2017机械原理期末复习题ppt课件.pptx

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1、第2章 机构的结构分析ADECHGFIBK123456789例例1 如图所示，已知：如图所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；，且相互平行；DF=EG，且相互平行；，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算，且相互平行。计算此机构的自由度此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出约束请指出)。ADECHGFIBK123456789局部自由度局部自由度复合铰链复合铰链虚约束虚约束1111283231;11;8HHLPPnFPPnL例例2 计算下图所示机构自由度计算下图所示机构自由度 (若存在局部若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出自由度、复

2、合铰链、虚约束请指出)。456789JHGIABCD123EF111128323HLPPnF123456789例例3 计算下图所示机构的自由度。计算下图所示机构的自由度。 并确定机构的杆组及机构的级别。并确定机构的杆组及机构的级别。234567891123456789例例4 计算下图所示机构自由度计算下图所示机构自由度 (若存在局部自由度、复合铰若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出链、虚约束请指出)。7 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度局部自由度虚约束虚约束118263231;8;6HHLPPnFPPnL例例5 如图所示如图

3、所示, 已知已知HG=IJ，且相互平行；，且相互平行；GL=JK，且，且相互平行。计算此机构的自由度相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出复合铰链、虚约束请指出)。1111283231;11;8HHLPPnFPPnLC C2 21 1A AB B6 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL LE ED DF F3 34 45 5局部自由度局部自由度复合铰链复合铰链虚约束虚约束例例6 计算图示机构的自由度计算图示机构的自由度 (若存在局部自若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出）。由度、复合铰链、虚约束请指

4、出）。323 72 101LHFnPP 第3章 平面机构的运动分析例例4：铰链四杆机构铰链四杆机构 已知：各构件的尺寸，已知：各构件的尺寸，1=常数，常数，1 求求 ：3=？ 1 2 3 4 P12 P23 P34 P13 P24 P143pp1ppp1334131413LLv133413142pppp1313341314ppppLL1ABCDP14P12P34P233P13P241234vP1=vP3=vP13vP131 1 2 3 4 P12 P23 P34 P13 P24 P14例例5：曲柄滑块机构曲柄滑块机构 已知：各构件的尺寸，已知：各构件的尺寸，1=常数，常数，1 求求 ：滑块：滑

5、块3的移动速度的移动速度VC= V3=？C31ppp131413vvLvABC1234P14P12P34P23P13vP13vP13=v3=vC1P34例例6：高副机构高副机构 已知：各构件的尺寸，已知：各构件的尺寸，2=常数常数 求求 ：构件：构件2、3的角速度比的角速度比2/3=？ 1 2 3 P21 P32 P31 3pp2ppp3231322132LLv32213231pppp32LL例：铰链四杆机构例：铰链四杆机构 已知：各构件的已知：各构件的l、1、1、1 求求 ：VC、VE和和aC、aE； 2、3和和2、3BADCE1112233BADCE11mmmmL解：解：1.1.绘制机构运

6、动简图绘制机构运动简图）（mm/mmLABlAB解：解：1.1.绘制机构运动简图绘制机构运动简图BADCEpcbe11mmmmLmmsmmv CD AB BC ？ lAB1 ？ 2.2.速度分析速度分析CBBCvvv选取速度比例尺选取速度比例尺）（mmmm/sBpbvV列出速度向量方程列出速度向量方程ECCEBBEvvvvv？ AB BE CD CE？ ？ ？BADCEc e e ec cbb 111mmmmL mmsmm2nBabatCBnCBtBnBtCnCaaaaaatECnECCtEBnEBBEaaaaaaa解：解：1.1.绘制机构运动简图绘制机构运动简图2.2.速度分析速度分析3.3

7、.加速度分加速度分析析CD BC AB AB CD BC ？ ？ ？ EB BE EC EC？ ？ ？BADCEpcbe111mmmmLmmsmmvbce速度影像法速度影像法bceBCE影像法：影像法： 1）同一构件上三点）同一构件上三点加速度间的关系；加速度间的关系； 2）二相似三角形字）二相似三角形字母顺序一致（要顺都母顺序一致（要顺都顺，要逆都逆）顺，要逆都逆） BADCEc e ec cbb pcbe111mmmmLmmsmmvmmsmm2abce加速度影像法加速度影像法bceBCE例：导杆机构例：导杆机构 已知：机构的位置、各构件的已知：机构的位置、各构件的l及曲柄及曲柄1的等角速度

8、的等角速度1 求求 ：导杆：导杆3的的3和和3 33ABC（B1、B2、B3 ）23414解：解：1.1.绘制机构运动简图绘制机构运动简图）（mm/mmLABlABABC（B1、B2、B3 ）23414mmmmL1p 21bb3b CB AB BC ？ lAB1 ？ 2323BBBBvvv选取速度比例尺选取速度比例尺）（mmmm/s1B1pbvV列出速度向量方程列出速度向量方程2.2.速度分析速度分析3ABC（B1、B2、B3 ）23414mmmmL1 21bb3b3b kmmsmm2nBa1barBBKBBnBtBnB2323233aaaaa3.3.加速度分析加速度分析BC BC BA BC

9、 ？ ？选取加速度比例尺选取加速度比例尺21ABnB2la2B3B2KBB2 23va23BCnB3la3ABC（B1、B2、B3 ）23414mmmmL1 21bb3b3b kp 21bb3b）（mmmm/s1B1pbvVmmsmm2nBa1ba33 例5 如下图所示的齿轮连杆机构中，已知构件1的角速度为1，利用速度瞬心法求图示位置构件3的角速度3。 1234513113 1531335PvP PP P3113 151335/P PP P第4章 平面机构的力分析1 图示楔形机构中，已知=60，有效阻力Fr=1000N，各接触面的摩擦系数f =0.15。试求所需的驱动力Fd。NFFFFFFFr

10、rr7 .145194.42sin53.98sin1000)2sin()90sin()90sin()2sin(0212123212为分离体：以构件NFFFFFFFddd66.143047.81sin06.77sin7 .1451)90sin()2180sin()90sin()2180sin(0121213121为分离体：以构件53. 815. 0arctanarctanf2 2 在图示机构中，已知在图示机构中，已知F F5 5 =1000N=1000N，l lABAB=100 mm=100 mm，l lBCBC = = l lCDCD =2 =2 l lABAB，l lCECE = = l l

11、EDED= = l lDFDF，试求各运动副反力和平衡力矩，试求各运动副反力和平衡力矩M Mb b。 NFF141445cos/534NaccdFFb5003535. 0141443mmNlFMABbb500001005003 在图示曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸、转动副轴颈半径r及当量摩擦系数fv，滑块与导路的摩擦系数f。而作用在滑块3上的驱动力为Fd。试求在图示位置时，需要作用在曲柄上沿xx方向的平衡力Fb（不计重力和惯性力）。 032343FFFd为示力体以构件014121bFFF为示力体以构件 例4 图示的曲柄滑块机构，已知各杆件的尺寸和各转动副的半径r，以及各运动副的摩擦系数f，作

12、用在滑块上的水平阻力为Q，试通过对机构图示位置的受力分析（不计各构件重量及惯性力），确定作用在点B并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。 第5章 机械的效率和自锁例：斜面压榨机例：斜面压榨机 已知：各接触平面之间的摩擦系已知：各接触平面之间的摩擦系数均为数均为f。若在滑块。若在滑块2上施加一定的力上施加一定的力F，可以将物体，可以将物体4压紧。压紧。Fr为被压紧为被压紧的物体对滑块的物体对滑块3的反作用力。当的反作用力。当F力力撤去后，该机构在撤去后，该机构在Fr力的作用下应力的作用下应具有自锁性具有自锁性 试分析其自锁条件试分析其自锁条件21v32Rn12R23vn 压榨机的自锁条件压榨机的自

13、锁条件221v13R32v23R31vrF13R23R12v213113RRR21Rsin)sin(1re例：例：偏心圆偏心圆盘夹紧机构盘夹紧机构 在在F力的作力的作用下夹紧工用下夹紧工件，当件，当F力取力取消后，在总消后，在总反力反力R21的作的作用下，工件用下，工件不能自动松不能自动松脱，即要求脱，即要求该机构的反该机构的反行程必须满行程必须满足自锁要求足自锁要求反行程自锁机构的条件：反行程自锁机构的条件：sin)sin(1re或或31R 例例6 在下图所示夹具中，已知偏心盘在下图所示夹具中，已知偏心盘半径半径R R，其回转轴颈直径，其回转轴颈直径d d，楔角，楔角，尺寸，尺寸a a，b

14、b及及l l，各接触面间的摩擦系数，各接触面间的摩擦系数f f，轴颈处当，轴颈处当量摩擦系数量摩擦系数f f v。试求：试求： 1、当工作面需加紧力、当工作面需加紧力Q Q时，在手柄上时，在手柄上需加的力需加的力P P； 2、夹具在夹紧时的机械效率、夹具在夹紧时的机械效率； 3 3、夹具在驱动力、夹具在驱动力P P作用下不发生自锁，作用下不发生自锁，而在夹紧力而在夹紧力Q Q为驱动力时要求自锁的条件。为驱动力时要求自锁的条件。 第6章 机械的平衡例例1不平衡质量的大小不平衡质量的大小m1，m2，m3不平衡质量的方位不平衡质量的方位r1， r2， r31，2，3应加配重的质量大小（应加配重的质量

15、大小（m）已知：已知：求求 ：应加配重的质量方位（应加配重的质量方位（r、）22rm11rmrm33rm0321FFFF0332211rmrmrmrm配重法配重法去重法去重法02233222211rmrmrmrm)mm/kg(rm比例尺：例例2 下图转盘有四个圆孔，直径和位置为下图转盘有四个圆孔，直径和位置为d1=70mm，d2=120mm，d3=100mm，d4=150mm，r1=240mm，r2=180mm，r3=250mm，r4=190mm；12=50，23=70，34=80；D=780mm，t=40mm。今在其上再制一个圆孔使之平衡，其回转今在其上再制一个圆孔使之平衡，其回转半径半径r

16、=300mm，求该圆孔的直径和位置角。，求该圆孔的直径和位置角。 例例3 3：已知：已知： 偏心质量偏心质量m1、m2、m3位于位于平面平面1、2、3 方位为方位为r1，1；r2，2；r3，3 转子以等转子以等转动时，所产转动时，所产生的惯性力生的惯性力F1、F2、F3Fimiri2 （i1,2,3）根据力的等效原理：根据力的等效原理：每一个每一个力都可以平行分解到任意两力都可以平行分解到任意两个平面内个平面内lllrmlllFFi2iiiiillrmllFFi2iiiii 把惯性力把惯性力F1、F2、F3平行分解到两个选定的平衡基面平行分解到两个选定的平衡基面、，既有，既有下面表示方式：下面

17、表示方式：F1、F2、F3平衡基面平衡基面：F1、F2、F3平衡基面平衡基面：F1、F2、F3也就是说：也就是说：利用等效力的办法，将分布在若干个平面上的不平衡质量，利用等效力的办法，将分布在若干个平面上的不平衡质量，等效到两个平衡平面上；然后，再利用静平衡的方法，分别在平衡基面等效到两个平衡平面上；然后，再利用静平衡的方法，分别在平衡基面、上，进行平衡计算。具体表达式为：上，进行平衡计算。具体表达式为：) 3 , 2 , 1( i) 3 , 2 , 1( i2F1FF3F1F2F3FF31i0iFF面：31i0iFF面：例例4 图示回转体中，有两个不平衡重量m1=10kg，m2=4kg，质心

18、至回转轴的距离r1=30cm，r2=10cm，两不平衡质量、两平衡基面及和两支承A及B之间的尺寸为l1=l3=l4=12cm，l2=20cm，L=56cm。试求： （1）当轴的转速n=600r/min时，两支承A、B上的动反力； （2）两支承上的静反力； （3）应在两平衡基面、上加的平衡质量m、m及方位（取平衡质量质心至回转轴的距离r =r =15cm）。 第7章 机械的运转及其速度波动的调节例例 1 已知：已知：Md=常数，常数，Mr=600Nm，n=60r/min, =0.1 求解：求解：Jf=?解：解： TP： 面积求解法面积求解法 ddrdMM)(rdWW 660046002dMNm1

19、25dMABCDEFMd=125NmEAE0EBEAE1 E0125ECEBE2 E0 125（600-125）/4 E06.25 EDECE3 E06.25125/4 E037.5EEEDE4 E0 37.5（600125）/6E041.67EFEEE5 E041.67125/3E0 EmaxE0125EB EminE041.67EE EmaxE0125EB EminE041.67EE将将Emax，Emin代入简便公式，得代入简便公式，得 22002mminmaxfkgm7 .13230601 . 0)67.41(125EEEEJ例例2 牛头刨床牛头刨床 已知：已知： P1=367.7 w（

20、无生产阻力（无生产阻力行程中消耗的功率），行程中消耗的功率）， P2=3677 w（工作行程中有生产阻力时消耗功（工作行程中有生产阻力时消耗功率），率）， 1=120（回程对应曲柄转（回程对应曲柄转角），角）， 2=120（工作行程中的实（工作行程中的实际作功行程对应曲柄转角）。际作功行程对应曲柄转角）。 n=100r/min（曲柄平均转数），（曲柄平均转数）， nd1440r/min（电机转数），（电机转数），= 0.1（机器运转不均匀系数）（机器运转不均匀系数） 求求 ：以曲柄为等效构件时，：以曲柄为等效构件时，且等效驱动力矩为常量，加在曲柄且等效驱动力矩为常量，加在曲柄轴上飞轮的等效转动

21、惯量。如把飞轴上飞轮的等效转动惯量。如把飞轮安装在电机轴上，其转动惯量为轮安装在电机轴上，其转动惯量为多少？多少？ 解：设曲柄的运转周期为解：设曲柄的运转周期为T，克服生产阻力的作功周期，克服生产阻力的作功周期为为T/3，克服摩擦阻力的作功周期为，克服摩擦阻力的作功周期为2T/3。求驱动功率。求驱动功率Pd2211tPtPTPd)36777 .3672(31dP)2(321PPT）（w8 .147033221TPTP求驱动功率求最大、最小动能求驱动功率求最大、最小动能62.2200max EE0EEa36 . 0)7 .3678 .1470(cdEE36 . 0)8 .14703677(bcE

22、E36 . 0)7 .3678 .1470(0 EEb24.4410min EE0E24.4410 E62.2200 E飞轮转动惯量飞轮转动惯量2minmax2minmax)30(nEEEEJmfJJkgmf电机().100144002922求加在电机轴上的转动惯量求加在电机轴上的转动惯量22200.42.6010014. 31 . 0)24.441()62.220(900mkgEE例例3 电动机为原动机的冲床电动机为原动机的冲床 已知：电机转数已知：电机转数n1=900r/min，z1=20，z2=120，z2=20，z3=100。该冲床每分钟冲孔。该冲床每分钟冲孔30个，冲孔时间为运转周期

23、的个，冲孔时间为运转周期的1/8，钢板材料为钢板材料为Q235-A，剪切极限应力为，剪切极限应力为=310106Pa，板厚为，板厚为h=10mm，冲孔直径为，冲孔直径为d=20mm。l3=0.1m，l4=0.5m，运转不，运转不均匀系数为均匀系数为=0.1 求求 : 安装在安装在2轴上的飞轮的转动惯量及电机功率轴上的飞轮的转动惯量及电机功率例例3 电动机电动机为原动机的冲床为原动机的冲床 已知：电机转数已知：电机转数n1=900r/min，z1=20，z2=120，z2=20，z3=100。该冲床每分钟冲孔。该冲床每分钟冲孔30个，冲孔时间为运转周期的个，冲孔时间为运转周期的1/8，钢板材料为

24、钢板材料为Q235-A，剪切极限应力为，剪切极限应力为=310106Pa，板厚为，板厚为h=10mm，冲孔直径为，冲孔直径为d=20mm。l3=0.1m，l4=0.5m，运转不，运转不均匀系数为均匀系数为=0.1 求求 : 安装在安装在2轴上的飞轮的转动惯量及电机功率轴上的飞轮的转动惯量及电机功率 由于剪切力即为滑块上的生产阻力，而阻抗力的瞬时功由于剪切力即为滑块上的生产阻力，而阻抗力的瞬时功率等与等效力矩的瞬时功率，故有：率等与等效力矩的瞬时功率，故有：解：该冲床每分钟冲孔解：该冲床每分钟冲孔30个，每冲一个孔的时间为个，每冲一个孔的时间为2秒，即运秒，即运转周期为转周期为T=2秒。实际冲孔

25、时间为：秒。实际冲孔时间为：T/8=1/4秒秒 )N(108 .1941031001. 002. 014. 336dhF) J (194801. 0108 .1943 FhW冲压期间剪切力所作的功冲压期间剪切力所作的功W为为:冲压期间剪切力的平均功率冲压期间剪切力的平均功率P为为:)W(7792411948tWP）（W77923rM最大剪切力最大剪切力F为为:传动比：传动比： 302020100120 21323113ZZZZis)/rad(14. 390090014. 3303011313ni)Nm(3 .248014. 37792rM等效驱动力矩为常数，在一个运转周期内作的功等于等效阻等效

26、驱动力矩为常数，在一个运转周期内作的功等于等效阻抗力矩作的功抗力矩作的功:822rdMM3 .17044731000bEEE)Nm(31083 .24808rdMM0aEE 由于由于c与与a点相同点相同:0acEEE3 .17040max EE32minmaxEEJf0minEE)kgm(8 .172614. 31 . 03 .170422安装在安装在2轴上的飞轮转动惯量为轴上的飞轮转动惯量为:23 22232)()(ZZJJJff求电机功率求电机功率:)(131dMM )kgm(07.69)10020(8 .17262211MP电机)Nm(33.10301310)kw(97. 0309001

27、4. 333.10如飞轮为圆盘状，求该飞轮尺寸如飞轮为圆盘状，求该飞轮尺寸228Jmd 设设d=850mm3m/kg7800)kg(8 .76485. 007.6988222dJm)mm(8 .17278008 . 014. 38 .7644422dmb则宽度则宽度b为：为：若材用钢制飞轮，其密度为若材用钢制飞轮，其密度为飞轮矩为飞轮矩为: 例例1. 图示机床工作台传动系统，已知各齿轮的齿数分别图示机床工作台传动系统，已知各齿轮的齿数分别为：为：z1=20，z2 60，z2 20，z3 80。齿轮。齿轮3与齿条与齿条4啮合的节圆啮合的节圆半径为半径为r 3，各轮转动惯量分别为，各轮转动惯量分别

28、为J1、J2、J2 和和J3，工作台与被，工作台与被加工件的重量和为加工件的重量和为G，齿轮，齿轮1上作用有驱动矩上作用有驱动矩Md，齿条的节，齿条的节线上水平作用有生产阻力线上水平作用有生产阻力Fr。求以齿轮。求以齿轮1为等效构件时系统为等效构件时系统的等效转动惯量和等效力矩。的等效转动惯量和等效力矩。解：解：等效转动惯量等效转动惯量 2332212322132212212142133212221e rzzzzgGzzzzJzzJJJvgGJJJJJ 132r 32 MdFr4等效力矩等效力矩31 23312 3errddz zMMF rMF rz z例例2 图为一定轴轮系，图为一定轴轮系，

29、O1为输入轴。各齿轮的齿数为：为输入轴。各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=80，Z3=40，Z4=100，且齿轮，且齿轮2与齿轮与齿轮3为一为一双联齿轮。取齿轮双联齿轮。取齿轮4（回转轴（回转轴O4）为等效构件，一个运）为等效构件，一个运动周期内作用在齿轮动周期内作用在齿轮4上的等效阻力矩上的等效阻力矩Mr如下图，齿轮如下图，齿轮4上的等效驱动力矩为常数。齿轮上的等效驱动力矩为常数。齿轮4的平均转动角速度为的平均转动角速度为4=2rad/s，该定轴轮系各构件在齿轮，该定轴轮系各构件在齿轮1的等效转动惯量的等效转动惯量之和为之和为 。试求：。试求： 1)齿轮齿轮4上的等效驱动力矩上的等效驱动力矩

30、Md4；211kgmJeO4O2O1413202232450100Me(Nm)34Mr2)该定轴轮系各构件在齿轮该定轴轮系各构件在齿轮4的等效转动惯量之和的等效转动惯量之和Je4；3)求齿轮求齿轮4的最大角速度与最小角速度，并说明其各自的最大角速度与最小角速度，并说明其各自的发生位置；的发生位置；4)要求速度不均匀系数要求速度不均匀系数0.02，且当飞轮安装在齿轮，且当飞轮安装在齿轮1的轴上时，计算飞轮的转动惯量。的轴上时，计算飞轮的转动惯量。Mr43Me(Nm)1005042322025MdABCDNmMd25)2/()502100221(1)O4O2O141322231e442314422

31、42 4423131 3224231423142312110080 100 4020 4025 100411 10010016 100100 1 100JJJJJzz zJJJJzz zJJJJJJJJJJJJJkgm 2)2224e1123411221 31123422 422123412342020 40 =8080 10011 16100JJJJJz zzJJJJzz zJJJJJJJJMr43Me(Nm)1005042322025MdABCD1252513.2812522 16OAW1 37514.062528ABW 1252513.2812522 16BCW2512.52CDW 3)

32、齿轮齿轮4的最大角速度与最小角速度的最大角速度与最小角速度发生位置分别为发生位置分别为A和和B；4A9164B1516sradm/4222minmaxmaxmin0.0220.04/mradsmax2.02/radsmin1.98/radsmax13.281250.7812514.0625W4)2max2214.0625552.23320.02fmWJkg m例例3 如图各齿轮均为具有相同模数与压力角的圆柱齿轮，齿轮的如图各齿轮均为具有相同模数与压力角的圆柱齿轮，齿轮的质心均在其回转中心上，且不计齿轮质心均在其回转中心上，且不计齿轮2与齿轮与齿轮3之间连接轴的质量之间连接轴的质量与转动惯量。已

33、知：齿轮与转动惯量。已知：齿轮1、2及及3的齿数为：的齿数为：Z1=Z2=Z3=20，它们，它们绕各自轴心的转动惯量为：绕各自轴心的转动惯量为：J1=J2=J3=0.01kgm2，质量为：，质量为：m1=m2=m3=2kg，系杆长度为：，系杆长度为：lH=0.2m，转动惯量为：，转动惯量为：JH=0.15kgm2。在系杆上作用驱动力矩为：。在系杆上作用驱动力矩为：MH=40Nm，在齿轮，在齿轮1上作用阻力矩为：上作用阻力矩为：M1=10Nm，试求：等效到轴，试求：等效到轴O1上的等效转动惯上的等效转动惯量与等效力矩。量与等效力矩。12H34OHO1第8章 连杆机构及其设计例例1 如图所示铰链四

34、杆机如图所示铰链四杆机构中，已知各杆长度为：构中，已知各杆长度为：1、说明该机构为什么有曲柄，指明哪个构件为、说明该机构为什么有曲柄，指明哪个构件为曲柄；曲柄；2、以曲柄为原动件作等速转动时，是否、以曲柄为原动件作等速转动时，是否存在急回运动，若存在，确定其极位夹角，计存在急回运动，若存在，确定其极位夹角，计算行程速比系数；算行程速比系数；3、若以构件、若以构件AB为原动件，为原动件，试画出该机构的最小传动角和最大传动角的位试画出该机构的最小传动角和最大传动角的位置；置；4、回答：在什么情况下此机构有死点位置？、回答：在什么情况下此机构有死点位置？mmlAB20mmlBC60mmlCD85mm

35、lAD502221()cos2cdbaADCcd2222()cos2cdbaADCcdmax21ADCADC 2212max2cosCCccc c 22212()()cos2babaCCcd222min222max()cos2()cos2bcdabcbcadbcminminminmax180180180K例例2 设计如图所示一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程lc1c2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC 。11801KKabAC1abesinsinsin1HACsin22eHabcos)(2)()(22222abababH21)si

36、ncos1(212HeHa121cos12()2sinHebHCDl3090 ABlBCl例例3 如如图所示，设计一铰链四杆机构，已知图所示，设计一铰链四杆机构，已知其摇杆其摇杆CD的行程速比系数的行程速比系数K=1，摇杆的长度，摇杆的长度150mm，摇杆的极限位置与机架所成的角度，摇杆的极限位置与机架所成的角度=和和，求曲柄的长度，求曲柄的长度和连杆的长度和连杆的长度315060tan cd222222300)3150(150dcab2222222cos303150(150 3)2 150 15031502bacdcd 300ba150ba 75amm 225bmm第9章 凸轮机构及其设计例

37、例1 图示直动滚子盘形凸轮图示直动滚子盘形凸轮机构，其凸轮实际廓线为一机构，其凸轮实际廓线为一以以C点为圆心的圆形，点为圆心的圆形，O为其为其回转中心，回转中心，e为其偏距，滚子为其偏距，滚子中心位于中心位于B0点时为该凸轮的点时为该凸轮的起始位置。试画图（应有必起始位置。试画图（应有必要的说明）求出：要的说明）求出： 1、凸轮的理论轮廓；、凸轮的理论轮廓；2、凸轮的基圆；凸轮的基圆；3 3、凸轮的偏距圆；、凸轮的偏距圆； 4、当滚子与凸轮实际廓线在、当滚子与凸轮实际廓线在B1 点接触时，点接触时，所对应的凸轮转角所对应的凸轮转角1； 5、当滚子中心位于、当滚子中心位于B2点时，所对应的凸轮点

38、时，所对应的凸轮机构的压力角机构的压力角2及从动件推杆的位移（以滚子中及从动件推杆的位移（以滚子中心位于心位于B0点时为位移起始参考点）；点时为位移起始参考点）； 6、凸轮的最大压力角、凸轮的最大压力角max。1.2.3.4.5.6.第10章 齿轮机构及其设计例例3 设已知一对标准斜齿圆柱齿轮传设已知一对标准斜齿圆柱齿轮传动，动， , , ， ， ， ， ， 。试求：。试求： ， 及及 之值。之值。 201z402zmmmn820n30mmB301*ahabmmzzman136.277)4020(30cos28)(cos221ntattatmBtgtgztgtgzsin)(2)(2221174

39、22 30cos20costgarctgtgarctgnt75318175.184217422cos75.18421arccoscosarccosarccos*111111naabtmhrrrr45278150.369217422cos50.36921arccoscosarccosarccos*222222naabtmhrrrr5 . 030sinsin130sin3020(315722 47 )40(27 5422 47 )1.9428tgtgtgtg2287422cos20cos30cosarccoscoscoscosarccostnb6.1 在图中，已知基圆半径r b = 50 mm，现

40、需求：1) 当r k = 65 mm时，渐开线的展角k 、渐开线的压力角k和曲率半径k 。2) 当k =20时，渐开线的压力角k及向径r k的值。 8782. 71375. 0)180/7151.39(7151.39tantan7151.39)65/50arccos()/arccos() 1radrrkkkkbkmmrrkbkkkkkk73.7916.51cos/50cos/16.5120tan)2时查表当解解：6.26.2 当压力角= 20的正常齿制渐开线标准外直齿轮，当渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数z应为多少 ? 又当齿数大于以上求得的齿数时，试问基圆与齿根圆哪个大 ?解解：时

41、齿根圆大于基圆因为齿数为整数时得当得令4245.4120cos15 . 225. 120cos45.4120cos15 . 225. 120cos25. 120cos212121212121zzmmzmzrrzmmzmzrrmmzrmzrfbfbfb6.36.3 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮= 20、m =5 mm、z = 40 ，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。 解解：6.46.4 在一机床的主轴箱中有一直齿圆柱渐开线标准齿轮，经测量其压力角= 20，齿数z = 40 ，齿顶圆直径d a = 84 mm 。现发现该齿轮已经损，需重做一个齿轮代换，试确定这个齿轮

42、的模数。 解解：22408422zdmmmzdaa6.56.5 已知一对外啮合标准直齿轮传动，其齿数z 1 = 24、z 2 = 110，模数m =3 mm，压力角= 20，正常齿制。试求：1) 两齿轮的分度圆直径d 1、d 2 ；2) 两齿轮的齿顶圆直径d a1 、d a2 ；3) 齿高h ；4) 标准中心距a ; 5) 若实际中心距a= 204 mm，试求两轮的节圆直径d 1、d 2。 解解：mmddmmddaazzmamhmddmddmzdmzdaa925.3342 .22cos20cos330coscos075.732 .22cos20cos72coscos2 .22)20420cos

43、201arccos()cosarccos()5201)11024(3)()475. 6325. 225. 2)3336633027832722)2330110372243) 12211212121221122116.96.9 某对平行轴斜齿轮传动的齿数z 1 =20、z 2 =37，模数m n =3 mm，压力角= 20，齿宽B1 = 50 mm、B2 = 45 mm , 螺旋角=15，正常齿制。试求：1) 两齿轮的齿顶圆直径d a1 、d a2 ；2) 标准中心距a ；3）总重合度 ；4）当量齿数z v 1 、z v 2 。 解解：mmzzmamddmddzmdzmdnnanann516.8

44、815cos/ )3720(3cos/ )()2916.1202117.6832117.622916.11415cos/373cos/117.6215cos/203cos/) 121212122112211055.4115cos/37cos/192.2215cos/20cos/)433223311zzzzvv554. 1)647.20tan21.27(tan37)647.20tan423.31(tan2021)tan(tan)tan(tan2121.27)32916.114647.20cos916.114arccos()2cosarccos()arccos(423.31)32117.62647

45、.20cos117.62arccos()2cosarccos()arccos(647.2015cos20tanarctancostanarctan) 322112222211111tattatabatntabatntzzmddddmdddd79. 2236. 1554. 1236. 1315sin45sinnmb6.12 6.12 在图中所示机构中，所有齿轮均为直齿圆柱齿轮，模数均为在图中所示机构中，所有齿轮均为直齿圆柱齿轮，模数均为2 mm 2 mm ，z z 1 1 =15 =15 、z z 2 2 =32=32、z z 3 3 =20 =20、z z 4 4 =30 =30 ，要求轮，要

46、求轮1 1与轮与轮4 4同轴线。试问：同轴线。试问： 1) 1) 齿轮齿轮1 1、2 2与齿轮与齿轮3 3、4 4应选什么传动类型最好应选什么传动类型最好 ? ? 为什么为什么 ? ? 2) 2) 若齿轮若齿轮1 1、2 2改为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数不变，模数不变时，斜齿轮的螺改为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数不变，模数不变时，斜齿轮的螺旋角应为多少旋角应为多少 ? ?3) 3) 斜齿轮斜齿轮1 1、2 2的当量齿数是多少的当量齿数是多少 ? ?4 4）当用范成法（如用滚刀）来加工齿数）当用范成法（如用滚刀）来加工齿数z z 1 1 =15 =15解：解：50)3020(221)(2147

47、)3215(221)(2143342112zzmazzma1）可有三种方案：）可有三种方案：a) 1，2 正传动；正传动；3，4零传动零传动 b) 1，2零传动；零传动； 3，4负传动负传动 c) 1，2正传动；正传动； 3，4负传动负传动 b),C)方案均有负传动降低了传动质量应舍去，采用方案均有负传动降低了传动质量应舍去，采用a)方案方案2）采用斜齿轮，应使）采用斜齿轮，应使a12=a34=5095.19503215cos50cos2)3215(2cos2)(12112zzman3）斜齿轮）斜齿轮1,2的当量齿数的当量齿数53.38cos06.18cos322311zzzzvv4）斜齿轮）

48、斜齿轮1,2均不会根切，因为均不会根切，因为zv17第11章 齿轮系及其设计例例1 某传动装置如图所示，已知：某传动装置如图所示，已知：z1=60，z2=48， z2=80，z3=120， z3=60，z4=40，蜗杆，蜗杆z4=2（右旋），涡轮（右旋），涡轮z5=80，齿轮，齿轮z5=65，模数，模数m=5 mm。主动轮。主动轮1的转速为的转速为n1=240 r/min，转向如图所示。试求齿条，转向如图所示。试求齿条6的移动速度的移动速度v6的大小和方的大小和方向。向。 322608060804012048432154325115zzzzzzzznni3224015155innn605 .

49、7260255n7.5 r/min =0.785 rad/s 785. 0655212155556mzrv=127.6 mm/s 例例262331133121zzzizzz 464634411zziiHHHH3611141HHzzizz 14060182020Hi 例例331424114zzzznni46164141411zzinniHHH79279272711zzinniHHH44 nn71nnH226912411 347(1)(1)HHzznz zinz zzz22116049131167(1)(1)28.5836236994HHnin22113549124.19 r/min28.58HH

50、nni12234H1z2z2zHz4z14i如图所示轮系，已知各轮齿数为：如图所示轮系，已知各轮齿数为：=25，=50，=25，=100，=50，各齿轮模数相同。求传动比，各齿轮模数相同。求传动比例例41002550252213zzzz925251005011121321311zzzzinniHHH2110050444HHHzznni5 . 421941414114nnnnnniiiHHHH例例51z2z3z1z4z3z4z5zABi如图所示轮系，已知如图所示轮系，已知=30，=30，=90，=20，=30，=40，=30，=15。求。求的大小及转向？的大小及转向？ 33090133113zz