《机械设计原理》不完全齿轮机构

第12章其他常用机构12-1棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？答：棘轮机构除了常用的间歇运动功能外，还能实现制动、进给、转位、分度、趙越运动等功能。

12-2某牛头刨床送进丝杠的导程为6mm,要求设计一棘轮机构，使每次送进呈可在0.2〜之间作有 级调整(共6级)。

设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆来推动，试绘出机构运动简图，并作必姜的计算 和说明。

解：牛头刨床送进机构的运动简图如图12-1所示，牛头刨床的横向进给是通过齿轮1、2,曲衲摇杆机构2、 3、4,練轮机构4、5、7来使与棘轮固连的丝杠6作间歇转动，从而使牛头刨床工作台实现横向间接进给。

通过 改变曲柄长度刃的大小可以改变进给的大小。

当棘爪7处于图示状态时，棘轮5沿逆时针方向作间歇进给运 动。

若将棘爪7拔出绕自身轴线转180°后再放下•由于棘爪工作面的改变.棘轮将改为沿顺时针方向间接进给。

G=^X360° = 12°O棘轮的齿数为360° 360° “0 12°设牛头刨床横向进给的初始位置如图12-1 (a)所示，则曲柄摇杆机构0。

2皿的极限位置为初始位置左右 转0/2,其中0为摇杆的摆角，极限位置如图12-1 (b)所示。

半-次进给量为0.2mm 时，帀为虽短，即得棘轮最小转角.2久 2穴 rac0 =〒仏二石".2 = 72。

每次送进量的调整方法：① 采用隐蔽棘轮罩来实现送进駅的调格：② 通过改变棘爪摆角來实现送进就的调整。

当一次进给虽为\.2tnm 时 即得棘轮最人转角当进给最为0.2/n/n 时，棘轮每次转过的角度为=—x0.2 = 6图(a)中所示，三个楝爪尖在練轮齿圈上的位置相互磅个齿風图(b)中所示，三个棘爪尖在練轮齿圈上的位買相互差I个齿距。

(a) (b)图12-212-4当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？答：如图12-3所示为用于电钟的棘轮机构。

西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械原理》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.平行四杆机构中，是否存在死点，取决于()是否与连杆共线。

A.主动件B.从动件C.机架D.摇杆参考答案：B2.在铰链四杆机构ABCD中，已知AB=25mm，BC=70mm，CD=65mm，AD=95mm，当AD为机架时，是曲柄摇杆机构机构;当AB为机架时，是()机构。

A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构参考答案：A3.铰链四杆机构中，若有曲柄，则曲柄一定是最短杆。

()A.错误B.正确参考答案：A4.在曲柄摇杆机构中，压力角越大，对传动越不利。

()A.错误B.正确参考答案：B渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数zv=()。

A.z/cosδB.z/cos2δC.z/cos3δD.z/sinδ参考答案：A6.经过平衡后的回转构件在运动中不会产生动载荷。

()A.错误B.正确参考答案：A7.如果机构的自由度数F2则机构作无确定性运动。

()A.错误B.正确参考答案：A8.间歇运动机构中，()有刚性冲击，只适用于低速的场合。

A.凸轮式间歇运动机构B.槽轮机构C.棘轮机构D.星轮机构参考答案：C9.()具有高的定位精度，机构结构紧凑，是当前被公认的一种较理想的高速高精度的分度机构。

A.凸轮式间歇运动机构B.槽轮机构C.棘轮机构D.不完全齿轮机构10.为了减轻飞轮尺寸和重量，飞轮通常应装在()。

A.高速轴上B.低速轴上C.机架上参考答案：A11.汽车轮胎一般应进行()。

A.静平衡B.动平衡C.不需平衡D.现场平衡参考答案：B12.滚子从动件盘形凸轮的理论廓线和实际廓线之间的关系为()。

A.两条廓线相似B.两条廓线相同C.两条廓线之间的径向距离相等D.两条廓线之间的法向距离相等参考答案：D13.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.大于1B.小于1C.等于1D.等于参考答案：A曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，若知摇杆的行程速度比系数K=1.5，那么极位夹角θ等于()。

机械原理课程设计硬币分拣包装机机械与能源工程学院机械系专业：机械设计制造及其自动化成员姓名学号组长卢志浩1151746组员张杰1151770组员王震1151768指导老师：孙鋆强同济大学完成日期：2013年 5月 26日目录1 机器的功能和设计要求 (2)1.1 简述 (2)1.2 硬币分拣机的系统组成 (2)1.3 硬币分拣包装机的设计要求和主要参数 (3)2 工作原理和工艺动作分解 (4)3 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (5)4 机构选型及机械运动方案的选择和评定 (5)5 所选定机构的设计计算过程及各阶段的结果 (6)6 主要参考文献 (13)7 设计心得 (13)1 机器的功能和设计要求1.1 简述本次设计题目为硬币分拣机设计，本项目属于应用于现代化的创新性设计。

该设备主要用于多种硬币的分选、计数、包装，该设备实现了自动化操作，达到高效、可靠、生产率高、减轻劳动成本的目的。

在目前国内的小面值货币流通的领域，硬币分拣大多为人工操作，生产率低，浪费劳动成本。

所以，此设备的研制可以改善这一状况，节约劳动力成本，提高劳动生产率。

表1-1我国目前流通币种及其基本信息兰花1角铝镁合金19 1.15 1.67平边圆形1999-2003不锈钢19 3.2 1.67平边圆形2005-2011荷花5角钢芯镀铜20.5 3.8 1.65间断丝齿圆形2002-2011菊花1元钢芯镀镍25 6.05 1.85平边圆形1999-20111.2 硬币分拣机的系统组成由机械系统和控制系统两部分组成。

机械系统可分为7个主要功能单元，各个功能单元具有一定的独立性。

图1-1 硬币分拣包装机功能示意图1、硬币堆放、输送功能单元2、硬币排列、分选功能单元3、硬币分选计数功能单元4、硬币堆码、整理功能单元5、送纸、撕纸功能单元6、硬币包装功能单元7、卷边功能单元图1-2图1-31.3 硬币分拣包装机的设计要求和主要参数（1）包装能力：10/min 次；（2）驱动电机：Y160M-8P=4kW 720/min n r ，，； （3）机械运动方案力求简单；（4）图1-2表示功能单元1和2，希望能准确分离不同大小的硬币。

机械原理习题及答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1兰州2017年7月4日于家属院复习资料第2章平面机构的结构分析1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。

2.具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。

3.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。

4.运动副元素是指。

5.构件的自由度是指；机构的自由度是指。

6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。

7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。

8.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。

9.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。

10.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。

11.计算机机构自由度的目的是______。

12.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。

13.计算平面机构自由度的公式为Ｆ=，应用此公式时应注意判断：(A)铰链，(B)自由度，(C)约束。

14.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。

15.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。

16.图示为一机构的初拟设计方案。

试：(1〕计算其自由度，分析其设计是否合理如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。

(2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。

23题16图 题17图17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试：(1)计算自由度，说明是否有确定运动。

(2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改说明修改的要点，并用简图表示。

18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。

19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。

对图示机构作出仅含低副的替代机构，进行结构分析并确定机构的级别。

第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题1．要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓应符合什么条件？2．渐开线是怎样形成的？它有哪些重要性质？试根据渐开线性质来解释以下结论：（1）渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线；（2）渐开线齿廓传动时，其瞬时传动比保持不变；（3）渐开线齿条的齿廓是直线；（4）齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓；（5）一对互相啮合的标准齿轮，小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。

3．节圆和分度圆有何区别？压力角和啮合角有何区别，在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。

4．什么是渐开线齿轮传动的可分性？如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动？有什么不良影响？5．渐开线齿轮正确啮合的条件是什么？满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动？6．何谓理论啮合线段和实际啮合线段？何谓重合度？重合度等于1和小于1各会出现什么情况？重合度等于2表示什么意义？7．何谓根切想象？什么条件下会发生根切现象？根切的齿轮有什么缺点？根切与齿数有什么关系？正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少？8．何谓变位齿轮？为什么要使用变位齿轮？移距系数的正负是怎样规定的？正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小？9．试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件？与直齿轮比较，斜齿轮传动有哪些优缺点？10．斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处？当量齿数是否一定是整数？11．什么叫标准齿轮？什么叫标准安装？什么叫标准中心距？12．渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关？一对互相啮合的渐开线齿轮，若其齿数不同，齿轮渐开线形状有什么不同？若模数不同，但分度圆及压力角相同，齿廓的渐开线形状是否相同？若模数、齿数不变，而改变压力角，则齿廓渐开线的形状是否相同？13．斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系？14．有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，其中一对的有关参数为：m=5mm ， *a =1，α=20°，Z 1=24，Z 2=45；另一对的有关参数为：m=2mm ，*a =1，α=20°，Z 1=24，Z 2=45，试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大？15．若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=1.4，它是否表示在一对齿轮的啮合过程中，有40%的时间在啮合区内有两对齿啮合，而其余的60%的时间只有一对齿啮合？16．一个标准齿轮可以和一个变位齿轮正确啮合吗？17．用α=20°的滚刀加工一个β=12°，Z=14的标准斜齿轮，是否会产生根切？18．斜齿轮的实际齿数Z 和当量齿数Z V 之间有什么关系？在计算传动比、分度圆直径和中心距、选择齿轮铣刀号应分别选何种齿数？19．渐开线齿轮的几何尺寸中共有几个圆？哪些圆可直接测量？哪些圆不能直接测量？二、填空题1．以齿轮中心为圆心，过节点所作的圆称为 圆。

机械设计基础作业3５轮系思考题5—1 定轴轮系与周转轮系得主要区别就是什么？行星轮系与差动轮系有何区别?５－2 定轴轮系中传动比大小与转向得关系？5－３什么就是惰轮？它有何用途?5－4 什么就是转化轮系?如何通过转化轮系计算出周转轮系得传动比?5-５如何区别转化轮系得转向与周转轮系得实际转向？5—6 怎样求混合轮系得传动比?分解混合轮系得关键就是什么?如何划分？5－７观察日常生活周围得机器，各举出一个定轴轮系与周转轮系,并计算出传动比与转向。

习题5—１在图示得轮系中，已知z1=15，z２＝23,z２'=15,z3＝31，ｚ３’=15，z4=33,z4'=２（右旋）,z5=60,ｚ５’=20，（m =4 ｍm），若n1 ＝500r/min,求齿条6线速度u得大小与方向.题图5-15-2 在图示齿轮系中，已知z1=ｚ2＝19,z3'=２6，z4=30,z４’=20，z5=7８,齿轮１与齿轮3同轴线,求齿轮3得齿数及传动比i15。

题图5-35—3 在图示得钟表传动示意图中,E 为擒纵轮，N 为发条盘,S ，M 及H 分别为秒针，分针与时针。

设ｚ1=７２,z ２=１２，ｚ3=64,z 4=8，ｚ5=６0,ｚ６=8,z 7=60,z 8=6,ｚ9=8,ｚ10＝24，z 11=6，z 1２=24,求秒针与分针得传动比i ＳM 及分针与时针得传动比i ＭＨ。

5-4 图示车床变速箱中,移动三联齿轮a 可使齿轮3’与４’啮合，又移动双联齿轮ｂ，可使齿轮５’与6’啮合。

已知各轮得齿数为z 1=4２，z 2=５8,ｚ3'=38，ｚ4’=4２，z 5’=50，z 6’=48,电动机转速为１450r ／m ｉn 。

试求此种情况下输出轴转速得大小与方向.5-5 在图示得行星减速装置中,已知z １=z 2＝１7,z 3=15。

当手柄转过９0°时转盘H 转过多少度?题图5-5题图5-75－６ 在图示得差动齿轮系中,已知各轮齿数ｚ１=1５,z 2＝25,z ２’=2０，ｚ3=6０。

机械设计基础—简答题汇总一、铰链四杆机构的基本类型与传动特性；类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

基本特性：若最短杆与最长杆长度之和大于另外两杆之和，无论以哪一个构件为机架，均不存在曲柄，之能是双摇杆机构。

存在曲柄的条件：若最短杆与最长杆长度之和小于另外两杆之和，是否存在曲柄取决于以哪一个构件作为机架：①以最短杆邻边作为机架，构成曲柄摇杆机构；②以最短杆作为机架，构成双曲柄机构；③以最短杆对边作为机架，构成双摇杆机构；④平行四边形机构作为特例，以任何一边作为机架，均构成双曲柄机构。

二、铰链四杆机构的基本特性①急回特性：机构的空回行程速度大于工作行程速度的特性。

②压力角及传动角：从动件受到驱动力的方向与受力点速度方向所夹的锐角；压力角的余角为传动角。

压力角越小，有效分力越大，传动性能越好；通常以传动角衡量机构的传力性能，传动角越大，传力性能越好。

③死点位置：压力角等于90°，不产生驱动力矩推动曲柄传动，使整个机构处于静止状态。

三、凸轮机构的类型、特点、运动规律及应用；类型：①形状分类：盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；②从动件形式分类：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件③从动件运动方式分类：移动从动件、摆动从动件④从动件与凸轮保持接触的方式分类：力锁定凸轮机构、几何锁定凸轮机构优点：只要选择合适的凸轮轮廓曲线，就可以获得预期的运动规律，而且凸轮机构结构简单紧凑。

缺点：凸轮轮廓形状复杂，加工比较困难；凸轮轮廓与从动件之间通过点或线接触，易于磨损。

运动规律：①等速运动：产生刚性冲击，适用于低速、轻载、从动件质量较小的场合；②等变速运动：产生柔性冲击，适用于中速、轻载的场合；③余弦加速运动：产生柔性冲击，适用于中速、中载的场合；④正弦加速运动：不产生冲击，适用于高速、轻载的场合。

四、凸轮机构的压力角和基圆半径的关系；cos a =R基圆/R向径五、凸轮轮廓的设计原理和方法；设计方法：①反转法；②图解法；③解析法加工方法：①铣、锉削加工；②数控加工六、间歇运动机构的种类①棘轮机构；②槽轮机构（柔性冲击）；③不完全齿轮机构（刚性冲击）；④凸轮式间歇运动机构（圆柱凸轮、蜗杆凸轮）。

机械设计基础课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电气工程及其自动化课程代码：54E01325学时分配:32学时赋予学分：2学分先修课程：高等数学、工程制图、工程力学后续课程：毕业设计二、课程性质与任务《机械设计基础》是机械类、机电类、近机类专业必修的一门专业基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。

它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。

它在培养机械类、机电类、近机类工程技术人才的全局中，具有增强学生的机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。

本课程的作用在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；培养学生具备机械设计中的一般通用零部件设计方法的能力，为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。

三、教学目的与要求开设本课程目的，是使学生掌握关于机构的运动分析、受力分析和机器动力学方面的基本理论和基本知识，具有初步的分析和设计能力，逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力，能够掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，且具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能，掌握典型机械零件的实验方法及技能，对于一些机械领域的新成果和开展定向有一定的了解。

四、教学内容与安排1、课时分配按照课程内容，分成15个教学单元，各单元的课时安排如下表。

2、教学内容安排绪论【教学内容】本课程研究的对象和内容；本课程在教学中的地位；机械设计的基本要求和一般过程。

【教学重点与难点】机械设计的基本要求和一般过程。

【基本要求】•了解本课程研究的对象和内容•了解本课程在教学中的地位•掌握机械设计的基本要求和一般过程【培养的能力】通过本单元的学习，掌握机械设计的基本要求，对机械设计的概念有清晰的认识。

第1单元平面机构的自由度和速度分析【教学内容】运动副及其分类；平面机构运动简图；平面机构的自由度；速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。