機(jī)械原理習(xí)題及解答

1、第二章習(xí)題及解答2-1如題圖2-1所示為一小型沖床，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。（a）（b）題圖2-1解：1）分析該小型沖床由菱形構(gòu)件1、滑塊2、撥叉3和圓盤(pán)4、連桿5、沖頭6等構(gòu)件組成，其中菱形構(gòu)件1為原動(dòng)件，繞固定點(diǎn)A作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鉸鏈B與滑塊2聯(lián)接，滑塊2與撥叉3構(gòu)成移動(dòng)副，撥叉3與圓盤(pán)4固定在一起為同一個(gè)構(gòu)件且繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)通過(guò)鉸鏈與連桿5聯(lián)接，連桿帶動(dòng)沖頭6做往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖裁運(yùn)動(dòng)。2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3）自由度計(jì)算其中n=5，Pl=7,Ph=0,F=3n-2PT-Ph=3X5-2X7=1LH故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-2如題

2、圖2-2所示為一齒輪齒條式活塞泵，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。(a)題圖2-2解：1）分析該活塞泵由飛輪曲柄1、連桿2、扇形齒輪3、齒條活塞4等構(gòu)件組成，其中飛輪曲柄1為原動(dòng)件，繞固定點(diǎn)A作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鉸鏈B與連桿2聯(lián)接，連桿2通過(guò)鉸鏈與扇形齒輪3聯(lián)接，扇形齒輪3通過(guò)高副接觸驅(qū)動(dòng)齒條活塞4作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞與機(jī)架之間構(gòu)成移動(dòng)副。2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3）自由度計(jì)算其中n=4,Pl=5,Ph=1F=3n-2PT-Ph=3X4-2X5-1=1LH故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-3如圖2-3所示為一簡(jiǎn)易沖床的初步設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)者的意圖是電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)

3、齒輪1和2減速后帶動(dòng)凸輪3旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)擺桿4帶動(dòng)沖頭實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)沖壓運(yùn)動(dòng)。試根據(jù)機(jī)構(gòu)自由度分析該方案的合理性，并提出修改后的新方案。W:2D2）繪制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖2-3b）選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3）計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度并分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖由圖b可知，n=4p=5p=2p二0F二0lh故F二3n-（2p+p-p）-F二3x4-（2x5+2-0）-0二0lh因此，此簡(jiǎn)易沖床根本不能運(yùn)動(dòng)，需增加機(jī)構(gòu)的自由度。4）提出兩種修改方案為了使機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)，應(yīng)增加機(jī)構(gòu)的自由度。方法可以是：在機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置，增加一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件和一個(gè)低副，或者用一個(gè)高副去代替一個(gè)低副，其修改方案很多，圖c

4、圖d給出其中的兩種方案。新方案中：n二5p二6p二2lh新方案的機(jī)構(gòu)自由度：F=3x5-（2x6+2）=1改進(jìn)后的方案具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-4如題圖2-4所示為一小型壓力機(jī)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。(a)(b)題圖2-4解：分析該壓力機(jī)由齒輪1、偏心輪1、連桿2、導(dǎo)桿3、叉形連桿4、齒輪5、滾子6、滑塊7、沖頭8所組成，其中齒輪1與偏心輪1固定連接組成一個(gè)構(gòu)件，且為原動(dòng)件，偏心輪1與連桿2通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接,連桿通過(guò)鉸鏈推動(dòng)導(dǎo)桿移動(dòng)，導(dǎo)桿的另外一端與連桿4構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿4的中部有一個(gè)滾子6,齒輪5的端面加工有一個(gè)凹槽，形成一個(gè)端面槽形凸輪，滾子6嵌入凸輪槽中，叉形連桿4另外一端與滑

5、塊7構(gòu)成移動(dòng)副，滑塊7通過(guò)鉸鏈與沖頭聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)沖頭滑塊作往復(fù)上下沖壓運(yùn)動(dòng)。作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖(b)所示。計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度n二8p二10p二2pf=0F=1(D處滾子的轉(zhuǎn)動(dòng))lhF=3n-(2p+p-p)-F=3x8-(2x10+2-0)-1=1lh故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-5如題圖2-5所示為一人體義腿膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。(a)題圖2-5解：1）分析該機(jī)構(gòu)所有構(gòu)件均為桿狀，且都是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接，2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3）計(jì)算自由度n=5p=7p=0p=0F二0lhF二3

6、n-（2p+p-p）-F二3x5-2x7二1lh故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-6計(jì)算圖2-6所示壓榨機(jī)機(jī)的機(jī)構(gòu)自由度。11(b)(a)題圖2-6解：該機(jī)構(gòu)中存在結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)部分，構(gòu)件4、5、6和構(gòu)件8、9、10。如果去掉一個(gè)對(duì)稱(chēng)部分,機(jī)構(gòu)仍能夠正常工作，故可將構(gòu)件8、9、10上轉(zhuǎn)動(dòng)副G、H、I、D處帶來(lái)約束視為虛約束；構(gòu)件7與構(gòu)件11在左右兩邊同時(shí)形成導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，只有其中一個(gè)起作用，另一個(gè)是虛約束；構(gòu)件4、5、6在E點(diǎn)處形成復(fù)合鉸鏈。機(jī)構(gòu)中沒(méi)有局部自由度和高副。去掉機(jī)構(gòu)中的虛約束，則得到圖(b)中實(shí)線(xiàn)所示的八桿機(jī)構(gòu)，其中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=7，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)號(hào)=10，于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n

7、一2P-P=3x7一2x10=1lh故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-7計(jì)算題圖2-7所示測(cè)量?jī)x表機(jī)構(gòu)的自由度。題圖2-7解：分析該機(jī)構(gòu)包括6個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，其中導(dǎo)桿與扇形齒輪固聯(lián)在一起組成構(gòu)件5,齒輪與指針固聯(lián)在一起組成構(gòu)件6。計(jì)算自由度活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n二6，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)P二8，高副數(shù)P二1于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：LHF二3n-2P-P二3x6-2x8-1二1LH故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-8如題圖2-8所示為一物料輸送機(jī)構(gòu)，試?yán)L制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。(b)解分析該機(jī)構(gòu)中共包含有8個(gè)構(gòu)件，且所有構(gòu)件均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，其中曲柄為原動(dòng)件。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2-8(

8、b)所示。計(jì)算自由度活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n二7，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)P二10，高副數(shù)P二0于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為:LHF二3n2PP二3x72x100二1LH故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-9如題圖2-8所示為一擬人食指機(jī)械手，試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。(a)(b)題圖2-9解：分析該機(jī)構(gòu)共有8個(gè)構(gòu)件，其中手掌體為機(jī)架，活塞A作直線(xiàn)移動(dòng)，為原動(dòng)件，其余運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副。繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2-9(b)所示。自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)：n=7p=10p=0p=0F二0lhF二3n-(2p+p-p)-F=3x7-2x10二1lh故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-9如題圖2-9所示為

9、某一機(jī)械中制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，工作中當(dāng)活塞桿1被向右拉時(shí)，通過(guò)各構(gòu)件傳遞運(yùn)動(dòng)迫使擺桿4、6作相向擺動(dòng)，制動(dòng)塊壓緊制動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；當(dāng)活塞桿1被向左拉時(shí)，迫使構(gòu)件4、6作反相擺動(dòng)，此時(shí)制動(dòng)塊與制動(dòng)輪脫離接觸，不起制動(dòng)作用。試分析該機(jī)構(gòu)由不制動(dòng)狀態(tài)過(guò)渡到制動(dòng)狀態(tài)時(shí)機(jī)構(gòu)自由度變化情況。解：分析工作過(guò)程制動(dòng)過(guò)程中閘瓦經(jīng)歷了不接觸制動(dòng)輪，到單邊閘瓦接觸制動(dòng)輪，再到兩側(cè)閘瓦全部壓緊制動(dòng)輪三種情況。閘瓦接觸到制動(dòng)輪之后，擺桿停止擺動(dòng)，此時(shí)的擺桿可認(rèn)為變成了機(jī)架的一部分，因此，制動(dòng)過(guò)程中機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目會(huì)發(fā)生變化。未剎車(chē)時(shí)，剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自由度n二6p-8p-0p=0F二0lhF二3n-(2p+p-p)-F二3x6

10、-2x8二2lh閘瓦G,J之一剎緊車(chē)輪時(shí)，剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自由度n=5p=7p=0p=0F二0lhF=3n-(2p+p-p)-F=3x5-2x7=1lh閘瓦G,J同時(shí)剎緊車(chē)輪時(shí)，剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自由度n二4p二6p二0p二0F二0lhF=3n-(2p+p-p)-F=3x4-2x6=0lh2-10題4-3圖為外科手術(shù)用剪刀。其中彈簧的作用是保持剪刀口張開(kāi)，并且便于醫(yī)生單手操作。忽略彈簧，并以構(gòu)件1為機(jī)架，分析機(jī)構(gòu)的工作原理，畫(huà)出該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。42(a)1L(b)題圖2-10解：1）工作原理分析若以構(gòu)件1為機(jī)架，則該手術(shù)用剪刀由機(jī)架1、原動(dòng)件2、從動(dòng)件3、4組成，共4個(gè)構(gòu)件。屬于平面四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)用手握住剪

11、刀，即構(gòu)件1（固定鉗口）不動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件2,使構(gòu)件2繞構(gòu)件1轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)構(gòu)件3帶動(dòng)構(gòu)件4（活動(dòng)鉗口）也沿構(gòu)件1（固定鉗口）上下移動(dòng)，從而使剪刀的刀口張開(kāi)或閉合。2）繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2-10（b）所示。3）自由度計(jì)算p二0p，二0F=0hF=3n一(2p+plh-p，)-F二3x3-2x4二02-11如題圖2-11所示為一內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度，并確定該機(jī)構(gòu)的級(jí)別，若選構(gòu)件5為原動(dòng)件，該機(jī)構(gòu)又是幾級(jí)機(jī)構(gòu)。(a)(b)題圖2-11解：1）計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度F二3n-(2p+p-p，)-F，二3x7-2x10二1lh取構(gòu)件AB為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的基本桿組圖如圖

12、b所示，此機(jī)構(gòu)為II級(jí)機(jī)構(gòu)。取構(gòu)件EG為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的基本桿組圖如圖c所示，此機(jī)構(gòu)為III級(jí)機(jī)構(gòu)。AA*I第5章思考題5-1齒輪傳動(dòng)要?jiǎng)蛩?、連續(xù)、平穩(wěn)地進(jìn)行必須滿(mǎn)足哪些條件?答齒輪傳動(dòng)要均勻、平穩(wěn)地進(jìn)行，必須滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律.即i=3/3=0P/0P,121221其中P為連心線(xiàn)0P與公法線(xiàn)的交點(diǎn)。12齒輪傳動(dòng)要連續(xù)、平穩(wěn)地進(jìn)行，必須滿(mǎn)足重合度&三1,同時(shí)滿(mǎn)足一對(duì)齒輪的正確嚙合條件。5-2漸開(kāi)線(xiàn)具有哪些重要的性質(zhì)?漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)?答：參考教材。5-3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)?答若兩齒輪傳動(dòng)的中心距剛好等于兩齒輪節(jié)圓半徑之和，則稱(chēng)此中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距按此中心距安裝

13、齒輪傳動(dòng)稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)安裝。兩齒輪的分度圓將分別與各自的節(jié)圓重合。輪齒的齒側(cè)間隙為零。頂隙剛好為標(biāo)準(zhǔn)頂隙，即c=c*m=0.25m。5-4何謂重合度?重合度的大小與齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角a、齒頂高系數(shù)h*、頂隙系數(shù)c*a及中心距a之間有何關(guān)系?答通常把一對(duì)齒輪的實(shí)際嚙合線(xiàn)長(zhǎng)度與齒輪的法向齒距p的比值&。稱(chēng)為齒輪傳動(dòng)的重ba合度。重合度的表達(dá)式為：=z(tanatana)z(tana-tana)/2na1al2a2由重合度的計(jì)算公式可見(jiàn)，重合度&與模數(shù)m無(wú)關(guān).隨著齒數(shù)z的增多而加大，對(duì)于a按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，當(dāng)兩輪的齒數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)的極限重合度&1.981此a=外重合度還隨嚙合角a的減小和

14、齒頂高系數(shù)h*的增大而增大。重合度與中心距a有關(guān)(涉a及嚙合角a)，與壓力角a、頂隙系數(shù)c*無(wú)關(guān)。5-5齒輪齒條嚙合傳動(dòng)有何特點(diǎn)?為什么說(shuō)無(wú)論齒條是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，嚙合線(xiàn)的位置都不會(huì)改變?答由于不論齒條在任何位置，其齒廓總與原始位置的齒廓平行.而嚙合線(xiàn)垂直于齒廓，因此，不論齒輪與齒條是否按標(biāo)準(zhǔn)安裝，其嚙合線(xiàn)的位置總是不變的，節(jié)點(diǎn)位置確定，齒輪的節(jié)圓確定；當(dāng)齒輪與齒條按標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒輪的分度圓應(yīng)與齒條的分度線(xiàn)相切。這時(shí)齒輪的節(jié)圓與其分度圓重合，齒條的常節(jié)線(xiàn)也與其分度線(xiàn)重合。因此，傳動(dòng)嚙合角a等于分度圓壓力角a,也等于齒條的齒形角a。5-6節(jié)圓與分度圓、嚙合角與壓力角有什么區(qū)別?答節(jié)圓是兩輪嚙合傳動(dòng)

15、時(shí)在節(jié)點(diǎn)處相切的一對(duì)圓。只有當(dāng)一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)有了節(jié)點(diǎn)才有節(jié)圓，對(duì)于一個(gè)單一的齒輪來(lái)說(shuō)是不存在節(jié)圓的，而且兩齒輪節(jié)圓的大小是隨兩齒輪中心距的變化而變化的。而齒輪的分度圓是一個(gè)大小完全確定的圓，不論這個(gè)齒輪是否與另一齒輪嚙合，也不論兩輪的中心距如何變化，每個(gè)齒輪都有一個(gè)唯一的、大小完全確定的分度圓。嚙合角是指兩輪傳動(dòng)時(shí)其節(jié)點(diǎn)處的速度矢量與嚙合線(xiàn)之間所夾的銳角，壓力角是指單個(gè)齒輪漸開(kāi)線(xiàn)上某一點(diǎn)的速度方向與該點(diǎn)法線(xiàn)方向所夾的角。根據(jù)定義可知，嚙合角就是節(jié)圓的壓力角。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪當(dāng)其按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí)由于節(jié)圓與分度圓重合，故其嚙合角等于分度圓壓力角。5-7試問(wèn)當(dāng)漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒根圓與基圓重合時(shí)，其

16、齒數(shù)應(yīng)為多少?又當(dāng)齒數(shù)大于以上求得的齒數(shù)時(shí)，試問(wèn)基圓與齒根圓哪個(gè)大?答：d=mzcosabx2ha*一2c*2(ha*+c*由dfdb有z工(1一cosa)2(1+心)=41.451-cos20當(dāng)基圓與齒根圓重合時(shí)z二41.15，當(dāng)z42時(shí)，齒根圓大于基圓。5-8何謂根切?它有何危害，如何避免?答用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線(xiàn)或齒頂圓與嚙合線(xiàn)的交點(diǎn)超過(guò)了被切齒輪的嚙合極限點(diǎn)時(shí)，則刀具的齒頂將切人輪齒的根部，破壞已切制好的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，這種現(xiàn)象叫根切現(xiàn)象。根切將使齒根彎曲強(qiáng)度降低，重合度減小，應(yīng)盡量避免。欲使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒頂線(xiàn)不得超過(guò)N1點(diǎn)，即h*WNQ二PNsina二ysina

17、=(mzsin2a)/2a1112h*得：ZLsin2a加工標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪時(shí)，h*=l,a=20不發(fā)生根切的最少齒數(shù)aZ=17min采用變位齒輪等可以避免根切。5-9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、h、h、d、afd、d、d、s、e作何變化？afb答漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的基本參數(shù)m，a，h*，c*相同均為標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)齒論傳動(dòng)a雖然具有設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單、互換性較好等一系列優(yōu)點(diǎn)，但隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，也暴露出許多不足之處，比如：在一對(duì)相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪中，由于小齒輪齒廓漸開(kāi)線(xiàn)的曲率半徑較小。齒根厚度也軟薄，而且參與嚙合的次數(shù)又較多，因而強(qiáng)度較低，容易損壞，從而

18、影響整個(gè)齒輪傳動(dòng)的承載能力；標(biāo)準(zhǔn)齒輪不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場(chǎng)合，當(dāng)中心距小于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)根本無(wú)法安裝。當(dāng)中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)。雖然可以安裝，但將產(chǎn)生較大的齒側(cè)間隙。而且其重合度也將隨之降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；當(dāng)采用范成法切制漸開(kāi)線(xiàn)齒輪時(shí)，如果被加被加工的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)過(guò)少，則其齒廓會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，將降低輪齒的抗彎強(qiáng)度而且還可能使齒輪傳動(dòng)的重合度降低等，為了改善和解決標(biāo)準(zhǔn)齒輪存在的上述不足，就必須突破標(biāo)準(zhǔn)齒輪的限制，對(duì)齒輪進(jìn)行必要的修正即變位修正。比較齒輪正變位后和變位前，參數(shù)z.m，a，d,h，h不變；d,d，s增大，e減小。afaf5-10變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟如何?答根據(jù)所給定

19、原始數(shù)據(jù)的不同，變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法也不相同，概括起來(lái)有以下三種情況。當(dāng)給定的原始數(shù)據(jù)為z,z，m，a及h*時(shí)的設(shè)計(jì)步驟12a選定傳動(dòng)的類(lèi)型，若z+z2z，則必須采用正傳動(dòng)。否則.也可以考慮選用其他12min類(lèi)型的傳動(dòng)。選定兩輪的變位系數(shù).齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量主要取決于變位系數(shù)的選擇，保證不發(fā)生根切，即所選擇的變位系數(shù)X不應(yīng)小于xmin；保證齒頂有一定的厚度，一般齒頂厚不小于0.4m；保證重合度不小于許用值；保證傳動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉現(xiàn)象。根據(jù)變位齒輪的傳動(dòng)計(jì)算公式計(jì)算出兩輪的幾何尺寸。當(dāng)給定的原始數(shù)據(jù)為z,z,m,a,a及h*時(shí)的設(shè)汁步驟,12a先求出嚙合角a：cosa=(a/a)cosa；一(x+x

20、)(inva-inva)算出兩輪的變位系數(shù)之和：x+x=12122tana按z+z的值，分別選定x和x；1212根據(jù)變位齒輪的傳動(dòng)計(jì)算公式計(jì)算出兩輪的幾何尺寸。當(dāng)給定的原始數(shù)據(jù)為i,m,a及h*時(shí)的設(shè)計(jì)步驟a1)確定齒輪的齒數(shù)。由于mcosamzcosaa=2(甘z2)cosa二寸(i+1)冊(cè)所以z=iz212az沁(i+1)m2)其余按(2)中的步驟進(jìn)行。5-11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(lái)計(jì)算?答由于斜齒輪的齒面為一漸開(kāi)螺旋面故其端面齒形和垂直于螺旋線(xiàn)方向的法面齒形是不相同的。因而斜齒輪的端面參數(shù)與法面參數(shù)也不相同。由于在制造斜齒輪時(shí),常用齒條形刀具或盤(pán)狀

21、銑刀切齒,在切齒時(shí)刀具是沿著齒輪的螺旋線(xiàn)方向進(jìn)刀的,因此必須按齒輪的法面參數(shù)來(lái)選擇刀具,故斜齒輪法面上的參數(shù)(模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)等)應(yīng)與刀具的參數(shù)相同,且為標(biāo)準(zhǔn)值。在計(jì)算斜齒輪的主要幾何尺寸時(shí)需要按端面考慮,原因是：端面參數(shù)代表齒輪的實(shí)際大小,法面是假想的。5-12斜齒輪傳動(dòng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)?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?可用哪些方法來(lái)調(diào)整斜齒輪傳動(dòng)的中心距?答：參考教材。5-13平行軸和交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)有哪些異同點(diǎn)?答相同點(diǎn)：平行軸斜齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng),其輪齒的齒向均相對(duì)于齒輪的軸線(xiàn)傾斜了一個(gè)角度,稱(chēng)為螺旋角,就單個(gè)齒輪而言平行軸斜齒輪傳動(dòng)仍然是斜齒

22、輪傳動(dòng)；兩者的正確嚙合條件共同點(diǎn)是兩輪的法面模數(shù)及法面壓力角應(yīng)分別相等。不同點(diǎn)：平行軸斜齒輪傳動(dòng)的兩個(gè)齒輪的軸線(xiàn)是平行的,即常見(jiàn)的斜齒輪傳動(dòng),而交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)其軸線(xiàn)之間不是平行的,而是交錯(cuò)的。兩者的正確嚙合條件不同點(diǎn)是一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的兩輪的螺旋角對(duì)于外嚙合,應(yīng)大小相等,方向相反,對(duì)于內(nèi)嚙合,應(yīng)大小相等,方向相同,而一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng),由于在交錯(cuò)軸斜內(nèi)輪傳動(dòng)中兩輪的螺旋角未必相等,所以?xún)奢喌亩嗣婺?shù)和端面壓力角也未必相等5-14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?答：參考教材。5-15蝸桿傳動(dòng)可用作增速傳動(dòng)嗎?答蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角”小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，傳動(dòng)

23、就具有自鎖性：具有自鎖性的蝸桿蝸輪傳動(dòng),只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸軒,即不能用蝸輪作為主動(dòng)件，也就不能作為增速傳動(dòng)。否則.當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角Y;大于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)?？梢杂梦佪喿鳛樵瓌?dòng)件，可以作為增速傳動(dòng)。5-16以前蝸桿傳動(dòng)的蝸桿頭數(shù)為14頭，而現(xiàn)在發(fā)展為110頭，試說(shuō)明為什么有這種發(fā)展變化？答：最近又有一種新的動(dòng)向，由于蝸桿傳動(dòng)特別平穩(wěn)，噪聲極小，故目前在要求傳動(dòng)平穩(wěn)性高和噪聲低的地方，即使傳動(dòng)比i不大（i45）,也有采用蝸桿傳動(dòng)的。為了適應(yīng)這種情況,蝸桿的頭數(shù)由以前的14增加到110。5-17試確定圖10-3a所示傳動(dòng)中蝸輪的轉(zhuǎn)向，及圖b所示傳動(dòng)中蝸桿和蝸輪的螺旋線(xiàn)的旋向。

24、答：圖a所示蝸桿為右旋蝸桿，現(xiàn)用右手，讓四指沿蝸桿圓周速度方向，則右手大拇指的相反方向，即為蝸輪在節(jié)點(diǎn)P處的圓周速度方向，故蝸輪將沿逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。在圖b中，根據(jù)所給蝸輪及蝸桿的轉(zhuǎn)向，即要求蝸輪在節(jié)點(diǎn)P處的圓周速度方向垂直于圖面并指向里，故蝸桿沿軸向相對(duì)于蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向則垂直于圖面并指向外，而要四指沿蝸桿轉(zhuǎn)向（順時(shí)針?lè)较颍?，而大拇指沿蝸桿軸向運(yùn)動(dòng)方向（垂直于圖面指向外），只有右手才能適應(yīng)，故為右旋蝸桿，而蝸輪的旋向始終與蝸桿的一致，即也為右旋。5-18什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是其能正確嚙合的充要條件？5-19、C、C為由同一基圓上所生成的幾條漸

25、開(kāi)線(xiàn)。試證明其任意兩條漸開(kāi)線(xiàn)（不論是同向的還是反向的）沿公法線(xiàn)方向?qū)?yīng)兩點(diǎn)之間的距離處處相等。證：根據(jù)漸開(kāi)線(xiàn)的特性可知AB=AB=AB，BE=BE=BE11221122所以：原式得證。5-20測(cè)量齒輪公法線(xiàn)長(zhǎng)度是檢驗(yàn)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪精度的常用方法之一。試回答下列問(wèn)題：（1）希望測(cè)量用卡尺的卡腳與齒廓的切點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)）在齒輪的分度圓附近，跨測(cè)齒數(shù)應(yīng)為多少?（2）當(dāng)跨測(cè)齒數(shù)為k時(shí)，對(duì)于漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪其公法線(xiàn)的長(zhǎng)度Lk應(yīng)為多少?（3）在測(cè)定一個(gè)模數(shù)未知的齒輪的模數(shù)時(shí)，為什么常用跨測(cè)k個(gè)齒和（k-1）個(gè)齒的公法線(xiàn)長(zhǎng)度差來(lái)確定？圖10-1答：a)設(shè)卡尺兩卡腳與齒廓的切點(diǎn)a、b剛好在分度圓上(圖10-1),則ZaO

26、b=2a,a為分度圓壓力角。齒輪的半齒距角為180/z,設(shè)在ZaOb角范圍內(nèi)包含的齒數(shù)為k,則(2k-1)X180/z=2a故k=za/180+0.5按上式所求得的跨測(cè)齒數(shù)一般不為整數(shù)，而跨測(cè)齒數(shù)必須取整。若向大取整，則實(shí)際測(cè)點(diǎn)向齒廓齒頂移動(dòng)，反之則向齒根移動(dòng)。b)由圖10-1可明顯看出，公法線(xiàn)長(zhǎng)度包含著(k-1)個(gè)基圓齒距和一個(gè)基圓齒厚，故M=(*一1)佻+巧二I*IaIa十龍伺cosoinva即gj&(矗0-5)tt+sinvaJJ匸上_L“_i；=pyiLn?.cDSa由上式可見(jiàn)Lk-L(k-1)恰等于一個(gè)基圓齒距，而在齒輪加工中，基圓齒距pb的誤差是很小的，故只要齒輪的壓力角已知，即可

27、由此很準(zhǔn)確地確定出模數(shù)m來(lái)，而與齒輪是否變位，齒頂高系數(shù)的大小和齒頂高是否削減，齒厚是否減薄，齒頂圓直徑偏差大小等無(wú)關(guān)。計(jì)算題5T.漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪，z=26，m=3mm,ha*=1,a=20。，求齒廓曲線(xiàn)在齒頂圓的壓力角aa,齒頂圓直徑da,分度圓曲率半徑P和齒頂圓曲率半徑Pa。.mz解：r=cosa=36.648,b2m(z+2)r=42,a2ra=cos-1-=29.24arap=rtga=36.648tg20=13.34bp=rtga=36.648tg29.24=20.515aba225-2.已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)Z=35,模數(shù)m=4,求此齒輪的分度圓直徑，齒頂圓直徑，齒根圓直徑，

28、基圓直徑，齒頂圓壓力角、齒根圓壓力角、齒厚和齒槽寬？解：d二mz二4x35二140mmd=mC+2h*)=4x37=148mmaad=m(2h*-2c*)=4x32.5=130mmfad=dcosa=140cos20=131.56mmb=arccos=27.26da=arccos農(nóng)=0df6.285-3已知一對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)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、基圓直徑以及分度圓上的齒厚和齒槽寬。m解：因?yàn)閍=350,所以有,z=50,z=90,12分度圓直徑：d=mz=5x50=250,d=mz=

29、5x90=4501122齒頂圓直徑：d=mC+2ha*)=260,d=mC+2ha*)=460a11a22基圓直徑：d=mzcosa=234.92,d=mzcosa=422.86b11b2兀齒厚：s=10k=31.416，齒槽寬:=罟=5=15.7085-4設(shè)有一對(duì)外嚙合齒輪的Z=30,z2=40,m=20mm,a=20。，ha*=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：(1).求嚙合角am(z+z)a=+220 x(30+40)2=700mm=arccos(cosa)=arccos(a700725cos20。)=24。52(2).當(dāng)a=2

30、230時(shí)，中心距acosacos20a=a=700 x=711.981mmcosacos22305-5已知一對(duì)外嚙合變位齒輪傳動(dòng)的Z1=Z2=12,m=10mm,a=20。ha*=1,a=130mm,試設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪(取x1=x2)om10解：(1).確定傳動(dòng)類(lèi)型：a=(z+z)=(12+=120ya=130mm2i22故此傳動(dòng)比應(yīng)為正傳動(dòng)。確定兩輪變位系數(shù)1nria=arccos($cosa)=arccosCcos20。)=29。50(z+z)(inva-inva)(12+12)(inv29O50-inv20)2tg20。x+x=12=0.294122tga計(jì)算幾何尺寸y=(a-a)/m=1.

31、0Ay=x+x-y=0.24912h=h=(ha*+x-c)m=13.755mma1a2h=h=(ha*+c*-x)m=6.255mmf1f2d=d=mz=120mm121d=d=d+2h=147.51mmTOC o 1-5 h za1a21a1d=d=d-2h=107.49mmf1f21f1d=d=dcosa=112.763mmb1b21s=s=(兀/2+2xtga)m=20.254125-6圖示為一漸開(kāi)線(xiàn)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:S=sr/r-2r(invainva)iiii式中，S為分度圓齒厚。證明：申=ZB0B-2ZB0C=(s/r)-2(e。)=(

32、s/r)-2(invainva)iis=rQ=(sr/r)一2r(invainva)iiiii5-7在圖中，已知基圓半徑r=50mm,現(xiàn)需求：b當(dāng)rk=65mm時(shí)，漸開(kāi)線(xiàn)的展角人、漸開(kāi)線(xiàn)的壓力角aK和曲率半徑PK。當(dāng)=5。時(shí)，漸開(kāi)線(xiàn)的壓力角aK及向徑rK的值。解：(l)cosa=r/b=50/65=0.7692,a=39。43,TOC o 1-5 h zkbkk9二0.13752x57.3o二7.8799。,k HYPERLINK l bookmark114 p=rtana=5Otan39o43=41.54mmkbk(2).9=inva=5oa=16o5O,kkkrr二bkcosak50cos

33、16050二52.2475-8.圖示為一漸開(kāi)線(xiàn)變位齒輪，其m=5mm,a=200,z=24，變位系數(shù)x=0.05。當(dāng)用跨棒距來(lái)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。5-9.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪，已知：m=4mm,a=20,z1=25,Z2=35,ha*=l,C*=0.25,安裝中心距比標(biāo)準(zhǔn)中心距大2mm。試求：(1)中心距a嚙合角a、；有無(wú)齒側(cè)間隙?徑向間隙c；實(shí)際嚙合線(xiàn)長(zhǎng)度B1B2。m4解：1)a=(z+z)=(25+35)=120,a=a+2=120+2=122,2122acosa=acosawarccoscosa=

34、22o262O”,aTOC o 1-5 h z有，c=c*m=0.25x4=1 HYPERLINK l bookmark92 mzmzBB=1cos(tga-tga)+cos(tga-tga)=19.47122a12a25-10已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的a=20。、m=5mm、z1=19z2=42，試求其重合度&。問(wèn)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B1點(diǎn)處嚙合時(shí),情況又如何?解：(1)p=p=兀mcosa=2x4cos20。=7.5b1b2a12)a=arccos(r/r)=31.320,a=arccos(r/r)=28.240b1a1a2

35、b2a2B=b2(tana-tana)=mzcosa(tana-tana)2p2a22a2mz=2cos200(tan28.240-tan200)=40 xcos200(0.5371-0.364)=9.75mzB=cos200(tan31.320-tan200)=40 xcos200(0.608-0.364)=9.173)s=z(tana-tana)+z(tana-tana)/2兀a1122=20(tan31.320-tan200)+z(tan28.240-tan200)/2兀2=20(0.608-0.364)+30(0.5371-0.364)/2兀=1.65-11.巳知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱

36、齒輪.按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，齒輪的齒數(shù)z1=19,z2=42.模數(shù)m=5mm,分度圓壓力角a=20，齒頂高系數(shù)ha*=1。(1)作示意圖算出理論嚙合線(xiàn),實(shí)際嚙合線(xiàn)；(2計(jì)算重合度；說(shuō)明重合度的物理意義，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，注明單對(duì)齒嚙合區(qū)和雙對(duì)齒嚙合區(qū)。解:mz/、mz/、BBBp+Bp-2icosa(tga“-tga)+cosaQg%-tga)aPPbbz(tga-tga)+z(tga-tga)=Tal2*2兀cc22兀mcosaa25-12.有一對(duì)外嚙合漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪Z=19、Z2=52、a=20。、m=5mm、ha*=l,試按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí)，這對(duì)齒輪傳動(dòng)的重合度a；保證這對(duì)齒輪能連續(xù)傳

37、動(dòng)，其容許的最大中心距a。解：1)兩輪的分度圓半徑、齒頂圓半徑，齒頂圓壓力角分別為r二mz/2二5mmx19/2二47.5mmTOC o 1-5 h z11r=mz/2=5mmx52/2=130mm22r=r+h*m=(47.5+1x5)mm=52.5mma11ar=r+h*m=(130+1x5)mm=135mma22aa=arccos(rcosa/r)=arccos(47.5xcos20o/52.5)=31.77oa11a1a=arccos(rcosa/r)=arccos(130 xcos20o/135)=25.19oa22a2又因兩齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，故a=a。于是，由式(10-18)可

38、得=z(tana-tana)+z(tana-tana)/(2兀)a1a1a22a2=19x(tan31.770-tan20。)+52x(tan25.19。-tan20。)/(2兀)=1.652)保證這對(duì)齒輪能連續(xù)傳動(dòng)，必須要求其重合度1，即a&=z(tana-tana)+z(tana-tana)/(2兀)1a1a12a2故得嚙合角為aarctan(ztana+ztana-2兀)/(z+z)a12a212=arctan(19xtan31.77o+52xtan25.19。-2兀)/(19+52)=22.8659o于是，由式(10-15)即可得這對(duì)齒輪傳動(dòng)的中心距為a=acosa/cosa=(r+r

39、)cosa/cosa12(47.5+130)mmxcos2Oo/cos22.8659。=181.02mm即為保證這對(duì)齒輪能連續(xù)傳動(dòng)，其最大中心距為181.02mm5-13有一對(duì)外嚙合漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知Z=17,Z2=118,m=5mm,a=20。ha*=l,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(wèn)應(yīng)如何設(shè)計(jì)這一對(duì)齒輪?TOC o 1-5 h zmz/rm(z+2ha*h宀”解：a=arccoscosa/=31.77。,a=26.24。 HYPERLINK

40、l bookmark134 a122a2rz(tana-tana)+z(tana-tana) HYPERLINK l bookmark138 =|-42Ia2兀19x(tan31.770-tan200)+42x(tan26.240-tan200)=1.632兀5-14.在某設(shè)備中有一對(duì)直齒圓柱齒輪，已知Z1=26,i12=5,m=3mm,=20。ha*=1,齒寬B=50mm。在技術(shù)改造中，為了改善齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，降低噪聲，要求在不改變中心距和傳動(dòng)比的條件下，將直齒輪改為斜齒輪，試確定斜齒輪的Z、Z2、mn、B，并計(jì)算其重合度&。解：原直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距為a=mz(1+i)/2=3mmx

41、26x(1+5)/2=234mm(2分)12改為斜齒輪傳動(dòng)后，為了不增加齒輪的幾何尺寸，取斜齒輪的法面模數(shù)m=m=3mm，在不改變中心距和傳動(dòng)比的條件下，則有ma=mz(1+i)/(2cosP)=3mmxz(1+5)/(2cosP)=2341121當(dāng)取P=200時(shí)，由上式可求得z=24.43。為了限制P0，由式（e）可得a2反行程自鎖時(shí)，n0，由式（g）可得a90。-2申或P90。-2申因?yàn)橥ǔＧ闆r下，2申90。-2申，所以要使正行程不自鎖、反行程自鎖，a、P的取值范圍應(yīng)是a90。-2申（4）由（3）知a90。2申時(shí)，反行程自鎖；當(dāng)a90。2申時(shí)均滿(mǎn)足時(shí)，機(jī)構(gòu)反行程仍然自鎖，這里不能負(fù)負(fù)得正。

42、進(jìn)一步細(xì)分析如下：sin（a2少）1）由式（a）可得反行程時(shí)P=F，滑塊1的驅(qū)動(dòng)力為Fr21，滑塊1的效率R21COS（T）R21/Fsin（a-2申）耳=R201Fsinacos（一甲）R21當(dāng)a2申時(shí)，耳；90。2時(shí)，P+290。，cos（卩+2）0,貝問(wèn)；0，滑塊2自鎖，整個(gè)機(jī)構(gòu)自鎖。cos（-）3）由式（c）可得反行程時(shí)FQ，滑塊3的驅(qū)動(dòng)力為Q,滑塊3的效率R23sin（P+2）sin卩cos（-）Qsin（卩+2）無(wú)論P(yáng)取何值，2均大于零，所以滑塊3不會(huì)自鎖。3綜上所述，滑塊3不會(huì)自鎖。當(dāng)a90。-2時(shí)，滑塊2自鎖,當(dāng)a90。-2時(shí)滑塊1、2同時(shí)自鎖。這三種情況都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)構(gòu)自鎖。

43、由（3）知P90。-2，正行程自鎖。當(dāng)P90。2均滿(mǎn)足時(shí)，機(jī)構(gòu)正行程有兩個(gè)活動(dòng)構(gòu)件同是自鎖，機(jī)構(gòu)正行程自鎖。5-6圖示螺旋頂升機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪H,通過(guò)方牙螺桿2使楔塊3向左移動(dòng)，提升滑塊4上的重物Q。已知：Q=20kN，楔塊傾角a=15，各接觸面間的摩擦系數(shù)f=0.15，方牙螺桿2的螺距為6mm,是雙頭螺桿，螺紋中經(jīng)d：=25mm,不計(jì)凸緣處（螺桿2與楔塊3之間）摩擦,求提升重物Q時(shí)，需要加在手輪上的力矩和該機(jī)構(gòu)的效率。題5-6圖解:（1）摩擦角：9二arctan0.15二8.53螺旋副螺紋升角:212x6九=arctan=arctan=8.687兀d冗x252取rp=1KN/mm畫(huà)構(gòu)件4、3

44、、2的力矢量多邊形，如圖5-6解（a）、（b）、（c）所示，則有12圖5-6解F+F+Q二0,F+F+F二0F+F+P=0TOC o 1-5 h zR34R14R23R43R13R32R12求得 HYPERLINK l bookmark460 F=F=r-ab沁25kN,F=F=r-fe=14kN,P=r-gh=5kNR34R43PR23R32PP HYPERLINK l bookmark462 故M=Pd2=5x103x0025N-m=62.5N-m故22Ptan九(2)耳=2Ptan(九+9)FnR3404FR34Q/cosacos(a+2q)Qcosq/cos(a+2)cosacosqF

45、nR-2303FR23FsinasinacosqR43Fsin(a+2q)/sin(90-q)sin(a+2q)R43cot(a+2q)tana0.211tan(九+q)5-7圖示為帶式輸送機(jī)，由電動(dòng)機(jī)1經(jīng)平帶傳動(dòng)及一個(gè)兩級(jí)齒輪減速器帶動(dòng)輸送帶8.設(shè)已知輸送帶8所需的曳引力F為5500N,運(yùn)送速度V為1.2m/s。平帶傳動(dòng)（包括軸承）的效率n1=0.95，每對(duì)齒輪（包括其軸承）的效率n2=0.97，輸送帶8的效n3=0.92（包括其支承和聯(lián)軸器）。試求該機(jī)組總效率和所需電動(dòng)機(jī)功率。題5-7圖解：（1）該系統(tǒng)的總效率nnnnn0.95x0.972x0.920.821223（2）計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功

46、率Fv5500 x1.20.82W8048.8W5-8如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)及圓錐、圓柱齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)工作機(jī)A和B。設(shè)每對(duì)齒輪的效率n1=0.97（包括軸承的效率在內(nèi)），帶傳動(dòng)的效率n2=0.92，工作機(jī)A、B的功率分別為pa=5Kw、PB=1Kw,效率分別為nA=0.8、nB=0.5,試求電動(dòng)機(jī)所需的功率。題5-8圖解：由題中已知條件可得1故電動(dòng)機(jī)所需的功率500W二6250W1000W二2000W62500.92x0.972二7220.2W20000.92x0.972W二2310.5W二(7220.2+2310.5)W二9530.7W5-9圖示為一鋼鏈抓取器，求其能抓取鋼錠的自鎖條件。設(shè)

47、抓取器與鋼錠之間的摩擦系數(shù)為f,忽略各轉(zhuǎn)動(dòng)副之間的摩擦及抓取器各構(gòu)件的自重。題5-9圖解：設(shè)抓取器與鋼錠之間的正壓力為FN，摩擦力為Ff,要鋼錠不滑脫，需滿(mǎn)足2FG,F=fFffN由構(gòu)件1的力平衡條件，作用于其上的力對(duì)D點(diǎn)取矩，有Fl=FlcosaN1R311由B點(diǎn)的平衡條件有2Fsina=F=GR13聯(lián)立式（a）、（b）、（c）可解得laarctan(產(chǎn)f)此即為該抓取器的自鎖條件。5-10如圖所示的矩形螺紋千斤頂，已知螺紋的大經(jīng)d=24mm,小徑d1=20mm，導(dǎo)程l=4mm；頂頭環(huán)形摩擦面的外徑D=50mm,內(nèi)徑d0=42mm,手柄長(zhǎng)度L=300mm,所有摩擦面的摩擦系數(shù)均為f=0.1。

48、試求：（1）該千斤頂?shù)男剩唬?）若作用在手柄上的驅(qū)動(dòng)力Fd=100N,求千斤頂所能舉起的重量Q。題5-10圖fl解：（1）求千斤頂?shù)男使ぷ鲿r(shí)在矩形螺紋和頂頭底面處發(fā)生摩擦。頂頭底面處的摩擦是軸端環(huán)形面摩擦，可按非跑合狀態(tài)來(lái)考慮，此時(shí)的摩擦力矩為D3-d30D2-do1X0.1Q50-42502422=2.036Q(N-mm)螺紋中徑d2為d=(d+d)/2=(24+20)2mm=22mm螺紋升角a為arctan/.；(兀d)=arctan4(22兀)=3.312。摩擦角p為arctanf-arctan0.1=5.711。螺紋工作面的摩擦力矩為”d22M=Qtan(a+p)=Qtan(3.3

49、12。+5.711。)=1.747Q(N-mm)所以考慮摩擦?xí)r，所需的驅(qū)動(dòng)力矩為M=M+M=4.053Q(N-mm)不考慮摩擦?xí)r，頂頭底面處的摩擦力矩為零，而矩形螺紋處理想的驅(qū)動(dòng)力矩M0可根據(jù)M”的計(jì)算公式，令p=0。，得000esin(8-q)一(Dsinq).2p(d)0esin(8-q)一(Dsinq).2p(d)=0.6366Q(N-mm)=Qtana=Q22tan3.31222因此，該千斤頂?shù)男蕿?.6366Q4.053Q=15.700(2)如果F=100N,求舉起的重量Q由于考慮摩擦?xí)r的驅(qū)動(dòng)力矩為M=4.053Q(N-mm)，力臂L=300mm,而M=F-L,因此4.053Q=1

50、00 x300N100 x3004.053N=7402N5-11如圖所示的偏心夾具中，設(shè)已知夾具中心高H=100mm,偏心盤(pán)外徑D=120mm,偏心距e=15mm,軸頸摩擦圓半徑P=5mm，摩擦系數(shù)f=0.15。求所能加持的工件的最大、最小厚度h和h。maxmin題5-11圖解：要偏心夾具反行程自鎖，總反力FR2應(yīng)穿過(guò)摩擦圓，即應(yīng)滿(mǎn)足條件TOC o 1-5 h zs-SP(a)由直角三角形ABC及AOAE有 HYPERLINK l bookmark564 S=AC=(Dsin2(b) HYPERLINK l bookmark566 s=OE=esin(5-q)(c)由式(b)，(c)得1、1、

51、申=arctanf=8.531。將式（d）代入式（a）得0sin申)0.9267(e)(f)676.4564。HhD240hTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark576 cos6=將式（e）代入式得e1525mmh36.49mmh=25mm,h=36.49mm HYPERLINK l bookmark582 minmaxZ77V7Z7/Z/ZZZ習(xí)題解答：解：盤(pán)形轉(zhuǎn)子的平衡方程為：叫rb+m1入+叫勺+m3r3+m4r4=0=291400“7/則取卩=5=20kg-mm/mm，畫(huà)矢量多邊形,ab=mribc=mr_22cd=mr_33de=mr_44ea=mrbb

52、由向量多邊形量得ae=20.6mm,a=14,所以mr=b_brb=412=2.06kg200aex卩=20.6x20=412kg-mmF+=、莎+52=20.6mmmr=mrcos9)2+iii代入已知數(shù)據(jù)計(jì)算得mr=227.8kg-mmae=解析法計(jì)算：5a=tg-i=14202、解：設(shè)在r=50mm處應(yīng)加的配重質(zhì)量為m,方位角為e。mrcos9+工mrcos9=0TOC o 1-5 h ziiimrsin9+工mrsin9=0iiimrsin9)2iii工(-mrsin9)-240sin60-160sin150-120sin225r-2031arctaniii乙(-mrcos9)iii=arctan_-240cos60-160cos150-120cos225_=arctan_103.4_50mmm=227盹mm=4.55kg9=b3、解：(1)、根據(jù)平行力的合成與分解原理，將各偏心質(zhì)量mm?、m3、叫向I平面和II平面進(jìn)行分解。在平面I內(nèi)m=m=1kg11屮-=0.55600=E=m2l+1+1122334=m31121820034=1.85+1+16002334=0.6kg=0kg在平面II內(nèi)m1=0kg11221+1+1122334=0.55型600=0.167kg=m31=185600=心2334m=m=1.5kg44、確定平衡平面I和II內(nèi)各偏心質(zhì)量的方向角9