机械原理习题集全答案7997.pdf

-1/101 班级学号机械原理平面机构的构造分析1、如图 a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 4 上下运动以到达冲压的目的。试绘出其机构运动简图各尺寸由图上量取，分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。解 1取比例尺l绘制其机构运动简图图 b。2分析其是否能实现设计意图。图 a由图 b可知，n3，p4，ph1，p0，F0 l 故：F3n(2ppp)F33(2410)00 lh 因此，此简单冲床根本不能运动即由构件 3、4与机架 5和运动副 B、C、D组成不能运动的刚性桁架，故需要增加机构的自由度。图 b3提出修改方案图 c。评语任课教师日期-2/101 1-1/101 班级学号机械原理为了使此机构能运动，应增加机构的自由度其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案。图 c1图 c22、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。图 a解：n3，4 l 图 b解：n4，5 p，ph1，F3n2plph1 l-2/101 评语任课教师日期2-1/101 班级学号机械原理3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。31 解 31：n7，pl10，ph0，F3n2plph1，C、E复合铰链。32 解 32：n8，11 p，ph1，F3n2plph1，局部自由度l-2/101 评语任课教师日期3-1/101 班级学号机械原理33 解 33：n9，12 p，ph2，F3n2plph1 l 4、试计算图示精压机的自由度-2/101 评语任课教师日期4-1/101 班级学号机械原理解：n10，p15，ph0解：n11，pl17，ph0 l p2plph3n250331p2plph3n210362 F0F0 F3n(2plphp)FF3n(2plphp)F 310(21501)01311(21702)01 其中 E、D及 H均为复合铰链其中 C、F、K均为复合铰链5、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根本杆组。又如在该机构中改选 EG为原动件，试问组成此机构的根本杆组是否与前者有所不同。解 1计算此机构的自由度F3n(2plphp)F372101 2取构件 AB为原动件时机构的根本杆组图为此机构为级机构3取构件 EG为原动件时此机构的根本杆组图为评语任课教师日期-2/101 5-1/101 班级学号机械原理此机构为级机构平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置用符号Pij直接标注在图上。评语任课教师日期-2/101 6-1/101 班级学号机械原理2、在图 a所示的四杆机构中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=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线上速度最小的一点 E的位置及其速度的大小；3当vC=0时，角之值有两个解。解 1以选定的比例尺l作机构运动简图图 b。b)2求vC，定出瞬心P13的位置图 b因p为构件 3的绝对速度瞬心，那么有：13 w3vBlBP13wlABulBPrads 100.06/0.003782.56(/)213 vCul CP13w0.003522.560.4(m/s)3 3定出构件 3的 BC线上速度最小的点 E的位置因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故从P13引 BC线的垂线交于点 E，由图可得：-2/101 评语任课教师日期7-1/101 班级学号机械原理vEul P13Ew0.00346.52.560.357(m/s)3 4定出vC=0时机构的两个位置作于图 C处，量出26.4 1 226.6 2c)3、在图示的机构中，设各构件的长度lAD85mm，lAB=25mm，lCD=45mm，l=70mm，原动件以等角速度1=10rad/s转动，试用图解法求图示位置时点 E的速度BC v和加速度aE以及构件 2的角速度2及角加速度2。E a)l=0.002m/mm 解 1以l=0.002m/mm作机构运动简图图 a2速度分析根据速度矢量方程：vCvBvCB 以v0.005(m/s)/mm作其速度多边形图 b。b)a=0.005(m/s2)/mm 继续完善速度多边形图，并求v及2。E 根据速度影像原理，作bceBCE，且字母顺序一致得点 e，由图得：vEvpe0.005620.31(ms)w2vbclBC0.00531.5/0.072.25(ms)顺时针w3vpclCO0.00533/0.0453.27(ms)逆时针3加速度分析根据加速度矢量方程：ntnt aCaaaaa CCBCBCB-2/101 以a=0.005(m/s 2)/mm作加速度多边形图 c。评语任课教师日期8-1/101 班级学号机械原理继续完善加速度多边形图，并求a及2。E 根据加速度影像原理，作bceBCE，且字母顺序一致得点e，由图得：2 aEape0.05703.5(m/s)t2 a2alBCanC/lBC0.0527.5/0.0719.6(rad/s)CB逆时针2 4、在图示的摇块机构中，lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm，曲柄以1=10rad/s等角速度回转，试用图解法求机构在145时，点 D和点 E的速度和加速度，以及构件 2的角速度和角加速度。解 1以l=0.002m/mm作机构运动简图图 a。2速度分析v=0.005(m/s)/mm 选 C点为重合点，有：v C2 v B v C 2B v C 3 v C 2C3 方向？ABBC/BC 大小？wl？1AB 0?以v作速度多边形图 b再根据速度影像原理，作bdbC2BDBC，bdeBDE，求得点 d及 e，由图可得v D v pd0.00545.50.23(m/s)v E v pe0.00534.50.173(m/s)w2bcl.1222rad/s 0.00548.5/0()v顺时针1BC 3加速度分析a=0.04(m/s 2)/mm-2/101 评语任课教师9-1/101 班级学号机械原理根据a C2 a B n a C2B t a C2 B a C3 k a C2C3 r a C2C 3 方向?BACBBCBC/BC 大小?2 wl 1 AB 2 2 w l BC?0 2wv 3C 2C 3?n22 其中：aCwl20.1220.49 2B2BC k aCwv 2 2C32C2C 3 220.005350.7 以a作加速度多边形图 c，由图可得：a D a pd0.04662.64(m/2 s)aEape0.04702.8(m/2 s )t2 a2a/lCBanC/0.1220.0425.5/0.1228.36(rad/s)C顺时针2B22 5、在图示的齿轮-连杆组合机构中，MM为固定齿条，齿轮 3的齿数为齿轮 4的 2倍，设原动件 1以等角速度1顺时针方向回转，试以图解法求机构在图示位置时，E 点的速度vE及齿轮 3、4的速度影像。解 1以l作机构运动简图图 a2速度分析图 b此齿轮连杆机构可看作为 ABCD及 DCEF两个机构串连而成，那么可写出vCvv BCB vEvv CEC 取v作其速度多边形于图 b处，由图得-2/101 vEvpe(m/s)取齿轮 3与齿轮 4啮合点为 K，根据速度影像原来，在速度图图 b中，作dckDCK 评语任课教师日期10-1/101 班级学号机械原理求出 k点，然后分别以 c、e为圆心，以ck、ek为半径作圆得圆g及圆g4。3 求得vpe Ev 齿轮 3的速度影像是g3 齿轮 4的速度影像是g 4 6、在图示的机构中，原动件 1以等速度1=10rad/s逆时针方向转动，l=100mm，lBC=300mm，e=30mm。当1=50、220时，试用矢量方程解析法求AB 构件 2的角位移解2及角速度2、角加速度2和构件 3的速度v3和加速度3。取坐标系 xAy，并标出各杆矢量及方位角如下列图：1位置分析机构矢量封闭方程l()1lsea 23-2/101 评语任课教师日期11-1/101 班级学号机械原理lcoslcoss 1223b 1 分别用i和j点积上式两端，有()lsinlsine 1122 故得：arcsin(sin)/2ell 112 s3lcos1l2cos2(c)1 tt 2速度分析式 a对时间一次求导，得l1w1e1l2w2e2v3i(d)上式两端用j点积，求得：cos/cos()w2lwle 11122 式 d用e2点积，消去w2，求得v3l1w1sin(12)/cos2(f)3加速度分析将式d对时间 t求一次导，得：2nt2n l1welelweai(g 112222223 )用j点积上式的两端，求得：22 a2lwsinlwsin2l2cos2(h)11122 用e点积g，可求得：2 22 a3lwcos()lwcos2(i 111222 )150220()2351.06318.316 w2(rad/s)2.1692.690 2 a2(rad/s)25.10920.174-2/101 v3(m/s)0.8670.389 2 a3(m/s)6.6527.502 评语任课教师日期12-1/101 班级学号机械原理7、在图示双滑块机构中，两导路互相垂直，滑块 1为主动件，其速度为 100mm/s，方向向右，l=500mm，图示位置时xA=250mm。求构件 2的角速度和构件 2中点 C AB 的速度vC的大小和方向。解：取坐标系 oxy并标出各杆矢量如下列图。1位置分析机构矢量封闭方程为：l OCxl A AC l l ABi1ABei ex A 22 2 2180 1 x C l AB 2 cos 2 x A l AB 2 cos 2 y C l AB 2 sin 2 2速度分析x C y C l AB 2 l w 2 AB 2 sin w 2 2 cos 2 v A l AB 2 w 2 sin 当vA100mm/s，xC50mm/s 2-2/101 2120，w20.2309rad/s逆时针yC28.86m/s，22 vCxCyC57.74mm/s像右下方偏30。评语任课教师日期13-1/101 班级学号机械原理8、在图示机构中，1=45，1=100rad/s，方向为逆时针方向，lAB=40mm，=60。求构件 2的角速度和构件 3的速度。解，建立坐标系 Axy，并标示出各杆矢量如下列图：1位置分析机构矢量封闭方程l1sDl DB l isle(1i e 1CDB )lcoslcos 11DB s C l 1 sinlsin 1DB 2速度分析消去lDB，求导，w20 vCl wcos1cotsin1 11 1195.4mm/s 平面连杆机构及其设计1、在图示铰链四杆机构中，：lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架，1假设此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；2假设此机构为双曲柄机构，求lAB的围；3假设此机构为双摇杆机构，求lAB的围。解：1AB为最短杆l ABlll BCCD AD l AB15 mm max 2AD为最短杆，假设lABlBC lADllllAB45mm BCCDAB 假 设lABlBClADlABlBClCD-2/101 评语任课教师日期14-1/101 班级学号机械原理lAB55mm 3)lAB为最短杆lABlll，lAB15mm BCCDAD lABllADlBClABlCDlAB45mm AD l为最短杆lADlABlBClCDlAB55mm AB 由四杆装配条件lABlADlBClCD115mm 2、在图示的铰链四杆机构中，各杆的长度为 a=28mm，b=52mm，c=50mm，d=72mm。试问此为何种机构？请用作图法求出此机构的极位夹角，杆CD的最大摆角，机构的最小传动角min和行程速度比系数K。解 1作出机构的两个极位，由图中量得18.6 70.6 2求行程速比系数K 180 180 1.23 3作出此机构传动角最小的位置，量得22.7 min 此机构为曲柄摇杆机构3、现欲设计一铰链四杆机构，其摇杆CD的长lCD=75mm，行程速比系数K=1.5，机架AD的长度为lAD=100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45，试求其曲柄的长度lAB和连杆的长lBC。有两个解180K解：先计算16.36180K 并取l作图，可得两个解评语任课教师日期-2/101 15-1/101 班级学号机械原理1lAB(AC2AC1)/22(84.535)/249.5mm l lBCl(AC2AC1)/22(84.535)/2119.5mm 2lABl(AC1AC2)/22(3513)/222mm lBCl(AC1AC2)/22(3513)/248mm 4、如下列图为一的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块连接起来，使摇杆的三个位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应图示尺寸系按比例尺绘出，试以作图法确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点E 的位置。作图求解时，应保存全部作图线。l=5mm/mm。解评语任课教师日期-2/101 16-1/101 班级学号机械原理转至位置 2作图故lEFlE2F2526130mm 5、图 a所示为一铰链四杆机构，其连杆上一点 E的三个位置 E1、E2、E3位于给定直线上。现指定 E1、E2、E3和固定铰链中心 A、D的位置如图 b所示，并指定长度lCD=95mm，l=70mm。用作图法设计这一机构，并简要说明设计的方法和步骤。EC 解：以 D为圆心，l为半径作弧，分别以E1，E2，E3为圆心，lEC为半径交弧C1，CD 评语任课教师日期-2/101 17-1/101 班级学号机械原理C，C3，DC1，DC2，DC3代表点 E在 1，2，3位置时占据的位置，2 ADC使 D反转12，C2C1，得DA2 2 ADC使 D反转13，C3C1，得DA3 3 CD作为机架，DA、CE连架杆，按两连架杆对立三个位置确定 B。-2/101 评语任课教师日期18-1/101 班级学号机械原理凸轮机构及其设计1、在直动推杆盘形凸轮机构中，凸轮的推程运动角0/2，推杆的行程h=50mm。试求：当凸轮的角速度=10rad/s时，等速、等加等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用运动规律的速度最大值角。v和加速度最大值amax及所对应的凸轮转max 解推杆运动v(m/s)amax(m/s 2)max 规律等速运动等加0.0510 hw/0.3180/20 a 00/2 速等减速22 2hw0637/44hw/8.1050/4/0.0 余弦加速度hw0.5/4/210/20 2hw220 0 正弦加速度22 2hw0/42/12.732/hw/8 0.637 0 2、一偏置尖顶推杆盘形凸轮机构如下列图，试用作图法求其推杆的位移曲线。解以同一比例尺l=1mm/mm作推杆的位移线图如下所示-2/101 评语任课教师日期19-1/101 班级学号机械原理3、试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。凸轮以等角速度逆时针回转，偏距e=10mm，从动件方向偏置系数=1，基圆半径150，推杆等速上r=30mm，滚子半径rr=10mm。推杆运动规律为：凸轮转角=0 0 升 16mm；=150180 ，推杆远休；=180300 时，推杆等加速等减速回程16mm;=300 360 时，推杆近休。解推杆在推程段及回程段运动规律的位移方程为：1推程：sh/0，(0150)2回程：等加速段sh2h，(060)2/2 0 等减速段22 s2h0)/，(60120)(0 取l=1mm/mm作图如下：-2/101 评语任课教师日期20-1/101 班级XX学号机械原理 计算各分点得位移值如下：总转 角 0153045607590105120135150165 s01.63.24.86.489.611.212.814.41616 180195210225240255270285300315330360 s1615.51411.584.520.50000 4、试以作图法设计一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线，lOA=55mm，r=25mm，lAB=50mm，rr=8mm。凸轮逆时针方向等速转动，要求当凸轮转过 180o时，0 m=25；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速 推杆以余弦加速度运动向上摆动 度运动摆回到原位置。解摆动推杆在推程及回程中的角位移方程为 1推程：m1cos(/0)/2，(0180)2回程：m1(/0)sin(2/0)/2，(0180)取l=1mm/mm作图如下：评语任课教师日期-2/101 21-1/101 班级XX学号机械原理 总 转 角 0153045607590105120135150165 00.431.673.666.259.2612.515.7418.7521.3423.3224.57 180195210225240255270285300315330360 2524.9024.2822.7320.1116.5712.58.434.892.270.720.09 5、在图示两个凸轮机构中，凸轮均为偏心轮，转向如图。参数为R=30mm,l=10mm,e=15mm,rT5mm,lOB=50mm,lBC=40mm。E、F为凸轮与滚子的两个接触 OA 点，试在图上标出：1从 E点接触到 F点接触凸轮所转过的角度；2F点接触时的从动件压力角F；3由 E点接触到 F点接触从动件的位移s图 a和图 b。4画出凸轮理论轮廓曲线，并求基圆半径r0；5找出出现最大压力角max的机构位置，并标出max。评语任课教师日期-2/101 22-1/101 班级学号机械原理评语任课教师日期-2/101 23-1/101 班级学号机械原理齿轮机构及其设计1、设有一渐开线标准齿轮z=20,m=8mm,=20o,h*=1,试求：1其齿廓曲线在a 分度圆及齿顶圆上的曲率半径、a及齿顶圆压力角a；2齿顶圆齿厚sa及基圆齿厚s；3假设齿顶变尖(sa=0)时，齿顶圆半径ra又应为多少？b 解 1求、a、a dmz820160mm dm(z a *2h a )8 (20 2 1)176mm d b dcosa160cos20150.36mm rtga b 75.175tg2027.36mm a a cos 1 (r b /r)cos a 1(75.175 /88)31 19.3 a rtg b a 75.175tg3119.345.75mm 2求sa、sb s a s r a r 2r(invainva)aa m 2 88 80 176(inv31 19.3 inv 20 )5.56mm s b cosa(smzinva)cos20 8(2 8 20 inv 20 )14.05mm 3求当sa=0时ra s a s r a r 2r a (invainva)a 0 inva a s 2r inva0.093444 由渐开线函数表查得：3528.5 a a rarb/cosaa75.175/cos3528.592.32mm-2/101 评语任课教师日期24-1/101 班级学号机械原理2、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？解d b mzcosa dm(z f *c*2h2 a )由dfd有b z *c a 2(h a 1cos )2(10.25)1cos20 41.45 当齿根圆与基圆重合时，z41.45 当z42时，根圆大于基圆。3、一个标准直齿圆柱齿轮的模数m=5mm，压力角=20o，齿数z=18。如下列图，设将直径一样的两圆棒分别放在该轮直径方向相对的齿槽中，圆棒与两侧齿廓正好切于分度圆上，试求 1圆棒的半径rp；2两圆棒外顶点之间的距离即棒跨距l。解：KOP 1 2 m mz /2 2 2z (r)ad 180 KOP5 2z rNPNK p r b (tan25tg20)4.33mm r b101.98 l2rpmm sin25-2/101 评语任课教师日期25-1/101 班级学号机械原理4、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合，z119，z242，m5mm。1试求当 20 时，这对齿轮的实际啮合线 B1B2的长、作用弧、作用角及重合度；绘出一对齿和两对齿的啮合区图选适当的长度比例尺仿课本上图 5-19作图，不用画出啮合齿廓，并按图上尺寸计算重合度。解：1求B1B及2 a zcosa 1 aarccos azh 1*2 1a arccos 19 19 31 46 zcosa 2 aarccos azh 2*2 2a arccos 42 cos 2 42 20 1 26 19 m B1Bcosaz(tgaatga)z(tgaatga)21122 2 5 2 cos2019(tg3146tg20)z2(tg2619tg20)24.103mm a BB 12 mcosa 24.103 5mcos20 1.63 2如图示-2/101 评语任课教师日期26-1/101 班级学号机械原理,5、已知一对外啮合变位齿轮传动，z1z2=12,m=10mm,=20 h=1,a=130mm,试设计这对齿轮传动，并验算重合度及齿顶厚s应大于 0.25m，取*aa x1x。2 解 1确定传动类型a m 2 (10 z1z)(1212)120a 2 2 130 故此传动应为正传动。2确定两轮变位系数a a arccos(cosa)a 120 130 arccos(cos20 )29 50 x 1 x 2 (z1z2 )(invainva)2tga (12 12)(inv2950inv 2tg20 20 )1.249*取xx1x0.6245xh(zz)/z1(1712)/170.294 2minaminmin 3计算几何尺寸尺寸名称几何尺寸计算中心距变动系数y(aa)/m1.0 齿顶高变动系数0.249 x1xy 2*齿顶高hah(hx)m13.755mm 1a2a*齿根高hfh(hcx)m6.255mm 1f2a 分度圆直径ddmz120mm 121 齿顶圆直径dddhmm a12121147.51 aa 齿根圆直径df1df2d12hf1107.49mm-2/101 基圆直径dddamm b121cos112.763 b 分度圆齿厚s1s(2xtga)m20.254 2 2 4检验重合度和齿顶厚评语任课教师日期27-1/101 班级学号机械原理a a1 aarccos(a2 d b1 d a1 )40 8 a z1(tg1tg)z2(tg2tg 2 )1.0298 d a1 s1ssda(inva1inv)6.0590.25m aa21 d 1 2.5 故可用。6、现利用一齿条型刀具齿条插刀或齿轮滚刀按成法加工渐开线齿轮，齿条刀具的根本参数为：m=4mm,=20,*h=1,a *c=0.25,又设刀具移动的速度为 V 刀=0.002m/s，试就下表所列几种加工情况，求出表列各个工程的值，并说明刀具分度线与轮坯的相对位置关系以L表示轮坯中心到刀具分度线的距离。切制齿轮情况要求计算的工程图形表示rmz/2415/230mm 1、加工z=15的标rr30mm 准齿轮。Lr30mm n 60 3 10 2r v p 0.6366r /min rmz/2415/230mm 2、加工z=15的齿轮，要求刚好不根切。x *h(z amin x minz min z)1 (17 17 15)0.1176 rr30mm Lrxm300.1176430.471mm n 60 3 10 2r v p 0.6366r /min 3、如果 v及 L的值与情况 1一样，rr60 3 10 vn/224 nmm z2r/m224/412 而轮坯的转速却-2/101 为 n=0.7958r/mn。评语任课教师日期28-1/101 班级学号机械原理x(Lr)/m1.5正变位L30mmrr24mm 4、如果 v及 L的值与情况 1一样，3 rr6010vn/2n36mm 而轮坯的转速却z2r/m18 L30mm 为n=0.5305r/min。x(Lr)/m(3036)/41.5 rr36mm 7、图示回归轮系中，z1=20,z2=48,m1,2=2mm,z3=18,z4=36,m3,4=2.5mm；*各轮的压力角=20c=0.25。试问有几种传动方案可供选择？哪一种方案较,h=1,a 合理？m 12 解：zzmma()681212 2 m 34 a34(zz)34 2 67.5 a12a，34 z1z34，z3z434 2 11，2标准等变位3，4正传动23，4标准等变位1，2正传动31，2和 3，4正传动，x3x4x1x2 41，2和 3，4负传动，x1x2x3x4 51，2负传动，3，4负传动-2/101 方案1，3较佳评语任课教师日期29-1/101 班级学号机械原理8、在某牛头刨床中，有一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动。：Z1=17,Z2=118,m=5mm,=20 ,h=1,*a *，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 1确定传动类型m5 a(z1z)(17118)337.5mm，因aa故应采用等移距变位传动2 22 2确定变位系数x 1 x 2 s 2mtg 2 0.75 5tg20 0.206 故0.206 x，x20.206 1 3几何尺寸计算小齿轮大齿轮d1mz151785mmd2mz25118590mm *ha(hax1 1 )m *ha(hax2 2 )m(10.206)56.03mm(10.206)53.97mm *hf(hacx1)m 1 *hf(hacx2 2 )m(10.250.206)55.22mm(10.250.206)57.28mm dad2ha1 11 8526.03 dad2ha25902 22 3.97 97.06mm597.94mm dfd2hf1 11 8525.22 dfd2hf25902 22 7.28 74.56mm575.44mm db 1 d 1 cos85cos20 dbdcos590 22 cos20 79.87mm554.42mm-2/101 s 1 m(2x1tg 2 )s 2 m(2x2tg 2 )5(20.206tg20)8.615(20.206tg20)7.122 评语任课教师日期30-1/101 班级学号机械原理e 1 m(2x1tg 2 )e 2 m(2x2tg 2 )5(20.206tg20)7.15(20.206tg20)8.6122 p1s1e1m515.71mmp2s2e2m515.71mm 9、设一对斜齿轮传动，z1=20,z2=40,mn=8mm,n=20,*h=1,an *c n，试求该传动的中心距 a(a值应圆整为个位数为 0或 5，=0.25,B=30mm,并初取=15 并相应重算螺旋角)、几何尺寸、当量齿数和重合度。解 1计算中心距 a m8(2040)n 初取15，那么a(z1z)248.466 2 2cos2cos15 mn(zz)8(2040)取a250mm，那么161537 12 arccosarccos 2a2250 2计算几何尺寸及当量齿数尺寸名称小齿轮大齿轮分度圆直径dmzmm 1n1/cos166.67d2333.33mm 齿顶圆直径ddhmm a112182.67da2349.33 a 齿根圆直径df1d12h146.67mmdf2313.33 f 基圆直径ddmm b11cos155.85db2311.69mm t*hhcmmm*齿顶高、齿根高hahm8mma()10 anan 法面及端面齿厚smmm n/212.57stmn/(2cos)13.09mm n 法面及端面齿距pmmm n25.14ptpncos26.19mm n-2/101 33 当量齿数zv1zcos22.61zv2zcos22.61 12 3计算重合度arctg(tgn/cos)arctg(tg20/cos161537)204549 t 评语任课教师日期31-1/101 班级学号机械原理atarccos(d1/d2)1ba arccos(155.84/182.67)312649 atarccos(d2/d2 2ba )arccos(311.69/349.33)265033 z(tg1tgt)z2(tg2tgt 1 )2 20(tg312649tg204549 )40(tg265033tg204549 2 )1.59 Bsin/m30sin161537/8 n 0.332 1.590.3321.92 10、设计一铣床进给系统中带开工作台转动的阿基米德蜗杆传动。要求i12=20.5,m=5mm,=20 ,*h=1,a *c=0.2,求蜗轮蜗杆传动的根本参数(z1、z2、q、1、2)、几何尺寸(d1、d2、da1、da2)和中心距 a。解 1确定根本参数选取 z1=2因为当i1214.530.5时，一般推荐z12。z2iz 121 20.5241 查表确定d150mm，计算qd1/m50/510 1arctg(mz/d1)arctg(52/50)111836 111836 21 2计算几何尺寸d150mm，d2mz2205mm da1d12ha60mmda2d22ha215mm df1d12hf38mmdf2d22hf193mm 3中心距 a=m5 a(zz)(1041)127.5mm 12 22-2/101 评语任课教师日期32-1/101 班级学号机械原理11、在图示的各蜗轮蜗杆传动中，蜗杆均为主动，试确定图示蜗杆、蜗轮的转向或螺旋线的旋向。轮系及其设计1、如下列图为一手摇提升装置，其中各轮齿数均，试求传动比i15,指出当提升重物时手柄的转向在图中用箭头标出。解此轮系为空间定轴轮系i zzzz 2345 15zzzz 1234 50304052 2015118 577.78，2、在图示输送带的行星减速器中，：z1=10,z2=32,z3=74,z4=72,z2=30及电动机的转速为 1450r/min，求输出轴的转速 n4。解：123H行星轮系；322 4H行星轮系；122 4H差动轮系；这两个轮系是独立的H1H1nnz nnz i 13z n (1)-2/101 H3 评语任课教师日期33-1/101 班级学号机械原理H i 43 n 4 n H n H z z 2 3 zz 42 (2)i1H1 z 1 z 3 i4H1 z 2 z 4 z 3 z 2 iiHiH 4141 1 1 z 2 z 4 z 1 z 3 n46.29r/min与n1转向一样。3、图示为纺织机中的差动轮系，设 z1=30,z2=25,z3=z4=24,z5=18,z6=121,n1=48200r/min,nH=316r/min,求 n6=？解此差动轮系的转化轮系的传动比为：nnzzz H1H246 i(1)16zzz nn 6H135 25 30 24 24 121 18 5.6 1 nH(nn)n 616H i 16 当48200(min)n1r时，那么：11 n6(48316)316(200316)316268.14295.29(r 5.65.6 min)n转向与n1及nH转向一样。6-2/101 4、图示为建筑用铰车的行星齿轮减速器。：z1=z3=17,z2=z4=39,z5=18,z7=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 H静止，齿轮 7空转，求nH=？评语任课教师日期34-1/101 班级学号机械原理解：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：H1 i11i1(1)H17 ZZ 2 ZZ 1 Z 47 Z 35 1 39 17 39 17 152 18 45.44 nHni 11H 145045.4431.91 n与n1转向一样。H 5、如下列图为一装配用电动螺丝刀齿轮减速局部的传动简图。各轮齿数为z1=z4=7，z3=z6=39,n1=3000r/min,试求螺丝刀的转速。解：此轮系为一个复合轮系，在 123H1行星轮系中：Z H 3 i1i11 1H13 1Z 1 1 39 7 在 456H2行星轮系中i Z H6 1i1 2 4H46 2Z 4 1 39 7 39 2 i1H2iH1iH2，(1)43.18 14 7 故nH2n1i1H300043.1869.5(rmin)，其转向与n1转向一样。2 6、在图示的复合轮系中，设 n1=3549r/min，又各轮齿数为 z1=36,z2=60,z3=23，z4=49,z4=69,z5=31,z6=131,z7=94,z8=36,z9=167,试求行星架 H的转速 nH大小及转向？-2/101 解：此轮系是一个复合轮系ZZ6049 在 1234定轴轮系中3.551 24 i转向见图14 ZZ3623 13 评语任课教师日期35-1/101 班级学号机械原理在 4 567行星轮系中Z 76 i1i1 4746 Z 4 1 131 69 2.899 在 789H行星轮系中i Z H 9 1i1 7Z H79 7 1 167 94 2.777 i1HiiiH 14477 3.5512.8992.777 28.587 故3549/28.587124.15(/min)nHn1iHr，其转向与轮 4转向一样1，7、在图示的轮系中，设各轮的模数均一样，且为标准传动，假设其齿数 z1=z2，=z3=z6=20,z2=z4=z6=z7=40,试问：1当把齿轮 1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动？2齿轮 3、5的齿数应如何确定？3当齿轮 1的转速 n1=980r/min时，齿轮 3及齿轮 5的运动情况各如何？解 1、计算机构自由度n7，p17，ph8，p2，F0。6(6)及 7引入虚约束，构造重复因此机构有、无确定的相对运动删去不需要的。2、确定齿数根据同轴条件，可得：20402080 Z3ZZZ 122 Z5Z2Z4 20240100-2/101 3 3、计算齿轮 3、5的转速评语任课教师日期36-1/101 班级学号机械原理1图示轮系为封闭式轮系，在作运动分析时应划分为如下两局部来计算。2在 122 35差动轮系中，有如下计算式nnZZ4080 51523 i8(a)13ZZnn20203512 3在 3 45定轴轮系中，有如下计算式nZ100 35 i5b35Zn2053 4联立式a及b，得n5n49980/4920(r 1 /min)n35n5520100(r/min)故n=100r/min，与n1反向；3 n=20 r/min，与n1同向。5 其他常用机构1、图示为微调的螺旋机构，构件 1与机架 3组成螺旋副 A，其导程 pA=2.8mm，右旋。构件 2与机架 3组成移动副 C，2与 1还组成螺旋副 B。现要求当构件 1转一圈时，构件 2向右移动 0.2mm，问螺旋副B的导程 pB为多少？右旋还是左旋？解：PB3mm右旋-2/101 评语任课教师日期37-1/101 班级学号机械原理2、某自动机床的工作台要求有六个工位，转台停歇时进展工艺动作，其中最长的一个工序为 30秒钟。现拟采用一槽轮机构来完成间歇转位工作。设槽轮机构的中心距 L=300mm，圆销半径 r=25mm，槽轮齿顶厚 b=12.5mm，试绘出其机构简图，并计算槽轮机构主动轮的转速。解 1根据题设工作需要应采用单销六槽的槽轮机构