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文本内容:
《机械设计基础》习题2原理部分目 录
0.绪 论
1.平面机构及其自由度
2.平面连杆机构
3.凸轮机构
4.齿轮机构
5.轮系
6.其它常用机构
7.机械的动力性能0 绪 论思考 题0-1 机器、机构与机械有什么区别?各举出两个实例0-2 机器具有哪些共同的特征?如何理解这些特征?0-3 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0-4 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?0-5 机械设计的一般过程是什么?1平面机构及其自由度思考题1-1什么是高副?什么是低副?在平面机构中高副和低副各引入几个约束?1-2什么是机构运动简图?绘制机构运动简图的目的和意义?制机构运动简图的步骤?1-3什么是机构的自由度?计算自由度应注意那些问题?1-4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?习题1-1绘制图示平面机构的机构运动简图abcd题图1-11-2计算图示平面机构的自由度(机构中如有复合铰链,局部自由度虚约束予以指出)abcd题图1-21-3求出图示平面机构的全部瞬心abc题图1-31-4图示正切机构中求构件3的速度32 平面连杆机构思考题2-1 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?2-2 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?2-3 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?2-4 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2-5 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?2-6 平面四杆机构的设计方法有哪几种?它们的特点是什么?习题2-1 根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型题图2-12-2 画出各机构的压力角传动角箭头标注的构件为原动件abc题图2-22-3 设计一曲柄摇杆机构,已知摇杆CD的长度LCD=75mm,行程速比系数K=
1.5,机架AD的长度LAD=100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角ψ=45°,求曲柄连杆的长度LABLBC2-4 图示为一电炉的炉门,关闭的位置为E1,开启的位置为E2,试设计一四杆机构来操作该炉门相关尺寸见图 题图2-3 题图2-42-5 用解析法设计一四杆机构,使两连架杆的对应转角关系近似实现已知函数建议取题图2-53 凸轮机构思考题3-1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?3-2凸轮机构分成哪几类?凸轮机构有什么特点?3-3为什么滚子从动件是最常用的从动件型式?3-4凸轮机构从动件的常用运动规律有那些?各有什么特点?3-5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?3-6什么情况下要用解析法设计凸轮的轮廓?3-7设计凸轮应注意那些问题?3-8 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习题3-1如题图3-1所示的偏置直动从动件盘形凸轮机构,AB段为凸轮的推程轮廓曲线,请在图上标出从动件的行程、推程运动角、远休止角、回程运动角、题图3-1题图3-23-2 已知一偏心直动从动件盘形凸轮机构(如题图3-2)凸轮为一以C为中心的圆盘,试用图解法在图上标出轮廓上D点与尖顶接触时的压力角?3-3设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构已知凸轮的基圆半径rb=30mm,凸轮逆时针等速回转在推程中,凸轮转过150°时,从动件等速上升50mm;凸轮继续转过30°时,从动件保持不动在回程中,凸轮转过120°时,从动件以简谐运动规律回到原处;凸轮转过其余60°时,从动件又保持不动试用作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线3-4 设计一偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构已知凸轮的基圆半径rb=40mm,滚子直径rT=10mm凸轮逆时针等速回转在推程中,凸轮转过140°时,从动件按简谐运动规律上升30mm;凸轮继续转过40°时,从动件保持不动在回程中,凸轮转过120°时,从动件以等加速等减速运动规律回到原处;凸轮转过其余60°时,从动件又保持不动试用作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线3-5 试设计一对心直动平底从动件盘形凸轮机构已知基圆半径rb=50mm从动件平底与其导路垂直凸轮以等角速度顺时针转动从动件运动规律同题3-4试用作图法绘制盘形凸轮的轮廓曲线3-6 设计一尖顶摆动从动件盘形凸轮机构已知凸轮以等角速度逆时针转动,基圆半径rb=30mm,凸轮转动中心与摆杆摆动中心间的中心距为75mm,摆杆的最大摆动角为30°推程摆杆顺时针摆动从动件运动规律如下δ0=180°δ1=0δ2=120°δ3=60°从动件推程以简谐运动规律摆动,回程以等加速等减速运动规律返回原处试绘制从动件位移曲线和凸轮的轮廓曲线3-7 对于题3-4的凸轮机构设计问题,试用解析法通过计算机程序计算凸轮的理论廓线和实际廓线(按每10°一点计算廓线的极坐标值)4 齿轮机构思考题4-1什么是齿廓啮合的基本定律?4-2渐开线的性质有哪些?4-3标准齿轮应具备哪些条件?4-4齿轮正确啮合的条件是什么?4-5重合度的基本概念是什么?4-6常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种?其特点是什么?4-7什么是最少齿数?有何对策?4-8变位齿轮的基本概念是什么?4-9什么是斜齿轮的当量齿数?如何计算?4-10什么是圆锥齿轮的背锥?当量齿数如何计算?习 题4-1 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αk和曲率半径ρk各为多少?4-2 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d
1、d24-3 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4-4 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4-5 在某渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动中,已知z1=18,z2=35,mn=3,β=15°齿宽b=30mm,han*=1,cn*=
0.25,求1)分度圆直径d
1、d2,中心距a;2)重合度εγ;3)当量齿数zv
1、zv24-6 某设备上有一对斜齿轮传动已知z1=18,z2=36,mn=
2.5,中心距a=68mm,αn=20°han*=1,cn*=
0.25,求这对斜齿轮的螺旋角应为多少?4-7 已知一对等顶隙收缩齿标准直齿圆锥齿轮传动,齿数z1=20,z2=38,模数m=4mm,分度圆压力角α=20°齿顶高系数ha*=1,齿顶间隙系数c*=
0.2,轴交角Σ=90°求两锥齿轮的齿顶圆锥角δa
1、δa2及其它主要尺寸5 轮 系思考题5-1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?5-2定轴轮系中传动比大小和转向的关系?5-3什么是惰轮?它有何用途?5-4什么是转化轮系?如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比?5-5如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向?5-6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?5-7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,并计算出传动比和转向习 题5-1 在图示的轮系中,已知z1=15,z2=23,z2’=15,z3=31,z3’=15,z4=33,z4’=2右旋,z5=60,z5’=20(m=4mm)若n1 =500r/min求齿条6线速度u的大小和方向5-2 在图示齿轮系中,已知z1=z2=19,z3’=26,z4=30,z4’=20,z5=78,齿轮1与齿轮3同轴线,求齿轮3的齿数及传动比i155-3在图示的钟表传动示意图中,E为擒纵轮,N为发条盘,S,M及H分别为秒针,分针和时针设z1=72,z2=12,z3=64,z4=8,z5=60,z6=8,z7=60,z8=6,z9=8,z10=24,z11=6,z12=24,求秒针与分针的传动比iSM及分针与时针的传动比iMH5-4 图示车床变速箱中,移动三联齿轮a可使齿轮3’和4’啮合,又移动双联齿轮b,可使齿轮5’和6’啮合已知各轮的齿数为z1=42,z2=58,z3’=38,z4’=42,z5’=50,z6’=48,电动机转速为1450r/min试求此种情况下输出轴转速的大小和方向5-5 图示行星减速装置中,已知z1=z2=17z3=15当手柄转过90°时转盘H转过多少度?5-6 在图示的差动齿轮系中,已知各轮齿数z1=15,z2=25,z2’=20,z3=60若n1=200r/min,n3=50r/min,且转向相同,试求行星架H的转速nH5-7 在图示的手动葫芦中,S为手动链轮,H为起重链轮已知z1=21z2=29z2’=14z3=55求传动比iSH5-8 在图示极大传动比减速器中,蜗杆1和齿轮1’为同一构件,蜗杆5及齿轮5’也为同一构件,蜗杆1和5均为单头右旋,z1=101,z2=99,z2’=z4,z4’=100,z5’=100求传动比i1H5-9 求图示轮系的传动比i14,已知z1=z2’=25,z2=z3=20,zH=100,z4=205-10 图示齿轮系中,动力由轴Ⅰ输入,轴Ⅱ输出已知z1=12,z2=51,z2’=49,z3=75,z4=12,z5=73求1iIII;2若齿轮2的齿数改为z2=50,求iIII5-11 在图示镗床镗杆进给机构中,各轮的齿数z1=60,z4=z3’=z2=30,螺杆的导程pz=6mm,且为右旋螺纹,设所有齿轮的模数相同,当被切工件的右旋螺纹的导程时,齿轮2’和3的齿数各为多少?5-12 在图示混合齿轮系中,设已知各轮的齿数,试计算其传动比iIII6 其它常用机构思考题6-1 常见的棘轮机构有哪几种型式?各具有什么特点?6-2 观察自行车后轮轴上的棘轮机构和牛头刨床上用于进给的棘轮机构,分别说出各是哪种棘轮机构及其工作原理。