机械原理习题册(上)自由度-杆-齿轮(2).doc

第二章 机构的结构分析
思考题：
1. 在平面机构中，引入一个高副将引入______个约束，引入一个低副将引入_____个约束。构件总数N、运动副提供的约束总数R与机构自由度F的关系是　　　　　　　　　　　　　　。
2. 平面运动副的最大约束数为　　，最小约束数为　　；移动副限制的两个自由度分别为　 　和　 　 ；
3. 计算平面机构自由度的公式为Ｆ=　　　　　　　　　　　　　　，应用此公式时应注意判断：
(A)　　　　　　　铰链，(B)　　　　　自由度，(C)　　　　　　约束。
4. 机构具有确定运动的条件是　 　。
5*. 图示为一机构的初拟设计方案。
(1〕试计算其自由度，并分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需在图上标明；
(2) 如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。

2—1 列出公式计算下列运动链的自由度，并在图中指出其复合铰链、局部自由度和虚约束。
（1）

（2）轮系

（3）

（4）

AB、CD、EF平行且相等

（5）

（6）

CD、EF、GH平行且相等

（7）

（8）

2—2 列出公式计算下列各运动链的自由度。在图中指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断其是否能够成为机构。
（图中画有箭头的构件为原动件）
（1） （2） （3）

BD、CE平行且相等，ED、CB平行且相等

2—3 列出公式计算下列各运动链的自由度。在图中指出复合铰链，局部自由度和虚约束，并说明其原动件的数目是否合适。（图中画有箭头的构件为原动件）
（1） （2）

（3）

DG、EH、FK平行且相等

（4）

（5）

2—4 ＊ 按比例画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（1）冲床刀架装置 （3）简易冲床机构

（2）油泵机构

第八章 平面连杆机构及其设计
思考题
1、铰链四杆机构中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm(如右图所示)，
以a杆为机架得 机构；以b杆为机架得 机构；
以c杆为机架得 机构；以d杆为机架得 机构。
2、在曲柄摇杆机构中， 与 处于两次共线位置之一时出现最小传动角。
3、在曲柄摇杆机构中，当 为主动件， 与 两次共线时，机构处于死点位置。
4、铰链四杆机构具有两个曲柄的条件是 、 。
5、行程速比系数，其中θ是极位夹角，它是指 。
6、平面连杆机构中传动角γ和压力角α之和等于 。
7、行程速比系数K >1的机构有急回特性。 （ ）
8、铰链四杆机构中凡最短杆为机架者，必为双曲柄机构。 （ ）
9、平面四杆机构中，是否存在死点位置取决于主动件是否与连杆共线。 （ ）
10、在曲柄作等速转动的曲柄摇杆机构中，当曲柄的极位夹角，摇杆工作时间为7秒时，则摇杆空回行程所需时间为5秒。 （ ）
11、在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角γmin 。 A 尽可能小一些 B 尽可能大一些 C为 D为
12、铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下，连杆作用于 上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。
A 主动件 B 机架 C 从动件
8-1 图示铰链四杆机构中，已知LBC =50mm，LDC =35mm，LAD =30mm，试问：
（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，LAB最大值为多少？
（2）若此机构为双曲柄机构，LAB最大值为多少？
（3）若此机构为双摇杆机构，LAB应为多少？
（4）若LAB =15mm且为主动件，则该机构的行程速比系数K=？，极位夹角=？最小传动角（自选比例，用作图法重新作图，然后在图上量取）

8-2 在图示的铰链四杆机构中，各杆长度a=180mm，b=380mm，c=250mm，d=400mm。1. 试确定此机构的类型，并说明理由；2. 当a杆主动时，画出机构的极限位置，注出极位夹角θ，写出行程速比系数K的表达式；3. 当c杆为主动时，指出机构的死点位置。

8-3 图示六杆机构，曲柄AB为原动件，作匀速转动，LAB =40mm，LBC =50mm，LCD =50mm，LAD =20mm，LCE =100mm，试用作图法求：（自选比例尺，按比例重新画图）
（1）滑块E的冲程；
（2）滑块E往复行程的平均速度是否相同？曲柄AB的极位夹角为多大？行程速比系数K为多大？
（3）滑块E的最小传动角之值。

8-4 图示为一脚踏轧棉机曲柄摇杆机构的示意图。已设定 ， ，要求脚踏板CD在水平面上下各摆动15°。试选取适当的比例尺，用图解法确定AB,BC两个杆的长度。

8-5 试设计一曲柄滑块机构。已知行程速比系数K=15，滑块的冲程LC1C2=50mm，导路的偏距e=20mm。试取适当的比例尺，用图解法求：
（1）曲柄长LAB和连杆长LBC；
（2）曲柄为原动件时的最大压力角；
（3）滑块作为原动件时机构的死点位置；并画出从动的曲柄处于铅垂线上方时的传动角。

8-6＊ 图示为一飞机起落架机构。实线表示降落时的位置，虚线表示飞行时的位置。已知：LFC =520mm，LFE =340mm，且，，。试用作图法求出构件CD和DE长度LCD和LDE。（比例尺自选）

8-7 图示为已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆EF将已知摇杆CD和滑块F连接起来，使摇杆的三个已知位置C1D，C2D，C3D和滑块的三个位置F1，F2，F3相对应（图示尺寸系按比例绘出）。试用图解法确定此六杆机构中连杆EF的长度LEF及其连杆EF与摇杆CD铰接点E的位置。

F3

第十章 齿轮机构及其设计（二）
思考题
18、有两个基本参数相同的渐开线直齿圆柱外齿轮，一个为标准齿轮1，另一个为正变位齿轮2，试比较这两个齿轮下列尺寸的关系（填入大于、小于或等于）：db1　 　db2 ；da1　 　　da2 ；d1　 　d2 ；df1　 　df2 ； s1　 　s2 。
19、用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条刀具中线　 　，加工变位齿轮时，刀具中线与轮坯分度圆　 　　。被加工齿轮与齿条刀具相“啮合”时，齿轮节圆与分度圆　 　　。
20、一个负变位渐开线直齿圆柱外齿轮同除变位系数外的其它基本参数均相同的标准齿轮相比较，其　 　 圆及　 　圆变小，而　 　圆及　 　圆的大小则不变。
21、斜齿轮在 上具有渐开线齿形，在 上具有标准模数和标准压力角。
22、一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由 、 两部分组成。
23、蜗杆的标准模数是指 面模数。
24、用齿轮的基本参数表示：
1）渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 、 、 ；
2）直齿圆锥齿轮的标准参数在 端，当量齿数zv= ；
3）蜗杆蜗轮传动的中心距a＝ 。
25、蜗杆传动中间平面(主平面)是指 。
26、斜齿圆柱齿轮的端面模数mt （ ）法面模数mn。
A 小于 B 大于 C 等于
27、图示蜗杆蜗轮传动中，蜗轮为 旋， 时针方向转动。

27题图 28题图 29题图
28、画出图中蜗轮的旋向。
29、图示为一个简易的蜗杆蜗轮起重装置，当手柄如图所示转向转动时，要求重物G上升，则此蜗杆的螺旋线方向应为
旋，蜗轮的螺旋线方向为 旋。

10–10 有一齿条刀具m=2mm，= 20°，ha* = 1.0， c*=0.25，刀具在切制齿轮时移动的速度v刀=1mm/s。1）求用这把刀切制Z=14的标准齿轮时，刀具中线与轮坯中心距离L及轮坯每分钟的转速n ； 2）用这把刀切制Z =14 变位系数x=1.5的变位齿轮时，刀具中线与轮坯中心距离L´及轮坯每分钟的转速n´。

10–11 一对渐开线正常齿标准外啮合齿轮传动， = 20º，m =5mm，a´ = a = 150 mm ，。求这两个齿轮的齿数Z1、Z2及da1、da2 ， df1、df2 ，pb1、pb2，c，d1´、d2´，´。

10–12 若将前一题中齿轮中心距a´增大，直到刚好连续传动。试求：1）啮合角´；2）两轮节圆直径d1´，d2´；3）两轮分度圆之间的距离； 4）顶隙c´ 。

10–13 一对渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动， Z1 = 30，Z2 =40，m = 20mm，= 20º，ha* =1.0。1）当安装中心距a´ =725mm，求啮合角´；2）当啮合角´=22º30´时，求安装中心距a´。

10–14 已知被加工的渐开线直齿圆柱外齿轮毛坯的转动角速度ω=1rad/s，齿条刀移动的线速度vd =60mm/s，刀具的模数md =4mm，刀具分度线(中线)与齿轮毛坯轴心的距离L=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，那么是正变位，还是负变位？其变位系数x是多少？

10–15﹡ 一对渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，Z1 =49，Z2 =50，m = 2mm，= 20º。1）当a΄=100 mm时，是否需要变位？为什么？应采用什么传动类型？x1＋x2=？ 2）当Z1 =12，Z2 =88，m、a、a΄ 同上时，是否需要变位？为什么？应采用什么传动类型？x1＋x2= ？

10–16 在Y38滚齿机中，有一对标准斜齿圆柱齿轮传动，Z1 =16，Z2 = 64，mn = 3mm，= 20º，β=19º7΄，han* =1.0，齿宽B=30mm。求：1)传动比i12及中心距a；2）两个齿轮的d，da，df 值；3）重合度εγ 。

10–17 一对蜗杆传动，蜗杆Z1 =2，d1=80mm，蜗轮Z2 = 46，m = 8mm。求 1)传动比i12；2）中心距a；3）蜗杆的da1，df1，γ1与蜗轮的d2，da2，df2 ，β2。

10–18* 一对等顶隙标准直齿圆锥齿轮传动，Z1 =20，Z2 = 40，m = 5 mm，= 20º，ha* = 1.0，c* = 0.2，两轮轴夹角∑ = 90º。
求两齿轮的分度圆锥角δ，分度圆直径d，锥距R，齿根角θf，顶锥角δa，根锥角δf，齿顶圆直径da，齿根圆直径df ，当量齿数Zv 。

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