华北理工机械原理课件12习题课

机械原理1．机构的级别就是机构中含有的杆组总数。2．两个直齿圆柱齿轮要实现连续传动，只要满足两个齿轮的模数相等、压力角相等即可。3．齿轮上齿厚等于齿槽宽的圆称为分度圆。4．直齿圆柱齿轮传动中，节圆总是大于分度圆。5．一对等变位齿轮传动中，一定存在负变位齿轮。6.组成正传动的齿轮应是正变位齿轮。7.一对渐开线直齿圆柱齿轮，在无侧隙啮合传动时，当中心距a=1/2m(z1+z2)时，一定是一对标准齿轮传动。8.速度瞬心的绝对速度一定为零。答案：1（错），2（错），3（错），4（错），5（对）,6(错）,7(错），8(错）.。1.一对心曲柄滑块机构，已知滑块的行程H=400mm，最小传动角为60，则连杆长度为（）A.200mmB.230mmC.346mmD.400mm2.一模数为m的正变位渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆齿距P（）A.等于B.大于C.小于3.一对标准安装的渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆齿距、基圆齿距分别为P、Pb，若已知重合度为，则实际啮合线上单齿啮合区的长度为（）。A.0.7PbB.0.7PC.0.6PbD.0.3Pb4.设计盘形凸轮廓线时，若从动件采用（）运动规律，则不产生刚性、柔性冲击。A.等速B.摆线（正弦加速度）C.等加速等减速D.简谐（余弦加速度）m1.35．对于反行程自锁的机械，一般其正行程的机械效率（）A.B.C.D.6．双摇杆机构中，最短杆与最长杆的长度之和（）大于其余两杆的长度之和。A.一定B.不一定C.一定不7．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是（）的比值。A.理论啮合线段与齿距B.实际啮合线段与齿距C.理论啮合线段与法向齿距D.实际啮合线段与法向齿距8．一对平行轴斜齿圆柱齿轮传动，其传动比i12的大小为（）A.B.C.D.000.5112112zz21vvzz21aarr9．采用范成法加工正变位齿轮时，应使齿条刀具中线（分度线）与轮坯分度圆（）A.相切B.相割C.相离10．两渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，啮合角恒等于（）上的压力角。A.基圆B.分度圆C.节圆D.齿顶圆11．设计对心尖顶推杆盘形凸轮机构时，发现其推程压力角超过许用值，可采用（）的措施来解决。A.增大基圆半径B.改用滚子推杆C.改变凸轮转向D.改为偏置直动推杆12．机构中只有一个（）A．原动件B.从动件C.机架D.杆组13．某平面机构共有5个低副，1个高副，机构的自由度为1，则该机构具有（）个活动构件。A、3B、4C、5D、6解：1.（1）a=m/2(z1+z2)=4/2(23+37)=120(mm)(2)rb2=m/2z2cos=4/237cos20=69.537(mm)ra2=r2+ha*m=4/237+14=78(mm)r2=r2=4/237=74(mm)S2=m/2=6.283(mm)，p2=m=12.566(mm)2.应采用正传动类型。理由是：安装中心距大于标准中心距，根据acos=acos知，由无侧隙啮合方程式知X1＋X2０，即该对齿轮为正传动类型。3.122=4（23+37）/(2COS)得：COS=120/122=0.9836,=10.3889提示：A点应在B1B2的垂直平分线上，D点应在C1C2的垂直平分线上，显然答案不唯一，仍需给定其他条件。已知铰链四杆机构ABCD中，连杆BC的长度及两个位置，求铰链A、D的位置，进而确定其余各构件的尺寸。b12c12虚约束复合铰链局部自由度M、N之一为虚约束，K、L应算两个移动副LH323921221FnPP430351.96lmm1/lmmmm0cvmin在行程速比变化系数K=1的曲柄摇杆机构中，设构件1为曲柄，构件2为连杆，构件3为摇杆，构件4为机架。已知：l3=30mm，，摇杆CD的两个极限位置如图所示。（3）求出摇杆处于右极限位置AB2C2D时的全部瞬心，并用瞬心法证明机构在此时，铰链C的速度（4）标出机构在AB2C2D时的传动角（5）说明该机构的最小传动角出现的位置，并画在图上。（1）该四杆机构有无急回特性，为什么？（2）取精确作图，画出机构的右极限位置AB2C2D，并校验该机构是否满足曲柄存在条件？115lmm245lmm解：（1）该四杆机构无急回特性，因为行程速比变化系数K=1（2）作图如下。得，因为15+51.9645+30，而且以最短杆AB的邻边为机架，故满足曲柄存在条件。24p0cv（3）全部瞬心共6个，如图。因为C点是，为绝对瞬心，故速度（4）传动角如图（5）最小传动角出现在曲柄与机架共线的两个位置之一，即图中AB3C3D和AB4C4D位置时出现最小传动角，因此min12==习题2-7图b计算图示各机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度、虚约束等特殊情况时必须一一指出，并判断运动是否确定。323821111LHFnPP某机械转化到主轴上的等效阻力矩Mer在一个工作周期中的变化规律如图示，等效驱动力矩Med为常数，忽略系统其他构件的转动惯量，要求速度不均匀系数δ＝0.01。试求：1.等效驱动力矩Med；2．最大盈亏功△Wmax；3．最大和最小角速度出现的位置；4．安装在主轴上的飞轮转动惯量（已知主轴的平均转速nm=750r/min）。3)21(800edMmNMed.4004001A2002A2003A4004A能量指示图230max2[]FemWJJ22.37.200)30750(01.0400mkgA1A2A3A4习题3-3图示为一导杆机构的机构运动简图，在图上标出全部瞬心，并求出当1=6rad/s匀速顺时针转动时，导杆3的角速度3的大小和方向。14P34P12P23P13P24Pllpppppv341331413113顺时针3解二矢量方程图解法323B2BBBvvvBCDE??B11ABvlpb2,b1b3B33BCvl顺时针1023132310550/pppvvlmms11060ABl120BCl65Dx605v5a习题3-9在如图所示机构中，已知原动件1以等角速度rad/s逆时针转动，mm，mm，mm。求当时，构件5的速度和加速度CBCBvvvABCB1ABl？？水平pbcd2d4,d5pbcnd2kd4,d521232为受压二力杆FR12FR32FR21FR23FR41FR431受三个力，应汇交，且力要平衡。3受三个力，应汇交，且力要平衡习题4-2如图所示为一手压机。已知作用在构件1上的驱动力P，简图中各转动副处的大圆为摩擦圆，移动副的摩擦角为30°。试分析各运动副处的总反力，确定滑块所受到的工作阻力Q。习题8-10图示为某起重设备减速装置，已知各轮的齿数分别为：z1=20，z2=20，z3=60，蜗杆4为单头（z4=1）左旋，蜗轮5的齿数z5=40，轮1的转向如图示。（1）求传动比i15；（2）说明蜗杆4的转动方向，此时重物是上升还是下降，为什么？3206002132441413zzzznnni4141314ii40140455445zznni160404451415iii,0414i习题8-6图示车床电动三爪卡盘的减速器中，电动机带动齿轮1转动，通过一个3K型行星轮系带动内齿轮4转动，从而使固结在齿轮4右端面上的阿基米德螺旋槽转动，驱使3个卡爪快速径向靠近或远离，以夹紧或放松工件；已知各轮齿数，求传动比，并计算该轮系的自由度。133113zznnnniHHH21424114ZzZznnnniHHH1144588nin32342431LHFnPP该题为一个3K型的周转轮系，Ｈ为行星架，１，3，４为中心轮，2、2为行星轮。轮系的自由度30n1.对于轴向尺寸b与径向尺寸D之比小于0.2的刚性回转体，只需要进行（）平衡；而b/D0.2的刚性回转体，必须进行（）平衡。2.机器做周期性稳定运转时，在一个周期T内，驱动功（）阻抗功；飞轮调速后，机器的速度波动（）消除。3.速度影像可用于对机构中的（）（一个构件，整个机构，相邻两个构件）进行运动分析；当牵连角速度和（）都不等于零时，才存在哥氏加速度。4.飞轮主要用以调节机械系统的（）速度波动，为减小飞轮的尺寸和质量，应将飞轮装在系统的（）轴上。5.设某机器I轴的角速度为20rad/s，II轴的角速度为10rad/s，II轴绕其质心轴的转动惯量为J，II轴上作用的力矩为M。若以I轴为等效构件，则II轴等效到I轴的等效转动惯量是（）；力矩M等效到I轴的等效力矩是（）。30ABlmm55BClmm50ADlmm40CDlmm20DElmm60EFlmm图示六杆机构中，各构件的尺寸为：，，，，A、D、F在一条直线上，AB为原动件，滑块为运动输出构件。试：1．说明铰链四杆机构ABCD为何是曲柄摇杆机构。2．按比例作图，确定摇杆CD的左右极限位置，确定滑块F的左右极限位置；说明滑块Ｆ的行程Ｈ3．画出机构的最小传动角γmin，此时CD应处在什么位置？4.机构的行程速比系数Ｋ为多少？某曲柄摇杆机构，曲柄等速转动，设摇杆CD长度为70mm，图示分别为摇杆的左、右两个极限位置，摇杆的摆角φ在与机架成30°到90°角之间变化，机构的行程速比变化系数K=1，机架水平布置，试求该四杆机构其余各杆的长度；AAC2与AC1差值的一半就是曲柄的长度。提示：K=1，则极位夹角为零，即C2AC1共线。在图示机构中，已知机构比例尺μL，原动件以等角速度ω1顺时针转动，试用矢量图解法求E点的速度vE和加速度aE的大小和方向习题7-3齿轮加工过程中，常测量齿轮的公法线长度。试推导跨K个齿的公法线长度的计算公式式中，K为跨齿数，其计算公式为Kbb(1)PS[(05)]WKmcosK.zinv05180KZ.，取整例6-1用齿条插刀按展成法加工一渐开线齿轮，其基本参数为ha*=1,c*=0.25，=20，m=4mm。若刀具移动速度v刀=0.001m／s，试求：1）切制z=12的标准齿轮时，刀具分度线与轮坯中心的距离L应为多少？被切齿轮的转速n应为多少？2）为避免根切，切制z=12的变位齿轮时，其最小变位系数xmin应为多少？此时的L应为多少？n是否需要改变？解：(1)切制z=12的标准齿轮时，齿轮分度圆半径：n=60/2=60v刀/2r=(600.001/224)r/min=0.39r/min则被切齿轮的转速：刀具分度线与轮坯分度圆作滚动，有v刀=r,=v刀/r。因刀具分度线应与轮坯分度圆相切，故刀具分度线与轮坯中心的距离：L=24mmmm24mm21242mzr(2)切制z=12的变位齿轮时，因ha*=1，c*=0.25，=20，故最小变位系数被切齿轮的转速n不变。此时L=24+xminm=（24+0.294）mm=25.16mmxmin=(17-z)/17=(17-12)/17=0.29解：1122I()0mrmrmr22II()0mrmr22221122I()()100062.51002.04.mrmrmrkgmm图示楔块机构中，已知P为驱动力，Q为工作阻力，各接触面摩擦系数为f，滑块的楔角为。分析正行程的受力情况、效率，求反行程的自锁条件。v13v23v12FR32FR21FR31FR1231210RRPFF32120RRQFF(2)PQtgPFR31FR21QFR320PQtg0(2)Ptgptg(2)tgtg02令，得构件1构件21.计算图示各机构的自由度;2.画出高副低代后的机构简图;3.以