機械原理 試題庫.doc

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1、機械原理自測題庫——分析計算題（共88題） 1、 試計算圖示機構(gòu)的自由度（若有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，必須明確指出）。并判斷該機構(gòu)的運動是否確定（標有箭頭的機構(gòu)為原動件）。若其運動是確定的，要進行桿組分析，并顯示出拆組過程，指出各級桿組的級別、數(shù)目 以及機構(gòu) 圖a 圖b) 題 1 圖 2、計算圖示機構(gòu)自由度，并判定該機構(gòu)是否具有確定的運動（標有箭頭的構(gòu)件為原動件）。 圖 a) 圖 b) 題 2 圖 3、計算圖示機構(gòu)自由度，并確定應給原動

2、件的數(shù)目。 圖a 圖b 題 3 圖 4、在圖示機構(gòu)中試分析計算該機構(gòu)的自由度數(shù)，若有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，則在圖上明確指出。 圖a 圖b 題 4 圖 5、計算圖示機構(gòu)的自由度，并作出它們僅含低副的替代機構(gòu)。 圖 a) 圖 b) 題 5 圖 6、試計算圖示機構(gòu)的自由度。(若有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，必須明確指出。)并指出桿組的數(shù)目與級別以及機構(gòu)級別。 題 6 圖 7、計算下列機構(gòu)的自由度（有復合鉸鏈、虛約束和局部自由度請指出） 圖

3、 a) 圖 b) 題 7 圖 8、圖示的鉸鏈四桿機構(gòu)中,已知，，，,順時針轉(zhuǎn)動,試用瞬心法求: 1)當φ=15時,點C的速度VC; 2)當φ=15時,構(gòu)件BC上(即BC線上或其延長線上)速度最小的一點E的位置及其速度值。 題 8 圖 9、在圖示的凸輪機構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度ω1=10rad/s轉(zhuǎn)動。凸輪為一偏心圓，其半徑R1=25mm，LAB=15mm，LAD=50mm，φ1=90，試用瞬心法求機構(gòu)2的角速度ω2。 題 9 圖 10、在圖示機構(gòu)中，已知長度LAB=LBC=20 mm ,LCD=40mm ,∠a=∠β=90W1=100(1/S),請用速度瞬心法求C點的

4、速度的大小和方向 題 10 圖 11、如圖所示偏置曲柄滑塊機構(gòu)。若已知a=20 mm,b=40 mm ,e=10 mm ，試用作圖法求出此機構(gòu)的極位夾角θ、行程速比系數(shù)K、行程S，并標出圖示位置的傳動角。 題 11 圖 12、試將圖示機構(gòu) ① 進行高副低代，繪出簡圖； ②分別計算其代替后的自由度 題 12 圖 13、判斷下列圖示機構(gòu)為何種鉸鏈四桿機構(gòu)？并簡要說明理由（圖中數(shù)字代表桿件長度） 題 13 圖 14、計算圖示機構(gòu)的自由度（如有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，應指出）。 題 14 圖 15、在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知：lBC=50mm，lCD=35

5、mm，lAD=30mm，AD為機架。試問： （1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求lAB的最大值； （2）若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求lAB的最小值； （3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的取值范圍。 題 15 圖 16、試設(shè)計如圖所示的六桿機構(gòu)。當原動件OAA自O(shè)A y軸沿順時針轉(zhuǎn)過φ12 = 60到達L2時，構(gòu)件OBB1順時針轉(zhuǎn)過ψ12 = 45，恰與OA x軸重合。此時，滑塊6在OA x軸上自C1移動到C2，其位移S12 = 20 mm，滑塊C1距OB的距離為OBC1 = 60 mm，試用幾何法確定A1和B1點的位置。 題 16 圖 17、已知曲柄搖桿機構(gòu)AB

6、CD各桿桿長分別為AB=50mm，BC=220mm，CD=100mm，最小允許傳動角[γmin]=60，試確定機架長度AD的尺寸范圍。 18、在鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD中，已知LAB=30mm，LBC=75mm，LCD=50mm，且AB為原動件，AD為機架。試求該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)時LAD的長度范圍。 19、設(shè)計一曲柄搖桿機構(gòu)。已選定其中兩桿長度a=9，b=11，另外兩桿長度之和c+d=25，試求c，d長度各為多少（取整數(shù)，單位自定）？并可選用哪些構(gòu)件為機架？ 20、如圖示一曲柄搖桿機構(gòu)。已知AD=600mm，CD=500mm，搖桿擺角 φ ＝60，搖桿左極限與AD夾角φ1＝60，試確定曲柄

7、和連桿長度。 題 20 圖 21、如圖為偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)，凸輪廓線為漸開線，漸開線的基圓半徑r0=40mm,凸輪以ω=20rad/s逆時針旋轉(zhuǎn)。試求： （1）在B點接觸時推桿的速度VB； （2）推桿的運動規(guī)律（推程）； （3）凸輪機構(gòu)在B點接觸時的壓力角； （4）試分析該凸輪機構(gòu)在推程開始時有無沖擊？是哪種沖擊？ 題 21 圖 22、題12圖所示對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)中，凸輪為一偏心圓，O為凸輪的幾何中心，O1為凸輪的回轉(zhuǎn)中心。直線AC與BD垂直，且＝／2＝30mm，試計算： （1）該凸輪機構(gòu)中B、D兩點的壓力角； （2）該凸輪機構(gòu)推桿的行程h。

8、 題 22 圖 23、如圖13所示，已知一偏心圓盤R=40 mm，滾子半徑rT=10 mm，LOA=90 mm，LAB=70 mm，轉(zhuǎn)軸O到圓盤中心C的距離LOC=20 mm，圓盤逆時針方向回轉(zhuǎn)。 （1）標出凸輪機構(gòu)在圖示位置時的壓力角α，畫出基圓，求基圓半徑r0； （2）作出推桿由最下位置擺到圖示位置時，推桿擺過的角度φ及相應的凸輪轉(zhuǎn)角δ。 題 23 圖 24、如圖所示為偏置直動推桿盤形凸輪機構(gòu)，AFB、CD為圓弧，AD、BC為直線，A、B為直線與圓弧AFB的切點。已知e=8mm，r0=15mm，＝＝30mm，∠COD=30，試求： （1）推桿的升程h, 凸輪推程運動角為

9、δ0，回程運動角δ’0和遠休止角δ02； （2）推桿推程最大壓力角αmax的數(shù)值及出現(xiàn)的位置； （3）推桿回程最大壓力角α’max的數(shù)值及出現(xiàn)的位置。 題 24 圖 25、已知偏置式滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)(如圖所示),試用圖解法求出推桿的運動規(guī)律s－δ曲線(要求清楚標明坐標(s-δ)與凸輪上詳細對應點號位置,可不必寫步驟)。 題 25 圖 26、在如圖所示的凸輪機構(gòu)中,弧形表面的擺動推桿與凸輪在B點接觸。當凸輪從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)過90 后,試用圖解法求出或標出： （1）推桿與凸輪的接觸點； （2）推桿擺動的角度大小； （3）該位置處,凸輪機構(gòu)的壓力角。 題 26

10、 圖 27、一對標準安裝的漸開線標準直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，已知：a=100mm，Z1=20，Z2=30,α=20，da1=88mm。 （1）試計算下列幾何尺寸: ①齒輪的模數(shù)m； ②兩輪的分度圓直徑d1 ,d2； ③兩輪的齒根圓直徑df1 , df2 ； ④兩輪的基圓直徑db1 , db2； ⑤頂隙C。 （2）若安裝中心距增至a’=102mm，試問: ①上述各值有無變化,如有應為多少? ②兩輪的節(jié)圓半徑r’1 ,r’2和嚙合角ɑ’為多少? 28、已知一對外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪的參數(shù)為:Z1=40,Z2=60,m=5mm, α=20,ha*=1,c*=0.25。

11、(1)求這對齒輪標準安裝時的重合度εa,并繪出單齒及雙齒嚙全區(qū); (2)若將這對齒輪安裝得剛好能夠連接傳動,求這時的嚙合角α’;節(jié)圓半徑r’1和r’2;兩輪齒廓在節(jié)圓處的曲率半徑ρ’1和ρ’2 29、用齒輪刀具加工齒輪，刀具的參數(shù)如下：m=2mm，a=20,h*a=1,c*=0.25,刀具移動的速度V刀=7.6mm/s,齒輪毛坯的角速度ω=0.2rad/s,毛坯中心到刀具中線的距離 L=40mm。試求： (1)被加工齒輪的齒數(shù)Z； (2)變位系數(shù)X； (3)齒根圓半徑rf； (4)基圓半徑rb。 30、某機器上有一對標準安裝的外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪機構(gòu)，已知：Z1=20,Z

12、2=40,m=4mm,h*a=1。為了提高傳動的平穩(wěn)性，用一對標準斜齒圓柱齒輪來替代，并保持原中心距、模數(shù)（法面）、傳動比不變，要求螺旋角β< 20。試設(shè)計這對斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)Z1,Z2和螺旋角β，并計算小齒輪的齒頂圓直徑da1和當量齒數(shù)Zv1。 31、已知產(chǎn)生漸開線的基圓半徑rb=50mm，試求： （1）漸開線在向徑rk=65mm處的曲率半徑ρk,和壓力角αk，和展角θk; （2）漸開線上展角θk=20處的壓力角αk，向徑rk和曲率半徑ρk。 32、一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，已知：Z1=21,Z2=61,m=2.5mm,α=200.試求： （1）兩輪的齒p1和p2； （2）兩

13、輪的基圓齒距Pb1和Pb2 （3）兩輪分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑ρ1和ρ2。 33、已知一對齒數(shù)相等，α=20，m=5mm的標準安裝外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動。為了提高其重合度，而又希望不增加齒數(shù)，故增加主從動輪的頂圓，使其剛好彼此通過對方的嚙合極限點。若要求重合度，試求： （1）兩輪的齒數(shù)Z1、Z2 （2）兩輪的頂圓直徑da1和da2。 34、有兩個齒數(shù)分別為Z1、Z2的標準直齒圓柱齒輪，且Z1

14、5mm，Z1=19，Z2=41，試計算這對外嚙合齒輪正確安裝時的中心距及各輪齒頂圓直徑，齒根圓直徑，基圓直徑，并作圖求得實際嚙合線長度B1B2,并據(jù)此求出重合度εa=?。 35、采用標準齒條刀加工漸開線直齒圓柱齒輪。已知刀具齒形角α=20，齒距為4πmm,加工時刀具移動速度V=60mm/s，輪坯轉(zhuǎn)動角速度ω=1rad/s。 （1）試求被加工齒輪的參數(shù)：m、α、Z、d、db；db=112.76mm （2）如果刀具中線與齒輪毛坯軸心的距離L=58mm，問這樣加工出來的齒輪是正變位還是負變位齒輪，變位系數(shù)是多少？ 36、用范成法滾刀切制參數(shù)為Z=16、αn=20、han*=1的斜齒輪，當其β

15、=15時，是否會產(chǎn)生根切？仍用此滾刀切制齒數(shù)Z=15的斜齒輪，螺旋角至少應為多少時才能避免根切？ 37、已知以對外嚙合斜齒圓柱齒輪的參數(shù)為：mn=6mm，Z1=30，Z2=100，試問螺旋角為多少時才能滿足標準中心距為400mm？ 38、已知齒輪1的轉(zhuǎn)速n1=120r/min，而Z1=40，Z2=20，求： （1）Z3； （2）行星架的轉(zhuǎn)速nH=0時齒輪3的轉(zhuǎn)速n3（大小及方向）。 題 38 圖 39、已知輪系中Z1=60，Z2=1５，Z’2=20，各系模數(shù)均相同，求Z3及i1Ｈ 題 39 圖 40、求如圖所示輪系的傳動比i14.，已知Z1= Z’2=25，Z2= Z3

16、=20，ZH=100，Z4=20。 題 40 圖 41、求圖示卷揚機減速器的傳動比i1H.。若各輪的齒數(shù)為Z1= 24，Z’2=30，Z2=48 ，Z3=60，Z’3= 20，Z4=20 Z’4=100。 題 41 圖 42、在如圖所示的電動三爪卡盤傳動輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z1=6，Z2=Z’2=25，Z3=57，Z4=56，試求傳動比i14。 題 42 圖 43、在圖示輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)分別為Z1=28，Z3=78，Z4=24 ，Z6=80，若已知n1=2000r/min。當分別將輪3或輪6剎住時，試求行星架的轉(zhuǎn)速nH。 題 43 圖 44、在圖示的輪

17、系中，已知各輪齒數(shù)為Z1= 20，Z2= 25，Z’2=30，Z3=20，Z4=70，n1=750r/min，順時針方向，試求nH大小及方向。 題 44 圖 45、在圖示的輪系中，已知各齒輪齒數(shù)為Z1= Z’2=20，Z5= Z6= Z7=30，Z2= Z3=40 ，Z4=100，試求傳動比i17。 題 45 圖 46、在圖示的輪系中，已知各齒輪齒數(shù)為Z1= 1，Z2=40 ，Z’2=24，Z3=72 ，Z’3=18，Z4=114，蝸桿左旋，轉(zhuǎn)向如圖示，試求輪系的傳動比i1H，并確定輸出桿H的轉(zhuǎn)向。 題 46 圖 47、在圖示的輪系中，齒輪均是標準齒輪正確安裝，輪1順時

18、針轉(zhuǎn)動，以知各輪齒數(shù)為Z1=20,Z2=25, Z4=25,Z5=20，試求轉(zhuǎn)動比i1H和Ⅱ軸的轉(zhuǎn)向。 題 47 圖 48、在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z1=22，Z3=88，Z4=Z6，試求傳動比i16 題 48 圖 49、在圖示自行車里程表的機構(gòu)中，C為車輪軸。已知Z1= 17，Z3= 23，Z4= 19，Z4‘= 20，Z5= 24。設(shè)輪胎受壓變形后使28英寸的車輪有效直徑約為0.7m，當車行一公里時，表上的指針P要剛好回轉(zhuǎn)一周，求齒輪2的齒數(shù)。 題 49 圖 50、在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z1=20，Z2=34,Z3=18，Z4=36,Z5=78,Z6=

19、Z7=26，試求轉(zhuǎn)動比i1H 題 50 圖 51、在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z3=Z4=25,Z’2=20,各輪的模數(shù)相同，n4=1000r/min。試求行星架的轉(zhuǎn)速nH的大小和方向。 題 51 圖 52、某原動機輸出力矩Md相對主軸轉(zhuǎn)角φ的線圖如圖所示。其運動循環(huán)周期為半轉(zhuǎn)（圖上為0∽180）。主軸平均轉(zhuǎn)速為620r/min。當用該機驅(qū)動一等效阻力矩為常數(shù)的機器時，如要求不均勻系數(shù)為δ=0.01。試求： （1） 主軸的最大轉(zhuǎn)速nmax和相應的曲柄轉(zhuǎn)角φmax； （2） 在主軸上應裝的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF（不計其余構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量）。 題 52 圖 53、已知某機

20、械一個穩(wěn)定運動循環(huán)內(nèi)的等效阻力矩Mr，如圖所示，等效驅(qū)動力矩Md為常數(shù)，等效構(gòu)件的最大及最小角速度分別為：ωmax=200rad/s及ωmin=180rad/s。試求： （1）等效驅(qū)動力矩Md的大??； （2）運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)δ； （3）當要求δ在0.05范圍內(nèi)，并不計其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量時，應裝在等效構(gòu)件上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。 題 53 圖 54、如圖所示為某剪床以電動機轉(zhuǎn)子為等效構(gòu)件時的等效阻力矩曲線Mr(φ)，它的循環(huán)周期為20π，即電動機轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)完成一次剪切。設(shè)驅(qū)動力矩為常數(shù)及機組各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量可以忽略不計，試問： （1）求驅(qū)動力矩Md，并以圖線表示在圖上；

21、（2）求最大盈虧功△Wmax； （3）設(shè)電動機的轉(zhuǎn)速為750r/min，許用的速度不均勻系數(shù)δ=0.05，求安裝在電動機軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF。 題 54 圖 55、某機械在等效構(gòu)件上作用的等效阻力矩Mr在一個工作循環(huán)中的變化規(guī)律如圖所示，等效驅(qū)動力矩為Md常數(shù)。試求： （1）等效驅(qū)動力矩Md； （2）最大盈虧功△Wmax。 題 55 圖 56、已知機組在穩(wěn)定運動時期的等效阻力矩變化曲線Mr-φ如圖所示。等效驅(qū)動力矩為常數(shù) Md=19.6N.m，主軸的平均角速度ωm=10rad/s。為了減小主軸的速度波動，現(xiàn)裝一個飛輪，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF=9.8kg.m2。（主軸本身的等

22、效轉(zhuǎn)動慣量不計）試求：運動不均勻系數(shù)δ。 題 56 圖 57、在一臺用電動機作原動機的剪床機械系統(tǒng)中，電動機的轉(zhuǎn)速為nm=1500r/min。已知折算到電機軸上的等效阻力矩Mr的曲線如圖所示，電動機的驅(qū)動力矩為常數(shù)；機械系統(tǒng)本身各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計。當要求該系統(tǒng)的速度不均勻系數(shù)δ≤0.05時，求安裝在電機軸上的飛輪所需的轉(zhuǎn)動慣量JF。 題 57 圖 58、圖示盤狀轉(zhuǎn)子上有兩個不平衡質(zhì)量m1=1.5Kg,m2=0.8kg,r1=140mm,r2=180mm，相位如圖?，F(xiàn)用去重法來平衡，試求所需挖去的質(zhì)量的大小和相位（設(shè)挖去質(zhì)量處的半徑r=140mm）。 題 58 圖

23、59、一對斜齒圓柱齒輪傳動中，已知：Z1=20，Z2=40，法面模數(shù)m n=8mm,αn=20，螺旋角β=30，試求： （1）中心距； （2）兩輪當量齒數(shù)； （3）兩輪齒頂圓直徑。 60、設(shè)計一腳踏軋棉機曲柄搖桿機構(gòu)，要求踏板CD極限位置在水平線上下各15，并且CD=500mm,AD=1000mm(AD垂直地面)，求AB和BC長度。 題 60 圖 61、試標出下列圖示機構(gòu)的全部速度瞬心。 a)b)c) 題 61 圖 62、試將圖示之原動件、機架、Ⅱ級組，綜合為一個把移動變換為轉(zhuǎn)動的六桿機構(gòu)。 題 62 圖 63、在一對標準直齒輪傳動中，已知：Z1=20，Z

24、2=60，m=5mm,α=20，試求兩個齒輪的：①　分度圓齒距；② 基圓齒距；③ 基圓半徑；④ 分度圓上齒廓曲率半徑。（齒距=周節(jié)） 64、一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，偏距e=10mm，曲柄長度AB=20mm，連桿長度BC=70mm。試用圖解法：① 求出滑塊的行程H；② 畫出曲柄為原動件時的最大壓力角αmax ; ③ 畫出滑塊為原動件時機構(gòu)的死點位置。 65、設(shè)計一偏置曲柄滑塊機構(gòu)。要求滑塊行程為40mm，行程速比系數(shù)K=1.5 ，滑塊在行程端點的最大壓力角為45。求曲柄、連桿的長度和偏距。 66、一對斜齒圓柱齒輪傳動中，已知：Z1=20，Z2=40，法面模數(shù)mn=8mm,αn=20，螺旋角β=

25、30，試求：① 中心距 ；② 兩輪當量齒數(shù)； ③ 兩輪齒頂圓直徑。 67、已知一對外嚙合正常齒制標準直齒圓柱齒輪傳動，齒輪１丟失，測出其中心距a=150 mm ,齒輪2的齒數(shù) Z2=42和齒頂圓直徑da1=132 mm ,先需配制齒輪1,試確定齒輪1的主要尺寸。 68、蝸桿的相對轉(zhuǎn)向關(guān)系如圖所示。試指出蝸桿及蝸輪的螺旋線方向。若蝸桿的分度圓直徑為36mm ，而蝸輪的端面模數(shù)為3mm ，試求蝸桿的直徑系數(shù)q 。 題 68 圖 69、某機械系統(tǒng)主軸平均轉(zhuǎn)速為80rpm。若允許其運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)δ=0.15，試求主軸的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速。 70、圖示的搬運機械中已知滑塊質(zhì)量m=20kg,

26、 LAB =LED =100 mm 。LBC =LCD =LEF =200 mm,。求由作用在滑塊5上的阻力F5 =1KN而換算到構(gòu)件1的軸上的等效阻力矩Mr及換算到軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量J . 題 70 圖 71、一對標準斜齒輪傳動,已知Z1 =28 ,Z2 =58，法面模數(shù)mn =4mm ，螺旋角β=10。試求： （1）兩齒輪的齒頂圓直徑及中心距； （2）當中心距為180時，如何改變參數(shù)來滿足這一要求。 72、四桿機構(gòu)。已知LAB=62 mm ,LBC=40 mm ,LCD=40 mm ,LAD=19 mm 。試問： （1）該機構(gòu)為何種機構(gòu)，有無曲柄存在？如有，指出哪個構(gòu)件為曲

27、柄。 　（2）當以LAB為主動件時，標出從動件的壓力角。 題 72 圖 73、兩個壓力角均為20的正常齒制漸開線標準直齒圓柱齒輪，它們的齒數(shù)分別為Z1 =22,Z2 =77 ,齒頂圓直徑分別為da1 =54 mm ,da2 =158 mm .問該對齒輪能否正確嚙合，為什么？ 74、輪系中Z1 =2,Z2 =60 ,Z3 = 25 ,Z4 = 50 ,Z5 =20 ,Z6 =30 ,又已知蝸桿的轉(zhuǎn)速n1 =900 r/min ,nB =6r/min,方向如圖。求：n6的大小和方向。 題 74 圖 75． 一對標準漸開線圓柱直齒輪外嚙合傳動（正常齒），正確安裝（齒側(cè)間隙為零）后

28、，中心距為144mm，其齒數(shù)為z1=24，z2=120，分度圓上壓力角α=200 （1）求齒輪2的模數(shù)m2及其在分度圓上的齒厚S2； （2）求輪1的齒頂圓處的壓力角αa1； （3）如已求得它們的實際嚙合線長度B1B2=10.3mm，試計算該對齒輪傳動的重合度； 說明該對齒輪能否實現(xiàn)連續(xù)傳動。 76、某機組作用在主軸上的阻力矩變化曲線如圖所示。已知主軸上的驅(qū)動力矩Md 為常數(shù)，主軸平均角速度Wm =25rad/s ，機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ=0.02 。 （1）.求驅(qū)動力矩Md 。（2）求最大盈虧功[W]。 （3）求安裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF 。 （4）若將飛輪安裝在轉(zhuǎn)速為

29、主軸三倍的輔助軸上，求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JFˊ 題 76 圖 77、已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪，Z1=28，ha*=1，C*=0.25， α=20，=120mm，a=164mm，求：該對齒輪的重合度及實際嚙合線長度。 78、在一偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，滑塊導路方向線在曲柄轉(zhuǎn)動中心之上。已知曲柄a=70mm，連桿b=200mm，偏距e=30mm，曲柄轉(zhuǎn)速n1=500r/min。 （1）求滑塊行程長度； （2）分別求滑塊正、反行程的平均速度； （3）畫出當滑塊為主動時的機構(gòu)死點位置。 79、如圖所示為兩對漸開線齒輪的基圓和頂圓，輪1為主動輪。試分別在圖上標明：理論嚙合線N1N2，實際嚙

30、合線 B1B2，嚙合角α’，節(jié)圓半徑r’1、r’2。 題 79 圖 題 80 圖 80、圖示為偏置滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)。試確定： （1）基圓半徑rb ； （2）圖示位置升程h1，α1； （3）凸輪轉(zhuǎn)過90時的升程h2，α2，該機構(gòu)存在什么問題？應怎么辦 81、請按以下要求并按1∶1的比例，畫出推桿的位移線圖和凸輪輪廓曲線。已知基圓半徑20mm，尖頂式從動桿在工作中受力方向通過凸輪的旋轉(zhuǎn)中心，當凸輪逆時針轉(zhuǎn)180時，從動桿按余弦運動規(guī)律上升25mm，緊接著突然下降到原高度，而后就靜止不動。 82、一曲柄搖桿機構(gòu),已知機架AD=100mm,搖桿C

31、D=75mm, 搖桿的一個極限位置與機架的夾角為45,行程速比系數(shù)K=1.5,試確定曲柄長AB和連桿長BC。 83、設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)。已知滑塊的行程s=50mm,偏距e=16mm,行程速度變化系數(shù)K=1.4，求曲柄和連桿的長度。 84、已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，其模數(shù) m=5mm，α=20,h*a=1,Z1=19,Z2=42。輪1主動，順時針方向轉(zhuǎn)動，當這對齒輪正確安裝時， （1）畫出其嚙合圖，并在圖上表明：理論嚙合線，開始嚙合點，終止嚙合點，實際嚙合線，嚙合角，節(jié)點和節(jié)圓； （2）兩齒輪的分度圓周節(jié)和基圓周節(jié) （周節(jié)=齒距） 85、在圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿的長度為

32、，，，，當取桿4為機架時，求機構(gòu)的極位夾角θ，桿3的最大擺角，機構(gòu)的最小傳動角（結(jié)果可以作圖量?。? 題 85 圖 86、試將圖示之原動件、機架、Ⅱ級組，綜合為一個把轉(zhuǎn)動變換為移動的六桿機構(gòu)。 題 86 圖 87、圖示凸輪機構(gòu)中，其凸輪廓線的AB段是以C為圓心的一段圓弧。試求： （1）寫出基圓半徑的表達式； （2）在圖中標出圖示位置時的凸輪轉(zhuǎn)角、推桿位移S、機構(gòu)的壓力角。 機械原理自測題庫參考答案——分析計算題（共88題） 1、 1、 2、 解:（a）圖：n=9，p4

33、=13，p5=0；F=39－213=1； ∵原動件數(shù)目=機構(gòu)自由度數(shù)，∴機構(gòu)具有確定的運動。G處為復合鉸鏈；機構(gòu)級別為Ⅱ級。 拆組圖如下(略) （b）圖：n=7，p4=10，p5=0；F=37－210=1； 原動件數(shù)目=機構(gòu)自由度數(shù)，機構(gòu)具有確定的運動。機構(gòu)級別為Ⅲ級。 2、 解： （a）F=3n2pl－ph =35－27=1；機構(gòu)具有確定的運動。 （b) F處為復合鉸鏈。機構(gòu)沒有確定的運動。 3、解：a) F=3n2pl－ph =37－210=1；原動件數(shù)=1

34、b） n=8，pl=11，ph=1；F=3n2pl－ph =1；原動件數(shù)=1。 4、 解：a) E處為局部自由度。 b） n=7，pl=10； F、D處為復合鉸鏈。 5、解：（a）圖： F=33－23－2=1； （b）圖： F=34－25－1=1； 替代機構(gòu)為： 6、解： n=9，pl=13；F=1 J處為復合鉸鏈，D或F有一處為虛約束。 桿組由4個二級桿組組成，機構(gòu)級別為二級。 ７、解：（a） n=4，pl=4,Ph=2； A處為復

35、合鉸鏈。 （b） n=5，pl=7 ,Ph=1； F處為虛約束，D處為局部自由度。 8、解： E點的位置 作圖示出 （略） 9、解：1）作出瞬心（略）； 2） 　 10、解：略11、解：略 12、解：1）替代機構(gòu) 2）自由度計算： 13、解：利用桿長條件去判別　 14、解：n=6，pl=8, Ph=1； B處為局部自由度。 15、解：（1）因AD為機架，AB為曲柄，故AB為最短桿，有l(wèi)AB+lB

36、C≤lCD+lAD 則：lAB≤lCD＋lAD－lBC=（35+30-50）mm=15mm；所以lAB的最大值為15mm。 （2）因AD為機架，AB及CD均為曲柄，故AD為最短桿，有下列兩種情況： 若BC為最長桿，則：lAB＜lBC=50mm，且lAD+lBC≤lCD+lAB ，故 lAB≥lAD＋lBC－lCD=（30+50-35）mm=45mm，所以：45mm≤lAB＜50mm。 若AB為最長桿，則：lAB＞lBC=50mm，且lAD+lAB≤lBC+lCD ，故 lAB≤lBC＋lCD－lAD=（50+35-30）mm=55mm，所以：50mm＜lAB≤55mm。 綜上所述

37、：lAB的最小值為45mm。 （3）如果機構(gòu)尺寸不滿足桿長條件，則機構(gòu)必為雙搖桿機構(gòu)。 若AB為最短桿，則：lBC +lAB＞lCD +lAD ，故 lAB＞lCD +lAD－lBC =（35+30-50）mm=15mm， 若AB為最長桿，則：lAD +lAB＞lBC +lCD ，故 lAB＞lCD＋lBC－lAD=（50+35-30）mm=55mm， 若AB既不為最長桿也不為最短桿，則：lAD＋lBC＞lCD+lAB，故 lAB＜lAD＋lBC－lCD=（30+50-35）mm=45mm， 綜上所述：若要保證機構(gòu)成立，則應有： lAB＜lCD＋lBC＋lAD=（30+50+

38、35）mm=115mm，故當該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時，lAB的取值范圍為： 15mm＜lAB＜45mm，和55mm＜lAB＜115mm， 16、解：略17、解：240.79mm≤LAD≤270mm 18、解：55mm≤LAD≤75mm 19、解：c=12, d=13 或 c=13 , d=12 。 可選d為機架，或b為機架。 20、解： LAB=198.5mm，LBC=755.5mm， 21、解：1） 方向朝上 2）假設(shè)推桿與凸輪在A點接觸時凸輪的轉(zhuǎn)角為零，則推桿的運動規(guī)律為： 3）因?qū)贩较蚺c接觸點的公法線重合，所以壓力角α=0 4）有沖擊，是剛性

39、沖擊。 22、解：（1） 由圖可知，B、D兩點的壓力角為： 23、 解：取尺寸比例尺作圖，得 1） 圖示位置凸輪機構(gòu)的壓力角為α=27.5，基圓半徑r0=30mm； 2） 推桿由最下位置擺到圖示位置時所轉(zhuǎn)過的角度為φ=17， 相應的凸輪轉(zhuǎn)角δ=90。 24、 解：取尺寸比例尺作圖，得： 3） 推桿的升程h=27mm, 凸輪推程運動角δ0=79 ，回程運動角δ’0=44， 遠休止角δ02=208 4） 推程段最大壓力角出現(xiàn)在D點，其值為αmax=44 5） 回程段最大壓力角出現(xiàn)在C點，其值為α’max=71 25、解：作圖過程略 26、

40、解：用反轉(zhuǎn)法求出 該位置處,凸輪機構(gòu)的壓力角 27、解：(1)幾何尺寸計算 ①模數(shù)m: m=2a/(Z1+Z2)=2╳100/(20+30)mm=4mm ②齒根圓直徑d1 ,d2: d1=mZ1=4╳20mm=80mmd2=mZ2=4╳30mm=120mm 齒根圓直徑df1 ,df2 : df1=d1-2hf=[80-2╳4╳(1+0.25)]mm=70mm df2=d2-2hf=[120-2╳4╳(1+0.25)]mm=110mm (其中:h*a=(da1-d1)/(2m)=1,c*=0.25) 基圓直徑db1 ,db2 : db1=d1cosα=8

41、0╳cos200mm=75.175mm db2=d2=d2cosα=120╳cos200mm=112.763mm 頂隙c: c=c*m=0.25╳4mm=1mm (2)安裝中心距增至a\=102mm時,則有: 上述各值中,只頂隙一項有變化:c=(1+2)mm=3mm 節(jié)圓半徑, 和嚙合角: =arcos(acosα\)=arcos(100╳cos200/102)=22.8880 =rb1/cos =40.8mm =rb2/cos =61.2mm 28、解：（1）重合度和嚙和度區(qū) aa1=

42、arcos(db1/da1)=arccos(z1cosa/(z1+2ha*))=arcos(40cos200/(40+2*1))=26.490 aa2=arcos(db2/da2)=arccos(z2cosa/(z2+2ha*))=arcos(60cos200/(60+2*1))=24.580 εa=1/2π[z1(tgaa1-tga)+z2(tgaa2-tga)] =1/2π[40(tg26.490-tg200)+60(tg24.580-tg200)] =1.75 該對齒輪傳動的單齒及雙齒嚙合區(qū)如例15-3圖所示 （2）能夠連續(xù)傳動時 a、 a、 嚙合角a/:

43、 剛好能夠連續(xù)傳動時，εa =1，則 εa=1/2π[z1(tgaa1-tga)+ z2(tgaa2-tga)]=1 tga/=(z1tgaa1+z2tga-2π)/(z1+z2)=(40tg26.49+60-tg200-2π)/(40+60)=0.411 a/=22.350 b、 b、 節(jié)圓半徑r/1、r/2: r/1=rb1/cosa/=r1cosa/cosa/=mz1cosa/2/cosa/=101.6mm r/2=rb2/cosa/=r1cosa/cosa/=mz2cosa/2/cosa/=152.4mm c、 c、 節(jié)圓半徑處的曲率半徑ρˊ1 ρˊ2：

44、 ρˊ1= r/1sina/=101.6*sin22.350mm=38.63mm ρˊ2= r/2sina/=152.4*sin22.350mm=57.95mm 29、解：1）齒數(shù)Z Z= 2）變位系數(shù) 3）齒根圓半徑 4）基圓半徑 30、解：1） 確定Z1、 Z2、、、β 得： ， （且必須為整數(shù)） 當 ，時， ，時， ，時， 由于β< 20，則這對斜齒圓柱齒輪的

45、Z1=19， Z2、=38，β=18.195 2）計算da1和當量齒數(shù)Zv1 　 31、解：(1) ρk=41.533mm , αk=39.715, θk=0.1375(弧度)； （2）αk≈51，rk=79.738mm ρk=62.113mm 32、解：(1) p1=p2=7.85mm; (2) pb1=pb2=7.38mm; (3) ρ1=8.98mm ρ2=26.08mm 33、解：1) Z1=Z2=14 2) da1=da2=81.36mm 34、解：1)分度圓上齒厚相等，齒頂圓齒厚Z2大，齒根圓齒厚Z2大；2）a=150mm, da1=105mm da2=

46、215mm, df1=82.5mm df2=192.5mm, db1=89.27mm db2=192.64mm , B1B2=24mm εa=1.63 35、解：1) m=4mm, α=20, Z=30 , d=120mm, 2) 負變位齒輪, X=-0.5 36、解：1) 不會根切 2）β=16.44 37、已知以對外嚙合斜齒圓柱齒輪的參數(shù)為：mn=6mm，Z1=30，Z2=100，試問螺旋角為多少時才能滿足標準中心距為400mm？解：β=12.84 38、解：1）求Z3 2）當 時 ， 齒輪3的轉(zhuǎn)向與齒輪1的轉(zhuǎn)向相反。 3

47、9、解：1）由同心條件得： 2） 齒輪1的轉(zhuǎn)向與行星架H的轉(zhuǎn)向相同。 40、 解：1） 2） 3） 齒輪1和齒輪4的轉(zhuǎn)向相反。 41、解： 1）定軸輪系的傳動比為： 2）差動輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比為： 3） 由上述兩式得： 齒輪1與卷揚機筒的轉(zhuǎn)向相同?！? 42、解: 43、解: 1) 當輪3被剎住時 (a) 因 得: 528.3rpm 2) 當輪6被剎住時 因 得: (b) 將(b)式代入(a)式得: 867.9pr

48、m 44、解： 所以 的方向與方向相反，為逆時針方向。 45、解： 46、解：定軸輪系： 周轉(zhuǎn)輪系： 復合輪系： 的方向如圖所示。 47、解： 先確定齒輪3和6的齒數(shù)和： 該輪系由 1---2---3---4及4---5---6---7兩個行星輪系組成： 因 為正，故7與1 轉(zhuǎn)向相同，Ⅱ軸的轉(zhuǎn)向為順時針方向。 48、 解： （a） (b) 由式（a）得 ：

49、 （c） (c)式代入式（a）,得： 　 49、解：1）為行星輪系 2）1-2 為定軸輪系 （1） （2） （3） （4） 聯(lián)立求解得： 50、解： (a) 因為

50、 (b) 式(b)代入式( a)得： 51、解：(1) 求其余各輪齒數(shù)： 所以 （2） 求 （3） 求各轉(zhuǎn)速： 由上面三式得： 所以： 代入上二式得： （4）求： 的方向與相反?！? 52、解：1） 2） 在C處，=50+54.16=104.16

51、 3） 53、解：1） 2） 3） 54、解：（1）： 因為 所以 （2） （3） 55、解： 56、解： 57、解：1）Md=462.5N.m 2) [△W]=1256.3 J 3) JF=1.018 kg.m2

52、 58、解：（1）計算出各不平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積： （2） 列出靜平衡矢量方程： （3）按比例作圖求解：得 應加平衡質(zhì)量挖去的質(zhì)量應在矢量的反方向140mm處挖去1kg質(zhì)量。 59、 解：1） 2） 3）

53、 　 60、解：設(shè)AB=a, BC=b 61、試標出下列圖示機構(gòu)的全部速度瞬心。 a) b) c) 62、解： 63、解：略64、解：略65、解：略66、解：略　67、解：略68、解：略 69、解：略70、解：略71、解：略　72、解：略73、解：略 74、解：1) 2)

54、 方向與方向同。 75． 解：略76、解：略 77、解：（1）, (2) , aa1=arcos(db1/da1)=arccos(z1cosa/(z1+2ha*))=arcos(28cos200/(28+2*1))=28.710 aa2=arcos(db2/da2)=arccos(z2cosa/(z2+2ha*))=arcos(54cos200/(54+

55、2*1))=25.020 (3) εa=1/2π[z1(tgaa1-tga)+z2(tgaa2-tga)] =1/2π[28(tg28.710-tg200)+54(tg25.020-tg200)]=1.70 (4) , 78、解：略79、解： 80、解：（1）基圓半徑ro （4分） ；（2）圖示位置升程h1，α1； （3）凸輪轉(zhuǎn)過90時的升程h2，α2，壓力角過大，采取措施：增大基圓半徑或減小滾子半徑 81、解： 82、解： 84、解：1） 2） 85、解：略86、解：組成機構(gòu)不唯一，滿足要求即可。 87、解：1）基圓半徑的表達式=R+ 2）圖示位置時的凸輪轉(zhuǎn)角、推桿位移S、機構(gòu)的壓力角如圖所示。 第 24 頁 共 24 頁