机械原理课程-习题集及作业问题讲评

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1、2021/6/16 12021/6/16 2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2021/6/16 3第 一 章 绪 论2021/6/16 41-1 说 明 机 构 和 机 器 的 相 同 点 和 不 同 点

2、 。第 一 章 绪 论2021/6/16 51-2 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2021/6/16 61-3 机 械 式 手 表 属 于 机 构 还 是 机 器 , 为 什 么 ?第 一 章 绪 论2021/6/16 71-4 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2021/6/16 81-5 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

3、吗 ? 第 一 章 绪 论2021/6/16 91-6 构 件 和 零 件 的 相 同 点 和 不 同 点 是 什 么 ?第 一 章 绪 论2021/6/16 101-7 机 械 原 理 研 究 对 象 是 什 么 ?第 一 章 绪 论2021/6/16 11第 二 章 平 面 机 构 的 结 构 分 析2021/6/16 122-1 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2021/6/16 132-1 抄 画 题 图 2-1所 示 机 构 简 图 并 计 算 自 由 度( a) ( b)第 二 章

4、平 面 机 构 的 结 构 分 析解 n 6, PL 8, PH 1 F 3n 2PL PH 3 6 2 8 1 1 解 n 5, PL 7, PH 0 F 3n 2PL PH 3 5 2 7 0 1 一 个 构 件A1 BC DE FG2 3 45 6 A B CD E1 23 4 57 6 66一 个 构 件一 个 构 件2021/6/16 142-2 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

5、构 的 结 构 分 析2021/6/16 152-2 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2021/6/16 162-2 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

6、 构 分 析2021/6/16 172-2 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 。 2021/6/16 182-2 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

7、 析2021/6/16 192-3 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2021/6/16 202-3 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, PH 0 F 3n 2PL PH 3 9 2 13 0 12021/6/16 212-3 画 出 题 图 2-3所 示 机 构 简 图 并 计 算 自 由 度作 业 问 题 讲 评 2021/6/16 222-3 画 出 题 图 2-3所 示 机 构

8、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2021/6/16 232-4 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2021/6/16 242-5 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2021/6/16 252-6 试

9、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2021/6/16 262-7 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2021/6/16 272-7 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 。F 3n 2PL PH 3 4 2 5 1 1 机 构 具 有

10、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2021/6/16 28第 三 章 平 面 机 构 的 运 动 分 析2021/6/16 293-1 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2021/6/16 303-1 求 题 图 3-1所 示 机 构 的 全 部 瞬 心 , 并 说 明 那 些 事 绝 对 瞬 心P12P01P23 P23 P03P03P13P02 0 1 2 3 P01 P12 P23 P02 P13

11、P03 作 业 问 题 讲 评 2021/6/16 313-2 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2021/6/16 323-3 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

12、 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2021/6/16 333-3 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 P23P03 P13P02

13、 P122021/6/16 343-4 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2021/6/16 353-5 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2021/6/16

14、 363-5 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 b1b2aB2=anB1+aKB2B1+arB2B1列 加 速 度 矢 量 方 程 ? ?aKB2B1=21vB2B1vB2=v pb2 方 向 : pb2 aB2=ab2 方 向 : b2kb1 b2 vB2B1 1aKB2B12021/6/16

15、373-6 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2021/6/16 383-7 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

16、 加 速 度 2、 3。第 三 章 平 面 机 构 的 运 动 分 析2021/6/16 393-8 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2021/6/16 403-8 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=10ra

17、d/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、 B3vB2=vB1+vB2B1aB2=anB1+atB1+aKB2B1+arB2B1p b1 b2b2 b”1k列 速 度 矢 量 方 程列 加 速 度 矢 量 方 程 ? ? ? ?aKB2B1=21vB2B1 vB2B11aKB2B1vB2=v pb2 方 向 : pb2 aB2=ab2 方 向 : b2b1作 业 问 题 讲 评 2021/6/16 413-9 对 于 题 图 3-2所 示 机 构 试 用 解 析 法

18、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2021/6/16 423-10 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2021/6/16 433-6 在 题 图 3-6所 示 机 构 中 , 原 动 件 以 1=20rad/s等 速 转 动 ,lAB=

19、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2021/6/16 443-7 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2021/6/16 45第 五 章 平 面

20、连 杆 机 构 及 其 设 计2021/6/16 465-1 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2021/6/16 475-1 题 图 5-1所 示 铰

21、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

22、, 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 2021/6/16 485-1 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

23、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+lBC lAB+lCD, 30+50 lAB+35, lAB 45 , 所 以 , 15 lAB 45 若 AB杆 为 最

24、 长 杆 , AD杆 为 最 短 杆 , lAD+lAB lBC+lCD,30+lAB 50+35, 则 lAB 55mm; 若 AB杆 最 长 杆 的 另 一 种 情 况 ( 与 其 他 三 杆 拉 直 共 线 ) , 故 ,lAB 115mm= lAD+lBC+lCD , 所 以 55 lAB 115作 业 问 题 讲 评 2021/6/16 495-2 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2

25、021/6/16 505-2 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 b2021/6/16 515-3 如 题 5-2图 所

26、 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2021/6/16 525-3 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; (

27、 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minHA CB1 B B2 C1 C2CB ”min min =min2021/6/16 535-4 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

28、 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2021/6/16 545-5 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2021/6/16 555-6 题 图 5-6所 示 为 飞 机 起

29、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2021/6/16 565-7 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

30、 。 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2021/6/16 57H E1E2C1C2A DF2 F1F2C2 B2 B1E1C1A DB15-7 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

31、 直 方 向 。 试 设 计 此 机 构 。 第 五 章 平 面 连 杆 机 构 及 其 设 计2021/6/16 585-8 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2021/6/16 595-8

32、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 2021/6/16 605-8 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

33、 ; 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 。 CAB DE作 业 问 题 讲 评 2021/6/16 615-9 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

34、其 设 计2021/6/16 625-10 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2021/6/16 635-10 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 l

35、CD=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DC2 B点 AC1( C1)( C2) lBC= mmlAC2- lAC1lAB= 2lBC= lAC2+ lAC12 lAB= mmlAD= mm可 得 到 两 组 解 :2021/6/16 645-10 如 题 图 5-10所 示 , 欲 设 计 一 铰 链 四 杆 机 构 , 已 知 其 摇

36、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 AC( C1)C2 lBC= mmlAC2- lAC1lAB= 2lBC= lAC2+ lAC12 lAB= mmlAD= mm可 解 得 : B2021/6/16 655-10 如 题 图 5-10所 示 , 欲 设 计 一 铰 链 四 杆 机 构 , 已 知

37、 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DC2B点 AC1 ( C1)lBC= mmlAC2- lAC1lAB= 2lBC= lAC2+ lAC12 lAB= mmlAD= mm可 解 得 :C B2021/6/16 665-11 如 题 图 5-11所 示 设 计 一 铰 链 四 杆 机 构 , 已 知 其

38、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2021/6/16 675-11 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=

39、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 A2021/6/16 685-12 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202

40、1/6/16 695-13 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2021/6/16 705-14 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

41、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2021/6/16 715-15 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2021/6/16 725-16 如 题 图

42、 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2021/6/16 735-17 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

43、 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2021/6/16 74第 六 章 凸 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 756-1 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202

44、1/6/16 766-2 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2021/6/16 776-3 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2021/6/16 786-4 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2021/6/16 796-5 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 ?

45、 第 六 章 凸 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 806-6 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2021/6/16 816-7 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2021/6/16 826-8 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

46、 。 第 六 章 凸 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 836-8 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 2021/6/16 846-9 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

47、 机 构 及 其 设 计2021/6/16 856-9 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2021/6/16 866-10 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

48、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2021/6/16 87第 七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 887-1 一 对 轮 齿 的 齿 廓 曲 线 应 满 足 什

49、 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2021/6/16 897-2 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2021/6/16 907-3 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

50、七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 917-4 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2021/6/16 927-5 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2021/6/16 937-6 啮 合 角 与 压 力 角 有 什 么 区 别

51、 , 在 什 么 情 况 下 两 者 大 小 相等 ? 第 七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 947-7 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2021/6/16 957-8 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

52、否 相 同 ?第 七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 967-9 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2021/6/16 977-10 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2021/6/16 987-11 一 标 准 齿 轮 与

53、 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2021/6/16 997-12 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2021/6/16 1007-13 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

54、 有 变 化 ?第 七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 1017-14 齿 轮 传 动 有 哪 些 类 型 ?第 七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 1027-15 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2021/6/16 1037-16 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

55、 其 设 计2021/6/16 1047-17 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2021/6/16 1057-18 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

56、 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2021/6/16 1067-19 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2021/6/16 1077-20 如 题 图 7-20所 示 为 一 对 外 啮 合 渐 开 线 直 齿 圆 柱 齿 轮

57、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2021/6/16 1087-21 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 ,

58、 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2021/6/16 1097-22 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;

59、 ( 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2021/6/16 1107-23 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

60、=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2021/6/16 1117-24 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

61、 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2021/6/16 1127-25 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

62、 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2021/6/16 1137-26 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 ) 。m z ha hf p s e r rb ra rf第 七 章 齿 轮 机 构 及 其 设 计2021/6/16 11

63、47-27 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2021/6/16 1157-28 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

64、) 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2021/6/16 1167-29 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

65、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2021/6/16 1177-30 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

66、 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2021/6/16 1187-31 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2021/6/16 1197-32 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

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