第一章练习题
1、计算图示机构的自由度。
1）、（6分）计算图示机构的自由度（若有复合饺链、局部自由度、虚约束，请
标示出来）。并依据计算结果，正确标示出机构原动件。。
、计算自由度（6分）
372912F =?-?-=
（构件数2分、低副数2分、高副数1分和自由度数1分，共6分）； 或3921212F =?-?-=
2）、（6分）计算图示机构的自由度。
（本小题6分）解：L H 3n 2P P 362811F =--=?-?-=
（构件数2分、低副数2分、高副数1分和自由度数1分，共6分）； 或L H 3n 2P P 3821111F =--=?-?-=
（构件数3分、低副数3分、高副数1分和自由度数1分，共6分）；
3）、计算图示机构的自由度（若有复合饺链、局部自由度、虚约束，请标示出来）。
并依据计算结果，正确标示出机构原动件。
４）、（4分）计算图示机构的自由度。
F＝3×6－2×8=2
<2分> <2分>
2、欲使图示机构为Ⅲ级机构，请确定出相应原动件，并画出Ⅲ级杆组图。
3、计算图3—1所示机构的自由度。根据所得数值选定原动件(只能从与机架
相连的件中选取),画出选定机构的杆组图,并指出杆组的级别。（注意：要画在答题纸上，不要画在题签上。）
1、（10分）计算图示机构的自由度，并确定当构件I J 为原动件时组成机构的杆
组及机构的级别。
H
1、（本小题10分）
解：3721001F =?-?-=（4分）
（构件数1分、低副数2分、高副数1分和自由度数1分）；
当构件８为原动件时，图示机构去掉原动件和机架后可以拆分为３个Ⅱ级杆组，如下图示（4分），所以该机构为Ⅱ级机构（2分）。
1、（6分）计算图示机构的自由度。
L H 3n 2P P 362811F =--=?-?-=
C B A
（构件数2分，低副数2，高副数1分和自由度数1分）
或L H 3n 2P P 31021411F =--=?-?-=
（构件数2分，低副数2，高副数1分和自由度数1分）
2、（6分）欲使图示机构为Ⅲ级机构，请确定出相应原动件，并画出Ⅲ级杆组图。 以CF 为原动件（2分），画出杆组（4分） A
3、（本小题12分）
211283P 2P 3n H L =?-?=--=F
（构件数、运动副数、自由度数各2分，共6分）；
原动件选导杆，外加一个连架杆
Ⅱ级（3分）， Ⅲ级（3分）
六、（10分）有一个学生想设计一个贴天花板的储存箱，当要向储存箱内放东西的时候，将储存箱放下来，放完东西后，将储存箱贴在天花板上。他提出了一个利用铰链四杆机构的设计方案，如图所示。
1．如果采用图示方案，简要说明设计该机构中各个构件的杆长的过程、方法；2．说明应该检验哪些条件；
3．请帮助他解决机构的操纵、控制和储存箱的锁紧定位装置的设计问题，要求操作方便。
11-1 一对渐开线齿轮廓如题图11-1所示，两渐开线齿廓啮合于K 点，试求： （1） 当绕点O 2转动的齿廓为主动及啮合线如下图中N 2N 1时，确定两齿廓的转动方向； （2）用作图法标出渐开齿廓G 1上的点a 2、b 2相共轭的点a 1、b 1，标出渐开线齿廓G 2上与 点d 1相共轭的点d 2； （3）用阴影线标出两条渐开线齿廓的齿廓工作段； （4）在图上标出这对渐开线的节圆和啮合角α'，并说明啮合角与节圆压力角之间的关系。 1 题图11-1 齿廓工作段分别为：b 1d 1、b 2d 2 （4）啮合角和节圆压力角相等 11-2 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构，两轮的分度圆半径分别为r 1=30mm ，r 2=54mm ， α=20°，试求： （1）当中心距a'=86mm 时，啮合角α'等于多少？两个齿轮的节圆半径r 1'和r 2'各为多少？ （2）当中心距改变为a '=87mm 时，啮合角α'和节圆半径r 1'、r 2'又等于多少？ （3）以上两种中心距情况下的两对节圆半径的比值是否相等，为什么？ 解：（1） α'=23.39° r 1'=30.71mm r 2'=55.29mm （2） α'=24.87° r 1'=31.07mm r 2'=55.93mm （3） 相等 都等于两齿轮基圆半径的比值 11-3 已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构，α=20°，h a *=1，m =4mm ，z 1=18，z 2=41。试求： （1）两轮的几何尺寸和标准中心距a ，以及重合度ε； （2）按比例作图，画出理论啮合线21N N ，在其上标出实际啮合线12B B ，并标出一对齿啮 合区和两对齿啮合区，以及节点P 的位置。 解：（1）各个几何尺寸按公式即可计算 其中 a =118mm ε=1.63
第十一章 齿轮系及其设计 题11-1如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比i 15，并指出当提升重物时手柄的转向（在图中 用箭头标出）。 解： 此轮系为空间定轴轮系 78 .57718115205240305043215 43215=??????= =' ''z z z z z z z z i 题11-2如图所示为一滚齿机工作台传动机构，工作台与涡轮5固联。若已知z 1=z 1′=15，z 2=35，z 4′=1（右旋），z 5=40，滚刀z 6=1（左旋），z 7=28。今要切制一个齿数z 5′=64的齿轮，应如何选配挂轮组的齿数z 2′、z 3和z 4。 解：由范成原理，滚刀6与轮坯5’的角速度比应为646 55656===' ''z z i ωω 转向如图。 这一角速度比由滚齿机工作台的传动系统来保证。 5624 2442175421155011528403515'' ''''=?=?????==i z z z z z z z z z z z z i 转向如图 可求得 25 3252=z z 至于Z 3为惰轮，其齿数可根据中心距A 24的需要确定。
2 3 4 5 6 7 1′ 4′5′ 1 题11-2 题11-3 如图所示为一千分表的示意图。己知各轮齿数如图，模数mm m 11.0=（为非标准模数）。若要测量杆1每移动mm 001.0时，指针尖端刚好移动一个刻度()mm s 5.1=。问指针的长度?=R （图中齿轮5和游丝的作用是使各工作齿轮始终保持单侧接触，以消除齿轮间隙对测量精度的影响） 解：()4332-'-组成定轴轮系 100 1160120121632431224=??===''z z z z i ?? 24100??=∴ 再由轮2与测量杆组成齿轮与齿条传动知 测杆1每移动mm 001.0时，齿轮2的转角为： 42221027.611 .029001 .022-?=??=== m Z h r h ? 此时要求指针刚好移动一刻度()mm s 5.1=，由4?R s =可得指针的长度为 mm s s R 241027.61005 .11004 24 =??== = -?? 题11-4 如图所示为绕线机的计数器。图中1为单头蜗杆，其一端装手把，另一端装被绕制线圈。2、3为两个窄蜗轮， z 2=99，z 3=100。在计数器中有两个刻度盘，在固定刻度盘的一周上有100个刻度，在与蜗轮2固联
第7章作业 7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么? 7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节? 答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。 7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么? 答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。 非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。 7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用? 解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。 7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。 ②由于J F 不可能为无穷大，若△W max ≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。 ③当△W max 与[δ]一定时，J F 与ωm 的平方值成反比，故为减小J F ，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。 7—6造成机械振动的原因主要有哪些?常采用什么措施加以控制? 7—7图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、，J 2、，J 2’、J 3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量；工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。 解：根据等效转动惯量的等效原则．有 2 2 222 11122`2331 1111()22 222e G J J J J J v g ωωωω= + +++ 则 2 2 2 32122` 3 1 1 1 1()()() ( ) 2 e G v J J J J J J g ωωωω ω =++++ 2 22 2 1 12`12`122`33 223231 ()()()()2e z z z z z G J J J J J J r z z z g z z =+ +++ 7-8图示为DC 伺服电机驱动的立铣数控工作台，已知工作台及工件的质量为m 4=355 kg,滚珠丝杠的导程d=6 mm ，转动惯量J 3=1.2×10-3kg.m 。，齿轮1、2的转动惯量分别为J 1=732 ×
02001、生产工艺要求某机构将输入的匀速单向运动，转变为按正弦规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是。 (A)齿轮齿条机构； (B)直动滚子从动件盘形凸轮机构； (C)偏置曲柄滑块机构； (D)螺旋机构 02002、要求一工作构件实现单向间歇转动，主动件每转一转的过程中工作构件将沿顺时针方向转过90?后停歇一段时间，主动件运动为等速单向转动，可实现该运动的一种机构是。 (A)曲柄摇杆机构； (B)单个棘轮机构； (C)单个槽轮机构； (D)单万向联轴节 02003、某技术革新项目，需完成将单向连续转动转换成直线往复运动。主、从动件的相对位置和从动件的位移线图如图示，?为主动件转角，s A为从动件位移，一种可供考虑采用的方案是用。 (A)曲柄滑块机构；(B)圆柱凸轮机构；(C)盘形凸轮机构；(D)齿轮齿条机构。 02004、轻工机械中常需从动件作单向间歇运动，下列机构中不能实现该要求的是。 (A)棘轮机构； (B)蜗形凸轮机构； (C)槽轮机构； (D)摆动导杆机构 02005、在一传动中，主、从动件的传动轴线平行，但其轴间距离可能会发生变化，现要求主、从动轴的传动比为定值。一种可供选择的机构是。 (A)平行四边形机构； (B)齿轮机构； (C)十字滑块联轴节； (D)转动导杆机构 02007、试举出四种能实现两平行轴之间同向匀速转动要求的不同类型的机构。 02008、试举出两种能实现主动轴匀速转动，从动轴不等速单向连续转动的机构。 02009、何谓机械的工作循环图(也称运动循环图)？ 02010、试述机器工作循环图的功用。 02011、试举出主动件作匀速转动，而从动件能实现单向间歇运动的三种不同类型的机
11-1. 举出日常生活中和机械工程中应用飞轮调速的例子，并说明其原理。 飞轮调速原理：是利用飞轮具有的储存与释放动能的功能。飞轮具有较大的转动惯量，在机械系统获得盈功时，吸收储存多余的能量，而在出现亏功时释放其能量，以弥补能量的不足，从而使机械系统的角速度变化幅度得以缓减，即达到调节作用。 11-2. 设起重机的电动机特性曲线可近似用抛物线代替，若其等效驱动力矩为 21450.34040.01ed M ωω=--，等效阻力矩和等效转动惯量为常数，分别为 223er M Nm =，2e kgm 1J =，若电动机在t 0=10sec 的角速度为0100/rad s ω=。试分 析电机主轴从t 0开始的角速度ω与角加速度ε随时间t 的变化关系。 解： 由于()()ed er e d M M J dt ω ωω-=，将式中变量分离后，得 /[()()]e ed er dt J d M M ωωω=- 积分得0 0()() e ed er d t t J M M ω ωω ωω=+-? 2100101450.34040.01223 d t ω ω ωω=+---? ()10010 1.154arctan 0.0120.196t ω ω=-+ 162.390.9tan(/1.154)t ω=- 21450.34040.01223780.3404(162.390.9tan(/1.154))0.01(162.390.9tan(/1.154)) d dt t t ω εωω= =---=----31.85tan(0.867)21.1t ε=+ 11-3. 牛头刨床主运动机构中含一导杆机构，如图11.18所示。已知2100l mm =，当AB AC ⊥时，430?=?，导杆4对轴C 的转动惯量20.08C J kg m =?，其他构件的质量和转动惯量忽略不计；作用在导杆4的阻力矩为410M N m =?。若取曲柄2为等效构件，求该机构的等效阻力矩er M 和等效转动惯量e J 。
第8章课后习题参考答案 8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB与AD重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E点的连杆曲线。 答：转动副成为周转副的条件是： （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和； （2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示ABCD四杆机构中C、D为周转副。 当其杆AB与AD重合时，杆BE与CD也重合因此机构处于死点位置。 8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为： （1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示， （2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同? 8-4图a为偏心轮式容积泵；图b为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么? 解机构运动简图如右图所示，ABCD是双曲柄机构。
因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以 A 、D 为周转副，杆A B 、CD 都是曲柄。 8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。 图a 曲柄摇杆机构 图b 为导杆机构。 8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600 b =mm ,400,500 c mm d mm ==。 试问: 1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得? 3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为 何值? :
机械原理课后习题答案 第9章课后参考答案 9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击?试补全图示各段s 一δ、 v 一δ、α一δ曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ 答 凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上， 使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。 s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。在图9-1中B ，C 处有刚性冲击，在0，A ，D ，E 处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 答 在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么? a v s δ δ δ 03/π3/2ππ3/4π3/5ππ 2题9-1图
答 力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F ，而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而对于几何形状封闭的凸轮机构，则需要考虑自锁的问题。许用压力角相对就小一些。 9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行?为什么? 答 不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么? 答 不可行。因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律．而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。 9-6 在图示机构中，哪个是正偏置?哪个是负偏置?根据式(9-24)说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响 ? 答 由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线．得垂足点，若凸轮在垂足点的 速度沿推杆的推程方向．刚凸轮机构为正偏置．反之为负偏置。由此可知．在图 示机沟中，两个均为正偏置。由 220tan ()r e s α=-+ 可知．在其他条件不变的情况下。若为正偏置(e 前取减号)．由于推程时(ds/d δ)为正．式中分子ds/d δ-e
12-1如图所示为几何对称钳式握持器，转动副处摩擦圆半径为ρ，夹起重物后两钳夹角为α， 重物重力为G 。试对该夹持器进行受力分析（画出作用力方向，写出力平衡方程，并画出力多边形），根据自锁条件确定钳口处摩擦系数多大才能保证重物安全夹持？ 图12.31 习题1图夹钳式握持器 解：设钳口与重物之间的正压力为N F ，摩擦力为f F ，钳口处的摩擦系数为f 。 要保证重物安全夹持，则根据自锁条件有 2f F G ≥，f N F fF = 设N F ,f F 的合力为R 1，其方向与水平方向成φ 角。则tan()f φ=即arctan()f φ=(1) 取夹持器的一半进行受力分析如图所示。转动副处的力R 2与摩擦圆相切，方向根据力矢量三角形确定如图示。设R 2与水平方向成δ角 力的平衡方程 21cos(/2)sin()sin()o F R R αδφ+=(2) 12sin(/2)cos()cos()o F R R αφδ+=(3) 力矩平衡有 21112cos()sin()R R L R L ρφφ+= (4) 对圆环处受力分析见图2中a)。则 2 sin( /2) o F F G α== (5) 2sin(/2) o G F α=
12-2 机床滑板与床身的接触形式如图所示，机床滑板的运动方向垂直于纸面，测定接触面间的 滑动摩擦系数为f =0.1。试求滑板的当量摩擦系数f e 的大小。 图12.32 习题2图机床滑板 解：设山形导轨一般的角度为а，如图所示。受力图如上。 可以知道1 212 F F Q == 1 2sin()2 N F Q α= 4sin() N Q F α= 122sin() f N fQ F fF α== 212 f F fQ = 设当量摩擦系数f e 则 12e f f f Q F F =+ 1 2sin()211(1)22sin() 1 0.05(1) 2sin()e e e fQ f Q fQ f f f ααα= +=+=+
姓名： 学号 班级 宁夏大学机械工程学院2011级机械原理第十一章考试题 一、填空题(每空2分，共20分) 1．对基本轮系，根据其运动时各轮轴线位置是否固定可分为定轴轮系和_ _两大类。 2．行星轮齿数与行星轮数选择必须满足的四个条件是 、 、 、 。 3．行星轮系的自由度 ，差动轮系的自由度 。 4．若周转轮系的自由度为2，则称其为 ；若周转轮系的自由度为1，则称其为 。 5. 周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念，对应的转化机构是 。 二、计算题：（共80分） 1．如图所示轮系中，已知1n =480r ／min ，3n =-80r ／min ，其转向如题35图，601=z ，2z =40，32z z ='=20，求系杆H 的转速H n 的大小和方向。 2．在图所示轮系中，已知各轮齿数为：z 1=60,z 2=15,z 2′=30，z 3=105,z 4=35,z 5=32。试求传动比i 15。 3．在图示传动装置中，已知各轮的齿数为：z 1=20, z 2=40,z 3=24,z 4=32,z 5=88,运动从I 轴输入，II 轴输出，n 1=1500r/min ，转向如图所示，试求输出轴II 的转速n II 及转动方向。
4．如图所示轮系中，已知各轮的齿数为：z 1=20，z 2=40，2z '=50，z 3=30，z 4=30，3z '=20， 试求此轮系的传动比i 1H 。 5．图所示轮系中，已知各轮齿数为：z 1=15。z 2=25，20z 2='，z 3=60，运动从1轮输入，n 1=200r/min ，转向如图所示，n 3=50r/min ，转向与n 1相同，试求系杆H 的转速n H 的大小和方向。
第11章课后参考答案 11-1在给定轮系主动轮的转向后，可用什么方法来确定定轴轮系从动轮的转向？周转轮系中主、从动件的转向关系又用什么方法来确定? 答：参考教材216~218页。 11-2如何划分一个复合轮系的定轴轮系部分和各基本周转轮系部分?在图示的轮系中，既然构件5作为行星架被划归在周转轮系部分中，在计算周转轮系部分的 传动比时，是否应把齿轮5的齿数,Z5计入? 答：划分一个复合轮系的定轴轮系部分和各基本周转轮系部 分关键是要把其中的周转轮系部分划出来，周转轮糸的特点 是具有行星轮和行星架，所以要先找到轮系中的行星轮，然 后找出行星架。每一行星架，连同行星架上的行星轮和与行 星轮相啮合的太阳轮就组成一个基本周转轮糸。在一个复合 轮系中可能包括有几个基本周转轮系（一般每一个行星架就对应一个基本周转轮系)，当将这些周转轮一一找出之后．剩下的便是定轴轮糸部分了。 在图示的轮系中．虽然构件5作为行星架被划归在周转轮系部分中，但在计算周转轮系部分的传动比时．不应把齿轮5的齿数计入。 11-3在计算行星轮系的传动比时，式i mH=1-i H mn只有在什么情况下才是正确的? 答在行星轮系，设固定轮为n, 即ωn=0时, i mH=1-i H mn公式才是正确的。 11-4在计算周转轮系的传动比时，式i H mn=(n m-n H)／(n n-n H)中的i H mn是什么传动比，如何确定其大小和“±”号? 答: i H mn是在根据相对运动原理，设给原周转轮系加上一个公共角速度“-ωH”。使之绕行星架的固定轴线回转，这时各构件之间的相对运动仍将保持不变，而行星架的角速度为0，即行星架“静止不动”了．于是周转轮系转化成了定轴轮系，这个转化轮系的传动比，其大小可以用i H mn=(n m-n H)／(n n-n H)中的i H mn公式计算；方向由“±”号确定，但注意，它由在转化轮系中m. n两轮的转向关系来确定。11-5用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是什么?为什么说当行星轮系为高速时，用它来计算行星轮系的效率会带来较大的误差? 答: 用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是行星轮系的转化轮系和原行 ”。经过这样星轮系的差别，仅在于给整个行星轮系附加了一个公共角速度“-ω H 的转化之后，各构件之间的相对运动没有改变，而轮系各运动副中的作用力(当不考虑构件回转的离心惯性力时)以及摩擦因数也不会改变。因而行星轮系与其转化轮系中的摩擦损失功率P H f应相等。 用转化轮系法计算行星轮系效率没有考虑由于加工、安装和使用情况等的不
第８章课后习题参考答案 8－ｌ铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ＡBCD中哪些运动副为周转副？当其杆AB与AD重合时,该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上Ｅ点的连杆曲线。 答:转动副成为周转副的条件是： (1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和； （２）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示AＢＣD四杆机构中Ｃ、D为周转副。 当其杆AB与AD重合时,杆BＥ与CD也重合因此机构处于死点位置。 8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动,且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动,但一定无死点,因为: （１）当极位夹角等于零时,就不存在急回运动如图所示, (2)原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同? 8-４图ａ为偏心轮式容积泵;图b为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么? 解机构运动简图如右图所示,ＡBＣD是双曲柄机构。
因为主动圆盘ＡＢ绕固定轴Ａ作整周转动,而各翼板C Ｄ绕固定轴Ｄ转动,所以A 、D 为周转副，杆AB 、C Ｄ都是曲柄。 8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。 图a 曲柄摇杆机构 图b 为导杆机构。 ８-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =,600 b =mm ,400,500 c mm d mm ==。试问: 1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得? 3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变，取杆4为机架,要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何 值? ：
第十一章 齿轮系及其设计 习题11－11 如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求 传动比15i 并指出当提升重物时手柄的转向。 解：8.57718 11520524030504321543215=??????='''=z z z z z z z z i 习题11－14 如图所示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速部分简图。已知 图11-11 各轮齿数为741==z z ，3963==z z , min /30001r n =，试求螺丝刀的转速。 解：739131311113-=-=--=z z n n n n i H H H 7 4611=?H n n 7394626242 46-=-=--=z z n n n n i H H H 74624=?H n n 由已知得：14H n n = 49 2116746746241121=?=?=H H H n n n n n n 47.69211630004921164912=?==?n n H 图11-14 习题11－16 在图示的复合轮系中，设已知min /35491r n =，又各轮齿数为361=z ，602=z ，233=z ，494=z ，315=z ，1316=z ，947=z ，368=z ，1679=z ，求H n 等于多少？ 解：245 6969245233649601431424114n n z z z z n n i =?=??=== 200 696913147467674746n n z z n n n n i =?-='-=--= 94 167799779-=-=--=z z n n n n i H H H 19.1243549245 692006926194261947=???== ∴n n H 图11-16 习题11－16
机械原理第十一章习题 一、填空题 1．对基本轮系，根据其运动时各轮轴线位置是否固定可分为定轴轮系和______两大类。 2．行星轮齿数与行星轮数选择必须满足的四个条件是 、 、 、 。 3．行星轮系的自由度 ，差动轮系的自由度 。 4．若周转轮系的自由度为2，则称其为 ；若周转轮系的自由度为1，则称其为 。 二、计算题： 1．如图所示轮系中，已知1n =480r ／min ，3n =-80r ／min ，其转向如题35图，601=z ，2z =40，32z z ='=20，求系杆H 的转速H n 的大小和方向。 2．在图所示轮系中，已知各轮齿数为：z 1=60,z 2=15,z 2′=30，z 3=105,z 4=35,z 5=32。试求传动比i 15。 3．在图示传动装置中，已知各轮的齿数为：z 1=20, z 2=40,z 3=24,z 4=32,z 5=88,运动从I 轴输入，II 轴输出，n 1=1500r/min ，转向如图所示，试求输出轴II 的转速n II 及转动方向。
4．如图所示轮系中，已知各轮的齿数为：z 1=20，z 2=40，2z '=50，z 3=30，z 4=30，3z '=20， 试求此轮系的传动比i 1H 。 5．在图所示复合轮系中，已知各轮均为标准齿轮，各轮齿数为：z 1=18，z 2=51，z 2′=17， z 4=73，试求该轮系的传动比i 1H ，并说明轮1与系杆的转向关系。 6．图所示轮系中，已知各轮齿数为：z 1=15。z 2=25，20z 2='，z 3=60，运动从1轮输入，n 1=200r/min ，转向如图所示，n 3=50r/min ，转向与n 1相同，试求系杆H 的转速n H 的大小和方向。
第十一章 齿轮系及其设计 题11-1如图所示为一手摇提升装置,其中各轮齿数均已知,试求传动比i 15,并指出当提升重物时手柄的转向(在图中用箭头标出)。 解: 此轮系为空间定轴轮系 78 .577181152052 40305043215 43215=??????= =' ''z z z z z z z z i 题11-2如图所示为一滚齿机工作台传动机构,工作台与涡轮5固联。若已知z 1=z 1′=15,z 2=35,z 4′=1(右旋),z 5=40,滚刀z 6=1(左旋),z 7=28。今要切制一个齿数z 5′=64的齿轮,应如何选配挂轮组的齿数z 2′、z 3与z 4。 解:由范成原理,滚刀6与轮坯5’的角速度比应为646 55656===' ''z z i ωω 转向如图。 这一角速度比由滚齿机工作台的传动系统来保证。 5624 2442175421155011528403515'' ''''=?=?????==i z z z z z z z z z z z z i 转向如图 可求得 25 3252=z z 至于Z 3为惰轮,其齿数可根据中心距A 24的需要确定。
2 3 4 5 6 7 1′ 4′5′ 1 题11-2 题11-3 如图所示为一千分表的示意图。己知各轮齿数如图,模数mm m 11.0=(为非标准模数)。若要测量杆1每移动mm 001.0时,指针尖端刚好移动一个刻度()mm s 5.1=。问指针的长度?=R (图中齿轮5与游丝的作用就是使各工作齿轮始终保持单侧接触,以消除齿轮间隙对测量精度的影响) 解:()4332-'-组成定轴轮系 100 1160120121632431224=??===''z z z z i ?? 24100??=∴ 再由轮2与测量杆组成齿轮与齿条传动知 测杆1每移动mm 001.0时,齿轮2的转角为: 42221027.611 .029001.022-?=??=== m Z h r h ? 此时要求指针刚好移动一刻度()mm s 5.1=,由4?R s =可得指针的长度为 mm s s R 241027.61005 .11004 24 =??== = -?? 题11-4 如图所示为绕线机的计数器。图中1为单头蜗杆,其一端装手把,另一端装被绕制线圈。2、3为两个窄蜗轮, z 2=99,z 3=100。在计数器中有两个刻度盘,在固定刻度盘的一周上有100个刻度,在与蜗轮2固联的活动刻度盘的一周上有99个刻度,指针与蜗轮3固联。问指针在固定刻度盘上与活动刻度盘上