机械设计基础复习

第一章 平面机构的自由度和速度分析 1-1至1-4绘制出下图机构的机构运动简图
答案：
1-5至1-12指出下图机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度。

1-5解 滚子是局部自由度，去掉
n=6 p 8l = p 1h = F=3×6-2×8-1=1
1-6解 滚子是局部自由度，去掉
n 8= 11l P = 1h P = F=3×8-2×11-1=1
1-7解 n 8= 11l P = 0h P = F=3×8-2×11=2
1-8解n 6= 8l P = 1h P = F=3×6-2×8-1=1
1-9解 滚子是局部自由度，去掉
n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2
1-10解 滚子时局部自由度，去掉右端三杆组成的转动副，复合铰链下端两构件组成的移动副，去掉一个.
n 9= 12l P = 2h P = F=3×9-2×12-2=1
1-11解最下面齿轮、系杆和机架组成复合铰链
n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2
1-12解 n 3= 3l P = 0h P = F=3×3-2×3=3
第2章 平面连杆机构
2-1 试根据2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

（a ）40+110<90+70 以最短的做机架，时双曲柄机构，A B 整转副
（b ）45+120<100+70 以最短杆相邻杆作机架，是曲柄摇杆机构，A B 整转副 （c ）60+100>70+62 不存在整转副 是双摇杆机构
（d ）50+100<90+70 以最短杆相对杆作机架，双摇杆机构 C D 摆转副
2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。

图中标注箭头的构件为原动件。

10.如题10图所示四杆机构中，若原动件为曲柄，试标出在图示位置时的传动角γ及机构处于最小传动角min γ时的机构位置图。

解：min γ为22AB C D 时的机构位置。

11.在题11图所示的摆动导杆机构中，构件1为主动件，构件3为从动件，试在图中画出该机构的极位夹角θ
解：如题11解图所示
12.如图12所示四杆机构中，若远动间为曲柄，试标出在图示位置时传动角γ及机构处于最小传动角min γ时的机构位置图
解：min γ为11AB C 时机构位置
第3章 凸轮机构
14.设计一个对心直动尖顶从动件盘型凸轮机构的凸轮廓线，已知凸轮顺时针方向转动，基圆半径0r =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，从动件在最高位置停止不动；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，从动件在最低位置不动。

（0.001/l s m mm ==μμ）
齿轮机构
4-2 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z 1=20，z 2=60,求模数和分度圆直径。

（1）a=(d 1+d 2)/2=(z 1+z 2)m/2=160 解得m=4
(2) d 1=mz 1=4*20=80; d 2=mz 2=4*60=240
轮系
5-1 在图所示双级蜗轮传动中，已知右旋蜗杆1的转向如图所示，试判断蜗轮2和蜗轮3的转向，用箭头表示。

5-2 在图所示的轮系中，已知z 1=15,z 2=25, '2z =15,Z 3=30, '
3z =15 4z =30, '4z 2=(右旋)，5z 60=，'5z 20=（m=4mm ）,若n 1=500r/min ，求齿条6线速度v
大小和方向
解：（1）求传动比i 15
(2)求v 6, ''554*2080d mz ===,'
'55d π齿轮周长 顺时针转动方向指向右。

5-3 如图所示轮系中，已知蜗杆单头且右旋，转速n 1=1440r/min ，转动
方向如图所示，其余各轮齿数为：''
23423z 40,z 20,z 30,z 18,z 54=====，（1）说明轮系属于何种类型。

（2）计算齿轮4的转速n 4。

（3）在图中标注齿轮4的转动方向。

（1）定轴轮系
（2）''11
2342341201814408/min 403054
z z z n n r z z z •••⨯⨯==⨯=••⨯⨯ （3）n 4方向←
齿轮传动
11-16. 在图中画出作用在斜齿轮3和锥齿轮2上的圆周力F t ,轴向力F a ，径向力F r 的作用线和方向
答案：
11-17. 如图所示为三级展开式圆柱斜齿轮减速器传动布置方案，为了减小轮齿偏载和试轴上的齿轮产生的轴向力相互抵消一部分，请用图表示应该如何变动该传动的布置方案。

（1）使输入轴和输出轴上的齿轮远离输入端和输出端以减小偏载
（2）使Ⅱ、Ⅲ轴上各对齿轮轮齿螺旋线方向相同，可使其轴向力方向相反
答案如下:
11-18. 一对直齿锥齿轮传动如图所示，轮1主动，转向如图所示，试在图中画出轮1所受各分力的方向，并写出轮1和轮2各分力之间的对应关系。

（1）各分力如图所示
（2）121212,,t t r a a r F F F F F F ===
蜗杆传动
3.如图所示为一斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动，小斜齿轮1主动，已知蜗轮轮齿螺旋线为右旋，转向如图所示。

试在图中标出：
（1）蜗杆轮齿的螺旋线方向及转向
（2）大斜齿轮轮齿螺旋线方向，要求大斜齿轮所产生的轴向力能与蜗杆的轴向力抵消一部分
（3）小斜齿轮轮齿的螺旋线方向及轴的转向
（4）蜗杆轴（包括大斜齿轮）上各作用力的方向，画出受力图（各以三个分力表示）。

答案如下；
轴
14-9.仅从轴的结构设计考虑（不考虑轴承的润滑及轴的圆角过渡等问题），指出图中存在的错误并改进。

○
1轴与轴承端盖不应接解 ○
2应有调整垫片 ○
3缺少圆周固定，应加键连接 ○
4传动件一侧应有肩环固定
○5与轮毂配合段轴颈长度应比毂长小1mm-2mm
○6轴承安装距离过长，应加一轴肩
○7轴段挡圈固定，轴颈应缩进轮毂1mm-2mm
滚动轴承
16-9 指出图中所示轴系结构上的主要错误并改正（齿轮用油润滑，轴承用脂润滑）
○1应有调整垫片
○2缺少挡油板
○3与轮毂配合段轴颈长度应比轮毂长小1mm-2mm
○4应为角接触球轴承
○5轴承安装方向错误
○6端盖和轴之间不应接触，要有间隙
○7应加密封圈
○8轴承不能轴向定位
○9缺少轴向定位，加轴肩
○10键连接应完全伸出轴承端盖，且距端盖有一定的距离
○1箱体上与轴承端盖接触面应有凸台，减少加工面积
○2应有调整垫片
○3缺少挡油板
○4同一轴上的键应在同一母线上
○5与轮毂配合段轴颈长度应比轮毂长小1mm-2mm
○6轴承外圈过定位，内侧肩环取消
○7端盖和轴之间不应接触，要有间隙
○8应加密封圈
○9轴承缺少轴向定位，采用套筒定位
○10轴端挡圈固定，轴颈应缩进轮毂1mm-2mm ○11传动件应在箱体中间。