機(jī)械原理部分試題

1、第一章 機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)1-1 試畫出圖示平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。F3×32×41 F3×32×41F3×32×41 F3×32×411-2 計(jì)算圖示平面機(jī)構(gòu)的自由度。將其中高副化為低副。確定機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級別，以及機(jī)構(gòu)的級別。（機(jī)構(gòu)中的原動件用圓弧箭頭表示。）F3×72×101 F3×72×101含3個(gè)級桿組：6-7，4-5，2-3。 含3個(gè)級桿組：6-7，4-5，2-3。該機(jī)構(gòu)為級機(jī)構(gòu) 構(gòu)件2、3、4連接處為復(fù)合鉸鏈。 該機(jī)構(gòu)為級機(jī)構(gòu)F3×42

2、×511 F3×32×321F3×52×71（高副低代后） F3×52×71（高副低代后）含1個(gè)級桿組：2-3-4-5。 含2個(gè)級桿組： 4-5，2-3。該機(jī)構(gòu)為級機(jī)構(gòu) 構(gòu)件2、3、4連接處為復(fù)合鉸鏈。 該機(jī)構(gòu)為級機(jī)構(gòu)F3×82×1111 F3×62×811F3×92×131（高副低代后） F3×72×101（高副低代后）含4個(gè)級桿組：8-6，5-7，4-3，2-11。 含1個(gè)級桿組6-7。該機(jī)構(gòu)為級機(jī)構(gòu) 含1個(gè)級桿組2-3-4-5。第二章 連

3、桿 機(jī) 構(gòu)2-1 在左下圖所示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知r = 50mm，lOA=22mm，lAC=80mm,，凸輪1的等角速度1=10rad/s，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。試用瞬心法求從動件2的角速度2。1C解：如右圖，先觀察得出瞬心P13和P23為兩個(gè)鉸鏈中心。再求瞬心P12：根據(jù)三心定理，P12應(yīng)在P13與P23的連線上，另外根據(jù)瞬心法，P12應(yīng)在過B點(diǎn)垂直于構(gòu)件2的直線上，過B點(diǎn)和凸輪中心O作直線并延長，與P13、P23連線的交點(diǎn)即為P12。從圖上量出長度尺寸并按作圖比例系數(shù)換算成實(shí)際長度：P12A=28.54，則：P12C=28.54+80=108.54因?yàn)镻12是構(gòu)件1與構(gòu)件2的瞬心，所以 rad/s

4、2-2 在右圖所示的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中，已知lAB=40mm，lAC=80mm，求速度瞬心P13和P24。解：如下圖，先找瞬心：P12、P14、P34均為鉸鏈中心，P23為垂直于導(dǎo)路無窮遠(yuǎn)處。求P24：對于構(gòu)件1、2、4，P24應(yīng)P12與P14的連線上；而對于構(gòu)件2、3、4，應(yīng)在P23與P34連線上，分別作兩連線，其交點(diǎn)即為P24。求P13：對于構(gòu)件1、2、3，應(yīng)在P12與P23的連線上；而對于構(gòu)件1、4、3，應(yīng)在P14和P34連線上，分別作兩連線，其交點(diǎn)即為P13。P142-3 試根據(jù)圖中注明的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、還是雙搖桿機(jī)構(gòu)。解：圖a)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；圖b)為曲

5、柄搖桿機(jī)構(gòu)；圖c)為雙搖桿機(jī)構(gòu)；圖d)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。2-4 如左下圖，設(shè)計(jì)一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。要求踏板CD在水平位置上下各擺10°，且lCD=500mm，lAD=1000mm，試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度。解：如右圖，根據(jù)已知條件畫出A、D、C、C1、C2。通過A、C1畫直線代表機(jī)構(gòu)的一個(gè)極限位置，通過A、C2畫直線代表機(jī)構(gòu)的另一個(gè)極限位置。從圖中可知，AC1=BC-AB，AC2=BC+AB，即AB=（AC2-AC1）/2以A為圓心，AC1為半徑畫圓弧與AC2交于E點(diǎn)，即AB=EC2/2，從圖上量出尺寸并通過比例變換得出：EC2=156mm，再以A為圓心，以EC2為直

6、徑畫圓，交于B1點(diǎn)和B2點(diǎn)，得出BC=1115mm。（也可在圖上量出AC1和AC2后，列二元一次方程求解得出兩桿長）即AB=78mm，BC=1115mm。2-5如左下圖，設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程s=50mm，偏距e=16mm，行程速比系數(shù)K=1.2，求曲柄與連桿長度。 解：先算出極位夾角 如右圖所示，作一條直線C1C2 = s = 50，過C1、C2各作一條直線，與直線C1C2的夾角均為90°-，相交于O點(diǎn)。以O(shè)為圓心，過C1、C2作圓（即OC為半徑）再作一直線與C1C2平行,使兩直線間的距離等于偏距e，與圓相交于A點(diǎn)根據(jù)C1A、C2A距離可求出曲柄連桿的長度。從圖中可知，

7、AC1=BC-AB，AC2=BC+AB，即AB=（AC2-AC1）/2以A為圓心，AC1為半徑畫圓弧與AC2交于E點(diǎn)，即AB=EC2/2，從圖上量出尺寸并通過比例變換得出EC2長度尺寸，再以A為圓心，以EC2為直徑畫圓，交于B1點(diǎn)和B2點(diǎn)，得出BC桿長。（也可在圖上量出AC1和AC2后，列二元一次方程求解得出兩桿長）得出給定e、s和的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄長23.8mm，連桿長58.3mm。注意：此題也可參照教材P72的方法畫圖。(當(dāng)e=20mm，K=1.5時(shí)，=36°，曲柄長21.5mm，連桿長46.5mm。)2-6 設(shè)計(jì)一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長度l4=100mm，行程速比系數(shù)K=1.4

8、，求曲柄長度。（參考答案：曲柄長度為25.88mm）解：先算出極位夾角因?yàn)閷?dǎo)桿機(jī)構(gòu)中極位夾角等于導(dǎo)桿擺角，任取一點(diǎn)為D，作mDn=，作角等分線，在角等分線上取lAD=l4=100，得出曲柄轉(zhuǎn)動中心A。由A點(diǎn)對兩極限位置的導(dǎo)桿m或n作垂線，得出曲柄長度a=25.88mm。也可根據(jù)圖，直接用sin(/2)=a/l4得出結(jié)果。2-7如左下圖，設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為加熱爐爐門的啟閉機(jī)構(gòu)。已知爐門上兩活動鉸鏈的中心距為50mm，爐門打開后成水平位置時(shí)，要求爐門溫度較低的一面朝上（如虛線所示），設(shè)固定鉸鏈安裝在y-y軸線上，其相關(guān)尺寸如圖所示，求此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)其余三桿的長度。解：已知爐門兩上兩個(gè)活動鉸鏈桿

9、長為lBC=50mm，從圖形上已知爐門開閉時(shí)的兩個(gè)極限位置B1C1和B2C2。如右圖所示，連接B1B2成一直線，并作B1B2的中垂線n，與y-y軸線交于A點(diǎn)，得出鉸鏈A的位置。連接C1C2成一直線，并作C1C2的中垂線m，與y-y軸線交于D點(diǎn)，得出鉸鏈D的位置。從圖形上畫出四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D，量出題目要求的三桿長度尺寸并通過比例變換成實(shí)際尺寸。AB=67.3mm，AD=95.8mm，DC=112.1mm。A2-8欲設(shè)計(jì)一個(gè)如下圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)已知其搖桿CD的長度為75mm，行程速比系數(shù)K=1.5，機(jī)架AD的長度為80mm,又知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角=45°，試求其

10、曲柄AB的長度和連桿BC的長度。解：（1）算出極位角（2）任取D點(diǎn)，作水平線DA，使lDA=80，（3）過D點(diǎn)，作直線DC1，長度為lDC=75，位置為與DA成45°。（4）過AC1兩點(diǎn)的直線為連桿與曲柄共線的位置之一，過A點(diǎn)，作一直線與AC1成=36°，此直線為連桿與曲柄共線的位置之二，以D點(diǎn)為圓心，DC1為半徑作圓弧，此圓弧與前述直線交于C2。從圖中可知，AC2=BC+AB，AC1=BC-AB，即AB=（AC2-AC1）/2以A為圓心，AC1為半徑畫圓弧與AC2交于E點(diǎn)，即AB=EC2/2，再以A為圓心，以EC2為直徑畫圓，交于B1點(diǎn)和B2點(diǎn)，得出BC桿長。從圖上量出尺

11、寸并通過比例變換得出各長度尺寸為lAB=38.65，lBC=98.2。（也可在圖上量出AC1和AC2后，列二元一次方程求解得出兩桿長）第三章 凸 輪 機(jī) 構(gòu)3-1 左圖所示為尖底偏置直動從動件盤形凸輪，AFB、CD為圓弧。AD、BC為直線，A、B為直線為圓弧AFB的切點(diǎn)。已知e=8mm，r0=15mm，OC=OD=20mm，COD=30°。試求從動件的升程h，凸輪推程運(yùn)動角，回程運(yùn)動角及近休止角s；凸輪與從動件在A、D、C、B點(diǎn)接觸時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角A、D、C、B；推程最大壓力角max的數(shù)值及出現(xiàn)位置；回程最大壓力角的數(shù)值及出現(xiàn)位置。解：h=mm推程運(yùn)動角： 回程運(yùn)動角：近休止角： 壓力

12、角是指凸輪對從動件作用力的方向線（A點(diǎn)處為OA方向）與從動件上力作用點(diǎn)的速度方向（推桿上下方向）之間所夾的銳角。 推程最大壓力角在A點(diǎn)，回程最大壓力角在B點(diǎn)，第四章 齒 輪 機(jī) 構(gòu)4-1有一對使用日久磨損嚴(yán)重的標(biāo)準(zhǔn)齒輪需要修復(fù)。按磨損情況，擬將小齒輪報(bào)廢，修復(fù)大齒輪，修復(fù)后的大齒輪的齒頂圓要減小8mm。已知Z1=24，Z2=96，m=4mm，=20°，ha*=1及c*=0.25。試求這兩個(gè)齒輪的幾何尺寸。解：根據(jù)題意要求中心距不變，修復(fù)大齒輪，即大齒輪負(fù)變位，小齒輪正變位。根據(jù)大齒輪的磨損情況，通過對大齒輪進(jìn)行負(fù)變位，把磨損部分切掉。原齒輪2的齒頂圓直徑為：mz2+2ha*m=4&#

13、215;96+2×1×4=392現(xiàn)齒輪2的齒頂圓直徑為：da2=392-8=384 齒輪負(fù)變位后：da2=mz2+2(ha*+x2)m 即：為了保持中心距不變，可對新設(shè)計(jì)的小齒輪進(jìn)行正變位，x1=-x2=1幾何尺寸計(jì)算如下：分度圓直徑：d1=mz1=4×24=96mm d2=mz2=4×96=384mm齒頂圓直徑：da1=mz1+2(ha*+x1)m=4×24+2×(1+1)×4=112mmda2=mz2+2(ha*+x2)m=4×96+2×(1-1)×4=384mm齒根圓直徑：df1=mz1-

14、2(ha*+c*-x1)m=4×24-2×(1+0.25-1)×4=94mmdf2=mz2-2(ha*+c*-x2)m=4×96-2×(1+0.25+1)×4=366mm4-2 已知一對外嚙合變位齒輪的齒數(shù)Z1=10，Z2=12，ha*=1，C*=0.25，=20°，m=10mm，求相應(yīng)的最小變位系數(shù)，計(jì)算兩輪的齒頂圓直徑da。（inv 26.985°=0.038264，inv20°=0.014904）解：因?yàn)閮升X輪的齒數(shù)都小于不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)（zmin=17），故應(yīng)采用正變位，最小變位系數(shù)為x1=(

15、17-z1)/17=(17-10)/17=0.412 x2=(17-z2)/17=(17-12)/17=0.294得： 其中a=m(z1+z2)/2=10(10+12)/2=110得：中心距變動系數(shù) 齒高變動系數(shù) y=x1+x2-y=0.412+0.294-0.5995=0.1065齒頂高 ha1=(ha*+x1-y)m=（1+0.412-0.1065）×10=13.055mm ha2=(ha*+x2-y)m=（1+0.294-0.1065）×10=11.875mm齒頂圓直徑 da1=d1+2ha1=mz1+2×13.055=126.11mm da2=d2+2ha

16、2=mz2+2×11.875=143.75mm4-3已知兩個(gè)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)分別為Z1=12，Z2=15，用=20°，m=4mm的滾刀切制。如兩齒輪按最小變位系數(shù)切制，試求無側(cè)隙傳動的中心距。（inv=0.026，則=23°54，inv20°=0.014904）解：因?yàn)閮升X輪的齒數(shù)都小于不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)（zmin=17），故應(yīng)采取正變位，其最小變位系數(shù)為：x1=(17-z1)/17=(17-12)/17=0.294 x2=(17-z2)/17=(17-15)/17=0.1176 根據(jù)無側(cè)隙嚙合方程式得：查P140漸開線函數(shù)表得：=23°5

17、4無側(cè)隙傳動的中心距為：4-4 某球磨機(jī)上有一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已測知m=16mm，Z1=27，Z2=245，中心距a=2176mm。兩齒輪齒面磨損嚴(yán)重需要修復(fù)。為了節(jié)約材料和降低制造成本，決定只更換小齒輪，而通過變位切削修復(fù)大齒輪。檢測后知大齒輪分度圓上齒厚的磨損量為5.61mm。試求小齒輪的齒頂圓直徑以及修復(fù)大齒輪時(shí)的大齒輪齒頂圓直徑。解：(1)根據(jù)分度圓齒厚的磨損量，首先對大齒輪進(jìn)行負(fù)變位切削，把齒面磨損部分全部切掉。由磨損量等于齒厚減薄量條件得：2x2mtg=-5.61 則取x2=-0.5，則能保證將磨損部分全部切掉。(2)為了保持無側(cè)隙嚙合中心距不變，應(yīng)采用高度變位傳動，故小齒輪為

18、正變位，即x1=-x2=0.5(3) 在高度變位齒輪傳動中，齒高變動系數(shù)y=0ha= (ha*+x-y)m da=d+2(ha*+x-y)mda1=mz1+2(ha*+x1)m=480mm da2=mz2+2(ha*+x1)m=3936mm而標(biāo)準(zhǔn)齒輪的大齒輪z2=245，da2=3952，其齒頂圓相應(yīng)車小到da2=3936mm4-5已知：一對正常齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的中心距a=250mm，齒數(shù)Z1=23，Z2=98，法向模數(shù)mn=4mm，試計(jì)算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。解： 得：螺旋角 =14.53°端面模數(shù) mt=mn/cos

19、=4/0.968=4.13端面壓力角 當(dāng)量齒數(shù) 分度圓直徑（按端面參數(shù)計(jì)算） 齒頂圓直徑（按端面參數(shù)計(jì)算）da1=d1+2hat*mt=95.04+2×han*×cos14.53°×4.13=103.04mm da2=d2+2hat*m=404.96+2×han*×cos14.53°×4.13=412.96mm齒根圓直徑（按端面參數(shù)計(jì)算） df1=d1-2(hat*+ct*)mt=95.04-2(1+0.25) ×cos14.53°×4.13=85.04mm df2=d2-2(hat*

20、+ct*)mt =404.96-2(1+0.25) ×cos14.53°×4.13=394.96mm 4-6一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，已知傳動比i=3.5，法向模數(shù)mn=2mm ,中心距a=90mm ，初設(shè)螺旋角=15°。試確定這對齒輪的實(shí)際螺旋角和齒數(shù)，計(jì)算分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑和當(dāng)量齒數(shù)。解：因?yàn)閭鲃颖萯=z2/z1=3.5 則：z2=3.5z1 即z1+3.5z1=86.93 z1=19.32 z2=67.61若取 z1=20 則 z2=70 顯然cos不可能大于等于1若取z1=19，根據(jù)傳動比i=3.5，則 z2=66.5，顯然齒數(shù)不能為

21、小數(shù)，取z2=67。將z1=19 則 z2=67，代入上式得出實(shí)際=17.2°（在8°-20°之間） hat*=han*cos ct*=cn*cos計(jì)算分度圓直徑： 計(jì)算齒頂圓直徑：da1=d1+2hat*mt=43.77mm da2=d2+2hat*mt=144.23mm計(jì)算齒根圓直徑 df1=d1-2(hat*+ct*)m=34.77mm df2=d2-2(hat*+ct*)m=135.23mm計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4-7有一對蝸桿蝸輪的參數(shù)為Z1=1，Z2=40，=20°，ha*=1，C*=0.2，m=5mm，d1=50mm。試計(jì)算其幾何尺寸和傳動比。 解

22、：分度圓直徑：d1=50mm d2=mz2=5×40=200mm中心距： a=(d1+d2)/2=125mm齒頂圓直徑：da1=d1+2ha*m=50+2×1×5=60mmda2=d2+2ha*m=200+2×1×5=210mm齒根圓直徑：df1=d1-2(ha*+c*)m=50-2×(1+0.2)×5=38df2=d2-2(ha*+c*)m=200-2×(1+0.2)×5=188蝸桿導(dǎo)程角：=arctg(z1m/d1)=arctg(1×5/50)=5.7° 蝸輪螺旋角：2=5.7&#

23、176; 傳動比： i12=z2/z1=40/1=40第五章 輪 系5-1在圖示自動化照明燈具的傳動裝置中，已知輸入軸的轉(zhuǎn)速n1=19.5r/min,各齒輪的齒數(shù)為Z1=60，Z2=Z3=30，Z4=Z5=40，Z6=120。求箱體B的轉(zhuǎn)速nB。解：分析該輪系，系桿H為箱體B，行星輪為2、3、4、5，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式為：因齒輪6固定，所以n6=0， 已知n1=19.5代入上式得 即 nH=6.5 r/min 即箱體B的轉(zhuǎn)速為6.5r/min，方向與齒輪1相同。5-2在圖示萬能工具磨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，已知Z1=Z2=41，Z2=Z3=39。求手柄H與齒輪1的傳動比iH1。解：分析該輪系，行星輪為2和2，

24、系桿為H。入出 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式為：因?yàn)閚3=0 即 得 所以 附：另一種解題方法如下（因?yàn)閚3=0）5-3 在圖示行星減速裝置中，已知z1=z2=17，z3=51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過90°時(shí)，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少度？解：此輪系為周轉(zhuǎn)輪系，系桿為H，行星輪2（兩個(gè)），中心輪1和3，將輪系轉(zhuǎn)化后可列式如下：因?yàn)閚3=0， 所以 即當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過90度時(shí)，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過22.5度。轉(zhuǎn)向與手柄相同。5-4在圖示輪系中，已知Z1=60，Z2=40，Z2=Z3=20。若n1=n3=120r/min，并設(shè)n1與n3轉(zhuǎn)向相反。求nH的大小及方向。解：在圖上畫出各輪的轉(zhuǎn)動方向。 將機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化后列式如下：根據(jù)題意，n1=120，

25、n3=-n1=-120，代入上式計(jì)算得：，即nH=600r/minnH為正值，說明nH與n1轉(zhuǎn)向相同。5-5在圖示輪系中，已知各輪的齒數(shù)為Za=18，Zg=25，Zb=68，Zf=20，Ze=63。試求傳動比iHa，iHb，iab。 解：分析輪系，該輪系是由兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成的混合輪系，a-gf-e-H和a-gf-b-H。共用H。在a-gf-e-H的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中：因ne=0，代入上式，得，即，在a-gf-b-H的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中： 將代入上式，得 答iHa=0.186，方向相同。iHb=-6.33，方向相反。iab=-34，方向相反。5-6在圖示的3K型行星減速機(jī)中，已知Z1=10，Z2=32，Z3=7

26、4，Z4=72，Z2=30及電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min。求輸出軸轉(zhuǎn)速n4。解：此輪系由兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組合而成。第一個(gè)是1-2-3-H，第二個(gè)是 4-22-3-H。兩個(gè)輪系分開列式計(jì)算。第一個(gè)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式如下：其中n3=0，代入上式，得第二個(gè)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式如下： 其中n3=0，代入上式，得也可通過下式得出n4/nH。 其中n1=8.4nH，代入上式，得 即 r/min 轉(zhuǎn)向與齒輪1相同。 5-7在圖示液壓回轉(zhuǎn)臺的傳動機(jī)構(gòu)中，已知Z2=15，油馬達(dá)M的轉(zhuǎn)速nM=12r/min，回轉(zhuǎn)臺H的轉(zhuǎn)速nH=-1.5r/min。求齒輪1的齒數(shù)（提示nM=n2-nH）。解： 根據(jù)圖形分析該輪系為周轉(zhuǎn)

27、輪系。轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)列式如下：其中n1=0，n2-nH=nM，代入上式， ， 得：z1=1205-8在圖示自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸。已知各輪的齒數(shù)為Z1=17，Z3=23，Z4=19，Z4=20及Z5=24。設(shè)輪胎受壓變形后，28in（1in=25.4mm）車輪的有效直徑約為0.7m。當(dāng)車行一千米時(shí)，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周。求齒輪2的齒數(shù)。解：此輪系是一個(gè)混合輪系，齒輪1和齒輪2組成定軸輪系，其余部分組成周轉(zhuǎn)輪系。 因n3=0，代入左式得 即又 得iH5=-114因齒輪2和5的軸與系桿是同一構(gòu)件，則 i15=i12×i25= i12×iH5 即 得z2=67.8 取z2=6

28、8 也可用下面的方法求得z2。 得z2=67.8 取z2=68第六章 間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)和其他常用機(jī)構(gòu)6-1在六角車床的六角頭外槽輪機(jī)構(gòu)中，已知槽輪的槽數(shù)Z=6，槽輪運(yùn)動時(shí)間是靜止時(shí)間的兩倍。求：（1）槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)；（2）銷輪的圓銷數(shù)n。解：（1） （2）6-2裝配自動機(jī)的工作臺有6個(gè)轉(zhuǎn)動工位，為完成裝配工序，要求每個(gè)工位停歇時(shí)間為t2t=10s，當(dāng)采用單銷外槽輪機(jī)構(gòu)時(shí)，試求：（1）槽輪的運(yùn)動系數(shù)；（2）槽輪的運(yùn)動時(shí)間t2d；（3）銷輪的轉(zhuǎn)速n1。 解：（1）（2） 即： 得槽輪的運(yùn)動時(shí)間（每個(gè)工位）：t動=5s（3）撥盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為：t動+t停=5+10=15s銷輪的轉(zhuǎn)速為：n1=60/

29、15=4 r/min第七章 機(jī)械的平衡7-1 圖示為一鋼制圓盤，盤厚H30mm，位置處鉆有一直徑d=50mm的通孔，位置處有一質(zhì)量為m20.2公斤的附加重塊，為使圓盤平衡，擬在圓盤r=200mm的圓周上增加一重塊，試求此重塊的重量和位置。（鋼的密度7.8g/cm3） 解：此題的要點(diǎn)為在圓盤鉆孔后此處重量減少，相當(dāng)于在其相反方向增加了同樣的重量。在處鉆孔后失去的重量為：其質(zhì)徑積的大小，方向與O相反。在附加質(zhì)量所產(chǎn)生的質(zhì)徑積的大小為：，方向與O相同。因此，由平衡原理，在r200mm處所附加的平衡質(zhì)徑積mr的計(jì)算為： 因此：與X軸正方向的夾角與Y軸正方向的夾角所增加的質(zhì)量為：m0.263kg第八章

30、機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及速度波動的調(diào)節(jié)8-1在電動機(jī)驅(qū)動剪床的機(jī)組中，已知電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min，作用在剪床主軸上的阻力矩Mr =Mr()(如圖所示為一個(gè)周期)。設(shè)驅(qū)動力矩為常數(shù)，機(jī)組各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量可以忽略不計(jì)。求保證運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)不超過0.05時(shí)安裝在電動機(jī)軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF。解：(1)因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)，等效驅(qū)動力矩Md所做的功等于等效阻力矩Mr所做的功。所以（注：等式左邊表示Md在2周期內(nèi)所做的功，等式右邊表示給定圖形上Mr所做的功，即Mr所包圍的面積）由上式得出：Md=462.5 N.m(2)求出最大盈虧功W( 即Amax)根據(jù)Md和Mr畫出面積圖和能量指示圖，找出最大盈虧功位置

31、（圖形上含“-”號的陰影部分）。設(shè)陰影梯形的下底邊長為L，根據(jù)圖示三角形可知： 得L=1.4228最大盈虧功： N.m飛輪的轉(zhuǎn)動慣量： kg.m28-2 在圖示多汽缸原動機(jī)曲柄銷上等效驅(qū)動力和等效阻力的線圖中，代表不變的等效阻力Fr的直線ai以上和以下的面積順序?yàn)?580、-320、+390、-520、+190、-390、+260、-190（單位均為mm）。該線圖的比例尺f=100N/mm，s=0.01m/mm。曲柄軸的平均轉(zhuǎn)速為120r/min，且原動機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過其平均轉(zhuǎn)速的±3。求裝在該曲柄軸上輪形飛輪的飛輪矩（不計(jì)其他構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量）解：畫出能量指示圖。根據(jù)圖形，最大

32、盈虧功 W=Amax=650+70=720比例換算：W=100×0.01×720=720 N.m kg.m2因 輪形飛輪的飛輪矩為：mD2=4JF=4×76.068=304.3 kg.m28-3已知某軋鋼機(jī)的原動機(jī)功率等于常數(shù)，N=2000W，鋼材通過軋輥時(shí)消耗的功率為常數(shù)，N1=3000W，鋼材通過軋輥的時(shí)間t1=5s，主軸平均轉(zhuǎn)速n=80r/min，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.1。求: (1) 安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量；(2)飛輪的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速；(3)此軋鋼機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。解：根據(jù)題意，先畫出面積圖。(1) Amax=(3000-2000)×5=

33、5×103 N.m (Amax即W)(2) nmax=n(1+/2)=84r/min；nmin=n(1-/2)=76r/min；(3)一個(gè)循環(huán)， 3000W2000W8-4如圖（a），將機(jī)組的力和質(zhì)量都換算到曲柄AB上的點(diǎn)B。在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)，它的一個(gè)運(yùn)動循環(huán)對應(yīng)的轉(zhuǎn)角T=2。等效驅(qū)動力矩Md為常數(shù)，等效阻力矩Mr的變化如圖（b）所示。機(jī)組各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量Je=0.14kg.為常數(shù),m=25rad/s。如給定=0.04,裝在軸A上的輪形飛輪平均直徑d=0.5m。試確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量。解：(1)因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)，等效驅(qū)動力矩Md所做的功等于等效阻力矩Mr所做的功。所以 解得：

34、Md=200N.m（注：等式左邊表示Md在2周期內(nèi)所做的功，等式右邊表示給定圖形上Mr所做的功，即Mr所包圍的面積，4個(gè)三角形面積之和）(2) 根據(jù)Md和Mr畫出面積圖和能量指示圖，找出最大盈虧功位置（面積圖上部含“-”號的三角形陰影部分）。最大盈虧功為： N.m不考慮其他構(gòu)件時(shí)（即粗略計(jì)算），飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為kg.m2考慮其他構(gòu)件時(shí)（即精確計(jì)算），飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為 kg.m2輪形飛輪 ， 質(zhì)量 kg一、填空題1、機(jī)構(gòu)與機(jī)器的共同特點(diǎn)為 （1）人為的實(shí)體組合；（2）各相關(guān)實(shí)體之間具有確定的相對運(yùn)動 。3、機(jī)械就是 機(jī)器 與 機(jī)構(gòu) 的總稱。6、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是 自由度大于零，且等于原動件

35、數(shù)目 。7、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式有_曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。10、兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動副稱為 高副 。11、兩構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動副稱為 低副 。12、在機(jī)構(gòu)中不產(chǎn)生實(shí)際約束效果的重復(fù)約束稱為 虛約束 。14、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式為 F=3n-2P-P 。15、平面低副的約束數(shù)是 2 。16、平面高副的約束數(shù)是 1 。27、在四桿機(jī)構(gòu)中，取與 最短桿 相對的桿為機(jī)架，則可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。28、平面連桿機(jī)構(gòu)具有急回特征在于 極位夾角 不為0。29、由公式=180°（K-1/K+1）計(jì)算出的角是平面四桿機(jī)構(gòu)的 極位夾角 。32、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中只有在 搖

36、桿為主動件 情況下，才會出現(xiàn)死點(diǎn)位置。34、判斷平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動性能時(shí)，當(dāng)機(jī)構(gòu)的傳動角愈 大 ，則傳動性能愈 好 。38、壓力角愈 小 ，傳動角愈 大 ，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好。40、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可演化成偏心輪機(jī)構(gòu)，其演化途徑為 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副 。41、四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件為 ；連架桿和機(jī)架中必有一桿為最短桿 。44、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，最小傳動角出現(xiàn)的位置是 曲柄與機(jī)架兩次共線的位置 。48、凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動件為等速運(yùn)動規(guī)律時(shí)，會產(chǎn)生 剛性 沖擊。49、凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動件為等加速等減速運(yùn)動規(guī)律時(shí)，會產(chǎn)生 柔性 沖擊。53、凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的基圓半徑越 小 ，則壓力角越 大 ，機(jī)構(gòu)的效率就越低。54

37、、當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角過大時(shí)，機(jī)構(gòu)易出現(xiàn) 自鎖 現(xiàn)象。56、平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是 平底不能與凹陷凸輪輪廓接觸 。57、凸輪實(shí)際輪廓出現(xiàn)尖點(diǎn)，是因?yàn)?。60、凸輪機(jī)構(gòu)按從動件的形狀來分可分為 尖端從動件 、 滾子從動件 、 平底從動件 。61、凸輪機(jī)構(gòu)中，以理論輪廓曲線的 最小半徑r0 為半徑所作的圓稱為基圓。62、凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪的形狀可分為 盤形凸輪 、 移動凸輪 、 圓柱凸輪 三種。64、用圖解法繪制盤形凸輪輪廓時(shí)，所用的基本原理是 相對運(yùn)動原理，即反轉(zhuǎn)法 。72、圓柱銷為1的槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪的運(yùn)動時(shí)間總小于靜止時(shí)間，因此它的運(yùn)動系數(shù)總是 小于0.5 。73、槽輪的運(yùn)動時(shí)間與主動件的運(yùn)動時(shí)

38、間之比稱為 運(yùn)動系數(shù) 。86、漸開線任一點(diǎn)的法線與 基圓 相切。88、斜齒輪的基本參數(shù)分 端面參數(shù) 和 法面參數(shù) 。89、在推導(dǎo)圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，按 齒寬中點(diǎn) 的當(dāng)量齒輪計(jì)算。90、圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為 。91、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為 。有何用途選刀號，計(jì)算不根切的最小齒數(shù)?92、斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 （外嚙合） 。94、直齒圓錐齒輪的 大端 模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。95、根據(jù)輪系運(yùn)動時(shí)齒輪軸線位置是否固定，將輪系分為 定軸輪系 和 周轉(zhuǎn)輪系 。100、含有空間齒輪的定軸輪系，其傳動比的正、負(fù)號應(yīng)根據(jù) 畫箭頭 方法確定。101、輪系中既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)的齒輪稱為 行星輪 。105、混合輪系是

39、由 定軸輪系 與 周轉(zhuǎn)輪系或多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系 所組成的復(fù)合輪系。106、在周轉(zhuǎn)輪系中，系桿和中心輪的軸線必須 重合 ，否則不能轉(zhuǎn)動。107、在周期性速度波動調(diào)節(jié)中，為了減小飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，飛輪應(yīng)裝在 高速 軸上。二、判斷題4、機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。 （）7、一切自由度不為1的機(jī)構(gòu)，其各構(gòu)件之間都不可能具有確定的相對運(yùn)動。 (×)9、兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動副是高副。 ()10、高副引入的約束數(shù)為2。 (×)17、轉(zhuǎn)動副和移動副都是平面低副。 ()18、平面機(jī)構(gòu)的自由度為2，說明需要2 個(gè)原動件才能有確定運(yùn)動。 ()19、機(jī)構(gòu)中每個(gè)主動件相對機(jī)架可以有幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)動。 (&

40、#215;)20、在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時(shí)，不僅要考慮構(gòu)件的數(shù)目，而且要考慮構(gòu)件的構(gòu)造。 (×)25、 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中運(yùn)動副和構(gòu)件都應(yīng)用規(guī)定的符號和線條表示。 ()26、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)以曲柄為主動件時(shí)，最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架兩個(gè)共線位置處。 ()27、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K不可能等于1。 (×)28、壓力角愈大，傳動角愈小，機(jī)構(gòu)的傳動性能愈好。 (×)29、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短桿。 (×)30、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一定具有急回運(yùn)動性質(zhì)。 (×)31、平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動角愈大，則機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好。 （）37、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置就是 = 0 的位置。 （）41、若要使機(jī)構(gòu)有急回特性， >0。 （）42、在四桿機(jī)構(gòu)中，取最長桿作為機(jī)架，則可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。 （×）44、行程速比系數(shù)K >1，說明機(jī)構(gòu)有急回特性。 （）45、凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的基圓半徑越小，則壓力角越大，機(jī)構(gòu)的效率就越低。 （）48、在凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動件位移規(guī)律為等速運(yùn)動時(shí)易出現(xiàn)柔性沖擊。 （×）49、凸輪機(jī)構(gòu)中，基圓半徑越大，壓力角越大，則傳動效率越高。 （×）50、當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角過大時(shí)，機(jī)構(gòu)易出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象。 （）52、平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)的缺