機械原理例題

2-1：計算圖示包裝機送紙機構的自由度。分析：活動構件數(shù)：復合鉸鏈：局部自由度：2個虛約束:1處去掉局部自由度和虛約束后：復合鉸鏈第2章例題2-2：計算內燃機的自由度。21569107834961745102第2章例題3-1：曲柄滑塊機構，已知2，求vC、vD

。解：利用瞬心P24---構件2和4的等速重合點。P24視為構件2上的點，則有：P24視為構件4上的點，即：vP24利用瞬心P13---構件1和3的等速重合點。構件1為機架，則vP13=0，

P13為構件3的瞬時轉動中心，則有3vD第3章例題vC┓vBvCBvC3-2：鉸鏈四桿機構瞬時位置如圖，已知：φ1，ω1=C，各桿尺寸，求：vE、aE、ω2、ω3、2、3。1234解：速度分析1、確定求解點的順序CE2、列矢量方程大小方向⊥AB⊥BC⊥CDpb1φ13、矢量方程圖解步驟選取取速度極點p按式作圖圖式校核23⊥BC⊥CDc第3章例題vBvCBvC1234pbcω1φ1ω2ω3ABCDE??????evEBvECvE多邊形pbec稱為該機構的速度多邊形（速度圖）⊥CE┓第3章例題11234φ123ABCDEvBvCBvCpbcevEBvECvE4、速度多邊形（速度圖）的特性：極點p代表機構上所有絕對速度為零的點；線段、、代表機構上同名點的絕對速度vB、vC、vE

。

除p外，任兩點間的線段代表相對速度，如vCB由作圖可知，Δbce∽ΔBCE，稱Δbce為構件ΔBCE的速度影象。應用：已知一構件上兩點的速度時，可方便地求出該構件上其它任意第三點的速度。注意：影象原理只能應用于同一構件；字母繞行順序應相同。（a,d)第3章例題11234φ123ABCDE加速度分析1、矢量方程大小方向CD⊥CD?BACB⊥BC?2、矢量方程圖解選取取加速度極點p'按式作圖圖式校核b'c'c''c'''p'┓┓23第3章例題11234φ123ABCDEb''p'b'c'c''e'極點p'代表機構上所有絕對加速度為零的點；線段、、代表機構上同名點的絕對加速度aB、aC、aE

。

除p'外，兩個帶'點間的線段代表相對加速度，如aCB注意：由切向加速度求角加速度?？梢宰C明，Δb'c'e'∽ΔBCE，稱Δb'c'e'為構件ΔBCE的加速度影象。注意：影象原理只能應用于同一構件上字母繞行順序應相同。（a',d')23┓┓3、加速度圖的特性：第3章例題11234φ123ABCDE大小方向?BAEB⊥BE?23b'c'c''b''┓┓e''?大小方向EC?⊥CE??e'''┓e'p'┓可以證明，Δb'c'e'∽ΔBCE第3章例題3-3：組成移動副的兩構件上重合點的速度與加速度基本理論絕對運動=相對運動+牽連運動23B注意

組成移動副的兩構件例8、導桿機構瞬時位置如圖，已知各桿尺寸，1=C，求3、3。ABC12341當牽連構件作定軸轉動或平面運動時必須考慮哥氏加速度第3章例題ABC12341解：速度分析大小方向⊥ABω1lAB?//BC?⊥BCb2⊥ABb33p也可以以B2為動點，B3為動坐標系:?⊥BC?//BC1lAB⊥AB列方程時，應盡量使？分布在方程的兩端。┓第3章例題ABC12341pb2b33=2大小方向BABC⊥BC//BC??⊥BC哥氏加速度的方向判斷：將繞B點沿2（牽連角速度）轉90ob2'k'b3'b3''p'3=290o加速度分析┓┓第3章例題ABCDE112345求：vE

、aE解1、求解順序BCE2、速度分析⊥AB1lAB？⊥BC？⊥CDpbc？⊥EC？//DEevEvBvCvEC34┓┓第3章例題7-4：ABCDE112345求：vE

、aE3、加速度分析BCE？？⊥CDb？⊥EC？//DEvEC3cevEvBvC4⊥BCBACDECb'c'p'e''e'p┓┓┓┓第3章例題7-5：ABCDE123451求：v5

、a5解1、求解順序BCD2D4ω1lAB⊥AB？⊥BC？//ACpvBbcvCvCB影象原理求得dd2vD?//CD?//DEvD4D2vD4=v5d4290o2、速度分析第3章例題ABCDE12345ω1求：v5

、a5？⊥BC？//ACp'影象原理求得d'?//CD?//DEω23、加速度分析CBBAb'c''c'd2'22vD4D2⊥CDk'aD4=a5d4'┓┓α2第3章例題搖塊機構如圖，已知各桿尺寸，1=C，求3、3。ABC123速度分析11lAB⊥AB？⊥BC？？0？//BC？？pb2vBvC2B2vC2C3=vC2c2(c3)┓4第3章例題7-6：搖塊機構如圖，已知各桿尺寸，1=C，求3、3。ABC1231加速度分析E(c3)構件2上速度為零的點F的位置？e2b2pvBvC2B2vC2C3=vC2c2vE┓(f)F4第3章例題4-1：已知機構尺寸，工作阻力Q，摩擦圓半徑，摩擦角φ，求各運動副反力及驅動力F。1234解：確定各構件間的相對運動構件2為二力桿，受壓。分析各構件的受力構件3受三個力：構件1受三個力：？？大小方向大小方向？？第4章例題已知機構尺寸，工作阻力Q，摩擦圓半徑，摩擦角φ，求各運動副反力及驅動力F。1234小結受力分析步驟確定不計摩擦時反力的方向；確定相對運動方向；確定反力的方向（與相對運動相反）；根據(jù)構件力平衡條件作出反力方向線。若驅動力不是F，而是驅動力矩M，如何求？第4章例題4-2：斜面壓機。求：正行程F與G的關系解：構件１：構件2：第4章例題4-3：雙滑塊機構，已知φ、ρ、G，求滑塊2等速上升時，機構所需的水平驅動力F。┏解：確定相對運動方向取構件3為分離體構件3為二力桿，受壓。取構件2為分離體大小方向？？取構件4為分離體大小方向？？第4章例題4-4：123已知凸輪機構尺寸如圖，工作阻力Q，、φ，求原動件1上的平衡力矩Mb。解：確定相對運動分析構件2的受力：大小方向？？分析凸輪1的受力：平面高副中一般既有滑動摩擦又有滾動摩擦，滾動摩擦力較小，所以只考慮滑動摩擦力?？偡戳R12的方向與法向反力偏斜一摩擦角；偏斜的方向應與V21的方向成（90°+φ）。第4章例題第5章例題5-1：如圖為一輸送輥道的傳動簡圖。已知：柱=0.95，錐=0.92（均已包括軸承效率），試求總效率。解：1234567891011125-2：偏心夾具12求：自鎖時，H=？3自鎖條件即已知：S、e、r0、β、第5章例題5-3：破碎機原理簡圖如圖。設要破碎的料塊為球形，其重量可忽略不計。料塊與顎板間的摩擦系數(shù)為f。求料塊被夾緊又不會向上滑脫的顎板夾角應為多大？解1：分析構件2的受力要使構件2不滑脫，應使：第5章例題5-3：破碎機原理簡圖如圖。設要破碎的料塊為球形，其重量可忽略不計。料塊與顎板間的摩擦系數(shù)為f。求料塊被夾緊又不會向上滑脫的顎板夾角應為多大？解2：分析構件2的受力自鎖條件：R12是使構件2向上的驅動力，若R12作用在反力R32的摩擦角內，即可自鎖。第5章例題5-4斜面壓機。求：正行程效率、反行程自鎖條件。解：1、正行程F與G的關系。構件１：構件2：第5章例題2、正行程效率３、反行程自鎖條件反行程，G為驅動力，F(xiàn)為阻力，－，則：反行程自鎖條件。第5章例題第6章例題6-1：三根曲軸中，已知：試判斷哪根曲軸達到靜平衡？哪根達到動平衡？靜平衡動不平衡靜平衡動不平衡靜平衡動平衡6-2：圖示轉子有兩個不平衡質量mA=30g、mB=60g、rA=rB=100mm，位置如圖?，F(xiàn)已選定平衡基面I、II，試確定在兩平衡基面上需增加的平衡質徑積mbIrbI和mbIIrbII的大小與方位。解：I面II面方向與x方向成225。方向與rB相反。第6章例題第7章例題7-1、內燃機推動發(fā)電機的機組中，已知構件的尺寸、位置，G2、G3、z5

、z6、z7、z8、J5、J6、J7、J8、J9、J1A、JS2、m2、m3，驅動力F3、阻力矩M8，求以構件1為等效構件時的Je和Me。解：1、速度分析BCA2、求Je帶入即可求得JeBCA第7章例題2、求M第7章例題7-2：設已知某機器穩(wěn)定運轉時主軸的角速度=120rad/s

，如取主軸為等效構件，機器的等效轉動慣量Je=1kgm2，機器在主軸上裝有制動器，要求在停車時制動時間不超過3s，試求該制動器的制動力矩Mr應不低于多少？解：機器穩(wěn)定運轉時=120rad/s，停車時為零，則：運動方程式：第7章例題7-3：在電機驅動剪床的機組中，阻力矩Mr變化曲線如圖，驅動力矩Md=常數(shù)，n=1500r/min，[]=0.05，Jv、JC忽略不計，求安裝在電機軸上的飛輪轉動慣量JF。解：1、求Md由變速穩(wěn)定運轉條件，得：2、求E3、作功能增量指示圖4、確定Wmax5、求JF第7章例題7-4：

已知驅動力矩為常數(shù)，阻力矩如圖所示，主軸的平均角速度為：ωm=251/s,不均勻系數(shù)δ＝0.05，求主軸飛輪的轉動慣量J。解：1)求Md

,

在一個循環(huán)內，Md和Mr所作的功相等，于是：作代表Md的直線如圖。2)求△Wmax各陰影三角形的面積分別為：三個三角形面積之和0～π/4π/4～3π/4 3π/4～9π/8 9π/8～11π/811π/8～13π/813π/8～15π/815π/8～2π 10π/16-10π/815π/16-5π/810π/16-5π/85π/16區(qū)間面積

10MrMd作能量指示圖2πφkN-mπ3π/20書上例題自學△Wmax10π/1610π/16=10π/87-5：圖a)所示機構中，i12=2，作用在齒輪2上的阻力矩Mr2()變化規(guī)律如圖b)所示，作用在齒輪1上的驅動力矩Md1為常數(shù)，n2=100rpm，齒輪2的轉動慣量J2=20kgm2，齒輪1的轉動慣量忽略不計，試求：1、若[]=0.03，應安裝在O2軸上的飛輪轉動慣量JF2；2、若將飛輪裝在O1軸上，則其轉動慣量JF1應為多少？第7章例題解：1、求Md2、求Wmax3、求JF24、求JF1第7章例題8-1已知曲柄（搖桿）滑塊機構，AB桿上AE線與滑塊的三組對應位置，試設計此機構。

第八章例題8-2已知機架AD的長度、曲柄AB的長度以及曲柄與連桿的三個位置。試設計該鉸鏈四桿機構。√√？√ACBD第八章例題8-3設計一曲柄（搖桿）滑塊機構。已知從動滑塊的兩位置C1、C2，固定鉸鏈A及連桿的兩位置C1P、C2P，并要求AB2處于鉛垂位置，試求lAB和lBC。ABC√√？B2在此線上第八章例題8-4

已知曲柄AB的長度以及AB與滑塊上一點E的三組對應位置。試設計該曲柄滑塊機構。√√ABC？第八章例題8-5

已知連桿BC上BC連線的兩個位置如圖示，對應CD桿的兩個極限位置，且要求CD桿在第一個位置的傳動角=60?。試設計該四桿機構?！?？？？12E2aB1B2=60?DACBDC2┏AC1θ第八章例題8-6設計如圖六桿機構，已知AB為曲柄，搖桿的行程速比系數(shù)K=1，滑塊行程為H，D點及搖桿兩極限位置Ⅰ、Ⅱ如圖，lCE=lCD，且AD平行于F1F2，試求各桿尺寸。ACBDEFDⅡA√？√？？？ⅠG1G2E1┏B2B1C2C1F2F1F2H第八章例題8-7：設計一四桿機構滿足連架桿三組對應位置：θ11θ31θ13θ33現(xiàn)選α0=φ0=0，帶入方程得：解得:P0=1.533,P1=-1.0628,P2=0.7805各桿相對長度為：B1C1ADB2C2B3C3θ12θ32θ11θ31θ12θ32θ13θ3345°50°90°80°135°110°解：n=3，有無窮多解，可選擇兩個參數(shù)為已知。第八章例題選定構件a的長度之后，可求得其余桿的絕對長度。所以：b=a=1.783a,c=am=1.533a,d=an=1.442a,如選a=1000mm，則b=1783mm，c=1533mm，d=1442mm各桿長度按比例增大或縮小均可滿足θ1i~θ3i的對應關系l第八章例題第9章例題9-1：圖示凸輪機構中，從動件的起始上升點為C0點，試標出從C0點到C點時，凸輪轉過的角度δ及從動件位移s。基圓？位移？第9章例題9-2：圖示凸輪機構中，試標出圖示位置從動件位移s1；當凸輪由圖示位置轉過60時，從動件的位移s2。╋理論廓線第9章例題9-3：圖示凸輪機構中，試標出圖示位置從動件位移s；推程運動角δ0及升程h和最高位置的壓力角

。┗╋┗第9章例題9-4：圖示凸輪機構中，試標出凸輪從圖示位置轉過60后從動件的角位移φ和壓力角。┗第9章例題9-5：圖示凸輪機構中，從動件的起始上升點為C0點，試標出從C0點到C點時，凸輪轉過的角度δ及從動件位移φ，并求出擺桿在C0位置的壓力角。┗第9章例題9-6：圖示凸輪機構中，試標出圖示位置從動件位移s；從動件從起始位置到圖示位置凸輪的轉角δ；╋圖示位置壓力角。第9章例題9-7：已知：R=20，0A=e=10求：r0、αmax、h、δ0ωe45?nn-9-8：ω45?-nnr045?畫出由圖示位置轉過45o后凸輪機構的壓力角。第9章例題

9-9ω45?nn┗第9章例題

第9章例題

eδnn-9-10δ-nnr0δδδ╳第10章例題10-1:漸開線標準直齒圓柱齒輪與齒條標準安裝，齒條主動，齒輪的z1=20，m=10mm，=20，，試畫出：1）齒輪節(jié)圓（r'1）、齒條節(jié)線（用“節(jié)線1”表示）2）理論嚙合線和實際嚙合線3）用圖示量出的線段計算4）若齒條為加工該齒輪的刀具，從圖示位置向輪心靠近4mm，畫出加工時的節(jié)圓（R'1）、刀具中線、刀具節(jié)線（用“節(jié)線2”表示）及嚙合角'，并判斷是否產(chǎn)生根切，說明理由。中線節(jié)線1┗中線4mm節(jié)線24mm根切z1=20，m=10mm，=20主動第10章例題10-2:齒輪與齒條無側隙嚙合如圖，試：1）畫出實際嚙合線B1B22）雙線畫出齒輪、齒條的實際齒廓工作段3）若以該齒條為刀具用范成法加工齒輪，標出該齒輪的變位量xm，并說明是正變位，還是負變位；4）判斷這樣加工出來的齒輪是否產(chǎn)生根切，說明理由；5）畫出被加工齒輪齒廓的漸開線起始圓rq。中線┗不根切┗節(jié)線嚙合線正變位齒頂線沒有超過N1點第10章例題10-3:圖示一對漸開線齒廓G1、G2嚙合于K點，試在圖上作出：1）齒廓1為主動時，兩齒輪的轉動方向；2）節(jié)點P、節(jié)圓、嚙合角3）嚙合極限點N1、N2和實際嚙合線段B1B2；4）齒廓G1上與齒廓G2上點a2相共軛的點a1，并用雙線表示齒廓G1上的齒廓實際工作段；5）比較齒廓G1上Ka1

與齒廓G2上Ka2兩段的長短，并分析其原因。┗┗齒廓間既有滾動又有滑動第10章例題10-4:某機床中有一對漸開線外嚙合標準圓柱直齒圓柱齒輪傳動，其參數(shù)：檢修時發(fā)現(xiàn)小齒輪嚴重磨損，必須報廢更換，而大齒輪磨損較輕，擬將其修復后使用，仍使用原來的箱體并保持原傳動比不變，試問：1）設計該對齒輪傳動時，應采用什么傳動類型，嚙合角為多少？2）新配小齒輪1的參數(shù)應如何選擇（不必計算，只需定性說明），并計算其分度圓直徑和節(jié)圓直徑。解：1）零傳動中的高度變位齒輪傳動2）第10章例題10-5:已知一對外嚙合標準圓柱直齒圓柱齒輪傳動，其參數(shù)：試問：1）此傳動存在什么問題？2）若將標準齒輪改為變位齒輪，試說明傳動類型；3）若按x1/x2=z2/z1分配變位系數(shù)，則齒輪1的齒頂圓半徑解：1）問題：有側隙，不是標準頂隙，重合度下降。2）正傳動第10章例題10-5:已知一對外嚙合標準圓柱直齒圓柱齒輪傳動，其參數(shù)：試問：1）此傳動存在什么問題？2）若將標準齒輪改為變位齒輪，試說明傳動類型；3）若按x1/x2=z2/z1分配變位系數(shù)，則齒輪1的齒頂圓半徑解：第10章例題10-6:如圖所示滑移齒輪變速機構，已知齒輪2的變位系數(shù)經(jīng)計算為x2=-0.2362，試確定：1）齒輪副1與2，2與3的傳動類型；2）齒輪1的變位系數(shù)x1

。解：正傳動負傳動10-7:試判斷蝸輪或蝸桿的轉（旋）向。§10—10蝸桿傳動ω1ω2ω1ω2v2v2第10章例題10-8:設兩外嚙合齒輪的齒數(shù)為z1=12，z2=15，=20°，m=4mm，試設計該對齒輪，使兩輪剛好沒有根切。解：求x1、x2取求第10章例題10-8:設兩外嚙合齒輪的齒數(shù)為z1=12，z2=15，=20°，m=4mm，

試設計該對齒輪，使兩輪剛好沒有根切。解：求

a求y求Δy幾何尺寸計算（略）第10章例題變速箱如圖示，試設計這四個齒輪。解：Ⅰ、設計齒輪1、2確定傳動類型—等移距變位傳動確定變位系數(shù)計算計算幾何尺寸、驗算（略）10-9第10章例題變速箱如圖示，試設計這四個齒輪。解：Ⅱ、設計齒輪3、4確定z3、z4z3=17，z4=22z3=17，z4=23z3=18，z4=22z3=18，z4=23a傳動類型i34=z4/z37880