机械原理课后习题答案部分

1、第二章2-1 何谓构件 ?何谓运动副及运动副元素 ?运动副是如何进行分类的 ?答：参考教材 57 页。2-2 机构运动简图有何用处 ?它能表示出原机构哪些方面的特征 ?答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，也可用来进行 动力分析。2-3 机构具有确定运动的条件是什么 ?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机 构的运动将发生什么情况 ?答：参考教材 1213 页。2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项 ?答：参考教材 1517 页。2-6 在图 2-22 所示的机构中，在铰链 C、B、D 处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是 重合的，那么能说该机构有三

2、个虚约束吗 ?为什么 ?答：不能，因为在铰链 C、B、D 中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于 其他两处的作用，所以只能算一处。2-7 何谓机构的组成原理 ?何谓基本杆组 ?它具有什么特性 ?如何确定基本杆组的级别及机 构的级别 ?答：参考教材 1819 页。2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代 ? “高副低代”应满足的条件是什么 ?答：参考教材 2021 页2-11如图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上下运动以达 到冲压目的。试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图

3、？并提出修改方案。解：1)取比例尺绘制机构运动简图2) 分析其是否可实现设计意图。F=3n-( 2P i + Ph - p )-F =3X 3-(2 X 4+1-0)-0=0此简易冲床不能运动，无法实现设计意图。3) 修改方案。为了使此机构运动，应增加一个自由度。办法是：增加一个活动构件，一个低副。修改方案很多，现提供两种。探2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮按图示方向连续回转时 可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而形成真空。（1）试绘制其机构运动简 图；（2）计算其自由度。解：

4、（1）取比例尺作机构运动简图如图所示(2) F=3n-(2pi+ph-p )-F =3X 4-(2 X 4+0-0)-1=1 2-14解：1）绘制机构运动简图 1）绘制机构运动简图F=3n-(2Pi+R - p )-F =3X 5-(2 X 7+0-0)-0=12) 弯曲90o时的机构运动简图探2-15试绘制所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图（以手掌8作为相对固定的机架），井计算自由度解：（1）取比倒尺肌作机构运动简图；（2）计算自由度F 3 7 2 10 12-17计算如图所示各机构的自由度(a) F=3 n-( 2P1+R-p )-F =3X 4-(2 X 5+1-0)-0=1(A

5、 处为复合铰链)(b) F=3n-(2PR- p )-F =3X 7-(2 X 8+2-0)-2=1 (2、4 处存在局部自由度)(c) p =( 2P i + Ph )-3n =2X 10+0-3 X 6=2,F=3n-(2P i + Ph - p )-F =3X 11-(2 X17+0-2)-0=1（C F、K处存在复合铰链，重复部分引入虚约束）探2-21图示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板 1和括动台板5 上两者在D处铰接，使活动台板能相对于固定台极转动。又通过件1,2, 3, 4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽

6、连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时，虽在活动台板上放有较重的重物活动台 板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件2,使铰链B, D重合时.活动台板才可收起（如 图中双点划线所示）。现已知机构尺寸Iab=Iad=90 mm l bc=1 cd=25 mm,其余尺寸见图。试绘 制该机构的运动简图，并计算其自由度。解：F=3n-（2p1+p-p ）-F =3X 5-（2 X 6+1-0）-1=1 2-23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。有如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同。解：1）计算自由度F=3n-(2Pi+R- p )

7、-F =3X 7-(2 X 10+0-0)-0=12）拆组3） EG为原动件，拆组2-24试计算如图所示平面高副机构的自由度 组。并在高副低代后分析组成该机构的基本杆1、解: 1）计算自由度F=3n-（2Pi+Ph - p ）-F =3X 5-（2 X 6+1-0）-仁12）从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副（如图 2所示）3）高副低代（如图3所示）4）拆组（如图4所示）2、解：1）计算自由度F=3n-（2Pi+Fh - p ）-F =3X -（2 X 9+1-0）-1=12）从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副（如图 b所示）3）高副低代（如图c所示）4）拆

8、组（如图d所示）AVV*第二早3 1何谓速度瞬心？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点？答：参考教材3031页32何谓三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确定 ？答：参考教材31页 探3-3机构中，设已知构件的尺寸及点 B的速度Vb（即速度矢量pb），试作出各机构在图示位置时的速度多边形。探3-4试判断在图示的两机构中.B点足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度为 零？怍出相应的机构位置图。并思考下列问题。（1）什么条件下存在氏加速度？（2）根椐上一条请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否 已全部找出。（3）图（a）中，akB2B=23 2VB2B3对吗？为什么。解：（1）图（a）存在哥氏加速

9、度，图（b）不存在（2）由于a b2b=2 2VB2B3故3 3, VB2B3中只要有一项为零，则哥氏加速度为零。图（a）中B 点到达最高和最低点时构件1, 3. 4重合，此时vb2b3=0,当构件1与构件3相互垂直.即 _f=；点到达最左及最右位置时3 2=3 3=0.故在此四个位置无哥氏加速度。图（b）中无论在什么位置都有3 2=3 3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。(3) 对。因为 3 3 = 3 2。3-5在图示的曲柄滑块机构中，已知 Iab 30mmAc 100mmBD 50mmDE 40mm，曲柄以等 角速度! 10rad/s回转，试用图解法求机构在! 45位置时，点DE

10、的速度和加速度以及 构件2的角速度和角加速度。解：（1）以选定的比例尺|作机构运动简图(2)速度分析 v b11 ab 0.3m/s (VC2 VBVC2BVC3VC2C3AB）大小：？?0?方向：？BC/ BC根据速度影像原理，作bd/bC2而/BC求得点d,连接pd。根据速度影像原理，作bde BDE求得点e，连接pe，由图可知Vd vPd 0.23m/s,VE v pe 0.173m/s, Vc2C3VC2C3 0.175m/s, 2v bC2 /1bc 2rad/s（顺 时针）（3）加速度分析aB12Iab3m/s2 (B A)根据速度影像原理作bd/bC2 BD/BC求得点d，连接p

11、d。根据速度影像原理，作bde BDE求得点e，连接pe，由图可知aDa而2.64m/s2,aEape 2.8m/s2, 2 aC2B /lBCan2c2/lBC 8.36rad/s2（顺时针）3-6在图示机构中，设已知各构件的尺寸，原动件 1以等角速度1顺时针方向转动，试用 图解法求机构在图示位置时构件 3上C点速度和加速度（比例尺任选）。(a)(a)(b)(c)3-7 在图示机构中，已知 Iae 70mm, Iab 40mmEF 35mm,lcD75mm,lBc 50mm，曲柄以等角速度i 10rad/s回转，试用图解法求机构在50位置时，C点的速度Vc和加速度ac解：（1）以选定的比例尺

12、|作机构运动简图速度分析 VB1l AB0.4 m/s, VF11Iaf10.72m/sVF5 VF4大小：方向：EFVF1 VF5F1Vd用速度影响法求AF /AFVC（2）速度分析大小：VD VCDED CD大小 方向vcVBABVCBBC方向：（3）加速度分析aB12|AB4m/s2 (BA), aF112Iaf7.2m/s2(FA)aF 5aF4 aF1aF5F1aF 5F1aF5aF4aEnaF4ETaF4E大小：21VF5F1大小：02|4lEFad用加速度影像法求方向：FA /AF方向：FEEF= 1 acnaD acDTacD匚acaBnacBTacB大小：2|3lCD大小：2

13、|2lCBacpc a23m/s方向：C DCD方向：C BCB3-8在图示凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度1 10rad/s转动，凸轮为一偏心圆，其半90。试用图解法求构件2的角速度2和角加速度径 R 25mmlAB 15mm,lAD 50mm, 1解：（1）以选定的比例尺I作机构运动简图(2)速度分析：将机构进行高副低代，其替代机构如图b所示。vB1 vB41lAB o.15m/svB2 vB4 vB2B4大小：？2 vB2 /lBDv/Ibd 2.3rad/s(逆 时针)方向：BD AB / CD(3)加速度分析aBiaB421 l AB 1.5m/s(B A)其中,kaB2B422vB

14、2B40.746m/s2,aB2D2 22 Ibd 0.286m/s , 2 aB2d / Ibda n2b2/lBd9.143 rad/s(顺 时 针)53-11试求图示机构在图示位置时的全部瞬心。解：(a)总瞬心数：4X 3/2=6d)P13：P12、P23、P13在同一直线上,P24：P 23、Ps4、P24 在同一直线上,总瞬心数：4X 3/2=6P13：P12、P23、P13在同一直线上,P24：P 23、Ps4、P24 在同一直线上,P14、P34、P13在同一直线上P12、P14、P24在同一直线上P14、P34、P13在同一直线上P12、P14、P24在同一直线上探3-12标出

15、图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心，并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比3 1/ 3 3。解：1)瞬新的数目：K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=152)为求3 1/ 3 3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置,3) 3 1/ 3 3= P36P13/P16P13=DK/AK由构件1、3在K点的速度方向相同，可知3 3与3 1同向。3-13在图示四杆机构中，Iab 60mm,lCD 90mm, 2 10rad/s，试用瞬心法求：（1）当 165 时点C的速度VC ;当 165时构件3的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点 E的位置及其速度大小；（3）当vc 0时 角之值（有两解）解：（

16、1）以选定的比例尺|作机构运动简图（2）因P24为构件2、4的顺心，贝U 4 丄叱|P24D2 P24 AP24D4.5rad/s, vC4 |CD0.4m/s对P24：P23、Pm、P24在同一直线上,P12、P14、P24在同一直线上（3）因构件3的BC线上速度最小的点到绝对瞬心 P13的距离最近，故从R3作BC线的垂线 父于E点。P34、P13在同一直线上，故对 P13： P12、P23、P13 在同一直线上，P14、3|P13E3 P13El黑 P13E2 |ABP3BP13E0.357m/s2 巳4 AP24D(4)若 VC0，则 40，4 曲*24D若P24A0，贝U巨4与P12重

17、合，对P24：P23、冉、P24在同一直线上，卩12、Pl4、R4在同一直线上若P24A 0，则A B、C三点共线。2 2 2 2 2 2AC1 ADC1DAC 2 AD C2D1 arccos( -)26.4，2180 arccos( -)226.62AC1 AD2AC2 AD探 3-15 在图示的牛头刨机构中，I ab=200 mnl，l cd=960 mm Ide=160 mm, h=800mm,h=360mm,h=120mm设曲柄以等角速度3 1=5 rad /s.逆时针方向回转.试以图 解法求机构在 1=135o位置时.刨头点的速度vc。解:（1）以l作机构运动简图，如腮示。 利用顺

18、心多边形依次定瞬心36, P3, P5Vc Vpi51AR5 | 1.24m/sE点的速度ve以及齿轮3, 4的速度影像。探3-16图示齿轮一连杆组合机构中，MM为固定齿条，齿轮3的直径为齿轮4的2倍.设 已知原动件1以等角速度i顺时针方向回转，试以图解法求机构在图示位置时解：（1）以卩i作机构运动简图如（a）所示。（2）速度分析：此齿轮连杆机构可看作，ABC受 DCEF两个机构串联而成，则可写出:Vc=Ve+Vcb，VE=Vc+Vec以卩v作速度多边形如图（b）所示由图得ve=卩vpe m/S齿轮3与齿轮4的啮合点为k，根据速度影像原理，作 dckDCK求得k点。然后分别 以c，e为圆心，以

19、ck、ek为半径作圆得圆g3和圆g4。圆g3代表齿轮3的速度影像，圆g4 代表齿轮4的速度影像。探3-19图示为一汽车雨刷机构。其构件I绕固定轴心A转动，齿条2与构件1在B点处铰 接，并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合（滚子5用来保征两者始终啮合），固连于轮3上 的雨刷3作往复摆动。设机构的尺寸为Iab=18 mm,轮3的分度圆半径3=12 mm原动件 1以等角速度=l rad/s 顺时针回转，试以图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的 角速度和角加速度。解：（1）以卩1作机构运动简图（a）。在图作出齿条2与齿轮3啮合摆动时占据的两个极限 位置C , C”可知摆程角如图所示：（2） 速度分析：

20、将构件6扩大到B点，以B为重合点，有v B6 = v B2 + v B6B2大小？3 ll AB ?方向丄BD 丄AB / BC vB2=3 l l AB= 0.01 8 m s以卩v作速度多边形图（b），有3 2=3 6=VB6/I BD=u vpbe/卩iBD=0.059rad/s（逆时针）VB2B=卩 vb2b6=0.018 45 rn s（3） 加速度分析：a B5 =na B6 +ta B6 =na B2 +kr a B6B2 + aB6B2大小3 6l BD?23 1 l AB23 2VB6B2?方向B-D丄BDB-A丄BC/ BC其中，anB2= 3 12| AB=0.08m/s

21、2， anB6= 362| bd=0.000 1 8m /s2，akB2B6=23 6VB2Be=0.00217m/s2.以卩 a 作速度多边形图（c）。有 a 6=atB6/l BD=卩 a b 6、r/lbd=1,71 rad /s2（顺时针） 图示为一缝纫机针头及其挑线器机构， 设已知机构的尺寸 l AB=32mm，l BC=100 mm，l BE=28mm，I FG=90mm原动件1以等角速度3 1=5 rad/ s逆时针方向回转.试用图解法求机构在图示位 置时缝纫机针头和挑线器摆杆 FG上点G的速度及加速度。解：(1)以卩i作机构运动简图如图(a)所示。(2) 速度分析： v C2

22、= v B2 + v C2B2大小 ?3 IAB ?方向/AC丄AB 丄BC以八作速度多边形图如图(b)，再根据速度影像原理；作厶b2C2e2s BCE求得e2,即卩ei 由图得3 2=VC2B：/I BC=卩 aC2b2/l BC=0.44/S（逆时针）以 E 为重合点 v E5=vE4+vE5E4大小 ？ V ?方向 丄EF V /EF继续作图求得vE5,再根据速度影像原理，求得 VG=卩vpg=0.077 m/ s3 5=卩 vpg/1 fg=0.86 rad/s（逆时针）ve5e=u ve5e4=0.165 rn /s(3) 加速度分析：nnC2 = a B2 + a C2B2 +ta

23、 C2B2大小 ?3 12l AB3 22l BC方向 /AC B-A C-B丄 BC其中 anB2=3 12l AB =0.8 m s2, anC2B2= 3 anC2B2=0.02 m S2 以卩a=0,01(m/s2) /mm乍加速度多边形图c,利用加速度影像求得e 2。再利用重合点E建立方程a E5十a E5=aE4+a E5E4+a E5E4继续作图。矢量p d5就代表aE5o利用加速度影像得g aG= fi ap g =0.53 m/S2第四章平面机构的力分析探4-10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

24、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3 21、3 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）。探4-14在图示的曲柄滑块机构中，设已知 伽=0.诃，lBc=0.33m,ni=1500r/min （为常数）， 活塞及其附件的重量Q=21N,连杆重量Q=25N, Jc2 =0.0425kgm,连杆质心C2至曲柄销B 的距离Ibc2 = |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：以i作机构运动简图（图a）1)运动分析

25、，以v和a作其速度图（图b）及加速图（图C） o由图C得a2tacBan clBClBC75 220.335000(rad /s2)(逆时针)2)确定惯性力活塞3:Q321Pi3 m3ac3ac1800 3853.2(N)g9.81连杆2:Q225P122 ac22122.5 5409(N)g 29.81M I2 Jc2ac20.0425 5000212.5(Nm)(顺时针)连杆总惯性力：P2 P12 5409（N）Ih2 M2P2 212.5 54090.0393(m)(将 P|3 及 Pi2 示于图 a 上)第五章机械的效率和自锁探5-6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

26、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 n 1=0.95,每对齿轮（包括其轴承）的效率n 2=0.97,运输带8的机械效率n 3=0.9。试求该 系统的总效率及电动机所需的功率。解：该系统的总效率为电动机所需的功率为N1 2 30.95 0.972 0.92P v 5500 1.2 100.8225- 7 如图所示，电动机通过V带传动及圆锥、圆柱齿轮传动 带动工作机A及B。设每对齿轮的效率n 1=0.97（包括轴承的 效率在内），带传动的效率3 =0.92，工作机A、B的功率分 别为Pa=5 kW PB=1kW,效率分

27、别为 A=0.8、B=0.5，试求电动 机所需的功率。解：带传动、圆锥齿轮传动、圆柱齿轮传动、工作机 A串联带传动、圆锥齿轮传动、圆柱齿轮传动、工作机 B串联，故所以电机所需功率为 PdPd Pd 7.22 2.31 9.53kW探5-8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0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。根据其力平衡条件作力多边形，由此可得：R23P cos sin( 2 )且(R23)0

28、P.sin则反行程的效率为(R23)o. R23 sin( 2 ) sin cos令 0，sin( 2 ) 0，即当20时，此夹具处于自锁状态故此楔形夹具的自锁条件为：2 0第六章机械的平衡6- 7在图示转子中，已知各偏心质量 mi=10kg，m=15kg，m3=2Okg，m=10kg，它们的回转半径分别为ri=40cm，r2=r4=30cm，r3=20cm,方位如图所示。若置于平衡基面I及U中的平衡 质量mbi及mbii的回转半径均50cm,试求mbi及mbii的大小和方位(I 12=123=134)。解：1)计算各不同回转平面内，偏心质量产生的离心惯性力2) 将惯性力向两平衡基面分解。3)

29、 分别考虑平衡基面I和平衡基面II的平衡平衡基面丨f 爲J耳,吋|吋2轨3叫筋平衡基面 1FillF211FillF411Fbii1 0, - m?2 |2mi3 m443mbll rbii0，mbH7.6kgbl 146.47第七章机械的运转及其速度波动的调节7- 7图示为一机床工作台的传动系统。 设已知各齿轮的齿数，齿轮I的分度圆半径ri，各 齿轮的转动惯量J1、J?、J2 Ji，齿轮1直接装在电动机轴上，故 J1中包含了电动机转子 的转动惯量；工作台和被加工零件的重量之和为G当取齿轮1为等效构件时，求该机械系统的等效转动惯量Je。解：求等效转动惯量探7-9已知某机械稳定运转时其主轴的角速

30、度3i=100rad/s,机械的等效转动惯量2Je=0.5kgm，制动器的最大制动力矩 M=20Nm(制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为 等效构件)。设要求制动时间不超过3s，试检验该制动器是否能满足工作要求。解：因此机械系统的等效转动惯量Je及等效力矩Me均为常数，故可利用力矩形式的机械运动方程式 Me Jedw，其中 Me Mr 20Nm， Je 0.5kgm2， dt 上dw 0.025dw，将其dtM r作定积分得t 0.025(w ws)0.025ws 2.5(s)，得t 2.5s 3s故该制动器满足工作要求7- 12某内燃机曲柄轴上的驱动力矩随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周

31、期t ，曲柄的平均转速为nm=620r/min。若用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械，要求机械运转 的不均匀系数S =0.01，试求：(1)曲轴最大转速n max和相应的曲柄转角位置书max； ( 2)装在曲：解：确定阻抗力矩:Wd200 920020013118 210509Wr1050皿 p 116.67Nm确定nmax和? max：nmnmax nmin2nmax Inmnmin联立求解，得nm623.1r/min作出能量变化图,当？ =?b时,n=nmax。max2030130 (200 116.67) 104.17200确定转动惯量:WmaxEmaxEminAaABb30180n)(

32、200 116.67)丄2昨n180n116.67 2009n)(200 116.67)1 89.08N m2第八章连杆机构及其设计8- 7 如图所示四杆机构中，各杆长度 a=240mm b=600mm c=400mm d=500mm试求：（1）取杆4为机架，是否有曲柄存在？ （ 2）若各杆 长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机 构？如何获得？ （ 3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构, d的取值范围应为何值？解：（1）取杆 4 为机架，有曲柄存在。因为 I min+l maFa+b=240+600=840c+d=400+500=900且最短

33、杆为连架杆。（2）若各杆长度不变，可以不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构。要使此机构成为双曲柄机构，应取杆1为机架；要使此机构成为双摇杆机构，应取杆3为机架。（3） 若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围：若 d 不是最长杆，则 b 为最长杆（d 600），有：a+b=240+600=84Q c+d=400+d,则 440 d 600），有：a+d=240+d, b+c=600+400,则 600 d 760,则 440W d40解法二：K 1/2218016.36 ,C1C2C1DC2D2C1D C2D cos35 180.4mmK 1min出现

34、在主动曲柄与机架共线处第九章凸轮机构及其设计90 :后推杆的位9- 7试标出a图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过移；标出图b推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角 解：1）a图在图示位置时凸轮机构的压力角：凸轮机构的压力角一一在不计摩擦的情况 下，从动件所受正压力方向与力作用点的速度方向之间所夹的锐角。从动件所受正压力方 向一一滚子中心与凸轮几何中心的连线。力作用点的速度方向一一沿移动副导路方向。凸轮从图示位置转过90。后推杆的位移：图示位置推杆的位移量SO应是沿推杆的导路方 向（与偏距圆相切）从基圆开始向外量取。凸轮从图示位置转过 90o后推杆的位移等于推杆

35、 从图示位置反转90o后的位移。推杆从图示位置反转90o后的导路方向仍于与偏距圆相切。其位移量S1仍是沿推杆的导路方向从基圆开始向外量取。凸轮从图示位置转过90o后推杆的位移：S=S-S。2）应用反转法求出推杆从图示位置升高位移 s时，滚子中心在反转运动中占据的位置。由 于滚子中心所在的推杆导路始终与偏距圆相切，过滚子中心作偏距圆切线，该切线即是推 杆反转后的位置。9- 8在图示凸轮机构中，圆弧底摆动推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置逆时针转过90 时，试用图解法标出：（1）推杆在凸轮上的接触点；（2）摆杆位移角的大小；（3）凸轮机构的压力角作？AOA =90o,并使AO=AO,则A为推杆

36、摆动中心在反转过程中占据的位置作出凸轮的理论廓线和凸轮的基圆。以 A为圆心，A到滚子中心的距离为半径作圆弧，交理论廓线于C点，以C为圆心，r为半径作圆弧交凸轮实际廓线于 B点。则B点为所求。作出凸轮的理论廓线和凸轮的基圆。以 A为圆心，A到滚子中心的距离为半径作圆弧，分 别交基圆和理论廓线于 C C点，则?C A C为所求的位移角。过C作公法线O C,过C作AC的垂线，则两线的夹角为所求的压力角。9-9已知凸轮角速度为1.5rad/s，凸轮转角 0 150时推杆上升16mn；150 180时推杆远休止； 180 300时推杆下降16mm 300 360时推杆近休止。试选择选择合适的 推杆推程运

37、动规律以实现其最大加速度值最小并画出其运动曲线。解：采用等加速等减速运动规律，可使推杆推程阶段最大加速度最小。其运动线图如下:KniniHmm第十章齿轮机构及其设计探10-27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？I*解：db mZCOSa*，由 df db有 z 2h亠 空仝 41.45d f m（z 2ha 2c）1 cosa 1 cos20当齿根圆与基圆重合时，z 41.45 ;当z 42时，根圆大于基圆。探10-31已知一对外啮合变位齿轮传动，z z2 =12, m =10mm, =20, h； =1, a =1

38、30mm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）卫（12 12） 120 a 130，故此传动应为正传动。2 2（2）确定两轮变位系数：a arccos cosa） arccos20 cos20 ） 29 50a130取 XXiX20.6245 Xminh； (Zmin z) / Zmin1 W 12)/170.294(3)计算几何尺寸尺寸名称几何尺寸计算中心距变动系数齿顶咼变动系数齿顶咼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：aai aa2 arccos少）40 8,

39、a乙他1 tg）z2（tg 2 tg ）仙298daldSalSa2s-a1 dai(inv al inv ) 6.059 0.25m 2.5，故可用。di探10-32某牛头刨床中有一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动。已知：Zi=17, Z 2=118,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:（确定传动类型：a弊z2） 2（17 118） 337.5mm，因a a故应采用等移距变位传动2）确定

40、变位系数X1X2S2mtg品 .206，故 为 .206，X2.2063）几何尺寸计算小齿轮大齿轮孤 10-35 设已知一对斜齿轮传动，乙=20, z 2=40, mn =8mm, n =20, h；n =1, c； =0.25,B=30mm,并初取B =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B )、几何尺寸、当量齿数和重合度。解：(1)计算中心距 a：初取 15，则 az2) 8(20 40) 248.4662 cos2 cos15取 a 250mm，贝U arcco_Z2) arcco40) 16 15 372a2 2502)计算几何尺寸及当量齿数尺寸

41、名称小齿轮大齿轮分度圆直径齿根圆直径齿顶髙、齿根咼法面及端面齿厚法面及端面齿距当量齿数3)计算重合度t arctg(tg n / cos ) arctg(tg20 /cos16 15 37 )20 45 49第一章齿轮系及其设计11-11图示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比il5并指出提升重物时手柄的转解：応Z2Z3Z4Z5Z Z2Z3Z450 30 40 5220 15 1 18577.78探11-14图示为一装配用电动螺丝刀的传动简图。已知各轮齿数z1 z4 7,z3 Z5 39。若m 3000r / min，试求螺丝刀的转速。解：此轮系为一个复合轮系，在1-2-3-H行

42、星轮系中：i1H1 1側11 391Z17在4 5-6-H行星轮系中：i4H2 1 i462 1全1更Z47i1H2 i1H1 i4H2 (1 39)2 43.18，故 叽 r)1 “2 3000 43.18 69.5(r min)，其转向与 口 转向相同。11-16如图a、b所示为两个不同结构的锥齿轮周转轮系，已知乙=20, Z2=24,Z2=30, Za=40,n1 200r/min， n3 100r/min，试求两轮系的 nH。解：1)图a：诰海红型1.6n3 nH z-,z220 30画箭头表示的是构件在转化轮系中的转向关系，而不是在周转轮系中的转向关系2)图 b:i13ni nHn3

43、 nHHz2z324 40i13n3 n1( 1.6) (-100)-2005 i 6 nHH31 15.385r/minZ1Z220 30i；3 1( 1.6) 1画箭头表示的是构件在转化轮系中的转向关系，而不是在周转轮系中的转向关系 若转化轮系传动比的“ ？”判断错误，不仅会影响到周转轮系传动比的大小，还会影响到周转轮系中构件的转向Z16,Z2Z225,Z357,Z456。试求传动比i 14i1H-H1 (Z2Z3、x 5710.51 i13)1 -Z1Z26解:i4H1 i431 (Z2Z3)1 25571Z4Z2562556i14i1H10.5(56)588仲与n4转向相反i4H11-

44、17在图示的电动三爪卡盘传动轮系中，设已知各齿轮齿数为探11-19图示为纺织机中的差动轮系，设Z1=30, z 2=25, z 3=Z4=24, z 5=18, z 6=121, n 1=48200r/min, n H=316r/min,求隹。解：此差动轮系的转化轮系的传动比为:Z2Z4Z6(1) 2Z1Z3Z525 24 121K On1(n1%) nHi165.6 , n30 24 18.h 山 nHi16n6nH当 n148 200(r min)时，则:n6转向与口及nH转向相同探11-20图示为建筑用铰车的行星齿轮减速器。已知：Z1 =Z3=17,z 2=Z4=39,Z5=18, z 7=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HLD-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:nH ni iiH 1450 45.44 31