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）''11234234

12018

14408/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