机械设计基础1-5至1-12指出（题1-5图1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。V融I-6閹锯h机机籾题1-5图平炉渣口堵塞机构S4科IAAx图fftI-10图冲压机构邇1-9图缠纫机迭布机构題1-7图力U药泵加药机构9Auti1-5解F=3n-2PL-PH=3X6-2x8-1=11-6解F=3n一2P一P=3x82x111=1LH1-7解F=3n2PP=3x8一2x110=2LH1-8解F=3n2PP=3x62x81=1LH1-9解F=3n2PP=3x42x42=2LH1-10解F=3n2PP=3x92x122=1LH1-11解F=3n2PP=3x42x42=2LH1-12解.F=3n2PP=3x32x30=3LH2- 1试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。907HO7073120o.40777777.心题2-1图答：a）40+110150,70+90160，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。b）45+120165,100+70170,且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。c）60+10016070+62132，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。d）50+100150,100+90190，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。2- 3画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。(b)题2-3图2- 5设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD在水平位置上下各摆10度，且l500mm，l1000mm。（1）试用图解法求曲柄CDADAB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）计算此机构的最小传动角。解：（1）由题意踏板CD在水平位置二下摆动10。，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例图尺，作出两次极限位置ABCD和10VC11im，AC=1193mm。J1190/ABCD(见图2.17)。由图量得:AC22/解得:*l=-(AC.93-1037)=781122121037=-(ACAC,-(11931037)=1115mm2212由已知和上步求解可知:10l78mm，l1115mm，l500mm，l1000mm1234（2）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取二0。和二180。代入公式（2-6）计算可得:l2l2l2l22llcoscosZBCD=t31442ll2311152+5002一782一10002+2x78x1000cos0。2x1115x500=0.5768ZBCD=54.77。或:cosZBCD121212122llCOS23142ll23题2-5图=0.297011152+500278210002+2781000cosl8021115500BCD=72.72代入公式（2-6）可知=BCD=54.77。min3- 1题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角。题3-1解图如图3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线,此线为凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角如图所示。3- 2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。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。如图3.12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。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，偏距e=10mm，凸轮基圆半径r=60mm，滚子半径r=10mm，从0T动件的升程及运动规律与3-3相同，试用图解法绘出凸轮的轮廓并校核推程压力角。题3-4图根据3-3题解作图如图3-15所示。根据(3.1)式可知，ds2d,i取最大，同时s?取最小时,凸轮机构的压力角最大。从图3-15可知，这点可能在推程段的开始处或在推程的中点处。由图量得在推程的开始处凸轮机构的压力角最大，此时a9.6a=30。max基圆半径rrcosa=100xcos20。=93.97mm基圆半径rrcosa=100xcos20。=93.97mm4- 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z=20,1z260，求模数和分度圆直径。解由a2m(zi+z2)可得模数m=122x16020,60=4mm基圆半径rrcosa=100xcos20。=93.97mm基圆半径rrcosa=100xcos20。=93.97mm4x60240mm分度圆直径dmz4x20=80mm,1 1224- 3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z=25，齿顶圆直径d135mm,a求齿轮的模数。解由d=d+2h=mz+2hm=mz+2m得m=d(z+2)=135(25+2)=5mmaaaa4-4已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮a20,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rmz25x402100mm分度圆上渐开线齿廓的曲率半径Pr2-气1002-93.972=342mm分度圆上渐开线齿廓的压力角a20。基圆半径rrcosa=100xcos20。=93.97mm基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0；压力角为0。齿顶圆半径rr+h，m=100+5=105mmaa齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径r2-r21052-93.972=46.85mmaabr93.97齿顶圆上渐开线齿廓的压力角arccos弘=arccos=26.5。ar105a4- 9试根据渐开线特性说明一对模数相等、压力角相等，但齿数不相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚是否相等，哪一个较大？解模数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚sKm2相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径大，所以基圆直径就大。根据渐开线的性质，渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆小，则渐开线曲率大,基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的齿轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚均为大值。5- 1在题5-1图所示双级涡轮传动中，已知右旋蜗杆I的转向如图所示，试判断涡轮2与涡轮3的转向，用箭头表示。题5-1图解：5-2在题5-2图所示轮系中，已知Zi二15,z2-25,甘15,Z3二30,丁15,z4二30,z。,=2（右旋）-5=60,Z5,=305=4讪）,若ni=500rmin，求齿条6的线速度v的大小和方向。题5-2图解：这是一个定轴轮系，依题意有：.zzzz25,30,30,6n500_.i=4a=200,n=2.5r/min15zz/z/z/15,15,15,25i200123415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：v=v15/n兀r二_30n兀mz=5里30x22.5,3.14,4,20=10.5mm/s30x2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- 4在题5-4图所示行星减速装置中，已知z二z二17，z二51。当手柄转过90123度时，转盘H转过多少角度？题5-4图解：从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件H为行星架。则有弋nHnnz二H=一二nHnnz33H151一317n=0，3n=1+3=4，nHiH这是一个周转轮系，其中齿轮nHnHzz2-3zz12/题5-8图M1、3为中心轮，齿轮2、2为行星轮，H为行星俱,2.420x5090当手柄转过90。，即n90时，转盘转过的角度n22.5。，方向与手柄方向相同。1H45- 8在题5-8图所示锥齿轮组成的行星轮系中，已知各轮的齿数为z20、1z30、z50、z80，n50rmin，求n的大小及方向。2 231H/A50一nH0一nH=,2.4，.n14.7r/min，n与n方向相同HH15- 9在题5-9图所示差动轮系中，已知各轮的齿数z30、z25、z=20、122z75,齿轮I的转速为200rmin（箭头向上），齿轮3的转速为50rmin（箭3头向下），求行星架转速n的大小及方向。彳22刃3H9图imfaH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。.nHn-nzz25,75_iH=H23=-3.12513nHn一nzz30,203 3H12200n设齿轮1方向为正，则n=200rmn,n=-50rmn匸=-3.1251350nHn=10.61rmin，n与n方向相同。HH110- 2试计算M20、M20X1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性较好。解由教材表、表查得M20，粗牙，螺距P2.5mm，中径d=18.376mm22.53.14,18.3762.48P螺纹升角arctg兀d2M20,1.5，细牙，螺距P1.5mm，中径d=d1+0.026=19.026mm2P1.5螺纹升角arctgarctg1.44兀d3.14,19.0262对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。11- 7设斜齿圆柱齿轮传动方向及螺旋线方向如题11-7图所示，试分别画出轮1轮1为主动轮2为主动时题11-解7图11-8在题11-7图中，当轮2为主动时，试画出作用在轮2上的圆周力F、轴向t2力F、和径向力F的作用线和方向。a2r2解见题解图。齿轮为右旋，当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向Fa2；径向力Fr2总是指向其转动中心；圆向力行的方向与其运动方向相反。题11-解8图11-9设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如题11-9图所示，试问