武丽梅主编机械原理习题答案剖析
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解：1）计算机构自由度，判定机构是否具有确定运动
先去掉虚约束，再计算机构自由度：
该机构具有确定运动
在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动，若已知 z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
解： 2)齿轮3、5的齿数确定：
3） n3及n5
( a） (b）
1、计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束应注明。
F 3n 2 pl ph 3 8 2 11 1
1
复合铰链B 局部自由度K 虚约束EF(或CD或 AB)
2、画出图示机构的全部瞬心。
6个瞬心
3、在图示机构中，P为作用于原动件1上的驱动力，Q为阻抗力。细线小 圆为摩擦圆，各位置的摩擦角大小如图所示。试确定在图示位置时，作用 于构件2上的运动副中的总反力FR12和FR32的大小和方向
宽度B=30mm，求第二对斜齿轮的重合度及第二对斜齿轮的当量齿数。
z2
z3
解（1） a12 m1,2( z1 z2 ) 2 68
否
a34 m3,4( z3 z4 ) 2 66.25
（2）不等变位齿轮的正传动
（3）
z1 z4
11、在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动， 若已知z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
Wmax 0.5 2500 / 2 625
JF
900Wmax
2n2
1.99
kg m2
Wmax
6、图示为一偏心直动滚子推杆盘形凸轮机构，各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知， 要求：
（1）画出凸轮机构的基圆。 （2）画出推杆在B点接触时的压力角。 （3）画出推杆从最低点升至A位置时的位移及凸轮对应的转角。 （4）按照给定的等分点在右图上画出推杆的位移曲线。（要求作图时保留作图线）
各轮压力角均为 20
z3 21 z4 32 m3,4 2.5mm
试问：（1）这两对直齿轮能否均用标准齿轮传动？
（2）若第二对采用变位齿轮传动，应采用何种类型的变位齿轮传动？
（等变位齿轮传动，不等变位齿轮的正传动，不等变位齿轮的负传动）
（3）若第二对采用斜齿轮来凑此中心距，螺旋角应为多少？若第二对齿轮
7、如图所示，已知曲柄AB的长度为a，机架AD的长度为d，曲柄的两 个位置AB1、AB2和摇杆CD上某一标线DE的两个位置DE1、DE2对应， 试设计一连杆BC与机架AD相等的四杆机构。（要求扼要说明设计步 骤，保留作图线）
所设计的机构为AB1C1D
所设计的机构为AB2C2D
8、图示凸轮机构中各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知，要求 （1）画出基圆。 （2）画出推杆在A、B点接触时的压力角。（3）画出推杆在图示A位置 时的位移。 （4）画出推杆处于A位置时凸轮对应的转角。
9、在图示机构中，齿轮1、2、3为标准齿轮，
，已知各齿轮模数均为2mm ， Z1 20 , Z 3 17 , Z4 30 , ha 1, c 0.25, 20
1、2齿轮和3、4齿轮的中心距相等， a12 a34 50mm 。要求：
1)计算齿轮2的齿数及齿轮1、2的分度圆直径，齿顶圆直径，基圆直径； 2)若齿轮1、2的重合度为1.25，该对齿轮的实际啮合线有多长? 3)若齿轮3、4为标准齿轮，这对齿轮的齿顶间隙为多少？ 4)若齿轮3、4为变位齿轮传动，这对齿轮的啮合角为多少？ 5)若将3、4齿轮改为斜齿传动，其他参数不变，这时齿轮3的分度圆直径为多少？
4） a cos a cos 27.96
5） a34 mn ( z3 z4 ) 2 cos 2 ( 17 30 ) 2 cos 50
d 3 mz 3 cos 36.17
19.9
10、 题图所示为共轴线的两级直齿圆柱齿轮减速器，已知
z1 15 z2 53 m1,2 2mm
源自文库
1) a12 m( z1 z2 ) 2 50
db d cos
z2 30
d zm da d 2ha
2） B1B2=1.25Pb=1.25πmcosα=7.38mm
3） a34 m( z3 z4 ) 2 2 (17 30 ) 2 47
C C * m ( a a ) 3.5mm
（1）速度不均匀系数δ和平均转速nm； (2)等效驱动力矩的大小；(3)最大盈亏功 ⊿Wmax；（4）不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯 量。
解： nm ( nmax nmin ) / 2 1500rpm
( nmax
nmin
) nm
0.04
Md 5000 2 2500( Nm )
4 如图已知各构件尺寸、各转动副的摩擦圆、各移动副的摩擦角，水平阻力 Q，忽略各构件的重力和惯性力，求作用于构件2上的平衡力Fb
5、一机械传动系统的等效阻力矩如图所示。在一个稳定运动循环(运动循环周期为 2π)中，等效驱动力矩为常数，等效构件机械主轴的最大转速为1530r/min，最 小转速为1470r/min，试求：
先去掉虚约束，再计算机构自由度：
该机构具有确定运动
在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动，若已知 z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
解： 2)齿轮3、5的齿数确定：
3） n3及n5
( a） (b）
1、计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束应注明。
F 3n 2 pl ph 3 8 2 11 1
1
复合铰链B 局部自由度K 虚约束EF(或CD或 AB)
2、画出图示机构的全部瞬心。
6个瞬心
3、在图示机构中，P为作用于原动件1上的驱动力，Q为阻抗力。细线小 圆为摩擦圆，各位置的摩擦角大小如图所示。试确定在图示位置时，作用 于构件2上的运动副中的总反力FR12和FR32的大小和方向
宽度B=30mm，求第二对斜齿轮的重合度及第二对斜齿轮的当量齿数。
z2
z3
解（1） a12 m1,2( z1 z2 ) 2 68
否
a34 m3,4( z3 z4 ) 2 66.25
（2）不等变位齿轮的正传动
（3）
z1 z4
11、在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动， 若已知z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
Wmax 0.5 2500 / 2 625
JF
900Wmax
2n2
1.99
kg m2
Wmax
6、图示为一偏心直动滚子推杆盘形凸轮机构，各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知， 要求：
（1）画出凸轮机构的基圆。 （2）画出推杆在B点接触时的压力角。 （3）画出推杆从最低点升至A位置时的位移及凸轮对应的转角。 （4）按照给定的等分点在右图上画出推杆的位移曲线。（要求作图时保留作图线）
各轮压力角均为 20
z3 21 z4 32 m3,4 2.5mm
试问：（1）这两对直齿轮能否均用标准齿轮传动？
（2）若第二对采用变位齿轮传动，应采用何种类型的变位齿轮传动？
（等变位齿轮传动，不等变位齿轮的正传动，不等变位齿轮的负传动）
（3）若第二对采用斜齿轮来凑此中心距，螺旋角应为多少？若第二对齿轮
7、如图所示，已知曲柄AB的长度为a，机架AD的长度为d，曲柄的两 个位置AB1、AB2和摇杆CD上某一标线DE的两个位置DE1、DE2对应， 试设计一连杆BC与机架AD相等的四杆机构。（要求扼要说明设计步 骤，保留作图线）
所设计的机构为AB1C1D
所设计的机构为AB2C2D
8、图示凸轮机构中各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知，要求 （1）画出基圆。 （2）画出推杆在A、B点接触时的压力角。（3）画出推杆在图示A位置 时的位移。 （4）画出推杆处于A位置时凸轮对应的转角。
9、在图示机构中，齿轮1、2、3为标准齿轮，
，已知各齿轮模数均为2mm ， Z1 20 , Z 3 17 , Z4 30 , ha 1, c 0.25, 20
1、2齿轮和3、4齿轮的中心距相等， a12 a34 50mm 。要求：
1)计算齿轮2的齿数及齿轮1、2的分度圆直径，齿顶圆直径，基圆直径； 2)若齿轮1、2的重合度为1.25，该对齿轮的实际啮合线有多长? 3)若齿轮3、4为标准齿轮，这对齿轮的齿顶间隙为多少？ 4)若齿轮3、4为变位齿轮传动，这对齿轮的啮合角为多少？ 5)若将3、4齿轮改为斜齿传动，其他参数不变，这时齿轮3的分度圆直径为多少？
4） a cos a cos 27.96
5） a34 mn ( z3 z4 ) 2 cos 2 ( 17 30 ) 2 cos 50
d 3 mz 3 cos 36.17
19.9
10、 题图所示为共轴线的两级直齿圆柱齿轮减速器，已知
z1 15 z2 53 m1,2 2mm
源自文库
1) a12 m( z1 z2 ) 2 50
db d cos
z2 30
d zm da d 2ha
2） B1B2=1.25Pb=1.25πmcosα=7.38mm
3） a34 m( z3 z4 ) 2 2 (17 30 ) 2 47
C C * m ( a a ) 3.5mm
（1）速度不均匀系数δ和平均转速nm； (2)等效驱动力矩的大小；(3)最大盈亏功 ⊿Wmax；（4）不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯 量。
解： nm ( nmax nmin ) / 2 1500rpm
( nmax
nmin
) nm
0.04
Md 5000 2 2500( Nm )
4 如图已知各构件尺寸、各转动副的摩擦圆、各移动副的摩擦角，水平阻力 Q，忽略各构件的重力和惯性力，求作用于构件2上的平衡力Fb
5、一机械传动系统的等效阻力矩如图所示。在一个稳定运动循环(运动循环周期为 2π)中，等效驱动力矩为常数，等效构件机械主轴的最大转速为1530r/min，最 小转速为1470r/min，试求：