機械原理習(xí)題與答案解析

第1章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1.1解釋下列概念

1.運動副：2.機構(gòu)自由度；3.機構(gòu)運動簡圖：4.機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析；5.高副低代。

1.2險算下列機構(gòu)能否運動，如果能運動，看運動是否具有確定性，并給出具有確定運動的修改辦法。

1.3繪出下列機構(gòu)的運動篇圖，并計算其自由度（其中構(gòu)件9為機架）。

1.4計算下列機構(gòu)自由度，并說明注意事項。

1.5升匏下列機構(gòu)的自由度，并確定桿組及機構(gòu)的級別（圖a所示機構(gòu)分別以構(gòu)件2、4、8為原動件）v

第2章平面機構(gòu)的運動分析

2.1試求圖示各機構(gòu)在圖示位置.時全部瞬心。

c

u

d)

題2.1圖

2.2在圖示機構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸為/AB=180mm,/BC=280mm,/BO=450mm,/co=250mm,〃￡=120mm,

0=30。，構(gòu)件AB上點E的速度為kt=150mm/s，試求該位置時2、D兩點的速度及連桿2的角速度32。

2.3在圖示的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中，已知/AB=30mm,/Ac=100mm,/BD=50mm,/DE=40mm,0尸45。，曲柄1以

等角速度3尸10rad/s沿逆時針方向回轉(zhuǎn)。求D點和E點的速度和加速度及構(gòu)件3的角速度和角加速度（用相

對運動圖解法）。

題2.3圖

2.4在圖示機構(gòu)中，已知//a=50mm,/BC=200mm,Ab=120nm,原動件的位置。尸30。，危速度3尸10

rad/s,角加速度。尸0,試求機構(gòu)在該位置時構(gòu)件5的速度和加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角力速度。

XD」

2.5圖示為機構(gòu)的運動簡圖及相應(yīng)的速度圖和加速度圖。

(1)在圖示的速度、加速度多邊形中注明各矢量所表示的相應(yīng)的速度、加速度矢量C

(2)以給出的速度和加速度矢量為已知條件，用相對運動矢量法寫出求構(gòu)件上D點的速度和加速度矢量方

程。

(3)在給出的速度和加速度圖中，給出構(gòu)件2上D點的速度矢量"4和加速度矢量〃”’2。

題2.5圖

2.6在圖示機構(gòu)中，已知機構(gòu)尺寸/AB=50mm,/BC=100mm,/cc=20mm,原動件的位置(|)尸30。，角速度3

I=U)4=20rad/s,試用相對運動矢量方程圖解法求圖示位置時構(gòu)件2的角速度32和角加速度a2的大小和方向。

題2.6圖

2.7在圖示機構(gòu)構(gòu)件1等速轉(zhuǎn)動，已知機構(gòu)尺寸/AB=100M,角速度為3尸20rad/s,原動件的位置0戶

302,分別用相對運動圖解法和解析法求構(gòu)件3上D點的速度和加速度。

2.8在圖示導(dǎo)桿機構(gòu)中，已知原動件1的長度為。、位置角為,中心距為4,試寫出機構(gòu)的矢量方程

和在X、v軸上的投影方程（機構(gòu)的矢量三角形及坐標系見圖）。

2.9在圖示正弦機構(gòu)中，已知原動件1的長度為/尸100mm、位置角為01=45。、角速度3尸20rad/s,

試用解析法求出機構(gòu)在該位置時構(gòu)件3的速度和加速度。

2.10在圖示牛頭刨床機構(gòu)中，已知機構(gòu)尺寸及原動件曲柄1的等角速度3i,試求圖示位置滑枕的速度

2.11在圖示平像機中的六桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：/AB=120mm,/BC=460mm,/BO=240mm,

ZEE=200mm,/EF=260mm,0=30°,U)i=10rad/s,Xr=500mm,yF=180mm。欲求在一個運動

狀環(huán)中滑塊3的位移Sc、速度Vc和加速度ac及構(gòu)件4、5的角速度34、3s和角加速度a?、ait試寫出求

解步驟并畫出計算流程圖。

512.11圖

第3章平面機構(gòu)的動力分析

3.1圖示模彩機構(gòu)中，已知y=￡=60°,有效阻力A=1000N,各接觸面的摩擦系數(shù)f=0.15o試求所需

的驅(qū)動力%。

題3.1圖題3.2圖

/AB-Y/AS,ICE—!EO—/OF,試求名運動副反力

3.2在國岳機構(gòu)中，已知A?=1000N,00mm,/Be—!co-2

和平衡力矩第。

3.3在圖示曲柄滑塊機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸、轉(zhuǎn)動副軸預(yù)半徑廣及當量摩擦系數(shù)滑塊與導(dǎo)路的摩

擦系數(shù)5。而作用在滑塊3上的驅(qū)動力為后。試求在圖示位置時，需要作用在曲柄上沿x—x方向的平衡力A

（不計重力和慣性力）。

題3.3圖

3.4在圖示機構(gòu)中，已知：片250mm,*200mm,5128mm,片為驅(qū)動力，再為有效阻力，m-m^2.75kg,

/7X=4.59kg,/FO.012kg?mm.，滑塊3以等速1c5m/s向上移動,試確定作用在各構(gòu)件上的慣性力。

題3.5圖

3.5在圖示的懸臂起重機中，已知載荷c5000N,/F4m,/=5m,軸頸直徑續(xù)80mm,徑向軸頸和止推軸

頸的摩擦系數(shù)均為f=0.1o設(shè)它們都是非跑合的，求使力臂轉(zhuǎn)動的力矩題。

3.6圖示機構(gòu)中，已知片110mm,*40mm,0i=45°,/AB=30mm,/BC=71mm,/co=35.5mm,/DE=28mm,

AS2=35.5mm;3尸10rad/s：mplkg,/^O.008kg?mml設(shè)構(gòu)件5上作用的有效阻力￡=500N,右戶20mm,

試求各運動副中的反力及需要加于構(gòu)件1上的平衡力矩原。

題3.6國

3.7圖示為一楔塊夾緊機構(gòu)，其作用是在驅(qū)動力內(nèi)的作用下，使楔塊1夾緊工件2。各摩擦面間的摩擦系

數(shù)均為fo試求：1）設(shè)篇已知，求夾緊力再：2）夾緊后撤掉汽，求滑塊不會自行退出的幾何條件。

3.8如圖所示的輟沖器中，若已知各滑塊接觸面間的摩擦系數(shù)尸和彈簧的壓力Q,試求：1）當楔塊2、3

祓等速推開及等速恢復(fù)原位時力夕的大?。?）該機構(gòu)的效率以及此名爰沖器不發(fā)生自鎖的條件。

3.9如圖所示，在手輪上加力矩〃均勻轉(zhuǎn)動螺桿時，使楔塊4向右移動并舉起滑塊8.設(shè)楔角a=15°,滑

塊上8的載荷尸尸20kN。螺桿為雙頭矩彩螺紋，平均直徑表30mm，螺距后8mm。已知所有接觸面的摩擦系數(shù)f=Q.15＜）

若模塊4兩端軸環(huán)的摩擦力矩忽略不計，試求所需的力矩〃。

3.10圖示機組是由一個也動機經(jīng)帶傳動和咸速器，帶動兩個工作機/I和B。已知兩工作機的輸出功率和效

率分別為：2NkW、T）A=0.8,PB=3^,7]8=0.7-,每對齒輪傳動的效率77/4）.95,每個支承的效率,7^0.98,帶

傳動的效率〃戶0.9。求電動機的功率和機組的效率。

第4章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

4.1在鐵鏈四桿機構(gòu)ABCD中，若AB、BC、CD三桿的長度分別為：a=120nm,b=280mm,c=360mm,機架AD的

長度d為變量。試求：

（1）當此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)時，d的取值范圍；（2）當此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時，d的取值范,國；

（3）當此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)時，d的取值范,圍。

4.2如圖所示為轉(zhuǎn)動翼板式油泵，由四個四桿機構(gòu)組成，主動盤繞固定軸A轉(zhuǎn)動，試畫出其中一個四桿機

構(gòu)的運動簡圖（畫圖時按圖上尺寸，并選取比例尺口/=0.0005m/mm,即按圖上尺寸放大一倍），并說明它們是

哪一種四桿機構(gòu)。

題4.2圖超4.3圖

4.3試畫出圖示兩個機構(gòu)的運動簡圖（畫圖要求與題4.2相同），并說明它們是哪一種機構(gòu)。

4.4圖示為一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，試求桿AB為曲柄的條件。若偏距e=0,則桿AB為曲柄的條件又如何？

題4.4圖題4.5圖

4.5在圖所示的較捱四桿機構(gòu)中，各桿的長度為/尸28run,/2=52mm,/^SOmm./4=72mm,試求：

1）當取桿4為機架時，該機構(gòu)的極位夾角9、桿3的最大接集甲、最小傳動角Ymin和行程速比系數(shù)K；

2）當取桿1為機架時，將演化成何種類型的機構(gòu)？為什么？并說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副還是接轉(zhuǎn)副;

3）當取桿3為機架時，又將演化成何種機構(gòu)？這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副？

4.6設(shè)曲柄搖桿機構(gòu)ABCD中，桿AB、BC、CD、AD的長度分別為：a=80mm,b=160nm,C=280mn,d=250mm,

AD為機架。試求：

1）行程速度變化系數(shù)K；2）檢險最小傳動角Ye，n,許用傳動角［丫］二40。o

4.7偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，設(shè)曲柄長度a=120mm,連桿長度b=600mm,偏距e=120mm,曲柄為原動件，試求:

1）行程速度密化系數(shù)K和滑塊的行程h:2）檢臉最小傳動角［Y1=409：

3）若a與b不變，e=0時，求此機構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K。

4.8插床中的主機構(gòu)，如圖所示，它是由轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)ACB和曲柄滑塊機構(gòu)ADP組合而成。已知LAB=100E,

L?=80mm,試求:

1）當插刀P的行程速度變化系數(shù)K=1.4時，曲柄BC的長度Lac及插刀的行程h:

2）若K=2時，則曲柄BC的長度應(yīng)調(diào)整為多少？此時插刀P的吁程h是否變化？

圖

圖

題

題489

4.

4.9圖示兩種形式的抽水唧筒機構(gòu)，圖a以構(gòu)件1為主動手柄，圖b以構(gòu)件2為主動手柄。設(shè)兩機構(gòu)尺寸

相同，力F垂直于主動手柄，且力F的作用線距點B的距離相等，試從傳力條件來比較這兩種機構(gòu)哪一種合理。

4.10圖示為腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)。較掛中心A、B在鉛垂線上，要求踏板DC在水平位置上下各擺動

109,且/oc=5OOnm,/AD=1000mm。試求曲柄AB和連桿BC的長度/AB和/BC,并畫出機構(gòu)的死點位置。

題4.10圖題4.11圖

4.11圖示為一實驗用小電爐的爐門裝置，在關(guān)閉時為位置日，開啟時為位置E2,試設(shè)計一四桿機構(gòu)來操

作爐門的啟閉（各有關(guān)尺寸見圖）。在開啟時爐門應(yīng)向外開啟，爐門與爐體不得發(fā)生干涉。而在關(guān)閉時，爐門應(yīng)有

一個自動壓向爐體的趨勢（圖中S為爐門質(zhì)心位置）。B、C為兩活動餃鏈所在位置。

4.12圖示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置，用撥叉DE操縱雙聯(lián)齒輪移動，現(xiàn)擬設(shè)計一個鐵鏈四桿機構(gòu)ABCD：操縱

撥叉DE擺動。已知：/wFlOOmm,餃逑中心A、D的位置如圖所示，撥叉行程為30rnn,撥叉尺寸/ED=/師二加所,

固定軸心D在撥叉滑塊行程的垂直平分線上。又在此四桿機構(gòu)ABCD中，構(gòu)件AB為手柄，當它在垂直向上位置ABi

時，撥叉處于位置Ei,當手柄AB逆時針方向轉(zhuǎn)過6=90。而處于水平位寬AB?時，撥又處于位置E2。試設(shè)計此四

桿機構(gòu)。

題4.12圖

4.13已知某操縱裝置采用一較鏈四桿機構(gòu)，其中/AB=50mm,/AD=72mm,原動件AB與從動件CD上的一標

線DE之間的對應(yīng)角位置關(guān)系如圖所示。試用圖解法設(shè)計此四桿機構(gòu)。

4.14圖示為一用于控制裝邃的搖桿滑塊機構(gòu)，若已知搖桿與滑塊的對應(yīng)位置為：4>1=60?、Si=80mm,。2

9

90、S?=60mm.@3=120。、S3=40mm°偏距e=20mmo試設(shè)計該機構(gòu)。

題4.14圖

4.15如圖所示的顆式碎礦機，設(shè)巳知行程速度變化系數(shù)K=1.25,顆板CD（搖桿）的艮度/o^OOmm,顆板

掛角巾二309,試確定：（1）當機架AD的長度乙產(chǎn)280皿時，曲柄AB和連桿BC的長度/加和/阮；（2）當曲柄

AB的長度/方50mm時，機架AD和連桿BC的長度/的和/BC。并對此兩種設(shè)計結(jié)果，分別檢臉它們的最小傳動

用Ymin,[Y]—4020

題4.15圖題4.16圖

4.16設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)，已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5,滑塊行程h=50m,偏距e=20mm,如圖

所示。試求曲柄長度/AB和連桿長度/BC。

4.17在圖示牛頭刨床的主運動機構(gòu)中，已知中心距Ac=300mm,刨頭的沖程H=450mm,行程速度變化系數(shù)

K=2,試求曲柄AB和導(dǎo)桿CD的長度4B和/co。

4.18試設(shè)計一校鏈四桿機構(gòu)，已知搖桿CD的行程速度變化系數(shù)K=1.5,其長度/co=75mm,搖產(chǎn)右邊的一個

極限位置與機架之間的夾角巾=5=459，如圖所示。機架的長度Ao=100mm。試求曲柄AB和連桿BC的長度小和

Ac0

邈4.17圖題4.18圖

4.19困示技鏈四桿機構(gòu)中，已知機架AD的長度/AD=100mm,兩連架桿三組對應(yīng)角為：4）尸60。,中尸60。:

02=1055,W?=90。；03=1505,4^3=1205o試用解析法設(shè)計此四桿機構(gòu)。

題4.19圖

第5章凸輪機構(gòu)及其設(shè)計

5.1如圖所示，氏點為從動件尖頂離凸輪軸心0最近的位置，B'點為凸輪從該位置逆時針方向轉(zhuǎn)過909后，從

動件尖頂上升s時的位置。用圖解法求凸輪輪廓上與B'點對應(yīng)的B點時，應(yīng)采用圖示中的哪一種作法？并指出

其它各作法的錯誤所在。

5.2在圖中所示的三個凸輪機構(gòu)中，已知R=40mm,a=20mm,e=15mm,rr=20mmo試用反轉(zhuǎn)法求從

動件的位移曲線s—s（5）,并比較之。（要求選用同一比例尺,畫在同一坐標系中，均以從動件最低位置為起

始點）O

5.3如圖所示的兩種凸輪機構(gòu)均為偏心圓盤。圓心為0,半徑為R=30E,偏心距/oA=1Omm,偏距e=10mm。

試求:

⑴這兩種凸輪機構(gòu)從動件的行程力和凸輪的基圓半徑ro;

⑵這兩種凸輪機構(gòu)的最大壓力角Cla的數(shù)值及發(fā)生的位置（均在圖上標出）。

題5.2圖

題5.3圖

5.4在如圖所示上標出下列凸輪機構(gòu)各凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45。后從動件的位移s及輪廓上相應(yīng)接觸點

5.5如圖所示為一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪為一偏心圓，其直徑D=32mm,滾子半徑rr=

5m,偏距e=6mm。根據(jù)圖示位優(yōu)畫出凸輪的理論輪廓曲線、隔距圓、及圓，求出最大行程力、推程的及回

程角，并回答是否存在運動失真。

5.6在圖所示的凸輪機構(gòu)中，已知凸輪的部分輪廓曲線，試求：

1.在圖上標出滾子與凸輪由接觸點。到接觸點D2的運動過程中，對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)過的角度。

2.在圖上標出滾子與凸輪在。2點接觸時凸輪機構(gòu)的壓力角a。

題5.6圖

5.7試以作圖法設(shè)計一偏置立動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的輪廓曲線。凸輪以等角速度順時針回轉(zhuǎn),

從動件初始位置如圖所示，已知偏距6=10mm,基圓半徑rO=40mm,滾子半徑rr=10mm。從動件運動規(guī)律

為：凸輪轉(zhuǎn)角5=0。"1509時，從動件等速上升〃=30mm；5=150?~180。時，從動件遠休止：8=1805~300

e時從動件等加速等減速回程30mm；5=300。~360。時從動件近休止。

題5.7圖題5.8圖

5.8試以作圖法設(shè)計一個對心平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的輪廓曲線。設(shè)已知凸輪基回半徑ro=

30mm,從動件平底與導(dǎo)軌的中心線垂直，凸輪順時針方向等速轉(zhuǎn)動。當凸輪轉(zhuǎn)過1209時從動件以等加速等減速

運動上升20mm,再轉(zhuǎn)過150。時，從動件又以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余90。時，推桿猙止不動。

這種凸輪機構(gòu)壓力角的變化規(guī)律如何？是否也存在自鎖問題？若有應(yīng)如何避免？

5.9在如圖所示的凸輪機構(gòu)中，已知擺桿AB在起始位置時垂直于OB./oB=4Omm,/AB=80mm,滾子半徑r

r=10mm,凸輪以等角速度3順時針轉(zhuǎn)動。從動件運動規(guī)律如下：當凸輪轉(zhuǎn)過1809時，從動件以正弦加速度運

動規(guī)律向上擺動30。；當凸輪再轉(zhuǎn)過150。時，從劫件又以余弦加速度運動規(guī)律返回原來位置，當凸輪轉(zhuǎn)過其余

309時，從動件停歇不動。

5.10設(shè)計一移動從動件圓柱凸輪機構(gòu)，凸輪的回轉(zhuǎn)方向和從動件的起始位置如圖所示。已知凸輪的平均半

拄R”=40mm,滾于#徑rr=10mm。從動件運動規(guī)律垢下：當凸輪傳過180。時，從動件以等加速等減速運動規(guī)

律上升60mm:當凸輪轉(zhuǎn)過其余180。時，從動件以余弦加速度運動規(guī)律返回原處。

5.11如圖所示為書本打包機的推書機構(gòu)簡國。凸輪逆時針轉(zhuǎn)動，通過擺桿滑塊機構(gòu)帶動滑塊D左右移動，

完成推書工作。已知滑塊行程H=80mm,凸輪理論廓線的基圓半徑ro=5Omm,Ac=160mm,/OD=12Omm,其

它尺寸如圖所示。當滑塊處于左極限位置時，AC與基圓切于B點：當凸輪轉(zhuǎn)過120。時，滑塊以等加速等減速運

動規(guī)律向右移動80fmi;當凸輪接卷轉(zhuǎn)過309時，滑塊在右極限位置靜止不動；當凸輪再轉(zhuǎn)過60。時，滑塊又以

等加速等減速運動向左移動至原處；當凸輪轉(zhuǎn)過一周中最后150。時，滑塊在左極限位置殍止不動。試設(shè)計該凸

輪機構(gòu)。

5.12圖示為滾子擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)，已知R=30mm,/OA=15mm,/CB=145mm,/CA=45mm,試

根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理圖解求出：凸輪的基圓半徑ro,從動件的最大擺角巾皿和凸輪的推程運動角6。0(r。、小皿

和6。請標注在圖上，并從圖上量出它們的數(shù)值)。

5.13在圖示的對心直動滾子從動桿盤形凸輪機構(gòu)中，凸輪的實際輪廓線為一圓，圓心在A點，半徑R=40mm,

已輪繞軸心逆時針方向轉(zhuǎn)動。除=25mm，滾子半徑rr=10mm。試問：

(1)理論輪廓為何種曲線？(2)凸輪基圓半徑r°=?

(3)從動桿升程力=?(4)推程中最大壓力角?

(5)若把滾子半徑改為15mm,從動桿的運動有無變化？為什么？

--------—

〃〃抄了

一65.

i-r)

ky

r

題5.11圖題5.12團

花勿以

0^)

題5.13圖題5.15圖

5.14試用解析法設(shè)計偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪晌理論輪廓曲線和工作廊線。已知凸輪軸置于

從動件軸線右側(cè)，偏距e=20mm,基圓半徑ro=50mm,滾子半徑rr二10mm。凸輪以等角速度沿順時針方向回

轉(zhuǎn)，在凸輪轉(zhuǎn)過角51=120。的過程中，從動件按正弦加速度運動規(guī)律上升h=50mm；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過62:30。

時，從動件保持不動：其后，凸輪再回轉(zhuǎn)角度53=60。期間，從動件又按余弦加速度運動規(guī)律下降至起始位置；

凸輪轉(zhuǎn)過一周的其余角度時，從動件又靜止不動。

5.15如圖所示設(shè)計一直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓淺。已知凸輪以等角速度3順時針方向轉(zhuǎn)動，

某圓半徑rn=30mm,平底與導(dǎo)路方向垂立。從劫件的運動規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180。.從動件按簡詣運動規(guī)律上

升25m：凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180。，從動件以等加速等減速運動規(guī)律回到最低位。（用計算機編程計算時，凸輪轉(zhuǎn)角

可膈10。計算。用計算器計算時，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60。、2402的凸輪實際廓線的坐標值。）

5.16設(shè)計一擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度3逆時針方向轉(zhuǎn)動，及圓半徑

r0=30nm,滾子半徑rr=6mm,擺桿長/=50mm,凸輪轉(zhuǎn)動中心0與擺桿的擺動中心之間的距離為/舶=60m。

從動件的運動規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180。，從動件按擺線運動規(guī)律向遠離凸輪中心方向擺動30。;凸輪再轉(zhuǎn)過180

。，從動件以簡諧運動規(guī)律回到最低位。（用計算機編程計算時，凸輪轉(zhuǎn)角可隔10。計算，用計算器計算時，

可求出凸輪轉(zhuǎn)過60。、2709的凸輪理論廓線和實陸廊線的坐標值。）

題5.16圖

第六章齒輪機構(gòu)及其設(shè)計

6.1在圖中，已知基圓半徑廠b=50mm,現(xiàn)需求:

1）當廠k=65mm時，漸開線的展角8k、漸開線的壓力角和曲率半徑pk。

2）當6k=20°時，漸開線的壓力角dk及向徑〃k的值。

題61圖

6.2當壓力角a=20°的正常齒制漸開線標準外直齒輪，當漸開線標準齒輪的齒根圓與基圓重合時，其齒

數(shù)N應(yīng)為多少？又當齒數(shù)大于以上求得的齒數(shù)時，試問基圓與齒根圓哪個大?

6.3已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪a=20°、6=5mm、N=40,試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓

上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。

6.4在一機床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開線標準齒輪，經(jīng)測量其壓力角a=20°,齒數(shù)z=40,齒頂

值直徑4=84mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該齒外已經(jīng)損，需重做一個齒輪代換，試確定這個齒輪的模數(shù)。

6.5已知一對外嚙合標準直舌輪傳動，其齒數(shù)Zi=24、z2=110,模數(shù)6=3mm,壓力角Q=20°,正

常齒制。試求：1）兩齒輪的分度圓直徑dl、dl；2）兩齒輪的齒頂圓直徑dal、da2：3）齒高b；4）標準

中心距a；5）若實際中心距a'=204mm,試求兩輪的節(jié)圓直徑dJ、d｛。

6.6用卡尺測量一齒數(shù)Ni=24的漸開線直齒輪。現(xiàn)測得其齒頂圓直徑乙尸208m,齒根圓直徑172

mmo測量公法線長度M時，當跨齒數(shù)〃=2時，悵=37.55mm;〃=3時，W*=61.83mm。鼠確定該齒輪

的模數(shù)m、壓力角Q、齒頂高系教力產(chǎn):和頂隙系數(shù)C*。

6.7一對外嚙合標準直齒輪，已知兩齒輪的齒數(shù)Ni=23、z2=67,模數(shù)m=3mi,壓力角a=20°,正

常齒制。試求：1）正確安裝時的中心距a、嚙合角a'及重合度*并繪出單齒及雙齒嚙合區(qū)；2）實際中心

距a'=136mrn時的嚙合角a'和重合度*。。

6.8設(shè)有一對外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動，已知兩輪齒數(shù)分別為Ni=30、z2=40,模數(shù)加=20mm.

壓力角a=20°,齒頂高系數(shù)力3=1。試求當實際中心距a'=702.5mm時兩輪的嚙合角a'和頂隙c。（實

際頂隙就等于標準頂隙加上中心距的變動量）

6.9某對平行軸斜齒輪傳動的齒數(shù)Zi=20、Z2=37,模數(shù)6n=3mm,壓力角a=20°,齒寬&=50mm、

B?=45mm,螺旋角￡二15°,正常齒制。試求：1）兩齒輪的齒頂圓直徑dai、d級:2）標準中心距a：3）

總重合度ey：4）當量齒數(shù)Zv1、Zv2。

6.10設(shè)有一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)分別為乙=20、Z?=80,模數(shù)m=4mm,壓力角a=20°,

齒頂高系數(shù)，產(chǎn)=1,要求剛好保持連續(xù)傳動，求允許的最大中心距誤差A(yù)ao

6.11有一齒條刀具，折2mm、a=20°、ha*=1o刀具在切制齒輪時的移動速度小力=1m/s。試求：1）用

這把刀具切制N=14的標準齒輪時，刀具中線離輪坯中心的距離L為多少？輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少？2）若

用這把刀具切制z=14的變位齒輪，其變位系數(shù)x=0.5,則刀具中線離輪坯中心的距離L應(yīng)為多少？輪坯每

分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少？

6.12在圖中所示機構(gòu)中，所有齒輪均為直齒圓柱齒輪，模數(shù)均為2mm,Zi=15、Nz=32、Z3=20、Z4

=30,要求輪1與輪4同軸線。試問：

1）齒輪1、2與齒輪3、4應(yīng)選什么傳動類型最好?為什么？

2）若齒輪1、2改為斜齒輪傳動來湊中心距，當齒數(shù)不變，模數(shù)不變時，斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少？

3）斜齒輪1、2的當量齒數(shù)是多少？

4）當用范成法（如用滾刀）來加工齒數(shù)a=15的斜齒輪1時，是否會產(chǎn)身產(chǎn)生根切？

1///

IZ//I4J。

1

題6.12圖題6.13圖

6.13圖中所示為一對螺旋齒輪機構(gòu)，其中交錯角為45°，小齒輪齒數(shù)為36,螺旋角為20°（右旋），大齒

輪齒數(shù)為48,為右旋螺旋齒輪，法向模數(shù)均為2.5mm。試求：1）大齒輪的螺旋角；2）法面齒距；3）小齒輪

端面模數(shù)：4）大齒輪端面模數(shù)；5）中心距；6）當"2=400min時，齒輪2的圓周速度V。?和滑動速度的

大小。

6.14一對阿基米德標準蝸桿蝸輪機構(gòu)，N1=2、Z2=50,/77=8mm,q=10,試求：1）傳動比/葭和

中心距a；2）蝸桿蝸輪的幾何尺寸。

6.15如圖所示在蝸桿蝸輪傳動中，蝸桿的螺旋線方向與轉(zhuǎn)動方向如圖所示，試畫出各個蝸輪的轉(zhuǎn)動方向。

題6.15圖

6.16一漸開線標準直齒圓錐齒輪機構(gòu)，Zi=16.N2=32、%=6mm、a=20°、/產(chǎn)=1、1=90°,試設(shè)計這

對直齒圓錐齒輪機構(gòu)。

6.17一對標準直齒圓錐齒輪傳動，試問：1）當均=14、12=30、W=90°時，小齒輪是否會產(chǎn)生根切？2）

當Zi=14、Z2=20、2=90°時，小齒輪是否會產(chǎn)生根切？

第7章齒輪系及其設(shè)計

7.1在圖示的車床變速箱白，已知各輪齒數(shù)為：Zi=42,Z2=58,Z3=38,乙=42,Z5-=50,乙=48,電

動機轉(zhuǎn)速為1450r/min,若移動三聯(lián)滑移齒輪a使樹輪3'和4'嚙合，又移動雙聯(lián)滑移齒輪b使齒輪5'和6'

嚙合，試求此時帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。

題7.1圖題7.2圖

7.2在圖示某傳動裝置中，已知：Z,=60,Z產(chǎn)48,Z?=80,Z3=120,Z3=60,Z.,=40,蝸桿Z.r=2(右旋)，

蝸輪乙二80,齒輪ZB=65,模數(shù)m=5mm,主動輪1的轉(zhuǎn)速為m=240r/min,轉(zhuǎn)向如圖所示。試求齒條6的移動速

度v6的大小和方向。

7.3圖示為一電動卷揚機的傳動簡圖。已知蝸桿1為單頭右旋期桿，煙輪2的齒數(shù)Z?=42,4余各輪齒數(shù)

為：Zr=18,Z3=78,Zy=18,乙=55:卷簡5與齒輪4固聯(lián)，其直徑D5=400mm,電動機轉(zhuǎn)速n,=1500r/min,試求：

(1)轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速小的大小和重物的移動速度v。

(2)提升重物時，業(yè)動機應(yīng)該以什么方向旋.特？

題7.3圖題7.5圖

7.4在圖7.13所示的滾齒機工作臺的傳動系統(tǒng)中。已知各輪齒數(shù)為乙二15,Z2=28,

Z3=15,Z4=55,Z9=40,被加工齒輪B的齒數(shù)為64,試求傳動比i方。

7.5在圖才周轉(zhuǎn)輪系中，已知各輪齒數(shù)為z.=60,z2=20,z2-=20,z3=20,z4=20,z5=100,試求傳

動比i“o

7.6在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為ZF26,Z2=32,zz=22,z：=80,z4=36,又m=300r/min,r3=50r/min,

兩者轉(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的特速m的大小和方向。

7.7在圖示為雙螺旋槳飛機的減速器.已知Zi=26,Z2=20,Z?=30,Zs=18及m=15000r/min,試求m和

優(yōu)大小和方向。

7.8在圖示復(fù)合輪系中，已知：z產(chǎn)22,za=88,ZS=Z5,試求催動比iu。

7.9在圖示的自行車里程表機構(gòu)中，c為車輪軸，P為里程表指針，已知各輪齒數(shù)為乙=17,z.=23,Z4=19,

設(shè)輪胎食壓變形后使英寸車輪的有效直徑為巾，當車行時，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周,

Z4=20,ZS=24,280.71km

試求齒輪2的齒數(shù)。

題7.9圖

7.10汽車自動變速器中的預(yù)選式行星變速器如圖所示。I軸為主動軸，II軸為從動軸，S、P為制動帶，其

傳動有兩種情況：（1）S壓緊齒輪3、P處于松開狀態(tài)：（2）P壓緊擊輪6、S處于松開狀態(tài)。已知各輪齒數(shù)乙二30,

Z2=30,Z3=Z6=90,z尸40,Z5=25,試求兩種情況下的傳動比i…。

題7.11圖

7.11圖示為一龍門刨床工作臺的變速換向機構(gòu)，J、K為電磁制動器，它們可分別剎住構(gòu)件A治3,設(shè)已知

各輪的齒數(shù)，求分別剎住A和3時的傳動比im。

7.12在圖示輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：z尸34,Z5=50,Z1F18,Z尸36,Z3=z,,齒輪1的轉(zhuǎn)速為n,=1500r/min,

試求齒輪7的轉(zhuǎn)速e。

4

TJ

題7.12圖

7.13在圖示的輪系中.已知各輪齒數(shù)為：ZF90,Zj—60,z?=30,Z3—30,Zj=24,z?—18,Z5-6O,z$,=36,

Z6=32,運動從A,B兩軸輸入，由枸件H輸出。已知mFOOr/min,n6=900r/min,轉(zhuǎn)向如圖所示，試求輸出軸H

的轉(zhuǎn)數(shù)足的大小和方向。

7.14在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z,=24,z產(chǎn)30,ZF95,ZF89,Z3=102,ZF80,Z4=40,ZF17,試

求傳動比il5o

7.15在圖示的行星輪系中.已知zk20,Z2=32,模數(shù)m=6mF,試求齒輪3的齒數(shù)Z3和系桿卜的長度/H。

題7.14圖題7.15圖

第8章其它常用機構(gòu)和組合機構(gòu)

8.1棘輪機構(gòu)有什么特點？為什么棘爪與核輪