考研真題 《機(jī)械原理》（第7版）配套題庫(kù)（真題 課后題 章節(jié)題 模擬題）（下冊(cè)）

孫桓主編的《機(jī)械原理》(第7版)是我國(guó)高校理工科專業(yè)廣泛采用的權(quán)威教材之一，也被眾多高校(包括科研機(jī)構(gòu))指定為考研考博專業(yè)課參考書目。為了幫助參加研究生入學(xué)考試指定參考書目為孫桓主編的《機(jī)械原理》(第7版)的考生復(fù)7版)(輔導(dǎo)用書(均提供免費(fèi)下載，免費(fèi)升級(jí)):1.孫桓《機(jī)械原理》(第7版)筆記和課后習(xí)題(含考研真題)詳解[免費(fèi)下載]2.孫桓《機(jī)械原理》(第7版)配套題庫(kù)【名校考研真題+課后習(xí)題+章節(jié)題庫(kù)+模擬試題】(上冊(cè))[免費(fèi)下載]3.孫桓《機(jī)械原理》(第7版)配套題庫(kù)【名?？佳姓骖}+課后習(xí)題+章節(jié)題庫(kù)+模擬試題】(下冊(cè))[免費(fèi)下載]理》(第7版)的配套題庫(kù)，包括名?？佳姓骖}、課后習(xí)題、章節(jié)題庫(kù)和模擬試題四大部分。第一部分為名校考研真題及詳解。本部分從指定孫桓主編的《機(jī)械原理》(第7版)為考研研真題既注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，讓學(xué)員具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)；又對(duì)一些重難點(diǎn)部分(包括教材中未涉及到的知識(shí)點(diǎn))進(jìn)行詳細(xì)闡釋，以使學(xué)員不遺漏任何一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)。第二部分為課后習(xí)題及詳解。本部分對(duì)孫桓主編的《機(jī)械原理》(第7版)教材每一章的課第三部分為章節(jié)題庫(kù)及詳解。本部分嚴(yán)格按照孫桓主編的《機(jī)械原理》(第7版)教材內(nèi)容第四部分為模擬試題及詳解。參照孫桓主編的《機(jī)械原理》(第7版)教材，根據(jù)各高校歷()提供全國(guó)各高校電子信息類專業(yè)考研考博輔導(dǎo)班【一對(duì)一輔導(dǎo)(面授/網(wǎng)授)、網(wǎng)授精講班等】、3D電子書、3D題庫(kù)(免費(fèi)下載，免費(fèi)升級(jí))、全套資料(歷年真題及答案、筆記講義等)、電子信息類國(guó)內(nèi)外經(jīng)典教材名師講堂、考研教輔圖書等。本題庫(kù)特別適用于參加研究生入學(xué)考試指定考研參考書目為孫桓《機(jī)械原理》(第7版)的考生，也可供各大院1.720度立體旋轉(zhuǎn)：好用好玩的全新學(xué)習(xí)體驗(yàn)2.質(zhì)量保證：每本e書都經(jīng)過圖書編輯隊(duì)伍多次反復(fù)修改，顧問團(tuán)隊(duì)嚴(yán)格審核目的考試要點(diǎn)，把重要考點(diǎn)全部固化為試題(或講義)形式，形成精準(zhǔn)領(lǐng)先及時(shí)的備考e3.免費(fèi)升級(jí)：更新并完善內(nèi)容，終身免費(fèi)升級(jí)4.功能強(qiáng)大：記錄筆記、答案遮擋等十大功能(1)e書閱讀器——工具欄豐富實(shí)用【為考試教輔量身定做】(2)便箋工具——做筆記、寫反饋【獨(dú)家推出】(3)答案遮擋——先看題后看答案，學(xué)習(xí)效果好【獨(dú)家推出】5.品種齊全：包括全部職稱資格考試、、主要包括：、、,共3萬余種，每天新上線約30種e書，每天下載約1萬次。為您處理!()是一家為全國(guó)各類考試和專業(yè)課學(xué)習(xí)提供輔導(dǎo)方案【保過班、網(wǎng)授班、3D電子書、3D題庫(kù)】的綜合性學(xué)習(xí)型視頻學(xué)習(xí)網(wǎng)站，擁有近100種考試(含418個(gè)考試科目)、194種經(jīng)典教材(含英語、經(jīng)濟(jì)、管理、證券、金融等共16大類),合計(jì)近萬小時(shí)的面授班、網(wǎng)授如您在購(gòu)買、使用中有任何疑問，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們，我們將竭誠(chéng)為您服務(wù)!全國(guó)熱線：(8:30～00:30),(8:30～00:30)詳情訪問：http://(理工類)編輯部第一部分名校考研真題第8章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第9章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第11章齒輪系及其設(shè)計(jì)第12章其他常用機(jī)構(gòu)第13章工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第14章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)第二部分課后習(xí)題第8章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第9章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第11章齒輪系及其設(shè)計(jì)第12章其他常用機(jī)構(gòu)第13章工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第14章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)第三部分章節(jié)題庫(kù)第8章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第9章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第11章齒輪系及其設(shè)計(jì)第12章其他常用機(jī)構(gòu)第13章工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第14章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)第四部分模擬試題孫桓《機(jī)械原理》(第7版)配套模擬試題及詳解第一部分名?？佳姓骖}第8章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)一、填空題1.在擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)桿擺角ψ=30°,其行程速度變化系數(shù)K的值為()。[武漢科技大學(xué)2008研]【答案】1.4查看答案【解析】擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)特性，其機(jī)構(gòu)的極位夾角等于導(dǎo)桿的擺角，則知2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄處在與滑塊的移動(dòng)方向垂直時(shí)，其傳動(dòng)角為(),導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其中滑塊對(duì)導(dǎo)桿的作用力方向始終垂直于導(dǎo)桿，其傳動(dòng)角?為()。[武漢科技大學(xué)2009研]【答案】最小值；90°。查看答案【解析】曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，連桿與垂直于導(dǎo)路方向的夾角為傳動(dòng)角?,當(dāng)曲柄處在與滑塊的移動(dòng)方向垂直時(shí)為最小；導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中導(dǎo)桿對(duì)滑塊的作用力始終和滑塊導(dǎo)路方向一致，即壓力角為零，則其傳動(dòng)角為90°。3.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，只有取()為主動(dòng)件時(shí)，才有可能出現(xiàn)死點(diǎn)位置，處于死點(diǎn)位置時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為()。[南京航空航天大學(xué)2010研]【答案】搖桿；0°。查看答案【解析】取搖桿為主動(dòng)件時(shí)，連桿與從動(dòng)曲柄存在兩共線位置，此時(shí)機(jī)構(gòu)有兩個(gè)死點(diǎn)位置，且此時(shí)機(jī)構(gòu)連桿與從動(dòng)曲柄的夾角為傳動(dòng)角，值為0°。1.雙曲柄機(jī)構(gòu)中，()是曲柄。[南京航空航天大學(xué)2010研]B.最長(zhǎng)桿C.最短桿的鄰邊【解析】雙曲柄機(jī)構(gòu)中，最短桿為機(jī)架，兩連架桿為曲柄。2.有急回運(yùn)動(dòng)特性的平面連桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)()。[同濟(jì)大學(xué)2008研]【解析】有急回運(yùn)動(dòng)特性的機(jī)構(gòu)，其從動(dòng)件在回程中的運(yùn)動(dòng)速度V?大于行程中的速度V?,3.若以曲柄為原動(dòng)件，當(dāng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件位于()時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角最小?[同濟(jì)大學(xué)2008研；武漢科技大學(xué)2009研]A.曲柄與連桿共線的兩個(gè)位置之一B.曲柄與機(jī)架共線的兩個(gè)位置之一C.曲柄與機(jī)架相垂直的位置D.搖桿與機(jī)架相垂直，對(duì)應(yīng)的曲柄位置【解析】機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。二、計(jì)算分析題1.在圖8-1所示的平面四桿機(jī)構(gòu)中，圓括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為桿長(zhǎng)，試確定機(jī)架長(zhǎng)度d的取值范(1)雙曲柄機(jī)構(gòu)。(2)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(需指明曲柄)。(3)雙搖桿機(jī)構(gòu)。[中科院2007研]圖8-1解：(1)機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件，且應(yīng)使機(jī)架AD為最短桿，則有因此，機(jī)架長(zhǎng)度d≤15時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙又d<30+35+50=115,故55<d<115。解得：5《d≤30求連架桿AB的鉸鏈A位于B?C?的連線上，連架桿CD的鉸鏈D位于B?C?的圖8-2解：作圖步驟如下：(1)連接B?B?,作其中垂線，與B?C?的交點(diǎn)即為鉸鏈點(diǎn)A;(2)連接C?C?,作其中垂線，與B?C?的交點(diǎn)即為鉸鏈點(diǎn)D;(3)連接AB?C?D,得到機(jī)構(gòu)AB?C?D。如8-3所示，機(jī)構(gòu)AB?C?D即為所求的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。圖8-33.偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知連桿的長(zhǎng)度為100mm,偏心距e=20mm,曲柄為原動(dòng)件，試(1)曲柄長(zhǎng)度的取值范圍；(2)若給定曲柄的長(zhǎng)度為40mm,那么滑塊行程速比系數(shù)K=?[武漢科技大學(xué)2008研]解：令曲柄長(zhǎng)度為a,連桿長(zhǎng)度為b,則由題意可知b=100mm。(1)根據(jù)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件：可得曲柄長(zhǎng)度的取值范圍為(2)當(dāng)曲柄與連桿共線(即兩極限位置)時(shí)，曲柄與豎直方向的夾角為則極位夾角為行程速比系數(shù)為4.設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄為原動(dòng)件。己知曲柄長(zhǎng)度lAB=15mm,偏距e=10mm,要求最小傳動(dòng)角Ym=60°%。(1)用圖解法確定連桿的長(zhǎng)度lbc,保留作圖線；(4)確定行程速比系數(shù)K。[南京航空航天大學(xué)2010研]解：如圖8-4所示，機(jī)構(gòu)ABC即為題中所要求的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。作圖步驟如下：①選定鉸鏈中心點(diǎn)A,以A為圓心，以曲柄長(zhǎng)IAB=15mm為半徑作圓，在過A點(diǎn)的豎直線上確定鉸鏈位置B;②作∠ABC=Ymin=60°,作與過A點(diǎn)水平線相距為e=10mm的平行線，兩者交于點(diǎn)C,此即為此時(shí)滑塊C的位置。③連接ABC,即為題目中所求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。圖8-4(1)由圖量取得連桿長(zhǎng)：:fe=S0a@;(2)作出主動(dòng)曲柄AB與連桿BC的兩共線位置，此時(shí)滑塊所處的位置C?、C?即為滑塊的極限位置，如圖8-4所示；(3)機(jī)構(gòu)處于兩極限位置時(shí)，曲柄兩位置的夾角即為極位夾角θ,滑塊的極限位置C?C?即為行程H,如圖8-4所示；(4)由圖量取得極位夾角θ=7.8°,則根據(jù)公式可得行程速比系數(shù)：第9章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)一、填空題1.維持凸輪與從動(dòng)件高副接觸封閉的方法有()和()。[武漢科技大學(xué)2008研]【答案】力封閉；幾何封閉。查看答案2.凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，如出現(xiàn)速度不連續(xù)，則機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生()沖擊，如出現(xiàn)加速度不連續(xù)，則機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生()沖擊。[南京航空航天大學(xué)2010研]【答案】剛性；柔性。查看答案3.若增大凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑，對(duì)于直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，則其壓力角();對(duì)于直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，則其壓力角();對(duì)于直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，則其壓力角()。[西北工業(yè)大學(xué)2004、2001研]4.當(dāng)發(fā)現(xiàn)直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角過大時(shí)，可采取(),()等措施加以改進(jìn)。[浙江工業(yè)大學(xué)2011研]【答案】增大基圓半徑；增大偏心距。查看答案【解析】基圓半徑增大，適當(dāng)增大從動(dòng)件的偏二、選擇題1.與其它機(jī)構(gòu)相比，凸輪機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是()。[南京航空航天大學(xué)2010研]A.可以實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B.便于潤(rùn)滑C.制造方便，易于獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度【解析】只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使從動(dòng)件得2.由于從動(dòng)件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，()從動(dòng)件的凸輪機(jī)構(gòu)只適用于速度較低和傳力不大的場(chǎng)合。[湖南大學(xué)2007研]D.尖頂【解析】尖頂從動(dòng)件凸輪，其推桿易磨損，因此，只適用于速3.相同的輪廓曲線和偏距，正偏置比負(fù)偏置的凸輪機(jī)構(gòu)()。[同濟(jì)大學(xué)2008研]A.升程時(shí)壓力角小B.回程時(shí)壓力角小C.基圓半徑小D.易產(chǎn)生剛性沖擊【答案】A查看答案其中偏距前的“±”,對(duì)于正偏置凸輪機(jī)構(gòu)取負(fù)號(hào)，負(fù)偏置則取正號(hào)。比較可得正偏置壓力角較小。4.在某一瞬時(shí)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的情況下，要減小凸輪的基圓半徑，則壓力角()。[武漢科技大學(xué)2009、2008研；南京航空航天大學(xué)2010研]C.保持不變【答案】B查看答案【解析】根據(jù)凸輪壓力角α與凸輪基圓半徑間的關(guān)系：可知，當(dāng)其它條件不變時(shí)，基圓半徑%愈小壓力角α愈大。三、計(jì)算分析題1.在圖9-1所示的偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為偏心圓盤，圓心為0,回轉(zhuǎn)中心為A。當(dāng)凸輪以逆時(shí)針方向等速回轉(zhuǎn)時(shí)，試在圖上畫出：(3)圖示位置時(shí)的從動(dòng)件位移s;(4)從動(dòng)件在最低位置時(shí)的壓力角α。[浙江工業(yè)大學(xué)2011研]圖9-1解：該凸輪基圓，凸輪轉(zhuǎn)角φ,圖示位置時(shí)的從動(dòng)件位移s及從動(dòng)件在最低位置時(shí)的壓力角α分別如圖9-2所示。圖9-22.圖9-3所示擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為一半徑為R的偏心圓盤，幾何中心距凸輪旋轉(zhuǎn)中心的距離LoA=R/2,滾子半徑Rr。(2)在圖中標(biāo)出從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角α;圖9-3解：(1)如圖9-4所示，凸輪轉(zhuǎn)角δ,從動(dòng)件擺角=-;(2)壓力角C如圖9-4所示。圖9-4(3)如果壓力角過大，可通過增大基圓半徑的方法來減小壓力角。第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1.用范成法加工齒輪時(shí)，發(fā)生根切的原因是()。[華東理工大學(xué)2005研]【答案】刀具齒頂線(齒條形刀具)或齒頂圓(齒輪插刀)超過了極限嚙合點(diǎn)查看答案【解析】參見本章復(fù)習(xí)筆記相關(guān)內(nèi)容。2.一個(gè)采取負(fù)變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比較，其()圓及()圓變小了，而()圓的大小沒有變。[西北工業(yè)大學(xué)2004研]【答案】齒頂圓；齒根圓；分度圓(或基圓)。查看答案【解析】負(fù)變位齒輪齒頂高降低，齒根高較標(biāo)準(zhǔn)齒輪增大。3.斜齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在()面上；用齒條型刀具加工C=20°,h=1,β=30的斜齒圓柱齒輪時(shí)不根切的最少齒數(shù)是()。[武漢科技大學(xué)2009研]【答案】法；11。查看答案【解析】由于切制斜齒輪時(shí)，刀具進(jìn)刀方向一般垂直于法面，因此，取其法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。不根切的最少齒數(shù)為：二、判斷題1.在設(shè)計(jì)用于傳遞平行軸運(yùn)動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則只能采用變位齒輪來配湊中心距。[武漢科技大學(xué)2009研]【解析】采用斜齒輪傳動(dòng)時(shí)，也通過改變螺旋角的大小來調(diào)節(jié)中心距。2.齒條是相當(dāng)于齒數(shù)為無窮多的齒輪，那么齒條與齒輪嚙合時(shí)，其重合度當(dāng)為無窮大。[武漢科技大學(xué)2007研]【解析】重合度隨著齒數(shù)的增多而增大，當(dāng)齒數(shù)趨于無窮大時(shí)，重合度極限為1.981。1.現(xiàn)要加工兩只正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其中齒輪1:=22,z?=50;齒輪2:m?=4,z?=25,則這兩只齒輪()加工。[武漢科技大學(xué)2009研、重慶大學(xué)2005研]A.可用同一把銑刀B.可用同一把滾刀C.不能用同一把刀具2.蝸桿蝸輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距a=()。[武漢科技大學(xué)2008研]【解析】蝸輪蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿的直徑：d?=mq,蝸輪分度圓直徑：d?=m?,所以3.斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)是用來()。[武漢科技大學(xué)2009研；湖南大學(xué)2005研]A.計(jì)算傳動(dòng)比B.計(jì)算重合度C.選擇盤形銑刀【解析】用仿形法切制斜齒輪時(shí)，通過當(dāng)量齒數(shù)選擇刀具號(hào)碼和決定齒形系4.漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的可分性是指()不受中心距變化的影響。[武漢科技大學(xué)2007研；重慶大學(xué)2005研]A.節(jié)圓半徑B.傳動(dòng)比C.嚙合角5.一對(duì)作定比傳動(dòng)的齒輪在傳動(dòng)過程中，它們的()一定是作純滾動(dòng)的。[湖南大學(xué)2005、2007研]A.分度圓C.齒頂圓6.決定漸開線齒廓形狀的基本參數(shù)是()。[湖南大學(xué)2005研]B.模數(shù)和齒數(shù)C.模數(shù)和壓力角D.模數(shù)、齒數(shù)和壓力角【答案】D查看答案1.一對(duì)正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知其模數(shù)瓣=酒，壓力角α=20°,,試計(jì)算：(1)該對(duì)齒輪作無側(cè)隙嚙合時(shí)的中心距Q=?,嚙合角α'=?,節(jié)距半徑i=?(2)欲使其實(shí)際中心距a=68.5mm,,今用一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪(平行軸)湊中心距，在(3)計(jì)算(2)中斜齒輪1的當(dāng)量齒數(shù)Z1=?[中科院2007研]解：(1)該對(duì)齒輪作無側(cè)隙嚙合時(shí)的中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距，節(jié)圓與分度圓重合，嚙合角在(2)根據(jù)斜齒輪傳動(dòng)的中心距計(jì)算公式=州2/2,則被加工的齒輪的齒數(shù)為3.一對(duì)正常齒外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知zi=25,z?=55,模數(shù)m=2mm,(1)兩齒輪的分度圓直徑di、d2;齒頂圓直徑da?、da?;齒根圓直徑dn、d?;基圓直徑db?、(2)該齒輪傳動(dòng)的重合度ε。(3)若實(shí)際中心距a'=79mm時(shí)，此時(shí)應(yīng)采用何種齒輪傳動(dòng)類型并敘述其傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)。[哈爾濱工業(yè)大學(xué)2004研]解：(1)由題知兩輪的齒數(shù)與模數(shù)，可得分度圓直徑分別為：d?=mz1=2×25=50mm,d?=m?=2×55=110mm由于兩齒輪都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則有齒頂高系數(shù)為1,頂隙系數(shù)為0.25,因此可得齒頂圓直徑分dg=m(z?+2h)=2×(55+2×1)=114齒根圓直徑分別為：dg=m(z?-2h.-2c")=2×(55-2×1-2×0.25)=105mm基圓直徑：dbt=d?cosα=50×cos20°=46.985mm(2)齒輪的齒頂圓壓力角分別為：重合度公式為：代入數(shù)據(jù)，即可求得該齒輪傳動(dòng)的重合度為：(3)當(dāng)實(shí)際中心距為79mm時(shí)，小于標(biāo)準(zhǔn)中心距，故采用負(fù)傳動(dòng)。負(fù)傳動(dòng)可以配湊不同中心距，重合度也有所增加，但是齒輪的承載能力與強(qiáng)度會(huì)下降。第11章齒輪系及其設(shè)計(jì)一、計(jì)算分析題1.圖11-1所示為起重卷?yè)P(yáng)裝置，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪1,各輪齒數(shù)zi=18,z?=36,z3=90,卷筒的直D=0.2m,要求起升重物的線速度V=75.36(m/min),求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n?=?[武漢科技大學(xué)2008研]圖11-1解：對(duì)于由太陽輪1、3和行星輪2以及系桿H組成的周轉(zhuǎn)輪系，其相應(yīng)的轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為又輪3為固定輪即W?=0,,則由上式可得①其中，行星架H與卷筒為同一構(gòu)件，則2.在圖11-2所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)(標(biāo)在圖中),輪1的轉(zhuǎn)速”1=LVI/mn,輪6的轉(zhuǎn)速ng=100r/min,方向如圖所示。試求"的大小及轉(zhuǎn)向。[中科院2007研]圖11-2①由輪1、2組成的定軸輪系，其傳動(dòng)比為n?=n=20r/min①規(guī)定輪2的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?。②由蝸?、蝸桿6組成的定軸輪系，其傳動(dòng)比為根據(jù)主動(dòng)輪的左手法則判定，輪5的轉(zhuǎn)向與輪2相反，則有②其中，由于輪2與輪2',輪4與蝸輪5分別為同一構(gòu)件，則有③由太陽輪2'、4,行星輪3、3'以及系桿H組成的周轉(zhuǎn)輪系，其轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為即有④轉(zhuǎn)向與輪2相同。3.已知圖11-3所示輪系的各輪齒數(shù)為zi=13,z?=52,z?'=20,z3=85,z4=45,zs=zs'=11,z?=48,z?'=18,z7=36,并知各對(duì)齒輪模數(shù)都相等。輪1、3、4、6及6'軸線重合。(1)分析該輪系由哪幾個(gè)基本輪系組成的，并指出都屬于什么輪系。(2)計(jì)算各基本輪系的傳動(dòng)比和總傳動(dòng)比i17。(3)標(biāo)出輪3、6、7的實(shí)際轉(zhuǎn)向。[北京交通大學(xué)2005研]圖11-3解：(1)整個(gè)復(fù)合輪系由三部分組成，分別為：由輪1、2、2'、3組成的定軸輪系；由輪4、5、5'、6、3(H)組成的周轉(zhuǎn)輪系；輪6'、7組成的定軸輪系。(2)對(duì)于輪1、2、2'、3組成的定軸輪系，其傳動(dòng)比為對(duì)于輪4、5、5'、6、3(H)組成的周轉(zhuǎn)輪系，其轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為其中，輪4為固定輪，有n4=0解得：im=16對(duì)于6、7組成的定軸輪系有綜上，聯(lián)立各式得(3)輪3、6、7的實(shí)際轉(zhuǎn)向如圖11-4所示。圖11-4(1)齒輪B的齒數(shù)zB是多少?(2)當(dāng)軸I轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，軸Ⅱ轉(zhuǎn)多少?軸I和軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向是否相同?[同濟(jì)大學(xué)2008研]圖11-5解：(1)根據(jù)同心條件，有：(2)該復(fù)合輪系有三部分組成：學(xué)2004研]②nG=np,nA=na=m,nc=np第12章其他常用機(jī)構(gòu)3.能將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閱雾?xiàng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有()、()、()。[西北工業(yè)大【答案】凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；槽輪機(jī)構(gòu)；不完全齒輪機(jī)構(gòu)。查看答案4.在主動(dòng)盤單圓銷、徑向槽均布的槽輪機(jī)構(gòu)中，槽輪的最少槽數(shù)為()個(gè)；機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)總小于()。[西北工業(yè)大學(xué)2001研]【答案】3;0.5。查看答案【解析】槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)：由于k應(yīng)大于0,所以其槽數(shù)z應(yīng)大于或等于3,其運(yùn)動(dòng)系數(shù)總小于0.5。在六角車床上六角刀架轉(zhuǎn)位用的槽輪機(jī)構(gòu)中，已知槽數(shù)Z=6,槽輪靜止時(shí)間t?=0.6s,運(yùn)動(dòng)時(shí)間tm=2ts,求槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ及所需的圓銷數(shù)K。[華東理工大學(xué)2004研]解：該槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)t:所需的圓銷數(shù)K:第13章工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)本章只是對(duì)工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，不是考試重點(diǎn)，所以基本上沒有學(xué)校的考研試題涉及到本章內(nèi)容，因此，讀者可以簡(jiǎn)單了解，不必作為復(fù)習(xí)重點(diǎn)，本部分也就沒有選用考研真題。第14章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)本章只是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，不是考試重點(diǎn)，所以基本上沒有學(xué)校的考研試題涉及到本章內(nèi)容，因此，讀者可以簡(jiǎn)單了解，不必作為復(fù)習(xí)重點(diǎn)，本部分也就沒有選用考研真題。第二部分課后習(xí)題第8章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)8-1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)副成為周轉(zhuǎn)副的條件是什么?在題2-21圖2.19所示四桿機(jī)構(gòu)ABCD中哪些運(yùn)動(dòng)副為周轉(zhuǎn)副?當(dāng)其桿AB與AD重合時(shí)，該機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)上有何特點(diǎn)?并用作圖法求出桿3上E點(diǎn)的連桿曲線。解：在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)副成為周轉(zhuǎn)副的條件為：①滿足桿長(zhǎng)條件：最短桿長(zhǎng)度+最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度≤其余兩桿長(zhǎng)度之和；②組成該周轉(zhuǎn)幅的兩桿中必有一桿為最短桿。在圖2.19所示四桿機(jī)構(gòu)ABCD中C、D為周轉(zhuǎn)副。E點(diǎn)的連桿曲線與圖2.19所示的連桿曲線槽重合。8-2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)以曲柄為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)是否一定存在急回運(yùn)動(dòng)，且一定無死點(diǎn)?為什么?解：當(dāng)機(jī)構(gòu)存在極位夾角時(shí)，機(jī)構(gòu)才具有急回特性。同理在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)以曲柄為原動(dòng)件時(shí)，當(dāng)極位夾角不為零時(shí)，機(jī)構(gòu)便具有急回特性，此時(shí)機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角不為零，故該機(jī)構(gòu)一定無死點(diǎn)。8-3四桿機(jī)構(gòu)中的極位和死點(diǎn)有何異同?圖8-3解：在四桿機(jī)構(gòu)中，極位和死點(diǎn)是機(jī)構(gòu)的同一位置，即曲柄與連桿共線的位置；不同的是機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件不同。機(jī)構(gòu)中曲柄為原動(dòng)件時(shí)出現(xiàn)極位，搖桿為原動(dòng)件時(shí)出現(xiàn)死點(diǎn)。8-4圖8-1(a)為偏心輪式容積泵；圖8-1(b)為由四個(gè)四桿機(jī)構(gòu)組成的轉(zhuǎn)動(dòng)翼板式容積泵。試?yán)L出兩種泵的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并說明它們?yōu)楹畏N四桿機(jī)構(gòu)，為什么?圖8-1解：如圖8-2所示，分別為對(duì)應(yīng)的題圖的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。AS4D13圖8-2圖8-2(a)中，構(gòu)件1可繞泵的中心點(diǎn)A整周轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件2可繞構(gòu)件1的中心點(diǎn)B整周轉(zhuǎn)動(dòng)，由此可確定主動(dòng)件1為曲柄，故該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。圖8-2(b)中，桿1、3均可分別繞點(diǎn)A、D相對(duì)機(jī)架AD做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，故該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。8-5試畫出圖示兩種機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并說明它們各為何種機(jī)構(gòu)。圖8-3(a)中，偏心盤1繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使偏心盤2在圓盤3中繞其幾何中心B相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而圓盤3又相對(duì)于機(jī)架繞其幾何中心C轉(zhuǎn)動(dòng)。圖8-3(b)中，偏心盤1繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使滑塊2在圓盤的槽中來回滑動(dòng)，而圓盤3又相對(duì)于機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)。解：如圖8-4所示分別為題圖對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。圖(a)中，桿OA為曲柄，該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；圖(b)中，OA為曲柄，該機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。圖8-48-6如圖8-5所示，設(shè)已知四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度為a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。試問：(1)當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在?(2)若各桿長(zhǎng)度不變，能否采用選不同桿為機(jī)架的辦法獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)?如何獲得?(3)若a、b、c三桿的長(zhǎng)度不變，取桿4為機(jī)架，要獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，d的取值范圍應(yīng)為何值?圖8-5解：(1)存在，桿1為曲柄。桿4為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)條件：-c,且最短桿1為連架桿，故桿1為曲柄。(2)可以。取桿1為機(jī)架，可得雙曲柄機(jī)構(gòu)；取桿3為機(jī)架，可得雙搖桿機(jī)構(gòu)。(3)桿4為機(jī)架，要獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，應(yīng)滿足：①機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件；②最短桿為連架。當(dāng)桿4為最長(zhǎng)桿時(shí)，即d>600mm桿長(zhǎng)條件：(240+d)mm≤(600+400)mm可得：600mm<d≤760mm桿長(zhǎng)條件：(240+600)mm≤(d+400)mm8-7圖8-6所示為一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，試求桿仙為曲柄的條件。若偏距e=0,則桿AB為曲柄的條件是什么?圖8-6解：如圖8-7所示，當(dāng)偏距不為零，即e≠0時(shí)，AB桿能繞A點(diǎn)整周轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在B'時(shí)要綜上，偏置滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)e≠0時(shí)，曲柄存在的條件：AB+e≤BC。圖8-78-8圖8-8所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿的長(zhǎng)度為l?=28mm,l?=52mm,I?=50mm,l4=72mm,(1)當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)的極位夾角0、桿3的最大擺角9、最小傳動(dòng)角Ymin和行程速度變化系數(shù)K;(2)當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，將演化成何種類型的機(jī)構(gòu)?為什么?并說明這時(shí)C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副；(3)當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，又將演化成何種機(jī)構(gòu)?這時(shí)A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是否仍為周轉(zhuǎn)副?圖8-8解：(1)做出該機(jī)構(gòu)在極位時(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖8-9(a)所示。由幾何關(guān)系可得極位夾角：桿3的最大擺動(dòng)角：圖8-9做出主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線時(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖8-9(b)所示?？傻脙晌恢脮r(shí)的傳動(dòng)角：則最小傳動(dòng)角：Ymin=min(Y.X?)=23°行程速度變化系數(shù)：(2)當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，首先機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)條件，又最短桿1為機(jī)架，此時(shí)機(jī)構(gòu)為雙曲柄(3)當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，首先機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為連桿，此時(shí)機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)；此時(shí)連桿上A、B副仍為周轉(zhuǎn)副。8-9圖8-10所示連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為1AB=160mm,lsc=260mm,lcp=200mm,1AD=80mm;構(gòu)件AB為原動(dòng)件，沿順時(shí)針方向勻速回轉(zhuǎn)，試確定：(1)四桿機(jī)構(gòu)ABCD的類型；(2)該四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角Ymin;(3)滑塊F的行程速度變化系數(shù)K。圖8-10解：(1)根據(jù)題意滿足桿長(zhǎng)條件，且最短桿AD為機(jī)架，因此四桿機(jī)構(gòu)ABCD為雙曲柄機(jī)構(gòu)。(2)做出曲柄AB與機(jī)架共線時(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖8-11(a)所示。圖8-11(3)滑塊F的上、下兩個(gè)極位及原動(dòng)件AB與之對(duì)應(yīng)的兩個(gè)極位如圖8-11(b)所示，量得極位夾角θ=44°,則行程速比系數(shù)：8-10試說明對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)當(dāng)以曲柄為主動(dòng)件時(shí)，其傳動(dòng)角在何處最大?何處最小?解：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角最大和最小的位置分別如圖8-12(a)、(b)所示。圖8-12教材圖8-15b解：正弦機(jī)構(gòu)中，最小傳動(dòng)角Ymm=0°,傳動(dòng)角按0°→90°→0°規(guī)律變化；導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，任意時(shí)刻的傳動(dòng)角都是90°,Ymm=90°8-12圖8-13所示為偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，試作出其在圖示位置時(shí)的傳動(dòng)角以及機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角圖8-13解：假定AB為主動(dòng)件，當(dāng)前位置傳動(dòng)角和最小傳動(dòng)角位置如圖8-14所示。圖8-15圖8-148-13如教材圖8-57所示，當(dāng)按給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，試證明若將固定鉸鏈A的中心取在FG弧段上將不滿足運(yùn)動(dòng)連續(xù)性要求。教材圖8-57證明：如圖8-15所示，若將固定鉸鏈A的中心取在劣弧FG上時(shí)，由于G、C2兩點(diǎn)各自處于兩個(gè)不連通的區(qū)域內(nèi)，因此當(dāng)AB連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不能連續(xù)通過該兩點(diǎn)，不滿足運(yùn)動(dòng)連續(xù)性。8-14圖8-16所示為一實(shí)驗(yàn)用小電爐的爐門裝置，關(guān)閉時(shí)為位置Ei,開啟時(shí)為位置E?。試設(shè)B、C為兩活動(dòng)鉸鏈所在位置。圖8-16解：選取長(zhǎng)度比例尺=S,作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖8-26所示.由爐門開啟位置上的B、 圖8-178-15圖8-18所示為公共汽車車門啟閉機(jī)構(gòu)。已知車門上鉸鏈C沿水平直線移動(dòng)，鉸鏈B繞mm。試求構(gòu)件AB的長(zhǎng)度，驗(yàn)算最小傳動(dòng)角，并繪出在運(yùn)動(dòng)中車門所占據(jù)的空間(作為汽車的車門，要求其在啟閉中所占據(jù)的空間越小越好。)圖8-18解：(1)車門的兩個(gè)極限位置如圖8-19所示，選取適當(dāng)比例尺叢，量取得到IAB-μ×AD?-412.5mm。B?B?的垂直平分線相較于A點(diǎn)，從而確定固定鉸鏈A的位置。在圖中量取最小傳動(dòng)角Ymm=16°圖8-19(3)做出車門在運(yùn)動(dòng)過程中的若干位置，連接車門上最外延上相應(yīng)各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡及車門的關(guān)閉位置),即可做出運(yùn)動(dòng)中車門所占據(jù)的空間，如圖8-19所示。8-16圖8-20所示為一已知的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿CD和滑塊F連接起來，使搖桿的三個(gè)已知位置C?D、C?D、C?D和滑塊的三個(gè)位置Fi、F?、F?相對(duì)應(yīng)(圖示尺寸系按圖8-20解：采用機(jī)構(gòu)倒置法作圖，如圖8-21所示。固定三角形C?DF?,繞D點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使C?點(diǎn)與C?重合，此時(shí)F?旋轉(zhuǎn)到F1點(diǎn)，同理旋轉(zhuǎn)三角形C?DF?,得到點(diǎn)F3,分別作F1F2、F2F3的B?Pb龍AⅢPR!和D?D3的垂直平分線，交點(diǎn)即為鉸接點(diǎn)2的位置。圖8-258-18試設(shè)計(jì)圖8-24所示的六桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)當(dāng)原動(dòng)件1自y軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過912=60°時(shí)，構(gòu)件3順時(shí)針轉(zhuǎn)過912=45°恰與x軸重合。此時(shí)，滑塊6自E1點(diǎn)移動(dòng)到E?點(diǎn)，位移Si?=20mm。圖8-24解：選擇合適的比例尺從作圖，如圖8-25所示。首先固定DC?E?,繞D點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使C?點(diǎn)與G點(diǎn)重合，此時(shí)E?旋轉(zhuǎn)到E2,8-19現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)翻書器。如圖8-26所示，當(dāng)踩動(dòng)腳踏板時(shí)，連桿上的M點(diǎn)自M?移至M?就可翻過一頁(yè)書。現(xiàn)已知固定鉸鏈A、D的位置，連架桿AB的長(zhǎng)度及三個(gè)位置以及描點(diǎn)M的三個(gè)位置。試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)(壓重用以保證每次翻書時(shí)只翻過一頁(yè))。可DM點(diǎn)的軌跡彈簧M?C壓重桌面A圖8-26解：利用反轉(zhuǎn)法作求解，選擇合適的比例尺從作圖，如圖8-27所示。圖8-27固定三角形B?DM?并移動(dòng)，使B?與B?重合，M?與M?重合，此時(shí)點(diǎn)D移動(dòng)到D?。同理固定三角形B?DM?并移動(dòng)得到D?,作DD?、D?D?3的垂直平分線，其交點(diǎn)C即為所求鉸鏈C的位置，連接B?C和CD得到所求的四桿機(jī)構(gòu)。8-20現(xiàn)需設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，用以啟閉汽車前燈的遮避窗門。圖8-圖8-28y128248368488580解：建立直角坐標(biāo)系，如圖8-29(a)所示。：OA+AB+BE-OE=0(x2+v2?+x2+y2+k2-a2)/2-x?Xz-yAy代入連桿已知的位置參數(shù)，其中C?=α,得：①xx圖8-31然后根據(jù)其轉(zhuǎn)角定出其第二、第三位置C?D、C?D,連接AC?、AC3,分別繞A點(diǎn)反轉(zhuǎn)-5°置。機(jī)構(gòu)ABCD即為所求的四桿機(jī)構(gòu)。 由圖8-31量取得到各桿長(zhǎng)：IAB=AAB=166.4m8-22圖8-32所示為一汽車引擎油門控制裝置。此裝置由四桿機(jī)構(gòu)ABCD、平行四邊形機(jī)構(gòu)DEFG及油門裝置所組成，由繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)的油門踏板OI驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)油門踏板與油門的協(xié)調(diào)狀態(tài)。現(xiàn)設(shè)LAD=120mm,試以作圖法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)ABCD,并確定桿AB及CD的安裝圖8-32解：如圖8-33所示AB?CD即為所求的四桿機(jī)構(gòu)。分別以A、D為頂點(diǎn)，逆時(shí)針方向∠B?AB?=32°,∠B?DB?=14°,AB?與DB?的交點(diǎn)為B?。以AB?為原動(dòng)件的長(zhǎng)度，根據(jù)設(shè)計(jì)條件定出AB的其他三個(gè)位AB?、AB?、AB?,如圖8-32所示。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，分別將DB?、DB?、DB?繞D點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)14°44°.60°,求得點(diǎn)B?、B?'、B4,,其所確定的圓弧的圓心即為待定的活動(dòng)鉸鏈C的位置。從圖中量取得：AB安裝角A=92°,CD桿安裝角度A=102°。8-23如圖8-34所示，現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，設(shè)已知搖桿CD的長(zhǎng)度為lcp=75mm,行程速度變化系數(shù)K=1.5,機(jī)架AD的長(zhǎng)度為IAp=100mm,搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角為y=45°。試求曲柄的長(zhǎng)度1AB和連桿的長(zhǎng)度lsc(有兩組解)。圖8-34解：由已知行程速比系數(shù)可得極位夾角：可知該四桿機(jī)構(gòu)的另一個(gè)極位為DC?或DC?,如圖8-35所示，作圖比例尺為從。IAB+1gc-μ×AC-71mm,Isc-1AB=μ×或B+lsc=μ×AC?=169.5mm,lsc-l?=A×AC=71mm所以8-24如圖8-36所示，設(shè)已知破碎機(jī)的行程速度變化系數(shù)K=1.2,顎板長(zhǎng)度lcp=300mm,顎圖8-36解：(1)由已知行程速比系數(shù)可得極位夾角：0=180°×(K-1)/(K+1)=180°×(1.2-1)/(1.(2)最小傳動(dòng)角解得：303.6mm<lD<523.6mm8-25圖8-37所示為一牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，已知lAB=75mm,IED=100mm,行程速度變化系數(shù)K=2,刨頭5的行程H=300mm。要求在整個(gè)行程中，推動(dòng)刨頭5有較小的壓力角，試設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。解：由已知行程速比系數(shù)可得極位夾角：圖8-37作該機(jī)構(gòu)的極限位置圖，如圖8-38所示。根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得：AC=150mm由于該機(jī)構(gòu)要求有較小的壓力角，因此取兩個(gè)極限位置壓力角均為零，由幾何關(guān)系計(jì)算可得：8-26某裝配線需設(shè)計(jì)一輸送工件的四桿機(jī)構(gòu)，要求將工件從傳遞帶C?經(jīng)圖8-39所示中間位置輸送到傳送帶C?上。給定工件的三個(gè)方位為：M?(204,-30),θ?1=0°;M?(144,80),θ22=22°;M?(34,100),θ23=6用解析法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。圖8-39解：根據(jù)題意可得位置1的矢量封閉環(huán)，如圖8-40所示。圖8-40消去θ,整理得：(z疏?+i+k2-a2)/2-k·xmcos(y+0a)-kyw,sin((xi+v2+k2-a2)/2-kxy,cos(y+θ?)-kysin(y+θ?)=08-27如圖8-41所示，設(shè)要求四桿機(jī)構(gòu)兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置分別為αa?=35°,9?=50°;a?=80°,?=75°;α3=125°,φ?=105°。試以解析法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。圖8-41m=R'm/n=P'(m2+n2+1-l2)(2n)=P3,可得：解得：Po=1.58,P?=-1.25.P8-28試用解析法設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5,滑塊的沖i123即各桿相對(duì)長(zhǎng)度：l=0.0255m=0.827n=0.334。8-30如圖8-44所示，已知四桿機(jī)構(gòu)ABCD的尺寸比例及其連桿上E點(diǎn)的軌跡曲線，試按下列兩種情況設(shè)計(jì)一具有雙停歇運(yùn)動(dòng)的多桿機(jī)構(gòu)：(1)從動(dòng)件搖桿輸出角為45°:(2)從動(dòng)件滑塊輸出行程為5倍曲柄長(zhǎng)度。圖8-44解：(1)如圖8-45(a)所示，在E的軌跡曲線上找兩段近似圓弧品及扇，兩段弧的圓心分別在(2)如圖8-45(b)所示，在E的軌跡曲線上找兩段近似直線αα及βP,兩段直線的交點(diǎn)即為鉸鏈F的位置，得到多桿機(jī)構(gòu)ABCDEF。但是從題目所給軌跡曲線可以看出，曲線上相距最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)距離(滑塊的行程)遠(yuǎn)小于5倍的曲柄長(zhǎng)度，所以“從動(dòng)件滑塊輸出行程為5圖8-458-31請(qǐng)結(jié)合下列實(shí)際設(shè)計(jì)問題，選擇自己感興趣的題目，并通過需求背景調(diào)查進(jìn)一步明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)要求，應(yīng)用本章或后幾章所學(xué)知識(shí)完成相應(yīng)設(shè)計(jì)并編寫設(shè)計(jì)報(bào)告。(1)結(jié)合自己身邊學(xué)習(xí)和生活的需要，設(shè)計(jì)一折疊式床頭小桌或晾衣架，或一收藏式床頭(2)設(shè)計(jì)一能幫助截癱病人獨(dú)自從輪椅轉(zhuǎn)入床上或四肢癱瘓已失去活動(dòng)能力的病人能自理(3)設(shè)計(jì)適合老、中、青不同年齡段使用并針對(duì)不同職業(yè)活動(dòng)(4)設(shè)計(jì)幫助運(yùn)動(dòng)員網(wǎng)球或乒乓球訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)球機(jī)或步兵步行耐力訓(xùn)練，或空軍飛行員解：以(3)為例。圖8-46為一款跑步機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖。圖8-46第9章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)圖9-1如圖9-2所示，在B、C處有剛性沖擊，在O、A、D、E處有柔性沖擊。9-2何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運(yùn)動(dòng)的失真現(xiàn)象?它對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的工作有何影響?作廓線的最小曲率半徑一般不應(yīng)小于1~5mm,如果不滿足此要求，就應(yīng)增大基圓半徑或適9-3力封閉與幾何封閉凸輪機(jī)構(gòu)的許用壓力角的確定是否一樣?為什么?9-4一滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推桿滾子的直徑偏小，欲改用較大的滾子，問9-5一對(duì)心直動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推程壓力角稍偏圖9-3解：圖9-3(a)、(b)都是正偏置；根據(jù)教材中式(9-24)可知，正偏置時(shí)推程壓力角α減小，負(fù)偏置時(shí)推程壓力角α加大。9-7試標(biāo)出圖9-3(a)在圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90°后推桿的位移；并標(biāo)出圖9-3(b)推桿從圖示位置升高位移s時(shí)，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。解：如圖9-4(a)(b)所示。廓線非韭韭理論廓線圖9-49-8在圖9-5所示凸輪機(jī)構(gòu)中，圓弧底擺動(dòng)推桿與凸輪在B點(diǎn)接觸。當(dāng)凸輪從圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°時(shí)，試用圖解法標(biāo)出：(1)推桿在凸輪上的接觸點(diǎn)；(2)擺桿位移角的大??；(3)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。圖9-5解：如圖9-6所示，以O(shè)為圓心，以O(shè)點(diǎn)到推桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心A的距離AO為半徑作圓，得推桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心反轉(zhuǎn)位置圓。過0點(diǎn)做OA的垂線，交推桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心反轉(zhuǎn)位置圓與D點(diǎn)；以O(shè)'為圓心，以O(shè)'點(diǎn)到推桿圓弧圓心C的距離CO'為半徑作圓，得凸輪的理論廓線；以O(shè)為圓心，作圓內(nèi)切于凸輪的理論廓線圓。得凸輪的基圓；以D為主圓心，以AC為半徑做圓弧，交凸輪的理論廓線于E點(diǎn)，交基圓于G點(diǎn)。如圖9-6所示：圖9-6(1)用直線連接EO'交凸輪的實(shí)際廓線于點(diǎn)F,即推桿在凸輪上的接觸點(diǎn)；(2)∠GDE即為擺桿的位移角；(3)過E點(diǎn)并垂直于DE的直線與直線EF間所夾的銳角∠DEF即為此時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。9-9已知凸輪角速度為1.5rad/s,凸輪轉(zhuǎn)角δ=0°~150°時(shí)，推桿上升16mm;δ=150°~180°時(shí)，推桿遠(yuǎn)休止；δ=180°~300°時(shí)，推桿下降16mm;δ=300°~360°時(shí)，推桿近休止。試選擇合適的推桿推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以實(shí)現(xiàn)其最大加速度值最小，并畫出其運(yùn)動(dòng)線圖。解：選擇推桿推程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是等加速等減速，則回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也是等加速等減速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)已知條件可得：推程h=16mm,w=1.5rad/s,δ=150°推程運(yùn)動(dòng)線圖如圖9-7所示。8δ0圖9-79-10設(shè)計(jì)一凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為2s。凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角為60°,回程運(yùn)動(dòng)角為150°,近休止運(yùn)動(dòng)角為150°。推桿的行程為15mm。試選擇合適的推桿升程和回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使得其最大速度值最小，并畫出運(yùn)動(dòng)線圖。解：由教材表9-1可知，等加速等減速運(yùn)動(dòng)的最大加速度"mar最小，所以選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)已知條件得：推程：推程運(yùn)動(dòng)時(shí)：運(yùn)動(dòng)線圖如圖9-8所示。圖9-89-11試設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，滾子半徑r=10mm,凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)角δ=0°~120°時(shí)，推桿等速上升20mm;δ=120°~180°時(shí)，推桿遠(yuǎn)休止；δ=180°~270°時(shí)，推桿等加速等減速下降20mm;δ=270°~360°時(shí)，推桿近休止。要求推程的最大壓力角αmax≤30°,試選取合適的基圓半徑，并繪制凸輪的廓線。問此凸輪機(jī)構(gòu)是否有缺陷，應(yīng)如何補(bǔ)救。根據(jù)已知條件，凸輪的理論廓線坐標(biāo)為：其中，位移s需分段計(jì)算。推程：=120°=2π/3,s?=h?/δo=308j/π,其中，8=[0,2π/3]回程：8=90°=π/2近休止：S=90°=π/2,s,=0,x'=x-r,cosθy'=y-r,sinθcosθ=-(dx/d8)/√(dx/dody/dδ=(ds/dò)cos(π+δ?)-(r?表9-185°::x::y::x::y::α::凸輪工作廓線計(jì)算結(jié)果如表9-1所示。推程段的最大壓力角為10.812°,相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為0°。由于凸輪在推程段的最大壓力角遠(yuǎn)小于30°,故如有必要，凸輪基圓半徑可適當(dāng)減小。凸輪的輪廓曲線如圖9-9所示。該凸輪在δ=0°時(shí)，有突變，所以在推程的初始階段，應(yīng)用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律代替等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖9-99-12試設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心平底直動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓曲線。設(shè)已知凸輪基圓半徑ro=30mm,推桿平底與導(dǎo)軌的中心線垂直，凸輪順時(shí)針方向等速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過120°時(shí)推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)上升20mm,再轉(zhuǎn)過150°時(shí)，推桿又以余弦加速度運(yùn)動(dòng)回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余90°時(shí)，推桿靜止不動(dòng)。問這種凸輪機(jī)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?解：凸輪的工作廓線坐標(biāo)為：,其中位移5應(yīng)分段計(jì)算。推桿在推程和回程階段均為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s?=h?[1-cos(πo;/8o?)]/2=10(1-coss?=h?[1+cos(πo?/δo2)]/2=10(1+cos取計(jì)算間隔為5°,其中推程時(shí)δ=δi,回程時(shí)δ=δo?+δ?,近休止時(shí)8=8?+δ。?+8?,則計(jì)算各點(diǎn)的位移結(jié)果如表9-2所示。表9-28xya:::::::::::::::根據(jù)表9-2數(shù)據(jù)可知凸輪機(jī)構(gòu)壓力角由小增大后減小，再增大又減小，最后保持不變。推程段的最大壓力角為21.170°,相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為50°;回程的最大壓力角為17.1表9-3線，故該凸輪機(jī)構(gòu)不存在自鎖問題。凸輪的輪廓曲線如圖9-10所示。圖9-109-13一擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)(參看教材圖9-23),已知loA=60mm,ro=25mm,IAB=50動(dòng)向上擺動(dòng)25°;轉(zhuǎn)過一周中的其余角度時(shí)，推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)擺回到原位置。試以作取計(jì)算間隔為10°,計(jì)算凸輪和擺桿對(duì)應(yīng)的擺角，如表9-3所示。88ψδ中根據(jù)表9-3數(shù)據(jù)繪制凸輪的工作廓線，如圖9-11所示。圖9-11首先作基圓，圓心為0,根據(jù)表9-3數(shù)據(jù)作擺桿的各個(gè)位置A、A、A?…A35,,以擺桿末9-14試設(shè)計(jì)偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的理論輪廓曲線和工作廓線。已知凸輪軸置于推桿軸線右側(cè)，偏距e=20mm,基圓半徑ro=50mm,滾子半徑r=10mm。凸輪以等角又按余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降至起始位置；凸輪轉(zhuǎn)過一周的其余解：(1)分段計(jì)算推桿的位移①按正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升階段，即推程階段，h=50mm,(2)計(jì)算凸輪的理論廓線和實(shí)際廓線x=(s?+s)sinδ+ecosδ,y=(s,+s)cos其中，so=v2-e=√502-202=45.826mm。根據(jù)以上求得的位移S的值，取計(jì)算間隔為5°,計(jì)算理論廓線上各點(diǎn)坐標(biāo)，其中推程階段8=δ,遠(yuǎn)休止階段8=8:+δz,回程階段δ=n+δoz+δ?,近休止階段8=δ?+δoz+δs+δ,計(jì)算結(jié)果如表9-4所示。凸輪實(shí)際廓線的方程，點(diǎn)B的坐標(biāo)方程式為：故推程階段：δ?=[0,2π/3]=-20sin(2π/3+δ?)+(10√21+50)cos(dy/do=-ecos(2π/3+δ?)-(s?+s)s=-20cos(2π/3+8?)-(10√21+50)sin(=-(75sin38?+20)sin(5π/6+δ?)+(10√21+s)cos=-(75sin38,+20)cos(5π/6+δ,)-(10√21+s)sin(=-20sin(7π/6+8,)+10√21cos(7=-20cos(7π/6+δ)-10√21sin(計(jì)算結(jié)果如表9-4所示，凸輪的輪廓曲線如圖9-12所示。85°::y::y圖9-129-15圖9-13所示為一旅行用輕便剃須刀，圖a為工作位置，圖b為正在收起的位置(整個(gè)刀夾可以收入外殼中)。在刀夾上有兩個(gè)推桿A、B,各有一個(gè)銷A"、B",分別插入外殼里面的兩個(gè)內(nèi)凸輪槽中。按圖a所示箭頭方向旋轉(zhuǎn)旋鈕套時(shí)(在旋鈕套中部有兩個(gè)長(zhǎng)槽，推桿上的銷從中穿過，使兩推桿只能在旋鈕套中移動(dòng)，而不能相對(duì)于旋鈕套轉(zhuǎn)動(dòng)),刀夾一方面跟圖9-13解：由圖9-13可知推桿A、B的位移用圖線表示如圖9-14(a)所示。設(shè)銷A在旋鈕套旋轉(zhuǎn)0-π過程中等速推程運(yùn)動(dòng)，在π-2π中等速回程運(yùn)動(dòng)，銷B'在旋鈕可得所需設(shè)計(jì)的凸輪槽如圖9-14(b)所示。個(gè)φ?qǐng)D9-14第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)10-1齒輪傳動(dòng)要?jiǎng)蛩?、連續(xù)、平穩(wěn)地進(jìn)行必須滿足哪些條件?解：齒輪傳動(dòng)要保證勻速、連續(xù)、平穩(wěn)地進(jìn)行必須滿足：c≥[c],保證足夠大的重合度。10-2漸開線具有哪些重要的性質(zhì)?漸開線齒輪傳動(dòng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)?解：(1)漸開線的性質(zhì)①發(fā)生線上沿基圓滾過的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)；②漸開線上任意點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)恒與基圓相切；③漸開線越接近基圓部分的曲率半徑越小，在基圓上曲率半徑為零；④漸開線的形狀取決于基圓半徑的大??；⑤基圓以內(nèi)無漸開線。(2)漸開線齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)①能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)且具有可分性；②漸開線齒廓之間的正壓力方向不變，傳動(dòng)平穩(wěn)；③加工刀具簡(jiǎn)單，工藝成熟，故應(yīng)用廣泛。10-3具有標(biāo)準(zhǔn)中心距的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)具有哪些特點(diǎn)?解：具有標(biāo)準(zhǔn)中心距的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：①保證兩輪的頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值，c=c°m;②無齒側(cè)間隙；③節(jié)圓與分度圓重合，嚙合角等于分度圓壓力角。10-4何謂重合度?重合度的大小與齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角α、齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)c*及中心距a之間有何關(guān)系?。重合度的計(jì)算公式：由計(jì)算公式可以看出：重合度與模數(shù)m,壓力角α,頂隙系數(shù)C無關(guān)，而隨著齒數(shù)的增多和齒頂高系數(shù)h的增大而加大，隨中心距a的減小而增大。10-5齒輪齒條嚙合傳動(dòng)有何特點(diǎn)?為什么說無論齒條是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，嚙合線的位置都不會(huì)改變?解：(1)齒條齒輪嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)：①齒條相當(dāng)于齒數(shù)無窮多的齒輪，故齒輪中的圓在齒條中都變成了直線，即齒頂線、分度線、②齒條的齒廓是直線，所以齒廓上各點(diǎn)的法線是平行的，又由于齒條做直線移動(dòng)，故其齒廓上各點(diǎn)的壓力角相同，且等于齒廓直線的齒形角；③齒條上各同側(cè)齒廓是平行的，故在與分度線平行的各直線上其齒距相等。④不論齒條是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，齒輪的節(jié)圓恒與分度圓重合，其嚙合角恒等于分度圓壓力角，不同的是非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與其分度線不再重合。(2)對(duì)于齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)，不論是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，齒條的直線齒廓總是保持原來的方向不變，因此嚙合線與節(jié)點(diǎn)的位置始終保持不變。10-6節(jié)圓與分度圓、嚙合角與壓力角有什么區(qū)別?解：(1)節(jié)圓與分度圓的區(qū)別：節(jié)圓是一對(duì)齒輪在嚙合傳動(dòng)時(shí)兩個(gè)相切作純滾動(dòng)的圓。分度圓是指單個(gè)齒輪具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角，尺厚等于齒槽寬的圓。分度圓由齒輪的模數(shù)和齒數(shù)確定，在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)已確定；節(jié)圓不僅與分度圓的大小有關(guān)，而且與一對(duì)齒輪安裝時(shí)的實(shí)際中心距有關(guān)。一般情況下，節(jié)圓半徑和分度圓半徑不等，節(jié)圓和分度圓不重合。只有在標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，才有節(jié)圓與分度圓重合。(2)嚙合角與壓力角的區(qū)別：嚙合角是指一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，嚙合線與兩個(gè)節(jié)圓公切線之間所夾的銳角，不隨齒輪嚙合過程而發(fā)生變化。壓力角是指單個(gè)齒輪齒廓上某點(diǎn)所受的正壓力方向與該點(diǎn)速度方向所夾的銳角，各點(diǎn)壓力角大小不等。相嚙合的一對(duì)齒輪，按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí)，其分度圓壓力角相等，且恒等于嚙合角。10-7何謂根切?它有何危害，如何避免?解：根切現(xiàn)象：用范成法切制齒輪時(shí)，有時(shí)刀具的頂部會(huì)過多的切入輪齒根部，而將齒根的漸開線切去一部分，這種現(xiàn)象稱為輪齒的根切。危害：降低輪齒的抗彎強(qiáng)度，可能會(huì)使齒輪傳動(dòng)的重合度減小，對(duì)傳動(dòng)不利。避免方法：①保證使被切齒輪不發(fā)生根切的最小齒,其中，α為壓力角，h為齒頂高系數(shù)；②采用變位修正法；③減小齒頂高系數(shù)h及增大壓力角。10-8齒輪為什么要進(jìn)行變位修正?齒輪正變位后和變位前比較，參數(shù)z、m、a、ha、he、d、解：(1)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)存在諸多不足：①要求齒輪齒否則會(huì)發(fā)生根切；②標(biāo)準(zhǔn)齒輪不適用于中心距a'不等于標(biāo)準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生過大的齒側(cè)間隙，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，且重合度也會(huì)降低；③標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合傳動(dòng)中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑較小，齒根厚度較薄，參與嚙合次數(shù)較多，強(qiáng)度較低，影響整個(gè)齒輪傳動(dòng)的承載能力。(2)為了改善標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的不足，就需突破標(biāo)準(zhǔn)齒輪的限制，對(duì)齒輪進(jìn)行必要的修正。減小的量有：10-9變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟如何?解：變位齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)分為兩類：F(1)已知中心距的設(shè)計(jì)，此時(shí)的已知條件是不湖、涼、,設(shè)計(jì)步驟如下：①確定嚙合角：②確定變位系數(shù)和：xi+x?=(invd-inva)(Z?+z?)/2tanα:③確定中心距變動(dòng)系數(shù)：=id-a)/;④確定齒頂高降低系數(shù)：Ay=(》-;⑤分配變位系數(shù)不x?,并計(jì)算齒輪各幾何尺寸。①確定嚙合角：⑤計(jì)算齒輪各幾何尺寸。10-10為什么斜齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要規(guī)定在法面上，而其幾何尺寸卻要按端面來計(jì)算?10-11什么是斜齒輪的當(dāng)量齒輪?為什么要提出當(dāng)量齒輪的概念?①引入當(dāng)量齒輪，即可得知當(dāng)量齒數(shù)，就可以確定基圓的大小，從而可確定斜齒輪的法面齒10-12斜齒輪傳動(dòng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)?可用哪些方法來調(diào)整斜齒輪傳動(dòng)的中心距?10-13平行軸和交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)有哪些異同點(diǎn)?10-14何謂蝸桿傳動(dòng)的中間平面?蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么?10-15蝸桿傳動(dòng)可用作增速傳動(dòng)嗎?10-16以前蝸桿傳動(dòng)的蝸桿頭數(shù)為1~4頭，而現(xiàn)在發(fā)展為1~10頭，試說明為什么有這種同時(shí)，新型減摩耐磨材料的出現(xiàn)和新型工藝的應(yīng)用促使蝸桿頭數(shù)的增多，因此蝸桿頭數(shù)從1~4頭發(fā)展成為1~10頭。10-17試確定圖10-1(a)所示傳動(dòng)中蝸輪的轉(zhuǎn)向，及圖10-1(b)所示傳動(dòng)中蝸桿和蝸輪的圖10-1解：(a)蝸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(b)對(duì)于從動(dòng)輪蝸輪，其在嚙合點(diǎn)的圓周力方向與轉(zhuǎn)向相同，根據(jù)已知可得，蝸輪的圓周10-18什么是直齒錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒輪?一對(duì)錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等是否解：(1)如圖10-2所示，過輪1的大端節(jié)點(diǎn)P作其分度圓錐母線OP的垂線，交其軸線于點(diǎn)O?,再以點(diǎn)O?為錐頂，以O(shè)?P為母線，作一圓錐與輪1的大端相切，該圓錐稱為直齒錐圖10-2(2)不能為充要條件。一對(duì)錐齒輪正確嚙合的充要條件是：兩錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角10-19為什么要計(jì)算錐齒輪的分錐角、頂錐角和根錐角?如何計(jì)算直齒錐齒輪的頂錐角?直齒錐齒輪的頂錐角計(jì)算公式：10-20圖10-3所示中的C、C"、C"為由同一基圓上所生成的幾條漸開線。試證明其任意兩圖10-3證明：(1)兩漸開線為同向時(shí)如圖10-4所示，BC'、EC"為同向的兩條漸開線，即需證明：B?E?=B?E?。設(shè)公法線A?B?E?與基圓的切點(diǎn)為D?、公法線A?B?E?與基圓的切點(diǎn)為D?。根據(jù)漸開線的性質(zhì)可知：B?E?=B?E?=BE段弧長(zhǎng)。CA圖10-4(2)兩漸開線為反向時(shí)如圖10-4所示，C、BC"為反向的兩條漸開線，即需證明：設(shè)公法線A?B?E?與基圓的切點(diǎn)為Ri、公法線A?B?E?與基圓的切點(diǎn)為R?。根據(jù)漸開線的性質(zhì)可知：A?B?=A?D?+B?D?=AD?+BD?=AB=出政=AB段弧長(zhǎng)。綜上，命題得證。10-21在圖10-5中，已知基圓半徑rb=50mm,現(xiàn)需求：(2)當(dāng)0k=5°時(shí)，漸開線的壓力角αk及向徑rk的值。表10-1次圖10-5解：(1)根據(jù)公,可得漸開線的壓力角：則展角：θ=inva,=tanα-a=0.8306-0.69(2)由已知θ=5°=0.08727rad10-22圖10-6所示為一漸開線齒廓齒輪的一個(gè)輪齒，試證明其在任意的圓周上的齒厚的表達(dá)式如下：圖10-6一證明：如圖10-6所示，CC長(zhǎng)即為任意半徑1對(duì)應(yīng)圓心角為甲上的齒厚，即S?=r9,且漸開線C點(diǎn)的展角為，壓力角為α?。又對(duì)應(yīng)的分度圓的齒厚為BB,壓力角為α,點(diǎn)B上的展角為θ,可得：綜上可得：命題得證。10-23設(shè)有一漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，z=26,m=3mm,h*a=1,α=20°,求其齒廓曲線在分度圓和齒頂圓上的曲率半徑及齒頂圓壓力角。解：(1)分度圓半徑：則分度圓上的曲率半徑為：p=√2-2=√392-36.652=13.33mm。則齒頂圓的曲率半徑：Pa=√2-2=√422-36.652=又公,可得齒頂圓的壓力角：010-24測(cè)量齒輪的公法線長(zhǎng)度是檢驗(yàn)齒輪精度的常用方法之一。試推導(dǎo)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長(zhǎng)度的計(jì)算公式并分析：測(cè)量齒輪的公法線長(zhǎng)度時(shí)利用了漸開線的哪些特點(diǎn)?跨測(cè)齒數(shù)k需要圓整為整數(shù)，跨測(cè)齒數(shù)圓整后對(duì)公法線長(zhǎng)度測(cè)量會(huì)帶來哪些影響?提示：假設(shè)卡尺的卡腳與齒廓的切點(diǎn)a、b恰好在分度圓上，如圖10-7所示。圖10-7解：(1)根據(jù)圖10-7可知，卡尺卡在跨k個(gè)輪齒的漸開線輪廓上，則有公法線長(zhǎng)度包含有(k-1)個(gè)基圓齒距和一個(gè)基圓齒厚：假設(shè)L所對(duì)應(yīng)的圓心角為2α,則有：換算角度單位可得：(2)分析：測(cè)量齒輪的公法線長(zhǎng)度時(shí)利用了漸開線上任意點(diǎn)的法線恒與其基圓相切、齒厚公式和壓力角的概念?？鐪y(cè)齒數(shù)k圓整為整數(shù)后，實(shí)測(cè)的公法線將不再與基圓相切，影響測(cè)量的精度。da=83.82mm°,跨5齒的公法線長(zhǎng)度Ls=27.512mm,跨6齒的公法線長(zhǎng)度L?=33.426mm。解：根據(jù)公式L=mcosα[(k-0.5)π+zinva]和題給條件估算m,可得：L?=mcos20°[(5-0.5)π+40inv20°]L?=m?cos20°[(6-0.5)π+40inv20°]=因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表取得最為接近的標(biāo)準(zhǔn)值：湖=2m。10-26已知一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)的模數(shù)m=5mm,壓力角a=20°,中心距a=350mm,傳動(dòng)比i12=9/5,試求兩輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、基圓直徑以及分基圓直徑分別為：d?=d?cosα=250×10-27試問當(dāng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒根圓與基圓重合時(shí)，其齒數(shù)應(yīng)為多少?又當(dāng)齒數(shù)大于以上解：齒根圓與基圓重合時(shí)，根據(jù)公式d,=d,即m(z-2h°-2c°)=mzcosa得的齒數(shù)時(shí)，齒根圓大于基圓。10-28已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的α=20°、m=5mm、zi=19、z?=42,試求其重合度Ea。問當(dāng)有一對(duì)輪齒在節(jié)點(diǎn)P處嚙合時(shí)，是否還有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)；又當(dāng)一對(duì)輪齒在B?點(diǎn)處嚙合時(shí)，情況又如何?(見圖10-8)圖10-8解：兩齒輪的分度圓和齒頂圓半徑分別為：ra=ri+h"m=47.5+1×5=則齒頂圓壓力角分別為：所以重合度為：綜上可知，當(dāng)有一對(duì)輪齒在P點(diǎn)嚙合時(shí)，沒有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)；當(dāng)一對(duì)輪齒在B?處嚙合時(shí)，有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)。10-29設(shè)有一對(duì)外嚙合齒輪的zi=30,z?=40,m=20mm,α=20°,h*a=1。試求當(dāng)a"=725mm時(shí)，兩輪的嚙合角a"。又當(dāng)嚙合角a"=22°30"時(shí)，試求其中心距a"。解：根據(jù)題意，標(biāo)準(zhǔn)中心距：①中心距a'=725mm時(shí)的嚙合角：②當(dāng)嚙合角α'=22°30'時(shí)的中心距：10-30已知一對(duì)外嚙合變位齒輪傳動(dòng)的z?=z2=12,m=10mm,α=20°,h*a=1,a"=130mm,試設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪(取xi=x?)。解：(1)確定嚙合齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距：①確定嚙合角：②確定變位系數(shù)和：x?+x?=(invd-inva)(z?+=(inv29.84°-inv20)(12+12)/2tan20°=1.2496③確定中心距變動(dòng)系數(shù)：y=(a'-a)/m=(130④確定齒頂高降低系數(shù)：Ay=(x?+x?)-y=1.2496-1=0.(2)由(1)可得該齒輪的各幾何尺寸齒頂圓半徑：ra=ra=i+hm+xm-Am=60+10+0.6248×10-0.2496×10=基圓半徑：r?=r%2=r?cosα=60cos20°=56.382mm(3)檢驗(yàn)重合度和齒頂厚10-31在某牛頭刨床中，有一對(duì)外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知z?=17,z?=118,m=5mm,α=20°,h*a=1,a"=337.5mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)小齒輪已嚴(yán)重磨損，擬將其報(bào)廢。大齒輪磨損較輕(沿分度圓齒厚兩側(cè)的磨損量為0.75mm),擬修復(fù)使用，并要求所設(shè)計(jì)的小齒輪的齒頂厚盡可能大些，問應(yīng)如何設(shè)計(jì)這一對(duì)齒輪?解：(1)該嚙合齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距：①確定嚙合角：α'=20°②確定變位系數(shù)和：苦，=頃根據(jù)題意，小齒輪報(bào)廢，大齒輪繼續(xù)使用，因此應(yīng)取大齒輪為負(fù)變位齒輪，小齒輪為正變位齒輪，可得兩變位系數(shù)：④確定齒頂高降低系數(shù)：:Ay=0分度圓半徑：齒頂圓半徑：ra=ri+h"m+xm-△ym=42.5+1×5+0.206×5齒根圓半徑：rn=r?-(h°+c°)m+xm=42.5-0.75×5+0.206×5r?=r?-(h°+c")m+x?m=295-1.25×5-0.20基圓半徑：r2=rcosα=295cos20°=277.21mm(3)檢驗(yàn)重合度和齒頂厚兩齒輪的齒頂圓壓力角分別為：重合度：分度圓齒厚：齒頂厚：=2.92mm>0.4m=2mm(合格)=4.14mm>0.4m=2mm(合格)10-32圖10-9所示為一漸開線變位齒輪，其m=5mm,α=20°,z=24,變位系數(shù)x=0.05。當(dāng)用跨棒距來進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要求測(cè)量棒2正好在分度圓處與齒廓相切。試求所需的測(cè)量棒半徑rp,以及兩測(cè)量棒外側(cè)之間的跨棒距L。解：如圖10-10所示。圖10-9圖10-10所以跨棒距：跨棒距：10-33為了測(cè)量?jī)?nèi)齒輪輪齒的厚度，常采用如圖10-11所示的測(cè)量跨棒距L的方法來實(shí)現(xiàn)。用這種方法來測(cè)量齒厚，不需用齒頂圓作為定位基準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確，方法也較簡(jiǎn)單。試證明跨棒距L屬=2RL-dp(用于偶齒數(shù))(用于奇齒數(shù))x為變位系數(shù)。圖10-11證明：如圖(a)所示，當(dāng)齒數(shù)為偶數(shù)時(shí)，有Lg=2R?-r,-r,-2R?-d,如圖(b)所示，當(dāng)齒數(shù)為奇數(shù)時(shí)，又10-34設(shè)已知一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的zi=20,z=40,mn=8mm,β=15°(初選值),B=30mm,h"an=1。解：(1)斜齒輪的螺旋升角β=15°時(shí)其中心距為：修正螺旋升角：則端面模數(shù)：兩齒輪的齒頂圓壓力角分別為：軸面重合度：(3)當(dāng)量齒數(shù)：(1)β=60°時(shí)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：dn?=d?-2(h°+c°)mcosδ=75-2×δa=δ+θ=26.57°+4°=30.57°,δa?=δ?+θδ?=δ?-θ,=26.57°-4°=22.57°,δr?=δ?-θ,分度圓齒厚：,10-38有一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)，試解：(1)小齒輪分錐角：(2)小齒輪分錐角：則當(dāng)量齒數(shù)：因此小齒輪不會(huì)發(fā)生根切。10-39試比較教材表10-1(圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列)和教材表10-6(錐齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列)有何不同?為什么錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值較多，且無第一系列和第二系列之分?解：不同：教材表10-6相當(dāng)于教材表10-1中的第一、第二系列加在一起又加入了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。原因：由于教材表10-6是圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)按照大端規(guī)定的，整個(gè)齒輪上沿軸向方向模數(shù)是變化的，因此應(yīng)該可以選用較多的模數(shù)。10-40一蝸輪的齒數(shù)z?=40,d?=200mm,與一單頭蝸桿嚙合，試求：(1)蝸輪端面模數(shù)mT?及蝸桿軸面模數(shù)mx?;(2)蝸桿的軸面齒距Px?及導(dǎo)程1;(3)兩輪的中心距a;(4)蝸桿的導(dǎo)程角γi、蝸輪的螺旋角β2及兩者輪齒的旋向。解：(1)由已知得：(2)蝸桿軸面齒距：P=πm=15.7mm(3)蝸桿的直徑“1可根據(jù)模數(shù)選取50或者90,則中心距：或蝸輪的螺旋升角β=γ。蝸輪蝸桿的旋向相同。第11章齒輪系及其設(shè)計(jì)11-1在給定輪系主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向后，可用什么方法來確定定軸輪系從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向?周轉(zhuǎn)輪系中主、從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向關(guān)系又用什么方法來確定?解：在定軸輪系中從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向可用標(biāo)注箭頭的方法來確定，一對(duì)嚙合傳動(dòng)的圓柱或圓錐齒輪在節(jié)點(diǎn)處的圓周速度相同，因此表示轉(zhuǎn)向的箭頭同時(shí)指向或同時(shí)背離節(jié)點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)方法，畫出主動(dòng)輪轉(zhuǎn)向后，可依次得出各從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向。分析周轉(zhuǎn)輪系時(shí)，先將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成一個(gè)定軸輪系，由此可按照箭頭法確定轉(zhuǎn)化后輪系中主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系；對(duì)于各齒輪絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向關(guān)系則需要根據(jù)計(jì)算值確定。11-2如何劃分一個(gè)復(fù)合輪系的定軸輪系部分和各基本周轉(zhuǎn)輪系部分?在圖11-1所示的輪系中，既然構(gòu)件5作為行星架被劃歸在周轉(zhuǎn)輪系部分中，在計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系部分的傳動(dòng)比時(shí)，是否應(yīng)把齒輪5的齒數(shù)zs計(jì)入?圖11-1解：將復(fù)合輪系劃分成定軸輪系部分和周轉(zhuǎn)輪系部分，關(guān)鍵是把其中的周轉(zhuǎn)輪系部分找出來。周轉(zhuǎn)輪系的特點(diǎn)是具有行星輪和行星架，故先要找到輪系中的行星輪和行星架。每一行星架，連同行星架上的行星輪和與行星輪相嚙合的太陽輪就組成一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系。在一個(gè)復(fù)合輪系中可能包含有幾個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系，當(dāng)將這些周轉(zhuǎn)輪系一一找出之后，剩下的就是定軸輪系部分。計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比時(shí)，只與轉(zhuǎn)化輪系中各主、從動(dòng)輪的齒數(shù)有關(guān)，與行星架無關(guān)，因此計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系中的傳動(dòng)比時(shí)，不應(yīng)把齒輪5的齒數(shù)計(jì)入。11-3在計(jì)算行星輪系的傳動(dòng)比時(shí)，式imH=1-i?m只有在什么情況下才是正確的?解：在計(jì)算行星輪系的傳動(dòng)比時(shí)，式imH=1-i"m只有在所研究的輪系為具有固定輪的行星輪系，且固定輪為n時(shí)，才是正確的。11-4在計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比時(shí)，式i"mm=(nm-na),(nn-na)中的i"mm是什么傳動(dòng)比，如何解：是周轉(zhuǎn)輪系所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比，計(jì)算公式為：“±”號(hào)用箭頭法確定，周轉(zhuǎn)輪系中，m、n兩輪的軸線彼此平行，當(dāng)兩輪轉(zhuǎn)向相同時(shí)規(guī)定其傳動(dòng)比為正，反之為負(fù)。11-5用轉(zhuǎn)化輪系法計(jì)算行星輪系效率的理論基礎(chǔ)是什么?為什么說當(dāng)行星輪系為高速時(shí)，用它來計(jì)算行星輪系的效率會(huì)帶來較大的誤差?解：理論基礎(chǔ)：機(jī)械中的輸入功率和輸出功率總有一個(gè)是已知的，所以只要能求出摩擦損失功率，就可計(jì)算出機(jī)械的效率。而機(jī)械中的摩擦損失功率主要取決于各運(yùn)動(dòng)副中的作用力、運(yùn)動(dòng)副元素間的摩擦系數(shù)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小。行星輪系的轉(zhuǎn)化輪系和原行星輪系的上述三個(gè)參量除因構(gòu)件回轉(zhuǎn)的離心慣性力有所不同外，其余均不會(huì)改變。因而，在可以不考慮構(gòu)件回轉(zhuǎn)的離心力時(shí)，行星輪系與其轉(zhuǎn)化輪系中的摩擦損失功率應(yīng)相等。當(dāng)行星輪系為高速時(shí)，因各構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度快，所產(chǎn)生的離心慣性力大，不能夠被忽略，所以用轉(zhuǎn)化輪系法來計(jì)算行星輪系的效率會(huì)帶來較大的誤差。11-6何謂正號(hào)機(jī)構(gòu)、負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)?各有何特點(diǎn)?各適用于什么場(chǎng)合?解：正號(hào)機(jī)構(gòu)和負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)分別指其轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為正號(hào)或負(fù)號(hào)的周轉(zhuǎn)輪系。正號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：當(dāng)用作減速時(shí)，無論減速比為多少均不會(huì)發(fā)生自鎖，但在某些情況下效率很低；當(dāng)用作增速時(shí)，在某些情況下會(huì)發(fā)生自鎖。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：無論用作增速還是減速，都具有較高的效率，但其傳動(dòng)比較小。適用場(chǎng)合：正號(hào)機(jī)構(gòu)一般用在傳動(dòng)比大，而對(duì)效率要求不高的輔助傳動(dòng)中，負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)一般用11-7何謂封閉功率流?在什么情況下才會(huì)出現(xiàn)?有何危害?解：在封閉式行星輪系中，可能有一部分只在輪系內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)的功率稱為封閉功率流。在選用封閉式行星輪系，當(dāng)其型式及有關(guān)參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，可能會(huì)形成封閉功率流。危害：封閉功率流將增大摩擦損失功率，降低輪系強(qiáng)度，對(duì)傳動(dòng)十分不利。11-8在確定行星