机械原理习题集

图四 图五
5、如图五所示偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮以角速度逆时针方向转动。
1）试在图中画出凸轮的理论廓线、偏置圆和基圆；
2）用反转法标出当凸轮从图示位置转过90度时机构的压力角和从动件的位移s。
6、试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角（凸轮转向如箭头所示）。
7、已知图七为一摆动滚子从动件盘形凸轮机构。现要求：１）画出凸轮的理论廓线及其基圆；２）标出在图示位置时从动件2所摆过的角度△Ψ；3）标出在图示位置时此凸轮机构的压力角。
1)当取d为机架时，它为何种类型的机构？为什么？
2)能否用选用不同杆为机架的办法来得到双曲柄机构与双摇杆机构？如何得到这类机构？
3)在图上标出当以d为机架、a为原动件时机构的最小传动角γmin。
4)该机构以何杆为原动件，在什么位置时会出现死点？
13、在图示机构中，试求AB为曲柄的条件。如偏距e=0，则杆AB为曲柄的条件又应如何？试问当以杆AB为机架时，此机构将成为何种机构？
13、如图十三所示的周转轮系中,已知各轮齿数为Z1=39,Z2=78,Z2ˊ=39,Z3=20,试求传动比iH3。
图十三 图十四
14、在图十四所示复合轮系中，已知各齿轮的齿数为Z1=17，Z2=23，Z2ˊ=20，Z3=60，Z3′=20，Z4=40，构件H的转速nH=200r/min,转向如图示，试求轮4的转速n4的大小和转向。
3、图示铰链四杆机构中，AB杆为主动件，CD杆为从动件，虚线小圆为各铰链处之摩擦圆。已知构件CD上作用有生产阻力R，若不计构件的自重和惯性力，试确定：1）图示位置时，主动构件AB的转向；2）图示位置时，连杆BC所受的作用力R12和R32的作用线。（3）作用在主动件1上的驱动力矩M1的方向以及约束反力R21与R41的方位。
（1）从E点接触到F点接触凸轮所转过的角度φ。
（2）F点接触时压力角αF；
（3）由E点接触到F点接触推杆的位移s；
（4）找出最大压力角的机构位置，并标出αmax。
第十一章 齿轮系及其设计
一、综合题
1、在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n1=2880r/min，转动方向如图示，其余各轮齿数为Z2=80，Z2′=40，Z3=60，Z3′=36，Z4=108，试：
9、一重量 ，在图示的力P作用下，斜面等速向上运动。若已知： ，滑块与斜面间的摩擦系数 。试求力P的大小及斜面机构的机械效率。
2、已知曲柄摇杆机构摇杆CD的长度L =75㎜，机架AD的长度L =100㎜，行程速比系数K=1.25，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角φ=45°。试求曲柄和连杆的长度L 、L 。
图七 图八
8、在图八所示的轮系中,已知Z1=Z4′=40, Z1′=Z2= Z4=20,Z2′=30, Z3=30,Z3′=15，试求: i1H
9、图九所示轮系中，Z1=Z2′=40，Z2=Z3=Z5=20，Z4=80试判断该属何种轮系？并计算传动比i15=？
图九 图十
10、图十所示的轮系中，已知各齿轮齿数Z1=20， Z2=30，Z3=80，Z4=40,Z5=20，轮1的转速n1=1000 r/min，方向如图，试求：轮5的转速n5的大小和方向。
四、综合题
1、图一所示为一对心滚子直动从动件圆盘形凸轮机构，已知凸轮的角速度 ，试在图上画出凸轮的基圆；标出机构在图示位置时的压力角 和从动件的位移 ；并确定出图示位置从动件的速度 。
图一 图二
2、在图二所示凸轮机构，要求：1）给出该凸轮机构的名称；2）画出的凸轮基圆；3）画出在图示位置时凸轮机构的压力角和从动件（推杆）的位移。
1）求曲柄、连杆和机架的长度LAB、LBC和LAD；
2）判别该机构是否具有曲柄存在。
11、在图示铰链四杆机构中，已知各杆长度 ， ， ， 。
１）试确定该机构是否有曲柄？
２）若以构件AB为原动件，试画出机构的最小传动角；
３）回答在什么情况下机构有死点位置？
12、在如图所示的铰链四杆机构中，若各杆长度为a=200mm，b=800mm，c=500 mm，d=600mm。试问：
11、在图十一所示轮系中，设已知各轮齿的齿数Z1=1（右旋），Z2=57，Z2′=19，Z3=17，Z4=53，又知蜗杆转速n1=1000r/min，转向如图示。试求：轮5的转速n5的大小和方向。
图十一 图十二
12、如图十二所示轮系.已知各齿轮的齿数为Z1=20,Z2=40,Z2ˊ=30,Z3=40,Z3′=20,Z4=90轮1的转速n1=1400r/min,转向如图示，试求系杆H的转速nH的大小和方向:
（a） （b）
第三章平面机构的运动分析
一、综合题
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 直接在图上标出）。
2、已知图示机构的输入角速度1,试用瞬心法求机构的输出速度3。要求画出相应的瞬心，写出3的表达式，并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。
１）这是铰链四杆机构基本型式中的哪一种？为什么？
２）若以AB为原动件，此机构有无急回运动？为什么？
３）当以AB为原动件时此机构的最小传动角发生在何处？（在图上标出）
４）该机构以何杆为原动件时，在什么情况下会出现死点？在图上作出死点发生的位置。
8、在图示的四杆机构中，已知lAB=20mm，lBC=60mm，lBD=50mm，e=40mm，试确定：
图二图三
3、在图三所示的齿轮系中,设已知各轮齿数Z1=Z2=Z3ˊ=Z4=20,又齿轮1, 3＇，3,5同轴线,均为标准齿轮传动。若已知齿轮1的转速为n1=1440r/min，试求齿轮5的转速。
4、在图四所示轮系中，已知：各轮齿数为Z1=Z3=Z4′=15,Z2=60，Z4=Z5=30，试求传动比i15：
5、如图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28mm, l2=52mm, l3=50mm, l4=72mm,试求：
１）当取杆4为机架时，作出机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角φ、最小传动角γmin并求行程速比系数K；
２）当杆1为机架时，将演化为何种类型的机构?为什么？并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆动副；
3、图示凸轮机构中，已知凸轮实际轮廓是以O为圆心，半径R=25mm的圆，滚子半径r=5mm，偏距e=10mm，凸轮沿逆时针方向转动。要求：1）在图中画出基圆，并计算其大小；2）分别标出滚子与凸轮在C、D点接触时的凸轮机构压力角 ；3）分别标出滚子与凸轮在C、D点接触时的从动件的位移 。
4、试画出图四所示凸轮机构中凸轮1的理论廓线，用反转法标出从动件2的最大升程h以及相应的推程运动角δ0。在图示位置时传动压力角α为多少？
图四 图五
5、已知图五所示轮系中各轮的齿数：Z1=20，Z2=40，Z3=15，Z4=60，轮1的转速为n1=120r/min，转向如图。试求轮3的转速n3大小和转向。
6、在图示的轮系中,已知Z1=Z3=Z4=Z6=Z8=20, Z2=Z5=40, Z7=Z9=80,求i19=?
7、在图七所示的轮系中,已知Z1=20，Z2=40,Z2′=30,Z3=100 ,Z4=90,求i14的大小
6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。
9试判断在图示的两个机构中，B点是否存在哥氏加速度？又在何位置时其哥氏加速度为零？作出相应的机构位置图。
图七 图八
8、已知如图八所示的直动平底推杆盘形凸轮机构，凸轮为r=30mm的偏心圆盘，AO=20mm。试求：
（1）基圆半径和升程；
（2）推程运动角、回程运动角、远休止角、近休止角；
（3）凸轮机构的最大压力角和最小压力角；
9、如图所示的凸轮机构中，凸轮为偏心轮，转向如图。已知R=30mm，LOA=10mm，r0=10mm, E、F为凸轮与滚子的两个接触点。试在图上标出：
３）当取杆3为机架时，又将演化为何种机构？这时A、B两个转动副是否仍为周转副？
6、已知曲柄摇杆机构ABCD的摇杆长度LCD=50mm，摇杆摆角ψ=40o，行程速比系数K=1.5，机架长LAD=40mm，试用作图法求出该机构的曲柄和连杆长LAB和LBC。
7、量出下图所示平面铰链四杆机构各构件的长度，试问：
二．综合题
1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？
2．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。
（a） （b）
3．计算图示各机构的自由度。
（a） （b）
（c） （d）
10、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度 （即速度矢量 ）。试作出各机构在图示位置的速度多边形。
11、在图示齿轮连杆机构中，已知曲柄1的输入转速1恒定，试就图示位置求：
（1）分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小；
（2）Байду номын сангаас范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号；
VC2= VB+ VC2BVC4= VC2+ VC4C2
6、在图示双滑块机构中，转动副A与B处的虚线小圆表示磨擦圆，在滑块1上加F力推动滑块3上的负载Q，若不计各构件重量及惯性力，试在图上画出构件2所受作用力的作用线。
8、在图示的曲柄滑块机构中，虚线小圆表示转动副处的磨擦圆。若不计构件的重力和惯性力，试在图上画出图示瞬时作用在连杆BC上的运动副总反力的方向。
（e） （f）
4．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。
（a）（b）
（c） （d）
5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。