机械设计基础练习题

①齿轮的模数 ；
②两轮的分度圆直径 ， ；
③两轮的齿根圆直径 ， ；
④两轮的基圆直径 ， ；
⑤顶隙 。
（２）若安装中心距增至 ＝102mm，试问：
①上述各值有无变化，如有应为多少？
②两轮的节圆半径 、 和啮合角 为多少？
21．用齿条刀具加工一直齿圆柱齿轮。设已知被加工齿轮轮坯的角速度 rad／s，刀具移动速度为0.375m／s，刀具的模数 mm，压力角 。
34．一对渐开线圆柱齿轮传动，其圆总是相切并作纯滚动，而两轮的中心距不一定等于两轮的圆半径之和。
35．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其
圆重合。
36．用同一把刀具加工 、 、 均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基因和齿距均。
37．正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高齿根高。
已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装齿轮的齿数模数191?z422?z5?mmm分度圆压力角齿顶高系数?20??1?ahl作示意图算出理论啮合线实际啮合线
一、填充题
1．平面运动副的最大约束数为，最小约束为。
2．平面机构中若引入一个高副将带入个约束，而引入一个低副将带入个约束。约束数与自由度数的关系是。
43．平面四杆机构中各构件以_______运动副相联接。
44．铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大于其他两杆之和，则机构有最多可以有_______个曲柄。
45．要使常用凸轮机构正常工作，必须以_______为原动件。
46．使用滚子式从动杆的凸轮机构，为避免运动规律失真，滚子半径r与凸轮理论轮廓曲线外凸部分最小曲率半径ρ最小之间应满足_______。
26．按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_______凸轮和_______凸轮两种基本类型。
27从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_______、_______和平底三种。
28．以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_______。
29．凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向(即从动杆的受力方向）与从动杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的_______。
18．已知一正常齿标准外啮合直齿圆柱齿轮传动： ， mm， ， 。试求其重合度 ，并绘出单齿及双齿啮合区；如果将其中心距 加大直至刚好连续传动，试求：
（l）啮合角 ；
（2）两轮的节圆半径 及 ；
（3）两分度圆之间的距离；
（4）顶隙和侧隙。
19．标准渐开线直齿圆柱齿轮与齿条相啮合。已知它们的参数为： ， , , mm， 。由于安装误差，齿条的分度线与齿轮的分度圆分离0.lmm。
此机构为一平面机构，由已知条件知ＡＢＣＤ为一平行四边形机构。EF杆引入后为虚约束，应去掉。Ｃ处构成复合铰链，滚子７为局部自由度。
题2图
3．已知机构的尺寸和位置如图所示，试求：
（1）计算机构的自由度F。是否存在复合铰链，局部自由度和虚约束？若存在，指出其位置；
（2）画出高副低代的机构运动简图。
题3图
4．计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。
2．机器具有哪些共同的特征？如何理解这些特征？
3．零件与构件有什么区别？并用实例说明。举出多个常用的通用机械零件。
4．机械设计的基本要求是什么？为什么要确定机器的预定使用期限？
5．机械设计的一般过程是什么？
6．什么是高Байду номын сангаас？什么是低副？在平面机构中高副和低副各引入几个约束？
7．什么是机构运动简图？绘制机构运动简图的目的和意义？绘制机构运动简图的步骤？
24．什么是齿廓啮合的基本定律？
25．渐开线的性质有哪些？
26．标准齿轮应具备哪些条件？
27．齿轮正确啮合的条件是什么？
28．重合度的基本概念是什么？
29．常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种？其特点是什么？
30．什么是最少齿数？有何对策？
31．变位齿轮的基本概念是什么？
32．什么是斜齿轮的当量齿数？如何计算？
33．什么是圆锥齿轮的背锥？当量齿数如何计算？
34．定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？行星轮系和差动轮系有何区别？
35．定轴轮系中传动比大小和转向的关系？
36．什么是惰轮？它有何用途？
37．什么是转化轮系？如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比？
38．如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？
39．怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？
11．设上图已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_______位置。
12．平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。从而提高工作效率。
13．在条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。
14．机构中传动角 和压力角 之和等于。
15．在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得机构。
9.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。
10．为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：（1）____________________________。（2）以_______为机架，则_______为曲柄。
（1）求被加工齿轮的齿数 ；
（2）若齿条分度线与被加工齿轮中心的距离为77mm，求被加工齿轮的分度圆齿厚；
（3）若已知该齿轮与大齿轮2相啮合时的传动比 ，当无齿侧间隙的准确安装时，中心距 mm，求这两个齿轮的节圆半径 , 及其啮合角 。
22．一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知： mm， ， ， ， ， ，安装中心距比标准中心距大2mm。试求：
题7图
8．设计一平面连杆机构，给定条件为：主动曲柄绕轴心Ａ作等速回转，从动件滑块作往复移动，其动程 ，行程速比系数 ，其他参数如例12-9图所示。
（ｌ）拟定该平面连杆机构的运动简图；
（２）确定该机构的几何尺寸。
题8图
9．在图示铰链四杆机构中，其杆长为 ， ，而另两个杆的长度之和为： ，要求构成一曲柄摇杆机构，c、d的长度应为多少？
题9图
10．图示铰链四杆机构中， ， ， ，问： 为何值时（给出一取值范围），该机构成为曲柄摇杆机构。
题10图
11．设计平面六杆机构（如图）。已知构件长度 ，滑块行程 ，要求滑块在极限位置E1、E2时的机构压力角 。
计算各构件长度 、 和 。
12．已知凸轮逆时针方向转动，其运动线图 如图示。要求：
(1)求解回程段 的值；
8．什么是机构的自由度？计算自由度应注意那些问题？
9．机构具有确定运动的条件是什么？若不满足这一条件，机构会出现什么情况？
10．平面四杆机构的基本形式是什么？它有哪些演化形式？演化的方式有哪些？
11．什么是曲柄？平面四杆机构曲柄存在的条件是什么？曲柄是否就是最短杆？
12．什么是行程速比系数？极位夹角？急回特性？三者之间关系如何？
15．已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a =160mm，齿数
z1 = 20，z2 = 60，求模数和分度圆直径d1、d2。
16．已知一正常齿制直齿圆柱齿轮，m =3mm，z = 25，试分别求出分
度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径，并求出齿顶圆上渐
开线齿廓的曲率半径和压力角。
17．一对正确安装的标准齿轮和齿条啮合，齿轮的齿数z = 25，模数m = 5，若齿轮的转速n=50r/min，试求齿条的移动速度。
22．设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采用的措施是，。
23．在设计直动滚子推杆盘形凸轮机构的工作廓线时发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖现象，此时应采用的措施是。
24．设计凸轮机构时，若量得其中某点的压力角超过许用值，可以用
使压力角减小。
25．凸轮机构主要是由_______、_______和固定机架三个基本构件所组成。
（1）试求有安装误差时下列参数：
l）齿轮与齿条啮合时的节圆半径 和啮合角 ；
2）沿啮合线方向的法向间隙 。
（2）推导出计算重合度 的公式，并计算有安装误差时的重合度。
20．一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知： ＝100mm， ＝20， ＝30， ＝20°， ＝88mm。
（１）试计算下列几何尺寸：
3．构件的自由度为，运动链的自由度为，机构的自由度为。
4．机构具有确定运动的条件是。
5．铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下连杆作用于上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。
6．平面四杆机构中，是否存在死点，取决于是否与连杆共线。
7．曲柄滑块机构中，当与处于两次互相垂直位置之一时，出现最小传动角。
8．平面连杆机构由一些刚性构件用____副和____副相互联接而组成。
18．为什么滚子从动件是最常用的从动件型式？
19．凸轮机构从动件的常用运动规律有那些？各有什么特点？
20．图解法绘制凸轮轮廓的原理是什么？为什么要采用这种原理？
21．什么情况下要用解析法设计凸轮的轮廓？
22．设计凸轮应注意那些问题？
23．从现有的机器上找出两个凸轮机构应用实例，分析其类型和运动规律。
13．什么是平面连杆机构的死点？举出避免死点和利用死点进行工作的例子。
14．平面铰链四杆机构的主要演化形式有哪几种？它们是如何演化来的？
15．平面四杆机构的设计方法有哪几种？它们的特点是什么？
16．凸轮机构的应用场合是什么？凸轮机构的组成是什么？通常用什么
办法保证凸轮与从动件之间的接触？
17．凸轮机构分成哪几类？凸轮机构有什么特点？
16．平面连杆机构的急回特性系数K______________。
17．凸轮常用运动规律中，运动规律既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。
18．滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从到的最短距离。
19．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。
20．凸轮的轮廓曲线取决。
21．平底从动件盘形凸轮机构中基圆半径应由条件来确定。
38．要求一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标准中心距，并保持无侧隙啮合，此时应采用传动。
39．斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来看都是的。
40．一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为。
41．蜗杆的标准模数和标准压力角在面，蜗轮的标准模数和标准压力角在面。
42．直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以作为基准。
(2)若推程段许用压力角 为 ，推导出最小基圆半径和导路偏距之间的关系式。
题12图
13．设 ；求证：
（1）类速度 ；
（2）类加速度 。
式中t为时间，s为位移，h为行程，t0为从动件完成一个推程所用时间， 为推程运动角， 为凸轮转角，凸轮以等角速度 转动。
14．已知渐开线基圆半径rb =35mm，求向径为rk =55mm处渐开线的压力角αk和曲率半径ρk各为多少？
（1）中心距 ；
（2）啮合角 ；
（3）有无齿侧间隙？
（4）径向间隙 ；
（5）实际啮合线长度 。
23．已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，按标准中心距安装，齿轮的齿数 ， ，模数 mm，分度圆压力角 ，齿顶高系数
40．观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计
算出传动和转向。
三、计算题
1．在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，并判断该机构运动是否确定；若有复合铰链与局部自由度，虚约束则在图上明确指示（打箭头的为原动件）。
（a）
（b）
（c）
题1图
2．在图示机构中， ，试计算其自由度。
解题要点：
题4图
5．计算图示机构的自由度，并画出高副低代的机构简图。
题5图
6．分析图示机构的杆组（凡是高副，应先进行高副低代），并确定杆组及机构的级别（图中有箭头的为原动件）。
题6图
7．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）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件为原动件）。若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。
47．一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为______。
48．家用缝纫机踏板机构属于四杆机构中的。
49．内燃机中的曲柄滑块机构工作时是以_______为主动件。
50．从动杆的端部形状有_______、_______和平底三种。
二、简答题
1．机器、机构与机械有什么区别？各举出两个实例。
30．随着凸轮压力角α增大，有害分力F2将会_______而使从动杆自锁“卡死”，通常对移动式从动杆，推程时限制压力角α_______。
.31．渐开线标准齿轮是指 、 、 、 均为标准值，且分度圆齿厚齿槽宽的齿轮。
32．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。
33．用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的线与轮坯的圆之间作纯滚动。