機(jī)械原理習(xí)題答案 安子軍

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1、習(xí)題解答 第一章 緒論 1-1 答： 1 ）機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)傳遞機(jī)械運(yùn)動和動力的構(gòu)件組合體。如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等。 2 ）機(jī)器是在組成它的實(shí)物間進(jìn)行確定的相對運(yùn)動時，完成能量轉(zhuǎn)換或做功的多件實(shí)物的組合體。如電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、起重機(jī)、汽車等。 3 ）機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。? 4 ） a. 同一臺機(jī)器可由一個或多個機(jī)構(gòu)組成。? ?????b. 同一個機(jī)構(gòu)可以派生出多種性能、用途、外型完全不同的機(jī)器。? ?????c. 機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立存在并加以應(yīng)用。 1-2? 答：機(jī)構(gòu)和機(jī)器，二者都是人為的實(shí)物組合體，各實(shí)物之間都具有確定的相對運(yùn)動。但后者可以實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換而前者不具備

2、此作用。 ? ? 1-3? 答： 1 ）機(jī)構(gòu)的分析：包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、動力學(xué)分析。 ??????????2 ）機(jī)構(gòu)的綜合：包括常用機(jī)構(gòu)設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計。 ? 1-4 ? 略 習(xí)題解答 第二章 平面機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)分析 2－1 ～ 2－5 （答案略） 2-6 (a) 自由度 F＝1 (b) ?自由度 F＝1?? ???????????(c) 自由度 F＝1 ? 2-7 題 2 － 7 圖 F ＝ 3 × 7 － 2 × 9 － 2 ＝ 1 ? ? 2 -8 a)?n ＝7??＝10??????????＝0 ???F ＝3×

3、7－2×10 ＝1 b)?B 局部自由度 n ＝3 ??????＝ 3 ??＝2 F＝3×3 －2×3－2＝1 c)?B 、D 局部自由度 n ＝3???＝3????＝2 F＝3×3 －2×3－2 ＝1 d)?D( 或 C) 處為虛約束 n ＝3 ?＝4??? F＝3×3 － 2×4＝1 e)?n ＝5 ??＝7 ???F＝3×5－2×7＝1 f)?A 、 B 、 C 、E 復(fù)合鉸鏈? n ＝7???＝10??? F ＝3×7－2×10 ＝1 g)?A 處為復(fù)合鉸鏈 n ＝10 ??＝14 ??F ＝3×10 － 2×14＝2 h)?B 局部自由度 n ＝ 8 ???＝ 11??

4、?＝ 1?? F ＝3×8－2×11－1 ＝1 i)?B 、 J 虛約束 C 處局部自由度 ????n ＝ 6???＝ 8????＝ 1???? F ＝3×6 － 2×8－1＝1 j)?BB' 處虛約束 A 、 C 、 D 復(fù)合鉸鏈 n ＝7???＝10?? F ＝3×7－2×10＝1 k)?C 、 D 處復(fù)合鉸鏈 n＝5????＝6 ???＝2F ＝3×5－2×6－2 ＝1 l)?n ＝ 8 ????＝ 11???? F ＝ 3×8－2×11 ＝ 2 m)?B 局部自由度 I 虛約束 4 桿和 DG 虛約束 ???n ＝ 6?????＝ 8?????＝ 1???? F ＝3×6

5、－2×8－1 ＝1 ? ? ? ? 2-9 a)?n ＝ 3?＝ 4?＝ 1 F ＝ 3 × 3 － 2 × 8 － 1 ＝ 0 不能動。 b)?n ＝ 5?＝ 6 F ＝ 3 × 5 － 2 × 6 ＝ 3 自由度數(shù)與原動件不等 , 運(yùn)動不確定。 ? ? 2-10 a)?n ＝ 7?＝ 10 F ＝ 3 × 7 － 2 × 10 ＝ 1 二級機(jī)構(gòu) b)?n ＝ 5?＝ 7 F ＝ 3 × 5 － 2 × 7 ＝ 1 三級機(jī)構(gòu) c)?n ＝ 5?＝ 7 F ＝ 3 × 5 － 2 × 7 ＝ 1 二級機(jī)構(gòu) 習(xí)題解答 第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和分析 3-1

6、～3-5（略）??3-6???3-7???3-8???3-9???3-10???3-11???3-12??3-13???3-14???3-15 3-16～3-17(略)??3-18??3-19～3-24（略） ?? ???? ??3-10 ? ? a)?????V?C??=??V?B?? +??V?CB????????? ?方向：⊥CD???? ⊥AB???? ⊥BC ????????方向：? C→D ?⊥CD ?B→A? C→B ??⊥BC ?大小： ？??????????？ ????????大小：?? 0 ???？???????？ ?速度圖、加速度圖如上圖中

7、（?a?）所示。? b)?擴(kuò)大構(gòu)件法 , 將 2 構(gòu)件和 3 構(gòu)件構(gòu)成的移動副擴(kuò)大到 B 點(diǎn) ?????????????????? ?方向： ⊥BD ??⊥AB ???∥CD ?????????方向： B→D ?⊥BD?? B→A ??⊥CD??? ∥CD ?大?。?？???????？??????????? 大?。?0 ????？???????0 ?????？ 速度圖、加速度圖如上圖中（ b ）所示。? c)?擴(kuò)大構(gòu)件法 , 將 1 構(gòu)件和 2 構(gòu)件構(gòu)成的移動副擴(kuò)大到 C 點(diǎn) ??????????????????? ?方向： ⊥CD ?⊥AC ??∥BC ???????????

8、方向： C→D ??⊥CD?? C→A?? ⊥BC??? ??∥BC ?大小： ？??????？??????????? 大小：???？ ??????？ 速度圖、加速度圖如上圖中（ c ）所示。 ? d)?首先分析 C 點(diǎn)，再利用影像原理分析 E 點(diǎn)，最后分析 F 點(diǎn) ????????V?C??=??V?B?? +??V?CB?????? ?方向：?⊥CD???? ⊥AB ??????⊥BC ?????方向：C→D ?⊥CD ??B→A?? C→B?? ⊥BC ?大?。??？????????????？????? 大?。??？ ????0 ???？ ? ??????V?F??=??

9、V?E?? +??V?FE?????? 方向：?⊥ FG ????√?????? ⊥EF ???????方向：F→G ⊥FG ??√? ??F→E ?⊥EF 大?。?？ ???????√??????? ？ ????????大?。?0 ???？ ????√????？ 速度圖、加速度圖如上圖中（ d ）所示。 3-11 解： 速度分析： ?????VC??=??VB?? +??VCB 方向：⊥CD ???⊥AB???? ⊥BC 大?。?？?????????？ =?＝ 12.56rad/s 選擇繪圖比例尺?，繪速度圖如圖示， =1.884m/s V CB?＝ 0 ??

10、?2 構(gòu)件瞬時平動。 加速度分析： 方向： C → D ⊥ CD B → A B → C ⊥ BC 大?。?？?0 ？ 選擇加速度比例尺?，如圖示繪加速度圖，由圖可知?，利用加速度影像原理求出?，如圖示，?＝ 29.34?。 ? ? ? 3-1～3-5（略）??3-6???3-7???3-8???3-9???3-10???3-11???3-12??3-13???3-14???3-15 3-16～3-17(略)??3-18??3-19～3-24（略） ?? ? 習(xí)題解答 第四章 機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率 4-1～4-8(略) ?4-9????4-10???4-

11、11???4-12???4-13(略) ??4-14???4-15???4-16???4-17???4-184-19?4-20 4—9 題 解 滑塊1所受三力F、Q和R21處于平衡，因此，F(xiàn)+Q+ R21=0，作出力三角形，標(biāo)出相應(yīng)的夾角，由正弦定理可得，則理想驅(qū)動力，由此可得機(jī)械效率 ? 4—10題 解 滑塊1在三力作用下平衡，即,滑塊2在三力作用下平衡，即由此作出兩封閉力多邊形，由正弦定理 ????， ???? 即得? 4—11題? 解 此夾具的自鎖條件可用三種方法來確定： （1）根據(jù)的條件來確定。取楔塊3為分離體，其受工件1（及1'）和夾具2作用的總

12、反力R13和R23以及支持力P'。各力的方向如圖所示。根據(jù)楔塊3的力平衡條件，作力封閉三角形如圖c所示。由正弦定理可得 當(dāng)時，，于是得此機(jī)構(gòu)反行程的機(jī)械效率為 令，可得自鎖條件為 （2）根據(jù)生產(chǎn)阻力小于或等于零的條件來確定。由正弦定理得生產(chǎn)阻力，若楔塊3不自動松脫，應(yīng)使，即，得自鎖條件為。 （3）根據(jù)運(yùn)動副的自鎖條件來確定。如圖b所示，楔塊3受有夾具2及工件1作用的總反力R23和R13，當(dāng)總反力R23作用在相對邊的摩擦角之內(nèi)時，楔塊3即發(fā)生自鎖，即?或? 4—12題? 解? 1）當(dāng)被軋坯料接觸軋輥時，如圖所示，其正壓力為N，摩擦力為F，由圖可知： 使坯料右移之力

13、為????2f?Ncosβ，使坯料左移之力為2Nsinβ。故坯料自動進(jìn)入軋輥之條件為? 2f?Ncosβ>2Nsinβ? f =?tan>tan β? 即??> β? 2）當(dāng)β＝?時，h為最大，由圖可得h=d+a-dcos=75.6mm ? 4—14題 正行程時，總反力R應(yīng)切于摩擦圓右側(cè)，方向向上；? 反行程自鎖的條件為：，（即H） ? ? 4—15題? R切于摩擦圓右側(cè)，方向向上， ???? ? 4—16題? 解? 螺桿B為右旋螺紋，因此千斤頂起重時從螺桿頂部俯視螺桿B為逆時針旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一周，上升10mm，此時載荷Q為軸向阻力。若不考慮螺桿A，

14、則所需的驅(qū)動力矩為 ???? 因螺桿A不能旋轉(zhuǎn)，故當(dāng)螺桿B轉(zhuǎn)一周時，螺桿A相對于螺桿B沿軸向下降6mm，重物實(shí)際上升s=sB－sA＝4mm。當(dāng)螺桿A相對于螺桿B下降時，Q為軸向驅(qū)動力，為了為此等速下降，所需阻力矩為 ???? 因MB為驅(qū)動力矩，MA為阻力矩，它們方向相反，故總驅(qū)動力為M=MB－MA 根據(jù)已知條件可得 ???? ???? ???? 將、和代入驅(qū)動力矩M，則得到 ? 4—17題? 解 方牙螺紋的平均直徑d2為 ?????? 螺紋升角為?,摩擦角為 ?????? 起重時，環(huán)形摩擦面間的摩擦力矩為?? 螺旋副的摩擦力矩為?? 故起重時所需的

15、驅(qū)動力矩為?? 無摩擦?xí)r，理想驅(qū)動力矩為 ?????? 故千斤頂?shù)臋C(jī)械效率為 ?????? 因為M=F?l?=4.052Q 所以能舉起的重量為 ? 4—18題? 解 離合器傳遞的扭矩為 ?????? 所需彈簧壓力應(yīng)滿足 ?????? 式中a=8為摩擦面, 所以?＝568.4N ? ? 4—19題? 解 串聯(lián)機(jī)構(gòu)的總效率為各級效率的連乘積，故 ?????? 電動機(jī)所需功率為 ? 4—20題?。 習(xí)題解答 第五章 平面連桿機(jī)構(gòu) 5-3題　5-8題　5-9題　5-12題　5-13題　5-14題　5-15題　5-16題　5-17題

16、 5—1題 　　a）； 　　b）； 　　c）當(dāng)時，為擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)； 　　　當(dāng)時，為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。 5-2題 　　該機(jī)構(gòu)為擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是，A、B必須為整轉(zhuǎn)副，即AB桿為最短桿，則必須滿足桿長條件，即?，則得?； 該機(jī)構(gòu)為擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是，A、C必須為整轉(zhuǎn)副，即桿AC為最短桿，則有； 即，則得　。 一鉸接四桿機(jī)構(gòu) ? （1） ∵a+d=3.5 ， b+c=4? ??? ??∴a+d < b+c? ????又∵最短桿為連架桿 ????? ∴此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動與往復(fù)擺動之間的運(yùn)動變換。 （2）機(jī)構(gòu)的兩極限位置如下圖： （3）傳動角最

17、大和最小位置如下圖： ? 5-3題 解：若使其成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，則最短桿必為連架桿，即a為最短桿。 所以此題有兩種情況，即： （1）機(jī)架d為最長桿，則應(yīng)滿足 a+d≤c+b d≤c+b-a=2.5+3-1=4.5 ∴ dmax=4.5 （2）連桿b為最長桿，則應(yīng)滿足　 a+b≤c+d d≥a+b-c=1+3-2.5=1.5 ∴dmin=1.5 ? ? 5-8題 ? 5-9題 設(shè)計一鉸接四桿機(jī)構(gòu)，要求主動的連架桿A0A逆鐘向轉(zhuǎn)120°，另一連架桿B0B順鐘向轉(zhuǎn)90°，并要求在起始位置機(jī)構(gòu)有最好的傳力性能。 ? 5-12題

18、 5—13題? 解? 　　本題是為按兩連架桿（搖桿與滑塊）的預(yù)定對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)的問題，故可用反轉(zhuǎn)法求解。作圖如下：將DF1線繞D點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)動一大小為∠C1DC2的角度，得轉(zhuǎn)位點(diǎn)（即將C1D線與F1的相對位置固定成△C1DF1，并繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動使之C1D與C2D重合），同理將DF3線繞D點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)動一大小為∠C2DC3的角度，得轉(zhuǎn)位點(diǎn)，然后分別作連線和連線的中垂線f12、f23，其交點(diǎn)E2即為所求連桿與搖桿CD的鉸鏈點(diǎn)。所以連桿E2F2的長度為，式中μl為作圖時所用的長度比例尺。（本題是將連架桿CD的第二位置C2D當(dāng)作機(jī)架，所以求出的是E2點(diǎn)。當(dāng)然也可選連架桿CD的第一或第三位置當(dāng)作機(jī)架

19、，再用反轉(zhuǎn)法求解） 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　題5－13圖 5—14題? 解? 以位置Ⅰ為起始位置，作相對轉(zhuǎn)動極R12，R13及半角β12/2，β13/2。兩半角的（r12）和（r12）線交于B1，則（m12），（m13）線的交點(diǎn)即鉸鏈A1的中心。圖中OAA1=42mm，所以=0.5×42=21mm，A1B1=91mm，所以，作曲柄存在條件檢驗如下，滿足曲柄存在條件。 　　　　　　　　　　　　　　　題5－14圖 5-15題? 解? 　?。?）極位夾角 　?。?）取比例尺 　?。?）按已知顎板長度和顎板擺角作出顎板

20、CD的兩個極限位置DC1和DC2，如圖所示。 連接C1C2。過點(diǎn)C2作C2M⊥C2C1；過點(diǎn)C1作C1N，并使∠C2C1N=900－θ＝73039‘，則直線C2M與C1N相交于點(diǎn)P。 作△PC2C1的外接圓。以C2為圓心，以長為半徑作圓弧S2。在圓周C2PC1上試取一點(diǎn)A為圓心，并AC1以為半徑作另一圓弧S1，如果圓弧S1恰巧與圓弧S2相切，則點(diǎn)A即為所求的固定鉸鏈點(diǎn)。 由圖可得連桿長度為，（）。當(dāng)機(jī)構(gòu)處于圖示ABCD位置時，具有最小傳動角，量得，符合要求。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　題5－15圖 5—16題　

21、　　　?，　，。 5—17題 解 　　 導(dǎo)桿的擺角，由圖可見D1D2=E1E2=H=320mm，并從△CGD1中可得，從△AB1C得。為使刨頭在整個行程中有較小的壓力角，刨頭導(dǎo)路應(yīng)通過GF的中心，故得 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 習(xí)題解答 第六章 6-4題 解：H=r+b-r0=6mm? δ0=BOC=arccos((r0-r)/b)=55.15°? δs=0 δ0′=δ0? δs′=360-δ0-δ0′=249.7°? αmax =a

22、rctan(BD/ r0)=29.9° ? ? 6-5題 解： （1）當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過δ角，相當(dāng)于從動件轉(zhuǎn)過-δ角，即A→A ′,則從動件的位移為： S=OA′- OA = BO′-OO′cosδ-OA =8(1-cosδ) （2）h=16mm （3）v=ω*s′=8ωsinδ???ω=8π 當(dāng)δ=90°時，v?max =64π 當(dāng)δ=0°時，amax =512π2 （4）b=16mm ? ? 6—8題? 　　　　1)當(dāng)n=30r/min時： 等速： 等加速等減速： 余弦： 正弦： 2)當(dāng)n=300r/min時，增加了10倍，則增加了100倍

23、 6—9題? 解： （1）理論廓線是以A為圓心，半徑的圓，見圖（a）； （2）基圓是以O(shè)為圓心，以O(shè)B0＝25mm為半徑作的圓。即r0=25mm；? （3）壓力角如圖a所示，量得； （4）曲線如圖b，各點(diǎn)數(shù)據(jù)見下表： 　　　　　　 （5）h=30mm，見圖a。　　　　　　　　　 題6－9圖 6－10題（略） 6—11題? 解? （1）軸心范圍如圖陰影線區(qū)域。 （2）由于工作行程在從動件移動軌跡線的右側(cè)，所以凸輪為順時針轉(zhuǎn)動 。 （3）凸輪軸心應(yīng)偏在右側(cè)好，原因是可減少推程的最大壓力角。 　　　　　　　　　　　　? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

24、　　題6－11圖 6-12題 解? 　　 利用凸輪不動，原機(jī)架反轉(zhuǎn)的“反轉(zhuǎn)法”作凸輪廓線，如圖 所示。 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　題6－12圖 由壓力角的計算公式?，其中e=0（對心），所以有。 故 　　　　　　　　　　　　　　　時 又從圖上知： 　　　　　　　　　　　，即，此兩位置壓力角最大。 6-13題 解 按?，設(shè)計的凸輪廓線見圖。 由可判斷：在對應(yīng)著升程最大壓力角；在對應(yīng)著回程最大壓力角。與上題比較，偏置后升程最大壓力角減 小，回程最大壓力角增大。 題6－13圖 6-14題 解? 　　 按給定的位移曲線可知：00～

25、1500為等速運(yùn)動規(guī)律，1500～1800為停歇 ，1800～3600為等加速等減速運(yùn)動規(guī)律。按給出數(shù)據(jù)先按畫出位移曲 線，并按反轉(zhuǎn)法畫出凸輪廓線，如圖所示。 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　題6－14圖 6-15題 解? （1）先繪制角位移曲線線圖 凸輪轉(zhuǎn)角 0～ 900 900～ 1800 1800～ 3600 從動件轉(zhuǎn) 角 150 150 300 從動件運(yùn) 動規(guī)律 等加速上升 等減速上升 等速下降 ? 題6－15圖 （2）用作圖法確定從動擺桿的起始位置（B0點(diǎn)在基圓周上），。 （3）凸輪不動，原機(jī)架繞O以順

26、時針方向反轉(zhuǎn)，按關(guān)系繪制凸輪廓線。 ? 題6－15圖解 習(xí)題解答 第七章 齒輪機(jī)構(gòu) 7—21題　7—22題　7—23題　7—24題　7—25題　7—26題　7—27題　7—28題　7—29題　7—30題　7—31題　7—32題　7—33題　7—34題　7—35題　7—36題　7—37題　7—38題　7—39題　7—40題 7－1 　　答：共軛齒廓一定滿足齒廓嚙合基本定律；滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓一定是共軛齒廓， 只要給出一條齒廓曲線，就可以通過齒廓嚙合基本定律求出與其共軛的另一條齒廓曲線。 7－2（略）見書126～130。 7—3 　　 答：模數(shù)是

27、決定齒輪尺寸的重要參數(shù)；壓力角是決定齒輪齒廓曲線形狀、影響齒輪傳力性能的 重要參數(shù)；分度圓是齒輪計算和度量的基準(zhǔn)。模數(shù)和齒數(shù)相同的齒輪，若壓力角不同，其分度圓 曲率半徑不同，因為。 7—4題～7—20題（答案略） 7—21題? 　 　解：參考書124～125頁內(nèi)容，建立動系，其中齒輪1在與其固聯(lián)的動坐標(biāo)系 中的齒廓矢量方程為，其中為參變量， 建立固定坐標(biāo)系（參看圖7－2），由于兩輪齒廓接觸點(diǎn)必為齒廓上的點(diǎn)，所以輪1上的 嚙合點(diǎn)方程為 　　　　　　　　　?。?） 參考書125頁，通過變換，嚙合方程為? 　　　　?。?） 同時對照設(shè)定方程和給定的已知條件得: 　　

28、　　; 同時得到：?； 又根據(jù)提示： 代入（2）式，經(jīng)過整理得到： 　　　　　　　　　?。?） 嚙合線方程為以為變量 　　　　　， 將（3）代回（1）中得到以為變量的齒廓嚙合線方程式為 　　　　 　　　　 根據(jù)書中推導(dǎo)可以得到的齒廓方程為 　　　　 　　　　 7—22題 　　解：（1）63.85 　　　　 　　　 （2）因為? 查表得到， 利用插值法求得：? ? 7—23題 　　解：　 　　　　 　　　　 7—24題 　　解： 根據(jù)公式? 令，求得 7—25題 解： （1）確定兩輪的齒數(shù)? ， 求得 （

29、2）基本尺寸 尺寸名稱 小齒輪 大齒輪 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒全高 齒頂高、 齒根高 齒距 齒厚、 齒槽寬 7—26題 　　答： 可以知道在其他條件相同條件下，齒數(shù)大的齒輪的齒頂圓齒厚大，同時，它的基圓齒厚也大。 因為，在模數(shù)等條件相同條件下，漸開線的彎曲程度決定于基圓的大小，齒數(shù)越大，其基圓越大， 則漸開線越平直，由于它們兩個齒輪的分度圓齒厚相同為，并且齒頂高和齒根高均完全相同，則，漸開線越平直的齒厚必然越大。 7—27題 　　解：　　　　 由得? 若齒根圓與基

30、圓重合時，，當(dāng)時，齒根圓大于基圓。 7—28題 證明：? 　　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7-1所示。 在齒廓上a,b兩點(diǎn)間的距離為公法線長L，且為基圓切線，由圖7-2可知： 　　　　　　 式中：? 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 又由圖知道，L所對的圓心角為，則 并將單位“rad”改為“度”，故有 　　　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　圖7-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖7-2 ? 7—29題 　　解：（1）求 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 （2）當(dāng)剛好連續(xù)傳

31、動時 　　　　 求解上式，得到 分度圓間的距離為? 　　　　 7—30題 　 　解： (1)? 　　　　　 　　　　　 (2) 　　　 7—31題 　　解：(1)根據(jù)齒輪和齒條間是節(jié)圓的純滾動。且第一種情況為標(biāo)準(zhǔn)安裝。 從齒輪上看節(jié)點(diǎn)P的速度為： 　　　　?　 遠(yuǎn)離時，速度依然是? 　　　　　 （2）由于齒條主動，嚙合結(jié)束位置為齒條齒根推動齒輪的齒頂部分。 首先計算齒輪的齒頂圓大?。? 　　　　， 根據(jù)齒廓嚙合基本定律，相對速度方向一定沿著垂直于嚙合線方向（即沿著齒條輪齒方向）， 則，相對速度大小為 　　　　 7—32題 　　解： 　

32、 ?。?）計算兩輪變位系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)中心距： 嚙合角為： 　　　 因為兩輪齒數(shù)相等，故取 ，所以，在加工齒輪時不會根切。 由于，該傳動為正傳動。 　　（2）計算兩輪幾何尺寸： 中心距變動系數(shù)： 齒高變動系數(shù)： 分度圓半徑： 齒頂圓半徑：? 　　 　　? 齒根圓半徑： 　　 基圓半徑： 　?。?）校驗重合度及齒頂厚 齒頂圓壓力角：? 　　　 重合度： 　　 　　? 分度圓齒厚：? 　　 齒頂圓齒厚： 　　 　　?? 由于齒頂厚大于，且重合度也符合要求 。 7—33題 　　 解：? 　　(1)因為?，， 所以?， 　　　　 因為　

33、　 所以　　， 　　 因為? 所以?， 節(jié)圓側(cè)隙為? 　?。?）無側(cè)隙 所以?， 由無側(cè)隙方程式： 可以得到? 取 7—34題? 解：首先計算中心距? 　　　　 　　　　 比較合理的設(shè)計為，保證220mm為實(shí)際中心距，對齒輪1和輪2采用正變位。 則標(biāo)準(zhǔn)中心距： 嚙合角為： 　　　 由于，該傳動為正傳動。由于兩輪齒數(shù)均大于17，采用正變位肯定不根切。? 可以合適分配兩個齒輪的變位系數(shù)。 7—35題? 　　解：? 　　　　首先計算中心距? 　　　　 小于實(shí)際中心距，采用斜齒輪來滿足要求。 　　　　 　　　　 7—36題? 　　解

34、：? 　　　　（1）計算中心距 　　　　 尺寸名稱 小齒輪 大齒輪 法面周節(jié) 端面周節(jié) 當(dāng)量齒數(shù) 分度圓直徑 基圓直徑 齒頂圓直徑 　?。?）計算重合度 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 所以　　 7—37題? 　　解：? 　　　　已知的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的中心距和傳動比分別為? 　　　　 　　　　 改為斜齒輪傳動后，其參數(shù)應(yīng)為：，，。 則有：? 　　　　 當(dāng)取時，求得，為滿足，取，則，其螺旋角為 　　　　 為滿足重合度要求，應(yīng)先求出 由于? 　　　　 　　　　 　　　　

35、 　　　　 因為： 所以 即?，為滿足要求，可以取 7—38題? 　　解：? 　　　　 所以　　 　　　　 當(dāng)　　　，，則 　　　　 　　　　 　　　　 7—39題? 　　　解：? 對于蝸桿：　 所以　　　　， 查對于蝸桿分度圓直徑于模數(shù)對應(yīng)系列有 　　　　　　 （因為蝸桿頂圓直徑60mm），求得直徑系數(shù) 　　　　　　 　　　　　　 由渦輪蝸桿正確嚙合條件有? 　　　　　　 蝸輪的分度圓直徑為? 　　　　　　 中心距為 　　　　　　 7—40題? 解：（1）傳動比　　 （2）基本尺寸 名稱 小齒輪 大齒輪 分

36、度圓錐角 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒頂高 齒根高 分度圓齒厚和齒槽寬 錐距、齒寬 ， 齒頂角、? 齒根角 ， 頂錐角 根錐角 當(dāng)量齒數(shù) 習(xí)題解答 第八章　輪系 8—11題?　8—12題?　8—13題?　8—14題?　8—15題　 8—16題?　8—17題　 8—18題　 8—19題?　8—20題?　8—21題?　8—22題　 8—23題?　8—24題 8—1題～8—6題（答案略） 8—7題 解：根據(jù)題意有? 　　　　? 因為　　， 所以　　則齒輪3齒數(shù)可以任

37、意選擇（保證不根切即可），齒輪2’齒數(shù)和齒輪4齒數(shù)關(guān)系為 8—8題 解：根據(jù)題意有 　　　　　 8—9題 解：根據(jù)題意有? 　　該輪系為行星輪系，箱體B為行星架。 所以? 8—10題 解：根據(jù)題意有? 　　該輪系為行星輪系，H為行星架。 ，所以當(dāng)旋鈕轉(zhuǎn)過360度時，輪2轉(zhuǎn)過 8—11題 解：根據(jù)題意有? 　　該輪系為行星輪系，H為行星架。 由行星輪系的尺寸關(guān)系， 8—12題 解：根據(jù)題意有? 　　該輪系為行星輪系，1為行星架。 經(jīng)過分析，? ，所以，可以任意選擇（滿足不根切即可） 8—13題 解：根據(jù)題意有? 　　該輪

38、系為混合輪系，其中1-2-3-H為一個行星輪系；3-2-2’-4-H為另一個行星輪系。 　　對于1-2-3-H為一個行星輪系有 　　　　　　　　　 　　對于3-2-2’-4-H為一個行星輪系有 　　　　　　　　 所以 　　? 8—14題 解：根據(jù)題意有? 　　該輪系為差動輪系， H為行星架。 　　　　　 求解上式得： 8—15題 解：根據(jù)題意有? 　　該兩輪系均為差動輪系， H為行星架。（注意：確定方向采用箭頭法） 對于（a） 　　　?帶入條件，有 對于（b） 　　　?帶入條件，有 8—16題 解：根據(jù)題意有?實(shí)際是 　　　　　?，上式中

39、帶入條件，有 8—17題 解：根據(jù)題意? 　　1）本輪系為復(fù)合輪系 1-2-3-H行星 4-5-6-H行星 　　2）分別計算傳動比 　　? 　　3）找關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求得? 8—18題 解：根據(jù)題意該輪系為混合輪系? 　　1）1-2-3-P行星輪系；4-5-6-Q行星輪系 　　2）分別計算傳動比 　　? 　　3）關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求解得?（與同向）?（與同向） 8—19題 解：根據(jù)題意該輪系為復(fù)合輪系? 　　1）1-2定軸；5-4’-4-3-H行星輪系 　　2）分別計算傳動比 　　? 　　3）關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求解　　　　 8

40、—20題 解：根據(jù)題意該輪系為復(fù)合輪系? 　　1) 1-2-3-4-行星輪系；5-6-7-8-差動輪系 　　2）分別計算傳動比 　　　? 　　3）關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求解　　　　　　　　 8—21題 解：根據(jù)題意 該輪系為復(fù)合輪系? 　　1）1-2-3-K為行星輪系；1’-4-5-H差動輪系 　　2）分別計算傳動比 　　　? 　　3）關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求得? 8—22題 解：根據(jù)題意該輪系為復(fù)合輪系? 　　1） 3’-4-5’定軸輪系；1-2-2’-3-H差動輪系；1-2-5-H差動輪系 　　2）分別求解傳動比 　　　　　　　 　　　　　　　

41、　　　　　　　 　　3）關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求得? 8—23題 解：根據(jù)題意該輪系為復(fù)合輪系? 　　1）1-2-2’-3-3’-4定軸輪系；5-6’-6-7-K差動輪系；7’-8-9-H 行星輪系 　　2）分別計算傳動比 　　　　　 　　　　　　　 　　3)關(guān)系? 　　4）聯(lián)立求得? 8—24題 解：根據(jù)題意該輪系為含有復(fù)合系桿的復(fù)合輪系，需要兩次轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法? 　　1） 4-5-H行星輪系副周轉(zhuǎn)輪系1-2-3-h 差動輪系 　　2）計算傳動比 　　　　　　　　?（1） 　　　　　　　　?（2） 又因為?，， 所以（2）求得　　　　　　 　　　　　?。?/p>

42、3） 由（1）得到 ，式中?（4） 將（3）帶入 （4）中 ?（5）得到??（方向與系桿相反） 習(xí)題解答　第十章　機(jī)械動力學(xué) 10-8題　10-9題　10-10題　10-11題 10—1題～10—5題（答案略） 10—6題 解：? 　　 　 　　　 因為?； 則?? 　　　　　　　　 10—7題 解：? 上式中為行星輪2、2’回轉(zhuǎn)軸線的速度，由題意可知： 需要對輪系進(jìn)行傳動比分析，由 可以得到? 　　　　　　　　　 （1） 將　帶入（1）式，可得? 所以　　? 10—8題 解：? 題10－8圖 　?。?）

43、　　　　　　　　　　　　　　　?。?） 分析，可以列出速度方程? 方向：　　　　 大?。骸　　? 作出速度多邊形圖。? 令? 求得?；；； 通過三角形初等幾何關(guān)系，可以求得? 代入（1），（2）中有 所以等效驅(qū)動力矩? 10—9題 解： 首先確定等效驅(qū)動力矩 　　　　　? 　　　　　 1. 最大盈虧功 　　　　　　　　　　　 繪制能量指示圖，由圖可知? 題10－9圖 　　　 　　　J （4）飛輪轉(zhuǎn)動慣量 10—10題 解：? （1）確定等效阻抗力矩： 　　　 （2）曲柄的角速度何處最大、何處最小 繪制能量指示

44、圖，由圖可知，在出現(xiàn)角速度最大值，在出現(xiàn)角速度最小值。 　 1. 從圖中可以知道， 題10－10圖 最大盈功 （4）飛輪轉(zhuǎn)動慣量 10—11題 解：? 　?。?）確定阻抗力矩： 　　　　因一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)驅(qū)動功應(yīng)等于阻抗功，所以有? 　　　　　　　 得到　　 　?。?）求曲軸最大轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置 作系統(tǒng)的能量指示圖，由圖可知，在C處機(jī)構(gòu)出現(xiàn)能量最大值，即 　　　　　　　　時，， 故 　　　　　 此時? (3) 求裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量 　　　　 　　　　 故　? 習(xí)題解答　第十一章　機(jī)械的平衡 11—1題～11—3題（答案

45、略） 11—4題 解：（解析法）? 　　　　　　　 將各向量向x方向投影： 　　　　　　　 所以　 將各向量向y方向投影： 所以　　 所以　　 則?， 11—5題 解：首先找到形心? 　　　　　　　， 　　　　　　　， 所以：　 設(shè)密度為，則 若挖空孔，則取對稱布置，取， 　　　　　 則，孔面積?， 11—6題 解：需要在兩個平面上進(jìn)行平衡。? 在平衡基面上靜平衡計算： 各分量向X，Y軸投影： 所以： 所以：　 所以： ， 同理求得（過程略）。 11—7題（答案略） 11－8題 答：三種安排均能達(dá)到靜平衡，而只有圖C的安排能達(dá)到動平衡。因為只有圖C滿足慣性力和慣性力矩的矢量和均為零。