【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)基礎(chǔ)課后習(xí)題與答案機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)15至112 指出（題15圖~112圖）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，計(jì)算各機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷是否具有確定的運(yùn)動(dòng)。15 解 F=3n2PLPH=3180。62180。81=1 16 解F=3n2PLPH=3180。82180。111=1 17 解F=3n2PLPH=3180。82180。110=2 18 解F=3n2PLPH=3180。62180。81=1 19 解F=3n2PLPH=3180。42180。42=2 110 解F=3n2PLPH=3180。92180。122=1 111 解F=3n2PLPH=3180。42180。42=2 112 解F=3n2PLPH=3180。32180。30=321 試根據(jù)題21圖所標(biāo)注的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)還是雙搖桿機(jī)構(gòu)。題21圖 答 : a）40+110=15070+90=160，且最短桿為機(jī)架，因此是雙曲柄機(jī)構(gòu)。b）45+120=165100+70=170，且最短桿的鄰邊為機(jī)架，因此是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。c）60+100=16070+62=132，不滿足桿長(zhǎng)條件，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。d）50+100=150100+90=190，且最短桿的對(duì)邊為機(jī)架，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。23 畫出題23圖所示個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和壓力角。圖中標(biāo)注箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件。題23圖解：25 設(shè)計(jì)一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如題25圖所示，要求踏板CD在水平位置上下各擺10度，且lCD=500mm，lAD=1000mm。（1）試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長(zhǎng)度；（2）用式（26）和式（26）’計(jì)算此機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角。題25圖解 :（1）由題意踏板CD在水平位置上下擺動(dòng)10o，就是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿的極限位置，此時(shí)曲柄與連桿處于兩次共線位置。取適當(dāng)比例 圖 尺，作出兩次極限位置AB1C1D和。由圖量得：AC1=1037mm，AC2=1193mm。AB2C2D（）解得 ：l1=l2=12121212(AC2(AC2AC1)+AC1)(1193(11931037+1037)=78mm )=1115mm由已知和上步求解可知：l1=78mm，l2=1115mm，l3=500mm，l4=1000mm（2）因最小傳動(dòng)角位于曲柄與機(jī)架兩次共線位置，因此取j=0和j=180o代入公式（26）計(jì)算可得：cos208。BCD=ol2+l3l1l4+2l1l4cosj2l2l322222=11152+50078100022+2180。78180。1000cos0o2180。1115180。500= 208。BCD=或：cos208。BCD=l2+l3l1l4+2l1l4cosj2l2l32222 =11152+500278100022+2180。78180。1000cos180o2180。1115180。500= 208。BCD=代入公式（26）′，可知gmin=208。BCD=31 題31圖所示為一偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標(biāo)注推程運(yùn)動(dòng)角f。題31圖解題31解圖如圖 ，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過(guò)B點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動(dòng)件在B點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)路的方向線。推程運(yùn)動(dòng)角f如圖所示。32 題32圖所示為一偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪是一個(gè)以C為圓心的圓盤，試求輪廓上D點(diǎn)與尖頂接觸時(shí)的壓力角，并作圖表示。題32圖解：如圖 ，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過(guò)D點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)路的方向線。凸輪與從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角a 如圖所示。34 設(shè)計(jì)題34圖所示偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，偏距e=10mm，凸輪基圓半徑r0=60mm，滾子半徑rT=10mm，從動(dòng)件的升程及運(yùn)動(dòng)規(guī)律與33相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。題34圖根據(jù) 33題解作圖如圖315所示。根據(jù)()式可知，ds2dd1取最大，同時(shí)s2取最小時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大。從圖315可知，這點(diǎn)可能在推程段的開始處或在推程的中點(diǎn)處。由圖量得在推程的開始處凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大，此時(shí)amax=＜[a]=30176。42 已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距a=160mm，齒數(shù)z1=20，z2=60，求模數(shù)和分度圓直徑。解 由a=12m(z1+z2)可得模數(shù)m=2az1+z2 =2180。16020+60=4mm分度圓直徑d1=mz1=4180。20=80mm，d2=mz2=4180。60=240mm43 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)z=25，齒頂圓直徑da=135mm，求齒輪的模數(shù)。*解 由da=d+2ha=mz+2ham=mz+2m 得 m=da(z+2)=135(25+2)=5mm44 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪a=20o，m=5mm，z=40，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。解分度圓半徑 r=mz2=5180。402=100mm分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑 r=rrb==分度圓上漸開線齒廓的壓力角a=20o基圓半徑rb=rcosa=100180。cos20=基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為 0；壓力角為0o。*齒頂圓半徑ra=r+ham=100+5=105mm齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑 ra=rarb==o齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角 aa=arccos==49 試根據(jù)漸開線特性說(shuō)明一對(duì)模數(shù)相等、壓力角相等，但齒數(shù)不相等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其分度圓齒厚、齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚是否相等，哪一個(gè)較大？解 模數(shù)相等、壓力角相等的兩個(gè)齒輪，分度圓齒厚s=pm2相等。但是齒數(shù)多的齒輪分度圓直徑大，所以基圓直徑就大。根據(jù)漸開線的性質(zhì)，漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓小，則漸開線曲率大,基圓大，則漸開線越趨于平直。因此，齒數(shù)多的齒輪與齒數(shù)少的齒輪相比，齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚均為大值。51 在題51圖所示雙級(jí)渦輪傳動(dòng)中，已知右旋蝸桿I的轉(zhuǎn)向如圖所示，試判斷渦輪2與渦輪3的轉(zhuǎn)向，用箭頭表示。題51圖解：52 在題52圖所示輪系中，已知，z5=60,z5162。=30z1=15,z2=25,z2162。=15,z3=30,z3162。=15,z4=30,z4162。=2（右旋）（m=4mm），若n1=500rmin，求齒條6的線速度v的大小和方向。題52圖解： 這是一個(gè)定軸輪系，依題意有： i15=z2z3z4z5z1zzz/2/3/4=25180。30180。30180。6015180。15180。15180。2=200，n5=n1i15=500200=齒條 6 的線速度和齒輪 5′分度圓上的線速度相等；而齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)速和齒輪 5 的轉(zhuǎn)速相等，因此有： v1=v5=/n5/pr5/30=n5/pmz5/30180。2=180。180。4180。2030180。2=通過(guò)箭頭法判斷得到齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)向順時(shí)針，齒條 6 方向水平向右。54 在題54圖所示行星減速裝置中，已知z1=z2=17，z3=51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)90度時(shí)，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過(guò)多少角度？題54圖n1HH解： 從圖上分析這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件 H為行星架。則有：iH13=n3=n1nHn3nH=z3z1=5117=3Qn3=0，\n1nH=1+3=4，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)90，即n1=90時(shí)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的角度nH=oo904oo方向與手柄方向相同。=，58 在題58圖所示錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為z1=z2=z2162。=50、z3=80，n1=50rmin，求nH的大小及方向。題58圖解： 這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，H為行星架。iH13=n1nHH3=n1nHn3nH=z2z3z1z2/=30180。8020180。50=Qn3=0,n1=50r/min，\50nH0nH=，\nH=，nH與 n1方向相同59 在題59圖所示差動(dòng)輪系中，已知各輪的齒數(shù)z1=z2=2z2162。=z3=75，齒輪I的轉(zhuǎn)速為200rmin（箭頭向上），齒輪3的轉(zhuǎn)速為50rmin（箭頭向下），求行星架轉(zhuǎn)速nH的大小及方向。題59圖 解： 這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，H為行星架。iH13=n1nHH3=n1nHn3nH=z2z3z1z2=25180。7530180。20=∵設(shè)齒輪 1方向?yàn)檎瑒tn1=200rmin，n3=50rmin ∴ nH=，nH與 n1方向相同。200nH50nH=∴102 試計(jì)算M并指出哪種螺紋的自鎖性較好。解 由教材表10表102查得M20，粗牙，螺距P=，中徑d2=螺紋升角y=arctgP=180。=opd2M20180。，細(xì)牙，螺距P=，中徑d2=d1+=螺紋升角y=arctgP=180。=opd2對(duì)于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋中，細(xì)牙螺紋的升角較小，更易實(shí)現(xiàn)自鎖。117 設(shè)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)方向及螺旋線方向如題117圖所示，試分別畫出輪1為主動(dòng)輪時(shí)和輪2為主動(dòng)輪時(shí)軸向力Fa1和Fa2的方向。輪1主動(dòng)時(shí)輪2主動(dòng)時(shí) 題117圖輪1為主動(dòng) 輪2為主動(dòng)時(shí)題117解圖118 在題117圖中，當(dāng)輪2為主動(dòng)時(shí)，試畫出作用在輪2上的圓周力Ft軸向力Fa和徑向力Fr2的作用線和方向。解 見(jiàn)題118解圖。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動(dòng)時(shí)，按右手定則判斷其軸向力方向Fa2；徑向力Fr2總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；圓向力Ft2的方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反。題118解圖119 設(shè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如題119圖所示，試問(wèn)：1）低速級(jí)斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，2）低速級(jí)螺旋角b應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個(gè)軸向力相互抵消。題119圖 解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級(jí)斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2