1、第二章 平面机构的结构分析 2-1 绘制图示机构的运动简图。 1 2 3 A B C a 进油口 出油口 4 ( a ) A B C 1 2 3 4 解 ： 大腿 小腿 2 1 3 4 5 6 ( b ) A C B F E D B 解 ： A B C D G O 1 O 2 1 1 2 3 9 5 6 6 7 8 A B C D E F G H 解 ： 2-3 计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 A B C D E ( a ) A B D C E ( b ) A B C D E ( c ) A B C D E F G H K I J 1 2 3 4 5 6 7 C H
2、 D G E F ( d ) ( e ) ( f ) A B C D E F I J H G 1 2 3 4 5 6 7 O ( g ) 解： (a) C 处为复合铰链。 7,nph=0，p l=10。 自由度 3237210WlF。 (b) B 处为局部自由度，应消除。 ， p h=2，p l=2 自由度 lhnp。 (c) B、D 处为局部自由度，应消除。 3n， p h=2，p l=2。 自由度 3221WlhF。 (d) CH 或 DG、J 处为虚约束，B 处为局部自由度，应消除。 6n，p h=1，p l=8。 自由度 368lhnp。 (e) 由于采用对称结构，其中一边的双联齿轮构
3、成虚约束，在连接的轴颈处，外壳与支架 处的连接构成一个虚约束转动副,双联齿轮与外壳一边构成虚约束。其中的一边为复合 铰链。其中 4n，p h=2，p l=4。 自由度 32342WlF。 (f) 其中， 8，p h=0，p l=11。 自由度 810lhn。 (g) 当未刹车时， 6，p h=0，p l=8，刹车机构自由度为 3232WlF 当闸瓦之一刹紧车轮时， 5n，p h=0，p l=7，刹车机构自由度为 701lhnp 当两个闸瓦同时刹紧车轮时， 4，p h=0，p l=6，刹车机构自由度为32326WlhF 知 识 青 年 22:53:08 当 闸 瓦 之 一 刹 紧 车 轮 时 ，
4、 n=5， ph=0， pl=7， 刹 车 机 构 自 由 度 为 2 知 识 青 年 22:53:36 自 由 度 为 1 知 识 青 年 22:54:22 那 么 左 边 算 虚 约 束 吗 左 边 是 机 架 知 识 青 年 22:54:46 当 两 个 闸 瓦 同 时 刹 紧 车 轮 时 ， n=4， ph=0， pl=6， 刹 车 机 构 自 由 度 为 0 知 识 青 年 22:55:33 四 个 活 动 构 件 是 哪 些 呢 ？ 1、 2、 3、 5 知 识 青 年 22:56:23 杆 就 不 算 活 动 构 件 吗 ？ 算 知 识 青 年 22:59:53 四 个 活 动
5、构 件 是 BACBDEC还 有 EFGOJHI此 时 算 一 个 构 件 吗 ， 而 不 算 活 动 构 件 ？ 2-3 判断图示机构是否有确定的运动，若否，提出修改方案。 ( a ) 1 2 3 4 ( b ) 1 2 3 4 5 6 分析 (a) 要分析其运动是否实现设计意图，就要计算机构自由度，不难求出该机构自由度 为零，即机构不能动。要想使该机构具有确定的运动，就要设法使其再增加一个自由度。 （b）该机构的自由度不难求出为 3，即机构要想运动就需要 3 个原动件，在一个原动件的 作用下，无法使机构具有确定的运动，就要设法消除两个自由度。 解： （a）机构自由度 3232410WlhF
6、np。 该机构不能运动。 修改措施： （1）在构件 2、3 之间加一连杆及一个转动副（图 a-1 所示） ； （2）在构件 2、3 之间加一滑块及一个移动副（图 a-2 所示） ； （3）在构件 2、3 之间加一局部自由度滚子及一个平面高副（图 a-3 所示） 。 （4）在构件 2、4 之间加一滑块及一个移动副（图 a-4 所示） ( a - 1 ) 1 2 3 4 5 ( a - 2 ) 1 2 3 4 5 1 2 3 4 ( a - 3 ) 1 2 3 4 ( a - 4 ) 5 修改措施还可以提出几种，如杠杆 2 可利用凸轮轮廓与推杆 3 接触推动 3 杆等。 （b）机构自由度 3560
7、WlhFnp。在滑块的输入下机构无法具 有确定的运动。 修改措施 （1）构件 3、4、5 改为一个构件，并消除连接处的转动副（图 b-1 所示） ； （2）构件 2、3、4 改为一个构件，并消除连接处的转动副（图 b-2 所示） ； （3）将构件 4、5 和构件 2、3 分别改为一个构件，并消除连接处的转动副（图 b-3 所示） 。 ( b - 1 ) 1 2 3 ( 4 ) ( 5 ) 6 ( b - 2 ) 1 2 3 4 5 6 ( b - 3 ) 1 2 ( 3 ) 4 ( 5 ) 6 第三章 平面机构的运动分析 3-1 试确定图示各机构在图示位置的瞬心位置。 解：瞬心的位置直接在题图
8、上标出。 P 1 4 P 1 2 P 2 3 ( P 2 4 ) P 3 4 ( P 1 3 ) A B C D 1 2 3 4 P 1 4 A P 1 2 B P 2 3 ( P 2 4 ) ( P 1 3 ) C ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) 2 2 2 3 3 1 1 4 4 4 3 A A B C C B P 1 4 34PP 1 4134P P 1 3 P 2 3 P 2 4 v M M P 1 2 P 2 3 P 1 3 P 2 4 图 3-1 3-2 在图示四杆机构中， ABl=60mm， CDl=90mm， ADl= BC=120mm， 2=10rad/s，试
9、用瞬 心法求： (1)当 =45时，点 C的速度 v； (2)当 =165时，构件3的 线上(或其延长线上)速度最小的一点 E的位置及其速度 大小； (3)当 Cv=0时， 角之值(有两个解)。 145 P 1 3 B C A D 1 2 3 4 ( a ) 165 1 A B E C D P 2 4 1 2 3 4 ( b ) 12 A D B 2 B 1 C 2 C 1 ( c ) P 1 3 P 1 3 解：以选定的比例尺 0.5/lm作机构运动简图如图 3-2 所示。 （1）定瞬心 P13 的位置，求 vc。1336.7rad/ADls054clvC （2）如图（b）所示，定出构件 2
10、 的 BC 线上速度最小的一点 E 位置及速度的大小。 因为 BC 线上速度最小之点必与 P24 点的距离最近，故从 P24 点引 BC 线的垂线交于点 E， 由图可知 2421/7.31rad/sABPl089Evm （3）定出 c的两个位置见图（c）所示，量出 160.42， 31.4。 第四章 平面机构的力分析 4-1 图 a和b所示两种牛头刨床机构，已知： ACl=580mm， ABl=260mm， h=960mm；从动件5 上作用工作阻力 5F=200N。试分别求两机构的平衡力矩 1M。 9 0 1 M 1 A C B D F 5 1 2 3 6 4 5 ( a ) 1 M 1 C
11、B A D 1 2 5 4 6 3 F 5 h ( b ) 图4-1 4-2 在图示曲柄摆动导杆机构中，已知： ABl=150mm， Al=360mm； 1S、 2和 3分别为 构件1、2和3的质心， 3csl=200mm；构件3质量 3m=10kg，转动惯量sJ =0.2kgm2； =100rad/s( 常数)。试求平衡力矩 1M及各运动副中反力。 1 M 1 C B ( S 2 ) A ( S 1 ) 1 2 4 3 9 0 S 3 图4-2 第五章 机械效率 5-1 填空题 (1)槽面摩擦比平面摩擦力大是因为 。 (2)从受力观点分析，移动副的自锁条件是 ；转动副的自锁条件 是 ；从效率
12、观点分析，机械自锁的条件是 。 (3)三角螺纹比矩形螺纹摩擦 。故三角螺纹多用于 矩形螺纹多应用于 。 5-2 比较各种螺纹当量摩擦系数 vf的大小。已知螺纹的牙形角 。 P = 6 0 = 3 0 d d 1 d 2 内螺纹 外螺纹 ( a ) P 内螺纹 外螺纹 d d 1 d 2 ( b ) 题 5-2 5-4 如图所示的双滑块机构中，设已知 0lmm，转动副A、B处轴颈直径0 mm，转动副处的摩擦系数 vf=0.15，移动副处的摩擦系数 f=0.1，试求： (1)F与 Q的关系式，且 =45， Q=100N时， F=? (2)在力 为驱动力时，机构的自锁条件(不计各构件的重力 )。 解
13、： A B 1 2 3 4 F Q 9 0 l 4 题 5-3 5-6 图示为一颚式破碎机在破碎矿石时要矿石不至被向上挤出，试问 a角应满足什么条件?经 分析你可得出什么结论? 1 2 3 4 4 1 2 3 4 4 Q F R F R 题 5-6 图 题 5-6 解图 解：设矿石的重量为 Q，矿石与鄂板间的摩擦因数为 f，则摩擦角为 arctnf 矿石有向上被挤出的趋势时，其受力如图所示，由力平衡条件知： 2sin0RFQ 即 2 0sinsinRF 当 0时，即 2，矿石将被挤出，即自锁条件为 2。 第六章 平面连杆机构 63 在图示铰链四杆机构中，各杆长度分别为ABl =28mm， BC
14、l=52mm， Dl=50mm， ADl=72mm。 (1) 若取 为机架，求该机构的极位夹角 ，杆 CD的最大摆角 和最小传动角min ； (2) 若取 为机架，该机构将演化成何种类型的机构 ?为什么?请说明这时 C、 D两 个转动副是周转副还是摆转副? A B C D A B C D C 1 B 1 B 2 C 2 B C C B 1 2 3 4 题6-3 题6-3解图 解：（1）作出机构的两个极位，如图所示，并由图中量得 9， 71， 23， 51 所以 min。 （2）由 1423ll可知，所示的铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；当取最短 杆1为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；最短杆
15、1参与构成的转动副A，B都是周转副， 而C，D为摆转副。 64 在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为 ABl=160mm， BCl=260mm， CDl=200mm， ADl=80mm；并已知构件 AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定： (1) 四杆机构 CD的类型； (2) 该四杆机构的最小传动角 min； (3) 滑块 F的行程速比系数 K。 解：（1）由 ADBCADll且最短杆AD为机架可知，题中的四杆机构ABCD为双曲柄机 构。 （2）作出四杆机构ABCD传动角最小时的位置，如题6-4解图所示，并量得 61，13 ，所以， min13。 （3）作出滑块F的上、下两个极位及原动
16、件AB与之对应的两个极位，并量得 4， 求出滑块F的行程速比系数为 8041.651K 行程速比系数为 .65。 A B C D E F = 9 0 B A E F C D B 1 B 2 C 1 C 2 E 1 E 2 F 1 F 2 B C C 题6-4 题6-4解图 68 如图示，设已知破碎机的行程速比系数 K=1.2，颚板长度 CDl=300mm，颚板摆角35 ，曲柄长度 ABl=80mm，求连杆的长度，并检验最小传动角 min是否符合要求。 A B C D A B 1 B 2 C 1C 2 D B B C C E F s 1 题6-8图 题6-8解图 解：先计算极位夹角： 1.218
17、06.3K 取相应比例尺 1作出摇杆CD 的两极限位置C 1D和C 2D和固定铰链A所在圆s 1（保留作图线） 。 如图（题6-8解图）所示，以 C2为圆心，2AB为半径作圆，同时以F为圆心，2FC 2为半径作 圆，两圆交于点E，作C 2E的延长线与圆s 1的交点，即为铰链A的位置。 由图知： 130BClABm min45 610 图示六杆机构。已知 ABl=200mm， ACl=585mm， CDl=300mm， DEl=700mm，试求： (1) 机构的行程速比系数 K； (2) 构件5的冲程 H； (3) 机构最大压力角 max发生的位置及大小； (4) 在其它尺寸不变的条件下，欲使冲
18、程为原冲程的2倍，问曲柄长度为多少? A B C D E F 1 2 3 4 5 6 题6-10图 第七章 凸轮机构 73 图(a)所示为自动闪光对焊机机构简图。其中凸轮1为主动件，通过滚子2推动滑板3 移动进行焊接。滑板所需运动规律如图b所示。设已知凸轮的最小半径 or=90mm，滚子半径r =15mm，试用反转法绘制凸轮轮廓(建议画图时用 s=2mm/mm， =8/mm，推程的分点 间隔20，回程的分点间隔10)。 1 2 3 r 0 ( a ) 0 9 0 1 8 0 2 5 0 3 0 0 3 3 0 3 6 0 s / m m / ( ) 3 1 2 1 0 2 0 ( b ) 题7
19、-3图 74 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。凸轮回转方向和从动件初始位置如图所 示。已知偏距 e=10mm，基圆半径 or=40mm，滚子半径 r=10mm。从动件的运动规律如下：0 =180, 01=30， 0=120， 02=30，从动件在推程中以简谐运动规律上升，升 程 h=30mm；回程以等加速等减速运动规律返回原处。试用图解法绘制从动件位移线图)(s 及凸轮轮廓 (要求推程和回程的分点数6个)。 O r 0 e h r r O r 0 e h r r O r 0 r r 0 题7-4图 题7-6图 76 已知：凸轮机构摆杆的运动规律 )(f，摆杆长 AL02=120mm，凸轮
20、以 1逆时针 等速转动，其理论基圆半径 Ar01=100mm，滚子半径 r=15mm ，如图所示，试设计盘形凸轮 的轮廓曲线。 77 设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构。凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。 已知 OAl=75mm， or=30mm，从动件运动规律如下: o=180, 01=0， 0=180，02 =0，从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动， max=20；回程以等加速等减速运动 规律返回原处。试用图解法绘出凸轮轮廓，并确定从动件的长度(要求分点间隔30)。 r 0 m a x O A 题 7-7 图 79 已知从动件的运动规律 )(s如图a所示。机构简图如图b所示。已知基圆半径
21、or =30mm，偏距 e=15mm。求：1)尖底接触，凸轮顺时针转动时，试用图解法绘制凸轮轮廓。 2)尖底接触，凸轮逆时针转动时，用图解法绘出凸轮轮廓。3)从动件改为滚子接触时，取 滚子半径 r=10mm，凸轮逆时针转动，用图解法绘出凸轮轮廓。4)在图上量出上列各轮廓 在 =60时的压力角 a，并比较之。同时比较在 2和3两种情况下的运动失真(作图时分点 角度20)。 0 s 1 2 0 1 8 0 2 7 0 3 6 0 5 1 5 ( a ) r 0 e ( b ) 题 7-9 图 第八章 齿轮机构 8-2 一对渐开线齿廓如图所示，两渐开线齿廓啮合于 K点，试求： (1) 当绕点 2O转
22、动的齿廓为主动及啮合线如图中 12N时，确定两齿廓的转动方向； (2) 用作图法标出渐开线齿廓 1G上与点 2a， b相啮合的点 a， 1b； (3) 用阴影线标出两条渐开线齿廓的齿廓工作段； (4) 齿廓 1G上 Kb段与齿廓 2上 K段相比较，哪一个较短，这说明什么问题； (5) 在图上标出这对渐开线的节圆和啮合角 。 O 1 O 2 N 1 N 2 K P G 1 G 2 a 2b 2 题 8-2 图 8-4 有一个渐开线直齿圆柱齿轮如图所示，用卡尺测量出三个齿和两个齿的反向渐开线之 间的法向齿距(即公法线长度)分别为 3W=61.84mm和 2=37.56mm，齿顶圆直径 ad=208
23、mm， 齿根圆直径 fd=172mm，数得其齿数 z=24，试求： (1) 该齿轮的模数 m，分度圆压力角 、齿顶高系数 *h和顶隙系数 *C； (2) 该齿轮的基圆齿距 bP和基圆齿厚 bs。 O A B C D r b W 2 W 3 题 8-4 图 8-5 已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构， =20， *h=1， m=4mm， 1z=18，2z =41。试求： (1) 标准安装时的重合度 ； (2) 用作图法画出理论啮合线 21N，在其上标出实际啮合线段 21B，并标出单齿 啮合区和双齿啮合区，以及节点 P的位置。 解：（1）求重合度 ： 11*cos18cos20arar3.5
24、2zh 2*246.az 其实际啮合线 1B长度： 1 . 6 2 3 p b p b p b 0 . 6 2 p b 0 . 6 2 p b 0 . 3 8 p b P B 2 N 2 B 1 N 1 r b 1 r b 2 r a 2 r a 1 O 1 O 2 题 8-5 解图 12122cos(tant)(tant)4083.50416.3tan20)9.7mBzz121.62cos4s0Bm （2）理论啮合曲线和实际啮合曲线以及啮合区如图题8-5解图所示。 8-7 测量齿轮的公法线长度是检验齿轮精度的常用方法之一，试用图证明渐开线齿轮公法 线长度 W和卡尺跨的齿数 k的计算公式： t
25、g2)tg()5.0( sinzivcosxz ammx 式中 z为被测齿轮的齿数， k为卡尺跨的齿数，目的是为了卡尺必须卡在渐开线齿廓上。 W 2 x r x r b 题8-7图 8-8 某牛头刨床中，有一对渐开线外啮合标准齿轮传动，已知1z =17， 2=118， m=5mm， *h=1， =337.5mm。检修时发现小齿轮严重磨损，必须报废。 大齿轮磨损较轻，沿分度圆齿厚共需磨0.75mm，可获得光滑的新齿面，拟将大齿轮修理后 使用，仍用原来的箱体，试设计这对齿轮。 解：（1）确定传动类型： 125()(718)3.5azm 因 ，故应采用等移距变位传动。 （2）确定两轮变位系数，由题意
26、知 1 0.91.25tan25tasxm 故 0., .x （3）计算几何尺寸（单位：mm） ，如下表 尺寸名称 小齿轮 大齿轮 分度圆直径 1578dmz251890dmz 齿顶高 *1()(0.2)56.2ahx*2()(.)53.7ahx 齿根高 *11()0.5fac*12()0.57.5fac 齿顶圆直径 11286.2597.aadh22937.aadh 齿根圆 11 2857ffdh225907.7ffdh 基圆直径 1cos079.8b2coss54.2b 分度圆齿厚 1 (/2tan)5.5.6mx2(/tan)50.6.9mx 分度圆齿槽厚 11 (/t)0.a.94e1
27、2(/t).an8.7e 周节 1157psm2215psm 8-13 一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮机构，其齿数1z =23， 2=53， n=6mm， n=20， *anh=1， c=0.25， a=236mm， B=25mm，试求： (1) 分度圆螺旋角 ； (2) 当量齿数 1vz和 2； (3) 重合度 r。 解：（1）计算分度圆螺旋角 ： 12()6(235)arcosarcos1470nmz （2）当量齿数 12v、 ：31/s.8vz2co546 （3）计算重合度 ： tantan20rcrct 386osos1457t 11 *1/csrr 015(/)bntt a
28、andmzh 222 *orcosrcs274(/cs)bntt a anz 1122(tnt)tat23a085n0386)5(a2740tan386).6t tz sin25si1470.346Bm.3.9 所以齿轮传动的重合度为1.94。 第九章 轮系 91 图示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比 15i，并指出当提升重 物时手柄的转向。 120z25z25z 3z140z1852z 题9-1图 解： 54321057.821zi 92 图示轮系中，已知各轮齿数为 1z=60， 2=20， 2z=20， 3=20， 4z=20， 5=100， 试求传动比 41i。 解：为
29、求解传动比 ，可以将该轮系划分为由齿轮 1、2、2、5 和行星架 H 所组成的行星 轮系，得 251510563Hzi 由 0,得 1/8/3， 1/8H （1） 由齿轮 2，3，4，5 和行星架 H 所组成得行星轮系，得454052Hzi1H （2） 由（1）和（2）式得 4138 传动比为 4132i。H123245 题 9-2图 1234H题 9-5图 95 在图示的电动三爪卡盘传动轮系中，设已知各轮齿数为：1z =6， 2= z=25， 3=57， 4z=56，试求传动比 14i。 解：此轮系为一个3K型行星轮系，即有三个中心轮（1，3及4） 。若任取两个中心轮和与其 相啮合行星轮及系
30、杆H便组成一个2K-H型的行星轮系。且有三种情况：1-2-3-H行星轮系、 4-2（2）-3-H行星轮系及1-2（2）-4-H差动轮系。而仅有两个轮系是独立的，为了求解简 单，常选两个行星轮系进行求解，即 31131570.6Hzii324434156iiz 故该行星轮系传动比为 140.5(6)8Hi （ 1n和 4转向相反） 97 图示为一种大速比减速器的示意图。动力由齿轮1输入，H输出。已知各轮齿数为：z =12， 2=51， 3z=76， 2=49， 4z=12， 3=73。 (1) 试求传动比 Hi1。 (2) 若将齿轮2的齿数改为52(即增加一个齿)则传动比 Hi1又为多少? 1
31、2 2 3 3 4 1 2 3 4 5 6 S P 题 9-7 图 题 9-10 图 910 汽车自动变速器中的预选式行星变速器如图示。轴为主动轴，轴为从动轴，S ， P为制动带。其传动有两种情况：(1) S压紧齿轮3， P处于松开状态；(2) P压紧 齿轮6， 处于松开状态。已知各轮齿数为 1z=30， 2=30， 3z= 6=90， 4z=40， 5=25。 试求两种情况下的传动比i 。 912 在图示的轮系中，轮1与电动机轴相联， )3(n=1440r/min， 21=20， 3=60，4z =90， 5=210，求 3n=? 12345H题 9-12图 第十章 间歇运动机构 10-1
32、在牛头刨床中工作台的进给机构中，已知棘轮最小转动角度 min=9，棘轮模数m =5mm，工作台进给螺杆的导程 l=6mm。试求：(1)棘轮的齿数 z；(2)工作台的最小送进量s 。 O 1 O 2 1 2 1 1 题 1 0 - 1 图 10-2 设计一外啮合棘轮机构，已知棘轮的模数 m=10mm，棘轮的最小转角 min=12,试 求：(1) 棘轮的 pdzfa,；(2) 棘爪的长度 L。 10-3 在图所示的内槽轮机构中，已知槽轮槽数 z=4，拔盘上装有一个圆销。试求：(1) 该槽轮机构的运动系数 ；(2) 当销轮以等角速度 1=10rad/s转动时，槽轮在 1=100 处的角速度 2和角加
33、速度 2。 10-4 六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构，其中心距 a=100mm，槽数 z=6，圆 销数 n=1，要求停歇时间 st2，试求外径 D=50mm的转台 (转台与槽轮固联为一体)转动 时的最大圆周速度。 10-5 填空： (1) 当主动件做等速度连续转动，需要从动件做单向间歇转动时，可采用 ， 机构。 (2) 在间歇运动机构中，当需要从动件的动程可无级调节时，可采用 机构。 (3) 在棘轮机构中，棘爪能顺利滑过棘轮齿根部的条件是 。 第十一章 其他常用机构 11-1 图示为一机床上带动溜板2和导轨3上移动的微动螺旋机构。螺杆1上有两段旋向均为 右旋的螺纹， A段的导程 Al
34、=1mm， B段的导程 Bl=0.75mm。试求当手轮按 K向顺时针转动 一周时，溜板2相对于导轨3移动的方向及距离大小。又若将 A段螺纹的旋向改为左旋，而B 段的旋向及其它参数不变，试问结果又将如何? 1 2 3 A B K 题 11-1 图 11-2 在图示的凸轮连杆机构中(尺寸和位置如图所示)，拟使点 C的运动轨迹为图示的 a b c a曲线。试设计机构中的凸轮1和凸轮2的轮廓。 A B C D E F G O 1 2 a b c 4 5 1 2 3 4 5 题 11-2 图 题 11-4 图 11-4 在图示齿轮连杆组合机构中，曲柄1为主动件，内齿轮5为输出构件。已知齿轮 2，5的齿数
35、为 2 ,z曲柄长度为 R，连杆长度为 L，试写出输出构件齿轮5的角速度 5与 主动曲柄1的角速度 1之间的关系式。 第十三章 机械动力学 13-1 在图示平面六杆机构中，已知：GSEDCESBA llll 42 100mm， 231=90，542m =10kg， 1sJ=0.05kgm2， 4sJ=0.01kgm2， DJ=0.04kgm2， 5F=1 kN。设取曲柄1为等效构件，求等效转动惯量 e及工作阻力 5F引起的等效阻力矩 rM。 1 2 3 4 5 B C D E ( S 3 ) F ( S 5 ) ( S 1 ) A 1 2 3 3 F 5 Q 1 2 2 3 4 5 5 O 1
36、 O 2 O 3 O 4 r i H 题 13-1 图 题 13-2 图 13-2 图示由行星轮系和蜗杆蜗轮机构组成的减速装置，已知各轮齿数：21z =20， 3=60， 4z=1(单头)， 5z=40；各轮及行星架 H的质心均在其几何轴线上， 两个行星轮2对称布置；各回转轴系的转动惯量(kgm 2)：01J =0.001， 02J=0.001， 04J=0.016， 05J=1.6；行星轮2质量 2m=1.25kg；齿轮1、2和3 的模数 m=4mm。 1) 设取轮1为等效构件，求等效转动惯量 ； 2) 欲使卷绕在鼓轮 5( r=100mm)上 Q=1kN的重物，等速上升，求作用在轮1上的驱
37、动 力矩 dM。 13-3 如图示定轴轮系，已知各轮齿数： 1z=20， 2=30， 3z=40，各轮转动惯量(kgm 2)：1J =0.1， 2=0.225， 3J=0.4；力矩(Nm)： M=80， =100。求从起动开始经1秒钟时 轮1的角加速度 1及角速度 1。 1 2 3 M 1 M 2 O 1 O 2 O 3 0 3 0 2 0 0 0 M / ( N m ) M r 2 34 / r a d 题13-3图 题13-4图 13-4 在某机械系统中，取其主轴为等效构件，平均转速 mn=1000r/min，等效阻力矩)(rM 如图所示。设等效驱动力矩 dM为常数，且除飞轮以外其它构件的
38、转动惯量均可忽 略不计，求保证速度不均匀系数 不超过0.04时，安装在主轴上的飞轮转动惯量 FJ。设 该机械由电动机驱动，所需平均功率多大?如希望把此飞轮转动惯量减小一半，而保持原来 的 值，则应如何考虑? 13-5 图示行星轮系中，已知各轮齿数为 21z=20。 3=60，各构件的质心均在其相对 回转轴线上，它们的转动惯量为 21J=0.01kgm2， HJ=0.1kgm2，行星轮2的质量2m =2kg，模数 2=10mm，作用在行星架 上的力矩 M=40Nm。求构件1为等效构件时 的等效力矩 eM和等效转动惯量 e。 O 1 O 2 O H M H H 1 2 3 l H 题 13-5 图
39、 第十四章 机械平衡 14-1 图示为摆动活齿减速器偏心盘激波器，其直径为 D=100mm，偏心距为 e=8mm，轴孔 直径为 d=20mm。要求在该偏心盘上开23个圆孔达到静平衡，试设计确定所开孔的大小 和位置。 14-2 图示凸轮轴系由三个相互错开120的偏心轮组成，每个偏心轮的质量为0.5kg，其 偏心距为12mm，若在平衡基面、内回转半径为 21br=10mm处加一平衡质量 1bm和2bm 使之平衡。试求 1bm和 2的大小和方位。 14-3 图示为一行星轮系，各轮为标准齿轮，其齿数 1z=58， 2=42， 2z=44， 3=56，模 数均为 =5mm，行星轮2- 轴系本身已平衡，质
40、心位于轴线上，其总质量 =2kg。问： 1) 行星轮2- 2轴系的平衡质径积为多少? 2) 采用什么措施加以平衡? d D e A B C 7 5 7 5 4 0 2 3 0 A B C 题 14-1 图 题 14-2 图 1 2 3 2 4 H A B C D l 1 l 2 l 3 m 1 m 2 m 3 l 4 题 14-3 图 题 14- 4 图 14-4 如图示机构中各杆长 1l=50mm， 2l=150mm， 3l=130mm， 4l=200mm；其质量 1m=1kg，2m =2kg， 3=6kg，质心位于各自构件的中点。试在构件1、3上加平衡质量来实现机构惯 性力的完全平衡。 第
41、十五章 机械系统的方案设计 15-1 试分析图中两机构是否具有相同的运动特性，并说明理由。 A B C A B C A B = A B , B C = B C , A C = A C , = 题15-1图 15-4 自动打印机的方案设计 (1) 工作原理及工艺过程 在包装好的商品纸盒上打印记号。工艺过程为：将包装好的商品送至打印工位；夹紧 定位后打印记号；将产品输出。 (2) 原始数据及设计要求 1) 纸盒尺寸为：长100150mm，宽70100mm，高3050mm； 2) 产品质量约为0.51kg； 3) 生产率为80次/min； 4) 要求结构简单紧凑，运动灵活可靠，便于制造。 (3) 设
42、计任务 1) 进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的方案拟定，要求各有3个以上的预选方 案； 2) 进行方案的评价和决策； 3) 绘制机械执行系统的方案示意图； 4) 拟定机械运动循环图； 5) 对执行系统进行尺度设计。 15-6 图示为电动绞车的三种传动系统方案。试从结构、性能、经济性及对工作条件的适 应性等方面对该三种方案加以比较。 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 3 1 2 4 6 7 8 ( a ) ( b ) ( c ) 题15-6图 1电动机；2，5连轴器；3制动器；4减速器； 6卷筒；7轴承；8开式齿轮传动 5-7 今需设计一台如图a所示的带式运输机的传动系统。运输机的工作状况为两班制，连 续单向运转；运输带的工作速度为 v=1.1m/s(允许误差为5%)，拉力为 F=7kN，载荷平 稳。工作环境为室内，灰尘较大，最高温度35。滚筒直径D=400mm。 试对图bg所示的参考传动方案，分别就其传动类型及特点进行分析和比较，并对传 动链中机构的安排顺序进行评价。最后选择一个较佳的方案，或自行设计一个改进后的方 案。 F v D 动力及传动装置 ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) ( e ) ( f ) ( g )
