机械设计基础：第六章 轮系

轮系及其设计习题解答样本

32'1 O 12 3'O 3 O 4 4O 2 第六章 齿轮系及其设计习题解答 6.1 在图示手摇提高装置中，已知各轮齿数为201=z ，502=z ，153=z ， 304=z ，406=z 。试求传动比16i 并指出提高重物时手柄转向。 解：2001 152040305053164216=????==z z z z z z i 方向：从左往右看为顺时针方向。 题 6.1 图 题 6.2 图 6.2 在图示轮系中，各轮齿数为201=z ，402=z ，202='z ，303=z ，203='z ，404=z 。试求：（1）传动比i 14；（2）如要变更i 14符号，可采用什么办法？ 解： （1） 620 202040304032143214-=????==''z z z z z z i 由于该轮系为空间定轴轮系，其方向只能用画箭头办法判断，又轮4轴线与轮1平行，通过画箭头判断轮4和轮1转向相反，故在传动比前加“—” （2）如要变更i 14符号，可将齿轮3和4变为内啮合齿轮，或在3、4间加一种惰轮。 6.3 在图示机械式钟表机构中，E 为擒纵轮，N 为发条盘，S 、M 、及H 分别为秒针、分针和时针。已知：721=z ，122=z ，643=z ，84=z ，605=z ，86=z ，607=z ， 68=z ，89=z ，2410=z ，611=z ，2412=z ，求秒针和分针传动比SM i 和分针与时针传动比MH i 。 解： 该轮系为平面定轴轮系，故有

60886460)1(463524664=??=-====z z z z n n i n n i M S SM 12682424)1(11912102129912=??=-==== z z z z n n i n n i H M MH 题 6.3 图 题 6.4 图 6.4 图示为一滚齿机工作台传动机构，工作台与蜗轮5固联。已知：2011=='z z ，352=z ，505=z 287=z ，蜗杆164==''z z ，旋向如图所示，若要加工一种齿数325='z 齿轮， 试求挂轮组齿数比42z z '。 解：该轮系为空间定轴轮系，故有 120503524432154325115????==='''z z z z z z z z z z n n i =??=== ''''''120322861575151z z z z n n i 又 5115''=i i 联立解得：64 125z 42='z 6.5 在图示轮系中，已知181=z ，302=z ，182='z ， 363=z ，183='z ，364=z ，24='z （右旋蜗杆 ），605=z ，205='z ，齿轮模数2=m mm ，若m in 10001r n =（方向如图所示），求齿条6线速度υ大小和方向。

《机械设计基础》答案

《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图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。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 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。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程mm s 50=，偏距 mm e 16=，行程速度变化系数2.1=K ，求曲柄和连杆的长度。 解：由K=1.2可得极位夹角 第三章 凸轮机构 3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB 段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角Φ。 3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C 点为圆心的圆盘，试求轮廓上D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。

机械设计基础第一章

《机械设计基础》电子教案 第一章机械设计基础概论 课题机械设计基础概论 授课日期授课类型理论课课时 教学目标了解机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学内容机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学方法教师讲解与学生领悟、练习相结合。 教学资源多媒体教室，多媒体课件 教学步骤及主要内容备注教学环节教学内容

讲授新知 第一节机械及其组成 1 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能力、物流和 (1)动力部分。 (2) (3) (4)控制部分。 2 机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用运动副连接起来的构件系统。 1 从运动学的角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这些运动单元称为构件。构件可以是单一的整体(如活塞)，也可以 2 零件是组成构件的基本单元。零件可以分为两类，一类是通用零件，在各种机器中普遍使用，如螺母、齿轮、键等；另外一类是专用零件，在少数机器中使用，如内燃机的曲轴，汽轮机中 第二节机械设计的基本要求和一般程序 机械零件的常见失效形式有断裂或过大的塑性变形，过大的弹性变形，工作表面失效（如磨损、疲劳点蚀、表面压馈、胶合等），发生强烈的振动以及破坏正常工作条件引起的失效（如连 1. 2. 3. 4. 5. 6.其他方面的要求 （1）根据零件在机械中的地位和作用，选择零件的类型和结（2）分析零件的载荷性质，拟定零件的计算简图，计算作用（3）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的（4）分析零件可能出现的失效形式，决定计算准则和许用应

机械设计基础第6章

第6章圆柱齿轮传动 6.1 齿轮传动的特点、应用和分类 6.1.1齿轮传动的特点 齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m 以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 6.1.2齿轮传动的类型 6.2 渐开线的形成原理及其基本性质 6.2.1 渐开线的形成 直线BK沿半径为rb的圆作纯滚动时，直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆。 --- 渐开线上rb --- 基圆半径；BK --- 渐开线发生线； k K点的展角 6.2.2 渐开线的性质

（1）发生线沿基圆滚过的线段长度等 于基圆上被滚过的相应弧长。 由于发生线BK在基圆上作纯滚动，故 （2）渐开线上任意一点法线必然与基 圆相切。换言之，基圆的切线必为渐开 线上某点的法线。 因为当发生线在基圆上作纯滚动时，它 与基圆的切点B是发生线上各点在这 一瞬时的速度瞬心，渐开线上K点的轨 迹可视为以B点为圆心，BK为半径所 作的极小圆弧，故B点为渐开线上K 点的曲率中心，BK为其曲率半径和K点的法线，而发生线始终相切于基圆，所以渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。（3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。 （4）渐开线的形状只取决于基圆大小。 基圆愈小，渐开线愈弯曲；基圆愈大，渐开线愈平直。当基圆半径为无穷大，其渐开线将成为一条直线。 （5）基圆内无渐开线。 6.2.3 渐开线方程 建立渐开线方程式前，我们先了解一下渐开线压力角的概 念：

机械设计基础习题答案第6章

6-1 齿轮啮合传动应满足哪些条件？ 答：齿轮啮合传动应满足：1.两齿轮模数和压力角分别相等；2.12 1≥= p B B b ε，即实际啮 合线B 1 B 2大于基圆齿距p b 。3. 满足无侧隙啮合，即一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差为零。 6-2 齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效？ 答：1.轮齿折断。设计齿轮传动时，采用适当的工艺措施，如降低齿根表面的粗糙度，适当增大齿根圆角、对齿根表面进行强化处理（如喷丸、辗压等）以及采用良好的热处理工艺等，都能提高轮齿的抗折断能力。 2.齿面点蚀。可采用提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度等措施来提高齿面抗点蚀能力。 3.齿面磨损。减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施可减轻或避免磨粒磨损。 4.齿面胶合。可适当提高齿面硬度及降低表面粗糙度，选用抗胶合性能好的材料，使用时采用粘度较大或抗胶合性较好的润滑油等。 5.塑性变形。为减小塑性变形，应提高轮齿硬度。 6-3 现有4个标准齿轮：m 1=4mm ，z 1=25；m 2=4mm ，z 2=50；m 3= 3mm ，z 3=60；m 4=2.5mm ，z 4=40。试问：（1）哪两个齿轮的渐开线形状相同？（2）哪两个齿轮能正确啮合？（3）哪两个齿轮能用同一把滚刀加工？这两个齿轮能否改成同一把铣刀加工？ 答：1.根据渐开线性质4，渐开线的形状取决于基圆半径，基圆半径 ααc o s 2 c o s r mz r b ==。当两齿轮基圆半径相等时，其齿廓形状相同。 98.46cos 2 cos 1 1 11 r == =ααz m r b 97.93cos 2 cos 21 2 22r ===ααz m r b 38.56cos 2 cos 3 3 31b3 r == =ααz m r 98.46cos 2 cos 4 4 44r == =ααz m r b 因此，齿轮1和4渐开线形状相同。 2.两个齿轮能正确啮合条件是两齿轮模数和压力角分别相等。因此，齿轮1和2能够正确啮合。 3.齿轮利用滚刀加工时，只要齿数和压力角相等，齿轮都可用同一把刀具加工。因此，齿轮1和2可用同一把刀具加工。 不能。铣刀加工齿轮为仿形法。需渐开线形状相同。 6-4 什么是软齿面和硬齿面齿轮传动？设计准则是什么？ 答：软齿面齿轮齿面硬度≤350HBS ，应齿面齿轮齿面硬度＞350HBS 。其设计准则分别为：

第六章-轮系计算题专项训练(附答案)教学文案

第六章轮系计算题专项训练（答案） 1、如图所示，已知：z 1=16，z=32，z 2 ，=20，z 3 =40，蜗杆z 3 ，=2，蜗轮z 4 =40，n 1 =800r/min。 试求蜗轮的转速n 4 并确定各轮的回转方向。 2、在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z 3、z 4、z4'、z 5、z5'、z6。求传动比i16。 i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5' 3、图示轮系中蜗杆1为双头左旋蜗杆Z 1 =2，转向如图所示。蜗轮的齿数为Z2=50，蜗杆2为单头右旋蜗杆Z2’=1, 蜗轮3的齿数为Z3=40, 其余各轮齿数为Z3’=30, Z4=20, Z4’=26, Z5=18, Z5’=46, Z6=16, Z7=22。求i17。

i17=Z2Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2'Z3'Z4'Z5'Z6=50*40*20*18*22/2*1*30*26*46= 220.7 4、在习题图8所示的轮系中，已知z 1=15 , z 2=25 , z 2’=15 , z 3=30 , z 3’=15 , z 4=30, z 4’=2 , z 5=60, 若n 1=500 r/min ，求齿轮5转速的大小和方向。 （n 5=2.5 r/min , 顺时针） 2002 15151560 3030254534231251=??????=='''z z z z z z z z n n ，)/(5.2200 500 20015m r n n === ；齿轮5的方向可以画箭头确定。

5、在图示轮系中，已知z 1、z 2、z 2'、z 3、z 4、 z 4'、 z 5、 z 5' 、z 6。 求传动比i 16。 6、如图所示轮系，已知122344524,46,23,48,35,20,48z z z z z z z ''=======，1O 为主动轴。试计算轮系的传动比15i 并确定齿轮5的转动方向。 7、 在如图所示的轮系中，已知Z 1 ＝2（右旋），Z 2＝60，Z 3＝15，Z 4＝30，Z 5＝15， Z 6＝30，求： （1）该轮系的传动比i 16 ＝？ （2）若n 1＝1200 r / min ，求轮6的转速大小和方向？

第六章 轮系(A卷)

第六章轮系（A卷） 年级第学期专业班级《机械基础》课程 提示： （1）考试时间为100分钟。满分值为100分。 （2）请把答案填入答题纸的相应位置。 一、填空题：（每空1分，共10分） 1.在轮系中，惰轮常用于传动和需要改变的场合。 2.定轴轮系中的传动比等于之比，也等于该轮系中与之比。 3.对于轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，其各轮转向只能用的方法表示。 4.在各齿轮轴线相互平行的轮系中，若齿轮的啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向；若为奇数，首轮与末轮的转向。 5.由一系列相互啮合齿轮所构成的传动系统称为。 6.当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线的位置相对于机架固定不变的轮系称为。 二、单选题：（每题1分，共10分） 1.轮系的末端是螺旋传动，已知末轴转速k n=80r/min，三线螺杆的螺距为 4mm，则螺母每分钟移动距离为（）mm。 A．240 B．320 C．960 2.当两轴相距较远，且要求瞬时传动比准确，应采用（）传动。 A．带B．链C．轮系 3.轮系采用惰轮的主要目的是使机构具有（）功能。 A．变速B．变向C．变速和变向 4.在轮系中，若齿轮与轴各自转动，互不影响，则齿轮与轴之间的位置关系是（）A．空套B．固定C．滑移 5.在轮系中，齿轮与轴之间滑移，是指齿轮与轴周向固定，齿轮可沿（）滑移。 A．周向B．轴向C．纵向 6.在轮系中，（）既可以是主动轮又可以是从动轮，对总传动比没有影响，起改变末端件回转方向的作用。 A．惰轮B．蜗轮蜗杆C．锥齿轮 7.定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数（）。 A．无关B．有关，成正比C．有关，成反比 8.轮系的末端是齿轮齿条传动，已知小齿轮的模数m=3mm，齿数 z = 25 ，末轴转速n k=75r/min，则齿条每分钟移动的距离为（）mm。 A．17662.5 B．5625 C．5887.5 9.主动轴转速为1200r/min，若要求从动轴获得12r/min的转速，应采用（）传动。 A．一对直齿圆柱齿轮B．链C．轮系 10.在轮系中，两齿轮间若增加（）个惰轮时，首、末两轮的转向相同。 A．1 B．2 C．4 三、判断题：（每题1分，共12分） 1.轮系既可以传递相距较远的两轴之间的运动，又可以获得很大的传动比。（） 2.在轮系中，某一个齿轮，既可以是前级的从动轮，又可以是后级的主动轮。（） 3.采用轮系，可使结构紧凑，缩小传动装置的空间，节约材料。（） 4.在轮系中，齿轮与轴之间固定，是指齿轮与轴一同转动，且齿轮能沿轴向移动。（） 5.轮系中，若各齿轮轴线相互平行时，则可用画箭头的方法确定从动轮转向，也可用外啮合的齿轮对数确定。（） 6.采用轮系传动可以获得很大的传动比。（） 7.轮系可以方便地实现变速要求，但不能实现变向要求。（）

第六章轮系测试题

第六章轮系测试题 姓名分数 一、单项选择题 1、若齿轮与轴各自转动、互不影响则齿轮与轴的关系是( )。 A.空套 B.固定 C.滑移 2、齿轮与轴之间滑移是指齿轮与轴周向固定、齿轮可沿( )。 A.周向滑移 B.轴向滑移 C.周向与轴向滑移 3、在机械传动中为了获得较大的传动比可采用的传动是( )。 A.齿轮 B.蜗杆 C.轮系 4、在机械传动中将主动轴的一种转速变换为从动轴的多种转速或需要改变从动轴的回转方向采用的传动是( )。 A.齿轮 B.蜗杆 C.轮系 5、轮系运转时所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变的轮系是( )。 A.定轴轮系 B.周转轮系 C.混合轮系 6、轮系运转时至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的、而是绕另一个齿轮的几何轴线转动的轮系是( )。 A.定轴轮系 B.周转轮系 C . 混合轮系 7、齿轮在轴上的固定方式有几种( )。 8、齿轮与轴之间固定即齿轮与轴一同转动也不能沿轴向移动的固定方式称为( )。 A.固定 B.空套 C.滑移

9、齿轮与轴滑移是指齿轮可沿轴向方向移动、在周向的方向是齿轮与轴( )。 A.固定 B.空套 C.滑移 10、齿轮与轴一同转动、但齿轮可沿轴向滑移的固定方式称为( )。 A.固定 B.空套 C.滑移 11、可以作较远距离传动的机构是( )。 A.齿轮 B.轮系 C.蜗杆 12、一对外啮合的齿轮传动中、两轮的旋转方向( )。 A.相同 B.相反 C.没关系 13、一对内啮合的齿轮传动中、两轮的旋转方向( )。 A.相同 B.相反 C.没关系 14、利用中间齿轮可以改变从动齿轮的( )。 A.速度 B.转向 C.大小 15、在轮系中各齿轮轴线互相平行时、若外啮合齿轮的对数是偶数则首轮与末轮的转向( )。 A.相同 B.相反 C.没关系 16、在轮系中对总传动比毫无影响但起到改变齿轮副中从动轮回转方向作用的齿轮被称为( )。 A.主动轮 B.从动轮 C.惰轮 17、定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数( )。 A.无关 B.成正比 C.成反比 18、若主动轴转速为1200r/min、若要求从动轴获得12r/min的转速应采用的传动是( )。 A.一对直齿圆柱齿轮 B.链 C.轮系

第章轮系及其设计习题解答

已知各轮齿数为 Z i = 20，Z 2 = 50，Z 3 = 15， z 4 =30 ， z 6 = 40。试求传动比i i6并指出提升重物时手柄的转向。 Z 1Z 3Z 5 20 15 1 方向：从左往右看为顺时针方向。 Z 4 =40。试求：（1）传动比i 14；（2）如要变更i 14的符号，可采取什么措施? 解：（1） i Z 2Z 3Z 4 40 30 40 14 、Z 2Z 3= 20 20 20 八 6 由于该轮系为空间定轴轮系，其方向只能用画箭头的方法判断，又轮 4的轴线与轮1 平行，通过画箭头判断轮 4和轮1的转向相反，故在传动比前加"一” （2）如要变更 码的符号，可将齿轮3和4变为内啮合齿轮，或在3、4间加一个惰轮。 6.3 在图示的机械式钟表机构中， E 为擒纵轮，N 为发条盘，S 、M 、及H 分别为秒 针、分针和时针。已知：z 1 =72 , z 2 =12 , z 3 = 64, z 4 = 8 , z 5 = 60, z 6 = 8 , z 7 = 60 , Z s =6 , Z 9 =8 ,乙0 =24 , Z 11 =6 , Z 12 = 24，求秒针和分针的传动比i sM 和分针与时 针的传动比i MH 。 解： 该轮系为平面定轴轮系，故有 第六章 齿轮系及其设计习题解答 Z 2Z 4Z 6 50 30 40 = 200 i SM 6.1在图示的手摇提升装置中, O i Z i = 20， 2' O 2 ][ 题6.2图 一 0 4 O 3 Z 2 = 40， Z 2 = 20， Z 3 = 30， Z 3 =20，

n s n M =i64 吕十1)2 n4z6z48 8 _“M _i i MH 二-i 912 “H 匹 n12 = (T) 2 乙0乙2 Z9Z11 24 24 8 6

最新机械设计基础教案——第6章间歇运动机构.docx

第 6 章间歇运动机构 （一）教学要求 1．掌握各种常用机构的工作原理 2．了解各种机构的组成及应用 （二）教学的重点与难点 1．工作原理 2．常用机构的应用 （三）教学内容 6.1槽轮机构 一、组成、工作原理 1．组成：具有径向槽的槽轮，具有圆销的构件，机架 2．工作原理： 构件 1→连续转动；构件2（槽轮）→时而转动，时而静止 当构件 1 的圆销 A 尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁住弧被构件 1 的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。 当构件 1 的圆销 A 开始进入槽轮径向槽的位置，锁住弧被松开，圆销驱使槽轮传动。 当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件 1 的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。 往复循环。 4 个槽的槽轮机构：构件 1 转一周，槽轮转1 周。4

6 个槽的槽轮机构：构件 1 转一周，槽轮转1 周。6 二、槽轮机构的基本尺寸和运动系数 1．基本尺寸 b l (r r s )r s——圆销的半径 r l sin2b——槽轮回转中心到径向槽底的距离 a l cos2a——槽轮回转中心到径向槽口的距离 r——圆销中心到构件 1 中心的距离 l ——两轮回转中心之间的距离 2．运动系数（τ ）：槽轮每次运动的时间 m t 之比。 t 对主动构件回转一周的时间 t m21（构件 1 等速回转） t2 2 1——槽轮运动时构件 1 转过的角度 （通常，为了使槽轮 2 在开始和终止运动时的瞬时角速度为零。以避免圆销与槽发生撞击，圆销进入、退出径向槽的瞬间使O1A ⊥O2A ） ∴ 2 1222 Z ∴ 21Z211 22Z2Z 讨论： 1、τ>0，∴ Z ≥3 τ=0，槽轮始终不动。 2、111 2Z ：槽轮的运动时间总小于静止时间。 2 3、要使1 ，须在构件 1 上安装多个圆销。2 设 K为均匀分布的圆销数， K (Z2) 2Z 三、槽轮机构的特点和应用 优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。 缺点：①对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。 ②在转动始、末，加速度变化较大，有冲击。 应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。 电影放映机中，用以间歇地移动影片。 自动机中的自动传送链装置。（布图）

国家开放大学机械设计基础形成性考核习题及答案

机械设计基础课程形成性考核作业（一） 第1章 静力分析基础 1．取分离体画受力图时，__CEF__力的指向可以假定，__ABDG__力的指向不能假定。 A ．光滑面约束力 B ．柔体约束力 C ．铰链约束力 D ．活动铰链反力 E ．固定端约束力 F ．固定端约束力偶矩 G ．正压力 2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在__B__的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简便。 A ．与已知力垂直 B ．与未知力垂直 C ．与未知力平行 D ．任意 E ．已知力作用点 F ．未知力作用点 G ．两未知力交点 H ．任意点 3．画出图示各结构中AB 构件的受力图。 4．如图所示吊杆中A 、B 、C 均为铰链连接，已知主动力F ＝40kN,AB ＝BC ＝2m,α＝30?.求两吊杆的受力的大小。 解：受力分析如下图 列力平衡方程： 又因为 AB=BC 第2章 常用机构概述 1．机构具有确定运动的条件是什么? 答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动 2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？ 答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。 3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 （1）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （2）n ＝5，P L ＝7，P H ＝0 C 处为复合铰链 （3）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （4）n ＝7，P L ＝9，P H ＝1 E 、E ’有一处为虚约束 F 为局部自由度 C 处为复合铰链 第3章 平面连杆机构 1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C_为机架，将得到双曲柄机构。 A ．最长杆 B ．与最短杆相邻的构件 C ．最短杆 D ．与最短杆相对的构件 2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。 a ）双曲柄机构 b ）曲柄摇杆机构 c ）双摇杆机构 d ）双摇杆机构 3．在图示铰链四杆机构中，已知，l BC =150mm ，l CD =120mm ，l AD =100mm ，AD 为机架；若想得到双曲柄机构，求l AB 的最小值。 解：要得到双曲柄机构，因此AD 杆必须为最短杆； 若AB 为最长杆，则AB ≥BC ＝150mm 若BC 为最长杆，由杆长条件得： 因此AB l 的最小值为130mm 4．画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。 ．如下图： 第4章 凸轮机构 1．凸轮主要由__凸轮___，___推杆__和___机架___三个基本构件组成。 2．凸轮机构从动件的形式有__尖顶_从动件，_滚子_从动件和_平底__从动件。 3．按凸轮的形状可分为__盘形_凸轮、_圆柱_凸轮和__曲面__凸轮。 4．已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R ＝25mm ，凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm ，滚子半径r T =5mm 。试求： （1）凸轮的基圆半径R O ＝？解：（1）mm r L R R T 15515250=+-=+-= （2） （4）mm r L R L r R S T T 98.10)()(22=----+=

轮系及其设计习题解答

3 2' 1 O 1 2 3'O 3 O 4 4 O 2 第六章 齿轮系及其设计习题解答 在图示的手摇提升装置中，已知各轮齿数为201=z ，502=z ，153=z ， 304=z ，406=z 。试求传动比16i 并指出提升重物时手柄的转向。 解：2001 152040 305053164216=????== z z z z z z i 方向：从左往右看为顺时针方向。 题 图 题 图 在图示轮系中，各轮齿数为201=z ，402=z ，202='z ，303=z ，203='z ， 404=z 。试求：（1）传动比i 14；（2）如要变更i 14的符号，可采取什么措施 解： （1） 620 202040 304032143214-=????== ''z z z z z z i 由于该轮系为空间定轴轮系，其方向只能用画箭头的方法判断，又轮4的轴线与轮1平行，通过画箭头判断轮4和轮1的转向相反，故在传动比前加“—” （2）如要变更i 14的符号，可将齿轮3和4变为内啮合齿轮，或在3、4间加一个惰轮。 在图示的机械式钟表机构中，E 为擒纵轮，N 为发条盘，S 、M 、及H 分别为秒针、分针和时针。已知：721=z ，122=z ，643=z ，84=z ，605=z ，86=z ，607=z ， 68=z ，89=z ，2410=z ，611=z ，2412=z ，求秒针和分针的传动比SM i 和分针与时 针的传动比MH i 。 解： 该轮系为平面定轴轮系，故有 608864 60)1(463524664=??=-==== z z z z n n i n n i M S SM 126 824 24)1(11912102129912=??=-==== z z z z n n i n n i H M MH

机械设计基础答案

《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11

1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知： s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中，BCA AB BC ∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 045sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时

方向如图中所示

第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图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。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 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。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。

机械设计基础答案

第一章 前面有一点不一样，总体还行~~~ 1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。 为零件选材时应考虑的主要要求： 1.使用方面的要求： 1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态， 2）零件的工作条件， 3）对零件尺寸及重量的限制， 4）零件的重要程度， 5）其他特殊要求。 2.工艺方面的要求。 3.经济方面的要求。 1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4. 解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。 45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。 40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr 元素。 65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn元素。 ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450. HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa. ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。 LC4表示铝硅系超硬铝。 1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？ 解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。 第二章 2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？ 解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。 第二强度理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，适用于石料、混凝土、铸铁等脆性材料的失效场合。 第三强度条件：认为最大切应力是引起屈服的主要因素，适用于低碳钢等塑性材料的失效场合。 2-15.画出图示梁的弯矩图。

机械设计基础-课后答案

第三章部分题解参考 3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆 杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？ 习题3-5图 习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为： 14233 2345=-?-?=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度 计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。 解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。其自由度为： 1 15243 2345=-?-?=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。其自由度为： 1 23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。 习题3-6(a)图 习题3-6(d)图 解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。 自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F

习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。 自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。 解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F A 、 B 、 C 、 D 为复合铰链 原动件数目应为1 说明：该机构为精确直线机构。当满足B E =BC =CD =DE ，AB =AD ， AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF

机械原理 第6章 轮系及其设计习题解答

机械原理 第六章 齿轮系及其设计习题解答 6.1 在图示的手摇提升装置中，已知各轮齿数为201=z ，502=z ，153=z ， 304=z ，406=z 。试求传动比16i 并指出提升重物时手柄的转向。 解：16= i 题 6.1 6.2 404=z 。试求：（1）传动比i 14；（2）如要变更i 14的符号，可采取什么措施？ 解： （1） 620 202040 304032143214-=????== ''z z z z z z i 由于该轮系为空间定轴轮系，其方向只能用画箭头的方法判断，又轮4的轴线与轮1平行，通过画箭头判断轮4和轮1的转向相反，故在传动比前加“—” （2）如要变更i 14的符号，可将齿轮3和4变为内啮合齿轮，或在3、4间加一个惰轮。 6.3 在图示的机械式钟表机构中，E 为擒纵轮，N 为发条盘，S 、M 、及H 分别为秒针、分针和时针。已知：721=z ，122=z ，643=z ，84=z ，605=z ，86=z ，607=z ， 68=z ，89=z ，2410=z ，611=z ，2412=z ，求秒针和分针的传动比SM i 和分针与时 针的传动比MH i 。 解： 该轮系为平面定轴轮系，故有 608864 60)1(463524664=??=-==== z z z z n n i n n i M S SM 126 824 24)1(11912102129912=??=-==== z z z z n n i n n i H M MH

题 6.3 图 题 6.4 图 6.4 图示为一滚齿机工作台的传动机构，工作台与蜗轮5固联。已知：2011=='z z ， 352=z ，505=z 287=z ，蜗杆164==''z z ，旋向如图所示，若要加工一个齿数32 5='z 的齿轮， 试求挂轮组齿数比42z z '。 解：该轮系为空间定轴轮系，故有 12050 3524432154325115????=== '''z z z z z z z z z z n n i =??=== ''''''1 2032 2861575151z z z z n n i 又 5115''=i i 联立解得： 64 125 z 42='z 6.5 在图示轮系中，已知181=z ，302=z ，182='z ， 363=z ，183='z ，364=z ， 24='z （右旋蜗杆 ），605=z ，205='z ，齿轮的模数2=m mm ，若m i n 1 0001r n =（方向如图所示），求齿条6的线速度υ的大小和方向。 解：该轮系为空间定轴轮系，故有 200218181860363630432154325115=??????=== ''z z z z z z z z n n i min 5200 1000 15155r i n n n === =' 齿条6的线速度为

朱明zhubob机械设计基础第六章齿轮传动习题答案

第六章 1．齿轮传动的类型有哪些？ 直齿圆柱齿轮传动(其中包括外啮合、内啮合及齿轮与齿条的啮合传动)；斜齿圆柱齿轮传动及人字齿圆柱齿轮传动；齿轮轴线相交的直齿圆锥齿轮和曲齿圆锥齿轮传动；齿轮轴交错的齿轮传动：螺旋齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。 2．什么是渐开线？它有哪些特性？ 轴上缠线,拉紧一个线头,让该线绕圆轴运动且始终与圆轴相切,那么线上一个定点在该平面上的轨迹就是渐开线。 直线在圆上纯滚动时,直线上一点K 的轨迹称为该圆的渐开线。 （1）发生线上线段长度等于基圆上被滚过的弧长；（2）渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切。（3）渐开线愈接近基圆部分的曲率半径愈小，在基圆上其曲率半径为零。（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。 3．什么是分度圆、齿距、模数、和压力角？何谓“标准齿轮”？ 对标准齿轮来说，齿厚与齿槽宽相等的圆称为分度圆。相邻两轮齿在分度圆上同侧齿廓对应点间的弧长称为齿距。齿轮传动中，齿距p 除以圆周率π所得到的商称为模数。渐开线在分度圆上的压力角称为标准压力角（简称压力角）。标准齿轮：分度圆上齿厚等于齿槽宽，而且模数、压力角以及齿顶高与模数之比、齿根高 与模数之比均为标准值。 4．某标准直齿轮的齿数z = 30，模数m = 3，试求该齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶高、齿根高、齿高、齿距、齿厚。 直接运用公式求解 5．已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a = 250 mm ，齿数z 1 = 20，z 2 = 80，齿轮1为主动轮，试计算传动比i 12，分别求出两齿轮的模数和分度圆直径。 答：412=i ，m=5mm ，d1=100mm ，d2=400mm 6．一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p = 9.42 mm ，中心距a = 75 mm ，传动比i 12 = 1.5:1，试计算两齿轮的模数及齿数。 答：m=3mm ，z1=20，z2=30

第章 轮系及其设计习题解答

第六章 齿轮系及其设计习题解答 6.1 在图示的手摇提升装置中，已知各轮齿数为201=z ，502=z ，153=z ， 304=z ，406=z 。试求传动比16i 并指出提升重物时手柄的转向。 解：16= i 题 6.1 6.2 404=z 。试求：（1）传动比i 14；（2）如要变更i 14的符号，可采取什么措施？ 解： （1） 620 202040 304032143214-=????== ''z z z z z z i 由于该轮系为空间定轴轮系，其方向只能用画箭头的方法判断，又轮4的轴线与轮1平行，通过画箭头判断轮4和轮1的转向相反，故在传动比前加“—” （2）如要变更i 14的符号，可将齿轮3和4变为内啮合齿轮，或在3、4间加一个惰轮。 6.3 在图示的机械式钟表机构中，E 为擒纵轮，N 为发条盘，S 、M 、及H 分别为秒针、分针和时针。已知：721=z ，122=z ，643=z ，84=z ，605=z ，86=z ，607=z ， 68=z ，89=z ，2410=z ，611=z ，2412=z ，求秒针和分针的传动比SM i 和分针与时 针的传动比MH i 。 解： 该轮系为平面定轴轮系，故有 608864 60)1(463524664=??=-==== z z z z n n i n n i M S SM 126 824 24)1(11912102129912=??=-==== z z z z n n i n n i H M MH

题 6.3 图 题 6.4 图 6.4 图示为一滚齿机工作台的传动机构，工作台与蜗轮5固联。已知：2011=='z z ， 352=z ，505=z 287=z ，蜗杆164==''z z ，旋向如图所示，若要加工一个齿数32 5='z 的齿轮， 试求挂轮组齿数比42z z '。 解：该轮系为空间定轴轮系，故有 12050 3524432154325115????=== '''z z z z z z z z z z n n i =??=== ''''''1 2032 2861575151z z z z n n i 又 5115''=i i 联立解得： 64 125 z 42='z 6.5 在图示轮系中，已知181=z ，302=z ，182='z ， 363=z ，183='z ，364=z ， 24='z （右旋蜗杆 ），605=z ，205='z ，齿轮的模数2=m mm ，若m i n 1 0001r n =（方向如图所示），求齿条6的线速度υ的大小和方向。 解：该轮系为空间定轴轮系，故有 200218181860363630432154325115=??????=== ''z z z z z z z z n n i min 5200 1000 15155r i n n n === =' 齿条6的线速度为

机械设计基础第一章课后答案

1-1机构、机器和机械有何区别？ 机器由各种机构组合而成，机器和机构统称为机械。 1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？答：组成子系统及其功能如下： （1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。 （2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。 （3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或 对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。 （4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调 有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。 1-3构件与零件的区别？ 构件既可以由单一的零件组成，也可以由几个零件组成。 1-4什么是专用零件？什么是通用零件？请举例 专用零件：仅在某一类型的机器中使用的零件，如内燃机的曲轴、活塞，水轮机中的叶片等。 通用零件：在各类机器中广泛应用的零件，如齿轮、螺钉、螺母、轴、弹簧等。 1-5机械设计的一般程序 （1）提出设计任务，拟定设计计划 （2）确定机械传动方案 （3）技术设计 （4）技术文件编制 1-6在机械设计中，常用的材料有哪些 钢、铸铁、非铁金属材料、非金属材料及复合材料等。 1-7在机械设计中，选用材料的依据是什么 （1）满足使用性能要求

（3）加工工艺性能的要求 （4）综合经济效益的要求 1-8机械零部件标准化的意义 （1）质量好，成本低 （2）互换性好 （3）采用标准化的零件可节省设计时间，使设计者能将主要精力用在关键零件的设计上 （4）交流方便 1-10本课程的主要任务 本课程的主要任务涉及机械系统中常用机构和通用零部件设计的基本概念、基本理论、基本方法和设计计算，以及与此相关的标准、规范、手册、图标等技术资料的运用。 1-11机械零部件常见的失效形式有哪些 零件断裂，过大的塑性变形，零件表面被磨损或腐蚀，零件表面出现胶合或点蚀等。 1-12在机械设计中，主要的计算准则 （1）强度准则 （2）刚度准则 （3）耐磨性 （4）震动稳定性 1-13机械设计应满足的基本要求是什么 （1）满足功能、运动和动力性能的要求 （2）工作安全可靠的要求 （3）市场需求和经济性的要求 （4）机械零件工艺性和标准化的要求