机械原理习题.

1、机械原理习题第二章 习题2- 1 解释下列概念1. 运动副； 2. 机构自由度； 3. 机构运动简图； 4. 机构结构分析； 5.高副低代。2- 2 验算下列机构能否运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确 定运动的修改方法。- 19 -a）题 2-22- 3 绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度，并说明注意事项b)题 2-32- 4 计算下列机构自由度，并说明其自由度（其中构件 1 均为机架）a)b)c)d)e)题 2-42-5 计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(如图所示机 构分别以构件 2、4、8 为原动件)。题2-5第三章 习题3-3 在图示铰链四杆机构中， 已知：l BC

2、 50mm ，lCD35mm ，lAD 30mm ，AD 为机架，并且 1)若此机构为曲柄摇杆机构， 且 AB 为曲柄，求 lAB的最大值； 2)若此机构为双曲柄机构，求 l AB 的最小值； 3)若此机构为双摇杆机构，求 l3- 4 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。a)c)d)b)题3-43- 5 在图示的齿轮 -连杆组合机构中， 试用瞬心法求齿轮 传动比 1 / 3 。1 与齿轮 3 的3-6 在图示凸轮机构中，已知 r 50 mm ，l OA 22mm，l AC 80mm， 1 90 ， 凸轮，凸轮 1 以角速度 1 10rad /s 逆时针方向转动。 试用瞬心法求从 动件 2

3、 的角速度 2 。3-7 在的四杆机构 ABCD 中，lAB 60mm，l CD 90mm ，l AD lBC 120mm， 2 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（或其延长线上）速度最小的一点 E 的位置及其速度的大小； 3）当 vc 0 时， 角的值（有两个解）。3-8 在 转 动 导 杆 机 构 机 构 中 ， 已 知 l AC 50mm ， lBC 100mm ，2 20rad /s ，求在一个运动循环中， 构件 3 的角位移、 角速度和角加 速度。3-11 已 知 l AB 150mm ，

4、lBC 600mm ， lCE 120mm ， lCD 500mm ，l EF 600mm ， xD 400mm ， yD 500mm， yF 600mm ，曲柄 1 作等速转 动，其转速 n1 5r /min 。求在一个运动循环中活塞 5 的位移、速度和 加速度变化曲线。3- 20 设计一铰链四杆机构，已知其摇杆 CD 的长度 lCD 75mm，行程 速比系数 K 1.5 ，机架 AD 的长度 l AD 100mm ，摇杆的一个极限位置 与机架间的夹角 3 45 ，求曲柄的长度 l AB和连杆的长度 lBC 。题 图3-一203- 21设计一曲柄摇杆机构，已知其摇杆 CD的长度 lCD 29

5、0mm，摇杆 两极限位置间的夹角 32 ，行程速比系数 K 1.25 ，若曲柄的长度 l AB 75mm ，求连杆的长度 l BC 和机架的长度 l AD 。并校验最小传动角 min 是否在允许值范围内。3-22 设计一偏置曲柄滑块机构， 已知滑块的行程速比系数 K 1.5，滑 块的冲程 lC1C2 50mm，导路的偏距 e 20mm ，求曲柄长度 lAB 和连杆长 度 lBC 。3-24 试设计一铰链四杆机构，近似实现函数 y log x，1）设 x的变化 区间为 1 x 2 ，先用解析法求出此机构，再用数值比较法的程序计 算，并比较其结果。 2）多次改变 x 的变化区间，用数值比较法求出

6、结果，分析其变化情况。3-25 如图所示，当连架杆 AB处于 A1B1、A2B2和 A3B3位置，另一连 架杆 CD 上的某一标线 DE 对应处于位置 DE1、DE2 和 DE3 时，两连 架杆所对应的角位置分别为： 1 55 ， 1 60 ； 2 75， 2 85 ； 3 105 ， 3 100 。若给定 l AD=300mm，试设计此铰链四杆机构， 并讨论是否还 可以再给定其它杆长限制，如再给定 LAB=100mm 是否可以设计出该 机构。3-26 已知颚式破碎机的行程速比系数 K 1.2，颚板长度 LCD 350mm， 其摆角 35 ，曲柄长度 LAB 80mm ，试确定该机构的连杆 B

7、C 和机 架 AD 的长度，并验算其最小传动角 min 是否在允许范围之内。3-28 用铰链四杆机构作电炉炉门的启闭机构， 若已知其两活动铰链 中心 B、C 的位置及炉门的两个位置尺寸如图示，试确定固定铰链中 心 A、D 位置及 AB、BC、 CD 各杆杆长。题 3-283-33 为什么机器人操作机多选用开式链机构的型式， 其主要优点是什 么？ 3-34 什么是机器人运动学正问题？试举一个二自由度或三自由度机 器人的例子来进行运动学正问题求解练习。第四章 习题4- 1 在摆 动从动 件盘 形凸轮机 构中， 从动件行 程角 max 30 ，120 ， s 120 ， 120 ，从动件推程、回程分

8、别采用等加速 等减速和正弦加速度运动规律； 试写出摆动从动件在各行程的位移方 程式。4- 3 在图示偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮 1 的工作轮廓 为圆，其圆心和半径分别为 C和 R，凸轮 1沿逆时针方向转动， 推动 从动件往复移动。已知： R 100mm, OC 20mm ，偏距 e 10mm ，滚子 半径 rr 10mm，试回答： 1）绘出凸轮的理论轮廓； 2）凸轮基圆半径 r0 ? 从动件行程 h ?3）推程运动角 0 ?回程运动角 0 ?远休止角 s ? 近休止角 s ?4）从动件推程、回程位移方程式； 5）凸轮机构 的最大压力角 max ?最小压力角 min ?又分别在工作轮

9、廓上哪点出现？6）行程速比系数4- 4 在图示滚子摆动从动件盘形凸轮机构中，凸轮 1 的工作轮廓为圆 其圆心和半径分别为 C和 R，凸轮 1 沿顺时针方向转动， 推动从动件 往复摆动。已知： R 100mm, OC 30mm ，摆杆长度 l 90mm ，中心距 a 125mm ，滚子半径 rr 10mm，试回答：1）绘出凸轮的理论轮廓； 2） 该机构为推摆式还是拉摆式？ 3）推程运动角 0 ? 回程运动角 0 ? 远休止角 s ?近休止角 s ?4）凸轮基圆半径 r0 ? 从动件形成角max ?5）凸轮机构的最大压力角 max ?最小压力角 min ? 又分别在 工作轮廓上那点出现？ 6）行程

10、速比系数 K ?4- 6 设计偏置滚子直动从动件盘形凸轮。已知：凸轮 1 沿瞬时针方向 等速转动，凸轮基圆半径ro 40mm ，偏距 e 10mm ，从动件行程h 30mm ，滚子半径 rr 10mm， 0 150 ， s 30 ， 0 120 ， s 60 ； 从动件在推程、 回程皆采用简谐运动规律， 试求凸轮理论轮廓和工作 轮廓上各点的坐标值，并绘出凸轮的理论轮廓与工作轮廓。第五章 习题5- 2 在图示的渐开线齿阔中，基圆半径 rb 100mm ，试求出： 1）当 rK 135mm 时，渐开线的展角 K ，渐开线压力角 K和渐开线在 K 点 的曲率半径 K 。2） K 20 、25 和 3

11、0 ，渐开线的压力角 K 和向径 rK 。题 5-25- 4 今测得一渐开线直齿标准齿轮齿顶圆直径 da 110mm，齿根圆直径 d f 87.5mm，齿数 z 20，试确定该齿轮的模数 m ，齿顶高系数 ha* 和 顶隙系数 c* 。5- 5 已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，齿数 z1 20， z2 41，模 数m 2mm ， ha* 1，c* 0.25， 20 ，求： 1）当该对齿轮为标准齿 轮时，试计算齿轮的分度圆直径 d1、 d2 ，基圆直径 db1、 db2，齿顶圆 直径 da1、da2，齿根圆直径 d f 1 、 d f 2 ，分度圆上齿距 p、齿厚 s和齿槽 宽 e。2）当该对

12、齿轮为标准齿轮且为正确安装时的中心距 a ，齿轮 1 的齿顶压力角 1 ，齿顶处齿阔的曲率半径 a1 。5- 6 渐开线标准齿轮的基圆和齿根圆重合时的齿数为多少（考虑正常 齿和短齿两种情况）？齿数为多少时基圆大于齿根圆？5- 7 已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，其传动比 i12 2.4 ，模 数 m 5mm ，压力角 20 ， ha* 1， c* 0.25 ，中心距 a 170mm ，试 求该对齿轮的齿数 z1 ， z2 ，分度圆直径 d1、 d2 ，齿顶圆直径 da1、da2， 基圆直径 db1、 db2。5-8试指出题 5-7的一对齿轮中，哪一个齿轮的基圆齿厚基圆直径 sb 大 一些

13、？计算出该对齿轮的公法线长度和相应的跨齿数。5-11 设有一对外啮合直齿圆柱齿轮 z1 20 ，z2 31，模数 m 5mm ，压 力角 20 齿顶高系数 ha* 1 ，试求出其标准中心距 a ，当实际中心距 a 130mm 时，其啮合角 为多少？当取啮合角 a 25 时，试计算出 该对齿轮的实际中心距 a 。5-12 对 5-11 中的一对齿轮，当给定中心距 a 130mm 和给定啮合角 a 25 的两种情况， 试选择合适的变位系数 x1、x2 以满足这两种传动 要求。5-13 在回归轮系中， 已知 z1 15，z2 53，m1,2 2mm； z3 21，z4 32 ， m3,4 2.5mm

14、，各齿轮的压力角均为 20 ，试问：这两对齿轮能否均用 标准齿轮传动？若用变位齿轮传动， 可能有几种传动方案？用哪一种 方案比较好？5-15 已知一对外啮合变位齿轮， z1 15， z2 42，若取 x1 1.0 ， x2 1.0 ，m 2mm，ha* 1，c* 0.25， 20 ，试计算该对齿轮传动 的中心距 a ，啮合角 ，齿顶圆直径 da1、da2 ，齿顶厚 sa1 、 sa2 ，试判 断该对齿轮能否正常啮合传动？为什么？5-16 设有一对平行轴外啮合齿轮传动， z1 18， z2 35，m 2mm，中 心距 a 54mm 时，若不用变位直齿轮而用斜齿圆柱齿轮来配凑此中心 距，其螺旋角

15、应为多少？5-17 设一对斜齿圆柱齿轮， z1 20 ，z2 41， m 4mm， 20 ，若取 其螺旋角 15 ，在求得中心距 a 进行圆整后再最后确定螺旋角 值， 试计算： 1）该对斜齿轮分度圆及齿顶圆直径。 2）若齿宽 B 30mm ， 试计算其端面重合度 、轴向重合度 和总重合度 。3）求当量齿 数 zv1、 zv2 ，并决定加工时的铣刀号数。5-19已知一螺杆传动的参数为： 螺杆头数 z1 1，传动比 i12 40，蜗轮 直径 d2 200mm，蜗杆的导程角5.71 ，试确定：模数 m ，传动中心距a。5-21 已知一对直齿圆锥齿轮的基本为： z1 15， z2 30，m 10mm，

16、 ha* 1，c* 0.2 ， 90 ，试计算该对圆锥齿轮的基本尺寸，并判断小 齿轮 z1 是否会产生根切。第六章 习题6- 3 在图示的蜗杆传动中，试分别在左右两图上标出蜗杆 1 的旋向和 转向。6- 4 图示为一滚齿机工作台的传动机构，工作台与蜗轮 5 相固联。 已知 z1 z1 20 ，z2=35， z4 1 （右旋），z5 =40，滚刀 z6 =1（左旋）， z7 =28。若要加工一个 z5 64的齿轮，试决定挂轮组各轮的齿数 z2和 z4。题 6-46- 6 在图示轮系中，已知 z1=60，z2=15，z3=18，各轮均为标准齿轮， 且模数相同。试决定 z4并计算传动比 i1H 的大

17、小及系杆 H 的转向。题 6-66- 8 在图示的双级行星齿轮减速器中，各齿轮的齿数为： z1=z6=20， z3=z6=40，z2=z5=10，试求：1）当固定齿轮 4 时，传动比 i1H 2 ；2）当固定齿轮 3 时，传动比 i1H 2 。题 6-86- 10 在图示的脚踏车里程表的机构中， C 为车轮轴，各轮齿数为z1=17，z3=23，z4=19， z4 20 ，z5=24。设轮胎受压变形后使 28 英寸 的车轮的有效直径为 0.7m，当车行 1km 时，表上的指针刚好回转 一周，求齿轮 2 的齿数 z2。题 6-10第七章 习题7- 1 偏心楔块式摩擦棘轮机构的偏心楔块是半径等于 5

18、0mm的圆弧， 中心距 O1O2 =100mm，摩擦轮直径 d1 100 mm，摩擦系数 f 0.1 。试按 08. 的条件确定偏心楔块的几何尺寸 （转动中心与圆弧中心间偏 距 e，转动中心到楔紧点距离 l ）。题 7-17- 2 外槽轮机构中，已知主动拨盘等速回转，槽轮槽数 z 6 ，槽轮 运动角 与停歇角 之比2 。试求：1）槽轮机构的运动系数 ；2）圆销数 K。7- 3 已知外槽轮机构的槽数 z 8 ，主动拨盘的角速度 1 10 rad/s 。 试求： 1）主动拨盘上圆柱销在什么位置时，槽轮的角加速度 2 最 大？2）槽轮的最大角加速度 2max 。7- 4 设在 n 个工位的自动机中，

19、用不完全齿轮来实现工作台的间歇 转位运动，若主、从动齿轮的假想齿数（即补全的齿数）相等， 试求从动轮运动时间 t2与停歇时间 t2之比 t2为多少？t27- 5 在单万向联轴节中，轴 1 以 1500r/min 等速转动，轴 3 变速转 动，其最高转速为 1732r/min 。试求： 1）轴 3的最低转速；2）在轴 1 转一转中， 1为哪些角度时，两轴的转速相等？第九章 习题9-1 在图示减速器中，已知各轮的齿数 z1=z3=25，z2=z4=50，各轮的 转动惯量 J1=J3=0.04kgm2 ，J2=J4=0.16kgm2，（忽略各轴的转动惯 量），作用在轴 III上的阻力矩 M3=100Nm。试求选取 I轴为等效构 件时，该机构的等效转动惯量 J和M3的等效阻力矩 Mr。题 9-19-3 已知某机械主轴与制动器直接相联，以主轴为等效构件时，机械的等效转动惯量 J=1kg &#