第二章 机构的结构分析
一、试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。
图a ) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手
柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。
n= 3
p L = 4 p H = 0
p '= 0 F '= 0 F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′
= 3×3－（2×4＋0－0）－0
= 1
图b ) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A 作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作
上下移动，完成缝线动作。
解： 自由度计算： 画出机构示意图：
n= 3
p L = 4 p H = 0
p '= 0 F '= 0 F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′
= 3×3－(2×4＋0－0)－0
= 1
图c ）所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原
动件，其与滑块2在
B 点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心
C 转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 观察方向 3 2 4
1 4 3
2 1
解：1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b)
2) 分析机构是否具有确定运动
n= 5 p L = 7 p H = 0
p '= 0 F '= 0
F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1
机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动
想一想
1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗?
2 为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE 即可，为什还要引入机构ABC ？(可在学过第三章后再来想想)
二、图a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解 1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b)
2) 分析是否能实现设计意图
n= 3
p L = 4 p H = 1
p '= 0 F '= 0
b ) μl = 1 mm/mm
5
3
(4) 2
1
6
7
F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′
=3×5－(2×7＋0－0)－0
= 1
机构有无确定运动？ 有确定运动
能否实现设计意图？ 不能
3) 提出修改方案（图c ）
c ) 想一想： 1．通过本题．你对在设计新的机械或分析现有机械时，首先要绘制
机构的运动简图有什么体会?
2．计算机构自由度的目的是什么? 3．当机构的自由度小于1时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？
三、计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
n= 8 p L = 10 p H = 2
p '= 0 F '= 1
F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′ =3×8－(2×10＋2－0)－1= 1
n= 8 p L = 10 p H = 2
p '= 1 F '= 1 F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′
b ) μl = 1 mm/mm
4 5 3 2 b 3’’ b 4 5 3 2 1’ 1
4 3 2 1
1’ A 复合铰链
局部自由度 虚约束
局部自由度 复合铰链
=3×8－(2×10＋2－1)－1= 2
n= 10 p L = 14 p H = 1
p '= 1 F '= 1 F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′
=3×10－(2×14＋1－1)－1= 1
复合铰链
虚约束
局部自由度
四、对图示翻台机构：
(1) 绘出机构简图；
(2) 计算自由度；
(3) 进行结构分析，并指出杆组的数目与级别以及机构级别。图中箭头所在构件为原动件。
G
五、试计算图示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。〕并指出杆组的数目与级别以及机构级别。
G I
L
第3章 平面机构的运动分析答案
一、 填空题：
1．速度瞬心是两刚体上 瞬时速度相等 的重合点。
2．若 瞬心的绝对速度为零 ，则该瞬心称为绝对瞬心；
若 瞬心的绝对速度不为零 ，则该瞬心称为相对瞬心。
3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于 垂直于导路方向的无穷远 处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在 接触点处 ；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在 过接触点两高副元素的公法线上 。
4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用 三心定理 来求。
5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有 3 个速度瞬心，这几个瞬心必定位于 一条直线 上。
6．机构瞬心的数目K 与机构的构件数N 的关系是 K ＝N (N －1)/2 。
7．铰链四杆机构共有 6 个速度瞬心，其中 3 个是绝对瞬心。
8．速度比例尺μν表示图上 每单位长度所代表的速度大小 ，单位为： (m/s)/mm 。 加速度比例尺μa 表示图上每单位长度所代表的加速度大小 ，单位为 (m/s 2)/mm 。
9．速度影像的相似原理只能应用于 构件 ，而不能应用于整个机构。
10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为 平 动，牵连运动为 转 动时（以上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度；方向为 相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方
向 。
二、试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ij P 直接标注在图上)。
1 2
3
4 B
C D A P 23（P 13）
P 14（P 24）
P 34
P 12 3 2 B 4 P 13 P 34 P 23→∞ 2 3 4 B C P 23（P 24） P 34 P 14→∞ P 13→∞
12
三、 在图a 所示的四杆机构中，l AB =60mm,l CD =90mm ，
l AD =l BC =120mm ，ω2=10rad/s ，试用瞬心法求：
1）当φ＝165°时，点C 的速度v C ；
2）当φ＝165°时，构件3的BC 线上速度最小的
一点E 的位置及速度的大小；
3）当v C ＝0时，φ角之值（有两个解）；
解：1）以选定的比例尺μl 作机构运动简图（图b ）。
2）求v C ，定出瞬心P 13的位置（图b ）
v C =ω33413P P μl =34132313B l l v P P P P μμg g g
=1060583833????≈2.4×174=418(mm/s) 3）定出构件3的BC 线上 速度最小的点E 的位置： E 点位置如图所示。
v E =ω313
EP μl ≈2.4×52×3 1 2 3 4 A B C D
φ ω2 a ) μl =0.003m/mm
c )
1 A
B 1 B 2 φ
C 1(P 13) C 2(P 13) φ2 φ1
D 2 3 4 90° A B 1 C
P 12 P 14（P 13）
P 23(P 24)→∞ P 34 B C μl =0.003m/mm b ) 1 2 3
4 A
D φ=165° ω2
P 12 P 23 P 34 P 14 P 13 E
=374(mm/s)
4）定出v C ＝0时机构的两个位置（作于图c ），量出：
φ1≈45° φ2≈27°
想一想：
1.要用瞬心法求解某构件（如构件3）上点的速度，首先需要定出该构件的何种瞬心？
2.构件（如构件3）上某点的速度为零，则该点一定就是它的什么瞬心？
四、 在图示摆动导杆机构中，∠BAC ＝90°，L AB =60mm ，L AC =120mm ，曲柄AB 以等角速度ω1=30rad/s 转动。请按照尺寸按比例重新绘制机构运动简图，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。
解：取长度比例尺mm m l /001.0=μ作机构运动简图 v B2=ω1?l AB =30?60=1800mm/s =1.8m/s
a B2=ω12?l AB =302?60=54m/s 2
3232B B B B v v v =+v v v
方向：⊥BC ⊥AB ∥BC 大小： ？ ω1l AB ？ ω1≈6rad/s ，顺时针
3323232n t k r B B B B B B B a a a a a +=++v v v v v
方向：B →C ⊥BC B →A ⊥CB //CB
大小：ω32l BC ？ ω12l AB 2ω2v B3B2 ?
=V μ0.1mm s m // 32k B B a v 'p
α1≈210rad/s 2，逆时针
(注：ω1和α1计算过程略) 五、 图示的各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动。试用图解法求机构在图示位置时构件3上C 点的速度及加速度(列出相对运动图解法矢量公式，进行大小、方向分析，最后将下面的速度矢量图和加速度矢量图补充完整。)
1ω4 1
1 C B
2
3 A ω1 b
B 2 1 4 D 3
A C p （c ） 'b 'p
p
b 3 b 2 mm s m a //12=μ
A b 3’
b 3’’ b 2’
c n 2’， c ’
上图中，AB CD BC l l l 2==
C B CB v v v =+v v v n t n t C C B CB CB a a a a a +=++v v v v v
方向：⊥CD ⊥AB ⊥BC 方向：C →D ⊥CD B →A C →B ⊥CB
大小： ？ ω1l AB ？ 大小：ωCD 2l CD ？ ω12l AB ωCB 2
l CB ？ 有：v C =0，ω3=0，ω2=0.5ω1 a C = a C t =1.5 a B =1.5ω1 2 l AB
33232C B C B C C C v v v v v =+=+v v v v v
方向： ? ⊥AB ⊥BC ∥BC
大小： ？ ω1l AB ？ 0 ? 33323232n t k r C B C B C B C C C C C a a a a a a a =++=++v v v v v
方向： ? B → A C →B ⊥CB ∥BC
大小： ？ ω12l AB ω32
l CB ？ 0 2ω3v C3C2=0 ? 有：v C3=ω1l
AB a C3=0
六、已知：在图示机构中，l AB =l BC =l CD =l ，且构件1以ω1匀速转动。AB 、BC 处于水平位置CD ⊥BC ，试用相对运动图解法求ω3，α3 （μv 和μa 可任意选择）。
解： 属于两构件间重合点的问题
思路：因已知B 2点的运动，故通过B 2点求B 3点的运动。
1） 速度分析 3232B B B B v v v =+v v v
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD 大小: ? ω12l ？
在速度多边形中，∵b 3与极点p 重合，∴v B3=0
且ω3＝v B3/ l BD ＝0，由于构件2与构件
3套在一起，∴ω2＝ω3＝0
2） 加速度分析 33
323232n t n k r B B B B B B B B a a a a a a =+=++v v v v v v 方向： ⊥BD B →A ∥CD
大小: 0 ? ω12l 0 ？ ω1 2 C 3 4 A B 1 b(c 3) p(c 2) )'('3c p
)'('3n b 32B B v ω1 D
C B A 2 3 4 1 b 2 p(b 3)
3t B a
32r B B a b 3'
b 2' p'或π
在加速度多边形中，矢量
'
3
b
π
uuu v
代表3
t
B
a
v
则有：
2
2
31
31
2
2
t
B
BD
a l
l l
ω
αω
?
===
?
将矢量
'
3
b
π
uuu v
移至B3点，可见为α3逆时针。
七、已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求：
①构件1、2和3上速度均为
X
v的点X1、X2和X3的位置；
②构件2上加速度为零的点Q位置，并求出该点的速度
Q
v；
③构件2上速度为零的点H位置，并求出该点的加速度
H
a；
(各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必须与此答案相同)
H
Q X 3
X 2
X 1
ω1
A B C
D
1 2
3 4
p ′(q ′) n 2 b ′
c ′ n 3 p(a,d,h)
c
x x 1
x 2 x 3
μl ＝0.002m/mm
μa ＝0.05m/s 2/mm μv ＝0.01m/s/mm
h ′ q
a H =μv ×'h 'p ≈0.05×69=3.45m/s v Q =μv ×pq ≈0.01×39=0.39m/s
b
§4 机构力分析
填空题：
1. 作用在机械上的力分为 驱动力 和 阻抗力 两大类。
2．对机构进行力分析的目的是：
(1) 确定运动副中的反力 ；
(2) 确定机械上的平衡力或平衡力矩 。
3. 质量代换中，动代换是指满足质量不变、质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变；而静代换则是指只满足 构件的质量不变和质心位置不变 。
4. 在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为θ
sin f f =?，明显大于f ，因此，机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。
5. 虑摩擦的移动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 大于摩擦角 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 等于摩擦角 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 小于摩擦角
6. 考虑摩擦的转动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线 在摩擦圆之外 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相切 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相割 。
选择题：
1. 在车床刀架驱动机构中，丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移动，则丝杠与螺母之间的摩擦力矩属于 C 。
A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。
2. 风力发电机中的叶轮受到流动空气的作用力，此力在机械中属于 A 。
A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。
3. 在空气压缩机工作过程中，气缸中往复运动的活塞受到压缩空气的压力，此压力属于 B 。
A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。
4. 在外圆磨床中，砂轮磨削工件时它们之间的磨削力是属于 B 。
A)驱动力； B)生产阻力；
C)有害阻力； D)惯性力。
5.
在带传动中，三角胶带作用于从动带轮上的摩擦力是属于 A 。 A)驱动力；
B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 6. 在机械中，因构件作变速运动而产生的惯性力 D 。
A)一定是驱动力； B)一定是阻力；
C)在原动机中是驱动力，在工作机中是阻力；
D)无论在什么机器中，它都有时是驱动力，有时是阻力。
7. 在机械中阻力与其作用点速度方向 D 。
A).相同; B).一定相反; C).成锐角; D).相反或成钝角
8. 在机械中驱动力与其作用点的速度方向 C 。
A 〕一定同向；
B 〕可成任意角度；
C 〕相同或成锐角；
D 〕成钝角
9. 考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线
C 切于摩擦圆。
A) 都不可能； B)不全是； C)一定都。
综合题1：
当图示的轧钢机的轧辊回转时,不需外力的帮助即能将轧件带入轧辊之间。（忽略轧件自重）
1．试证明这时轧辊与轧件间的摩擦角?不应小于β；
2．若d=1200mm,a=25mm 及轧辊与轧件间的摩擦系数f ＝0.3，求轧件的最大厚度h 。
解：1．图示工件在A 点处受到辊子给工件的作用力，根据摩擦角的定义，该力方向将沿接触点公法线方向，向阻碍工件相对辊子运动方向偏转摩擦角，如图所示
同理，在A 点对应的点处也有同样情况
明显，两个力的合力必须产生向右的分力才能
将工件牵引入内，即必须β?≥才能完成牵引
φ
2．由几何关系
mm
tg
r
r
h6085
.
75
25
)]}
1.0(
cos[
600
600
{2
25
)
cos
(21=
+
-
=
+
-
=-
?
综合题2：
对图示机构的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力,考虑摩擦力与不考虑摩擦力分别分析，摩擦角自定）。
综合题3：
对图示机构的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力,考虑摩擦力与不考虑摩擦力分别分析）。
综合题4：
图 示 手 压 机 机 构 运 动 简 图。 运 动 副A 、B 、C 处 的 摩 擦 圆 ( 以 细 线 圆 表 示) 及 移 动 副 的 摩 擦 角 如 图 示。 作 用 于 构 件1 上 的 驱 动 力P =500 N 。 试 用 图 解 法 作：
(1) 在 该 简 图 上 画 出 各 运 动 副 的 总 反 力 作 用 线 及 指 向；
(2) 写 出 构 件1、3 的 力 矢 量 方 程 式；
(3) 画 出 机 构 的 力 多 边 形 ;
综合题5：
图示楔块 机 构。 已 知：αβ==60o
，
各 摩 擦 面 间 的 摩 擦 系 数 均 为 f =015., 阻力 Q =1000 N 。 试：
(1) 画 出 各 运 动 副 的 总 反 力；
(2) 写 出 块1、2 的 力 矢 量 方 程 式；
(3) 画 出 力 矢 量 多 边 形；
(4) 用 解 析 法 求 出 驱 动 力r
P 之 值。
解：详见第五章习题答案
§5 机械的效率和自锁
填空题： 1．设机器中的实际驱动力为r P ，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动
力为r P 0，则机器效率的计算式是η = r P 0/r P 。
2．设机器中的实际生产阻力为r Q ，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服
的理 想生产阻力为r
Q 0,则机器效率的计算式是 η= r Q /r Q 0 。 3．假设某机器由两个机构串联而成，其传动效率分别为1η和2η，则该机器的传动效率为 1η*2η 。
4．假设某机器由两个机构并联而成，其传动效率分别为1η和2η，则该机器的传动效率为 （P 1*η1+ P 2*η2）/(P 1+P 2) 。
5. 从受力观点分析，移动副的自锁条件是 外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角 ；转动副的自锁条件是 外力的作用线与摩擦圆相切或相割 ；从效率观点来分析，机械自锁的条件是 效率小于等于零 。
综合题1：
某滑块受力如图所示，已知滑块与地面间摩擦系数
f ，试求F 与Q 分别为驱动力时的机构运动效率。
F 为驱动力：f tg 1-=? 于是由正弦定理：)90sin()90sin(00?θ?--+=Q F 令0=?，得)90sin(00θ-=Q F 因此，其效率为)
90sin()90sin()90sin(000θ??θη-+--==F F 当Q 为驱动力，F 变为阻力，取?-代替上式中的?
，并取倒数，得
)
90sin()90sin(90sin(0000?θ?θη+---==）F F 第四章习题中，综合题5，要求计算该机构效率。（可直接利用前面的计算结果）
0153077.8==-f tg ?
Q F θ
Q
F θ Q
θ
?+090 F θ?--090
φ
由正弦定理：
)90sin()2180sin(0210?βγ?-=--+R P 和)
90sin()2sin(012??β+=-R Q 于是
Q P *-+*---+=)
2sin()90sin()90sin()2180sin(00?β??βγ?
代入各值得：N P 7007.1430=
取上式中的00=?
，可得N P 10000= 于是6990.00==P
P η
综合题2：
图 示 为 由 A 、B 、C 、D 四 台 机 器 组 成 的 机 械 系统，设 各 单 机 效 率 分 别 为ηA 、ηB 、ηC 、 ηD ， 机 器B 、D 的 输 出 功 率 分 别 为N B 和N D 。
(1) 试 问 该 机 械 系 统 是属 串 联、 并 联 还 是 混联 方 式？
(2) 写 出 该 系 统 应 输 入 总 功 率N 的 计 算 式。
综合题3：
已知机构位置图、摩擦圆半径ρ、摩擦角?如图所示。图中r Q 为已知生产阻力。试
(1) 在 图 中 画 出 各 运 动 副 总 反 力 作 用 线 ( 方 向、 位 置 及 指 向 ); (2) 求 出 机 构 在 图 示 位 置 的 驱 动 力r P 及 瞬 时 效 率η 。
μl =0002. m/mm
综合题4：
图 示 楔 块 装 置， 两 面 摩 擦 系 数 均 为f 。 求 将 楔 块1 打 入2 后 能 自 锁 的 条 件。 即 撤 去r
P 力 后， 在 楔 紧 力 作 用 下， 楔 块1 不 能 脱 出 的 条 件。
一、填空题 1. 平面运动副的最大约束数为____2_____，最小约束数为_____1_____。 2.平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束，而引入一个低副将带入 _____2____个约束。平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。 3. 在机器中，零件是最小制造的单元，构件是最小运动的单元。 4. 点或线接触的运动副称为高副，如齿轮副、凸轮副等。 5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。 6．两个构件相互接触形成的具有确定相对运动的一种联接称为运动副。 7．面接触的运动副称为低副，如转动副、移动副等。 8．把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链，若运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为闭链，若 运动链的构件未构成首末封闭的系统称为开链。 9．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一平面内运动。 10．在平面机构中，平面低副提供 2 个约束，平面高副提供 1 个约束。11．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。12．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于自由度数。 二、简答题 1. 机构具有确定运动的条件是什么？ 答：1.要有原动件；2.自由度大于0；3.原动件个数等于自由度数。 2. 何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？ 答：复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。 在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。 虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。 在计算机构自由度时, K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。
《机械原理》习题卡 齿轮机构：习题1 专业： 学号： 姓名： 一、 单项选择题 1．渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间所夹的锐角。 B ．相对速度 C ．滑动速度 D ．牵连速度 2．渐开线在基圆上的压力角为 。 A ．20°° C ．15° D ．25° 3．渐开线标准齿轮是指** a c h m 、、、 α均为标准值，且分度圆齿厚 齿槽宽的齿轮。 A ．小于 B ．大于 D ．小于且等于 4．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的 必须相等。 A ．直径 B ．宽度 C ．齿数 5．齿数大于42，压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆 基圆。 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值。 A ．齿距 C ．齿厚 D ．齿槽宽 7．渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上 的压力角。 A ．基圆 B ．齿顶圆 D ．齿根圆 8．用标准齿条型刀具加工 1h 20*a ==、 α的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为 。 A ．14 B ．15 C ． 9．正变位齿轮的分度圆齿厚 标准齿轮的分度圆齿厚。 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 10．负变位齿轮的分度圆齿槽宽 标准齿轮的分度圆齿槽宽。 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 11．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 上。 A ．端面 B ．轴面 C ．主平面 12．在蜗杆传动中，用来计算传动比i 12是错误的。 A ．i 12=ω1/ω212=d 1/d 2 C ．i 12=z 1/z 2 D ．i 12=n 1/n 2 二、 填空题 1．渐开线离基圆愈远的点，其压力角 愈大 。 2．渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的，它在 基圆 上的压力角为零，在 齿顶圆 上的压力角最大； 在 分度圆 上的压力角则取为标准值。 3．用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时，刀具的 中 线与轮坯的 分度 圆之间作纯滚动。
机械原理习题卡补充 第二章 三、计算题 1. 试计算图1所示凸轮——连杆组合机构的自由度。 解由图1a可知，F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×5 – (2×7+0 – 0) –0=1 由图1b可知，F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×4 – (2×6+0 – 0) –0=0 由图1c可知，F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×3 – (2×4+0 – 0) –0=1 a b c 图1 5. 试计算图2所示的压床机构的自由度。 解由图2可知，该机构存在重复结构部分，故存在虚约束。实际上，从传递运动的独立性来看，有机构ABCDE就可以了，而其余部分为重复部分，则引入了虚约束。 直接由图2知，n=14，p l=22（其中C，C”，C’均为复合铰链），p h=0，p’=3，F’=0，由式（1.2）得 F=3n –（2p l + p h–p’）–F’ = 3×14 – (2×22+0 – 3) – 0=1 这里重复部分所引入的虚约束数目p’可根据该重复部分中的构件数目n’、低副数目p l’和高副数目p h’来确定，即 P’=2p l’ + p h’ –3n’ =2×15 – 0 – 3×9=3 计算机构中的虚约束的数目在实际工程中是很有意义的，但就计算机构自由度而言，此类型题用前一种解法显得更省事。
图2 6计算图6所示平面机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度及虚约束，在进行高副低代后，分析机构级别。 解G处的滚子转动为局部自由度，即F’=1；而虚约束p’=0，则n=10，p l=13（D处为复合铰链），p h=2，于是由式（1.2）得 F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×10 – (2×13+2 – 0) –1=1 Ⅱ级机构 图6
§4 机构力分析 填空题： 1. 作用在机械上的力分为 驱动力 和 阻抗力 两大类。 2．对机构进行力分析的目的是： (1) 确定运动副中的反力 ； (2) 确定机械上的平衡力或平衡力矩 。 3. 质量代换中，动代换是指满足质量不变、质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变；而静代换则是指只满足 构件的质量不变和质心位置不变 。 4. 在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为θ sin f f =?，明显大于f ，因此，机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。 5. 虑摩擦的移动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 大于摩擦角 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 等于摩擦角 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 小于摩擦角 6. 考虑摩擦的转动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线 在摩擦圆之外 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相切 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相割 。 选择题： 1. 在车床刀架驱动机构中，丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移动，则丝杠与 螺母之间的摩擦力矩属于 。 A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 2. 风力发电机中的叶轮受到流动空气的作用力，此力在机械中属于 。 A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 3. 在空气压缩机工作过程中，气缸中往复运动的活塞受到压缩空气的压力，此 压力属于 。 A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 4. 在外圆磨床中，砂轮磨削工件时它们之间的磨削力是属于 。
第二章 机构的结构分析 一、试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。 图a ) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手 柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。 n= 3 p L = 4 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′ = 3×3－（2×4＋0－0）－0 = 1 图b ) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A 作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作 上下移动，完成缝线动作。 解： 自由度计算： 画出机构示意图： n= 3 p L = 4 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′ = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1 图c ）所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原 动件，其与滑块2在B 点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C 转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 观察方向 3 2 4 1 4 3 2 1
解：1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 5 p L = 7 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1 机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动 想一想 1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗? 2 为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE 即可，为什还要引入机构ABC ？(可在学过第三章后再来想想) 二、图a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 解 1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析是否能实现设计意图 n= 3 p L = 4 p H = 1 p '= 0 F '= 0 b ) μl = 1 mm/mm 5 3 (4) 2 1 6 7
1．图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-升-停。 2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理由。 3. 在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60?时从动件的位置及从动件的位移s。 4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h，说明推程运动角和回程运动角的大小。
5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=?时是渐开线，从动件行程h=30 mm，要求： （1）画出推程时从动件的位移线图s-?； （2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？ - ==20mm，∠AOB＝60 ； 6. 在图示凸轮机构中，已知：AO BO COD60 ；且A B(、CD(为圆弧；滚子半径r r=10mm，从动件的推程和CO=DO=40mm,∠= 回程运动规律均为等速运动规律。 （1）求凸轮的基圆半径； （2）画出从动件的位移线图。
7.图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘。在图中试： （1）确定基圆半径，并画出基圆； （2）画出凸轮的理论轮廓曲线； （3）画出从动件的行程h； 8. 设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。已知凸轮顺时针方向转动，基
圆半径r0=25mm，从动件行程h=25mm。其运动规律如下：凸轮转角为0 ~120 时，从动件等速上升到最高点；凸轮转角为120 ~180 时，从动件在最高位停止不动；凸轮转角为180 ~300 时，从动件等速下降到最低点；凸轮转角为300 ~360 时，从动件在最低位停止不动。 9. 试画出图示凸轮机构中凸轮1的理论廓线，并标出凸轮基圆半径 r、从动件2的行程。 10. 按图示的位移线图设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮的部分廓线。已知凸轮基圆半 ＝25mm，滚子半径r r=5mm，偏距e=10mm，凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。设径r =0.001m/mm 。 计时可取凸轮转角?＝0 ，30 ，60 ，90 ，120 ，μ l 11.图示凸轮机构，偏距e=10mm，基圆半径r =20mm，凸轮以等角速ω逆时针转动，从 动件按等加速等减速运动规律运动，图中B点是在加速运动段终了时从动件滚子中心所处 90，试画出凸轮推程时的理论廓线（除从动件在最低、最的位置，已知推程运动角Φ=? 高和图示位置这三个点之外，可不必精确作图），并在图上标出从动件的行程h。
第二章机构的结构分析 一、试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。 图a) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。 n= 3 p L = 4 p H= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2p l＋p h－p′)－F′ = 3×3－（2×4＋0－0）－0 = 1 图b) 缝纫机针杆机构原动件1绕铰链A作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作上下移动，完成缝线动作。 解：自由度计算：画出机构示意图： n= 3 p L= 4 p H= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2p l＋p h－p′)－F′= 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1 观察方向3 2 4 1 4 3 2 1
图c ）所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原动件，其与滑块2在B 点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C 转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 解：1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 5 p L = 7 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1 机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动 想一想 1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗? 2 为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE 即可，为什还要引入机构ABC ？(可在学过第三章后再来想想) b ) μl = 1 mm/mm 5 3 (4) 2 1 6 7
简答题： 1.分别写出机器在起动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式，并说明原动件角速度的变化情况。 M?和等效阻力矩 2. 图示为某机器的等效驱动力矩() () M?的线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位 r ω,在主轴位 置角?等于时，主轴角速度达到 max ω。 置角?等于时，主轴角速度达到 min 3.机器等效动力学模型中，等效质量的等效条件是什么？试写出求等效质量的一般表达式。不知道机构的真实的运动，能否求得其等效质量？为什么？ 机器等效动力学模型中，等效力的等效条件是什么？试写出求等效力的一般表达式。不知道机器的真实运动，能否求出等效力？为什么？ 填空题： 1.设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条 件，作变速稳定运转的条件 是。 2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了，同时还可获得的
效果。 3. 某机器主轴的最大角速度ωm a x rad /s =200，最小角速度ωmin rad /s =190，则 该机器的主轴平均角速度ωm 等于 rad/s ，机器运转的速度不均匀系数δ等于 。 4. 图示为某机器的等效驱动力矩M d ()?和等效阻力矩M r ()? 的 线 图，其 等 效 转 动 惯 量 为 常 数， 该 机 器 在 主 轴 位 置 角? 等 于 时， 主 轴 角 速 度 达 到ωm ax ， 在 主 轴 位 置 角? 等 于 时， 主 轴 角 速 度 达 到ωm i n 。 5. 用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯 量将越 ， 在 满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在 轴上。 6. 机器运转时的速度波动有 速度波动和 速度波动两种，前 者采用 调节,后者采用 进行调节。 判断题： 1. 为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。( ) 2. 机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。( ) 3. 为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。( ) 4. 机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。( ) 综合题1： 如图所示，AB 为一机器的主轴，在机器稳定运转时，一个运动循环对应的转角?p =2π, 等效驱动力矩M d 以及转化转动惯量 J 均为常数，等效阻力矩M r 的 变化如图b 所示。试求： (1)M d 的大小。 (2)当主轴由?00=转至?178=π/时，M d 与M r 所作的盈亏功(剩余功) W =?
第一章绪论 基本要求：明确本课程研究的对象和内容，以及在培养高级技术人才全局中的地位、任务和作用。对机械原理学科的发展趋势有所了解。 重点：介绍本课程研究的对象和内容。 重点：介绍本课程研究的对象和内容。 学时：课堂教学：1学时；实验：机构认识实验，1学时。 §1-1 本课程研究的对象和内容 一、名词解释 1、机器——根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装 置，可用来变换或传递能量、物料和信息。 2、机构——一种用来传递运动和动力的可动的装置。 3、机械——机器和机构的统称。 二、本课程研究的主要内容： 1、机构结构分析的基本知识。 2、机构的运动分析。 3、机器动力学。 4、常用机构的分析与设计。 5、机构的选型及机械传动系统的设计。 概括为：机械的“分析”和机械的“设计” 机械的“分析”和机械的“综合” §1-2 学习本科程的目的 §1-3 如何进行本科程的学习 §1-4 机械原理学科发展现状简介 第二章平面机构的结构分析 基本要求：了解机构的组成；搞清运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的运动简图；能计算平面机构的自由度；对平面机构组成的基本原 理有所了解。 重点：运动副和运动链的概念；机构运动简图的绘制；机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。 难点：在机构自由度的计算中有关虚约束的识别及处理问题。 学时：课堂教学：6学时；实验：机构运动简图测绘，2学时。 §2-1 机构结构分析的内容及目的
1、研究机构的组成及其具有确定运动的条件 2、根据结构特点进行机构的结构分类 3、研究机构的组成原理 4§2-2 1． 构件2． 运动副 2．1 运动副 2．2 2．3 2．4 约束2．5 一、二、 高副：点或线接触 （属Ⅰ级副） 三、 根据构成运动副的两构件的相对运动分： ?? ? 移动副：相对移动）对转动转动副（回转副）：相低副 移动副：相对移动 螺旋副：螺旋运动 球面副：球面运动 四、根据构成运动副的两构件的运动空间分： 平面副：相对运动为平面运动 空间副：相对运动为空间运动
《机械原理》习题卡 凸轮机构：习题1 专业：学号：姓名： 一.单项选择题 1．与连杆相比，凸轮机构的最大的缺点是。 A．惯性力难以平衡 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动 2．与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是。 B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大 3．盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A．摆动尖顶推杆 B．直动滚子推杆 D．摆动滚子推杆 4．对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动相比，两者在推程段最大压力角的关系为。 A．偏置比对心大 B．对心比偏置大 C．一样大 5．下述几种运动规律中，即不会产生柔性冲击也不会产生刚性，可用于调整场合。 A．等速运动规律(正弦加速度运动规律) C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律(余弦加速度运动规律) 6．对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用压力角许用值时，可采用 措施来解决。 B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向 D．改为偏置直动尖顶推杆 二.填空题 1．在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中，等速运动规律只宜用于低速；等加速、等减速运动规律和余弦加速度运动规律不宜用于高速；而正弦加速度运动规律和五次多项式运动规律都可在高速下应用。 2．滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从凸轮回转中心到凸轮理论廓线的最短距离。 3．平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于 0 。 4．在凸轮机构推杆的常用运动规律中，等速运动规律有刚性冲击；等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律和五次多项式运动规律无冲击。 5．凸轮机构推杆运动规律的选择原则为：①满足机器工作的需要；②考虑机器工作的平稳性；③考虑凸轮实际廓线便于加工。
1. 图示为一渐开线齿廓与一直线齿廓相啮合的直齿圆柱齿轮传动。渐开线的基圆半径为rb1，直线的相切圆半径为r2，求当直线 齿廓处于与连心线成β角时，两轮的传动比i 12 1 2 = ω ω为多少？已知rb1=40 mm，β=30?，O1O2=100 mm。并问该两轮是否作定传动比传动，为什么？ 2．已知一条渐开线，其基圆半径为r b =50mm，画出K点处渐开线的法线并试求 该渐开线在向径r k ＝65mm的点k处的曲率半径 k ρ、压力角 k α及展角 k θ。 3．图示的渐开线直齿圆柱标准齿轮，18 = z，m=10mm,? =20 α,现将一圆棒放在齿槽中时，圆棒与两齿廓渐开线刚好切于分度圆上，求圆棒的半径R。 K r r
4．现有四个标准渐开线直齿圆柱齿轮，压力角为20?，齿顶高系数为1，径向间隙系 数为0.25。且：(1)51=m mm ，201=z ；(2)42=m mm ，252=z ；(3)43=m mm ，503=z ；(4)34=m mm ，604=z 。问：(1)轮2和轮3哪个齿廓较平直？为什么？(2)哪个齿轮的齿最高？为什么？(3)哪个齿轮的尺寸最大？为什么？(4)齿轮1和2能正确啮合吗？为什么？ 5. 已知一渐开线直齿圆柱标准齿轮的有关参数如下:z =33,α=20ο ,h a *=1,c *=025.,齿顶圆直径d a =140 mm 。试求该齿轮的模数m 、分度圆半径r 、分度圆齿厚s 和齿槽宽e 、齿全高h 。 6. 已知一渐开线直齿圆柱标准齿轮z =26,m =3mm,h a *=1,α=200 。试求齿廓曲线在齿顶圆 上的曲率半径及压力角。
1. 平面运动副的最大约束数为____2_____，最小约束数为_____1_____。 2.平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束，而引入一个低副将带入 _____2____个约束。平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。 3. 在机器中，零件是最小制造的单元，构件是最小运动的单元。 4. 点或线接触的运动副称为高副，如齿轮副、凸轮副等。5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。6．两个构件相互接触形成的具有确定相对运动的一种联接称为运动副。7．面接触的运动副称为低副，如转动副、移动副等。8．把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链，若运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为闭链，若运动链的构件未构成首末封闭的系统称为开链。 9．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一平面运动。 10．在平面机构中，平面低副提供 2 个约束，平面高副提供 1 个约束。 11．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。 12．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于自由度数。 二、简答题 1. 机构具有确定运动的条件是什么？ 答：1.要有原动件；2.自由度大于0；3.原动件个数等于自由度数。 2. 何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？ 答：复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。 在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。 虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。 在计算机构自由度时, K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。
《机械原理》习题卡 齿轮机构：习题1专业：学号：姓名： 一、 单项选择题 1．渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点方向线之间所夹的锐角。 B ．相对速度 C ．滑动速度 D ．牵连速度 2．渐开线在基圆上的压力角为。 A ．20° C ．15° D ．25° 3．渐开线标准齿轮是指**a c h m 、、、α均为标准值，且分度圆齿厚齿槽宽的齿轮。 A ．小于 B ．大于 D ．小于且等于 4．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的必须相等。 A ．直径 B ．宽度 C ．齿数 5．齿数大于42，压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆基圆。 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与的比值。 A ．齿距 C ．齿厚 D ．齿槽宽 7．渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上的压力角。 A ．基圆 B ．齿顶圆 D ．齿根圆 8．用标准齿条型刀具加工 1h 20*a ==、οα的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为。 A ．14 B ．15 C ．16 9．正变位齿轮的分度圆齿厚标准齿轮的分度圆齿厚。 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 10．负变位齿轮的分度圆齿槽宽标准齿轮的分度圆齿槽宽。 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 11．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在上。 A ．端面 B ．轴面 C ．主平面 12．在蜗杆传动中，用来计算传动比i 12是错误的。 A ．i 12=ω1/=d 1/d 2 C ．i 12=z 1/z 2 D ．i 12=n 1/n 2 二、 填空题
1图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出 有无冲击。如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停升停 (1)由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。 (2)有冲击。 (3)ABCD处有柔性冲击。 2.有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理由。 总分10分。(1)4分；(2)6分 (1)运动规律发生了变化。 (见下图) ⑵采用尖顶从动件时，图示位置从动件的速度V2 1O1R，采用滚子从动件时，图示位置的速度 QR，由于OR OR" V2；故其运动规律发生改变。 V2
3.在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60时从动件的位置及从动件的位移s。 总分5分。(1)3分；(2)2分 (1)找出转过60的位置。 ⑵标出位移s。
4.画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程大小。 总分5分。(1)2分；(2)1分；(3)1分；(4)1分 (1)从动件升到最高点位置如图示。 ⑵行程h如图示。 ⑶=0 - I ⑷=0 +h, 说明推程运动角和回程运动角的
从动件行程 h=30 mm ，要求： 总分10分。（1）6分；（2）4分 （1）因推程时凸轮轮廓是渐开线，其从动件速度为常数 图示 （1 ）画出推程时从动件的位移线图 s-； （2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲 击? v=r o ，其位移为直线，如 5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构， 凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角 120时是渐开线,
812机械原理大纲 复习参考书 1、机械设计基础（上）. 王华坤、范元勋编，兵器工业出版社，2001.8 2、机械原理. 郑文伟等. 高等教育出版社. 6、7版 二、复习要点 第一章绪论 1．机械原理的研究对象，机械、机器、机构 2．机械原理课程的内容 3．机械原理课程的地位与作用 第二章平面机械结构分析 1．研究机构结构分析的目的 2．平面运动副及其分类 3．平面机构运动简图 4．平面机构的自由度 重点：平面机构自由度的计算 第三章平面机构的运动分析 1．研究机构运动分析的目的和方法 2．速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用 3．用相对运动图解法对机构进行运动分析 重点：瞬心法、相对运动图解法对机构进行运动分析 第四章平面连杆机构及其设计 1．平面连杆机构的应用及其设计的基本问题 2．平面四杆机构的基本型式及其演化 3．平面四杆机构的主要工作特征；有存在曲柄条件、行程速度变化系数、压力角、传动角、死点 4．平面四杆机构的图解法设计 重点：平面四杆机构的工作特征，压力角、传动角、行程速度变化系数的概念与计算 第五章凸轮机构及其设计 1．凸轮机构的应用和分类
2．从动件常用运动规律及其运动特征 3．按给定运动规律设计凸轮轮廓——图解法 4．凸轮机构的基本尺寸的确定，压力角与基圆半径的关系，滚子半径选择重点：凸轮轮廓的图解法设计，压力角与基圆半径的关系 第六章齿轮机构及其设计 1．齿轮机构的应用和分类 2．平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律 3．圆的渐开线及其性质 4．渐开线齿廓的啮合及其特点 5．渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合过程和正确啮合条件，齿轮的安装 7．渐开线齿轮传动的重合度 8．渐开线齿轮传动的无侧隙啮合 9．渐开线齿廓的切削加工原理 10．渐开线齿廓的根切，标准齿轮不发生根切的条件，齿轮的变位 11．变位齿轮传动，无侧隙啮合方程 12．平行轴斜齿圆柱齿轮 13．蜗杆蜗轮传动 14．锥齿轮机构 重点：直齿圆柱齿轮的传动原理及传动计算，尺寸计算，重合度计算，变位齿轮原理 第七章轮系及其设计 1．轮系及其分类 2．定轴轮系传动比计算与应用 3．周转轮系的传动比计算与应用 4．复合轮系的传动比与应用 重点：复合轮系的传动比计算 第八章平面机构的力分析 1．研究力分析的目的和方法 2．构件惯性力的确定 3．运动副中的摩擦及运动副反力的确定 4．机构的力分析 5．速度多边形杠杆法 重点：运动副反力的确定，机构的力分析，速度多边形杠杆法
1. 图 示 为一渐开线 齿 廓 与一直 线 齿 廓 相啮合 的 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动。 渐 开 线 的 基 圆 半 径 为rb1， 直 线 的 相 切 圆 半 径 为r2， 求 当 直 线 齿 廓 处 于 与 连 心 线 成 角 时， 两 轮 的 传 动 比 i 121 2= ωω为 多 少 已 知 rb1=40 mm ，=30，O1O2=100 mm 。 并 问 该 两 轮 是 否 作 定 传 动 比 传动， 为 什 么 2．已知一条渐开线，其基圆半径为r b =50mm ，画 出K 点 处 渐 开 线 的 法 线并试求 该渐开线在向径r k ＝65mm 的点k 处的曲率半径k ρ、压力角k α及展角k θ。 3．图示的渐开线直齿圆柱标准齿轮，18=z ，m =10mm,?=20α,现将一圆棒放在齿槽中时， 圆棒与两齿廓渐开线刚好切于分度圆上 ，求圆棒的半径R 。 K r r
4．现有四个标准渐开线直齿圆柱齿轮，压力角为20?，齿顶高系数为1，径向间隙系 数为。且：(1)51=m mm ，201=z ；(2)42=m mm ，252=z ；(3)43=m mm ，503=z ；(4)34=m mm ， 604=z 。问：(1)轮2和轮3哪个齿廓较平直为什么(2)哪个齿轮的齿最高为什么(3)哪个 齿轮的尺寸最大为什么(4)齿轮1和2能正确啮合吗为什么 5. 已知一渐开线直齿圆柱标准齿轮的有关参数如下:z =33,α=20ο ,h a *=1,c *=025.,齿顶圆直径d a =140 mm 。试求该齿轮的模数m 、分度圆半径r 、分度圆齿厚s 和齿槽宽e 、齿全高h 。 6. 已知一渐开线直齿圆柱标准齿轮z =26,m =3mm,h a *=1,α=200 。试求齿廓曲线在齿顶圆 上的曲率半径及压力角。 7. 已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动，其模数mm m 10=，压力角?=20α，中心距mm a 350=，传动比5/912=i ，试计算这对齿轮传动的几何尺寸。