机械设计基础习题与答案5要点

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机械设计基础习题与答案5

一、填空题（每小题2分，共20分）

1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小约束数为 1 个。

2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。

3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为 曲柄摇块机构 。

4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。

5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有 柔性 冲击。

6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。

7、 —

8、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮机构 等。

9、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。

10、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机构 、 凸轮机构

等。

11、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为：

212121n n n n m m ααββ==-=，， 。

二、简答题（每小题5分，共25分）

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1、何谓三心定理

答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上 。

2、 简述机械中不平衡惯性力的危害

答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦

和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产生强迫振动。

~

3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁

现象是否相同试加以说明

答：（1）不同。

（2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰

好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现了顶死现象。

死点本质：驱动力不产生转矩。

机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无

论如何增大驱动力，也无法使其运动的现象。

自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等于 驱动力的有效分力。

4、 <

5、

棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么不同

答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平稳，但转角不能改变。

6、 简述齿廓啮合基本定律。

答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。

三、计算题（共45分）

1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分）

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!

其中A 、B 、C 处各有一个转动副；A 处有一个移动副；即0',0,4,

3====F p p n h l ；

所以该机构自由度为： 1

04233'

)2(3=-+⨯-⨯=-+-=）（F p p n F h l

2、已知一条渐开线，其基圆半径mm r b 50=，试求该渐开线在向径mm r K 65=的点K 处的曲率半径K ρ，压力角K α及展角。（5分） mm r r b k k 5.4150652222=-=-=ρ

︒===69.36)50

5.41()(actg r actg b k

k ρα ︒==-︒=-=14.6107.0180

9.369.36tan tan 弧度πααθk k k 1 2

3 A

B

C

)

3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5分）

! 见图该机构有构件数n=4；所以瞬心数为：

623424=⨯=C （1）P 12、P 23 、P 34可直接判断获得，分别在A 、B 、C 点处。 （2）构件1、4组成移动副，所以P 14 在垂直导路的无穷远处。 （3）求P 13构件1、3非直接接触，采用三心定理。 P 13在构件1、2、3形成的三个瞬心构成的直线上，即直线AB 上

P 13同时也在构件1、3、4形成的三个瞬心

构成的直线上，即直线c ’c ’’上 所以P 13在直线AB 与直线c ’c ’’的交点

处，当AB 垂直BC 时，AB//c ’c ’’，此时，P 13在垂直BC 的无穷远处。

（4）求P24构件2、4非直接接触，采用三心定理。

< P 24在构件1、2、4形成的三个瞬心构成的直线上，即直线AB 上

P 24同时也在构件2、3、4形成的三个瞬心构成的直线上，即直线BC 上

所以P 24在直线AB 与直线BC 的交点处，即B 点。

4、 在图示的电动卷扬机中，已知其每一对齿轮的效率3,'22,1ηη和，以及鼓轮的效率4η均为，

滑轮的效率96.05=η，载荷kN Q 50=，其上升的速度s m v /2.0=，求电动机的功率。（10分）

、

A P 12

B

C P 34 P 24 P 23 ） 2

3 4 P 14 ∞

c —

\

解：工作机效率为：KW Qv P 102.050=⨯==工

机构总效率为：82.096.095.03543'22,1=⨯==ηηηηη 电动机功率为：KW P P 2.1282.010===η工电机 5、 图示的轮系中，已知各轮齿数为32,64,36',34,3243221=====z z z z z ， 24,1765==z z 。若轴A 按图示方向以1250r/min 的转速回转，轴B 按图示方向以600r/min 的转速回转，试确定轴C 的转速大小和方向。（15分）

答：

齿轮1、2、2’、3、4组成行星轮系部分；

,

齿轮4、5、6组成定轴轮系部分； 其中行星轮系部分的传动比：

9

1736326434'2132

3113-=⨯⨯-=-=--=z z z z n n n n i H H H （1） 定轴轮系部分：

34243256454664====

z z z z n n i （2） 由图中可知：

H n n =4 （3）

】

由式1、2、3式联立可得：

min /303r n =（方向同1、6）

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