第1章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1.1 解釋下列概念 1.運(yùn)動(dòng)副；2.機(jī)構(gòu)自由度；3.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；4.機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析；5.高副低代。 1.2 驗(yàn)算下列機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動(dòng)，如果能運(yùn)動(dòng)，看運(yùn)動(dòng)是否具有確定性，并給出具有確定運(yùn)動(dòng)的修改辦法。 題1.2圖 題1.3圖 1.3 繪出下列機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度(其中構(gòu)件9為機(jī)架)。 1.4 計(jì)算下列機(jī)構(gòu)自由度，并說明注意事項(xiàng)。 1.5 計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并確定桿組及機(jī)構(gòu)的級(jí)別(圖a所示機(jī)構(gòu)分別以構(gòu)件2、4、8為原動(dòng)件)。題1.4圖題1.5圖第2章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析2.1 試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心。題2.1圖2.2 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸為lAB =180mm , lBC =280mm , lBD =450mm , lCD =250mm , lAE =120mm , =30, 構(gòu)件AB上點(diǎn)E的速度為 vE =150 mm /s ,試求該位置時(shí)C、D兩點(diǎn)的速度及連桿2的角速度2 。2.3 在圖示的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知lAB =30mm , lAC =100mm , lBD =50mm , lDE =40mm ,1=45,曲柄1以等角速度1=10 rad/s沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。求D點(diǎn)和E點(diǎn)的速度和加速度及構(gòu)件3的角速度和角加速度（用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法）。題2.2圖題2.3圖2.4 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知lAB =50mm , lBC =200mm , xD =120mm , 原動(dòng)件的位置1=30, 角速度1=10 rad/s ，角加速度1=0，試求機(jī)構(gòu)在該位置時(shí)構(gòu)件5的速度和加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。題2.4圖2.5 圖示為機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及相應(yīng)的速度圖和加速度圖。 （1）在圖示的速度、加速度多邊形中注明各矢量所表示的相應(yīng)的速度、加速度矢量。 （2）以給出的速度和加速度矢量為已知條件，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量法寫出求構(gòu)件上D點(diǎn)的速度和加速度矢量方程。 （3）在給出的速度和加速度圖中，給出構(gòu)件2上D點(diǎn)的速度矢量和加速度矢量。題2.5圖2.6 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)尺寸lAB =50mm, lBC =100mm, lCD =20mm , 原動(dòng)件的位置1=30, 角速度1=4=20 rad/s，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量方程圖解法求圖示位置時(shí)構(gòu)件2的角速度2和角加速度2的大小和方向。題2.6圖2.7 在圖示機(jī)構(gòu)構(gòu)件1等速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知機(jī)構(gòu)尺寸lAB =100mm ,角速度為1= 20 rad/s，原動(dòng)件的位置1=30,分別用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法和解析法求構(gòu)件3上D點(diǎn)的速度和加速度。 題2.7圖 題2.8圖2.8 在圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知原動(dòng)件1的長(zhǎng)度為l1 、位置角為1 ，中心距為l4 ，試寫出機(jī)構(gòu)的矢量方程和在x、y軸上的投影方程(機(jī)構(gòu)的矢量三角形及坐標(biāo)系見圖)。2.9 在圖示正弦機(jī)構(gòu)中，已知原動(dòng)件1的長(zhǎng)度為l1=100mm 、位置角為1= 45、角速度1= 20 rad/s，試用解析法求出機(jī)構(gòu)在該位置時(shí)構(gòu)件3的速度和加速度。2.10 在圖示牛頭刨床機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)尺寸及原動(dòng)件曲柄1的等角速度1 ，試求圖示位置滑枕的速度vC 。 題2.9圖 題2.10圖2.11 在圖示平鍛機(jī)中的六桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB 120 mm ，l BC460 mm，lBD 240 mm ，lDE 200 mm ，l EF 260 mm , 30，1 = l0 rad/s , x F500 mm ，yF 180mm 。欲求在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中滑塊3的位移S C、速度vC和加速度a C 及構(gòu)件4、5的角速度4、5和角加速度4、5 , 試寫出求解步驟并畫出計(jì)算流程圖。題2.11圖第3章 平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析3.1 圖示楔形機(jī)構(gòu)中，已知=60，有效阻力Fr=1000N，各接觸面的摩擦系數(shù)f =0.15。試求所需的驅(qū)動(dòng)力Fd。 題3.1圖 題3.2圖3.2 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知F5 =1000N，lAB=100 mm，lBC = lCD =2 lAB，lCE = lED= lDF，試求各運(yùn)動(dòng)副反力和平衡力矩Mb。3.3 在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸、轉(zhuǎn)動(dòng)副軸頸半徑r及當(dāng)量摩擦系數(shù)fv，滑塊與導(dǎo)路的摩擦系數(shù)f 。而作用在滑塊3上的驅(qū)動(dòng)力為Fd 。試求在圖示位置時(shí)，需要作用在曲柄上沿xx方向的平衡力Fb（不計(jì)重力和慣性力）。題3.3圖3.4 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知：x=250mm，y=200mm，lAS2=128mm，F(xiàn)d為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)r為有效阻力，m1= m3=2.75kg，m2=4.59kg，Is2=0.012kgmm2，滑塊3以等速v=5m/s向上移動(dòng)，試確定作用在各構(gòu)件上的慣性力。 題3.4圖 題3.5圖3.5 在圖示的懸臂起重機(jī)中，已知載荷G=5000N，h= 4 m，l=5 m，軸頸直徑d=80 mm，徑向軸頸和止推軸頸的摩擦系數(shù)均為f =0.1。設(shè)它們都是非跑合的，求使力臂轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩Md。3.6 圖示機(jī)構(gòu)中，已知x=110mm，y=40mm， 1=45，lAB=30 mm，lBC=71 mm，lCD=35.5mm，lDE=28 mm，lES2=35.5 mm；1=10 rad/s；m2=2 kg，IS2=0.008 kgmm2。設(shè)構(gòu)件5上作用的有效阻力Fr=500 N，lEF=20 mm，試求各運(yùn)動(dòng)副中的反力及需要加于構(gòu)件1上的平衡力矩Mb。題3.6圖3.7 圖示為一楔塊夾緊機(jī)構(gòu)，其作用是在驅(qū)動(dòng)力Fd的作用下，使楔塊1夾緊工件2。各摩擦面間的摩擦系數(shù)均為f。試求：1）設(shè)Fd已知，求夾緊力Fr；2）夾緊后撤掉Fd，求滑塊不會(huì)自行退出的幾何條件。3.8 如圖所示的緩沖器中，若已知各滑塊接觸面間的摩擦系數(shù)f和彈簧的壓力Q，試求：1）當(dāng)楔塊2、3被等速推開及等速恢復(fù)原位時(shí)力P的大小；2）該機(jī)構(gòu)的效率以及此緩沖器不發(fā)生自鎖的條件。 題3.7圖 題3.8圖3.9 如圖所示，在手輪上加力矩M均勻轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)，使楔塊A向右移動(dòng)并舉起滑塊B，設(shè)楔角=15，滑塊上B的載荷Fv=20kN。螺桿為雙頭矩形螺紋，平均直徑d2=30mm，螺距p=8mm。已知所有接觸面的摩擦系數(shù)f =0.15。若楔塊A兩端軸環(huán)的摩擦力矩忽略不計(jì)，試求所需的力矩M 。 題3.9圖 題3.10圖3.10 圖示機(jī)組是由一個(gè)電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)和減速器，帶動(dòng)兩個(gè)工作機(jī)A和B。已知兩工作機(jī)的輸出功率和效率分別為：PA=2kW、A=0.8，PB=3Kw，B =0.7；每對(duì)齒輪傳動(dòng)的效率1=0.95，每個(gè)支承的效率2=0.98，帶傳動(dòng)的效率3=0.9。求電動(dòng)機(jī)的功率和機(jī)組的效率。第4章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)4.1 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，若AB、BC、CD三桿的長(zhǎng)度分別為：a=120mm ，b=280mm , c=360mm，機(jī)架AD的長(zhǎng)度d為變量。試求； (1) 當(dāng)此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，d的取值范圍； (2) 當(dāng)此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)時(shí) , d的取值范圍； (3) 當(dāng)此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)時(shí) , d的取值范圍。 4.2 如圖所示為轉(zhuǎn)動(dòng)翼板式油泵，由四個(gè)四桿機(jī)構(gòu)組成，主動(dòng)盤繞固定軸A轉(zhuǎn)動(dòng)，試畫出其中一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(畫圖時(shí)按圖上尺寸，并選取比例尺l = 0.0005 m / mm，即按圖上尺寸放大一倍)，并說明它們是哪一種四桿機(jī)構(gòu)。題4.2圖 題4.3圖 4.3 試畫出圖示兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(畫圖要求與題4.2相同)，并說明它們是哪種機(jī)構(gòu)。 4.4 圖示為一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，試求桿AB為曲柄的條件。若偏距e = 0，則桿AB為曲柄的條件又如何? 題4.4圖 題4.5圖 4.5 在圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿的長(zhǎng)度為l1=28 mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72 mm，試求： 1) 當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)的極位夾角、桿3的最大擺角、最小傳動(dòng)角min和行程速比系數(shù)K； 2) 當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，將演化成何種類型的機(jī)構(gòu)?為什么?并說明這時(shí)C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副； 3) 當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，又將演化成何種機(jī)構(gòu)?這時(shí)A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是否仍為周轉(zhuǎn)副? 4.6 設(shè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD中，桿AB、BC、CD、AD的長(zhǎng)度分別為：a=80mm，b=160mm，c=280mm，d=250mm，AD為機(jī)架。試求： 1) 行程速度變化系數(shù)K； 2) 檢驗(yàn)最小傳動(dòng)角min ，許用傳動(dòng)角=40。 4.7 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)曲柄長(zhǎng)度a=120mm，連桿長(zhǎng)度b=600mm，偏距e=120mm，曲柄為原動(dòng)件，試求： 1) 行程速度變化系數(shù)K和滑塊的行程h； 2) 檢驗(yàn)最小傳動(dòng)角min ，=40； 3) 若a與b不變，e = 0時(shí)，求此機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K。 4.8 插床中的主機(jī)構(gòu)，如圖所示，它是由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)ACB和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ADP組合而成。已知LAB=100mm，LAD=80mm，試求： 1) 當(dāng)插刀P的行程速度變化系數(shù)K1.4時(shí)，曲柄BC的長(zhǎng)度LBC及插刀的行程h ； 2) 若K=2時(shí)，則曲柄BC的長(zhǎng)度應(yīng)調(diào)整為多少? 此時(shí)插刀P的行程h是否變化? 題4.8圖 題4.9圖 4.9 圖示兩種形式的抽水唧筒機(jī)構(gòu)，圖a以構(gòu)件1為主動(dòng)手柄，圖b以構(gòu)件2為主動(dòng)手柄。設(shè)兩機(jī)構(gòu)尺寸相同，力F垂直于主動(dòng)手柄，且力F的作用線距點(diǎn)B的距離相等，試從傳力條件來比較這兩種機(jī)構(gòu)哪一種合理。 4.10 圖示為腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈中心A、B在鉛垂線上，要求踏板DC在水平位置上下各擺動(dòng)10，且l DC=500mm，l AD=1000mm 。試求曲柄AB和連桿BC的長(zhǎng)度l AB和l BC，并畫出機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。 題4.10圖 題4.11圖4.11 圖示為一實(shí)驗(yàn)用小電爐的爐門裝置，在關(guān)閉時(shí)為位置El，開啟時(shí)為位置E2，試設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)來操作爐門的啟閉(各有關(guān)尺寸見圖)。在開啟時(shí)爐門應(yīng)向外開啟，爐門與爐體不得發(fā)生干涉。而在關(guān)閉時(shí)，爐門應(yīng)有一個(gè)自動(dòng)壓向爐體的趨勢(shì)(圖中S為爐門質(zhì)心位置)。B、C為兩活動(dòng)鉸鏈所在位置。 4.12 圖示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置，用撥叉DE操縱雙聯(lián)齒輪移動(dòng)，現(xiàn)擬設(shè)計(jì)一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD；操縱撥叉DE擺動(dòng)。已知：l AD=100mm，鉸鏈中心A、D的位置如圖所示，撥叉行程為30mm，撥叉尺寸l ED = l DC =40mm，固定軸心D在撥叉滑塊行程的垂直平分線上。又在此四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，構(gòu)件AB為手柄，當(dāng)它在垂直向上位置AB1時(shí)，撥叉處于位置E1，當(dāng)手柄AB逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過=90而處于水平位置AB2時(shí)，撥叉處于位置E2。試設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。 題4.12圖 題4.13圖 4.13 已知某操縱裝置采用一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其中l(wèi) AB=50mm , l AD =72mm，原動(dòng)件AB與從動(dòng)件CD上的一標(biāo)線DE之間的對(duì)應(yīng)角位置關(guān)系如圖所示。試用圖解法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。 4.14 圖示為一用于控制裝置的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，若已知搖桿與滑塊的對(duì)應(yīng)位置為：1=60、s1=80 mm, 2 = 90、s2 = 60mm，3=120、s3 = 40mm。偏距e =20mm。試設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)。題4.14圖 4.15 如圖所示的顎式碎礦機(jī)，設(shè)已知行程速度變化系數(shù)K=1.25 ，顎板CD(搖桿)的長(zhǎng)度l CD=300mm，顎板擺角=30，試確定：(1) 當(dāng)機(jī)架AD的長(zhǎng)度l AD=280mm時(shí)，曲柄AB和連桿BC的長(zhǎng)度l AB和l BC；(2) 當(dāng)曲柄AB的長(zhǎng)度l AB=50mm時(shí)，機(jī)架AD和連桿BC的長(zhǎng)度l AD和l BC 。并對(duì)此兩種設(shè)計(jì)結(jié)果，分別檢驗(yàn)它們的最小傳動(dòng)角min ，=40。 題4.15圖 題4.16圖 4.16 設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊行程h=50mm，偏距e=20mm，如圖所示。試求曲柄長(zhǎng)度l AB和連桿長(zhǎng)度l BC 。 4.17 在圖示牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，已知中心距l(xiāng)AC =300mm，刨頭的沖程H=450mm，行程速度變化系數(shù)K=2，試求曲柄AB和導(dǎo)桿CD的長(zhǎng)度lAB和lCD。 4.18 試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿CD的行程速度變化系數(shù)K=1.5，其長(zhǎng)度lCD=75mm，搖桿右邊的一個(gè)極限位置與機(jī)架之間的夾角=1=45，如圖所示。機(jī)架的長(zhǎng)度lAD=100mm。試求曲柄AB和連桿BC的長(zhǎng)度lAB 和lBC 。題4.17圖 題4.18圖 4.19 圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)架AD的長(zhǎng)度lAD =100mm，兩連架桿三組對(duì)應(yīng)角為：1=60，1=60：2=105，2=90；3=150，3=120。試用解析法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。題4.19圖第5章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)5.1 如圖所示，B0點(diǎn)為從動(dòng)件尖頂離凸輪軸心O最近的位置，B點(diǎn)為凸輪從該位置逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過90后，從動(dòng)件尖頂上升s時(shí)的位置。用圖解法求凸輪輪廓上與B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的B點(diǎn)時(shí)，應(yīng)采用圖示中的哪一種作法? 并指出其它各作法的錯(cuò)誤所在。題5.1圖5.2 在圖中所示的三個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)中，已知R40 mm，a20 mm ，e15 mm，r r20mm。試用反轉(zhuǎn)法求從動(dòng)件的位移曲線ss ()，并比較之。(要求選用同一比例尺，畫在同一坐標(biāo)系中，均以從動(dòng)件最低位置為起始點(diǎn))。5.3 如圖所示的兩種凸輪機(jī)構(gòu)均為偏心圓盤。圓心為O，半徑為R30mm，偏心距l(xiāng)OA=10mm，偏距e10mm。試求： (1) 這兩種凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程h和凸輪的基圓半徑r 0 ； (2) 這兩種凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角max的數(shù)值及發(fā)生的位置(均在圖上標(biāo)出)。題5.2圖題5.3圖5.4 在如圖所示上標(biāo)出下列凸輪機(jī)構(gòu)各凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45 后從動(dòng)件的位移s及輪廓上相應(yīng)接觸點(diǎn)的壓力角。 題5.4圖 題5.5圖5.5 如圖所示為一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為一偏心圓，其直徑D32 mm，滾子半徑r r = 5 mm ，偏距e = 6 mm 。根據(jù)圖示位置畫出凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓，求出最大行程h、推程角及回程角，并回答是否存在運(yùn)動(dòng)失真。5.6 在圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的部分輪廓曲線，試求：1在圖上標(biāo)出滾子與凸輪由接觸點(diǎn)D1到接觸點(diǎn)D2的運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)過的角度。 2在圖上標(biāo)出滾子與凸輪在D2點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。題5.6圖5.7 試以作圖法設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓曲線。凸輪以等角速度順時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件初始位置如圖所示，已知偏距e = l0 mm , 基圓半徑r 040mm , 滾子半徑r r10mm 。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角= 0150時(shí)，從動(dòng)件等速上升h = 30 mm；=150180時(shí),從動(dòng)件遠(yuǎn)休止；= 180300時(shí)從動(dòng)件等加速等減速回程30 mm ；=300360時(shí)從動(dòng)件近休止。 題5.7圖 題5.8圖5.8 試以作圖法設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓曲線。設(shè)已知凸輪基圓半徑r 030mm，從動(dòng)件平底與導(dǎo)軌的中心線垂直，凸輪順時(shí)針方向等速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過120 時(shí)從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn)動(dòng)上升20mm ，再轉(zhuǎn)過150時(shí)，從動(dòng)件又以余弦加速度運(yùn)動(dòng)回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余90時(shí)，推桿靜止不動(dòng)。這種凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的變化規(guī)律如何? 是否也存在自鎖問題? 若有應(yīng)如何避免？5.9 在如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知擺桿AB在起始位置時(shí)垂直于OB，lOB40mm ，lAB80mm，滾子半徑r r10mm ，凸輪以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過180 時(shí)，從動(dòng)件以正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律向上擺動(dòng)30；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過150時(shí)，從動(dòng)件又以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原來位置，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余30時(shí)，從動(dòng)件停歇不動(dòng)。 題5.9圖 題5.10圖5.10 設(shè)計(jì)一移動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的回轉(zhuǎn)方向和從動(dòng)件的起始位置如圖所示。已知凸輪的平均半徑Rm40mm，滾于半徑r r10mm 。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過180時(shí)，從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升60 mm；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余180 時(shí)，從動(dòng)件以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原處。5.11 如圖所示為書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過擺桿滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑塊D左右移動(dòng)，完成推書工作。已知滑塊行程H= 80mm，凸輪理論廓線的基圓半徑r 050mm ，lAC160 mm ，lOD120 mm ，其它尺寸如圖所示。當(dāng)滑塊處于左極限位置時(shí)，AC與基圓切于B點(diǎn)；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過120時(shí)，滑塊以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律向右移動(dòng)80mm ；當(dāng)凸輪接著轉(zhuǎn)過30時(shí)，滑塊在右極限位置靜止不動(dòng)；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過60時(shí)，滑塊又以等加速等減速運(yùn)動(dòng)向左移動(dòng)至原處；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過一周中最后150時(shí)，滑塊在左極限位置靜止不動(dòng)。試設(shè)計(jì)該凸輪機(jī)構(gòu)。5.12 圖示為滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，已知R=30mm , lOA15 mm , lCB145 mm , lCA45 mm , 試根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理圖解求出：凸輪的基圓半徑r 0 ，從動(dòng)件的最大擺角max和凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角0 。(r 0、max和0請(qǐng)標(biāo)注在圖上，并從圖上量出它們的數(shù)值)。5.13 在圖示的對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的實(shí)際輪廓線為一圓，圓心在A點(diǎn)，半徑R= 40mm ，凸輪繞軸心逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。lOA25 mm ，滾子半徑r r10mm 。試問： (1) 理論輪廓為何種曲線? (2) 凸輪基圓半徑r 0 = ? (3) 從動(dòng)桿升程h = ? (4) 推程中最大壓力角max = ? (5) 若把滾子半徑改為15 mm，從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)有無變化? 為什么? 題5.11圖 題5.12圖 題5.13圖 題5.15圖5.14 試用解析法設(shè)計(jì)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的理論輪廓曲線和工作廓線。已知凸輪軸置于從動(dòng)件軸線右側(cè)，偏距e = 20mm，基圓半徑r 0 = 50mm，滾子半徑r r =10 mm。凸輪以等角速度沿順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，在凸輪轉(zhuǎn)過角1 =120的過程中，從動(dòng)件按正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升h = 50mm；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過2 = 30時(shí)，從動(dòng)件保持不動(dòng)；其后，凸輪再回轉(zhuǎn)角度3 = 60期間，從動(dòng)件又按余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降至起始位置；凸輪轉(zhuǎn)過一周的其余角度時(shí)，從動(dòng)件又靜止不動(dòng)。5.15 如圖所示設(shè)計(jì)一直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，基圓半徑r 0 =30mm，平底與導(dǎo)路方向垂直。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180 ，從動(dòng)件按簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升25mm；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180 ，從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到最低位。(用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)角可隔10計(jì)算。用計(jì)算器計(jì)算時(shí)，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60、240 的凸輪實(shí)際廓線的坐標(biāo)值。)5.16 設(shè)計(jì)一擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，基圓半徑r 0 =30mm，滾子半徑r r =6 mm，擺桿長(zhǎng)l50mm，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O與擺桿的擺動(dòng)中心之間的距離為lAB60 mm。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180，從動(dòng)件按擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律向遠(yuǎn)離凸輪中心方向擺動(dòng)30 ；凸輪再轉(zhuǎn)過180 ，從動(dòng)件以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到最低位。(用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)角可隔10 計(jì)算，用計(jì)算器計(jì)算時(shí)，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60 、270 的凸輪理論廓線和實(shí)際廓線的坐標(biāo)值。)題5.16圖第六章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)6.1 在圖中，已知基圓半徑r b = 50 mm，現(xiàn)需求： 1) 當(dāng)r k = 65 mm時(shí)，漸開線的展角k 、漸開線的壓力角k和曲率半徑k 。2) 當(dāng)k =20時(shí)，漸開線的壓力角k及向徑r k的值。題6.1圖6.2 當(dāng)壓力角= 20的正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)外直齒輪，當(dāng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒根圓與基圓重合時(shí)，其齒數(shù)z應(yīng)為多少 ? 又當(dāng)齒數(shù)大于以上求得的齒數(shù)時(shí)，試問基圓與齒根圓哪個(gè)大 ?6.3 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪= 20、m =5 mm、z = 40 ，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。6.4 在一機(jī)床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，經(jīng)測(cè)量其壓力角= 20，齒數(shù)z = 40 ，齒頂圓直徑d a = 84 mm ?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該齒輪已經(jīng)損，需重做一個(gè)齒輪代換，試確定這個(gè)齒輪的模數(shù)。6.5 已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)，其齒數(shù)z 1 = 24、z 2 = 110，模數(shù)m =3 mm，壓力角= 20，正常齒制。試求：1) 兩齒輪的分度圓直徑d 1、d 2 ；2) 兩齒輪的齒頂圓直徑d a1 、d a2 ；3) 齒高h(yuǎn) ；4) 標(biāo)準(zhǔn)中心距a ; 5) 若實(shí)際中心距a= 204 mm，試求兩輪的節(jié)圓直徑d 1、d 2。6.6 用卡尺測(cè)量一齒數(shù)z 1 = 24的漸開線直齒輪?，F(xiàn)測(cè)得其齒頂圓直徑d a1 = 208 mm， 齒根圓直徑d f = 172 mm 。 測(cè)量公法線長(zhǎng)度Wk 時(shí)，當(dāng)跨齒數(shù)k = 2時(shí)，Wk = 37.55mm ； k = 3時(shí)，Wk = 61.83 mm 。試確定該齒輪的模數(shù)m 、壓力角、齒頂高系數(shù)h a* ；和頂隙系數(shù)c* 。6.7 一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，已知兩齒輪的齒數(shù)z 1 =23、z 2 = 67，模數(shù)m =3 mm，壓力角= 20，正常齒制。試求：1) 正確安裝時(shí)的中心距a 、嚙合角及重合度，并繪出單齒及雙齒嚙合區(qū)；2) 實(shí)際中心距a=136 mm時(shí)的嚙合角和重合度。6.8 設(shè)有一對(duì)外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知兩輪齒數(shù)分別為z 1 =30、z 2 = 40，模數(shù)m = 20 mm，壓力角= 20，齒頂高系數(shù)h a* = 1。試求當(dāng)實(shí)際中心距a=702.5 mm時(shí)兩輪的嚙合角和頂隙c 。（實(shí)際頂隙就等于標(biāo)準(zhǔn)頂隙加上中心距的變動(dòng)量）6.9 某對(duì)平行軸斜齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)z 1 =20、z 2 =37，模數(shù)m n =3 mm，壓力角= 20，齒寬B1 = 50 mm、B2 = 45 mm , 螺旋角=15，正常齒制。試求：1) 兩齒輪的齒頂圓直徑d a1 、d a2 ；2) 標(biāo)準(zhǔn)中心距a ；3）總重合度 ；4）當(dāng)量齒數(shù)z v 1 、z v 2 。6.10 設(shè)有一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)分別為z 1 =20、z 2 =80，模數(shù)m = 4 mm，壓力角= 20，齒頂高系數(shù)h a* = 1，要求剛好保持連續(xù)傳動(dòng)，求允許的最大中心距誤差a 。 6.11 有一齒條刀具，m =2mm、= 20、h a*= 1。刀具在切制齒輪時(shí)的移動(dòng)速度v刀1mm/s。試求：1) 用這把刀具切制z 14的標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，刀具中線離輪坯中心的距離L為多少? 輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少 ? 2) 若用這把刀具切制z14的變位齒輪，其變位系數(shù)x 0.5，則刀具中線離輪坯中心的距離L應(yīng)為多少 ? 輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少 ?6.12 在圖中所示機(jī)構(gòu)中，所有齒輪均為直齒圓柱齒輪，模數(shù)均為2 mm ，z 1 =15 、z 2 =32、z 3 =20、z 4 =30 ，要求輪1與輪4同軸線。試問： 1) 齒輪1、2與齒輪3、4應(yīng)選什么傳動(dòng)類型最好 ? 為什么 ? 2) 若齒輪1、2改為斜齒輪傳動(dòng)來湊中心距，當(dāng)齒數(shù)不變，模數(shù)不變時(shí)，斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少 ?3) 斜齒輪1、2的當(dāng)量齒數(shù)是多少 ?4）當(dāng)用范成法（如用滾刀）來加工齒數(shù)z 1 =15的斜齒輪1時(shí)，是否會(huì)產(chǎn)身產(chǎn)生根切？ 題6.12圖 題6.13圖6.13 圖中所示為一對(duì)螺旋齒輪機(jī)構(gòu)，其中交錯(cuò)角為45，小齒輪齒數(shù)為36，螺旋角為20（右旋），大齒輪齒數(shù)為48 ，為右旋螺旋齒輪，法向模數(shù)均為2.5mm。試求：1) 大齒輪的螺旋角； 2) 法面齒距；3) 小齒輪端面模數(shù)；4) 大齒輪端面模數(shù)；5) 中心距；6) 當(dāng)n 2 400 r / min時(shí)，齒輪2的圓周速度v p2和滑動(dòng)速度的大小。6.14 一對(duì)阿基米德標(biāo)準(zhǔn)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，z 1 =2、z 2 =50 ，m = 8 mm , q10 ，試求：1) 傳動(dòng)比i 12 和中心距a ；2) 蝸桿蝸輪的幾何尺寸。6.15 如圖所示在蝸桿蝸輪傳動(dòng)中，蝸桿的螺旋線方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，試畫出各個(gè)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。題6.15圖6.16 一漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，z 1=16、z 2=32、m =6mm、= 20、h a*= 1、=90，試設(shè)計(jì)這對(duì)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。6.17 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，試問：1）當(dāng)z 1 =14、z 2 =30、=90時(shí)，小齒輪是否會(huì)產(chǎn)生根切？2）當(dāng)z 1 =14、z 2 =20、=90時(shí)，小齒輪是否會(huì)產(chǎn)生根切？第7章 齒輪系及其設(shè)計(jì)7.1 在圖示的車床變速箱中，已知各輪齒數(shù)為：Z142，Z2=58，Z338，Z4=42，Z550，Z6=48，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min, 若移動(dòng)三聯(lián)滑移齒輪a使樹輪3和4嚙合，又移動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪b使齒輪5和6嚙合，試求此時(shí)帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。 題7.1圖 題7.2圖7.2 在圖示某傳動(dòng)裝置中，已知：Z1=60，Z2=48，Z2=80，Z3120，Z3=60，Z4=40，蝸桿Z42(右旋)，蝸輪Z5=80，齒輪Z565，模數(shù)m5mm, 主動(dòng)輪1的轉(zhuǎn)速為n1240r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求齒條6的移動(dòng)速度v6的大小和方向。7.3 圖示為一電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。已知蝸桿1為單頭右旋蝸桿，蝸輪2的齒數(shù)Z242，其余各輪齒數(shù)為：Z2=18，Z3=78，Z3=18，Z455；卷簡(jiǎn)5與齒輪4固聯(lián)，其直徑D5=400mm,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,試求：(1) 轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速n5的大小和重物的移動(dòng)速度v 。(2) 提升重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)應(yīng)該以什么方向旋轉(zhuǎn)？ 題7.3圖 題7.5圖7.4 在圖7.13所示的滾齒機(jī)工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)中。已知各輪齒數(shù)為z1 =15 , z2 =28 , z3 =15, z 4=55 , z9 = 40, 被加工齒輪B的齒數(shù)為64，試求傳動(dòng)比i75 。7.5 在圖示周轉(zhuǎn)輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1 = 60 ，z2 =20 ，z2 =20 ，z3 =20 ，z4=20 ，z5 =100，試求傳動(dòng)比i41 。7.6 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1=26，z2=32，z2=22，z3=80，z4=36，又n1=300r/min ，n3=50r/min ，兩者轉(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的轉(zhuǎn)速n4的大小和方向。 題7.6圖 題7.7圖7.7 在圖示為雙螺旋槳飛機(jī)的減速器已知z1=26，z2=20，z4=30，z5=18及n1=15000r/min ，試求nP和nQ的大小和方向。7.8 在圖示復(fù)合輪系中, 已知：z1=22，z3=88，z3=z5 ，試求傳動(dòng)比i15 。7.9 在圖示的自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中，c為車輪軸，P為里程表指針，已知各輪齒數(shù)為z1=17，z3=23，z4=19，z4=20，z5=24，設(shè)輪胎受壓變形后使28英寸車輪的有效直徑為0.7m，當(dāng)車行1km時(shí)，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周，試求齒輪2的齒數(shù)。 題7.8圖 題7.9圖 7.10 汽車自動(dòng)變速器中的預(yù)選式行星變速器如圖所示。I軸為主動(dòng)軸，II軸為從動(dòng)軸，S、P為制動(dòng)帶, 其傳動(dòng)有兩種情況：(1) S壓緊齒輪3、P處于松開狀態(tài)；(2) P壓緊齒輪6、S處于松開狀態(tài)。已知各輪齒數(shù)z1=30，z2=30，z3=z6=90，z4=40，z5=25，試求兩種情況下的傳動(dòng)比i 。 題7.10圖 題7.11圖 7.11 圖示為一龍門刨床工作臺(tái)的變速換向機(jī)構(gòu)，J、K為電磁制動(dòng)器，它們可分別剎住構(gòu)件A和3，設(shè)已知各輪的齒數(shù)，求分別剎住A和3時(shí)的傳動(dòng)比i1B 。7.12 在圖示輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：z1=34，z5=50，z6=18，z7=36，z3=z4，齒輪1的轉(zhuǎn)速為n1=1500r/min ，試求齒輪7的轉(zhuǎn)速n7 。 題7.12圖 題7.13圖7.13 在圖示的輪系中已知各輪齒數(shù)為：z1=90，z2=60，z2=30，z3=30，z3=24， z4=18， z5=60，z5=36，z6=32，運(yùn)動(dòng)從A，B兩軸輸入，由構(gòu)件H輸出。已知nA=100r/min， nB=900r/min， 轉(zhuǎn)向如圖所示，試求輸出軸H的轉(zhuǎn)數(shù)nH的大小和方向。7.14 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=24，z1=30，z2=95，z3=89，z3=102，z4=80， z4=40，z5=17，試求傳動(dòng)比i15 。7.15 在圖示的行星輪系中已知z1=20，z2=32，模數(shù)m = 6mm，試求齒輪3的齒數(shù)z3和系桿H的長(zhǎng)度lH 。 題7.14圖 題7.15圖第8章 其它常用機(jī)構(gòu)和組合機(jī)構(gòu)8.1 棘輪機(jī)構(gòu)有什么特點(diǎn)？為什么棘爪與棘輪輪齒接觸處的公法線要位于棘輪與棘爪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心之間？8.2 某牛頭刨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，設(shè)進(jìn)給螺旋的導(dǎo)程為5mm，而與螺旋固接的棘輪有40個(gè)齒，問該牛頭刨床的最小進(jìn)給量是多少？若要求牛頭刨床的進(jìn)給量為0.5mm ，則棘輪每次轉(zhuǎn)過的角度應(yīng)為多大？8.3 槽輪機(jī)構(gòu)有什么特點(diǎn)？何謂運(yùn)動(dòng)系數(shù)k，為什么k不能大于1 ？8.4 某自動(dòng)車床上裝有一單銷六槽式外接槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪停歇時(shí)間進(jìn)行工藝動(dòng)作，所需工藝時(shí)間為30s ，試確定槽輪的轉(zhuǎn)速。8.5 某外槽輪機(jī)構(gòu)中，若已知槽輪的槽數(shù)為6 ，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，停歇時(shí)間為，求槽輪的運(yùn)動(dòng)系數(shù)及所需的圓銷數(shù)目。8.6 為什么不完全齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪首、末兩輪齒的齒高一般需要削減？加在瞬心附加桿后，是否仍需削減，為什么？8.7 圖8.18b所示的螺旋機(jī)構(gòu)中，若螺桿1上的兩段螺紋均為右旋螺紋，A段的導(dǎo)程為pA=1mm ，B段的導(dǎo)程為pB=0.75mm ，試求當(dāng)手輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，螺母2相對(duì)于導(dǎo)軌3移動(dòng)的方向入距離大小。又若將A段螺紋旋向改為左旋，而B段的旋向及其它參數(shù)不變，則結(jié)果又如何？8.8 雙萬向聯(lián)軸節(jié)為保證其主、從動(dòng)軸間的傳動(dòng)比為常數(shù)，應(yīng)滿足哪些條件？滿足這些條件后，當(dāng)主動(dòng)軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中間軸和從動(dòng)軸均作勻速運(yùn)動(dòng)嗎？8.9 機(jī)械有哪幾種組合方法？試分析圖8.29b、8.34b、8.35b所示機(jī)構(gòu)是什么形式的組合系統(tǒng)，并畫出其運(yùn)動(dòng)傳遞框圖。8.10 圖8.29a所示的刻字機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，可通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的凸輪輪廓，全移動(dòng)副十字滑塊上的M點(diǎn)就可以刻出任一數(shù)字或字母。現(xiàn)需刻寫字母“B”，其尺寸如題8.10圖所示，試將滑塊“B”字軌跡分解成分別控制水平和垂直運(yùn)動(dòng)的兩凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和，并簡(jiǎn)述凸輪廓線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 題8.10圖第九章 機(jī)械的平衡9.1 解釋以下基本概念：靜平衡、動(dòng)平衡、平衡基面、質(zhì)徑積、平衡精度、平面機(jī)構(gòu)平衡。9.2 經(jīng)過動(dòng)平衡的構(gòu)件是否一定是靜平衡的? 經(jīng)過靜平衡的構(gòu)件是否一定要再進(jìn)行動(dòng)平衡? 為什么? 講清具體條件。9.3 在圖示的盤形轉(zhuǎn)子中，有四個(gè)偏心質(zhì)量位于同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，其大小及回轉(zhuǎn)半徑分別為m1=5kg ，m2=7kg ，m3=8kg ，m4=6kg ，r1=r4=100mm ，r2=200mm ，r3=150mm ，方位如圖所示。又設(shè)平衡質(zhì)量m的回轉(zhuǎn)半徑r250mm ，試求平衡質(zhì)量m的大小及方位。 題9.3圖 題9.4圖9.4 在圖示的轉(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10kg ，m2=15kg ，m3=20kg ，m4=10kg ，它們的回轉(zhuǎn)半徑分別為r1=300mm ，r2=r4=150mm ，r3=100mm ，又知各偏心質(zhì)量所在的回轉(zhuǎn)平面間的距離為l1=l2=l3=200mm ，各偏心質(zhì)量問的方位角為1=1200 ，2=600 ，3=900 ，4=300 。若置于平衡基面及中的平衡質(zhì)量m和m的回轉(zhuǎn)半徑均為400mm，試求m和m的大小和方位。9.5 如圖示用去重法平衡同軸轉(zhuǎn)子1及帶輪2，已知其上三個(gè)偏心質(zhì)量和所在半徑分別為：m1=0.3kg ，m2=0.1kg ，m3=0.2kg ，r1=90mm ，r2=200mm ，r3=150mm ，l1=20mm, l2=80mm, l3=100mm, l=300mm, 2=450 ，3=300 。取轉(zhuǎn)子兩端面和為平衡基面，去重半徑為230mm 。求應(yīng)去除的不平衡質(zhì)量的大小和方位。題9.5圖9.6 圖示大型轉(zhuǎn)子沿軸向有三個(gè)偏心質(zhì)量，其質(zhì)量和所在半徑分別為m1=4kg ，m2=2kg ，m3=3kg ，r1=160mm ，r2=200mm ，r3=150mm 。各偏心質(zhì)量的相位和軸向位置如圖示：2=150 ，3=300 。l1=200mm ，l2=400mm ，l3=200mm ，l4=150mm.，如選擇轉(zhuǎn)子兩個(gè)端面和做為平衡基面，求所需加的平衡質(zhì)徑積的大小和方位。如選端面及轉(zhuǎn)子中截面作為平衡基面，質(zhì)徑積的大小有何改變?題9.6圖9.7 圖示四桿機(jī)構(gòu)中AB=50mm ，BC=200mm ，CD=150mm ，AD=250mm ，AS1=20mm ，BE=100mm ，ES2=40mm ，CF=50mm ，F(xiàn)S3=30mm ，m1=1kg, ，m2=2kg ， m3=30kg ，試在AB、CD桿上加平衡質(zhì)量實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)慣性力的完全平衡。9.8 圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件尺寸為：l AB=50mm ，lBC=200mm ，滑塊C的質(zhì)量為20kg 1000kg ，且忽略曲柄AB及連桿BC的質(zhì)量。試問：(1) 如曲柄AB處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較小時(shí)應(yīng)如何考慮平衡措施?(2) 如曲柄AB處于較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較大時(shí)，又應(yīng)如何考慮平衡措施?(3) 質(zhì)量與速度兩者之間何者對(duì)慣性力的產(chǎn)生起主要作用？為什么?(4) 有沒有辦法使此機(jī)構(gòu)達(dá)到完全平衡? 題9.7圖 題9.8圖9.9 在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，S1、S2和S3為曲柄、連桿和滑塊的質(zhì)心。已知各構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量如下：lAB=100mm ，lBC=500mm ，lAS1=70mm , lBS2=200mm ，m1=10kg ， m2=50kg ，m3=120kg ，欲在曲柄AB上加一平衡質(zhì)量m來平衡該機(jī)構(gòu)的慣性力，問：(1) m應(yīng)加于曲柄AB的什么方向上?(2) 將m加于C處，且lAC100mm ，m=?(3) 此時(shí)可否全部平衡掉機(jī)構(gòu)的慣性力?題9.9圖機(jī)械原理作業(yè)第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)1.2 解： F = 3n2PLPH = 33241= 0 該機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)，修改方案如下圖：1.2 解： （a）F = 3n2PLPH = 34251= 1 A點(diǎn)為復(fù)合鉸鏈。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 1 B、E兩點(diǎn)為局部自由度, F、C兩點(diǎn)各有一處為虛約束。（c）F = 3n2PLPH = 35270= 1 FIJKLM為虛約束。1.3 解： F = 3n2PLPH = 372100= 1 1）以構(gòu)件2為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由87、65、43三個(gè)級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)(圖a)。2）以構(gòu)件4為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由87、65、23三個(gè)級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)(圖b)。3）以構(gòu)件8為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由2345一個(gè)級(jí)桿組和67一個(gè)級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)(圖c)。 (a) (b) (c)第二章 運(yùn)動(dòng)分析作業(yè)2.1 解：機(jī)構(gòu)的瞬心如圖所示。 2.2 解：取作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖所示。1.求D點(diǎn)的速度VD而 ，所以 2. 求1 3. 求2 因 ，所以4. 求C點(diǎn)的速度VC2.3 解：取作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。1. 求B2點(diǎn)的速度VB2 VB2 =1LAB =1030= 300 mm/s2.求B3點(diǎn)的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？ 方向 BC AB BC取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 由圖a量得：BC=123 mm , 則 3. 求D點(diǎn)和E點(diǎn)的速度VD 、VE利用速度影像在速度多邊形，過p點(diǎn)作CE，過b3點(diǎn)作BE，得到e點(diǎn)；過e點(diǎn)作pb3，得到d點(diǎn) , 由圖量得：，所以 ，； 4. 求35. 求 6. 求 aB3 aB3n aB3t aB2 aB3B2k aB3B2 大小 32LBC ？ 12LAB 23VB3B2 ？ 方向 BC BC BA BC BC 取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，,所以 7. 求 8. 求D點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度aD 、aE利用加速度影像在加速度多邊形，作, 即，得到e點(diǎn)；過e點(diǎn)作，得到d點(diǎn) , 由圖量得：，所以 ， 。2.7 解：取作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。一、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法進(jìn)行分析1. 求B2點(diǎn)的速度VB2 VB2 =1LAB =200.1 = 2 m/s2.求B3點(diǎn)的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？方向 水平 AB BD取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 而VD= VB3= 1 m/s 3.求 4. 求 a B3 aB2n a B3B2 大小 ？ 12LAB ？ 方向 水平 BA BD取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，所以 。二、用解析法進(jìn)行分析第三章 動(dòng)力分析作業(yè)3.1 解： 根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形、分別為滑塊2、1的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形得： ，由滑塊1的力多邊形得： ， 而 所以 3.2 解：取作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示；取作機(jī)構(gòu)力多邊形，得： ，3.2 解：機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示由圖b)中力多邊形可得： 所以 3.3 解：機(jī)構(gòu)受力如圖所示由圖可得：對(duì)于構(gòu)件3而言則：，故可求得 對(duì)于構(gòu)件2而言則：對(duì)于構(gòu)件1而言則：，故可求得 3.7 解： 1. 根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示，圖b為滑塊1的力多邊形，正行程時(shí)Fd為驅(qū)動(dòng)力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得： ，則夾緊力為：2. 反行程時(shí)取負(fù)值，為驅(qū)動(dòng)力，而為阻力，故 ，而理想驅(qū)動(dòng)力為：所以其反行程效率為：當(dāng)要求其自鎖時(shí)則，故 ，所以自鎖條件為：3.10 解：1.機(jī)組串聯(lián)部分效率為： 2. 機(jī)組并聯(lián)部分效率為： 3. 機(jī)組總效率為： 4. 電動(dòng)機(jī)的功率 輸出功率：電動(dòng)機(jī)的功率：第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)作業(yè)4.1 解： 1. d為最大，則 故 d為中間，則 故 所以d的取值范圍為：2. d為最大，則 故 d為中間，則 故 d為最小，則 故 d為三桿之和，則 所以d的取值范圍為：和3. d為最小，則 故 4.3 解：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示，其為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。4.5 解： 1. 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得：， ，所以 ， 行程速比系數(shù)為：2. 因?yàn)?所以當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)，C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是擺轉(zhuǎn)副。3. 當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)，A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副。4.7 解：1. 取作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得：，故行程速比系數(shù)為：由圖量得：行程：2. 由圖量得：，故3. 若當(dāng)，則K= 1 ，無急回特性。4.11 解：1.取，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。2.由圖中量得：， ，。4.16 解：1.取，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。2.由圖中量得：， 。3.圖中ABC為的位置，由圖中量得，圖中AB”C” 為的位置，由圖中量得。4.滑塊為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為AB1C1和AB2C2兩個(gè)。4.18 解：1.計(jì)算極位夾角：2.取，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。3.該題有兩組解，分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得： ， ；， 。第五章 凸輪機(jī)構(gòu)作業(yè)5.1 解：圖中(c)圖的作法是正確的，(a) 的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中CB為正確位置；(b) 的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與起始從動(dòng)件的位置方位一致，圖中CB為正確位置；(d) 的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向線上量取，圖中CB為正確位置。 5.4 解：如圖所示。5.5 解： 凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓如圖所示；最大行程h =bc=20mm、推程角、回程角； 凸輪機(jī)構(gòu)不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)失真，因?yàn)橥馆喞碚撦喞€為一圓。5.7 解：所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示。5.13 解： 1) 理論輪廓為一圓，其半徑R=50mm； 2) 凸輪基圓半徑； 3) 從動(dòng)件升程h = 50mm； 4) 推程中最大壓力角 5) 若把滾子半徑改為15 mm，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)沒有變化，因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與滾子半徑無關(guān)。