5-9在图示铰链四杆机构中,已知:lBC=50mm,lCD=35mm,lAD=30mm,AD为机架,并且:1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求lAB的最大值;2)若此机构为双曲柄机构,求lAB的最小值;3)若此机构为双摇杆机构,求lAB的数值。ABCD5-12如图为开槽机上用的急回机构。原动件BC匀速转动,已知mma80,mmb200,mmlAD100,mmlDF400。(1)确定滑块F的上、下极限位置;(2)确定机构的极位夹角;(3)欲使极位夹角增大,杆长BC应当如何调整?解:(1)滑块F的上、下极限位置如图中F2、F1的位置。mmlllDFADAF50040010021400100300AFDFADlllmm(2)由图中几何关系,得42.6620080arccosarccosBCla极位夹角16.472180。(3)欲使极位夹角增大,应使角减小,所以杆长BC就当减小。5-21设计一个偏心曲柄滑块机构。已知滑块两极限位置之间的距离21CC=50㎜,导路的偏距e=20㎜,机构的行程速比系数K=1.5。试确定曲柄和连杆的长度ABl、BCl。ABC1C2e题图5-21解:行程速比系数K=1.5,则机构的极位夹角为3615.115.118011180KK选定作图比例,先画出滑块的两个极限位置C1和C2,再分别过点C1、C2作与直线成5490的射线,两射线将于点O。以点O为圆心,OC2为半径作圆,最后再作一条与直线C1C2相距为mme20的直线,该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点A。作图过程如图所示。CBADbaF2F1F2C1C2B1B2C1CAe21CC90O直接由图中量取mmAC251,mmAC682,所以曲柄AB的长度为mmACAClAB5.2122568212连杆BC的长度为mmACAClBC5.46225682216-7图中所示为从动件在推程的部分运动曲线,其0os,'0os,试根据s、v和a之间的关系定性的补全该运动曲线,并指出该凸轮机构工作时,何处有刚性冲击?何处有柔性冲击?sφohABCDvφoaφosφohABCDvφoaφo解:如图所示。(1)AB段的位移线图为一条倾斜直线,因此,在这一段应为等速运动规律,速度线图为一条水平直线,其加速度为零。(2)BC段的加速度线图为一条水平直线。因此,在这一段应为等加速运动规律,其速度线图为一条倾斜的直线,位移线图为一条下凹的二次曲线。(3)CD段的速度线图为一条倾斜下降的斜直线。因此,在这一段应为等减速运动规律,其加速度线图为一条水平直线,位移线图为一条上凸的二次曲线。该凸轮在工作时,在A处有刚性冲击,B、C、D处有柔性冲击。6-9在图示偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构中,凸轮1的工作轮廓为圆,其圆心和半径分别为C和R,凸轮1沿逆时针方向转动,推动从动件往复移动。已知:R=100mm,OC=20mm,偏距e=10mm,滚子半径rr=10mm,试回答:1)绘出凸轮的理论轮廓;2)凸轮基圆半径r0=?从动件行程h=?3)推程运动角0=?回程运动角'0=?远休止角s=?近休止角's=?4)从动件推程、回程位移方程式;5)凸轮机构的最大压力角max=?最小压力角min=?又分别在工作轮廓上哪点出现?6)行程速比系数K=?OCeR123B7-9在图示的渐开线齿廓中,基圆半径100brmm,试求出:1)当135mmkr时,渐开线的展角k,渐开线压力角k和渐开线在K点的曲率半径k。2)当020k,025和030时,渐开线的压力角k和向径kr。解:1)/coskbkrr100cos0.741135bkkrr42.2oktan0.17022kkksin90.68kkkrmm2)当20ok时,51.15ok,/cos159.42kbkrrmm当25ok时,'545ok,/cos170.47kbkrrmm当30ok时,'5628ok,/cos181.02kbkrrmm7-11已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮,齿数120z,241z,模数2mmm,*1ah,*0.25c,020,求:1)当该对齿轮为标准齿轮时,试计算齿轮的分度圆直径1d、2d,基圆直径1bd、2bd,齿顶圆直径1ad、2ad,齿根圆直径1fd、2fd,分度圆上齿距p、齿厚s和齿槽宽e。2)当该对齿轮为标准齿轮且为正确安装时的中心距,求齿轮1的齿顶压力角1a,齿顶处齿廓的曲率半径1a。解:1)1140dmzmm,2282dmzmm11cos37.59bdmzmm,22cos77.05bdmzmm*11(2)44aadmzhmm,*22(2)86aadmzhmm**11(22)35fadmzhcmm,**22(22)77fadmzhcmm6.28pmmm,0.53.14Smmm,0.53.14epmm2)111arccos31.3obaadd2211111.43aabrrmm7-21已知一对外啮合变位齿轮,115z,242z,若取11.0x,21.0x,2mmm,*1ah,*0.25c,020,试计算该对齿轮传动时的中心距'a,啮合角',齿顶圆直径1ad、2ad,齿顶厚1aS、2aS,试判断该对齿轮能否正常啮合传动?为什么?解:'12122()tanxxinvzz'20o中心矩121()572amzzmm*1112()38aadmzmhxmm,*2222()84aadmzmhxmm**1112()29fadmzmhcxmm,**2222()75fadmzmhcxmmaaaSSdinvinvmz,arccosbaadd,cosbdd10.147aSmm,21.686aSmm由于齿轮1的齿顶厚为负值,说明齿轮1的外齿廓产生了尖点,且通过计算重合度1.29,小于许用重合度,说明该齿轮不能正常啮合传动。8-7在图示的蜗杆传动中,试分别在左右两图上标出蜗杆1的旋向和转向。8-14在图示轮系中;已知ω6及各轮齿数为:150z,'130z,''160z,230z,'220z,3100z,445z,560z,'545z,620z,求ω3的大小和方向。解:齿轮1、2-2’、3和H组成一差动周转轮系。其余的齿轮6、1”-1’、5-5’、4组成一定轴轮系。周转轮系的传动比为123113312'30100(1)35020HHHzzizz式中ω1、ωH可由定轴轮系求得6116661201()()603zz61'5'46661542030451()()6060456Hzzzzzz66133611()3631()6HH3619齿轮3与齿轮6的转动方向相反。8-15在图示的电动卷扬机减速器中,各齿轮的齿数为z1=24,z2=52,z2’=21,z3=97,z3’=18,z4=30,z5=78,求1Hi。解:齿轮1、2-2’、3和系杆H组成一个差动轮系。齿轮3’、4和5组成一个定轴轮系。齿轮3’和3是同一构件,齿轮5和系杆H是同一构件,因此、差动轮系的两个基本构件被定轴轮系封闭起来了。这种通过一个定轴轮系把差动轮系的两个基本构件(中心轮或系杆)联系起来而组成的自由度为1的复杂行星轮系,通常称为封闭式行星轮系。在差动轮系1、2-2’、3、H(5)的转化机构中23113312'HHHzzizz在定轴轮系5、4、3’中353553'ziz由式(b)解出ω3代入式(a),并考虑到ω5=ωH,整理得32532112'13'2'1154.38HHzzzzzizzzzz齿轮1和系杆H的转向相同。10-9、图示为减速传动装置简图。已知各齿轮齿数为:48,30,54,284321zzzz。齿轮1、4绕各自轴线回转的转动惯量为:2421142.0,1.0mkgJmkgJ。要求在切断电源的情况下,将机构制动,制动器装于Ⅲ轴上,其值mN50MⅢ。求机构完全停止时所需的时间。10-13、某一机器作稳定运转,其中一个运动循环中的等效驱动力矩dM和等效阻力矩rM的变化如图所示。机器的等效转动惯量J=12mkg,在运动循环开始时,等效构件的角速度srad/200,求(1)等效构件的最大角速度max和最小角速度min题7图(2)机器运转速度不均匀系数。答案(1)rdWW202dddMdMW2050dMWrr所以:mNMd25等效构件在各位置角时的动能:0时,)(2002120)0(mNJE时,)(25200)(000)(mNMEdMMEEdrd23时,)(5.12200)(2300)(mNMEdMMEEdrd2时,)(200)(22300)2(mNMEdMMEEdrd因此,等效构件在转角为时,能量最大,此时max;而在23时,能量最小。此时min;221JEsradJE/6.232)(maxsradJE/93.172)23(min(2)sradm/77.202minmax273.0minmaxm10-14、已知一机组的主轴平均转速nm=1500r/min,作用在其上的等效阻力矩如图所示。设等效驱动力矩Md为常数,主轴为等效构件。除装在主轴上的飞轮转动惯量JF外,忽略其余构件的等效转动惯量。机组的运转速度不均匀系数δ=0.05。试求:(1)等效驱动力矩Md;(2)最大盈亏功ΔWmax;(3)安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。题8图答案:(1)机械稳定运转,在一个周期内,驱动力距做功等于阻力矩做功。rdWW;Md为常数,所以:20.50021mNdMWrd(2)等效构件在周期的起始、终止位置,及Mr与Md各交点位置角时的动能为:00时,)(0E=E0;64321时,2/000)(157)(1EdMMEErd3时,)(300)(000)(3mNEdMMEErd24时,)()(2000)(4mNEdMMEErd因此,等效构件在转角为6432时,能量最大,此时max;而在时,能量最小。此时min;最大盈亏功ΔWmax为457。(3)飞轮转动惯量22222max2max164.105.0150014.314.3457900][900][kgmnWWJmF11-8图示为一钢制圆盘,盘厚H=30mm,位置Ⅰ处钻有一直径d=50mm的通孔,位置Ⅱ处有一质量为m2=0.2公斤的附加重块,为使圆盘平衡,拟在圆盘r=200mm的圆周上增加一重块,试求此重块的重量和位置。(钢的密度ρ=7.8g/cm3)(9分)答案此题的要点为在圆盘钻孔后此处重量减少,相当于在其相反方向增加了同样的重量。在Ⅰ处钻孔后失去的重量为:kgHdm46.0421其质径积的大小mkgrm046.011,方向与OⅠ相反。在Ⅱ附加质量所产生的质径积的大小mkgrm04.022,方向与OⅡ相同。因此,由平衡原理,在r=200mm处所附加的平衡质径积mr的计算为)(0021.0]0346.00325.0[])()[()(2211mkgrmrmmrxxx)(052