机械设计基础练习题Word下载.docx
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30.随着凸轮压力角a增大，有害分力F2将会使从动杆自锁卡死”
通常对移动式从动杆，推程时限制压力角a
*
.31.渐开线标准齿轮是指m、、ha、c均为标准值，且分度圆齿厚齿
槽宽的齿轮。
32.渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上的压力角。
33.用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的线与轮坯的
圆之间作纯滚动。
34•—对渐开线圆柱齿轮传动，其圆总是相切并作纯滚动，而两轮
的中心距不一定等于两轮的圆半径之和。
35.—对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其圆重合。
36.用同一把刀具加工m、z、均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基因和齿距均。
37.正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高齿根高。
38.要求一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标准中心距，并保
持无侧隙啮合，此时应采用传动。
39.斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来看都是
的。
40.—对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为。
41.蜗杆的标准模数和标准压力角在面，蜗轮的标准模数
和标准压力角在面。
42.直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以作为基准。
43.平面四杆机构中各构件以动副相联接。
44.铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大于其他两杆之和，则机构有最多
可以有曲柄。
45.要使常用凸轮机构正常工作，必须以为原动件。
46.使用滚子式从动杆的凸轮机构，为避免运动规律失真，滚子半径r与凸轮理
论轮廓曲线外凸部分最小曲率半径p最小之间应满足。
47.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm齿顶圆直径D0=400mm则该齿轮
的齿数为。
48.家用缝纫机踏板机构属于四杆机构中的。
49.内燃机中的曲柄滑块机构工作时是以为主动件。
50.从动杆的端部形状有、口平底三种。
二、简答题
1.机器、机构与机械有什么区别？
各举出两个实例。
2.机器具有哪些共同的特征？
如何理解这些特征？
3．零件与构件有什么区别？
并用实例说明。
举出多个常用的通用机械零件。
4．机械设计的基本要求是什么？
为什么要确定机器的预定使用期限？
5．机械设计的一般过程是什么？
6．什么是高副？
什么是低副？
在平面机构中高副和低副各引入几个约束？
7．什么是机构运动简图？
绘制机构运动简图的目的和意义？
绘制机构运动简图的步骤？
8．什么是机构的自由度？
计算自由度应注意那些问题？
9．机构具有确定运动的条件是什么？
若不满足这一条件，机构会出现什么情况？
10．平面四杆机构的基本形式是什么？
它有哪些演化形式？
演化的方式有哪些？
11．什么是曲柄？
平面四杆机构曲柄存在的条件是什么？
曲柄是否就是最短杆？
12．什么是行程速比系数？
极位夹角？
急回特性？
三者之间关系如何？
13．什么是平面连杆机构的死点？
举出避免死点和利用死点进行工作的例子。
14．平面铰链四杆机构的主要演化形式有哪几种？
它们是如何演化来的？
15．平面四杆机构的设计方法有哪几种？
它们的特点是什么？
16．凸轮机构的应用场合是什么？
凸轮机构的组成是什么？
通常用什么办法保证凸轮与从动件之间的接触？
17．凸轮机构分成哪几类？
凸轮机构有什么特点？
18．为什么滚子从动件是最常用的从动件型式？
19．凸轮机构从动件的常用运动规律有那些？
各有什么特点？
20．图解法绘制凸轮轮廓的原理是什么？
为什么要采用这种原理？
21．什么情况下要用解析法设计凸轮的轮廓？
22．设计凸轮应注意那些问题？
23．从现有的机器上找出两个凸轮机构应用实例，分析其类型和运动规律。
24．什么是齿廓啮合的基本定律？
25．渐开线的性质有哪些？
26．标准齿轮应具备哪些条件？
27．齿轮正确啮合的条件是什么？
28．重合度的基本概念是什么？
29．常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种？
其特点是什么？
30.什么是最少齿数？
有何对策？
31•变位齿轮的基本概念是什么？
32.什么是斜齿轮的当量齿数？
如何计算？
33.什么是圆锥齿轮的背锥？
当量齿数如何计算？
34.定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？
行星轮系和差动轮系有何区别？
35.定轴轮系中传动比大小和转向的关系？
36.什么是惰轮？
它有何用途？
37.什么是转化轮系？
如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比？
38.如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？
39.怎样求混合轮系的传动比？
分解混合轮系的关键是什么？
如何划分？
40.观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计算出传动和转向。
三、计算题
1.在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，并判断该机构运动是否确定;
若有复合铰链与局部自由度，虚约束则在图上明确指示（打箭头的为原动件）。
（a）
H
注：
=7=a
题1图
2•在图示机构中，/出丄盒F丄3，试计算其自由度。
解题要点：
EF杆引入
此机构为一平面机构，由已知条件知ABCD为一平行四边形机构后为虚约束，应去掉。
C处构成复合铰链，滚子7为局部自由度。
题2图
3•已知机构的尺寸和位置如图所示，试求：
（1）计算机构的自由度F。
是否存在复合铰链，局部自由度和虚约束？
若存在,指出其位置；
（2）画出高副低代的机构运动简图。
题3图
4.计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构
题4图
5•计算图示机构的自由度，并画出高副低代的机构简图
题5图
6.分析图示机构的杆组（凡是高副，应先进行高副低代），并确定杆组及机构的级别（图中有箭头的为原动件）。
题6图
7.试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件为原动件）。
若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。
题7图
8•设计一平面连杆机构，给定条件为：
主动曲柄绕轴心A作等速回转，从动件滑块作往复移动，其动程EiE2250mm，行程速比系数K1.5，其他参数如例
12-9图所示。
（1）拟定该平面连杆机构的运动简图；
9•在图示铰链四杆机构中，其杆长为a45mm，b55mm，而另两个杆的长度之和为：
cd125mm，要求构成一曲柄摇杆机构，c、d的长度应为多少？
题9图
io.图示铰链四杆机构中，1ab50mm,Ibc80mm,lcD90mm，问：
1ad为
何值时（给出一取值范围），该机构成为曲柄摇杆机构
题10图
11.
230
设计平面六杆机构（如图）。
已知构件长度IadIcd380mm，滑块行程
SE1E2260mm，要求滑块在极限位置E1、E2时的机构压力角1
计算各构件长度Iab、Ibc和Ice。
ds
12.已知凸轮逆时针方向转动，其运动线图d如图示。
要求:
（1）求解回程段d的值；
（2）若推程段许用压力角［］为30,推导出最小基圆半径和导路偏距之间的关系式。
d・
I
ZChnml
题12图
13.设丁存
（1）类速度d
hdS
-dT；
7
d'
sh
（2）类加速度
dS2
式中t为时间,
推程运动角，
为凸轮转角，凸轮以等角速度转动。
s为位移，h为行程，tO为从动件完成一个推程所用时间，为
14.已知渐开线基圆半径rb=35mm,求向径为rk=55mm处渐开线的压力角ak和曲率半径pk各为多少？
15.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=160mm,齿数z1=20，z2=60,求模数和分度圆直径d1、d2。
16.已知一正常齿制直齿圆柱齿轮，m=3mm,z=25,试分别求出分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径，并求出齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。
17.一对正确安装的标准齿轮和齿条啮合，齿轮的齿数z=25，模数m=5，若齿轮的转速n=50r/min，试求齿条的移动速度。
18.已知一正常齿标准外啮合直齿圆柱齿轮传动：
20，m5mm,Z119z242。
试求其重合度，并绘出单齿及双齿啮合区；
如果将其中心距a加大直至刚好连续传动，试求：
（I）啮合角
（2）两轮的节圆半径r1及r2；
（3）两分度圆之间的距离；
（4）顶隙和侧隙。
19.标准渐开线直齿圆柱齿轮与齿条相啮合。
已知它们的参数为：
20,
ha1,c*0.25,m5mm,z20。
由于安装误差，齿条的分度线与齿轮的分度
圆分离0.lmm。
（1）试求有安装误差时下列参数：
1）齿轮与齿条啮合时的节圆半径r和啮合角；
2）沿啮合线方向的法向间隙cn。
（2）推导出计算重合度的公式，并计算有安装误差时的重合度。
20.一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知：
a二100mm,
zi=20,Z2=30,=20°
da1=88mm。
（1）试计算下列几何尺寸：
1齿轮的模数m；
2两轮的分度圆直径d1,d2；
3两轮的齿根圆直径df1,df2；
4两轮的基圆直径db1,db2；
5顶隙c。
（2）若安装中心距增至a=102mm,试问：
1上述各值有无变化，如有应为多少？
2两轮的节圆半径r1、r2和啮合角为多少？
21.用齿条刀具加工一直齿圆柱齿轮。
设已知被加工齿轮轮坯的角速度15rad
/s,刀具移动速度为0.375m/s,刀具的模数m10mm,压力角20。
（1）求被加工齿轮的齿数z1；
（2）若齿条分度线与被加工齿轮中心的距离为77mm,求被加工齿轮的分度圆齿厚；
（3）若已知该齿轮与大齿轮2相啮合时的传动比i124,当无齿侧间隙的准确
安装时，中心距a377mm,求这两个齿轮的节圆半径r1,「2及其啮合角。
22.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮,已知：
m4mm,20,z125,z235,
ha1,c°
・25，安装中心距比标准中心距大2mm。
试求：
（1）中心距a；
（2）啮合角；
（3）有无齿侧间隙？
（4）径向间隙c；
（5）实际啮合线长度BlB2。
23.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，按标准中心距安装，齿轮的齿数Zl19,
乙42，模数m5mm，分度圆压力角20，齿顶高系数ha1
（1）作示意图算出理论啮合线，实际啮合线；
（2）导出重合度计算公式，并按所给参数计算重合度的值；
（3）说明重合度的物理意义，并根据计算结果，注明单对齿啮合区和双对齿啮合区。
24.一对m6mm，20的标准渐开线直齿圆柱齿轮，在正确安装情况下，
它们的齿顶正好通过对方的极限啮合点，且重合度为1.39,试求这对齿轮的齿
数及齿顶圆直径。
25.用直线齿廓齿条刀具以范成法加工渐开线齿轮。
今已知刀具的模数
m3mm，20，ha1，并已知毛坯齿轮中心离刀具中心线（即分度线）的
距离为21.7mm，且刀具线速度mm/s，毛坯齿轮角速度（21）rad/so试
求：
（1）毛坯齿轮齿数；
（2）变位系数x；
（3）判别齿轮是否根切。
26.一标准齿轮需要修复，其基本参数为：
m3mm,20，ha1，
c*0.25,z120，z280。
现要求中心距不变，而大齿轮的外径要减小6mm。
试问：
（1）能否来用等移距变位齿轮传动进行修复？
（2）计算修复后该对齿轮的几何尺寸及重叠系数。
27•如图所示轮系，已知各齿轮齿数分别为W20,z214，Z313，2420，Z516，Z632，各齿轮模数和压力角均为m2mm，20。
试问：
（1）为使各齿轮加工时不产生根切，应如何选择该轮系中三对齿轮1与2,3
与4和5与6的传动类型？
（2）该轮系的传动比il6=?
题27图
28.用齿条刀具加工齿轮,
刀具的参数如下:
c0.25，刀具移动的速度
中心到刀具中线的距离L
J
m2mm,
20oha1
刀7.6mm/s,齿轮毛坯的角速度
0・2rad/s,
毛坯
40mm。
试求:
（1）被加工齿轮的齿数z；
（2）变位系数x；
（3）齿根圆半径rf;
（4）基圆半径rb。
29.已知渐开线直齿圆柱齿轮
z-i17z333z234m
?
?
2mm,
o
20
（如
题29图所示），试计算齿轮2的变位系数
X2。
（注意：
invtan）
ha1,c0.25,齿轮1和3是一对标准齿轮。
今以齿轮1为公共滑移齿轮
—-
il
■faW」
UM
\1
9
2
T777I
A
A1
题29图
30.某机器上有一对标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮机构，已知：
Z120,Z240,m4mm,ha1。
为了提高传动的平稳性，用一对标准斜齿圆柱齿轮来替代，并保持原中心距、模数（法面）、传动比不变，要求螺旋角
200。
试设计这对斜齿圆柱齿轮的齿数Z1、Z2和螺旋角，并计算小齿轮的
24
齿顶圆直径da1和当量齿数Z1。
31.一对外啮合的斜齿圆柱齿轮传动（正常齿制），已知：
m4mm,
Z2
48
a150mm。
（1）螺旋角
（2）两轮的分度圆直径dl、d2；
（3）两轮的齿顶圆直径da1、da2;
（4）若改用m4mm,20°
的外啮合直齿圆柱齿轮传动，要求中心距和齿
数均不变，试问采用何种类型的变位齿轮传动？
并计算变位系数之和（为x2）。
32•在图示的定轴轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1、Z2、Z2'
Z3、Z4、Z4'
、Z5、Z5'
、Z6,求传动比i16。
题32图
33.在图示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1=18、Z2=20、Z'
2=25,Z'
3=2（右旋）、Z4=40，且已知n1=100转/分（A向看为逆时针），求轮4的转速及其转向
题33图
34.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z仁20、Z2=18、Z3=56。
求传动比i1H
■
F
j
1
r
ff
匚
题34图
35.某主轴箱中，已知各齿轮齿数分别为Z1=18、Z2=20,Z3=18、Z4=19、Z5=20、Z6=20、Z7=21，Z8=22、Z9=22、Z10=18、Z11=30、Z12=26。
且已知1轴的转速为n1=446.7转/分。
求带轮轴的转速（六挡转速）。
f-
—
FT-
TT
rr^
=4--
—■■
36.在图示的轮系中，已知各轮齿数为zz2z3z；
5Ze20,已知齿轮1、4、
5、7为同轴线，试求该轮系的传动比i17o
37.在如图所示的电动三爪卡盘传动轮系中，已知各轮齿数为Z16
z2z225z357z4
38•在图示轮系中,已知各轮齿数为Z120,
Z234Z318Z436Z5
78
题38图
39.
21z463z518zz618
图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数m4（mm）.
各轮齿数为Zl24，Z2Z218，Z3Z3
（1）齿数Z
（2）传动比i17
•人/v八人X/
6kZ/l
题39图
40.在图示的轮系中，齿轮均是标准齿轮正确安装，轮1顺时针转动，已知各轮
齿数为Z120,Z225,Z425,2520，试求传动比5和U轴的转向。
题40图
41.在图示的轮系中，已知各轮齿数为2122，2388，2426，试求传动比i16
T
题41图
42•在图示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，并已知其齿数分别为Z134
Z222，乙18，Z535。
试求齿数Z3及Z6，并计算传动比ilH2
题42图
43•求图示卷扬机减速器的传动比ilHo若各轮的齿数为Zl24,Z248,Z230
z360z320z440Z4100
题43图
44•在图示轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z128严78,Z424,Z680若已知ni2000r/min。
当分别将轮3或轮6刹住时，试求行星架的转速nH。
JT_i
题44图
45•在图示的轮系中，已知各轮齿数：
zi1,z240，z224，z372，z318
z4114，蜗杆左旋，转向如图示。
求轮系的传动比ilH，并确定输出杆H的转向
题45图
46•在图示轮系中，各轮模数相同，均为标准齿轮，各轮齿数如下，
弓30,Z250,Z4100,Z630,Z730,450,Z。
50,Z5120。
试求轴［、□之间的传动比儿1。
题46
图
47•在图示的轮系中，轮1与电动机轴相联厲1440r/min,Zl
Z220Z3
60
Z490Z5210求n3?
"
PJI■盯If
题47图
48.某设备上有一对斜齿轮传动。
已知zl=18,z2=36,mn=2.5，中心距
68mm,an=20,han*=1,cn*=0.25，求这对斜齿轮的螺旋角应为多少？
49.图示是由圆锥齿轮组成的行星轮系。
已知Z仁60,Z2=40,Z'
2=Z3=20,
n1=n3=120r/min。
设中心轮1、3的转向相反，试求nH的大小与方向。
jf
4
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50.试求正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，起齿根圆大于基圆时的齿数条件。
三、作图题
1•已知图示六杆机构，原动件AB作等速回转。
试用作图法确定：
（1）滑块5的冲程H;
（2）滑块5往返行程的平均速度是否相同？
行程速度变化系数K值;
2•图示为一发动机机构。
现已选定y60mm,e200mm，摇杆DE以铅垂线为对称线左右摇摆，摆动半角30，要求活塞（滑块）的行程H40°
mm,
行程速度变化系数K1.4，并已知心：
心3:
4，Ief：
Ide2:
1，试用图解法确定各杆长度。
（建议取比例尺i°
.°
1m/mm）
3.画出图示机构的传动角，并求出有最小传动角存在时的值，图示机构中
ACABDC（角以AC连线为量度的起始线）。
要求最小
4•设计一曲柄滑块机构，已知曲柄长度1ab15mm,偏距e10mm,
传动角min
（1）确定连杆的长度lBC;
（2）画出滑块的极限位置；
（3）标出极位夹角及行程H;
（4）确定行程速比系数K。
图示为一偏心轮机构
（1）写出构件1能成为曲柄的条件；
（2）在图中画出滑块3的两个极限位置；
（3）当轮1主动时，画出该机构在图示位置的传动角；
（4）当滑块3主动时，画出该机构出现最大压力角max的位置
6•试在图示凸轮机构中，
（1）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角
（2）标出从动件与凸轮在D点接触时的压力角
（3）标出在D点接触时的从动件的位移s。
7•凸轮机构中，已知从动件的速度曲线如图所示，它由4段直线组成。
（1）示意画出从动件的加速度曲线；
（2）判断哪几个位置有冲击存在，是柔性冲击还是刚性冲击;
（3）在图上的F位置时，凸轮机构中有无惯性力作用？
有无冲击存在
ABCDFE
8•图为偏置直动尖顶推杆盘形凸轮
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