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-2P-P=3X5-2X7=1LH故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-2如題圖2

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。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)齒輪1和2減速后帶動(dòng)

3、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。2D2D2）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(xiàn)二34，（25+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圖d給出其中的兩種方案。

4、新方案中：n二5p二6p二2lh新方案的機(jī)構(gòu)自由度：F=35-（26+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另外一端與滑塊7構(gòu)成移動(dòng)副，滑塊7通過(guò)鉸

5、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二2卩=0F=1(D處滾子的轉(zhuǎn)動(dòng))lhF二3n，(2p+pp)F=38，(210+20)1二1lh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)(b)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=0lhF二3n，（2p+p，p），F(xiàn)二35，27

6、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。(a)(b)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)線所示的八桿機(jī)構(gòu)，其中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n7，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)P10，于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：/F3n2PP3X72x10=1lh故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)

7、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n6，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)P8，高副數(shù)P1于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：LHF3n2PP3X62x81=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）（b）解1）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。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2-8（b）所示。3）計(jì)算自由度活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n7，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)Pl1

8、0，高副數(shù)Ph0于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為:F3n-2P-P3,7-2,10-0=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）題圖2-9（b）解：1）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作直線移動(dòng)，為原動(dòng)件，其余運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副。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2-9（b）所示。3）自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)：n=7p=10p=0p=0F=0lhF二3n_(2p+p，p)，F(xiàn)二37，210二1lh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

9、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=6p=8p=0p=0F=0lhF二3n，(2p+p，p)，F(xiàn)二36，28二2lh閘瓦G,J之一剎緊車(chē)輪時(shí)，剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自

10、由度n=5p=7p=0p=0F=0lhF=3n，(2p+p一p)一F=35一27=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一p)一F=34一26=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。(a)(b)題圖2-10解：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)，

11、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。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。自由度計(jì)算n二3p二4p二0p二0F二0lhF二3n，(2p+p，p)，F(xiàn)=33，24二0lh2-11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)。(b)題圖2-11(b)題圖2-11(c)解:1)計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度F二3n，(2p+p，p)，F(xiàn)二37，210二1lh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

12、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.即其中p為連心線op與公法線的交點(diǎn)。12122112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)線具有哪些重要的性質(zhì)?漸開(kāi)線齒輪傳動(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

13、為標(biāo)準(zhǔn)頂隙，即c=c*m=O.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)

14、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)線也與其分度線重合。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)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)

15、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之間所夾的銳角，壓力角是指單個(gè)齒輪漸開(kāi)線上某一點(diǎn)的速度方向與該點(diǎn)法線方向所夾的角。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)大于以上求得的齒數(shù)時(shí)，試問(wèn)基圓與齒根圓哪個(gè)大?答：d=mzcos,

16、bd=mCx2ha-2c),2(】+25)=41.451-cos20當(dāng)基圓與齒根圓重合時(shí)2(ha*+c)由dfdb有2(】+25)=41.451-cos20當(dāng)基圓與齒根圓重合時(shí)z=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)，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(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，刀具的齒頂線不得超過(guò)N1點(diǎn)，即h*WNQ二PNsina二ysina=(mzsin2a)/2a1112h*

17、得：Zsin2加工標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪時(shí)，h*=1,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，從而影響整個(gè)齒輪傳動(dòng)的承載能力；標(biāo)準(zhǔn)齒輪不適用

18、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

19、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)(inv-inv)算出兩輪的變位系數(shù)之和

20、：X+x=1222tan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mcosmzcos=興zi+z2)C0S=h(i+i)COS所以z=iz212z=iz21z1(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)狀銑刀切齒,在切齒時(shí)刀具是沿著齒輪的螺旋線方

21、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)仍然是斜齒輪傳動(dòng)；兩者的正確嚙合條件共同點(diǎn)是兩輪的法

22、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)就具有自鎖性:具有自鎖性的蝸桿蝸輪傳動(dòng),只

23、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的旋向。答：圖a所示蝸桿為右旋蝸桿，現(xiàn)用右手，讓四

24、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開(kāi)線。試證明其任意兩條漸開(kāi)線（不論是同向的

25、還是反向的）沿公法線方向?qū)?yīng)兩點(diǎn)之間的距離處處相等。證：根據(jù)漸開(kāi)線的特性可知ABABAB，BE=BE=BE11221122所以：原式得證。5-20測(cè)量齒輪公法線長(zhǎng)度是檢驗(yàn)漸開(kāi)線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)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪其公法線的長(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ZaOb=2a,a為分度圓壓力角。齒輪的半齒距角為1

26、80/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，公法線長(zhǎng)度包含著(k-1)個(gè)基圓齒距和一個(gè)基圓齒厚，故由上式可見(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)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，z=26，m=3mm,ha*=1，

27、a=20。求齒廓曲線在齒頂圓的壓力角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=cos=36.648，b2m(z+2)TOC o 1-5 h zr=42，a2r=cos-1b=29.24arap=rtg=36.648tg20=13.34bp=rtg=36.648tg29.24=20.515aba5-2.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，基圓直徑，齒頂圓壓力角、齒根圓壓力角、齒厚和齒槽寬？解：dmz4x35=140mmdmC2h*)=4x37=148mmaad=m(一2h*-2c*)=4x32.5=130

28、mmfad=dcosa=140cos20。=131.56mmb=arccos=27.26da=arccos其=0df6.285-3已知一對(duì)漸開(kāi)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、基圓直徑以及分度圓上的齒厚和齒槽寬。m解：因?yàn)閍=350,所以有,z50,z90,12分度圓直徑：d=mz=5x50=250,d=mz=5x90=4501122齒頂圓直徑：d=mC2ha*)=260,d=mC2ha*)=460a11a22基圓直徑：dmzcosa234.92，dmzcosa422.86b11b2k

29、m齒厚：s=15=31.416，齒槽寬:兀me=5k=15.70825-4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(zz)20 x(3040)a=12=700mm22=arccos(cosa)=arccos(a700725cos20。)=24。52(2).當(dāng)a=22。30時(shí)，中心距acos，cos，acos，700 x，711.981mmcos22305-5已知一對(duì)外嚙合變位齒輪傳動(dòng)的Z=Z2=12,m=10mm,a=20。ha*=1,a=130

30、mm,試設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪(取X=x2)oTOC o 1-5 h zm10解：(1).確定傳動(dòng)類(lèi)型：a，(zz)=(1212)，120a，130mm故此傳動(dòng)比應(yīng)為正傳動(dòng)。(2)故此傳動(dòng)比應(yīng)為正傳動(dòng)。(2)確定兩輪變位系數(shù)a，arccos(cosa)，arccos*cos20)，2950a130(zz)(inva-inva)(1212)Cnv2950-inv20)xx，12，0.294122tga2tg20計(jì)算幾何尺寸y，(a-a)/m，1.0z2=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mco

31、s,=2x4cos20。=7.5b1b2,=arccos(r/r)=31.320,=arccos(r/r)=28.240a1b1a1a2b2a2B2p粧(tanB2p粧(tan,2a2tan,)=mz2cos,(tan,一tan,)2a2mz=2cos200(tan28.240-tan20。)=40 xcos200(0.5371-0.364)=9.75mzB=cos200(tan31.320-tan200)=40 xcos200(0.6080.364)=9.173)s=z(tan,一tan,)+z(tan,一tan,)/2,1122=20(tan31.320-tan20。)+z(tan28.2

32、40-tan20。)/22=20(0.608一0.364)+30(0.5371-0.364)/2=1.65-11.巳知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪.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,實(shí)際嚙合線；(2計(jì)算重合度；(3)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:BB=12P解:BB=12Pbz(tg1alBPBP21Pbtg)z(tgtg)2a22,mcosa(tg-tg)al篤2cosa(tg2tg)兀mcos5-12.有一對(duì)外嚙合漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪Z=1

33、9、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rmz/25mmx19/247.5mmTOC o 1-5 h z11rmz/25mmx52/2130mm22rrh*m(47.51x5)mm52.5mma11arrh*m(1301x5)mm135mma22aarccos(rcos/r)arccos(47.5xcos20o/52.5)31.77oa11a1arccos(rcos/r)arccos(130 xcos200/135)25.19。a22

34、a2又因兩齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，故=。于是，由式(10-18)可得z(tantan)z(tantan)/(2,)a1a1a22a219x(tan31.770tan200)52x(tan25.19。tan200)/(2,)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=z(tana一tana)+z(tana一tana)/(2兀)1a1a12a2故得嚙合角為aarctan(ztana+ztana一2,)/(z+z)a12a212=arctan(19xtan31.77o+52xtan25.19o-2,)/(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

35、a=acosa/cosa=(r+r)cosa/cosa12(47.5130)mmxcos200/cos22.86590=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)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知Z17,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?mzm(z2ha*)解：a=arccos1cosa/=31.77。,a=26.240TOC o 1-5 h z

36、a122a2rz(tana一tana)+z(tana一tana)=I-4a12a2Ia2,19x(tan31.77otan2Oo)+42x(tan26.24otan2Oo)_,.=1.632,5-14.在某設(shè)備中有一對(duì)直齒圓柱齒輪，已知Z=26,i2=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=3mmx26x(1+5)/2=234mm(2分)12改為斜齒輪傳動(dòng)后，為了不增加

37、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P200,可取1z=25,z=iz=5x25=125。為維持中心距不變，故重新精確計(jì)算螺旋12121角為P-arccosm(z+z)/(2a)n12(2分)-arccos3mmx(25+125)/(2x234mm)-1505633”22)為了計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)的總重合度，先分別計(jì)算端面重合度和軸面重合度ra。其中z(tan,-tan,)+z(tan,-tan,)/(2兀)

38、卩a1at1t2at2t由于,arctan(tan,/cosP)arctan(tan2Oo/cosl5.9425o)20.733。tn,arccos(d/d)arccoszcos,/(z+2cosP)at1b1a11t1arccos25xcos20.7330/(25+2cos15.94250)29.7220,arccoszcos,/(z+2cosP)at12t2(2分)arccos125xcos20.733。/(125+2cos15.94250)22.917。所以25x(tan29.7220-tan20.7330)+125x(tan22.9170-tan20.7330)/(2兀)a1.646設(shè)

39、齒寬為B=50mm，則BsinP/(兀m)50mmxsin15.94250/(兀x3mm)1.475Pm于是得+1.646+1.4573.103(2分)raP5-15在一機(jī)床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，發(fā)現(xiàn)該齒輪已經(jīng)損壞，需要重做一個(gè)齒輪更換，試確定這個(gè)齒輪的模數(shù)。經(jīng)測(cè)量，其壓力角a=20.齒數(shù)z=40，齒頂圓直徑da=83.82mm,跨5齒的公法線長(zhǎng)度L5=27.512mm,跨6齒的公法線長(zhǎng)度L6=33.426mm。p5.914解：pL-L33.426-27.5125.914,mp2b65兀cos200兀cos2005T6.設(shè)已知一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的Z=20,z2=40,mn=8mm,

40、B=15-(初選值)，B=30mm,ha*=1。試求a(應(yīng)圓整，并精確重算p)、r及zv1、及zv2。、mn8(20+40)解：(1)計(jì)算中心距a(z+z)248.466取a2502cosP122cos15.Parccosarccos陀血16。15372a2x250(3).計(jì)算重合度r,=arctg(tg,/cosP)=arctg(tg20/cosl61537)=204549tn,=arccos(d/d)=arccos(155.84/182.67)=312449a1b1a1,=arccos(d/d)=arccos(311.69/349.33)=265033a2b2a2Iz(tg，-tg,)+z

41、2(tg,-tg,)=1.592兀匚1a1ta2t=BsinP/m=30sin161537/8K=0.332Pn=+=1.59+0.33=1.92r,P.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z=z/cos3P=22.61z=z/cos3P=45.21v11v225-17已知一對(duì)直齒錐齒輪的Z=15,z2=30,m=5mm,ha*=1,&=90。試確定這對(duì)錐齒輪的幾何尺寸解：小齒輪8=arctg(z/z)=arctg(15/30)=2634112d=mz=515=75mm11d=d+2hcos8=83.94mma11a1d=d-2hcos8=64.27mmf11f1h=ha*m=5mma1h=(ha*+c*)m=6mm

42、f1c=c*m=0.2x5=1mm=km/2=7.85mm,e=兀m/2=7.85mmR=mvz2+z2=83.85,B=R/3=282*120=arctg(ha*/R)=325a8=8+0=2959TOC o 1-5 h za11a8=8-0=2229f11fz=z/cos8=15/cos2634=16.77v111大齒輪22)e-90。26。3463。2621dmz150mm22dd+2hcos154.47mma22a2dd-2hcos144.63mmf22f2hha*m5mma2h(ha*+c*)m6mmf1farctg(hf/R)4O5+,6651TOC o 1-5 h z HYPER

43、LINK l bookmark305a22a-,5921f22fzz/cos67.08v2225-18.蝸輪的齒數(shù)z2=40,d2=200mm,與一單頭蝸桿嚙合，試求:蝸輪端面模數(shù)mt2及蝸桿軸面模數(shù)mx1；蝸桿的軸面齒距px1及導(dǎo)程1；兩輪的中心距a0；。蝸桿的導(dǎo)程角Y，、蝸輪的螺旋角B2及兩者輪齒的旋向。解：(1)確定傳動(dòng)類(lèi)型m5a一(z+z)(17+118)337.5mm,2122因aa,故采用等移距變位傳動(dòng)2）確定變位系數(shù)由題意知x1-x2As/(2mtana)0.75/(2x5tan2Oo)0.206故x0.206,x-0.20612幾何尺寸計(jì)算小齒輪dmz5x1785mm11TOC

44、 o 1-5 h zh(h*+x)m(1+0.206)x56.03mma1a1h(h*+c*-x)m(1+0.25-0.206)x55.22mmf1a1dd+2h85+2x6.0397.06mma11a1dd-2h85-2x5.2274.56mmf11f1ddcosa85cos20079.87mmb11s1m(/2+2xtana)5(/2+2x0.206tan20。)8.611e1m(/2一2xtana)5(/2一2x0.206tan20。)7.11ps+em53題6.13圖3題6.13圖 HYPERLINK l bookmark193z120（一4）1+6z242題6.12圖613在如圖所示

45、輪系中，已知各輪齒數(shù)，Z12，z250，Z224，Z348z20，z40，齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)安裝，主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)向如圖所示，試求-并標(biāo)5616出輪2、5、6的轉(zhuǎn)向。解：該輪系是由定軸輪系1、2；行星輪系2/、3、4、5（行星架）和定軸輪系5、6組成。根據(jù)同心條件：zz+2z120TOC o 1-5 h z423在定軸輪系1、2中.nz50“i1225蝸輪2的方向：箭頭向上 HYPERLINK l bookmark18112nz21在行星輪系2/、3、4、5中， HYPERLINK l bookmark183i21一i51一25n245在定軸輪系5、6中 HYPERLINK l bookmark

46、185.n40_i5256n20ii-i-i300TOC o 1-5 h z16122,556齒輪5的方向：箭頭向上，齒輪6的方向：箭頭向左。6.14在圖示輪系中，已知：z20,z30,zzz25,z=75,123456z25,n100rmin方向如圖所示。試求n的大小和方向。7AB解：該輪系是由行星輪系2、17、6、A和行星輪系3、4、5、B組成。在行星輪系2、17、6、A中，.ni2.ni22AnA1一iA1一（一17）1326zz30X2527n300rmin方向：箭頭向上2在行星輪系3、4、5、B中，TOC o 1-5 h zn1/z、125_i31一iB1一（一5）123Bn35z2

47、5B3nn150rmin方向：箭頭向上615圖示的減速裝置中，齒輪1裝在電動(dòng)機(jī)的軸上，已知各輪的齒數(shù)：z1z220，z60,z90,z210，又電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1440rmin。求軸b的轉(zhuǎn)速n及其45B回轉(zhuǎn)方向。解：該輪系是由周轉(zhuǎn)輪系1、2、3、4和周轉(zhuǎn)輪系4、5、H組成。在周轉(zhuǎn)輪系1、2、3、4中n一nz60-3i414二二一313n一nz20341在周轉(zhuǎn)輪系4、5、H中n一nn一nz2107iH4H4B二545n一n一nz9035HB422)聯(lián)立求得：nB3n聯(lián)立求得：nB3n25ix172.8rminn的轉(zhuǎn)向與n的轉(zhuǎn)向相同。B1題6.16圖616在圖示電動(dòng)三爪卡盤(pán)傳動(dòng)輪系中，已知各齒輪的

48、齒數(shù)為：Z1，6，z2，z2=25，57，=56，57，=56，試求傳動(dòng)比J。解：該輪系中包含有行星輪系1、2、3、H；差動(dòng)輪系1、22/、4、H和行星輪系22)3、22/、4、H。其中只有兩個(gè)輪系起獨(dú)立作用。在行星輪系1、2、3、H中,1HiH13z，1-在行星輪系1、2、3、H中,1HiH13z，1-(-3)，5721在行星輪系3、22/、4、H中,iH57435656聯(lián)立以上兩式求解:，5881422)22)617在圖示自行車(chē)?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中，C為車(chē)輪軸。已知各齒輪的齒數(shù)為z1,17，z，68、z，23，z，19，z，20，及z，24。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)，指針P轉(zhuǎn)過(guò)多少TOC o 1-5 h

49、z23445圈？解：該輪系是由定軸輪系1、2；行星輪系5、4/4、3、2（行星架）。在定軸輪系1、2中 HYPERLINK l bookmark207.nz68. HYPERLINK l bookmark209i,1，2，412nz1721在行星輪系5、4/4、3、2中,n=1i2=1zz=120，23=1i二54352n53zz24,19114254in=1=J=45615ni5521n=n=np54561題6.17圖題6.18題6.17圖又若n二1000rmin，求：當(dāng)分別將輪3或輪6剎住時(shí),構(gòu)件H的轉(zhuǎn)速nH。解：剎住輪3時(shí)，1又若n二1000rmin，求：當(dāng)分別將輪3或輪6剎住時(shí),構(gòu)件H

50、的轉(zhuǎn)速nH。解：剎住輪3時(shí)，1、2、3、H組成一行星輪系。有.ni=iihnhz、17853二1一iH二1一(一3)二1=一13z28141nn二1=264.15rmin構(gòu)件h的方向與n相反。Hi11H剎住輪6時(shí)，該輪系由差動(dòng)輪系1、2、3、H和行星輪系4、5、6、組成。在差動(dòng)輪系1、2、3、H中.n一nz78iH=1H二一3=13n一nz28H1在行星輪系4、5、6、3（行星架）中3（行星架）i4346z二1(-6)二1z480241322)n53聯(lián)立解得i.1Hn23Hnn4433.96rmin構(gòu)件h的方向與n相同。Hi11H81圖8.1（b）所示的螺旋機(jī)構(gòu)中，若螺桿1上的兩段螺紋均為右旋

51、螺紋,A段的導(dǎo)程為l1mm，B段的導(dǎo)程為l0.75mm，試求當(dāng)手輪按圖示方向轉(zhuǎn)AB動(dòng)一周時(shí)，螺母2相對(duì)于導(dǎo)軌3移動(dòng)的距離大小。又若將A段螺紋旋向改為左旋，而B(niǎo)段的旋向及其他參數(shù)不變，則結(jié)果又如何?答：0.25mm82若雙萬(wàn)向聯(lián)軸器連接既不平行也不相交的兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且要使主、從動(dòng)軸角速度相等，問(wèn)需要滿(mǎn)足什么條件？答：雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)在安裝時(shí)必須符合下面三個(gè)條件：1）主動(dòng)軸、從動(dòng)軸及中間軸應(yīng)三軸共面；2）主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等，即應(yīng)滿(mǎn)足P=P；133）中間軸兩端的叉面應(yīng)位于同一平面內(nèi)。83在圖8.8所示的單萬(wàn)向聯(lián)軸器中，軸1以1500r/min等速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸3變速轉(zhuǎn)動(dòng)，其最

52、高轉(zhuǎn)速為1732r/min，試求：1）軸3的最低轉(zhuǎn)速；2）在軸1一轉(zhuǎn)中，,為何值時(shí)兩軸轉(zhuǎn)速相等；13）軸3處于最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速時(shí)，軸1的叉面處于什么位置？答：1）n=1299r/min。2）,二42。56,137。4,222。56,317。4。3min13）,0/180與90/270184如何求非圓齒輪節(jié)曲線，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的基本關(guān)系式是如何表達(dá)的？答：要使非圓齒輪的傳動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)（也就是保證兩輪節(jié)線為純滾動(dòng)接觸），必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：1）兩非圓齒輪在任何瞬間的瞬時(shí)曲率半徑之和均應(yīng)等于兩輪固定回轉(zhuǎn)中心距S,即卩+S12和為兩輪節(jié)線的瞬時(shí)曲率半徑。122）相互滾過(guò)的兩段節(jié)曲線的弧長(zhǎng)應(yīng)處處相等，即

53、，d申二pd申1122申和申為兩輪的轉(zhuǎn)角。128.5何謂廣義機(jī)構(gòu)？它與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)有什么區(qū)別？答：廣義機(jī)構(gòu)是一種利用液、氣、聲、光、電、磁等工作介質(zhì)或工作原理的新型機(jī)構(gòu)，能將動(dòng)力源能與原動(dòng)件、執(zhí)行件融為一體，構(gòu)件能與運(yùn)動(dòng)副融為一體。廣義機(jī)構(gòu)比傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力交換，并且還可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)較難完成的運(yùn)動(dòng)，其構(gòu)件不再局限于剛性構(gòu)件，故種類(lèi)繁多。8.6液、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什么？答：液、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)是以具有壓力的液體、氣體作為工作介質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞與運(yùn)動(dòng)變換的機(jī)構(gòu)。液動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)：1）易無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大；2）體積小，質(zhì)量輕，輸出功率大；3）工作平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)、換向等動(dòng)作

54、；4）控制方便；5）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；6）由于液壓元件自潤(rùn)滑，磨損小，工作壽命長(zhǎng)；7）液壓元件易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。8）由于油液的壓縮性及泄漏性影響，傳動(dòng)不準(zhǔn)確；9）由于液體對(duì)溫度敏感，不宜在變溫或低溫下工作；10）由于效率低，不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；11）制造精度要求高。氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)：1）工作介質(zhì)為空氣，易于獲取和排放，不污染環(huán)境；2）空氣粘度小，故壓力損失小，易于遠(yuǎn)距離輸送和集中供氣；3）比液壓傳動(dòng)響應(yīng)快，動(dòng)作迅速；4）適于惡劣的工作環(huán)境下工作；5）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；6）易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。87電磁機(jī)構(gòu)一般可以實(shí)現(xiàn)哪些運(yùn)動(dòng)？答：電磁機(jī)構(gòu)是通過(guò)電與磁的相互作用產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力控制和調(diào)

55、節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和定位等。88光電機(jī)構(gòu)的工作原理是什么？答：光電機(jī)構(gòu)通常由光學(xué)傳感器與各種機(jī)電機(jī)構(gòu)組合，利用光的特性（如：光電耦合、光化學(xué)耦合等）進(jìn)行工作的機(jī)構(gòu)。思考題及習(xí)題解答9-1常用的組合機(jī)構(gòu)有哪幾種？它們各有何特點(diǎn)？組合機(jī)構(gòu)按其組成的結(jié)構(gòu)形式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、封閉式和裝載式四種基本類(lèi)型。串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)是由基本機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。它的前一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件是后一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件。并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)是由n個(gè)自由度為1的基本機(jī)構(gòu)的輸出件與一個(gè)自由度為n的基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件分別固聯(lián)而成。封閉式組合機(jī)構(gòu)是利用自由度為1的基本機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)多自由度的基本機(jī)構(gòu)而成。裝載式組合機(jī)構(gòu)則是將

56、基本機(jī)構(gòu)裝載于另一基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上而成。9-2在圖示的聯(lián)動(dòng)凸輪組合機(jī)構(gòu)中（尺寸和位置如圖所示），它是由兩組徑向凸輪機(jī)構(gòu)組合而成。在此機(jī)構(gòu)中，利用凸輪A及B的協(xié)調(diào)配合，控制E點(diǎn)X及Y方向的運(yùn)動(dòng)，使其準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡yy（x）“R”字形）。試說(shuō)明該機(jī)構(gòu)中的凸輪A和凸輪B的輪廓線設(shè)計(jì)的方法和步驟。答：設(shè)計(jì)這種機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)所要求的軌跡yy（x），算出兩個(gè)凸輪的推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系xx（Q）及yy），如圖（b）所示，然后就可按一般凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)AB計(jì)方法分別設(shè)計(jì)出兩凸輪的輪廓曲線。題9-2解答圖聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)9-3在圖示的凸輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中（尺寸和位置如圖所示），擬使C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圖示

57、為abca曲線。試說(shuō)明該機(jī)構(gòu)中的凸輪1和凸輪2的輪廓線設(shè)計(jì)的方法和步驟。答：首先應(yīng)根據(jù)所要求的軌跡算出兩個(gè)凸輪的推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系，然后就可按一般凸輪的設(shè)計(jì)方法分別設(shè)計(jì)出兩凸輪的輪廓曲線。9-4在圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，齒輪a與曲柄1固聯(lián)，齒輪b和c分別活套在軸C9-3在圖示的凸輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中（尺寸和位置如圖所示），擬使C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圖示為abca曲線。試說(shuō)明該機(jī)構(gòu)中的凸輪1和凸輪2的輪廓線設(shè)計(jì)的方法和步驟。答：首先應(yīng)根據(jù)所要求的軌跡算出兩個(gè)凸輪的推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系，然后就可按一般凸輪的設(shè)計(jì)方法分別設(shè)計(jì)出兩凸輪的輪廓曲線。9-4在圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，齒輪a與曲柄1

58、固聯(lián)，齒輪b和c分別活套在軸C和D上,試證明齒輪c的角速度與曲柄】、連桿2、搖桿3的角速度、2、3之間的關(guān)系為=(r,r)/r-(r,r)/r,r/rc題9-3圖題9-4圖證明：1）由b-c-3組成的行星輪系中有-b3-c3rcrb2)3)=(r,r)/rc3bcc由a-b-2組成的行星輪系中有 HYPERLINK l bookmark225rb2b2a HYPERLINK l bookmark227ra212b=(r,r)/rr/rb2abb1ab聯(lián)立式（1）、（2）,可得(1)(因?yàn)?)a1(2),r/r1ac=(r,r)/r(r,r)/r,r/r1acc3bcc2abc5的齒數(shù)9-5在圖

59、示的機(jī)構(gòu)中，曲柄1為主動(dòng)件，內(nèi)齒輪5為輸出構(gòu)件。已知齒輪25的齒數(shù)為分別為z、z，曲柄長(zhǎng)度為l，連桿長(zhǎng)度為l。試寫(xiě)出輸出構(gòu)件齒輪5的角速度與主動(dòng)2512件曲柄1的角速度之間的關(guān)系。題題9-6圖題題9-6圖22)題9-5圖答:1)對(duì)由1-2-3-4組成的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析有l(wèi)sin+1sin，01122TOC o 1-5 h zcos得，arcsm(-1sm1),，一i1(1)211221cos12由1-2-5組成的行星輪系中有-z21，5-z512得，(z-z+z)z(2)51512225聯(lián)立式(1)、(2)，可得cos、z,，1-(1+11)2511cosz125式中，arcsin(-1sin

60、1)。2112答：，1-(1+hcos1)Z5，式中，arcsin(-1sin1)。51cosz121122219-6圖示刻字、成形機(jī)構(gòu)為一凸輪一連桿機(jī)構(gòu)，試分析該組合機(jī)構(gòu)的組合方式，并指出其基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)和附加機(jī)構(gòu)。若工作要求從動(dòng)件上點(diǎn)M實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡mm，試設(shè)計(jì)該組合機(jī)構(gòu)。題題9-7解答圖題題9-7解答圖分析：構(gòu)件4上M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)際上是兩凸輪機(jī)構(gòu)推桿運(yùn)動(dòng)的合成，根據(jù)機(jī)構(gòu)組合方式的定義，應(yīng)屬于并聯(lián)式組合。設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵是凸輪廓線的設(shè)計(jì)。解決的方法是將M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分解為兩推桿的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。它是由自由度為2的四桿四移動(dòng)副機(jī)構(gòu)（由構(gòu)件2，3，4和機(jī)架組成，稱(chēng)為十字滑塊機(jī)構(gòu)）作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)自由度