机械原理课程-习题集及作业问题讲评.ppt

习题集及作业问题讲评,机械原理,丁洪生,北京理工大学机械与车辆学院,二零一二年二月,第一章 绪论,目 录,第二章 平面机构的结构分析,第三章 平面机构的运动分析,第五章 平面连杆机构及其设计,第六章 凸轮机构及其设计,第七章 齿轮机构及其设计,第十一章 轮系及其设计,第十四章 机械系统动力学,第十五章 机械的平衡设计与实验,第四章 平面机构的力分析,第一章 绪论,1-1 说明机构和机器的相同点和不同点。,第一章 绪论,1-2 电子手表和石英手表的差异在何处，那种属于机械范畴。,第一章 绪论,1-3 机械式手表属于机构还是机器，为什么？,第一章 绪论,1-4 脚踏自行车和电动自行车相比，那种属于机器范畴，它们都是机械吗？,第一章 绪论,1-5 脚踏缝纫机和电动缝纫机相比，那种属于机器范畴，它们都是机械吗？,第一章 绪论,1-6 构件和零件的相同点和不同点是什么？,第一章 绪论,1-7 机械原理研究对象是什么？,第一章 绪论,第二章 平面机构的结构分析,2-1 抄画题图2-1所示机构简图并计算自由度,（a）,（b）,第二章 平面机构的结构分析,2-1 抄画题图2-1所示机构简图并计算自由度,（a）,（b）,第二章 平面机构的结构分析,解 n 6，PL 8，PH1 F3n2PLPH 36281 1,解 n 5，PL 7，PH0 F3n2PLPH 35270 1,一个构件,A,1,B,C,D,E,F,G,2,3,4,5,6,A,B,C,D,E,1,2,3,4,5,7,6,6,6,一个构件,一个构件,2-2 抄画题图2-2所示机构简图，计算自由度。若有局部自由度、复合铰链、虚约束，请在图上明确指出,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,第二章 平面机构的结构分析,2-2 抄画题图2-2所示机构简图，计算自由度。若有局部自由度、复合铰链、虚约束，请在图上明确指出,（b）,作业问题讲评,复合铰链,复合铰链,虚约束,虚约束,2-2 抄画题图2-2所示机构简图，计算自由度。若有局部自由度、复合铰链、虚约束，请在图上明确指出,（f）,（g）,（h）,（i）,（j）,（k）,第二章 平面机构的结构分析,2-2 抄画题图2-2所示机构简图，计算自由度。若有局部自由度、复合铰链、虚约束，请在图上明确指出,（h）,作业问题讲评,此处为高副接触。其中：有1个局部自由度；1个虚约束。,2-2 抄画题图2-2所示机构简图，计算自由度。若有局部自由度、复合铰链、虚约束，请在图上明确指出,（m）,（l）,第二章 平面机构的结构分析,2-3 画出题图2-3所示机构简图并计算自由度,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,第二章 平面机构的结构分析,2-3 画出题图2-3所示机构简图并计算自由度,作业问题讲评,解 n 9，PL 13，PH0 F3n2PLPH 392130 1,2-3 画出题图2-3所示机构简图并计算自由度,作业问题讲评,2-3 画出题图2-3所示机构简图并计算自由度,（b）,（e）,作业问题讲评,虚约束,虚约束,虚约束,复合铰链,2-4 依据题图2-4b，修改题图2-4b的小冲床机构，使其自由度F=1。要求提出多种修改方案,（a）,（b）,第二章 平面机构的结构分析,2-5 对题图2-5所示机构进行杆组分析并确定机构级别,（a）,（b）,第二章 平面机构的结构分析,级机构,级机构,2-6 试在题图2-6所示四杆机构的基础上，通过附加杆组，构成自由度F=1的六杆机构。,第二章 平面机构的结构分析,2-7 对题图2-7所示机构进行高副低代，并校核代换前后的自由度是否相等。,第二章 平面机构的结构分析,2-7 对题图2-7所示机构进行高副低代，并校核代换前后的自由度是否相等。,F3n2PLPH 34251 1,机构具有一个原动件，且等于F该机构具有确定的相对运动,该机构的级别为机构,第三章 平面机构的运动分析,3-1 求题图3-1所示机构的全部瞬心，并说明那些事绝对瞬心,第三章 平面机构的运动分析,3-1 求题图3-1所示机构的全部瞬心，并说明那些事绝对瞬心,P12,P01,P23,P23,P03,P03,P13,P02,0 1 2 3 P01 P12 P23 P02 P13 P03,作业问题讲评,3-2 题图3-2所示机构中，已知lAB=lBC=20mm，lCD=40mm,=90,1=100rad/s。试用瞬心法求C点的速度的大小和方向。,第三章 平面机构的运动分析,3-3 题图3-3所示为按正确比例画出的机构运动简图。构件1以等角速度顺时针转动且1=10rad/s。试求：（1）在图上标出全部瞬心。（2）机构在此位置时构件3的角速度的大小及方向。,第三章 平面机构的运动分析,3-3 题图3-3所示为按正确比例画出的机构运动简图。构件1以等角速度顺时针转动且1=10rad/s。试求：（1）在图上标出全部瞬心。（2）机构在此位置时构件3的角速度的大小及方向。,第三章 平面机构的运动分析,0 1 2 3 P01 P12 P23 P02 P13 P03,P01,P12,P23,P03,P13,P02,P12,3-4 求题图3-4所示为按照正确比例画出的机构运动简图。已知1=10rad/s，且为常数。试用瞬心法求构件3的角速度。,第三章 平面机构的运动分析,3-5 题图3-5所示为已知机构运动简图，且l=0.001m/mm，1=100rad/s且为常数，试用相对运动图解法求出构件3上E点的速度及加速度。,第三章 平面机构的运动分析,3-5 题图3-5所示为已知机构运动简图，且l=0.001m/mm，1=100rad/s且为常数，试用相对运动图解法求出构件3上E点的速度及加速度。,第三章 平面机构的运动分析,vB2=vB1+vB2B1,列速度矢量方程,？,p,b1,b2,aB2=anB1+aKB2B1+arB2B1,列加速度矢量方程,？,aKB2B1=21vB2B1,k,b1,b2,vB2B1,1,aKB2B1,3-6 在题图3-6所示机构中，原动件以1=20rad/s等速转动，lAB=100mm，lBC=lCD=400mm。试用相对运动图解法求构件2、3的角速度2、3及角加速度2、3。,第三章 平面机构的运动分析,3-7 题图3-7所示机构运动简图的比例尺为l=0.005m/mm，原动件的角速度 1=10rad/s，且为常数。试用相对运动图解法求构件2、3的角速度角速度2、3及角加速度2、3。,第三章 平面机构的运动分析,3-8 题图3-8所示机构运动简图，比例尺为l=0.001m/mm，原动件1的角速度 1=10rad/s，方向顺时针；角加速度1=100rad/s，方向为逆时针。试求构件3的速度v3和加速度a2。,第三章 平面机构的运动分析,3-8 题图3-8所示机构运动简图，比例尺为l=0.001m/mm，原动件1的角速度 1=10rad/s，方向顺时针；角加速度1=100rad/s，方向为逆时针。试求构件3的速度v3和加速度a2。,B1、B2、B3,vB2=vB1+vB2B1,aB2=anB1+atB1+aKB2B1+arB2B1,p,b1,b2,b2,b”1,k,列速度矢量方程,列加速度矢量方程,？,？,aKB2B1=21vB2B1,vB2B1,1,aKB2B1,b1,作业问题讲评,3-9 对于题图3-2所示机构试用解析法求构件2、3的角速度2、3及角加速度2、3。,第三章 平面机构的运动分析,3-10 在题图3-10所示正切机构中，已知原动件位置及构件尺寸，原动件等速转动，角速度1=1rad/s，转向如图所示。试用解析法求构件3的速度v3，及加速度a3。,第三章 平面机构的运动分析,3-6 在题图3-6所示机构中，原动件以1=20rad/s等速转动，lAB=100mm，lBC=lCD=400mm。试用相对运动图解法求构件2、3的角速度2、3及角加速度2、3。,第三章 平面机构的运动分析,3-7 题图3-7所示机构运动简图的比例尺为l=0.005m/mm，原动件的角速度 1=10rad/s，且为常数。试用相对运动图解法求构件2、3的角速度角速度2、3及角加速度2、3。,第三章 平面机构的运动分析,第五章 平面连杆机构及其设计,5-1 题图5-1所示铰链四杆机构，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lCD=30mm，AD为机架，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；（2）欲使此机构为双曲柄机构，求lAB的取值范围；（3）欲使此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-1 题图5-1所示铰链四杆机构，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；（2）欲使此机构为双曲柄机构，求lAB的取值范围；（3）欲使此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。,解：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，按照杆长条件：lAB+lBClCD+lAD lAB+5035+30，lAB15，所以，lABmax=15mm,（2）若此机构为双曲柄机构，按照杆长条件：lAD+lBClAB+lCD，若AD杆为最短杆，那么 30+50lAB+35，lAB45，若AB杆为最长杆，lAD+lABlBC+lCD，30+lAB50+35，则 lAB55mm；故，45lAB55,作业问题讲评,5-1 题图5-1所示铰链四杆机构，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；（2）欲使此机构为双曲柄机构，求lAB的取值范围；（3）欲使此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。,（3）若此机构为双摇杆机构，则 按照杆长条件：lAB+lBC lCD+lAD，若AB杆为最短杆，那么，lAB 15mm；若AD杆为最短杆，则 lAD+lBClAB+lCD，30+50lAB+35，lAB 45，所以，15lAB45 若AB杆为最长杆，AD杆为最短杆，lAD+lABlBC+lCD，30+lAB50+35，则 lAB55mm；若AB杆最长杆的另一种情况（与其他三杆拉直共线）,故，lAB115mm=lAD+lBC+lCD，所以 55lAB115,作业问题讲评,5-2 题图5-2所示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆AB为曲柄的条件又是什么？,第五章 平面连杆机构及其设计,5-2 题图5-2所示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆AB为曲柄的条件又是什么？,第五章 平面连杆机构及其设计,解：依据有四杆机构曲柄的条件，lAB+lADlBC+lCD，其中：D点在无穷远处，那么，杆 lAD=；lCD=；所以，lABmax=15mm lAB+lAD-lCDlBC即：a+e b当e=0时，则 a b,5-3 如题5-2图所示偏置曲柄滑块机构，已知le=10mm，lAB=20mm，lBC=70mm。试作图求：（1）滑块行程的长度H；（2）曲柄为原动件时，机构的最小传动角min；（3）滑块为原动件时，机构的死点位置。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-3 如题5-2图所示偏置曲柄滑块机构，已知le=10mm，lAB=20mm，lBC=70mm。试作图求：（1）滑块行程的长度H；（2）曲柄为原动件时，机构的最小传动角min；（3）滑块为原动件时，机构的死点位置。,第五章 平面连杆机构及其设计,min,H,A,C,B1,B,B2,C1,C2,C,B,”min,min=min,5-4 题图5-4所示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。炉门上两铰链的中心距为75mm，炉门打开后成水平位置时要求炉门的外边朝上，固定铰链在yy线上，其相互位置尺寸如图所示。试设计此机构。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-5 设计一夹紧机构（铰链四杆机构），已知连杆BC的长度lBC=40mm，它的两个位置如题图5-5所示，要求到达夹紧位置B2C2时，机构处于死点位置，且摇杆C2D垂直于B1C1。求各杆的长度lAB、lCD、lAD。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-6 题图5-6所示为飞机起落架机构，实线表示飞机降落时的位置，双点划线表示飞机起飞后的位置。已知：lAD=520mm，lCD=340mm，且=90，=60，=10。试求构件AB和BC的长度lAB、lBC。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-7 题图5-7所示为机床变速箱中操纵滑动齿轮的机构。已知滑动齿轮行程H=60mm，lDE=100mm，lCD=120mm，lAD=250mm，其相互位置如图所示。当滑动齿轮在行程的另一端时，操纵手柄为垂直方向。试设计此机构。,第五章 平面连杆机构及其设计,H,E1,E2,C1,C2,A,D,F2,F1,F2,C2,B2,B1,E1,C1,A,D,B1,5-7 题图5-7所示为机床变速箱中操纵滑动齿轮的机构。已知滑动齿轮行程H=60mm，lDE=100mm，lCD=120mm，lAD=250mm，其相互位置如图所示。当滑动齿轮在行程的另一端时，操纵手柄为垂直方向。试设计此机构。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-8 如题图5-8所示，设计一铰链四杆机构，已知两连架杆的三组对应位置是：1=120，1=105；2=90，2=85；3=60，3=65。且lAB=20mm，lAD=50mm。试确定lBC和lCD，以及C1D（或C2D、C3D）与E1D（或E2D、E3D）之间的夹角。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-8 如题图5-8所示，设计一铰链四杆机构，已知两连架杆的三组对应位置是：1=120，1=105；2=90，2=85；3=60，3=65。且lAB=20mm，lAD=50mm。试确定lBC和lCD，以及C1D（或C2D、C3D）与E1D（或E2D、E3D）之间的夹角。,作业问题讲评,5-8 如题图5-8所示，设计一铰链四杆机构，已知两连架杆的三组对应位置是：1=120，1=105；2=90，2=85；3=60，3=65。且lAB=20mm，lAD=50mm。试确定lBC和lCD，以及C1D（或C2D、C3D）与E1D（或E2D、E3D）之间的夹角。,C,A,B,D,E,作业问题讲评,5-9 题图5-9所示曲柄滑块机构，若已知滑块和曲柄的对应位置为：s1=36mm，1=60；s2=28mm，3=85；s1=19mm，3=120；e=10mm。试确定各杆的长度。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-10 如题图5-10所示，欲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lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角3=45。试求其曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-10 如题图5-10所示，欲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lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角3=45。试求其曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。,第五章 平面连杆机构及其设计,D,C2,B点,A,C1,（C1）,（C2）,lBC=mm,lAB=mm,lAD=mm,可得到两组解：,5-10 如题图5-10所示，欲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lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角3=45。试求其曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。,第五章 平面连杆机构及其设计,D,（C2）,B点,A,C,（C1）,C2,lBC=mm,lAB=mm,lAD=mm,可解得：,B,5-10 如题图5-10所示，欲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lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角3=45。试求其曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。,第五章 平面连杆机构及其设计,D,C2,B点,A,C1,（C1）,lBC=mm,lAB=mm,lAD=mm,可解得：,C,B,5-11 如题图5-11所示设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆的长度lCD=150mm，摇杆的极限位置与机架所成的角度，1=30，2=90。试求曲柄、连杆以及机架的长度lAB、lBC和lAD。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-11 如题图5-11所示设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆的长度lCD=150mm，摇杆的极限位置与机架所成的角度，1=30，2=90。试求曲柄、连杆以及机架的长度lAB、lBC和lAD。,作业问题讲评,D,C,B,A,5-12 设计一铰链四杆机构，如题图5-12所示。已知行程速比系数K=1，机架长lAD=60mm，曲柄长lAB=10mm，且当曲柄与连杆共线，摇杆处于距A较远的极限位置时，曲柄与机架的夹角为45。试确定摇杆及连杆的长度lCD、lBC。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-13 如题图5-13所示，设计一曲柄滑块机构，设已知其滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的行程H=50mm，偏距le=20mm。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-14 如题图5-14所示为某插齿机的切削运动机构，已知lAD=200mm，要求插齿行程H=80mm，行程速比系数K1.5。试确定扇形齿轮的分度圆半径r和构件AB的长度lAB。（提示：插齿刀位移等于扇形齿轮转角乘r；r须取为1.25或1.5mm的整数倍，然后再据此求lAB。）,第五章 平面连杆机构及其设计,5-15 如题图5-15所示的牛头刨床的摆动导杆机构中，已知lAC=300mm，行程H=450mm，行程速比系数K=1.55。试利用图解法求曲柄AB的长度lAB和导杆CD的长度lCD。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-16 如题图5-16所示，已知与连杆固接的一刚体的三个位置：xM1=yM1=1，1=0；xM2=2，yM2=0.5，2=30；xM3=3，yM3=0，3=60。试用位移矩阵法设计此铰链四杆机构（设根据结构条件已选定两固定铰链的位置xA=yA=0，xD=1，yD=0）。,第五章 平面连杆机构及其设计,5-17 如题图5-17所示，设已知两固定铰链的位置xA=yM=0，xD=0，yD=0；连架杆AB的起始位置AB1的位置1=45，且xB1=0.5；2=105，3=135；另一连架杆CD上的某一标线的对应转角为1=-30，2=60，3=90。试用位移矩阵法设计此机构。,第五章 平面连杆机构及其设计,第六章 凸轮机构及其设计,6-1 在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，如何度量凸轮的转交和从动件的位移？,第六章 凸轮机构及其设计,6-2 简单说明从动件运动规律选择与设计的原则。,第六章 凸轮机构及其设计,6-3 简单说明凸轮轮廓线设计的反转法原理。,第六章 凸轮机构及其设计,6-4 什么是凸轮的理论廓线和实际廓线，二者有何联系？,第六章 凸轮机构及其设计,6-5 何谓凸轮机构的压力角？压力角对机构的受力和尺寸有何影响？,第六章 凸轮机构及其设计,6-6 如何选择（或设计）凸轮的基圆半径？,第六章 凸轮机构及其设计,6-7 什么是“运动失真”现象？如何选择（或设计）凸轮的滚子半径，才能避免机构的“运动失真”？,第六章 凸轮机构及其设计,6-8 已知题图6-8所示凸轮机构中凸轮的理论廓线，试在此基础上做出凸轮的实际廓线。,第六章 凸轮机构及其设计,6-8 已知题图6-8所示凸轮机构中凸轮的理论廓线，试在此基础上做出凸轮的实际廓线。,作业问题讲评,6-9 在题图6-9所示的凸轮机构中，试作图：（1）凸轮位于图示位置时，凸轮机构的压力角和从动件的位移；（2）凸轮从图示位置转过45时，凸轮机构的压力角和从动件的位移。,第六章 凸轮机构及其设计,6-9 在题图6-9所示的凸轮机构中，试作图：（1）凸轮位于图示位置时，凸轮机构的压力角和从动件的位移；（2）凸轮从图示位置转过45时，凸轮机构的压力角和从动件的位移。,第六章 凸轮机构及其设计,6-10 如题图6-10所示，对于偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，若已知从动件的运动规律为：推程按简谐运动规律运动，推程运动角=120，行程h=30mm，远休止角s=30；回程按等速运动规律运动，回程运动角=120，近休止角s=30。凸轮以角速度逆时针均匀转动，基圆半径r0=50mm，偏距e=12mm，滚子半径rr=10mm。试设计次凸轮机构。,第六章 凸轮机构及其设计,第七章 齿轮机构及其设计,7-1 一对轮齿的齿廓曲线应满足什么条件才能使其传动比为常数？渐开线齿廓为什么能满足定传动比的要求？叙述齿廓啮合基本定律。,第七章 齿轮机构及其设计,7-2 渐开线是如何形成的，有哪些重要性质？一对渐开线齿廓相啮合有哪些特性？,第七章 齿轮机构及其设计,7-3 直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗杆蜗轮和直齿圆锥齿轮中，何处的模数是标准值？,第七章 齿轮机构及其设计,7-4 渐开线齿廓上某压力角是如何确定，渐开线齿廓上各点的压力角是否相同，何处的压力角是标准压力角？,第七章 齿轮机构及其设计,7-5 渐开线直齿圆柱齿轮机构的分度圆和节圆有何区别，在什么情况下分度圆和节圆是相等的？,第七章 齿轮机构及其设计,7-6 啮合角与压力角有什么区别，在什么情况下两者大小相等？,第七章 齿轮机构及其设计,7-7 何谓法向齿距和基圆齿距，它们之间有什么关系？,第七章 齿轮机构及其设计,7-8 渐开线的形状取决于什么？若两个齿轮的模数和齿数分别相等，但压力角不同，它们的齿廓渐开线形状是否相同？一对相啮合的齿轮，若它们的齿数不同，它们齿廓的渐开线形状是否相同？,第七章 齿轮机构及其设计,7-9 渐开线直齿圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮及蜗杆传动的正确啮合条件是什么？,第七章 齿轮机构及其设计,7-10 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构的实际中心距大于标准中心距，其传动比i12是否有变化？节圆与啮合角是否有变化？,第七章 齿轮机构及其设计,7-11 一标准齿轮与齿条相啮合，当齿条的分度线与齿轮的分度圆不相切，齿轮节圆与分度圆是否重合，齿条节线与分度线又是否重合？,第七章 齿轮机构及其设计,7-12 何谓齿廓的根切现象，产生根切的原因是什么，如何避免根切？,第七章 齿轮机构及其设计,7-13 何谓标准齿轮？变位齿轮与标准齿轮相比较，哪些尺寸发生了变化，哪些尺寸没有变化？,第七章 齿轮机构及其设计,7-14 齿轮传动有哪些类型？,第七章 齿轮机构及其设计,7-15 与直齿轮传动相比，斜齿轮传动的主要优点是什么，并简述其理由。,第七章 齿轮机构及其设计,7-16 何谓斜齿轮的当量齿轮？对于螺旋角为，齿数为z的斜齿圆柱齿轮，试写出其当量齿数的表达式。,第七章 齿轮机构及其设计,7-17 当=20，ha*=1，c*=0.25时，若渐开线标准直齿援助齿轮的齿根圆和基圆向重合，其齿数为多少？又当齿数大于以上求得的齿数时，基圆与齿根圆哪个大？,第七章 齿轮机构及其设计,7-18 一对齿顶高系数ha*=0.8和另一对ha*=1的标准直齿圆柱齿轮，若具有相同的模数、分度圆压力角和齿数z1、z2，问哪一对齿轮具有较大的重合度，并说明其理由。,第七章 齿轮机构及其设计,7-19 一模数为4mm，压力角=20，ha*=1，齿数为30的渐开线标准直齿圆柱齿轮与一齿形角为=20和ha*=1的齿条无侧隙啮合。画出啮合图并求实际啮合线长度及重合度。,第七章 齿轮机构及其设计,7-20 如题图7-20所示为一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，1、2分别为主动轮1和从动轮2的角速度，rb1、rb2为两轮的基圆半径；ra1、ra2为两轮的顶圆半径，r1、r2为两轮的节圆半径。试在图中标注出理论啮合线N1N2、实际啮合线B2B1、啮合角和齿廓在顶圆上的压力角a1、a2.,第七章 齿轮机构及其设计,7-21 有一渐开线标准直齿圆柱齿轮与齿条传动，齿轮的齿数z1=18，m=4mm，=20，ha*=1，试求：（1）当标准安装时，齿轮的分度圆和节圆及啮合角各为多少？（2）当齿条远离齿轮中心2mm时，齿轮的节圆半径和节圆半径及啮合角又各为多少？重合度减少多少？,第七章 齿轮机构及其设计,7-22 图示为一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，轮1为主动轮，有关尺寸如题图7-22所示，试求：（1）画出理论啮合线N1N2；（2）画出实际啮合线B2B1；（3）标出啮合角；（4）指出一对齿廓在啮合过程中的哪一点啮合时，其相对速度为零；（5）写出该齿轮传动的重合度表达式。若=1.6，试画出单齿及双齿啮合区。,第七章 齿轮机构及其设计,7-23 现有四个渐开线标准直齿圆柱齿轮，压力角为20，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25。且：（1）m1=5mm，z1=20；（2）m2=4mm，z2=25；（3）m3=4mm，z3=50；（4）m4=3mm，z4=60。问：（1）轮2和轮3哪个齿廓较平直，为什么？（2）哪个齿轮的齿最高，为什么？（3）哪个齿轮的尺寸最大，为什么？（4）齿轮1和2能正确啮合吗，为什么？,第七章 齿轮机构及其设计,7-24 已知被加工的直齿圆柱齿轮毛坯的转动加速度=1 rad/s，齿条刀移动的线速度v刀=60mm/s，其模数m刀=4mm，刀具中线与齿轮毛坯轴心的距离a=58mm。试问：（1）被加工齿轮的齿数应是多少？（2）这样加工出来的齿轮是标准齿轮还是变位齿轮？如为变位齿轮，是正变位还是负变位？变位系数x是多少？,第七章 齿轮机构及其设计,7-25 用模数m=2mm，=20的滚刀加工一直齿圆柱变位外齿轮，要使该齿轮的分度圆齿厚比标准齿轮的齿厚减薄0.364mm。问其变位系数x为多少？,第七章 齿轮机构及其设计,7-26 试问一渐开线齿轮在采取负变位修正后，有关参数和尺寸与不采取变位修正时相比较，会发生哪些变化？请在下表中用符号注明（不变用0，z增加用，减少用）。,第七章 齿轮机构及其设计,7-27 齿轮变速箱中各轮的齿数、模数和中心距如题图7-27所示，指出齿轮副z1、z2和z3、z4各采用何种变位齿轮传动类型，并简述理由。,第七章 齿轮机构及其设计,7-28 一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮m=2mm，=20，ha*=1，c*=0.25，z1=20，z2=40试求：（1）标准安装的中心距a。（2）齿轮1齿廓在分度圆上的曲率半径1。（3）这对齿轮安装时若中心距a=62mm，问啮合角为多少？其传动比i12、齿侧间隙j、顶隙c有否变化？（4）若用平行轴斜齿圆柱齿轮机构来满足中心距a=62mm的要求，试计算螺旋角。,第七章 齿轮机构及其设计,7-29 一渐开线标准直齿圆柱齿轮和一直齿条标准安装并啮合传动，已知参数如下：齿轮齿数z=20，压力角=20，模数m=5mm，齿顶高系数h*a=1，试求：（1）齿轮以200rpm的转速旋转时，齿条移动的线速度为多少？（2）齿条外移1mm时齿轮的节圆半径和啮合角各为多少？（3）齿条外移1mm时，齿条顶线与啮合线的交点B2到节点P点的距离。,第七章 齿轮机构及其设计,7-30 有一渐开线直齿圆柱外齿轮，齿数z=36，测得跨测齿数k=5时的公法线长度和k=4时的公法线长度分别为w5=70.665mm和w4=55.904mm，齿顶圆直径da=194.03mm，齿根圆直径df=172.53mm。试求该齿轮的m，x，h*a和c*。,第七章 齿轮机构及其设计,7-31 某牛头刨床中，有一对渐开线外啮合标准齿轮传动，已知z1=17，z2=118，m=5mm，h*a=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去0.91mm，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。,第七章 齿轮机构及其设计,7-32 在一对相啮合的高度变位齿轮机构中，正变位齿轮的齿数z=14，m=3mm，=20,h*a=1，c*=0.25，x=+0.236，试计算该齿轮的主要几何尺寸r、rb、rf、ra和s，并校核齿顶是否会变尖（要求sa0.4mm），是否会发生根切。,第七章 齿轮机构及其设计,7-33 一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮的参数为z1=21，z2=37，m=3.5mm，h*an=1，c*n=1，=20。若这对齿轮传动的中心距a=105mm，试求螺旋角，并计算主要几何尺寸（d、db、da、df、zv）和重合度（取齿宽b=70mm）。,第七章 齿轮机构及其设计,7-34 已知一标准单头蜗杆蜗轮机构的中心距a=75mm，传动比i12=40，模数m=3mm，齿顶高系数h*a=1，顶隙系数c*=0.2。试计算蜗杆的直径系数q、螺旋角、蜗轮和蜗杆的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径。,第七章 齿轮机构及其设计,7-35 一对直齿圆锥齿轮的参数为：z1=15、z2=30、模数m=10mm、齿顶高系数h*a=1、顶隙系数c*=0.2、=90。试计算这对圆锥齿轮的主要几何尺寸。,第七章 齿轮机构及其设计,第十一章 轮系及其设计,11-1 题图11-1所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知z1=15，z2=25，z2=15，z3=30，z3=15，z4=30，z4=2（右旋），z5=60，z5=20（m=4mm），若n1=500rpm，求齿条6的线速度v的大小和转向。,第十一章 轮系及其设计,11-2 在题图11-2所示轮系中，已知z1=12，z2=52，z3=76，z4=49，z5=12，z6=73，求i1H。,第十一章 轮系及其设计,11-3 在题图11-3所示行星减速机构中,已知z1=z2=17，z3=51，当手柄转过90时，转盘H转过多少度？,第十一章 轮系及其设计,11-4 在题图11-4所示轮系中,已知z1=60，z2=40，z2=z3=20，若n1=n3=120rpm，并n1与n3转向相反，求nH的大小、方向。,第十一章 轮系及其设计,11-5 题图11-5所示为一车床尾架进给机构，已知各轮齿数 z1=z2=z4=18，z3=54，试判断题图11-5a、b所示两种轮系各属于什么轮系？当n1=10rpm时，分别求出各丝杠的转速。,第十一章 轮系及其设计,11-6 题图11-6所示轮系中，已知各轮齿数z1=15，z2=33，z3=81，z2=30，z4=78，求传动比i14。,第十一章 轮系及其设计,11-7 题图11-7所示轮系中，若已知各轮齿数，试用齿数写出传动比i16的表达式。,第十一章 轮系及其设计,11-8 题图11-8所示轮系中，若已知各轮齿数z1=56，z2=62，z3=58，z4=60，z5=35，z6=30，若n=70rpm，n=140rpm，两轴转向相同，试求轴的转速并判断其转向。,第十一章 轮系及其设计,第十一章 轮系及其设计,11-9 题图11-9所示轮系中,各轮齿数为z1=36，z2=60，z3=23，z4=49，z4=69，z5=31，z6=131，z7=91，z8=36，z9=167，若n1=3549rpm，试求nH。,第十一章 轮系及其设计,11-10 题图11-10所示轮系中,已知各轮齿数为z1=30，z2=26，z3=z3=z4=21，z4=30，z5=2（右旋蜗杆），齿轮1的转速为n1=260rpm（方向如图），蜗杆5的转速为n5=600rpm（方向如图），求传动比i1H。,11-11 题图11-11所示轮系中，已知各轮齿数，试求出指针A和B的角速度之比iAB。,第十一章 轮系及其设计,第十一章 轮系及其设计,11-12 题图11-12所示为钟表传动系统，E为擒纵轮，N为发条盘，S、M及H各为秒针、分针及时针。已知各轮齿数为z1=72，z2=12，z2=64，z3=z2”=8，z3=z4=60，z5=z6=6，z6=24。试计算齿轮4和7的齿数。,第十一章 轮系及其设计,11-13 题图11-13所示轮系中,已知各轮齿数为z1=30，z2=20，z3=30，z3=10，z4=40，z5=50，z5=30，z6=70，试求当轴转一转时，轴转多少？它们的转向是否相同？,第十一章 轮系及其设计,11-14 题图11-14所示的变速器中，已知z1=z1=z6=80，z2=z4=z7=26。当鼓轮A、B及C分别被刹住时，求轴和轴的传动比。,第四章 平面机构的力分析,4-1 题图4-1所示为一曲柄滑块机构的运动简图及其加速度矢量多边形。已知作用在构件2的质心S上的惯性力为10N，惯性力矩为0.1Nm，试在图上画出构件2总惯性力的方向及其作用线的位置。,第四章 平面机构的力分析,4-2 题图4-2所示为杠杆加紧机构，Fd为驱动力，Fr为阻力。摩擦圆如图所示，摩擦角为20。试作出各运动副中的总反力的作用线，并标明方向。,第四章 平面机构的力分析,4-3 题图4-3所示为一曲柄摇杆机构的运动简图，比例尺为l=0.002m/mm。曲柄2为原动件，各转动副的摩擦圆如图所示。已知作用在摇杆4上阻力矩M4=40Nm，若不计各构件的质量及转动惯量，试确定驱动力矩。,第四章 平面机构的力分析,4-4 题图4-4所示为一曲柄滑块机构的运动简图，比例尺为l=0.001m/mm。各转动副的摩擦圆如图所示，为移动副的摩擦角。已知作用在曲柄上的驱动力矩Md=20Nm，方向如图所示。试确定作用在滑块上的生产阻力Fr。,第四章 平面机构的力分析,4-4 题图4-4所示为一曲柄滑块机构的运动简图，比例尺为l=0.001m/mm。各转动副的摩擦圆如图所示，为移动副的摩擦角。已知作用在曲柄上的驱动力矩Md=20Nm，方向如图所示。试确定作用在滑块上的生产阻力Fr。,第四章 平面机构的力分析,第四章 平面机构的力分析,Theory of Machines and Mechanisms,4,取构件3为示力体,取构件4为示力体,取构件2为示力体,4-5 题图4-5所示破碎机的料快为球形，其质量可以忽略不计。设物料与鄂板间的摩擦系数为f，求料快不至于向上脱出时其鄂板的咬入角。,第四章 平面机构的力分析,第十四章 机械系统动力学,14-1 等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么？,第十四章 机械系统动力学,14-2 在什么情况下，机械才会做周期性速度波动？速度波动有何危害，如何调节？,第十四章 机械系统动力学,14-3 机器运转速度不均匀系数的大小如何选择，其值得选择与飞轮尺寸有何关系？,第十四章 机械系统动力学,14-4 试说明何种机器必须安装飞轮。如果不安装，对该机器的工作性能有何影响？,第十四章 机械系统动力学,14-5 飞轮为什么可以调速？为了减小飞轮的质量，飞轮最好安装在何处？,第十四章 机械系统动力学,14-6 为什么说在锻压设备中安装飞轮可以起到节能的作用？,第十四章 机械系统动力学,14-7 说明离心调速器的工作原理。,第十四章 机械系统动力学,14-8 由公式，能总结出那些重要结论？,第十四章 机械系统动力学,14-9 在题图14-9所示的六杆机构中，,第十四章 机械系统动力学,14-10 在题图14-10所示的轮系中，,第十四章 机械系统动力学,14-11 已知等效阻抗力矩Mr的变化规律如题图14-11所示。,第十四章 机械系统动力学,14-12 如题图14-12所示为一机床工作台的传动系统。,第十四章 机械系统动力学,14-13 某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角的变化曲线如题图14-13所示。,第十四章 机械系统动力学,14-14 在题图14-14所示的行星轮系中。,第十四章 机械系统动力学,14-15 在题图14-15所示的机械传动机构中，,第十四章 机械系统动力学,14-16 某机械以主轴为等效构件，题图14-16所示。,第十四章 机械系统动力学,14-17 已知某机械稳定运转时的主轴角速度,第十四章 机械系统动力学,14-18 已知机床主轴与制动器直接相连，,第十四章 机械系统动力学,第十五章 机械的平衡设计与实验,15-1 题图15-1所示机构运动简图的比例尺为,第十五章 机械的平衡设计与实验,15-2 题图15-2所示机构运动简图的比例尺