機械原理課后全部習題解答

1、機械原理習題解答機械工程學院目錄第1章緒論 1第2章平面機構的結構分析 3第3章平面連桿機構 8第4章凸輪機構及其設計 15第5章齒輪機構 19第6章輪系及其設計 26第8章機械運動力學方程 32第9章平面機構的平衡 39第一章 緒 論一、補充題1、復習思考題1）、機器應具有什么特征機器通常由哪三部分組成各部分的功能是什么2）、機器與機構有什么異同點3）、什么叫構件什么叫零件什么叫通用零件和專用零件試各舉二個實例。4）、設計機器時應滿足哪些基本要求試選取一臺機器，分析設計時應滿足的 基本要求。2、填空題1）、機器或機構，都是由 組合而成的。2） 、機器或機構的 之間，具有確定的相對運動。3）

2、、機器可以用來人的勞動，完成有用的 。4） 、組成機構、并且相互間能作 的物體，叫做構件。5） 、從運動的角度看，機構的主要功用在于 運動或運動的形式。6） 、構件是機器的 單元。零件是機器的 單元。7） 、機器的工作部分須完成機器的 動作，且處于整個傳動的。8）、機器的傳動部分是把原動部分的運動和功率傳遞給工作部分的。9） 、構件之間具有的相對運動，并能完成的機械功或實現能量轉換的的組合，叫機器。3、判斷題1）、構件都是可動的。（）2） 、機器的傳動部分都是機構。（）3） 、互相之間能作相對運動的物件是構件。（）4） 、只從運動方面講，機構是具有確定相對運動構件的組合。（）5） 、機構的作用

3、，只是傳遞或轉換運動的形式。（）6）、機器是構件之間具有確定的相對運動，并能完成有用的機械功或實現能量轉換的構件的組合。（）7） 、機構中的主動件和被動件，都是構件。（）2填空題答案1）、構件2）、構件3）、代替機械功4 ）、相對運動5）、傳遞轉換6）、運動制造7）、預定終端8）、中間環(huán)節(jié)9）、確定有用構件3判斷題答案1）、V 2）、V 3）、V 4）、V5）、X6）、V 7）、V第二章 機構的結構分析2-7 是試指出圖 2-26 中直接接觸的構件所構成的運動副的名稱。解：a）平面高副b）空間低副c）平面高副2-8將圖 2-27 中機構的結構圖繪制成機構運動簡圖， 標出原動件和機 架，并計算其

4、自由度。解：b）n=3 , Pl=4 , PH=0,F=3X 3-2 X 4=1c）n=3,PL =4 , Ph=0,F=3 X 3-2 X 4=12-9 試判斷圖 2-28 中所示各“機構”能否成為機構，并說明理由。解：修改后的機構修改后的機構修改后的機構2-10 計算圖 2-29 中所示各機構的自由度，并指出其中是否含有復合鉸鏈、局部 自由度或虛約束，說明計算自由度應作何處理。解：a)n=5 ,Pl =7 ,有復合鉸鏈：構件3和構件5;構件3和構件1;F=3n-2 fl =3 X 5 2 X 7=1b)n=6 ,Pl=8 ,PH=1 ,有局部自由度，有虛約束F=3n-2 fl - Ph =

5、3x6-2x8-1=1有虛約束，有復合鉸鏈n=5 ,fl =7,Ph =0,F=3n-2 fl - Ph =3 X 5-2 X 7-0=1e)8C - BlCCD CfD有對稱虛約束n=5 , Pl =7F=3n-2 Pl=1d)OA= OAf OA'r "-巧涇f)門有對稱虛約束n=3 , Pl =3 , Ph =2F=3n-2 Pl-Ph =1有虛約束g) n=2 , Pl =2, Ph =1 ,n=3 , Pl =4n=3 , Pl =4F=3n-2 Pl =3 X 3-2 X 4=1或者:n=4 , Pl =5 Ph =1 ,F=3n-2 fl - Ph =3 X 4

6、-2 X 5-1=12-12計算圖2-30所示各機構的自由度，并在高副低代后，分析組成 這些機構的基本桿組即桿組的級別。解：a)n=4，PL =5，FH =1F=3n-2 PL- FH =1所以此機構為III級機構b) n=3，Pl =3，FH =2F=3n-2 Pl-FH =1 c) n=4， Pl =4， Ph =3F=3n-2 PL -PH =1d) n=6， PL =8 ， PH =1F=3n-2 PL -PH =1對于圖所以此機構為 III 級機構2-13 說明圖 2-32 所示的各機構的 組成原理 ，并判別機構的級別和所含桿組的數目。2-32f 所示機構，當分別以構件 1、3、7

7、作為原動件時，機構的級別會有什么變化a)機構的級別 :IIb)機構的級別 :IIf) 當分別以構件 1、3、7 作為原動件時以構件 1 作為原動件時，以構件 1 作為原動件時，機構的級別 II以構件 3 作為原動件時，以構件 3 作為原動件時，機構的級別 :II以構件 7 作為原動件時，以構件7作為原動件時，機構的級別：山計算機構的自由度。 并確定機構所2-14繪制圖2-33所示機構高副低代后的運動簡圖, 含桿組的數目和級別以及機構的級別。圖2-33機構示意圖機構高副低代后的運動簡圖桿組的級別：111所以，機構的級別：1112-15試分析圖2-35所示刨床機構的組成，并判別機構的級別。若以構件

8、4為原動件，則此機構為幾級 解：F=3n-2pL-PH=3X 5-2 X 7=1一、若以構件1為原動件，則此機構拆分的桿組是:所以此機構為III級、若以構件4為原動件，則此機構拆分的桿組是:所以此機構為 II 級第三章 平面連桿機構3-9 圖 3-54 所示平面鉸鏈四桿運動鏈中，已知各構件長度分別為 lAB 55mm ， lBC 40mm， lCD 50mm， lAD 25mm。（1）判斷該機構運動鏈中四個轉動副的類型。（2）取哪個構件為機架可得到曲柄搖桿機構。（3）取哪個構件為機架可得到雙曲柄機構。（4）取哪個構件為機架可得到雙搖桿機構解：平面連桿機構L AB=55 L BC=40 L CD

9、=50 L AD=25LAB+L AD<L BC+L CD（1） A、D整轉副 B、C擺轉副（ 2） AB 或 CD 為機架時，為曲柄搖桿機構（ 3） AD 為機架時，為雙曲柄機構（4）BC 為機架時，為雙搖桿機構3-10圖3-57所示為一偏置曲柄滑塊機構，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解:主要分析能否通過極限位置，a+e<b3-11在圖 3-81所示的鉸鏈四桿機構中， 各桿件長度分別為 lAB 25mm， lBC 40mm， lCD 50mm， lAD 55mm。（1）若取AD為機架，求該機構的極位夾角9 ,桿CD的最大擺角和最小傳動角

10、min 02）若取 AB 為機架，求該機構將演化為何種類型的機構為什么請說明這時C、D兩個轉動副是周轉副還是擺轉副。圖 3-58 鉸鏈四桿機構解：由于 25+ 55<40+ 50,所以 Iab + Iad < |bc+ Icd,且以最短桿AE的鄰邊為機架。故該鉸鏈四桿機構為曲柄搖桿機構。AE為曲柄。1) 以曲柄AE為主動件，作出搖桿CD的極限位置如圖所示。二 ACi = Iab + Ibc = 40+ 25= 65AC2= Ibc - |ab = 40 - 25= 15(1) 極位夾角出現在AB與連桿BC重合位置圖1行程速比系數 K=(180°+9)/(180 °

11、;-9) 1.17(2) 求搖桿的最大擺角©，從圖1,搖桿的最大擺角©:©= / B1 DC 1 Z B2DC2(3) 最小傳動角丫 min出現在AE與機架AD重合位置 (分正向重合、反向重 合)如圖 2。分別求出 1、2 ，再求最小傳動角。圖2曲柄處于AE 1位置時，傳動角丫 1= 1=36.860.曲柄處于AE 2位置時，傳動角丫 2= 180 2=54.90°.現比較的丫 1、丫 2大小，最小傳動角取丫 1、丫 2中最小者.°.丫 min = 36.8602) ?取AE為機架，即取最短桿為機架，該機構演化為 雙曲柄機構。因 為在曲柄搖桿機

12、構中取最短桿作為機架， 其2個連架桿與機架相連的運動副 A、E均為周轉副°C、D兩個轉動副為擺轉副。3-15 圖 3-59 所示為加熱爐爐門的啟閉狀態(tài)，試設計一機構，使爐門能占有圖示的兩個位置。圖 3-59 題 3-15 圖提示:把門看著是在連桿上，即兩個活動鉸鏈中心在門上，同時把固定鉸鏈中心裝在爐子的外壁上。3-16 試設計一個如圖 3-60 所示的平面鉸鏈四桿機構。設已知其搖桿B0B的長度IB0B 75 mm，行程速比系數 K=1.5，機架酢。的長度Ia0b0 100mm，又知搖桿的一個極限位置與機架間的夾角45°，試求其曲柄的長度lA0A和連桿的長度Iab。圖 3-6

13、0 題 3-16 圖解：（符號與課本不太一致）當行程速比系數K=1.5時，機構的極位夾角為即機構具有急回特性，過固定鉸鏈點A作一條與已知直線AC；成36的直線再與活動鉸鏈點C的軌跡圓相交，交點就是活動鉸鏈點C的另一個極限位置。選定比例尺，作圖，如下圖所示。由圖可知，有兩個交點，即有兩組解。直接由圖中量取AC； 70.84，AC225.75，AC2169.88。故有兩組解。解一：構件AB的長為IabAC；AC2270.8425.75“ 2ZZ.構件BC的長為IbcAC；ac270.84 25.7548.3mm22搖桿的擺角41解二：構件AB的長為|abac2AC；169.8870.8449.52

14、mm22構件BC的長為IbcAC2AC；169.8870.84120.36mm22搖桿的擺角1073-17如圖3-61所示，設已知破碎機的行程速比系數K =1.2，顎板長度Icd 300 mm，顎板擺角 =35o，曲柄長度Iab=80 mm。求連桿的長度，并驗算最小傳動角min是否在允許的范圍內。圖3-61題3-17圖3-18試設計一曲柄滑塊機構，設已知滑塊的行程速比系數K =1.5，滑塊的沖程H =50 mm，偏距e =20 mm，并求其最大壓力角max268mm,6825268 252290AOC1解題3-18圖解：行程速比系數 K=1.5，則機構的極位夾角為選定作圖比例，先畫出滑塊的兩個

15、極限位置 C1和C2,再分別過點C1、C2作與直線C1C2 成9054的射線，兩射線將于點O。以點O為圓心，OC2為半徑作圓，再作一條與直線C1 C2相距為e 20mm的直線，該直線與先前所作的圓的交點就是固定鉸鏈點A。作所以21.5mm46.5mm最大壓力角，提示：出現在曲柄與導路垂直的時候3-19圖3-62示為一牛頭刨床的主傳動機構，已知IaoA 75mm, Ibc 100mm ,行程速比系數K=2，刨頭5的行程H=300mm。要求在整個行程中，刨頭5有較 小的壓力角，試設計此機構。圖3-62題3-19圖解：（符號與課本不太一致）由題可得極位夾角180°X( kl)/( k+l)

16、=60。即擺桿BoB的擺角為60。.曲柄運動到與BoB垂直，其擺桿BoB分別處于左右極限位置BoBi、B0B2 已知：曲柄長度1仏=75機架 A0B0 的長度 lAoBo = 75/sin (B/2) = 150mm欲使其刨頭的行程H = 300mm，即C點運動的水平距離為300mm .擺桿 B0B1 的長度 IBB =H/2/ sin (B/2) = 150/sin30°= 300mm為了使機構在運動過程中壓力角較小，故取刨頭5構件的導路在B3F的中點，且丄A0Bo .BoF =椿店 x cos (0/2) = 150X 3 mm刨頭5構件離曲柄轉動中心 Ao點的距離為：IaoE

17、= IB0B3 lAoBo (IB0B3 1時)/2 = 300 150 (300 150X 3 )/2130H3-22有一曲柄搖桿機構，已知其搖桿長Ib0b 420mm，擺角90°，搖桿在兩極限位時與機架所成的夾角各為 60°和30°，機構的行程速比系數K=1.5，設計此四桿機構，并驗算最小傳動角 min。解：18o° k 1 36°按照課本的方法作圖3-23 試求圖3-65所示各機構在圖示位置時全部瞬心的位置。(d)(a)( b)(c)圖3-65題3-23圖提示：列出n個構件，畫出n邊形，同時結合三心定理(a)P14(P24)(b )絕對瞬

18、心：Pl2、P13、P14；相對瞬心：P23、P34、P24。P23(P24)Pl2P12P13、P14在過C點垂直于BC的無窮遠處。(d )3-24在圖3-66所示的機構中，已知曲柄2順時針方向勻速轉動，角 速度2 100rad/s,試求在圖示位置導桿4的角速度4的大小和方向。圖3-66題3-24圖解：P12在A0， P14在B0 ，P34在無窮遠n=4k n(n 1)2根據P24是的瞬心，兩個構件在該點的絕對速度相等。第四章凸輪機構4- 10圖4-40所示為一尖端移動從動件盤凸輪機構從動件的運動線圖。試在圖ds根據關系式v 一d如上右圖所示。在運動的開始時點上補全各段的位移、速度及加速度曲

19、線，并指出在哪些位置會出現剛性沖擊哪 些位置會出現柔性沖擊a，補全后的從動件位移、速度和加速度線圖d45=0、以及、J處加速度有限突變，所以在這些333位置有柔性沖擊；在處速度有限突變，加速度無限突變，在理論上將會產生無2升=禾口3窮大的慣性力，所以在這些位置有剛性沖擊。4- 13設計一偏置移動滾子從動件盤形凸輪機構。已知凸輪以等角速度順時針轉動，基圓半徑rb 50mm,滾子半徑rr 10mm，凸輪軸心偏于從動件軸線右側，偏距e=10mm。從動件運動規(guī)律如下：當輪轉過120°時，從動件以簡諧運動規(guī)律 上升30mm;當凸輪接著轉過30°時從動件停歇不動；當凸輪再轉過150&#

20、176;時，從動 件以等加減速運動返回原處；當凸輪轉過一周中其余角度時，從動件又停歇不 動。反轉法畫圖4- 6設計一對心移動平底從動件盤形凸輪機構。已知基圓半徑rb 50mm，從動件平底與導路中心線垂直，凸輪順時針等速轉動。從動件運動規(guī)律如下：當凸 輪轉過120°時，從動件以簡諧運動規(guī)律上升30mm;當凸輪再轉過150°時，從動件以簡諧運動規(guī)律返回原處；當凸輪轉過其余 90°時，從動件又停歇不動。4-7在圖4-43所示的凸輪機構中，已知擺桿 B0B在起始位置時垂直于A0B， %b 40mm，1斫 80mm，滾子半徑r10mm，凸輪以等角速度 順時針轉動。 從動件運

21、動規(guī)律如下：當凸輪再轉過1800時，從動件以擺線運動規(guī)律向上擺動30°當凸輪再轉過150°時，從動件以擺線運動規(guī)律返回物原來位置，當凸輪轉過其余 30o 時，從動件又停歇不動4-15試用作圖法求出圖4-47所示凸輪機構中當凸輪從圖示位置轉過 45°后機構 的壓力角，并在圖上標注出來。反轉法畫圖4- 16在圖 4-48所示的凸輪機構中，從動件的起始上升點均為 C 點。1 ）試在圖上標注出從 C 點接觸時，凸輪轉過的角度 及從動件走過的位移。 2）標出在 D 點接觸凸輪時機構的壓力角 a。解：a）圖：（1 ）作偏置圓（2）過 D 點作偏置圓切線 ,得出所在位置（3）作

22、理論輪廓，作出兩者交點 B'（ 4）得 s 如圖（5）b）圖：（ 1）以 A0 為圓心， AA0 為半徑畫圓弧；（ 2） 以 B1 為圓心， AB 為半徑畫圓??；交 A1 點；（ 3） 2 1第五章 齒輪機構5- 11 一漸開線在基圓半徑rb 50mm的圓上發(fā)生。試求：漸開線上向徑m 65mm 的點 k 的曲率半徑 k 、壓力角 ak 和展角 k 。解: cos krbk50 arc cos39.7rk65 kk 50 tg 39.7°41.5mmktg kk 0.139弧度5- 12 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪 m 5mm, 20 , z 45，試分 別求出分度圓、基圓

23、、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。解: 分度圓 20o基圓處cos b直，b 0orb齒頂圓處跡a :著0.89925.89°5- 13 已知一對外嚙合正常齒制標準直齒圓柱齒輪 m 2mm ,乙20 ,九 45 ,試計算這對齒輪的分度圓直徑、齒頂高、齒根高、 頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、齒距、齒厚和齒槽寬。解:由 m 2mm,20, z2 455- 14 試比較正常齒制漸開線標準直齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么 條件下基圓大于齒根圓什么條件下基圓小于齒根圓* *解：根據：df d 2hf mz 2 (1% c ) m(2) m 1如果齒數小于等于41,基圓

24、大于齒根圓m 1如果齒數大于42,基圓小于齒根圓m 1如果齒數小于等于44,基圓大于齒根圓m 1如果齒數大于45,基圓小于齒根圓5-15 現需要傳動比i 3的一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，有三個壓 力角相等的漸開線標準直齒圓柱齒輪，它們的齒數分別為z1 20，Z2 Z3 60， 齒頂圓直徑分別為da1 44mm ， da2 124mm， da3 139.5mm，問哪兩個齒輪 能用中心距a等于多少并用作圖法求出它們的重合度。解：兩個齒輪能用，是指能夠正確嚙合。根據所以：齒輪1和齒輪2兩個齒輪能用.中心距 a (z, z2) 80mm2重合度5-18 對 z1 =24、z2=96、m=4mm、=

25、20、ha=1、c*=0.25 的標準安裝 的漸開線外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動。因磨損嚴重，維修時擬利用大齒輪坯，將大 齒輪加工成變位系數X2=-0.5的負變位齒輪。試求：1)新配的小齒輪的變位系數X1。2 )大齒輪頂圓直徑da2。5-20在圖所示的同軸式漸開線圓柱齒輪減速器中，已知：z1=15、z2=53、z3=56、z4=14,兩對齒輪傳動的中心距 a12'a34'70mm,各輪的m=2mm、 =20°、ha=1、c =0.25。(1)若兩對齒輪均采用直齒圓柱齒輪，試選擇兩對齒輪的傳動類型，并分別求 其嚙合角。(2)若輪1、2采用斜齒圓柱齒輪，輪3、4仍采用直齒圓

26、柱齒輪，貝計算輪1、2的螺旋角的大小。判斷輪1是否根切。輪3、4不發(fā)生根切的最小 變位系數xmin。設計計算輪3、4的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑。解：(1)若兩對齒輪均采用直齒圓柱齒輪，兩對齒輪的傳動類型實際中心距： a=70mm理論中心距：ai2=0.5X m(zi + Z2)=0.5X 2(15+ 53)=68 mma34=0.5X m(z3 + z4)=0.5x 2(14+ 56)=70 mm 因為：a12< a , a= a34所以，齒輪 1 和 2 采用正傳動，齒輪 3 和 4 采用零傳動。嚙合角 a cos acoscos a 12=a12X cos a/a12=68x co

27、s20° /70=0.91，所以，12 =2434 = a =20°(2)若輪 1 、 2 采用斜齒圓柱齒輪，輪 3、 4 仍采用直齒圓柱齒輪 計算輪 1 、 2 的螺旋角的大小a12=0.5x (d1 + d2)= 0.5x mn x (z1 + Z2)/ cosBcosB =0.5x mnX (z1 + z2)/ a12=68/70，所以，B =13.7° 判斷輪 1 是否根切zmin=17 cos3B =17xcos313.7° =15.58z1=15<zmin , 所以，齒輪 1 發(fā)生根切。 輪 3、 4 不發(fā)生根切的最小變位系數 xmin

28、 計算輪 3、 4 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑計算輪 3 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑d3 mz3112mmda3m(z32ha*2x)2(56 2 1 2 ( 0.176) 115.296mmdf3m(z32ha*2c*2x)2(56 2 1 2 0.25 2 ( 0.176)106.296mm計算輪 4 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑5-21 設已知一對斜齒輪轉動，z1 20 、 z2 40 、 mn 8mm 、20 、zv1， zv2 。解：5-22 一平行軸斜齒輪機構。已知： z1=30、z2=100 、mn=6mm 。若要求設計中 心距為 400mm ，試確定該對斜齒輪的螺旋角。解：

29、5-25 有一阿基米德蝸桿傳動，已知：傳動比 i 18，蝸桿頭數 z1 2 ，直徑 系數 q 8 ，分度圓直徑 d1 80mm 。試求：（1）模數 m 、蝸桿分度圓柱導程角 、蝸輪齒數 z2 及分度圓柱螺旋角 ； （2）蝸輪的分度圓直徑 d2 和蝸桿傳動中心距 a 。解：第六章 輪系及其設計6- 11 在 圖 6-27 所 示 的 車 床 變 速 箱 中 ， 已 知 各 輪 齒 數 為 z1=42,z 2=58,z 3'=38,z 4'=42,z 5'=50,z 6'=48, 電動機轉速為 1450r/min 。 若移動 三聯(lián)滑移齒輪 a 使齒輪 3'和

30、 4'嚙合，又移動雙聯(lián)滑移齒輪 5'6 '嚙合，試求 此時帶輪轉速的大小和方向。解：6- 12 圖 6-28 所示為一電動卷揚機的傳動簡圖。已知蝸桿 1 為單頭右旋蝸 桿，蝸輪 2的齒數 z2 42 ，其余各輪齒數為： z2' 18，z3 78 ，z3' 18 ，z4 55； 卷筒 5 與齒輪 4 固聯(lián)，其直徑 D5 400mm ，電動機轉速 n1 1450r /min 。試求：（1）卷筒 5 的轉速 n5 的大小和重物的移動速度 v；（2）提升重物時，電動機應該以什么方向旋轉圖 6-28 題 6-12 圖是定軸輪系 ,較簡單。6-13 在圖示輪系中，已

31、知各輪齒數為： z1 60，z2 20 ，z2' 20 ，z3 20， z3' 20，z4 20 ， z5 100 。試求該輪系的傳動比 i41。圖6-29 題6-13圖解：是兩個周轉輪系組成的復合輪系A. 齒輪4、行星齒輪3、行星齒輪2、齒輪5構成周轉輪系H是行星架B. 齒輪4、行星齒輪3、行星齒輪2、行星齒輪2、齒輪1構成周轉輪系H是行星架給系統(tǒng)加一h ,行星架固定。6-14 在圖示輪系中，已知各輪齒數為：zi 26 , Z2 32 , z2 22 , Z3 80 , z436，又片 300r / min , n3 50r/min兩者轉向相反。試求齒輪 4的轉速n4的大小和

32、方向。圖6-30 題6-14圖解：是周轉輪系.齒輪1、行星齒輪2、行星齒輪2、齒輪4、齒輪3構成周 轉輪系，行星架H沒有標出給系統(tǒng)加h，行星架固定。設：n1轉向為正，6-15 圖示周轉輪系，已知Z1 20，Z2 24，z2 30，Z3 40，又n1 200r / min，匕100r / min。試求行星架 H的轉速 三圖6-31 題6-15圖解：是周轉輪系.齒輪1、行星齒輪2、行星齒輪2、齒輪3構成周轉輪系， 行星架H。給系統(tǒng)加h ,行星架固定。設：n1轉向為正，6- 19 圖示為一裝配用電動螺絲刀齒輪減速部分的傳動簡圖。已知各輪齒 數為Z1 Z4 7， Z3 Z6 39。若n1 3000r

33、/ min，試求螺絲刀的轉速n刀。圖6-35 題6-19圖解:是兩個周轉輪系組成的復合輪系A.齒輪1、行星齒輪2、齒輪3構成周轉輪系,H1是行星架。nH1= n4B.齒輪4、行星齒輪5、齒輪6構成周轉輪系,H2是行星架n H2= n刀n3= n 6=0根據裝配條件，可以求出Z2、Z56-22 圖6-38所示輪系中，已知zi 18，乙，20，z 20，z218，z3 58，z3' 56，若n1 1000r/min ,轉向如圖所示，求n3,的大小和方向。圖6-38 題6-22圖解：是一個周轉輪系和一個定軸輪系組成的復合輪系A.齒輪1、行星齒輪2、齒輪3構成周轉輪系,齒輪3是行星架H。nH

34、= n3B.齒輪1、齒輪2，、齒輪3構成定軸輪系.Hi13n1 nH n3 nHZ3 58 乙183.22(a)i1 3n1 n3Z356W202.8(b)nH= n3'(c)n3= m，n3nH2.8(d)聯(lián)立上述四個方程，可以求出：第7章間歇運動機構和其它常用機構7- 1什么是間歇運動有哪些機構能實現間歇運動解主動件的連續(xù)運動，而從動件作非連續(xù)運動。常見的棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構能實現間歇運動7- 2常見的棘輪機構有哪幾種試述棘輪機構的工作特點。解常用類型：單動式、雙動式；單向式、雙向式；外嚙合、內嚙合；摩 擦式等。如課本圖7-1,當擺桿1順時針方向擺動時，棘爪2將插入棘

35、輪齒槽中，并 帶動棘輪順時針方向轉過一定的角度；當擺桿逆時針方向擺動時，棘爪在棘輪的 齒背上滑過，這時棘輪不動。為防止棘輪倒轉，機構中裝有止回棘爪 5，并用彈 簧使止回爪與棘輪齒始終保持接觸。 這樣，當白干1連續(xù)往復擺動時，就實現了 棘輪的單向間歇運動。7- 3槽輪機構有哪幾種基本型式槽輪機構的運動系數是如何定義的解基本型式：外接式和內接式。在一個運動循環(huán)內，槽輪運動時間tb與撥盤運動時間乜之比值kt稱為運動特 性系數。7-5 試述凸輪間歇運動機構的工作原理及運動特點。解工作原理：當凸輪轉動時，通過其曲線溝槽（或凸脊）撥動從動盤上 的圓柱銷，使從動盤作間歇運動。特點：優(yōu)點是結構簡單、運轉可靠、

36、轉位精確，無需專門的定位裝置，易 實現工作對動程和動停比的要求。通過適當選擇從動件的運動規(guī)律和合理設計 凸輪 的輪廓曲線，可減小動載荷和避免沖擊，以適應高速運轉的要求。主要缺 點是精確度要求較高，加工比較復雜，安裝調整比較困難。7-6 不完全齒輪機構與普通齒輪機構的嚙合過程有何異同點解在不完全齒輪機構中，主動輪1連續(xù)轉動，當輪齒進入嚙合時，從動 輪2開始轉動，當輪1上的輪恥退出嚙合時，由于兩輪的凸、凹鎖止弧的定位作 用，齒輪2可靠停歇，從而實現從動齒輪2的間歇轉動。而普通齒輪嚙合是連續(xù) 的，從動輪的運動也是連續(xù)的。第八章機械運動動力學方程8- 6在如圖10-14所示汽輪機和螺旋漿的傳動機構中，

37、已知各構件的轉動慣量分 別為：汽輪機1的轉子和與其相固聯(lián)的軸2及其上齒輪的轉動慣量J1=1900kg?m2，螺旋槳5的轉動慣量為J5=25OO kg?m2，軸3及其上齒輪的轉動慣量=400，軸4及其上齒輪的轉動慣量J3=1OOO kg ? m2，加在螺旋槳上的 阻力矩為M5=30N?m，傳動比i23=6，i34=5。若取汽輪機1為等效構件，試求 整個機組的等效轉動慣量和等效阻力矩。解：|AB=50,移動導桿 38- 7 jjjjj的質量為& m3=0.4k1g，加在導桿3上的工作阻力乍r=20N。若選取曲柄1為等效構 件，試分別求出在下列情況下，工作阻力的等效力矩和導桿3質量的等效轉動

38、慣量Je。(1) 1 0°；(2)130° ;(3)190°解:10-3圖示為X 6140銑床主傳動系統(tǒng)簡圖.圖中標出各軸號(I,，V),軸V為主軸.各輪齒數見圖.各構件的轉動慣量(單位為kg?m2) 為：電動機 Jm=0. 0842;軸：Jsi=0. 0002, Js2=0. 0018, Js3=0. 0019, Js4=0.0070, Js5=0. 0585;齒輪塊：J3=0. 0030, J4=0.0091, J?=0.0334, J8=0 . 0789;齒輪：J5=0. 0053, J6=0. 0087, Jg=0 . 1789, Jw=0. 0056;

39、飛輪 Jf=0 . 1112;帶輪：J1=0 . 0004, J2=0 . 1508;制動器 C: Jc=0.0004, 帶的質量m=1 . 214kg .求圖示傳動路線以主軸V為等效構件時的等 效轉動慣量.解: i12=3 1/3 2=D2/D13 1=275X3 2/145 i25=3 2/3 5=(-1)3x 38X46X 71/ 16X 17X 1832= 25 . 35X 3 5將3 2代入式可得：3 1 = - 48 . 1X3 5i35=3 3/3 5=(-1)2x 46X 71/17X 18- - 3 3=10 . 67X 3 5i45= 3 4/ 3 5=(-1)1X 71/

40、18 二"3 4= 3 . 94X3 5皮帶的速度： V 3 2X D2/2 1A V=25 . 35X 3 5X D2/2A V/ 3 5=25 . 35 X 0 . 275/2=3 . 48由轉動慣量的公式：JV5 = "ni=1JsiX (3 i/3 5)2+mi(Vsi/3 5)222JV5=(Jm+JS1+J1+JC)X ( 3 1/ 3 5) +m X (V/ 3 5) +(J 2+J S2+J3) X ( 3 2/ 32 2 25)2+(j4+JS3+j5+j6)X ( 3 3/ 3 5)2 +(J7+JS4+J8)X (3 4/ 3 5)2+(j9+J F+

41、J10+JS5)X ( 3 5/ 35)2Jv5=(0.0842+0.0002+0.0004+0.0004)x 48.12+1.214X 3.482+(0.1508+0.0018+0.0030)X 25.352+(0.0091+0.0019+0.0053+0.0087X 10.672 +(0 . 0334+0 . 0070+0 . 0789)X 3 . 942+(0 . 1789+0 . 1112+0. 0056+0 . 0585) X 12Jv5=316 . 86(kg m2) 10-5如圖所示為一簡易機床的主傳動系統(tǒng)，由一級皮帶傳動和兩級合并輪傳動組成。已知直流電動機的轉速n o=15OO

42、，小皮帶輪直徑 d=100，轉動慣量Jd=0.1 kg ?m2，大皮帶輪直徑 D=200，轉動慣量 jD=0.3kg?m2，各齒輪的齒數和 轉 動 慣量分 別 為：Zi=32, Ji=0.1 kg?m2 , Z2=56,J2=0.2 kg?m2Z2 '32,J2=0.1 kg ? m2, J3=0.25kg ? m2要求在切斷電源后2s,利用裝在軸上的制動器將整個傳動系統(tǒng)制動住。求 所需的制動力矩。解：以主軸I為等效構件8-8在圖所示定軸輪系中，已知各輪齒數為 Z仁Z2'20,Z3=Z4=40,各輪對其輪心 的轉動慣量分別為Ji=J2=0.01 kg ?m2 J2=j3=0.0

43、4kg ?m2作用在輪1上的驅動力 矩Md=30N?m，作用在輪3上的阻力矩Mr=120 N ?m。設該輪系原來靜止， 試求在Md和Mr作用下，運轉到t=1.5s時，輪1的角速度1和角加速度1。解：取輪1為等效構件1i12= 32=(-1) X Z2/Z13 2 = 3 1/2i13= 3 1/3 3=(-1)2 X Z2X Z3/Z1 X Z2'|二*3 3=20X 20X 3 1/40X 40=3 1/4輪1的等效力矩M為：M= M d X3 1/ 3 1+M r X3 3/ 3 1 =60 X 1 120/4=30 N m輪1的等效轉動慣量J為：J =1( 3 1/ 3 1)2+

44、(J2，+j2)( 3 2/ 3 1)2+3( 3 3/ 3 1)2=0.01 X 1+(0.01+0.04)/4+0.04/16=0.025 (kg - m2)T M=J X£角加速度 £=M/J= 1200 (rad/s2)初始角速度3 0=03 1= 3 0+ £X t3 i=1200x 1.5=1800(rad/s)8- 10已知一機械系統(tǒng)的等效力矩 Me對轉角 的變化曲線如圖所示。各塊面積分 另I為，fi=340mm2 ,f2=810mm2 ,f3=600mm2 ,f4=910mm2 f5=555mm2 f6=470mm2 f7=695mm2 比例尺：M

45、 700 N ?m,平均轉速 nm=800r/min，運轉不mmmm均勻系數=0.02。若忽略其它構件的轉動慣量，求飛輪的轉動慣量。并指出最 大、最小角速度出現的位置。解：根據能量指示圖：8- 11在如圖8- 16所示的傳動機構中，1輪為主動輪。其上作用的主動力矩 M1為常 數。2輪上作用有主力矩 M2，其值隨2輪的轉角 作周期性變化：當 2輪由0度轉到120 度時，其變化關系如圖 8-16(b)所示。當2輪由120度轉至360度時，M2 0.1 Ngm。輪 的平均角度 m 50s 1，兩齒輪齒數為z1 20, z2 40 ,試求：(1) 以1為等效構件時等效阻力矩 M r ；(2) 在穩(wěn)定運轉階段的等效驅動力矩Md ；(3) 為減小速度波動，在1輪軸上加裝飛輪，若要求不均