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1、机械设计基础习题讲解 西安理工大学2013 9 讲解人 王志龙 2020 4 25 2 1 1 1 2 第一章平面机构的自由度和速度分析 唧筒 活塞式 机构 回转柱塞泵 4 3 1 2 4 1 3 2 4 1 3 2 2020 4 25 3 1 5 1 6 局部自由度 滚子 有一处虚约束 槽的一侧 无复合铰链n 6PL 8PH 1F 3 6 2 8 1 1 局部自由度 滚子 无复合铰链 虚约束n 8PL 11PH 1F 3 8 2 11 1 1 2020 4 25 4 1 7 1 8 无复合铰链 局部自由度 虚约束n 8PL 11PH 0F 3 8 2 11 0 2 1处复合铰链 无局部自由度
2、 虚约束n 6PL 8PH 1F 3 6 2 8 1 1 2020 4 25 5 1 9 1 10 有两处虚约束 凸轮 滚子处槽的一侧 局部自由度1处 无复合铰链n 4PL 4PH 2F 3 4 2 4 2 2 2处复合铰链 局部自由度 虚约束各有一处n 9PL 12PH 2F 3 9 2 12 2 1 两轴线重合的转动副只有一个起作用 滚子转动与否不影响整体的运动 2020 4 25 6 1 11 1 12 复合铰链一处 无局部自由度 虚约束n 4PL 4PH 2F 3 4 2 4 2 2 题1 12图机械手 无复合铰链 无局部自由度 无虚约束n 3PL 3PH 0F 3 3 2 3 3 2
3、020 4 25 7 第二章平面连杆机构 2 1 a 40 11070 62不满足杆长条件 因此是双摇杆机构 d 50 100 70 90且最短杆的对边为机架 因此是双摇杆机构 a b c d 90 70 40 110 100 120 45 70 62 60 70 50 70 100 100 90 判断下列铰链四杆机构是曲柄连杆机构 双曲柄机构还是双摇杆机构 2020 4 25 8 2 3画出图所示各机构的传动角和压力角 重点 同一机构中原动件的改变 可使压力角改变 2020 4 25 9 2 6 1 求极位夹角 并确定比例尺 2 作即摇杆的两极限位置 3 以为底作直角三角形 4 作的外接圆
4、在圆上取点A即可 如右图所示上量取 和机架长度 则曲柄长度 摇杆长度 得知数据后代入公式 2 3 和 2 3 求最小传动角 曲柄与机架共线 设计一曲柄摇杆机构 已知摇杆长度l3 100 摆角 30 摇杆行程速比系数K 1 2 1 用图解法确定其余三杆的尺寸 2 确定最小传动角 若 35 则应另选铰链重新设计 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行凸轮机构 已知AB段为凸轮的推程廓线 使在图上标注推程运动角 答 以O点做圆心作与道路相切的圆 此圆即为偏距圆 过B点作此偏距圆的下切线 此线为凸轮与从动件在B点接触时 导路的方向线 则推程运动角如图所示 3 2题3 2图所示为一
5、偏置直动从动件盘行凸轮机构 已知凸轮是一个以C为圆心的圆盘 试求轮廓上D点与尖顶接触时的压力角 并作图表示 解 如图所示 以O为圆心作圆并与导路相切 此即为偏距圆 过D点作偏距圆的下切线 此线为凸轮与从动件在D点接触时 导路的方向线 凸轮与从动件在D点接触时的压力角 如图所示 F V 3 4设计题3 4图所示偏置直动滚子从动件盘形凸轮 已知凸轮以等角速度顺时针方向回转 偏置e 10mm 凸轮基圆半径r0 60mm 滚子半径rT 10mm 从动件的升程及运动规律与题3 3相同 试用图解法绘出凸轮的轮廓并较核推程压力角 解题思路 1 按偏置尖顶直动从动件盘形凸轮的画法首先把滚子的中心看作尖顶从动件
6、的尖顶绘制出一条轮廓曲线 2 以这条曲线上的各点为中心 以滚子半径为半径作一系列的圆 3 最后作出这些圆的包络线就是滚子从动件凸轮的实际轮廓曲线 第四章齿轮机构 4 1已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m 3mm z1 19 z2 41 试计算这对齿轮的分度圆直径 齿顶高 齿根高 顶隙 中心距 齿顶高直径 齿根高直径 基圆直径 齿距 齿厚和齿槽宽 解 分度圆直径 d1 mz1 3x19 57mmd2 mz2 3x41 123mm齿顶高 ha ha m 1 3 3mm齿根高 hf ha c m 1 0 25 x3 3 75mm顶隙 c c m 0 25x3 0 75mm中心距 a z1 z2
7、 m 2 19 41 x3 2 90mm 齿顶圆直径 da1 d1 2ha 63mmda2 d2 2ha 129mm齿根圆直径 df1 d1 2hf 49 5mmdf2 d2 2hf 115 5mm基圆直径 db1 d1cos 53 56mmdb2 d2cos 115 58mm齿距 p1 p2 m 3 14x3 9 42mm齿厚 齿槽宽 s1 s2 e1 e2 p 2 4 71mm 标准 4 2已知一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 解 由a z1 z2 m 2得模数m 4mm则分度圆直径 d1 z1m 80mmd2 z2m 24
8、0mm4 4已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 20o m 5mm 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 分度圆半径 r mz 2 100mm基圆半径 rb rcos20o 100 xcos20o 93 97mm 2020 4 25 22 第五章周转轮系及传动比 5 1如下图所示双级涡轮传动中 已知右旋蜗杆1的转向 试判断涡轮2和涡轮3的转向 用箭头表示 5 2如图轮系 Z1 15 Z2 25 Z2 15 Z3 30 Z3 15 Z4 30 Z4 2 右旋 Z5 60 Z5 20 若n1 500r min 求齿条6的线速度v的大小和方向 5 2解 这是一个定轴
9、轮系 依题意有 齿条6的线速度和齿轮5 分度圆上的线速度相等 而齿轮5 的转速和齿轮5的转速相等 因此有 通过箭头法判断得到齿轮5 的转向顺时针 齿条6方向水平向右 5 8如图所示锥齿轮组成的行星轮系中 知Z1 20 Z2 30 Z2 50 Z3 80 n1 50r min 求nH的大小和方向 解 这是一个周转轮系 其中齿轮1 3为中心轮 齿轮2 2 为行星轮 H为行星架 得 与方向相同 2020 4 25 24 5 9如图所示差动轮系中 知Z1 30 Z2 25 Z2 20 Z3 75 n1 200r min 箭头向上 n3 50r min 箭头向下 求行星架转速nH的大小和方向 解 这是一
10、个周转轮系 其中齿轮1 3为中心轮 齿轮2 2 为行星轮 H为行星架 设齿轮1方向为正 则 与方向相同 得 2020 4 25 25 5 10如图所示机构中 已知Z1 17 Z2 20 Z3 85 Z4 18Z5 24Z6 21 Z7 63求 1 当n1 10001r min n4 10000r min时 nP 2 当n1 n4时 nP 3 当n1 10000r min n4 10001r min时 nP 解 这是一个混合轮系 其中齿轮4 5 6 7和由齿轮3引出的杆件组成周转轮系 其中齿轮4 7为中心轮 齿轮5 6为行星轮 齿轮3引出的杆件H为行星架 而齿轮1 2 3组成定轴轮系 在周转轮系
11、中 1 在定轴轮系中 2 又因为 联立 1 2 3 式可得 3 1 当 时 P的转向与齿轮1和4的转向相同 2 当 时 3 当 P的转向与齿轮1和4的转向相反 2020 4 25 26 5 13如图所示汽车后桥差速器中 知Z4 60 Z5 15 Z7 Z3 轮距B 1200mm 传动轴输入转速n5 250r min 当车身左转弯内半径r 2400mm时 左右二轮的转速各为若干 解 这是一个混合轮系 齿轮1 2 3 4组成周转轮系 其中齿轮1 3为中心轮 齿轮2为行星轮 齿轮4是行星架 齿轮4 5组成定轴轮系 在周转轮系中 在图中 当车身绕瞬时回转中心C转动时 左右两轮走过的弧长与它们至C点的距离成正比 即 1 2 联立 1 2 两式得到 3 在定轴轮系中 3 2020 4 25 27 代入 3 式 可知汽车左右轮子的速度分别为 则当 时 此课件下载可自行编辑修改 此课件供参考 部分内容来源于网络 如有侵权请与我联系删除 感谢你的观看
