机械原理课程-习题集及作业问题讲评课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,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,2,第一章 绪论,3,1-1 说明机构和机器的相同点和不同点。,第一章 绪论,4,1-2 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,5,1-3 机械式手表属于机构还是机器，为什么？,第一章 绪论,6,1-4 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,7,1-5 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,8,1-6 构件和零件的相同点和不同点是什么？,第一章 绪论,9,1-7 机械原理研究对象是什么？,第一章 绪论,10,第二章 平面机构的结构分析,11,2-1 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,12,2-1 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，,P,L,8，,P,H,1,F,3,n,2,P,L,P,H,36281,1,解,n,5，,P,L,7，,P,H,0,F,3,n,2,P,L,P,H,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,13,2-2 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,14,2-2 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,15,2-2 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,16,2-2 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。,17,2-2 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,18,2-3 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,19,2-3 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，,P,L,13，,P,H,0,F,3,n,2,P,L,P,H,392130,1,20,2-3 画出题图2-3所示机构简图并计算自由度,作业问题讲评,21,2-3 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,22,2-4 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,23,2-5 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,24,2-6 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,25,2-7 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,26,2-7 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。,F,3,n,2P,L,P,H,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,27,第三章 平面机构的运动分析,28,3-1 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,29,3-1 求题图3-1所示机构的全部瞬心，并说明那些事绝对瞬心,P,12,P,01,P,23,P,23,P,03,P,03,P,13,P,02,0 1 2 3,P,01,P,12,P,23,P,02,P,13,P,03,作业问题讲评,30,3-2 题图3-2所示机构中，已知,l,AB,=,l,BC,=20mm，,l,CD,=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,31,3-3 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,32,3-3 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,P,01,P,12,P,23,P,02,P,13,P,03,P,01,P,12,P,23,P,03,P,13,P,02,P,12,33,3-4 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,34,3-5 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,35,3-5 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,v,B2,=,v,B1,+,v,B2B1,列速度矢量方程,？,p,b,1,b,2,a,B2,=,a,n,B1,+,a,K,B2B1,+,a,r,B2B1,列加速度矢量方程,？,a,K,B2B1,=2,1,v,B2B1,v,B2,=,v,pb,2,方向：,p,b,2,a,B2,=,a,b,2,方向：,b,2,k,b,1,b,2,v,B2B1,1,a,K,B2B1,36,3-6 在题图3-6所示机构中，原动件以,1,=20rad/s等速转动，,l,AB,=100mm，,l,BC,=,l,CD,=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,37,3-7 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,38,3-8 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,v,3,和加速度,a,2,。,第三章 平面机构的运动分析,39,3-8 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,v,3,和加速度,a,2,。,B,1,、B,2,、B,3,v,B2,=,v,B1,+,v,B2B1,a,B2,=,a,n,B1,+,a,t,B1,+,a,K,B2B1,+,a,r,B2B1,p,b,1,b,2,b,2,b”,1,k,列速度矢量方程,列加速度矢量方程,？,？,a,K,B2B1,=2,1,v,B2B1,v,B2B1,1,a,K,B2B1,v,B2,=,v,pb,2,方向：,p,b,2,a,B2,=,a,b,2,方向：,b,2,b,1,作业问题讲评,40,3-9 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,41,3-10 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,v,3,，及加速度,a,3,。,第三章 平面机构的运动分析,42,3-6 在题图3-6所示机构中，原动件以,1,=20rad/s等速转动，,l,AB,=100mm，,l,BC,=,l,CD,=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,43,3-7 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,44,第五章 平面连杆机构及其设计,45,5-1 题图5-1所示铰链四杆机构，已知,l,BC,=50mm，,l,CD,=35mm，,l,CD,=30mm，,AD,为机架，,（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且,AB,为曲柄，求,l,AB,的最大值；,（2）欲使此机构为双曲柄机构，求,l,AB,的取值范围；,（3）欲使此机构为双摇杆机构，求,l,AB,的取值范围。,第五章 平面连杆机构及其设计,46,5-1 题图5-1所示铰链四杆机构，已知,l,BC,=50mm，,l,CD,=35mm，,l,AD,=30mm，,AD,为机架，,（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且,AB,为曲柄，求,l,AB,的最大值；,（2）欲使此机构为双曲柄机构，求,l,AB,的取值范围；,（3）欲使此机构为双摇杆机构，求,l,AB,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：,l,AB,+,l,BC,l,CD,+,l,AD,l,AB,+5035+30，,l,AB,15,，所以，,l,ABmax,=15mm,（2）若此机构为双曲柄机构，,按照杆长条件：,l,AD,+,l,BC,l,AB,+,l,CD,，若,AD,杆为最短杆，那么,30+50,l,AB,+35，,l,AB,45，,若AB杆为最长杆，,l,AD,+,l,AB,l,BC,+,l,CD,，30+,l,AB,50+35，则,l,AB,55mm；故，,45,l,AB,55,作业问题讲评,47,5-1 题图5-1所示铰链四杆机构，已知,l,BC,=50mm，,l,CD,=35mm，,l,AD,=30mm，,AD,为机架，,（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且,AB,为曲柄，求,l,AB,的最大值；,（2）欲使此机构为双曲柄机构，求,l,AB,的取值范围；,（3）欲使此机构为双摇杆机构，求,l,AB,的取值范围。,（3）若此机构为双摇杆机构，则,按照杆长条件：,l,AB,+,l,BC,l,CD,+,l,AD,，若,AB,杆为最短杆，那么，,l,AB,15mm；若,AD,杆为最短杆，则,l,AD,+,l,BC,l,AB,+,l,CD,，,30+50,l,AB,+35，,l,AB,45，所以，,15,l,AB,45,若,AB,杆为最长杆，,AD,杆为最短杆，,l,AD,+,l,AB,l,BC,+,l,CD,，30+,l,AB,50+35，则,l,AB,55mm；,若,AB,杆最长杆的另一种情况（与其他三杆拉直共线）,故，,l,AB,115mm=,l,AD,+,l,BC,+,l,CD,，所以,55,l,AB,115,作业问题讲评,48,5-2 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,49,5-2 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，,l,AB,+,l,AD,l,BC,+,l,CD，,其中：,D,点在无穷远处，那么，,杆,l,AD,=；,l,CD,=；,所以，,l,ABmax,=15mm,l,AB,+,l,AD,-,l,CD,l,BC,即：,a,+,e,b,当e=0时，则,a,b,50,5-3 如题5-2图所示偏置曲柄滑块机构，已知,l,e,=10mm，,l,AB,=20mm，,l,BC,=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,51,5-3 如题5-2图所示偏置曲柄滑块机构，已知,l,e,=10mm，,l,AB,=20mm，,l,BC,=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,B,1,B,B,2,C,1,C,2,C,B,”,min,min,=,min,52,5-4 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,53,5-5 设计一夹紧机构（铰链四杆机构），已知连杆,BC,的长度,l,BC,=40mm，它的两个位置如题图5-5所示，要求到达夹紧位置,B,2,C,2,时，机构处于死点位置，且摇杆,C,2,D,垂直于,B,1,C,1,。求各杆的长度,l,AB,、,l,CD,、,l,AD,。,第五章 平面连杆机构及其设计,54,5-6 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：,l,AD,=520mm，,l,CD,=340mm，且,=90，,=60，,=10。试求构件,AB,和,BC,的长度,l,AB,、,l,BC,。,第五章 平面连杆机构及其设计,55,5-7 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，,l,DE,=100mm，,l,CD,=120mm，,l,AD,=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,56,H,E,1,E,2,C,1,C,2,A,D,F,2,F,1,F,2,C,2,B,2,B,1,E,1,C,1,A,D,B,1,5-7 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，,l,DE,=100mm，,l,CD,=120mm，,l,AD,=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,57,5-8 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,l,AB,=20mm，,l,AD,=50mm。试确定,l,BC,和,l,CD,，以及,C,1,D,（或,C,2,D,、,C,3,D,）与,E,1,D,（或,E,2,D,、,E,3,D,）之间的夹角。,第五章 平面连杆机构及其设计,58,5-8 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,l,AB,=20mm，,l,AD,=50mm。试确定,l,BC,和,l,CD,，以及,C,1,D,（或,C,2,D,、,C,3,D,）与,E,1,D,（或,E,2,D,、,E,3,D,）之间的夹角。,作业问题讲评,59,5-8 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,l,AB,=20mm，,l,AD,=50mm。试确定,l,BC,和,l,CD,，以及,C,1,D,（或,C,2,D,、,C,3,D,）与,E,1,D,（或,E,2,D,、,E,3,D,）之间的夹角。,C,A,B,D,E,作业问题讲评,60,5-9 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：,s,1,=36mm，,1,=60；,s,2,=28mm，,3,=85；,s,1,=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,61,5-10 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,l,CD,=75mm，行程速比系数,K,=1.5，机架,AD,的长度,l,AD,=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,l,AB,和连杆的长度,l,BC,。,第五章 平面连杆机构及其设计,62,5-10 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,l,CD,=75mm，行程速比系数,K,=1.5，机架,AD,的长度,l,AD,=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,l,AB,和连杆的长度,l,BC,。,第五章 平面连杆机构及其设计,D,C,2,B,点,A,C,1,（,C,1,）,（,C,2,）,l,BC,=mm,l,AC2,-,l,AC1,l,AB,=,2,l,BC,=,l,AC2,+,l,AC1,2,l,AB,=mm,l,AD,=mm,可得到两组解：,63,5-10 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,l,CD,=75mm，行程速比系数,K,=1.5，机架,AD,的长度,l,AD,=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,l,AB,和连杆的长度,l,BC,。,第五章 平面连杆机构及其设计,D,（,C,2,）,B,点,A,C,（,C,1,）,C,2,l,BC,=mm,l,AC2,-,l,AC1,l,AB,=,2,l,BC,=,l,AC2,+,l,AC1,2,l,AB,=mm,l,AD,=mm,可解得：,B,64,5-10 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,l,CD,=75mm，行程速比系数,K,=1.5，机架,AD,的长度,l,AD,=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,l,AB,和连杆的长度,l,BC,。,第五章 平面连杆机构及其设计,D,C,2,B,点,A,C,1,（,C,1,）,l,BC,=mm,l,AC2,-,l,AC1,l,AB,=,2,l,BC,=,l,AC2,+,l,AC1,2,l,AB,=mm,l,AD,=mm,可解得：,C,B,65,5-11 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,l,CD,=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,l,AB,、,l,BC,和,l,AD,。,第五章 平面连杆机构及其设计,66,5-11 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,l,CD,=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,l,AB,、,l,BC,和,l,AD,。,作业问题讲评,D,C,B,A,67,5-12 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,l,AD,=60mm，曲柄长,l,AB,=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,l,CD,、,l,BC,。,第五章 平面连杆机构及其设计,68,5-13 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,l,e,=20mm。,第五章 平面连杆机构及其设计,69,5-14 如题图5-14所示为某插齿机的切削运动机构，已知,l,AD,=200mm，要求插齿行程,H,=80mm，行程速比系数,K,1.5。试确定扇形齿轮的分度圆半径,r,和构件,AB,的长度,l,AB,。（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,l,AB,。）,第五章 平面连杆机构及其设计,70,5-15 如题图5-15所示的牛头刨床的摆动导杆机构中，已知,l,AC,=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,l,AB,和导杆,CD,的长度,l,CD,。,第五章 平面连杆机构及其设计,71,5-16 如题图5-16所示，已知与连杆固接的一刚体的三个位置：,x,M1,=,y,M1,=1，,1,=0；,x,M2,=2，,y,M2,=0.5，,2,=30；,x,M3,=3，,y,M3,=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,x,A,=,y,A,=0，,x,D,=1，,y,D,=0）。,第五章 平面连杆机构及其设计,72,5-17 如题图5-17所示，设已知两固定铰链的位置,x,A,=,y,M,=0，,x,D,=0，,y,D,=0；连架杆,AB,的起始位置,AB,1,的位置,1,=45，且,x,B1,=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,73,第六章 凸轮机构及其设计,74,6-1 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,75,6-2 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,76,6-3 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,77,6-4 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,78,6-5 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,79,6-6 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,80,6-7 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,81,6-8 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,82,6-8 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,83,6-9 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,84,6-9 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,85,6-10 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,r,0,=50mm，偏距,e,=12mm，滚子半径,r,r,=10mm。试设计次凸轮机构。,第六章 凸轮机构及其设计,86,第七章 齿轮机构及其设计,87,7-1 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,88,7-2 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,89,7-3 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,90,7-4 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,91,7-5 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,92,7-6 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,93,7-7 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,94,7-8 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,95,7-9 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,96,7-10 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,i,12,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,97,7-11 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,98,7-12 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,99,7-13 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,100,7-14 齿轮传动有哪些类型？,第七章 齿轮机构及其设计,101,7-15 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,102,7-16 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,103,7-17 当,=20，,h,a,*,=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,104,7-18 一对齿顶高系数,h,a,*,=0.8和另一对,h,a,*,=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,z,1,、,z,2,，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,105,7-19 一模数为4mm，压力角,=20，,h,a,*,=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,h,a,*,=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,106,7-20 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，,r,b1,、,r,b2,为两轮的基圆半径；,r,a1,、,r,a2,为两轮的顶圆半径，,r,1,、,r,2,为两轮的节圆半径。试在图中标注出理论啮合线,N,1,N,2,、实际啮合线,B,2,B,1,、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,107,7-21 有一渐开线标准直齿圆柱齿轮与齿条传动，齿轮的齿数,z,1,=18，,m,=4mm，,=20，,h,a,*,=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,108,7-22 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,N,1,N,2,；,（2）画出实际啮合线,B,2,B,1,；,（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,109,7-23 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）,m,1,=5mm，,z,1,=20；（2）,m,2,=4mm，,z,2,=25；（3）,m,3,=4mm，,z,3,=50；（4）,m,4,=3mm，,z,4,=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,110,7-24 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,111,7-25 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,112,7-26 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）。,m,z,h,a,h,f,p,s,e,r,r,b,r,a,r,f,第七章 齿轮机构及其设计,113,7-27 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,z,1,、,z,2,和,z,3,、,z,4,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,114,7-28 一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮,m,=2mm，,=20，,h,a,*,=1，,c,*,=0.25，,z,1,=20，,z,2,=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,i,12,、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,115,7-29 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,B,2,到节点,P,点的距离。,第七章 齿轮机构及其设计,116,7-30 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,w,5,=70.665mm和,w,4,=55.904mm，齿顶圆直径,d,a,=194.03mm，齿根圆直径,d,f,=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,117,7-31 某牛头刨床中，有一对渐开线外啮合标准齿轮传动，已知,z,1,=17，,z,2,=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,118,7-32 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,、,r,b,、,r,f,、,r,a,和,s,，并校核齿顶是否会变尖（要求,s,a,0.4mm），是否会发生根切。,第七章 齿轮机构及其设计,119,7-33 一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮的参数为,z,1,=21，,z,2,=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,、,d,b,、,d,a,、,d,f,、,z,v,）和重合度,（取齿宽b=70mm）。,第七章 齿轮机构及其设计,120,7-34 已知一标准单头蜗杆蜗轮机构的中心距,a,=75mm，传动比,i,12,=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,121,7-35 一对直齿圆锥齿轮的参数为：,z,1,=15、,z,2,=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,122,第十一章 轮系及其设计,123,11-1 题图11-1所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知,z,1,=15，,z,2,=25，,z,2,=15，,z,3,=30，,z,3,=15，,z,4,=30，,z,4,=2（右旋），,z,5,=60，,z,5,=20（,m,=4mm），若,n,1,=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,124,11-2 在题图11-2所示轮系中，已知,z,1,=12，,z,2,=52，,z,3,=76，,z,4,=49，,z,5,=12，,z,6,=73，求,i,1H,。,第十一章 轮系及其设计,125,11-3 在题图11-3所示行星减速机构中,已知,z,1,=,z,2,=17，,z,3,=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,126,11-4 在题图11-4所示轮系中,已知,z,1,=60，,z,2,=40，,z,2,=,z,3,=20，若,n,1,=,n,3,=120rpm，并,n,1,与,n,3,转向相反，求,n,H,的大小、方向。,第十一章 轮系及其设计,127,11-5 题图11-5所示为一车床尾架进给机构，已知各轮齿数,z,1,=,z,2,=,z,4,=18，,z,3,=54，试判断题图11-5,a,、,b,所示两种轮系各属于什么轮系？当,n,1,=10rpm时，分别求出各丝杠的转速。,第十一章 轮系及其设计,128,11-6 题图11-6所示轮系中，已知各轮齿数,z,1,=15，,z,2,=33，,z,3,=81，,z,2,=30，,z,4,=78，求传动比,i,14,。,第十一章 轮系及其设计,129,11-7 题图11-7所示轮系中，若已知各轮齿数，试