机械原理作业集

第二章机构的结构分析

作业题：

1．图示为一简易冲床的初拟方案。设计思路是：动力由齿轮1输入，轴A连续转动，固联与轴A上的凸轮推动杠杆3使冲头4上下往复运动实现冲压工艺，试绘出其机构运动简图，分析能否实现上述构思，并提出两种修改意见（以机构运动简图表示）。

2．如图所示为一小型压力机。图中齿轮1与偏心轮1ˊ为同一构件，绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕轴C上下摆动；同时又通过偏心轮1ˊ、连杆2、滑槽3使C轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，计算其自由度。

3．图示是一为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。若以胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲

90°时的机构运动简图。

4．试绘出下列各机构的机构示意图，计算其自由度，并说明运动是否确定。

5．计算下列各机构的自由度，若存在复合铰链，局部自由度，虚约束请明确指出。

6．计算图示机构的自由度，并分析基本杆组，确定机构的级别。

第八章平面连杆机构及其设计

作业题：

1．图示四杆机构中各杆件长度已知：a=150mm，b=500mm，c=300mm，d=400mm。试问：1）若取杆件d 为机架是否存在曲柄？如存在，哪一杆件为曲柄？2）若分别取其它杆件为机架，可得到什么类型的机构？

2．图示铰链四杆机构ABCD中，各构件长度如图所示（μl=10mm/mm），AB主动，试求：1）两连架杆AB、CD为何类构件？

2）该机构有无急回性质？若有，其行程速比系数K为多少？

3）在图中作出最小传动角γmin对应的机构位置ABCD；

4）若改为以CD杆为主动，该机构有无死点？若有，请用虚线画出死点位置。

3．图示铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。炉门上两铰链相距50cm（图中单位为：cm），炉门打开后成水平位置且要求外侧向上，固定铰链装在yy轴线上，相应位置尺寸如图。试设计该机构。

4．设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD长l CD=75mm，行程速比系数K=1.5，机架长l AD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间夹角Ψ3′=45°，求曲柄和连杆的长度l AB、l BC。

μl=0．002m/mm

5．设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块行程速比系数K=1.5，滑块行程H=50mm，导路偏距e=20mm，求曲柄和连杆的长度l AB、l BC。

μl=0．001m/mm

6．图示为机床变速箱中操纵滑移齿轮的四杆机构，已知滑移齿轮行程H=60mm，l DE=100mm，l CD=120mm，l AD=250mm，其相互位置如图所示。当滑移齿轮至左极限位置时，操作手柄AB位于垂直方向，试设计该机构。

第九章凸轮机构及其设计

作业题：

1．图示为对心直动尖顶推杆盘状凸轮机构，试在凸轮上标出：

1）推程运动角δ0、回程运动角δ0ˊ、近休止角δ01、远休止角δ02；

2）基圆r0，推杆的行程h，图示位置机构的压力角α；

3）设回程时，推杆按等速运动规律运动，试绘制回程时的s2—δ、v2—δ、a2—δ图；

μl =0.001m/mm

2．试标出下图中

1）a图在图示位置时凸轮机构的压力角α，凸轮从图示位置转过90°后推杆的位移s；

2）b图从图示位置升高位移s时，凸轮的转角δ和凸轮机构的压力角α。

3．一偏置尖底直动从动件盘状凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距OD=e=10mm，OA=10mm。凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。

当凸轮在图示位置，即AD⊥CD时，试求：

1）凸轮的基圆半径r0和从动件的行程h；

2）推程运动角δ0、回程运动角δ0′、远休止角δ01和近休止角δ02；

4）图示位置的凸轮机构压力角α；

5）图示位置的凸轮转角δ；

6）图示位置的从动件的位移s；

7）凸轮从图示位置（即推杆在B点与凸轮接触）转过90°时推杆的位移s及凸轮机构的压力角α；

8）若改用对心直动滚子推杆，取滚子半径r r=10mm，试画出凸轮的实际廓线（取内包络线）

9）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？

4．试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的轮廓曲线，已知凸轮以等角速度顺时针回转，正偏距e=10mm，基圆半径r0=30mm，滚子半径r r=10mm。推杆运动规律为：凸轮转角δ＝0°～150°时，推杆等速上升16mm；δ＝150°～180°时，推杆远休止；δ＝180°～300°时，推杆等加速等减速下降16mm；δ＝300°～360°时，推杆近休止。

5．有一摆动滚子推杆盘形凸轮机构（参看教材图9—18），已知l OA=60mm，l AB=50mm，r0=25mm，r r=8mm。

凸轮顺时针方向等速转动，要求当凸轮转过180°时，推杆以余弦加速度运动向上摆动25°，转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。试以作图法设计凸轮的工作廓线。

第十章齿轮机构及其设计

作业题：

1．一标准渐开线直齿圆柱齿轮，模数m=3mm，齿数z=26，齿顶高系数h a*=1，压力角α=20°，试求：齿廓曲线在分度圆和齿顶圆上的曲率半径ρ、ρa和展角θ、θa。

2．标准渐开线直齿圆柱齿轮，压力角α=20°，当齿数z满足什么条件时，其齿根圆大于基圆？

3．设计一对外啮合标准直齿渐开线齿轮传动，已知m=10mm，压力角α=20°，h a*=1，z1=25，i=2.6。

4．若将上题中的中心距a增大，直至刚好能连续传动，试求：

1）传动的啮合角α′；

2）两齿轮的节圆直径d1′、d2′；

3）两齿轮分度圆之间的距离△a；

4）传递的顶隙C。