机械设计基础第二版期末考复习题

一、试计算图中所示机构自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需明确指出。323921301LHFnPP323721001LHFnPPD、E、F为复合铰链B处为局部自由度，G处为复合铰链，E（或D）为虚约束；323729121LHFnPPB处为局部自由度，G、K处为复合铰链，IJ为虚约束；32310214111LHFnPPB处为局部自由度，I（或H）为虚约束；323628111LHFnPP如图所示的铰链四杆机构中，已知：AD为机架，及各杆长为：lBC=55mm，lCD=40mm，lAD=30mm，求：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值lABmax；（2）若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值lABmin。二、如图所示曲柄，已知各构件长度和原动件2的角速度ω2，试求解图示位置时滑块3上D点的速度vD以及导杆4的角速度ω4。二、如图所示曲柄，已知各构件长度和原动件2的角速度ω2，试求解图示位置时滑块3上D点的速度vD以及导杆4的角速度ω4。23212233132312233132131323PDVPPPPPPVPDPDPP242122441424PVPPPP1224421424PPPP三、图示的齿轮-连杆组合机构，各构件的尺寸已知。杆3带动行星齿2绕固定齿轮转动（固定齿轮即为机架5）。试求解构件2和构件4的传动比i24。三、图示的齿轮-连杆组合机构，各构件的尺寸已知。杆3带动行星齿2绕固定齿轮转动（固定齿轮即为机架5）。试求解构件2和构件4的传动比i24。242252444524PVPPPP452422442524PPiPP已知滚轮2在地面上作纯滚动，构件3以速度v3向左移动，试用瞬心法求轮2的角速度ω2的大小和方向，滑块5的速度v5的大小和方向。四、已知在图中所示的轮系中，各轮齿数为Z1=100，Z2=Z2’=Z3=Z4=30，Z5=80，。求传动比i41。'3421411432103HHHzzzizzz435H50，54455483HHHziz4150544411500.9354i五、已知在图中所示的轮系中，Z1=Z3=16，Z2=40，Z4=80，Z5=42，Z6=Z7=14，Z8=46。试求传动比i18。定轴轮系1、2、3、4有：12414413252zzizz周转轮系8、6-7、5有：875855862123HHHzzizz4H5084421234823211882325143.754i2ZHn在图示的轮系中，已知各轮齿数为Z1=20，Z2=25，=30，Z3=20，Z4=70，n1=750r/min，顺时针方向，试求大小及方向。图示轮系中，各轮均为正确安装的标准渐开线圆柱直齿轮。已知轮1的齿数z1=18，轮2的齿数z2=36，轮3的齿数z3=90，而轮5的齿数为轮４的两倍。轮１的转速大小为1200r/min，转向如图所示。求从轮1到轮5的传动比i15及轮5的转速大小与转向。在图示轮系中，已知各轮的齿数z1=30，z2=20，z2’=40，z3=50，z3’=100，z4=1（右旋），n1=13r/min，n4=240r/min，方向如图，试求nH。各轮齿数为Z1=20，Z2=40，Z2’=20，Z4=60，Z5=1，Z6=25，n1=1000r/min，方向如图。求n6的大小和方向。七、图示偏置尖端直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线为一个圆，圆心为O’，凸轮的转动中心为O。试在图中标出：（1）偏距圆半径；（2）图示位置凸轮机构的压力角α；（3）图示位置推杆相对其最低点位置的位移s。八、图示凸轮为一偏心轮，试在图中标出：（1）凸轮的基圆半径；（2）当凸轮由图示位置转动45º时的压力角α。九、图示凸轮为一偏心轮，试在图中标出：（1）凸轮的理论廓线和基圆，并求出基圆半径；（2）图示位置时机构的压力角；（3）凸轮从图示位置转过90°时，从动件的位移。（1）理论廓线与基圆如图所示，rb=100+25-50=75mm；（2）压力角α为0；（3）从动件位移为图中S，S≈40mm。例子：在图示凸轮机构中，凸轮为偏心圆盘。已知凸轮逆时针方向转动，试在图中确定：（1）该凸轮的基圆；（2）该凸轮的理论廓线；（3）图示位置时凸轮机构的压力角α；（4）凸轮由图示位置转过90°时从动件的实际位移s。例子：如图所示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度ω逆时针方向转动。试在图中：（1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；（2）标出图示位置压力角α1和位移s1以及转过150°时的压力角α2和位移s2。题：图所示为对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一个圆，圆心为O′,凸轮的转动中心为O。(1)在图上作出凸轮基圆和理论廓线；(2)利用反转法原理，求凸轮从A点接触到B点接触时，凸轮的转角；(3)在图上标注出B点接触时从动件的位移s、机构的压力角齿轮传动受力分析圆周力：径向力：和指向各自的轮心1rF2rF主动轮上与转向相反1tF2tF与转向相同从动轮上同直齿轮轴向力：左旋齿轮用左手法则右旋齿轮用右手法则弯曲四指为转动方向、大指为方向1aF用左右手法则判定：1aF主动轮上主、从动轮上各对应力大小相等、方向相反主动Fa1Fa2从动轮的Fa2与从动轮的Fa1反向（1）斜齿圆柱齿轮传动受力分析n1n1例：圆柱齿轮的受力分析12n334n2n1Fr1Fr2Ft1Ft2Fa2Fa1Fr1Fr2Fa1Fa2Ft2Ft1齿轮1、2：齿轮3：Ft4Fr3Fa3齿轮4：Ft3Fr4Fa4F方向径向力：指向圆心；轴向力：指向大端。圆周力：主动轮上与转向相反1tF2tF与转向相同从动轮上（2）圆锥齿轮传动受力分析例：判断力的方向21n1Fr1Fa1Ft1Ft2Fa2Fr2n2图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆I为主动件，为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试确定：（1）一对斜齿轮3、4轮齿的旋向；（2）用图表示各轴上传动件的受力（用各分力表示）情况。Fr5Ft1Fr6Fa6⊙Ft2xFa1n2n3n1Fa2Fa3Fa4⊙Ft3xFt4Fa5Ft5x⊙Ft6Fr1Fr2Fr3Fr4已知：蜗杆轴Ⅰ为输入，大锥齿轮轴Ⅲ为输出，轴Ⅲ转向如图，使Ⅱ轴轴向力小，试：确定各轮转向、旋向及受力。1.nⅢ→nⅡ→Ft2→Fa12.Fa3→Fa2→Ft1→nI蜗轮右旋nⅢ输出ⅢⅠⅡ1234蜗杆右旋→Fr3⊙Ft2xFa1Fr4Fa3nⅡFa4Fa2Ft1n1⊙Ft4xFt3Fr2Fr1例题分析如图所示为斜齿圆柱齿轮——蜗杆传动。斜齿轮1由电机驱动。已知当斜齿轮1按图示方向转动时，蜗轮输出轴顺时针转动。试：1．为使Ⅱ轴轴向力小，合理确定斜齿轮2和蜗杆的旋向；2．画出各传动件啮合点受力方向；图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆I为主动件，为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试确定：（1）一对斜齿轮3、4轮齿的旋向；（2）用图表示各轴上传动件的受力（用各分力表示）情况。Fr5Ft1Fr6Fa6⊙Ft2xFa1n2n3n1Fa2Fa3Fa4⊙Ft3xFt4Fa5Ft5x⊙Ft6Fr1Fr2Fr3Fr4ⅢⅠⅡ在图示传动系统中，件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、4为斜齿轮，件7、8为锥齿轮。已知蜗杆1为主动，要求输出轮8的回转方向如图示。试确定：1）各轴的回转方向（画在图上）；2）考虑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力能抵消一部分，定出各轮的螺旋线方向（画在图上）；3）画出各轮的轴向力的方向，并画出轮4所受的力。ⅠⅡⅢⅣnⅣFa7Fa6Ft5nⅢnⅡnⅠFt6Fa5Fa4Fa3Fa2Ft1n1Ft2Fa13.如图所示齿轮四：Fr4Fa4Ft4十一、一标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得齿轮齿顶圆直径da=208mm，齿根圆直径df=172mm，齿数z=24，试求该齿轮的模数m和齿顶高系数*ah。480SB5.1S11.5FF在图示的气缸联接中，气缸内径D=500mm，采用6.8级六角头螺栓(GB5282-86)，屈服极限MPa，抗拉强度极限=600MPa，安全系数，螺栓个数z=18，缸内压力p为2N/mm，残余预紧力，试确定螺栓小径。