大小和方向 解 38 58 483842 484258 5 31 6 42 6 1 16 zzz zzz n n i 与电动机转动方向相反 min 946 6 rn 2 在图示的轮系中 已知各轮齿数为 已知齿轮 1 4 5 720zzzzz 65321 为同轴线 试求该轮系的传动比 17 i 1 zzzzz 41231 225520100 第五章第五章 轮系轮系 33 zzzz 7561 2332060 2 i z z z z z z z z z z 17 32 3 4 6 7 1 2 3 5 6 1 10060 2020 15 3 在图示轮系中 已知 蜗杆为单头且右旋 转速 转动方向如图示 n11440 r min 其余各轮齿数为 试 40 2 z20 2 z30 3 z18 3 z54 4 z 1 说明轮系属于何种类型 2 计算齿轮 4 得转速 n4 3 在图中标出齿轮 4 的转动方向 1 定轴轮系 2 r minn zzzn zzz 4 1231 234 1 20 18 403054 14408 3 方 向 n4 第五章第五章 轮系轮系 34 4 4 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 并指出当 15 i 提升重物时手柄的转向 从左往右看时的 转向 解 方向判断用画箭头的方法完成 从左往右看时的转向为逆时针方向 23451 15 51 234 20 30 40 52 20 15 1 18 577 7 z z z zn i nz z zz 5 5 在图示周转轮系中 已知各齿轮的齿数 齿轮 1 的转速60 20 25 15 3 221 zzzz 齿轮 3 的转速 其min 200 1 rn min 50 3 rn 转向相反 1 求行星架 H 的转速 nH的大小和方向 2 当轮 3 固定不动时 求 nH的大小和方向 解 图示为一差动轮系 其转化机构的传动 比为 5 2015 6025 21 32 3 1 13 zz zz nn nn i H HH 设齿轮 1 的转速为正值 则齿轮 3 的 转速为负值 将已知值代入得 转向与齿轮 3 的转向相同 2 当min 33 8 6 50 6 50 5200 6 5 31 r nn nH 轮 3 固定不动时 6 33 3r min 方向与 n1的方向相同 H ii 1313 1 H n 6 6 在图示自动化照明灯具的传动装置中 已知输入轴的转速 n1 19 5r min 各齿轮的齿 数为 z1 60 z2 z3 30 z4 z5 40 z6 120 求箱体 B 的转速 nB 解 将该传动装置反转 转化后的轮系为定轴轮系 其传动比为 B n 第五章第五章 轮系轮系 35 2 3060 12030 531 642 6 1 16 zzz zzz nn nn i B B B 31 161 B B ii 所以 方向与 n1的方向相同min 5 6 rnB 7 已知轮系中各轮模数均相等 20 15 60 221 zzz 求 H iz 13及 解 图示为一行星轮系 由同心条件得 2321 22 zz m zz m 所以 65152060 2 213 zzzz 0 3 21 32 3 1 13 n zz zz nn nn i H H H 16 3 16 13 1 2060 6515 111 21 32 131 zz zz ii H H 齿轮 1 与行星架 H 的转向相同 8 8 在图示轮系中 各齿轮均是模数相等的标 准齿轮 并已知 22 34 21 zz18 4 z 试求齿数及 并计算传动比88 6 z 3 z 5 z AB i 解 根据同心条件 78222342 213 zzz 1 2 3 4 组成行星轮系 4 为系杆 第五章第五章 轮系轮系 36 21 32 43 41 4 13 zz zz nn nn i 2941 3 11 21 32 4 1314 zz zz ii 4 5 6 B 组成行星轮系 0 6 4 6 6 4 46 n z z nn nn i B B B 8889 5 18 10611 4 6 464 z z ii B B A 和 B 的转向一致 3987 19 44 BAAB iii 9 9 在图示轮系中 单头右旋蜗杆 1 的回转方向 如图 各轮齿数分别为 蜗杆 1 的转速37 2 z15 2 z25 3 z20 3 z60 4 z r min 方向如图 试求轴 B 的转速 nB的大小及方向 标明从右往左看时的旋向 1450 1 n 解 1 2 为定轴轮系 方向 n n z z n n 1 2 2 1 2 1 37 1 37 2 3 3 4 B 为