机械原理课后全部习题答案.pdf

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1、机械原理课后全部习题答案 目 录 第1章 绪论1 第2章 平面机构的结构分析3 第3章 平面连杆机构 8 第4章 凸轮机构及其设计 15 第5章 齿轮机构 19 第6章 轮系及其设计 26 第 8 章 机械运动力学方程 32 第 9 章 平面机构的平衡 39 1 第一章 绪 论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？2、机器与机构有什么异同点？3、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。4、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。2、填空题 1)、机器或机构，都是由 组合而成

2、的。2、机器或机构的 之间，具有确定的相对运动。3、机器可以用来 人的劳动，完成有用的 。4、组成机构、并且相互间能作 的物体，叫做构件。5、从运动的角度看，机构的主要功用在于 运动或 运动的形式。6、构件是机器的 单元。零件是机器的 单元。7、机器的工作部分须完成机器的 动作，且处于整个传动的 。8、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的 。9、构件之间具有 的相对运动，并能完成 的机械功或实现能量转换的 的组合，叫机器。3、判断题 1)、构件都是可动的。2、机器的传动部分都是机构。3、互相之间能作相对运动的物件是构件。4、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。5

3、、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。2 6、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。7、机构中的主动件和被动件，都是构件。2 填空题答案 1、构件 2、构件 3、代替 机械功 4、相对运动 5、传递 转换 6、运动 制造 7、预定 终端 8、中间环节 9、确定 有用 构件 3 判断题答案 1、2、3、4、5、6、7、3 第二章 机构的结构分析 2-7 是试指出图 2-26 中直接接触的构件所构成的运动副的名称。解：a)平面高副 b)空间低副 c)平面高副 2-8将图 2-27 中机构的结构图绘制成机构运动简图，标出原动件和机架，并计算其自由度。解：

4、b)n=3，LP=4，HP=0，F=33-24=1 4 c)n=3，LP=4，PH=0，F=33-24=1 5 2-9 试判断图 2-28 中所示各“机构”能否成为机构，并说明理由。解：H)4 6 P034260 La nPF不是机构 修改后的机构 H)3 4 P134260 Lb nPF不是机构 6 修改后的机构 H)2 3 P032230 Lc nPF不是机构 修改后的机构 H)10 14 P03 102 142 LdnPF是机构 2-10 计算图 2-29 中所示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度应作何处理。解：a)7 n=5，LP=7，有复合

5、铰链：构件 3 和构件 5;构件 3 和构件 1;F=3n-2LP=3527=1 b)n=6，LP=8，PH=1，有局部自由度，有虚约束 F=3n-2LP-HP=3x6-2x8-1=1 d)有虚约束，有复合铰链 8 n=5，LP=7，HP=0，F=3n-2LP-HP=35-27-0=1 e)有对称虚约束 n=5，LP=7 F=3n-2LP=1 9 f)有对称虚约束 n=3，LP=3，HP=2 F=3n-2LP-HP=1 g)n=2，LP=2，HP=1，n=3，LP=4 有虚约束 10 h)有对称虚约束，n=3，LP=4 F=3n-2LP=33-24=1 或者：n=4，LP=5 HP=1，11

6、F=3n-2LP-HP=34-25-1=1 2-12 计算图 2-30 所示各机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这些机构的基本杆组即杆组的级别。解：a)n=4，LP=5，HP=1 F=3n-2LP-HP=1 所以此机构为 III 级机构 12 b)n=3，LP=3，HP=2 F=3n-2LP-HP=1 c)n=4，LP=4，HP=3 F=3n-2LP-HP=1 d)13 n=6，LP=8，HP=1 F=3n-2LP-HP=1 所以此机构为 III 级机构 2-13 说明图 2-32 所示的各机构的组成原理，并判别机构的级别和所含杆组的数目。对于图2-32f 所示机构，当分别以构件 1、3、

7、7 作为原动件时，机构的级别会有什么变化？a)14 机构的级别:II b)15 机构的级别:II f)当分别以构件 1、3、7 作为原动件时 以构件 1 作为原动件时，以构件 1 作为原动件时，机构的级别 II 16 以构件 3 作为原动件时，以构件 3 作为原动件时，机构的级别:II 以构件 7 作为原动件时，杆组的级别:III 以构件 7 作为原动件时，机构的级别:III 17 2-14 绘制图 2-33 所示机构高副低代后的运动简图，电脑构的自由度。并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。图 2-33 机构示意图 机构高副低代后的运动简图 杆组的级别:III 18 所以，机构的级别

8、:III 2-15 试分析图 2-35 所示刨床机构的组成，并判别机构的级别。假设以构件 4 为原动件，则此机构为几级？解：F=3n-2LP-HP=35-27=1 一、假设以构件 1 为原动件，则此机构拆分的杆组是：所以此机构为 III 级 二、假设以构件 4 为原动件，则此机构拆分的杆组是：19 所以此机构为 II 级 20 第三章 平面连杆机构 3-9 图 3-54 所示平面铰链四杆运动链中，已知各构件长度分别为55ABlmm，40BClmm，50CDlmm，25ADlmm。1判断该机构运动链中四个转动副的类型。2取哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构。3取哪个构件为机架可得到双曲柄机构。4取

9、哪个构件为机架可得到双摇杆机构 解：平面连杆机构 LAB=55 LBC=40 LCD=50 LAD=25 LAB+LADLBC+LCD(1)A、D 整转副 B、C 摆转副 2AB 或 CD 为机架时，为曲柄摇杆机构 3AD 为机架时，为双曲柄机构 4BC 为机架时，为双摇杆机构 3-10 图 3-57 所示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆 AB 为曲柄的条件。假设偏距 e=0，则杆 AB 为曲柄的条件又如何？21 解:主要分析能否通过极限位置，a+eb 3-11在图3-81所示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为25ABlmm，40BClmm，50CDlmm，55ADlmm。1假设取 AD 为机架，

10、求该机构的极位夹角，杆 CD 的最大摆角和最小传动角0min 2假设取 AB 为机架，求该机构将演化为何种类型的机构？为什么？请说明这时 C、D 两个转动副是周转副还是摆转副。图 3-58 铰链四杆机构 解：由于 25554050，所以 lABlADlBClCD，且以最短杆的邻边为机架。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。为曲柄。以曲柄为主动件，作出摇杆的极限位置如下图。AC1lABlBC402565 AC2lBClAB402515(1)极位夹角：出现在 AB 与连杆 BC 重合位置 222222112212arccosarccos22ACADC DACADC DACADACAD 22222206

11、55550155550arccosarccos265 552 15 5514.6 22 图 1 行程速比系数1.17 (2)求摇杆的最大摆角，从图 1，摇杆的最大摆角：B1DC1B2DC2 2222221122122222220arccosarccos22505565505515250552505560.83C DADACC DADACADC DADC D (3)最小传动角min出现在与机架重合位置分正向重合、反向重合如图 2。分别求出1、2，再求最小传动角。2221()arccos2BCCDADABBCCD 22204050(5525)arccos2405036.86 2222()arcco

12、s2BCCDADABBCCD 22204050(5525)arccos24050125.09 图 2 23 曲柄处于位置时，传动角1=36.860 曲柄处于位置时，传动角18002=54.900 现比较的、大小，最小传动角取、中最小者 min36.860 取为机架,即取最短杆为机架，该机构演化为双曲柄机构。因为在曲柄摇杆机构中取最短杆作为机架，其个连架杆与机架相连的运动副、均为周转副。、两个转动副为摆转副。3-15 图 3-59 所示为加热炉炉门的启闭状态，试设计一机构，使炉门能占有图示的两个位置。图 3-59 题 3-15 图 提示：把门看着是在连杆上，即两个活动铰链中心在门上，同时把固定铰

13、链中心装在炉子的外壁上。3-16 试设计一个如图 3-60 所示的平面铰链四杆机构。设已知其摇杆0B B的长度075B Blmm，行程速比系数 K=1.5，机架00A B的长度00100A Blmm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角45，试求其曲柄的长度0A Al和连杆的长度ABl。24 图 3-60 题 3-16 图 解：符号与课本不太一致 当行程速比系数 K=1.5 时，机构的极位夹角为 3615.115.118011180KK 即机构具有急回特性，过固定铰链点作一条与已知直线1AC成36的直线再与活动铰链点的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如以下图所

14、示。由图可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取84.701AC，75.252AC，88.1692AC。故有两组解。解一：构件 AB 的长为mmACAClAB55.22275.2584.70221 构件 BC 的长为mmACAClBC3.48275.2584.70221 摇杆的摆角 41 451CDA2C2C2B1B2B1B)(b 25 解二：构件 AB 的长为mmACAClAB52.49284.7088.169212 构件 BC 的长为mmACAClBC36.120284.7088.169212 摇杆的摆角107 3-17 如图 3-61 所示，设已知破碎机的行程速比系数 K=1.2，颚

15、板长度300CDlmm，颚板摆角=35，曲柄长度 lAB=80 mm。求连杆的长度，并验算最小传动角min是否在允许的范围内。图 3-61 题 3-17 图 3-18 试设计一曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速比系数 K=1.5，滑块的冲程 H=50 mm，偏距 e=20 mm，并求其最大压力角max？解：行程速比系数 K=1.5，则机构的极位夹角为 3615.115.118011180KK 选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置 C1和 C2，再分别过点 C1、C2作与直线 C1C2成5490的射线，两射线将于点。以点为圆心，OC2为半径作圆，再作一条与直线 C1 C2相距为mme20的直线，

16、该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点。作图过程如解题 24 图所示。直接由图中量取mmAC251，mmAC682，所以 曲柄 AB 的长度为mmACAClAB5.2122568212 连杆 BC 的长度为mmACAClBC5.4622568221 26 最大压力角，提示：出现在曲柄与导路垂直的时候。3-19 图 3-62 所示为一牛头刨床的主传动机构,已知075A Almm，100BClmm，行程速比系数 K=2，刨头 5 的行程 H=300mm。要求在整个行程中，刨头 5 有较小的压力角，试设计此机构。图 3-62 题 3-19 图 解：符号与课本不太一致 由题可得极位夹角180okko

17、即摆杆0B B的摆角为 60o 曲柄运动到与0B B垂直，其摆杆0B B分别处于左右极限位置01B B、02B B 已知：曲柄长度0AAl75 机架00A B的长度00A Bl75sin150mm 2B1B2C1CAe21CC90解题 3-18 图 O 27 欲使其刨头的行程 H300mm，即 C 点运动的水平距离为 300mm 摆杆01B B的长度01B Blsin150sin30o300mm 为了使机构在运动过程中压力角较小，故取刨头构件的导路在 B3F 的中点，且00A B B0F 01B Blcos1503mm 刨头构件离曲柄转动中心0A点的距离为：0A El03B Bl00A Bl(

18、03B Bl0B Fl)300150(3001503)/2 130 3-22 有一曲柄摇杆机构，已知其摇杆长0420B Blmm，摆角90，摇杆在两极限位时与机架所成的夹角各为60和30，机构的行程速比系数 K=1.5，设计此四杆机构，并验算最小传动角min。解：1180361kk 按照课本的方法作图。H 28 3-23 试求图 3-65 所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。a b c d 图 3-65 题 3-23 图 提示：列出 n 个构件，画出 n 边形，同时结合三心定理。a 绝对瞬心:P12、P13、P14；相对瞬心:P23、P34、P24。b P13、P14在过 C 点垂直于 BC

19、 的无穷远处。d P23(P13)P34 P12 P14(P24)P12 P12 P23(P24)29 3-24 在图 3-66 所示的机构中，已知曲柄 2 顺时针方向匀速转动，角速度2100/,rad s试求在图示位置导杆 4 的角速度4的大小和方向。图 3-66 题 3-24 图 解：P12在 A0 ，P14在 B0，P34在无穷远 P12 P14 P23 P34 P24 30 n=4 (1)62n nk个 根据 P24是的瞬心，两个构件在该点的绝对速度相等。242420.pPVw LA 2424414.pPVw LP 31 第四章 凸轮机构 4-10 图 4-40 所示为一尖端移动从动件

20、盘凸轮机构从动件的运动线图。试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在哪些位置会出现刚性冲击？哪些位置会出现柔性冲击？根据关系式ddsv，ddva，补全后的从动件位移、速度和加速度线图如上右图所示。在运动的开始时点0、以及45333、处加速度有限突变，所以在这些位置有柔性冲击；在23和处速度有限突变，加速度无限突变，在理论上将会产生无穷大的惯性力，所以在这些位置有刚性冲击。4-13 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度顺时针转动，基圆半径50brmm，滚子半径10rrmm，凸轮轴心偏于从动件轴线右侧，偏距 e=10mm。从动件运动规律如下：当轮转过0120时，从动件

21、以简谐运动规律上升 30mm;当凸轮接着转过30时从动件停歇不动；当凸轮再转过150时，从动件以等加减速运动返回原处；当凸轮转过一周中其余角度时，从动件又停歇不 32 动。反转法画图 4-6 设计一对心移动平底从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径50brmm，从动件平底与导路中心线垂直，凸轮顺时针等速转动。从动件运动规律如下：当凸轮转过120时，从动件以简谐运动规律上升 30mm;当凸轮再转过150时，从动件以简谐运动规律返回原处；当凸轮转过其余90时，从动件又停歇不动。4-7 在图 4-43 所示的凸轮机构中，已知摆杆0B B在起始位置时垂直于0A B，040A Blmm，080B Blmm，滚

22、子半径10rrmm，凸轮以等角速度顺时针转动。从动件运动规律如下：当凸轮再转过0180时，从动件以摆线运动规律向上摆动30；当凸轮再转过150时，从动件以摆线运动规律返回物原来位置，当凸轮转 33 过其余30时，从动件又停歇不动。4-15 试用作图法求出图 4-47 所示凸轮机构中当凸轮从图示位置转过45后机构的压力角，并在图上标注出来。反转法画图 4-16 在图 4-48 所示的凸轮机构中，从动件的起始上升点均为 C 点。1试在图上标注出从 C 点接触时，凸轮转过的角度及从动件走过的位移。2标出在 D 点接触凸轮时机构的压力角 a。解：a)图：1作偏置圆 2过 D 点作偏置圆切线,得出所在位

23、置 3作理论轮廓，作出两者交点B 34 4得 s 如图 5 b)图：1以 A0 为圆心，AA0 为半径画圆弧；2 以 B1 为圆心，AB 为半径画圆弧；交 A1 点；321 35 第五章 齿轮机构 5-11 一渐开线在基圆半径50brmm的圆上发生。试求：渐开线上向径65krmm的点 k 的曲率半径k、压力角ka和展角k。解：cosbkkrr 50cos39.765karc 5039.741.5kbkr tgtgmm 0.139kkktg弧度 5-12 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮mm5m,20,45z，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。解：*5 45225cos

24、5 45 cos20211.425 452 1 5235baadmzmmdmzmmdmzh mmm 36 分度圆20 基圆处 cosbbbrr,0b 齿顶圆处 211.4cos0.899 235 25.89baaarr 211.42038.52211.4002211.425.8951.32bbbbabar tgtgmmr tgtgmmr tgtgmm 5-13 已 知 一 对 外 啮 合 正 常 齿 制 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮mm2m,201z,452z,试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。解：由mm2m,20

25、1z,452z 37 1112121122*1*1*2*21240902()2.54.50.5(2)442()31(2)942()81cos40 cos2037.58cos90 caafaafaafaaafabbdmzmmdmzmmhh mmmhhc mmmhhhcc mdm zhmmdm zhcmmdm zhmmdm zhcmmddmmdd111os2084.576.283.14237.59arccosarccos26.4942baammpmmmmsemmrr 5-14 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆，在什么条件下基圆大于齿根圆？什么条件下基圆小于齿根圆？解：根据：*22

26、()ffaddhmzhcm *coscos2()cos2()1 cosbaaddmzmzhc mmzhcz 12()652mazzmm 38*1,0.252()2(1 0.25)41.451 cos1 cosamchcz*1,0.352()2(1 0.35)44.71 cos1 cosamchcz 21m 如果齿数小于等于 41,基圆大于齿根圆 1m 如果齿数大于 42,基圆小于齿根圆 1m 如果齿数小于等于 44,基圆大于齿根圆 1m 如果齿数大于 45,基圆小于齿根圆 5-15 现需要传动比3i的一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，有三个压力角相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数分别为20

27、1z，6032 zz，齿顶圆直径分别为mm441ad，mm1242ad，mm5.1393ad，问哪两个齿轮能用？中心距a等于多少？并用作图法求出它们的重合度。解：两个齿轮能用，是指能够正确啮合。根据 1*11(2)442aadm zhmmm 2*12(2)1242aadm zhmmm 3*33(2)139.52.25aadm zhmmm 所以：齿轮 1 和齿轮 2 两个齿轮能用.39 中心距12()802mazzmm 重合度 111140cos20cos0.854 44 31.32baaarr 2222120cos20cos0.909 124 24.58baaarr 12anB BP 1122

28、1()()2120(31.3220)60(24.5820)21.67aaaz tgtgz tgtgtgtgtgtg 5-18 对 z1=24、z2=96、m=4mm、=20。、*ah=1、c*=0.25 的标准安装的渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动。因磨损严重，维修时拟利用大齿轮坯，将大齿轮加工成变位系数 X2=-0.5 的负变位齿轮。试求：1新配的小齿轮的变位系数 X1。2大齿轮顶圆直径 da2。40 12121221*11*1200.50.5()45()450.2541942388faafaxxxxrrhc mx mmrarc mzzdmm 解：5-20 在图所示的同轴式渐开线圆柱齿轮减速

29、器中，已知：z1=15、z2=53、z3=56、z4=14,两对齿轮传动的中心距 a12=a34=70mm,各轮的 m=2mm、=20。、*ah=1、c*=0.25。1假设两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，试选择两对齿轮的传动类型，并分别求其啮合角。2假设轮 1、2 采用斜齿圆柱齿轮，轮 3、4 仍采用直齿圆柱齿轮，则；计算轮 1、2 的螺旋角的大小。判断轮 1 是否根切。轮 3、4 不发生根切的最小变位系数 xmin。设计计算轮 3、4 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径。41 解：1假设两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，两对齿轮的传动类型 实际中心距：a=70mm 理论中心距：a12=0.5m(z1z2)=

30、0.52(1553)=68 mm a34=0.5m(z3z4)=0.52(1456)=70 mm 因为：a12a ，aa34 所以，齿轮 1 和 2 采用正传动，齿轮 3 和 4 采用零传动。啮合角coscosaa cos12=a12cos/a12=68cos20/70=0.91，所以，12=24 34=20 2假设轮 1、2 采用斜齿圆柱齿轮，轮 3、4 仍采用直齿圆柱齿轮 计算轮 1、2 的螺旋角的大小 a12=0.5(d1d2)=0.5mn(z1z2)/cos cos=0.5mn(z1z2)/a12=68/70，所以，=13.7 判断轮 1 是否根切 zmin=17 cos3=17cos

31、313.7=15.58 z1=15zmin,所以，齿轮 1 发生根切。轮 3、4 不发生根切的最小变位系数 xmin 42 33min44min34min1717562.2917171717 140.17617170.176zxzxxx 故：取 计算轮 3、4 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径 34340.17600 xxxxxaay 计算轮 3 的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径 33112dmzmm*33(22)2(562 12(0.176)115.296aadm zhxmm *33(222)2(562 1 2 0.252(0.176)106.296fadm zhcxmm 计算轮 4 的分度圆、齿顶

32、圆和齿根圆直径 4428dmzmm*44(22)2(142 12 0.176)32.704aadm zhxmm *44(222)2(142 1 2 0.252 0.176)23.704fadm zhcxmm 5-21 设已知一对斜齿轮转动，201z、402z、mm8nm、20n、1*anh，25.0*nc，15初选值，mmB30，试求a应圆整，及1vz，2vz。43 解：1211()8(2040)248.462cos2cos152501cos8(2040)25016.262nam zzmmamm sin30 sin16.260.3348nBm 11332022.61coscos 16.26vz

33、z 22334045.22coscos 16.26vzz 5-22 一平行轴斜齿轮机构。已知：z1=30、z2=100、mn=6mm。假设要求设计中心距为 400mm，试确定该对斜齿轮的螺旋角。解：121()2cos1cos6(30 100)40012.842nam zz 44 5-25 有一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比18i，蜗杆头数21z，直径系数8q，分度圆直径mmd801。试求：1模数m、蜗杆分度圆柱导程角、蜗轮齿数2z及分度圆柱螺旋角；2蜗轮的分度圆直径2d和蜗杆传动中心距a。解：21111112223680102 10tan0.258014.0310 3636010()(836)

34、22022xzizdmqmz pz mdddmzmaqzmm 第六章 轮系及其设计 6-11 在 图6-27所 示 的 车 床 变 速 箱 中，已 知 各 轮 齿 数 为 z1=42,z2=58,z3=38,z4=42,z5=50,z6=48,电动机转速为 1450r/min。假设移动三联滑移齿轮 a使齿轮 3和 4啮合，又移动双联滑移齿轮 56啮合，试求 45 此时带轮转速的大小和方向。解：3124611351351246(1)(1)989.58/minnzzzinzzzzzznnrzzz 带带带带轮方向与轮相反 6-12 图 6-28 所示为一电动卷扬机的传动简图。已知蜗杆 1 为单头右旋

35、蜗杆，蜗轮 2 的齿数422z，其余各轮齿数为：182z，783z，183z，554z；卷筒 5 与齿轮 4 固联，其直径mm4005D，电动机转速min/14501rn。试求：1卷筒 5 的转速5n的大小和重物的移动速度 v；2提升重物时，电动机应该以什么方向旋转？46 图 6-28 题 6-12 图 是定轴轮系,较简单。2341112323411232.61/min0.0564/60zzzninzzzzzznnrzzznm s555555V=rr 6-13 在图示轮系中，已知各轮齿数为：601z，202z，202z，203z，203z，204z，1005z。试求该轮系的传动比41i。47

36、图 6-29 题 6-13 图 解：是两个周转轮系组成的复合轮系 A.齿轮 4、行星齿轮 3、行星齿轮 2，、齿轮 5 构成周转轮系 H 是行星架 B.齿轮 4、行星齿轮 3、行星齿轮 2，、行星齿轮 2、齿轮 1 构成周转轮系 H 是行星架 给系统加H,行星架固定。2325445543254(1)504HHHHzzznninnzzznnn 48 33214214114324214411(1)3831.5HHHHzzznnzzinnzzzzznnnin 6-14 在图示轮系中，已知各轮齿数为：261z，322z，222z，803z，364z，又min/3001rn，min/503rn 两者转向

37、相反。试求齿轮4 的转速4n的大小和方向。图 6-30 题 6-14 图 解：是周转轮系.齿轮 1、行星齿轮 2、行星齿轮 2，、齿轮 4、齿轮 3 构成周转轮系，行星架 H 没有标出 给系统加H,行星架固定。49 12311331232 80(1)4.47526 22HHHzznninnzz 设：1n转向为正，3004.4755013.92HHHnnn 21241441244132 36(1)2.0126 22300 13.922.0113.92128.4/minHHHnnzzinnzznnrn 方向与 相同 6-15 图示周转轮系，已知201z，242z，302z，403z，又min/20

38、01rn，min/1003rn。试求行星架H 的转速？图 6-31 题 6-15 图 解：是周转轮系.齿轮 1、行星齿轮 2、行星齿轮 2，、齿轮 3 构成周转轮系，行星架 H。给系统加H,行星架固定。50 2311331224 4011.620 30HHHzznninnzz 设：1n转向为正，12001.610015.38/minHHHnnnrn 方向与 相同 6-19 图示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速部分的传动简图。已知各轮齿数为741 zz，3963 zz。假设min/30001rn，试求螺丝刀的转速n刀。图 6-35 题 6-19 图 解：是两个周转轮系组成的复合轮系 A.齿轮 1、行

39、星齿轮 2、齿轮 3 构成周转轮系,H1 是行星架。nH1=n4 B.齿轮 4、行星齿轮 5、齿轮 6 构成周转轮系,H2 是行星架nH2=n刀 n3=n6=0 根据装配条件，可以求出2z、5z 51 112311133112114121564246624542241239(1)7746 39(1)74677777300069r min4646464669r minHHHHHHHHHHHHzznninnzznnnnzznninnzznnnnnnn 刀/6-22 图 6-38 所示轮系中，已知181z，20 1z，202z，182z，583z，56 3z，假设min/10001rn,转向如下图，

40、求 3n的大小和方向。图 6-38 题 6-22 图 解：是一个周转轮系和一个定轴轮系组成的复合轮系 A.齿轮 1、行星齿轮 2、齿轮 3 构成周转轮系,齿轮 3，是行星架 H。nH=3n B.齿轮 1，、齿轮 2，、齿轮 3，构成定轴轮系.311331583.2218HHHznninnz a 52 311 331562.820zninz b nH=3n c n3=1n 32.8Hnn d 联立上述四个方程，可以求出：3175.55/minHnnrn方向与 相同 第 7 章 间歇运动机构和其它常用机构 7-1 什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？解 主动件的连续运动，而从动件作非连续运动

41、。常见的棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构能实现间歇运动 7-2 常见的棘轮机构有哪几种？试述棘轮机构的工作特点。解 常用类型：单动式、双动式；单向式、双向式；外啮合、内啮合；摩擦式等。如课本图 7-1，当摆杆 1 顺时针方向摆动时，棘爪 2 将插入棘轮齿槽中，并 53 带动棘轮顺时针方向转过一定的角度；当摆杆逆时针方向摆动时，棘爪在棘轮的齿背上滑过，这时棘轮不动。为防止棘轮倒转，机构中装有止回棘爪 5，并用弹簧使止回爪与棘轮齿始终保持接触。这样，当白干 1 连续往复摆动时，就实现了棘轮的单向间歇运动。7-3 槽轮机构有哪几种基本型式？槽轮机构的运动系数是如何定义的？解 基本型式：外接式和内接

42、式。在一个运动循环内，槽轮运动时间 tb与拨盘运动时间 tj之比值 kt称为运动特性系数。7-5 试述凸轮间歇运动机构的工作原理及运动特点。解 工作原理：当凸轮转动时，通过其曲线沟槽或凸脊拨动从动盘上的圆柱销，使从动盘作间歇运动。特点：优点是结构简单、运转可靠、转位精确，无需专门的定位装置，易实现工作对动程和动停比的要求。通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮 的轮廓曲线，可减小动载荷和防止冲击，以适应高速运转的要求。主要缺点是精确度要求较高，加工比较复杂，安装调整比较困难。7-6 不完全齿轮机构与普通齿轮机构的啮合过程有何异同点？解 在不完全齿轮机构中，主动轮 1 连续转动，当轮齿进入啮

43、合时，从动轮 2 开始转动，当轮 1 上的轮耻退出啮合时，由于两轮的凸、凹锁止弧的定位作用，齿轮 2 可靠停歇，从而实现从动齿轮 2 的间歇转动。而普通齿轮啮合是连续的，从动轮的运动也是连续的。第八章 机械运动动力学方程 8-6 在如图 10-14 所示汽轮机和螺旋浆的传动机构中，已知各构件的转动惯量分别为：汽轮机 1 的转子和与其相固联的轴 2 及其上齿轮的转动惯量J1=19002kgm，螺旋桨 5 的转动惯量为 J5=2500 2kgm，轴 3 及其上齿轮的转动惯量=400，轴 4 及其上齿轮的转动惯量 J3=1000 2kgm，加在螺旋桨上的阻力矩为 M5=30Nm，传动比 i23=6，

44、i34=5。假设取汽轮机 1 为等效构件，试求整个机组的等效转动惯量和等效阻力矩。54 解：222221113344551111122222eJJJJJ22235413451112313313414412221345222661656 53013011163030111190040010002500630301900 11.1 1.12.7eeeeJJJJJiiiiJJJJJJJ1914.911155551(cos)()1301()30nmeeiiijjijrrMFvMMMMMNm 55 8-7 如图为具有往复运动时杆的油泵机构运动简图。已知：lAB=50，移动导杆 3的质量为 m3=0.4k

45、g，加在导杆 3 上的工作阻力 Fr=20N。假设选取曲柄 1 为等效构件，试分别求出在以下情况下，工作阻力的等效力矩和导杆 3 质量的等效转动惯量 Je。(1)10;(2)130;(3)190 解：56 31312223 313 32131111112223122231122sinsin00030sin 3025090sin901000sin 901000rrrreeABrerr ABeABrr ABeABereFvMwFvMwm vJwm vJwvrwlMJMFlJmlkgmmMFlNmmJmlkgmmdwMJJdL36.32rewwNmt 10-3图示为6140 铣床主传动系统简图 图中

46、标出各轴号，轴为主轴 各轮齿数见图 各构件的转动惯量 单位为2kgm为：电动机 JM=0 0842；轴：JS1=0 0002，JS2=0 0018，JS3=0 0019，JS4=0 0070，JS5=0 0585；齿轮块：J3=0 0030，J4=0 0091，J7=0 0334，J8=0 0789；齿轮：J5=0 0053，J6=0 0087，J9=0 1789，J10=0 0056；飞轮 JF=0 1112；带轮：J1=0 0004，J2=0 1508；制动器：JC=0 0004，带的质量 m=1214kg求图示传动路线以主轴为等效构件时的等效转动惯量 57 解：i12=1/2=D2/D1

47、 1=2752/145 i25=2/5=(-1)3384671161718 2=25355 将2代入式可得：14815 i35=3/5=(-1)24671/1718 3=10675 i45=4/5=(-1)171/18 4=3945 皮带的速度：V=2D2/2 V=25355D2/2 V/5=25350275/2=348 由转动惯量的公式：JV5=ni=1Jsi(i/5)2+mi(Vsi/5)2 58 JV5=(JM+JS1+J1+JC)(1/5)2+m (V/5)2+(J2+JS2+J3)(2/5)2+(J4+JS3+J5+J6)(3/5)2+(J7+JS4+J8)(4/5)2+(J9+JF

48、+J10+JS5)(5/5)2 JV5=(0.0842+0.0002+0.0004+0.0004)48.12+1.2143.482+(0.1508+0.0018+0.0030)25.352+(0.0091+0.0019+0.0053+0.0087)10.672+(00334+00070+00789)3942+(01789+01112+00056+00585)12 JV5=31686(kgm2)10-5 如下图为一简易机床的主传动系统，由一级皮带传动和两级合并轮传动组成。已知直流电动机的转速 n0=1500，小皮带轮直径 d=100，转动惯量Jd=0.12kgm，大皮带轮直径 D=200，转动惯

49、量 JD=0.32kgm，各齿轮的齿数和 转 动 惯 量 分 别 为：Z1=32,J1=0.12kgm,Z2=56,J2=0.22kgm,Z2=32,J2=0.12kgm,J3=0.252kgm 要求在切断电源后 2s，利用装在轴上的制动器将整个传动系统制动住。求所需的制动力矩。59 解：以主轴 I 为等效构件 222010223111011121212310110()()()()750min278.560edereedereededMMJdtMdMJdtJJJJJJJDdzzzzzzDrnndnradsJ2从而得出：0.925kgm 78.52eredMJdt 0.925 8-8 在图所示定

50、轴轮系中，已知各轮齿数为 Z1=Z2=20,Z3=Z4=40,各轮对其轮心的转动惯量分别为 J1=J2=0.012kgm,J2=J3=0.042kgm作用在轮 1 上的驱动力矩 Md=30Nm，作用在轮 3 上的阻力矩 Mr=120Nm。设该轮系原来静止，试求在 Md和 Mr作用下，运转到 t=1.5s 时，轮 1 的角速度1和角加速度1。60 解：取轮为等效构件 i12=1/2=(-1)1z2/z1 2=1/2 i13=1/3=(-1)2z2z3/z1z2 3=20201/4040=1/4 轮的等效力矩为：Md1/1+Mr3/1=601120/4=30 Nm 轮的等效转动惯量为：=J1(1/