机械原理复习总结题docxWord格式.docx

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图中绕I、J转动的构件为齿轮。

B、D处有局部自由度。

19.试分析图示装置能否运动，为什么（用机构自由度公式加以说明）。

；

；

不能运动，因F为零。

20.试计算图示构件系统的自由度，并说明其能否成为机构。

C、D、E均为复合铰链。

无法运动，不能成为机构。

21.试计算图示运动链的自由度。

A、E、F为复合铰链，故

二、平面连杆机构及其设计

1.图示铰链四杆机构中，已知，AD为机架，若

要得到双摇杆机构，试求CD杆长的取值范围。

要得到双摇杆机构有两种可能。

（1）机构存在整转副，且是B、C，则为最短。

1）CD杆最长

2）CD杆中间长

（2）机构不存在整转副，亦不符合杆长和条件。

但不超过三杆和即

3）CD杆最短

综上得

2.图示铰链四杆机构中，，问：

为何值时（给

出一取值范围），该机构成为曲柄摇杆机构。

（1）AD不能成为最短杆

（2）AD为最长杆

（3）AD为中等长，CD为最长杆时，

3试设计一曲柄导杆机构，已知导杆的行程速度变化系数，机架长度

，求曲柄长度（要求写出设计步骤）。

。

作，作，过A作，得B点。

故曲柄长

4.图示曲柄摇块机构中，已知

，试计算此机构的极位夹角及

从动杆BE的摆角。

。

摆角。

极位夹角

5.在图示铰链四杆机构中，其杆长为

，而另两个杆的长度之和

为

，要求构成一曲柄摇杆机构，c、d

的长度应为多少

根据有曲柄条件：

，且为连架杆，可知

则有

（1）

考虑极限状态有

（2）

又

故

（3）

将（3）代入

（2）得：

同理若c为最大时，则

6.如图所示，在一铰链四杆机构中，已知lBC=500mm，lCD=350mm，lAD=300mm，且AD为机架。

试分析：

（1）若此机构为曲柄摇杆机构，lAB的最大值；

（2）若此机构为双曲柄机构，lAB的最小值；

（3）若此机构为双摇杆机构，lAB的取值范围。

解：

（1）AB最短：

最大值为150mm。

（2）AD最短：

1）AB不是最长，即，所以

2）AB为最长杆，即AB，且所以最小值

为450mm。

（3）图示机构只有不满足杆长条件时才成为双摇杆机构。

lAB的取值范围

7.如图示插床的导杆机构，已知：

，行程速比系数

，求曲柄BC

的长度及插刀

P

的行程

，又若需行程速比系数

，则柄

应调整为多此时插刀行程是否改变

H

BC

（2）插刀行程增大

8.如图示曲柄摇杆机构，已知，试用解析法或图

解法确定：

（1）摇杆

3的最小长度；

（2）曲柄1等速转动时机构的行程速度变化系数K；

（3）曲柄1为主动时，机构的最小传动传动角。

注：

用计算。

（1）曲柄只能是1杆。

设（即杆3）是中长杆，（因为是求3杆的最短尺寸），

则有，

（2）设摆杆的左极限位置为C1D，右极限位置为C2D，如图

，而

（3）机构的最小传动角可以用解析法如下求得：

设，则：

三、凸轮机构及其设计

1.在图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心在

A点，其半

径

mm，凸轮绕轴心线

O逆时针方向转动，

mm，滚子半径

rr=10mm，试问：

（1）该凸轮的理论廓线为何种廓线

（2）基圆半径r0为多少

（3）从动件的行程h为多少

（4）推程中的最大压力角为多少

，从动件的运动规律有无变化为什么

（5）若把滚子半径改为r

r

=15mm

（1）理论廓线是以A为圆心，R+r=50mm为半径的圆。

（2）mm

（3）mm

（4）,,时,最大,

（5）滚子半径变化时，从动件之运动规律发生变化。

这是因为高副低代后形成的机构中的

连杆长lBA发生改变的缘故。

2.一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。

已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm，

几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距OD=e=10mm，OA=10mm。

凸轮以等角速度逆时针方向转动。

当凸轮在图

（1）示位置，即ADCD时，试求：

（1）凸轮的基圆半径r0；

（2）图示位置的凸轮机构压力角；

（3）图示位置的凸轮转角；

（4）图示位置的从动件的位移s；

（5）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么

（1）

（2）

（1）mm

（2）tg

（4）mm

（5）偏置方向不合理。

因为tg，图

（2）示偏置方向使增大。

应把从动件导路偏置在凸轮转动中心

的右侧，此时tg，则减小。

3.设计一偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。

已知凸轮以等角速度

rad/s逆时针方向转动。

当凸轮从推程起始点处转过时，从动件上升10mm，此时从动

件的移动速度mm/s。

（1）试用反转法找出此时凸轮廓线上与从动件相接触的点。

（2）在图上标出该点的压力角，并求出其值。

（3）若从动件的偏距减为零，则上述位置处的压力角的值为多少

（1）接触点见图示。

（2）mm，压力角见图示。

tg

（3）tg压力角增大。

4.

5.已知：

对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，行程mm，基圆半径mm，推程运动规律如

图，求凸轮转角为时的压力角。

[参考答案]

（1）从动件推程运动规律为等速运动规律，当时，s=15mm

四、齿轮机构及其设计

1.有一渐开线外啮合直齿圆柱变位齿轮传动，已知mm，，，，，

，变位系数，，无侧隙啮合中心距mm。

加工后经检验，大轮

分度圆齿厚不合设计要求，其余尺寸均可。

（1）测得大轮的mm，试定性分析这对齿轮可否进行安装，啮合有何问题

（2）试另行设计一小齿轮与已加工的大轮配对使用，保持不变，要求无侧隙啮合。

求该小轮的变位

系数，分度圆直径和齿顶圆直径。

（1）设大轮加工后的实际变位系数为，则mm

因<

，齿厚减小，两轮可安装，但啮合时侧隙较大。

（2）设所设计小轮的变位系数为，则

小轮分度圆直径mm

分度圆分离系数

齿高变动系数

齿顶高mm

齿顶圆直径mm

2.已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮，传动比，，，mm，，

中心距正确安装。

求：

，两轮的节圆直径和，两轮的基圆直径和，两轮的顶圆直径

和，两轮的根圆直径和，两轮的齿距和。

mmmm

mm

3.一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知mm，，，，传动比

试求：

（1）若为标准齿轮传动，其中心距mm，试计算两齿轮的齿数、，分度圆半径、，齿

顶圆半径、，齿根圆半径、，节圆半径、，啮合角，齿距，分度圆齿厚，分

度圆齿槽；

（2）若中心距mm，则该对齿轮无侧隙啮合属于什么类型的传动又、、、、、是

否有变化若有变化是增大还是减小

（1）当mm时

联立求得：

mmmmmm

（2）当mm时，属于正传动

、、没有变化；

、、有变化，且均为增大。

4.已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，其模数,分度圆压力角,

传动比。

（1）在正确安装时，中心距，试求

1）分度圆半径；

2）齿数；

3）齿顶圆半径；

4）齿根圆半径；

5）节圆半径；

6）啮合角。

（2）若上述齿轮传动中心距改为时，

1）上述尺寸哪些有变化，哪些没变化2）如有变化求出其数值。

（1）1）得

2）

3）

4）

5）

6）

（2）1）、、、不变、变化

5.一对标准安装的直齿圆柱标准齿轮外啮合传动。

已知其实际啮合线长度

，重合度

，啮合角

（1

）试求这对齿轮的模数

（2

）这对齿轮啮合传动过程中，其同时啮合齿的对数如何变化在

不变，仍为标准直齿圆柱齿轮标

准安装的条件下，若想增大重合度，该怎么办

（3

）若该对齿轮的传动比

现若其中心距改为

求这对齿轮的节圆半径、

及啮合角，其重合度有何变化（注：

其齿数、模数、压力角等均不变仍为标准值）

（1）因

）因重合度

，故其啮合对数在

和对齿之间变化。

在一个

的范围内

2对齿啮合时间占

在其它参数不变的条件下，因

与

无关，故要增大

，则只有增加齿数。

）

由于二轮实际安装中心距大于标准中心距，故实际啮合线减短，导致重合度减小。

6.已知一对渐开线直齿圆柱齿轮，其，，试计算：

（1）求两个齿轮的分度圆半径、和基圆齿距、；

（2）求小齿轮的齿顶圆半径和大齿轮的齿根圆半径；

（3）求这对齿轮正确安装时的啮合角和中心距；

（4）将上述中心距加大，求此时的啮合角及此时两轮的节圆半径、。

（3）正确安装：

（4）

7.一对渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知：

mm，，，，，，

安装中心距比标准中心距大2mm。

试求：

（1）中心距

（2）啮合角（3）有无齿侧间隙（4）径向间隙

（5）实际啮合线长度

（3）有齿侧间隙。

（5）mm

8.试设计一个无根切的渐开线直齿圆柱齿轮齿条机构。

已知齿轮1的齿数，模数，齿顶高系

数，径向间隙系数，压力角。

求：

（1）齿轮1

的分度圆直径，节圆直径

，齿顶圆直径

，分度圆齿厚

（2）齿条2

的顶高

，齿根高

，分度线上齿厚

，齿轮中心至齿条分度线之间

距离

（2）mm

（5）

9.有一对渐开线圆柱直齿轮，已知，用齿条刀加工，求其不发生根

切的最小中心距

注：

10.已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮，

其齿数

，模数

，试求（取

（1）小齿轮分度圆直径

（2）齿顶高

（3）小齿轮齿顶圆直径

（4）齿根高

（5）小齿轮齿根圆直径

（6）分度圆周节

（7）小齿轮基圆直径

（8）分度圆齿厚

（9）分度圆齿槽距

（10）这对齿轮传动的标准中心距

（1）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

（9）（10）

11.一对等变位（高度变位）齿轮，，，，，mm，

，。

今将大齿轮齿数改为32，而小齿轮仍用原来的，中心距也不变，试确定大

齿轮的变位系数。

无齿侧间隙啮合方程式：

12.有一对外啮合齿轮，已知，mm，，，，无侧隙啮合中心

距mm，为加工方便，两齿轮的参数完全一样。

试求齿轮的变位系数和,分度圆半径，基圆半径，

齿顶圆半径，齿根圆半径和顶圆齿厚.

无侧隙啮合方程中心距变动系数

齿定高变动系数任意圆上齿厚

两齿轮参数相同，取变位后：

mm（不变化）

=mm

五、轮系及其设计

1．在图示轮系中，已知各轮齿数为

，试求传动比

（2），，

2.图示为电动三爪卡盘的传动轮系。

已知各轮齿数为，，，，试求

其传比。

（1）1,2,3,H为行星轮系。

4,2'

2,3,H为行星轮系。

3.图示汽车变速器的部分轮系机构，，求传动比ⅡⅠ。

（1）行星轮系5，3，3′，4、H

（2）行星轮系1，2，3，3，4，H

试求传动比。

在图示的周转轮系中，已知各轮齿数为

[参考答案]

（1）1、2、4、H组成行星轮系。

（2）3、2'

、2、4、H组成行星轮系。

5.图示圆链直齿轮组成的轮系中，，，，，，,求。

（1）1、2、3、4、H组成行星轮系。

1、2、5、6、H组成差动轮系。

6.

，轮1

的转速

在图示轮系中，已知各轮齿数为

r/min,方向如图示，试求轮

5的转速

的大小和方向。

（1）1、2、3、H（4）为行星轮系。

方向同。

（2）4、5为定轴轮系。

（3）r/min方向

7.在图示轮系中，已知各轮齿数为，，，，。

轴Ⅰ的转速I=750

r/min，方向如图示，试求轴Ⅱ转速II的大小及方向。

[参考答案]结构分析：

1、2为定轴轮系。

2'

、3、4、H为行星轮系，II为系杆H。

r/min

（3）每分钟180转，与方向相反，。

8.已知图示轮系的各轮齿数为z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7、z8，试求该轮系的传动比。

[参考答案]1、2、3、4为周转轮系；

5、6、7、8为定轴轮系

9.已知图示轮系中各轮的齿数：

，，，，，试求。

（1）周转轮系3－3'

，2'

，4，H；

定轴轮系2,1-1'

4'

（2）,，

（3），，

10.图示为一卷扬机的减速器轮系，设各轮的齿数为

试求传动比。

1）1、2、2′、3、H组成行星轮系，4、5、6组成定轴轮系。

3），，

，4）

11.在图示轮系中，已知各轮的齿数

，轴A的

转速

r/min,转向如图。

试求轴

B的转速

、

为定轴轮系。

以

方向为正。

1

2

r/min-

2'

33'

4

H（B）

为周转轮系。

、、

负号说明

转向-

相反。

12.在图示轮系中，轮

3和轮4同时和轮

2啮合，已知

，求传动比。

这是一个复合周转轮系，其中

23

和

3

分别组成一个独立的基本行星轮系。

（1）对于1、2、3、H组成的行星轮系①

组成的行星轮系

②

（2）对于423

由式①、②得

13.在图示轮系中，已知各齿轮的齿数

试求该轮

系的传动比

并说明轮

1与轮6转向的异同（画图说明）。

（1）该轮系为一串联式混合轮系。

其中1、2、3、H、7为行星轮系，5、4、6、7为定轴轮系。

故

设z1转向箭头向上并设为“+”。

则可见

H与

同向。

（2）由图及

可见

轮6ˉ与轮1

反向。

六、填空

1.机器和机构的主要区