机械原理习题册答案齿轮传动章(浙工大

参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。

2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。

n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。

（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。

5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。

Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。

可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。

6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。

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。

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=1abc图15.试计算图2所示的压床机构的自由度。

第四章课后习题4—12图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力转动副A及B上所画的小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向（构件重量及惯性力略去不计）。

解：上图中构件2受压力。

因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA在逐渐增大，相对角速度ω23也沿顺时针方向，故FR32应切于摩擦圆的上方。

R32解：上图构件2依然受压力。

因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故F R12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿逆时针方向，F R32应切于摩擦圆的下方。

解：上图构件2受拉力。

因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐增大，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受拉力，故FR12应切于摩擦圆的上方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿顺时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。

4-13 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载荷，试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位（不考虑构件的重量及惯性力，解：经受力分析，FR12的方向如上图所示。

在FR12的作用下，2相对于3顺时针转动，故FR32应切于摩擦圆的左侧。

补充题1 如图所示，楔块机构中，已知γ＝β＝60°，Q ＝1000N 格接触面摩擦系数f ＝0.15，如Q 为有效阻力，试求所需的驱动力F 。

解:对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。

对楔块1，R 21R310F F F ++=由正弦定理有21sin(602sin(90R F F ϕϕ+-=））o o ① 对楔块2，同理有R12R320Q F F ++=sin(90sin(602ϕϕ+-=））o o ②sin(602sin(602F Q ϕϕ+=⋅-））o o且有2112R R F F = ，8.53arctgf ϕ＝＝o ③联立以上三式，求解得F ＝1430.65N2 如图示斜面机构，已知：f （滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）、λ（滑块1的倾斜角）、Q （工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F 。

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i i2 —齿廓处于与连心线成 角时，两轮的传动比2为多少？已知rb 仁40 mm =30，0102=100nm 并问该两轮是否作定传动比传动，为什 么？3.图示的渐开线直齿圆柱标准齿轮，z 18，n=10mm, 20 ,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R2 •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 勺点k 处的曲率半径k、压力角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：⑴m i 5 mn，z 20 ；(2) m2 4 mm z225 ；(3) m3 4 mm z350 ；⑷m4 3mm Z4 60。

问：(1)轮2和轮3哪个齿廓较平直？为什么？⑵ 哪个齿轮的齿最高？为什么？(3)哪个齿轮的尺寸最大？为什么？⑷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, 20 , h a 1,c 0.25,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 76 已知一渐开线直齿圆柱标准齿轮z 26, m=3mmh；1, 20°。

试求齿廓曲线在齿顶圆上的曲率半径及压力角。

第十章齿轮机构及其设计 -7. 已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动，其模数m 10mm，压力角20，中心距a 350mm，传动比9/5，试计算这对齿轮传动的几何尺寸1）确定两轮的齿数2）计算两轮的几何尺寸如下（将各尺寸名称、计算公式、数据代入式及结果填于表内）8. 已知一对标准安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，中心距O02 100mm模数m 4mm压力角20，小齿轮主动，传动比i 1/ 2 15，试：①计算齿轮1和2的齿数，分度圆，基圆，齿顶圆和齿根圆半径，并在图中画出齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆、节圆、分度圆压力角及啮合角；②在图中标出开始啮合点B2、终了啮合点B"节点P、啮合角和理论啮合线与实际啮合线；③根据图中的实际啮合线尺寸计算重合度。

第二章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?答：参考教材5~7页。

2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，也可用来进行动力分析。

2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况?答：参考教材12~13页。

2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项?答：参考教材15~17页。

2-6 在图2-22所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。

2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。

2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答：参考教材20~21页。

2-11 如图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组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的。

试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。

解：1）取比例尺绘制机构运动简图。

2）分析其是否可实现设计意图。

F=3n-( 2P l +P h –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。

3）修改方案。

为了使此机构运动，应增加一个自由度。

办法是：增加一个活动构件，一个低副。

修改方案很多，现提供两种。

※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。

其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。

《机械原理》习题卡齿轮机构：习题1 专业： 学号： 姓名： 浙工大机械原理习题卡 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。

A ．绝对速度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°B ．0°C ．15°D ．25°3．渐开线标准齿轮是指**ac 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C ．等于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 D ．模数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。

A ．大于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 B ．基圆齿距 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C ．分度圆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 ．14B ．15C ．16D ．17 9．正变位齿轮的分度圆齿厚 标准齿轮的分度圆齿厚。

A ．大于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。

A ．大于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 D ．法面 12．在蜗杆传动中，用来计算传动比i 12是错误的。

A ．i 12=ω1/ω2B ．i 12=d 1/d 2C ．i 12=z 1/z 2D ．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 。

《机械原理》习题卡齿轮机构：习题1 专业： 学号： 姓名： 浙工大机械原理习题卡 一、 单项选择题1．渐开线上某点地压力角是指该点所受正压力地方向与该点 方向线之间所夹地锐角.A ．绝对速度B ．相对速度C ．滑动速度D ．牵连速度 2．渐开线在基圆上地压力角为 .A ．20°B ．0°C ．15°D ．25°3．渐开线标准齿轮是指**ac h m 、、、α均为标准值,且分度圆齿厚 齿槽宽地齿轮.A ．小于B ．大于C ．等于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,它们地 必须相等. A ．直径 B ．宽度 C ．齿数 D ．模数5．齿数大于42,压力角α=20°地正常齿渐开线标准直齿外齿轮,其齿根圆基圆.A ．大于B ．等于C ．小于D ．小于且等于 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动地重合度是实际啮合线段与 地比值. A ．齿距 B ．基圆齿距 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 地压力角.A ．基圆B ．齿顶圆C ．分度圆D ．齿根圆8．用标准齿条型刀具加工1h 20*a==、 α地渐开线标准直齿轮时,不发生根切地最少齿数为 .A ．14B ．15C ．16D ．17 9．正变位齿轮地分度圆齿厚 标准齿轮地分度圆齿厚.A ．大于B ．等于C ．小于D ．小于且等于 10．负变位齿轮地分度圆齿槽宽 标准齿轮地分度圆齿槽宽.A ．大于B ．等于C ．小于D ．小于且等于 11．斜齿圆柱齿轮地标准模数和标准压力角在 上.A ．端面B ．轴面C ．主平面D ．法面 12．在蜗杆传动中,用来计算传动比i 12是错误地.A ．i 12=ω1/ω2B ．i 12=d 1/d 2C ．i 12=z 1/z 2D ．i 12=n 1/n 2 二、 填空题1．渐开线离基圆愈远地点,其压力角 愈大 .2．渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点地压力角是不同地,它在 基圆 上地压力角为零,在 齿顶圆 上地压力角最大；在 分度圆 上地压力角则取为标准值.3．用标准齿条型刀具加工地标准齿轮时,刀具地 中 线与轮坯地 分度 圆之间作纯滚动.4．用同一把刀具加工m 、z 、α均相同地标准齿轮和变位齿轮,它们地分度圆、基圆和齿距均 相等 .5．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时,两轮地节圆分别与其 分度 圆重合.6．有一对25.0,1,20,4**a ==︒==c h m α地标准直齿圆柱齿轮传动,当正确安装时,顶隙为 1mm ,理论上地侧隙为 0 ；当中心距变动量'-=a a 05.mm 时,顶隙变为 1.5mm .7．正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高 增大 ,齿根高 减小 . 8．斜齿圆柱齿轮地齿顶高和齿根高,无论从法面或端面来都是 相同 地. 9．一对外啮合斜齿圆柱齿轮地正确啮合条件为 法面模数与压力角相等并等于标准值,螺旋角大小相等方向相反 .10．蜗杆地标准模数和标准压力角在 轴 面,蜗办经地标准模数和标准压力角在 端 面.11．直齿锥齿轮地几何尺寸通常都以 大端 作为基准.12．齿轮分度圆是指 齿轮尺寸计算地基准圆,一般在其上具有标准模数和标准压力角 地圆；节圆是指 一对齿轮啮合时作纯滚动 地圆. 13．用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,发生根切地原因是 刀具地齿顶线或齿顶圆超过了啮合线与轮坯基圆地切点 .14．决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸地参数有 z 、m 、a 、*a h 、*c ；写出用参数表示地齿轮尺寸公式：r=2zm；=b r αcos r ；=a r m h r *a +；=f r m c h r )(**a +-.15．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时,节圆与分度圆不 重合 ,分度圆地大小取决于 m 、 z ,而节圆地大小取决于 安装中心距和传动比 . 三、简答题5．根据渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮法节p n (即法线齿距,等于基圆齿距, 等于αcos p ),必须相等. 题中,齿轮地法节为：111cos αp p n =︒⨯=20cos 566371.12526.808.11= mm齿条地法节为：212cos αp p n =︒⨯=0cos 808526.11526.808.11= mm因为2n 1n p p =,所以,这一齿轮和齿条能够正确啮合传动.6．(1)齿数增加,齿顶高系数增加,啮合 角减小,将使重合度增加； (2)模数与重合度无关；(3)两轮中心距变大,重合度减小.7．当实际中心距比标准中心距大时：传动比不变,齿侧间隙变大,顶隙变大,啮合角变大,重合度变小.8．h a *=1地一对齿轮具有较大地重合度.因齿高较高,因而实际啮合线长,而两者地基节(或法节)相等,按定义ε=B B p 12b 可知,h a *=1地ε较大. 四、分析计算题1．解： ∵ K b K r r αcos =∴ KbK r r arccos=α Kr k715.396550arccos== K K K ααθ-=tan518)(1375.0180715.39715.39tan '==-=rad π另外,22b K K r r -=ρ)(533.415065 22mm =-=2．解：设圆棒与齿廓地接触点为 B 点 ,由渐开线性质可知 ,过 B 点作齿廓法线与基圆相切于 N 点 ,该法线也 要通过圆棒圆心 ,且∆ONB 为直角三角形 ,∠==BON α200,又在直角 ∆ANO 中,根据正弦定理有AONRBN OAN ON ∠+=∠sin sin (a)式中 ︒==20cos 2b mzr ON ︒=⨯︒+︒=︒+=∠25184360204360z AON α 故 ︒=︒-︒=∠652590OAN 且 ︒=20sin 2mzBN 将以上诸值代入式(a)中,整理后得︒-︒︒︒=20sin 265sin 25sin 20cos 2mzmzR6549.820sin 2181065sin 25sin 20cos 21810=︒⨯⨯-︒︒⨯︒⨯= mm3．解：⑴求ρ、a α及a ρ )(160208mm z m d =⨯=⋅=)(1768122082mm h z m d a a =⨯⨯+⨯=+⋅=*)(35.15020cos 160cos mm d d b === α())(362.271755.7580 )2/(2/2222mm d d b =-=-=ρ321.31176351.150arccos arccos ===ab a dd α )(745.45 351.15017621212222mm d d b a a =-=-=ρ⑵求a s 及b s)(5663.1282121mm m s =⨯==ππ()ααinv inv r r r ss a a aa --=2())(559.520321.3188280885663.12mm inv inv =-⨯-=αinv r r r ss b bb ⋅-=2)(049.14201755.752801755.755663.12mm inv =⨯-=⑶求当0='as 时a r ' ()02=-'-'='ααinv inv r rr s s aa a a所以 09344.0208025663.122=+⨯=+=' inv inv r s inv aαα 则 8235'=' aα 有 )(604.1848235cos 351.150cos mm r r aba ='='=' α4．解：⑴ 确定两轮地齿数∵ 1212z z i =, ()2121z z m a += ∴ 25)591(103502)1(212=+⨯=+=i m a z , 4525591122=⨯=⋅=z i z故 =1z 25 ,=2z 45⑵计算两轮地几何尺寸如下(将各尺寸名称、计算公式、数据代入式及结果填于表内)小齿轮大齿轮mm mz d 250251011=⨯==mm mz d 450451022=⨯==mmm h d d a a 270211=+=*mmm h d d a a 470222=+=*()mmm c h d d a f 225211=+-=**()mmm c h d d a f 445222=+-=**mmd d b 923.234cos 11==αmmd d b 862.422cos 22==α()mmm c h h a 5.2210)25.01(22=⨯+=+=**mmm h h a a 10==*()mmm c h h a f 5.12=+=**mm m p 416.31==πmm m s 708.1521==π mm m e 708.1521==π mmp p b 521.2920cos 416.31cos =⨯== αmm i ad 25012121=+=' mm i ai d 4501212122=+=' mm m c c 5.21025.0=⨯==*5．解：已知 p 刀＝π5 mm m 刀＝p 刀/π ＝5 mm 即 m=m 刀=5 mm αα=刀＝20︒ a =O 1P ωv==60 mmr =O 1P =60 mm 由 r =mz /2 2456022=⨯==m r z 38.5620cos 60cos b =︒⨯==αr r mm 6．解：(1) 21)21//(/===ππωv r mm143/212/2=⨯==m r z(2) 233.03/)217.21(/)7.21(=-=-=m r x(3) 176.017/)1417(min =-=xx >m in x , 不根切7．解：ααcos cos mz d d b == )22(**c h z m d a f --=由题意知,当基圆与齿根圆重合时,则有1)22(cos **=--=c h z m mz d d a f b α 解上式有45.4120cos 1)25.01(2cos 1)(2**=︒-+⨯=-+=αc h z a当42≥z 时,αcos 1)(2**a -+>c h z即 )(2)cos 1(**a c h z +>-ααcos 22**a z c h z >--故b f d d >,即这时齿根圆大于基圆. 8．解：(1) 3齿轮 rb 大,所以齿廓平直； (2) 1齿轮齿最高,因为m 最大； (3) 3齿轮尺寸最大,因为d 最大；(4) 1齿轮和2齿轮不能啮合,因为ααcos cos 21m m ≠ 9．解：1) 求B 1B 2及αε=1a αarccos (r b1/r a1)=arcos (r 1cos α/r a1)=2a αarccos (r b2/r a2)=arcos (r 2cos α/r a2)=21B B (代入公式)=αε B 1B 2/P b = B 1B 2/πmcos α=1.63 当刚好能连续传动时,有：=αε 1即εα =[z 1(tgαa1-tgα’) + z 2(tgαa2-tgα’)]/2π=1∴(将各尺寸参数地计算式、数据代入式及结果写于以下各式) ='α23.24° ='a a cos α/cos α’ r 1’=r b1/cos α’ r 2’=r b2/cos α’ c=c*m+( a’－ a)10．解：由于该齿轮0.1*=ah , 20=α,35=z ,若按标准齿轮加工,17min =>z z , B 1B 2单 双0.37% 0.63%0.63%所以齿廓地渐开线起始点在基圆外,若要使齿廓地渐开线起始点在基圆上,必须变位且采用负变位.由渐开线起始点在基圆上地条件,得α2*sin 21mz xm m h a =-则 0471.120sin 35211sin 2122*-=⨯⨯-=-= αz h x a .11．解：① 5.11212==d d i a d d =+221 算出 801=d mm,d 2120= mm 2011==m d z 3022==mdz d d b c o s .11207518=︒= mm d m z h a a *()11288=+= mm d d b c o s .222011276=︒= mm d m z h a a *()222128=+= mm d m z h c f a**()112270=--= mm d m z h c f a **()2222110=--= mm②如图, N N 12为理论啮合线,B B 12为实际啮合线. ③εα=B B 12/P b =B B 12/πmcos α④'=≠a a 1021）1r 、1a 2,r r 、1f 2a ,r r 、2f r 不变1r '、2r '变化 , αα≠'2）⎪⎩⎪⎨⎧=''=='+'5.1102121221r r l r r mm r mm r 2.618.4021='='10220cos 100arccoscos arccos⨯='='a a αα613522887.22'''==12．解： b 21p N N =ε621.2420cos 639.1cos 39.1b 21=︒ ⨯= ⨯=⨯=αεm p N N mmααsin )()(212b 1b 21r r tg r r N N +=+=99.7120sin 6.24sin 02121===+αN N r r mm99.71)22(21=+m z m z246299.71299.7121=⨯=⨯=+m z z根据已知条件 : 它们地齿顶圆都刚好通过彼此对方地极限啮合点, 所以必有2a 1a r r =即 : 12 21z z =841621262*a 12a 1a =⨯⨯+⨯=+==m h mz d d mm13．解：解：⑴计算中心距a 及重算螺旋角β.mm z z m a n 4663.248)4020(15cos 28)(cos 221=+=+=β,取mm a 250= 则 26.16)4020(25028arccos )(2arccos 21=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=z z a m n β 3791.0cos tan tan ==βααn t , 7635.20=t α,mm m m n t 3333.8cos ==β⑵ 计算几何尺寸及当量齿数（将各尺寸名称、计算公式、数据代入式及结果填于表内）.尺寸名称小 齿 轮 大 齿 轮 分度圆直径mm z m d n 6665.166cos 11==β mm z m d n 3330.333cos 22==β 齿顶圆直径mm m h d d n an a 6665.182211=+=* mm m h d d n an a 3330.349222=+=* 齿根圆直径mm m c h d d n n an f 6665.146 )(211=+-=** mm m c h d d n n an f 3330.313)(222=+-=** 基圆直径 mm d d t b 8418.155cos 11==α mm d d t b 6836.311cos 22==α齿顶高和齿根高 mm m h h n an a 881=⨯==*, mm m c h h n n an f 108)25.01()(=⨯+=+=**齿厚mm m s n n 5664.1221==π, mm m s t t 0894.1321==π 齿距mm m p n n 1327.25==π, mm m p t t 1798.26==π 当量齿数6055.22cos 311==βz z v 2111.45cos 322==βz z v重合度4441.316665.1824814.155arccos )arccos(111===a b at d d α 8458.263330.3496836.311arccos arccos222===a b at d d α[]tt at t at p b z z βααααπεtan )tan (tan )tan (tan 212211+-+-=[]8823.11798.2626.16tan 30)7635.20tan 8458.26(tan 40)7635.20tan 4441.31(tan 2021=+-+-=π 14．解：。

机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？2）、机器与机构有什么异同点？3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。

4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。

2、填空题1)、机器或机构，都是由组合而成的。

2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。

3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。

4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。

5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。

6）、构件是机器的单元。

零件是机器的单元。

7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。

8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。

9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。

3、判断题1)、构件都是可动的。

（）2）、机器的传动部分都是机构。

（）3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。

（）4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。

（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。

（）6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

（）7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。

（）2 填空题答案1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件3判断题答案1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。

《机械设计基础》习题网上选答第3章平面机构的结构分析1判断：（1）大多数的常用机构是空间机构(×)（2）一个作平面运动的构件有2个独立运动参数(×)（3）一个作平面运动的构件有5个自由度(×)（4）转动副的约束数为2(√)（5）高副的约束数为1(√)（6）由于两构件接触，便限制了构件的某些独立运动。

(√)（7）为了定性的表述个构件间的相互关系，不按比例尺绘制的机构图形称为机构运动简图。

(×) （8）采用复合铰链，可以使机构工作起来省力。

(×)（9）机构采用局部自由度会影响机构的输出运动的自由度。

(×)（10）机构的自由度大于零是机构具有确定相对运动的必要条件。

(×)（11）为了定性的表述各构件间的相互关系，不按比例尺绘制的机构图形称为机构简图。

(√) （12）机构自由度数目就是机构杆组的数目。

(×)2填空：（1）2 个以上的构件以运动副联接构成的系统称为运动链。

（2）机构中输入运动的构件称为主动件。

（3）机构是由(主动件)、(从动件)和(机架)三部分组成。

（4）构件上参与接触的点、线、面称为运动副元素。

（5）移动副保留1个自由度。

（6）两构件组成平面高副时其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓。

（7）一个构件具有多个转动副时，则应在两条线交接处涂黑。

（8）机构是具有确定的相对运动的实物组合。

（9）作为平面运动构件的位置，可由三个独立参数来决定。

3名词解释：（1）机构运动简图（2）.运动副：两构件接触而形成的可动联接称为运动副。

（3）.转动副：允许构件作相对转动的运动副。

（4）移动副：允许构件作相对移动的运动副。

（5）..机构：一个构件固定并使另几个构件按给定的运动规律运动，这样的运动链构成机构。

（6）.原动件：也称主动件，机构中按外部给定的运动规律运动的构件。

（7）.高副：由两构件点接触或线接触构成的运动副。

（8）.自由度：允许外部给与机构独立位置参数的数目。

参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。

2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。

n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。

（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。

5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。

Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。

可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。

6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。

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。

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=1a b c图15. 试计算图2所示的压床机构的自由度。

第一章绪论、第二章机械设计总论 1 填空题1．机械零件一般可以分为通用零件和专用零件两大类。

2．观察一辆自行车，螺钉、链轮、链条等明显属于通用零件，而＿龙头、大梁、脚蹬＿则属于专用零件。

3．机器通常由三个部分和两个系统组成，它们是＿原动机部分＿＿、＿传动部分＿、＿执行部分＿、＿＿控制系统＿和＿辅助系统＿。

4．机械零件的主要失效形式包括＿整体断裂＿、＿过大的残余变形＿、＿零件的表面破坏＿和破坏正常工作条件引起的失效。

5．根据不同失效形式，机械零件的一般的设计准则包括＿强度准则＿、＿刚度准则＿、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。

一、填空题：1．零件材料的疲劳根据疲劳次数的明显不同可分为＿低周疲劳＿和＿高周疲劳＿，例如＿＿材料断裂试件＿和＿发动机曲轴＿。

2．材料疲劳曲线是表达 疲劳极限 与 应力循环次数 的相对关系。

3．零件的疲劳强度极限除与材料自身疲劳强度极限有关外，还与＿零件的应力集中状况、＿零件具体尺寸＿、＿零件表面质量＿以及＿零件的热处理强化方式＿四个方面有关。

4．对于单向稳定变应力进行分析时，可能发生最常见三种变化规律为＿r c =＿＿＿＿＿＿＿、＿m c σ=＿和＿min c σ=＿，例如＿心轴、大多数底座类零件、举重设备中的吊臂＿。

5．对规律性单向不稳定变应力采用 疲劳损伤累积 假说进行计算。

6．极限应力线图是以 m σ 为横坐标的，其含义是＿工作平均应力＿；以＿a σ为纵坐标的，其含义是＿工作应力幅＿。

二、选择题1、零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限将随之 C 。

A.增加 B.不变 C.降低2、两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 A 。

A.相等 B.不相等 C.是否相等与材料和几何尺寸有关 3. 零件受静载荷作用时, 则在其内部 CA.只会产生静应力B.只会产生变应力C.可能产生静应力, 也可能产生变应力 三、计算题1． 某材料的对称循环弯曲疲劳强度为MPa 1801=-σ,MPa s 260=σ取循环基数为60105⨯=N ，9=m ，试计算循环次数分别为700次，25000次和620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

浙江工业大学机械原理考试试卷及参考答案2一、单项选择题（5’）1.对于一对齿轮传动，若保持其传动比、齿数和齿宽不变，则（）。

A、齿轮的弯曲强度不变，接触强度改变B、齿轮的弯曲强度改变，接触强度不变C、齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变D、齿轮的弯曲强度改变，接触强度改变答案：D2.若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在（）。

A、高速轴上B、低速轴上C、任意轴上答案：A3.在曲柄摇杆机构中，只有当（）为主动件时，才会出现“死点”位置。

A、连杆B、机架C、摇杆D、曲柄答案：C4.由N个构件组成的平面机构，其瞬心总数为（）。

A、NB、N-1C、（N-1）/2D、N（N-1）/2答案：D5.曲柄滑块机构是由（）演化而来的。

A、曲柄摇杆机构B、双曲柄机构C、双摇杆机构D、以上答案均不对答案：A6.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（）切于摩擦圆。

A、都不可能B、不全是C、一定都答案：C7.渐开线直齿圆柱标准齿轮是指（）的齿轮。

A、分度圆上模数和压力角为标准值B、节圆等于分度圆C、分度圆上齿厚度等于齿槽宽，而且模数、压力角以及齿项高与模数之比、齿根高与模数之比均为标准值答案：C8.在机械中，驱动力与其作用点的速度方向（）。

A、一定同向B、可成任意角度C、相同或成锐角D、成钝角答案：C9.为了减小机械运转中周期性速度波动的程度，应在机械中安装（）。

A、调速器B、飞轮C、变速装置答案：B10.机器安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时（）。

A、一样B、大C、小D、A、C的可能性都存在答案：D11.杆组是自由度等于（）的运动链。

A、0B、1C、2D、原动件数答案：A12.铰链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机构（）。

A、有曲柄存在B、不存在曲柄C、有时有曲柄，有时没曲柄D、以上答案均不对答案：B13.当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是（）。

一、填空题和填空题。

1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 H P 个约束，而引入L P 个低副将引入 2L P 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是F =3n - 2L P - H P 。

2． 机构具有确定运动的条件是： 机构的自由度大于零，且机构自由度数等于原动件数 ；若机构自由度Ｆ>0，而原动件数<F ，则构件间的运动是 不确定的 ；若机构自由度Ｆ>０，而原动件数>F ，则各构件之间 运动关系发生矛盾，将引起构件损坏 。

3. 下图为一对心曲柄滑块机构，若以滑块3为机架，则该机构转化为 定块机构；若以构件2为机架，则该机构转化为 摇块 机构。

4． 移动副的自锁条件是 驱动力在摩擦角之内 ；转动副的自锁条件是 驱动力在摩擦圆之内 。

5． 在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中， 等速 运动规律具有刚性冲击； 等加速等减速、间谐 运动规律具有柔性冲击；而 正弦加速度、五次多项式 运动规律无冲击。

6． 内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 模数相等，； 压力角相等 ； 螺旋角相等 。

7．等效质量和等效转动惯量可根据等效原则： 等效构件所具有的动能等于整个机械系统的动能 来确定。

8．刚性转子静平衡条件是 分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或者质径积的向量和为零；而动平衡条件是 当转子转动时，转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩为零 。

9．用标准齿条形刀具加工标准齿轮时，其刀具的 中 线与轮坯的 分度 圆之间作纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的 节 线与轮坯的分度 圆之间作纯滚动。

10．平面四杆机构中，是否存在死点，取决于_B 是否与连杆共线。

ηη'0,0〉'〉ηη0,0.≤'>ηη0≤ηA ．主动件 B. 从动件 C. 机架 D. 摇杆11．在平面连杆机构中，欲使作往复运动的输出构件具有急回特性，则输出构件的行程速比系数K____A____。

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。

1. 试计算图1所示凸轮——连杆组合机构的自由度。

解由图1可知，B,E两处的滚子转动为局部自由度，即F’=2；而虚约束p’=0，则n=7，p l=8（C,F处虽各有两处接触，但都各算一个移动副），p h=2，于是由式（1.2）得F=3n –（2p l + p h– p’）– F’= 3×7 – (2×8+2 – 0) –2=1 这里应注意：该机构在D处虽存在轨迹重合的问题，但由于D处相铰接的双滑块为一个Ⅱ级杆组，未引入约束，故机构不存在虚约束。

机械设计习题卡—浙江工业大学3 复习与思考(1)组成机械的基本单元是什么?(2)何谓零件？何谓部件?(3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明，本课程的研究对象是什么?(4)什么叫在普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件？试从你所学专业的机械设备中，对联接零件，传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。

(5)为什么说本课程起着基础课与专业课之间的承前启后的作用？(6)在了解本课程的性质、内容和任务以后，总结本课程的特点和你所采取的学习方法。

复习与思考(1)设计机械的基本要求有哪些?(2)设计机械的经济性要求包括哪些方面?(3)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模式不同，其可靠度如何计算？(4)机械设计的一般程序怎样?机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析下列机械零件应满足的基本要求是什么：电动机轴，普通减速器中的齿轮轴，起重机吊钩，精密机床主轴．汽门弹簧。

农业机械中的拉曳链，联合收割机中的V带。

(5)设计机械零件的基本要求有哪些?是否所有零件都要满足这些要求?这些要求主要针对哪些零件？(6)机械零件的失效形式有哪些？针对这些失效形式相应建立的设计准则是什么?(7)机械零件设计的一般步骤有哪些？(8)机械设计中，为什么要实行零件和部件的标准化、系列化与通用化?你能举出一些标准化、系列化与通用化的零部件吗？(9)我国现行的标准化有哪些?GB、JB、YB、QB、ISO和Γ0CT、DIN、JIS、BS各代表什么标准?(10)目前常用的现代机械设计新方法有哪几种?复习与思考(1)何谓摩擦、磨损和润滑，它们之间的相互关系如何?(2)摩擦对哪些机械零件的工作性能、寿命是不利的?哪些机械零件是靠摩擦来工作的?试举例说明。

，(3)按摩擦副的运动状态或按摩擦副表面的润滑情况，摩擦可分为哪几种?(4)机械零件的典型磨损过程分为哪几个阶段(试以磨损量与工作时间的关系曲线说明之)?作为机械设计各应如何对待?(5)磨损可分为哪几种类型？你能各举一、二例来说明吗？(6)减少磨损的一般方法有哪些?(7)润滑的目的和功用是什么?(8)按照润滑剂的物理状态和按照润滑将二个摩擦表面而隔开的情况，润滑可分成哪几种类型，各有何特点？复习与思考(1)机械零件的常用材料有哪些？这些材料各有何特点，适用在何种场合?(2)铸铁和钢的区别是什么?普通碳钢与优质碳钢的区别是什么?(3)什么叫做合金钢，与碳钢相比有何优缺点7(4)选择机械零件材料时，通常考虑的机械性能、物理化学性能和工艺性能有哪些？(5)为节约原材料，尤其是节约贵重材料而选用廉价材料时，可采取哪些具体措施?举例说明之。