机械设计基础轮系.自由度

机械设计基础
高等教育出版社
试题题型：计算题
一、计算图示机构的自由度，并判断机构是否具有确定的运动。

（如有复合铰链、虚约束、局部自由度须指出）
D
E
D
E
H
K
C
D
D
E
二、轮系的计算
1．在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=Z
3
=30，Z
2
=90，Z
2
’=40，Z
3
’=40，Z
４
=30，
试求传动比i
1H
，并说明Ｉ、Ｈ轴的转向是否相同？
2．在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1 =15，Z
2
=20， Z
2
’ = Z
3
’= Z
４
=30， Z
3
=40，
Z 5= 90，试求传动比I
ⅠⅡ
，并说明Ｉ、Ⅱ轴的转向是否相同？
3.在图示轮系中，已知各轮的齿数为Z
1= 20， Z
2
=30，Z
3
=80， Z
４
=25，Z
5
=50，
试求传动比i
15。

4.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 55， Z
2
=11，Z
3
=77，Z
3
’=49，Z
４
=12，Z
5
=73，
试求传动比i
1H 。

’
Ⅱ
5.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= Z
2
= 30，Z
3
= 40，Z
４
=20，Z
5
=18，Z
6
=38，
试求传动比i
1H。

6.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= Z
2
’= 20，Z
2
=40，Z
3
= 80，试求传动比i
1H。

7.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=19，Z
2
=76， Z
2
’= 40，Z
3
=20，Z
4
= 80，试
求传动比i
1H。

8.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 20，Z
2
’= 25，Z
2
= Z
3
=30，Z
3
’= 20，Z
4
=75，
试求
１、轮系的传动比i
1H。

２、若n
1=1000r/min，转臂Ｈ的转速n
H
=?
9.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= Z
3
=15 ，Z
2
’= 60，
Z 2= Z,
3
=20，Z
4
= 65，试求轮系的传动比i
1H。

10.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=101， Z
2
=100，Z
3
=99，Z
4
= 100，轮１的
转速n
1=1r/min，（顺时针），且n
4
=n
1
，n
4
的方向与n
1
相反，求n
H
的大小及转
向。

11.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= Z
3
= Z
4
=20，Z
2
=40，Z
5
= 60， n
1
= 800r/min，
方向如图所示，试求n
H
的大小及转向。

12.已知 Z
1= Z
4
= Z
5
=20 ，Z
2
=40，Z
3
= 30， Z
6
=70，
蜗轮Z
7
= 80，蜗杆8单头右旋，
n 1=1000r/min，n
8
=2000r/min
，方向如图
2
所示，试求：
n
H
的大小及方向。

13.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=16 ，Z
2
=24， Z
2
’= 20，Z
3
=30，Z
3
’= 30，
Z 4= 20，Z
5
=70试求轮系的传动比i
1H。

14.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=1（右旋蜗杆）， Z
2
=40 ，Z
2
’= 24，Z
3
=72，
Z,
3=18，Z
4
= 114.
1、该轮系属于何种轮系
2、求轮系的传动比i
1H
，并在图中标出系杆Ｈ的转向。

15.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=24，Z
1
’=30，Z
2
=96， Z
3
=90， Z,
3
=102， Z
4
=80，
Z 4’= 40，Z
5
=17，n
1
=100r/min，转向如图所示，试求n
５
的大小及转向。

’
16.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 30，Z
2
=20，Z
2
’= 40， Z
3
=50， Z,
3
=100，
Z 4=1 n
1
=13r/min，n
4
=240r/min，方向如图所示，试求n
H
的大小和方向。

17.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 15，Z
2
=25，Z
2
’= 20， Z
3
=60， Z
4
=10 Z
5
=30，
n 1=200r/min，n
3
=50r/min，试求n
1
、n
3
转向相反时，n
５
＝？。

18.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 60，Z
2
=40，Z
2
’= Z
3
= 20，若n
1
=
n 3=120r/min，并设n
1
与n
3
转向相反，试求n
H
的大小和方向。

2
19.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 30，Z
2
=25，Z
2
’= 20， Z
3
=75， n
1
=200r/min，
n 4=50r/min，方向如图所示，试求n
H
的大小和方向。

20.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 20，Z
2
=30，Z
2
’= 50， Z
3
=80， n
1
=50r/min，
方向如图所示，试求n
H
的大小和方向。

21.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= Z
4
=20，Z2= Z
5
=30，Z
3
=Z
6
=100，试求传
动比i
1H。

22.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 17，
2’
H
7
Z 2=20，Z
3
= 85， Z
4
=18， Z
5
=24，Z
6
=21， Z
7
=63 试求当n
1
=n
4
=，n
p
=?。

23.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=80，Z
2
=25，Z
2
’= 35， Z
3
=20，若已知
n 3=200r/min，n
1
=50r/min，(n
1
、n
3
方向相反)，试求n
H
的大小和方向。

24.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= Z
2
=17，Z
2
’= 30， Z
3
=45， n
1
=200r/min，
试求n
H
的大小和方向。

25.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 50，Z
2
=30，Z
2
’= 20， Z
3
=100， n
1
=100r/min，
n 3=200r/min，试求n
1
、n
3
同向时，n
H
的大小和方向。

26.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 20，Z
2
=40，Z
2
’=
20， Z
3=30， Z
4
=80 ，试求i
1H。

27.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1= 20，Z 2=40，Z 2’= 50， Z 3=30， Z ,3=30，
Z 4=30 n 1=100r/min ，试求n H ，并指出n 1与n H 的转向关系。

28.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1= 40，Z 2=16，Z 3=20，Z 4=76 ，Z 5= 40， Z 6=20，
n 6=60r/min ，方向如图所示，试求n 1的大小和方向。

29.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1= 29，Z 2=30， Z 3=30， Z ,3=20，Z 4=30试求i 1H 。

30.在图示轮系中，已知
Z 1= 20，Z 2=15， Z 3=50，
n 1=70r/min ，试求n H ，并指出n 1与n H 的转向是否相同。

31.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1= 20，Z
2
=30， Z
3
=30， Z
4
=15，Z
5
=30，
n 1=200r/min，方向如图所示，试求n
5
的大小及转向。

32.在图示轮系中，已知Z
1= 20，Z
2
=15， Z
3
=50， n
1
=70r/min，n
3
=56r/min,试
求n
H ，并指出n
1
与n
H
的转向是否相同。

33.在图示轮系中，已知Z
1= Z
2
=20，Z’
2
=30， Z
3
=50， n
1
=50r/min，n
3
=110r/min,
试求:
1、n
1与n
3
反向输入时，n
H
的大小和方向；
2、n
1与n
3
同向输入时，n
H
的大小和方向。

34.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=Z
8
=20，Z
2
=Z
7
=40， Z
3
=20， Z
4
=15，Z
6
=50，
n
1
=3000r/min，n
8
=2000r/min，转向
如图所示，试求n
H
的大小及转向
3
’
8
35.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1= Z ’2 =39，Z 2=78， Z 3=20，试求传动比I ⅡⅠ。

36.在图示轮系中，已知各轮模数相同，且是标准齿轮，Z 1=60，Z 2’=40，Z 2=Z 3=120，
Z ,3=70， Z 4=20，Z 5’
= 30， n 1=130r/min ，方向如图所示，试求n Ｈ的大小及转向。

37.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1=100， Z 2=40，Z 2’=30， Z 3=90， Z ,3=50， Z 4=2(右旋)， n 1=200r/min ，n 4=1250r/min ，转向如图所示，试求n Ｈ的大小及方向。

38.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z
1=15， Z
2
=25，Z
2
’=20， Z
3
=20， Z
4
=60，
Z 4’= 55， n
1
=110r/min，转向如图所示，试求n
h
的大小及转向。

39.某起重装置，其运动简图所图所示，已知各轮齿数为Z
1=Z
2
=20，Z
3
=60，Z
4
=2(蜗
杆)， Z
5=40，n
1
的转向如图所示，试求
1、该轮系属于何种轮系？
2、i
15
的大小;
3、此时重物Ｗ是上升还是下落？
40.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1=20， Z 2=80， Z 3=22， Z ,3=21， Z 4=42， Z 5=43，n 1=1000r/min ，转向如图所示，
试求丝杆的转速及转向。

41.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1= Z 1’=15，Z 2=60，Z 2’=50， Z 3= Z 4=20，Z 4’=
25， n 1=150r/min ，转向如图所示，试求n H ，并在图中标出其转向。

42.在图示轮系中，已知各轮齿数为Z 1= 24，Z 1’=30，Z 2=96， Z 3=90，Z 3’=102， Z 4=80，
Z 4’
=40，Z 5=17，n 1的转向如图所示，试求i 15及齿轮5的转向。

3，
5 n 1
1 4’
，
n
《机械设计基础》试题库
教材名称及版本：《机械设计基础》第三版
编者及出版社：黄华梁、彭文生主编
高等教育出版社
试题题型：作图题（按作图规则作图，图线清晰）
1.在下图所示的偏置直动从动件盘形凸轮机构中已
知凸轮为一偏心圆盘。

圆盘半径Ｒ=25mm，凸轮回转中心到圆盘中心的距离l
AB
=10mm。

(1)绘出凸轮的理论廓线；
(2)确定凸轮的基圆半径r
；
(3)凸轮1以匀角速ω回转，使推杆2上下运动，
求图示位置凸轮已转过的角度φ、推杆的位移
s(φ，s算出数值。

图中ω=1rad/s，尺寸单位
为mm)。

(4)求图示位置机构的压力角α；
(5)若在杆端处加一滚子，其他条件不变，杆2的
运动规律与原来的是否相同，为什么？
2.在下图所示的凸轮为偏心圆盘。

圆心为O，半径为Ｒ
=30mm，偏心距l
oA
=10mm。

偏距e=10mm,试求(均在图上标出)；
(1)凸轮的理论轮廓；
(2)推杆的行程h和凸轮的基圆半径r
；
(3)从Ｂ点接触到Ｃ点接触凸轮所转过的角度δ和
推杆的位移s；
(4)Ｃ点接触时凸轮机构的压力角α；
3.图示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。

已知凸轮
为一以Ｃ为中心的圆盘，问轮廓上Ｄ点与尖顶接触时其压力角为α0及从动件的位移为Ｓ２为多少，试作图加以表示。

4.图示盘形凸轮机构中,已知凸轮为C 为中心的圆盘。

(1)确定凸轮的合理转向；
(2)画出凸轮的基圆，并标出基圆半径r 0； (3)标出机构在图示位置时，从动件的位移s 2；
(4)画出凸轮在D 点与从动件尖顶接触时，机构压力角α。

5.在下图所示的凸轮机构中,已知凸轮的实际轮廓线为一圆心在A 点的圆。

要求： (1)绘出凸轮的理论轮廓线；
(2)绘出凸轮的基圆，并标出基圆半径r 0； (3)确定图中凸轮的合理转向 （从动件的推程为工作行程）；
(4)分析机构在图示位置时的压力角α； (5)在图中标出从动件的位移s ；
6.在下图所示的凸轮机构中,已知凸轮的实际轮廓线为一圆心在A点的圆。

要求：
(1)绘出凸轮的理论轮廓线；
(2)绘出凸轮的基圆，并标出基圆半径r
；
(3)确定图中凸轮的合理转向（从动件的推程为工作行程）；
(4)分析机构在图示位置时的压力角α；
(5)画出高副替代后的机构运动简图，并计算替代前后的自由度F.
7.图示凸轮机构从动件的速度线图，试画出加速度线图，并指出何处发生刚性冲
击？又何处发生柔性冲击？
考!
V t(δ)
δ)。