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1、 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1-1 至 1-4 绘制出下图机构的机构运动简图 答案：1-5 至 1-12 指出下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。链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解
2、为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 1-5 解 滚子是局部自由度，去掉 n=6 pl 8 ph 1 F=3 6-2 8-1=1 1-6 解 滚子是局部自由度，去掉 n 8 Pl 11 Ph 1 F=3 8-2 11-1=1 1-7 解 n 8 Pl 11 Ph 0 F=3 8-2 11=2 1-8 解 n 6 Pl 8 Ph 1 F=3 6-28-1=1 1-9 解 滚子是局部自由度，去掉 n 4 Pl 4 Ph 2 F=3 4-2
3、 4-2=2 1-10 解 滚子时局部自由度，去掉右端三杆组成的转动副，复合铰链下端两构件 组成的移动副，去掉一个.Pl 12 Ph 2 F=3 9-2 12-2=1 n9 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题
4、图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題1-11 解最下面齿轮、系杆和机架组成复合铰链 n 4 Pl 4 Ph 2 F=3 4-2 4-2=2 1-12 解 n 3 Pl 3 Ph 0 F=3 3-2 3=3 第 2 章 平面连杆机构 a)40+11090+70 以最短的做机架，时双曲柄机构，A B 整转副 b)45+12070+62 不存在整转副 是双摇杆机构 d)50+10090+70 以最短杆相对杆作机架，双摇杆机构 C D 摆转副 2-3 画出题
5、2-3 图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动 件。2-1 试根据 2-1 构还是双摇杆机构。所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示
6、的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 10.如题 10图所示四杆机构中，若原动件为曲柄，及机构处于最小传动角 min 时的机构位置图。试标出在图示位置时的传动角 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转
7、副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 解：min 为 AB2C2D 时的机构位置。11.在题11图所示的摆动导杆机构中，构件 1为主动件，构件3为从动件，试在 图中画出该机构的极位夹角 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的
8、转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題解：如题 11 解图所示 12.如图 12所示四杆机构中，若远动间为曲柄，试标出在图示位置时传动角 及 机构处于最小传动角 min 时的机
9、构位置图链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时
10、的机构位置图題題12段 12傀園 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传
11、动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題14.设计一个对心直动尖顶从动件盘型凸轮机构的凸轮廓线，已知凸 轮顺时针方向转动，基圆半径 r0=25mm，从动件行程 h=25mm。其运动 规律如下：凸轮转角为 0120时从动件等速上升到最高点；凸轮 转角为 120 180时，从动件在最高位置停止不动；凸轮转角为 180300时，从动件等速 下降到 最低点；凸轮转角 为 300360时，从动件在最低位置不动。(l s 0.001m/mm)齿轮机构 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。(1)a=(d 1+d2)/2=(z
12、1+z2)m/2=160 解得 m=4(2)d 1=mz1=4*20=80;d 2=mz2=4*60=240 轮系 5-1 在图所示双级蜗轮传动中，已知右旋蜗杆 1 的转向如图所示，试判断蜗轮 2和蜗轮 3的转向，用箭头表示。链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动
13、角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 5-2 在图所示的轮系中，已知 z1=15,z2=25,z2=15,Z3=30,z3=15 z4=30,z4 2（右旋），z5 60，z5 20（m=4mm）,若 n1=500r/min，求齿条 6 线速 度 v 大小和方向 解：（1）求传动比 i 15 n1 z2z3z4z5 i15 n5 z1z2 z3 z4 （2）求 v6,d5 mz5 4*20 80,齿轮
14、5周长 d5 v6 v5 n5 d5 628mm/min 0.628m/min 10.5mm/s 顺时针转动方向指向右。5-3 如图所示轮系中，已知蜗杆单头且右旋，转速 n1=1440r/min，转动方向如图所示，其余各轮齿数为：z2 40,z2 20,z3 30,z3 18,z4 54，（1）说明轮系属于何种类型。（2）计算齿轮 4 的转速 n4。（3）在图中标注齿轮 4 的转动方向 200 n5 500/200 2.5r/min n5 n5 2.5r/mi n 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉
15、右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 齿轮传动 11-16.在图中画出作用在斜齿轮 3 和锥齿轮 2 上的圆周力 Ft,轴向力 Fa，径向力 Fr 的作用线和方
16、向 1)定轴轮系 2)n4 z1 z2 z3 n1 z2 z3 z4 1 20 18 40 30 54 1440 8r/min 3)n4方向 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动
17、件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 答案：11-17.如图所示为三级展开式圆柱斜齿轮减速器传动布置方案，为了 减小轮齿偏载和试轴上的齿轮产生的轴向力相互抵消一部分，请用图 表示应该如何变动该传动的布置方案。（1）使输入轴和输出轴上的齿轮远离输入端和输出端以减小偏载（2）使、轴上各对齿轮轮齿螺旋线方向相同，可使其轴向力方 向相反 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰
18、链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 11-18.一对直齿锥齿轮传动如图所示，轮1主动，转向如图所示，试 在图中画出轮 1所受各分力的方向，并写出轮 1和轮 2各分力之间的 对应关系。1
19、)各分力如图所示 答案如链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构
20、处于最小传动角时的机构位置图題2)Ft1 Ft2,Fr1 Fa2,Fa1 Fr2 蜗杆传动 3.如图所示为一斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动，小斜齿轮 1 主动，已知蜗 轮轮齿螺旋线为右旋，转向如图所示。试在图中标出：（1）蜗杆轮齿的螺旋线方向及转向（2）大斜齿轮轮齿螺旋线方向，要求大斜齿轮所产生的轴向力能与 蜗杆的轴向力抵消一部分（3）小斜齿轮轮齿的螺旋线方向及轴的转向（4）蜗杆轴（包括大斜齿轮）上各作用力的方向，画出受力图（各 以三个分力表示）。链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰
21、链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 答案如下;Z 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端
22、三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題14-9.仅从轴的结构设计考虑（不考虑轴承的润滑及轴的圆角过渡等 问题），指出图中存在的错误并改进 1 轴与轴承端盖不应接解 2
23、 应有调整垫片 3 缺少圆周固定，应加键连接 4 传动件一侧应有肩环固定 5 与轮毂配合段轴颈长度应比毂长小 1mm-2mm 6 轴承安装距离过长，应加一轴肩 7 轴段挡圈固定，轴颈应缩进轮毂 1mm-2mm 滚动轴承 16-9 指出图中所示轴系结构上的主要错误并改正（齿轮用油润滑，轴承用脂润滑）链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副
24、是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題 1 应有调整垫片 2 缺少挡油板 3 与轮毂配合段轴颈长度应比轮毂长小 1mm-2mm 4 应为角接触球轴承 5 轴承安装方向错误 6 端盖和轴之间不应接触，要有间隙 7 应加密封圈 8 轴承不能轴向定位 9 缺少轴向定位，加轴肩 10 键连接应完全伸出轴承端盖，且距端盖有一定的距离 链局部自
25、由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題
26、1 箱体上与轴承端盖接触面应有凸台，减少加工面积 2 应有调整垫片 3 缺少挡油板 4 同一轴上的键应在同一母线上 5 与轮毂配合段轴颈长度应比轮毂长小 1mm-2mm 6 轴承外圈过定位，内侧肩环取消 7 端盖和轴之间不应接触，要有间隙 8 应加密封圈 9 轴承缺少轴向定位，采用套筒定位 10 轴端挡圈固定，轴颈应缩进轮毂 1mm-2mm 11 传动件应在箱体中间 链局部自由度和虚约束计算各机构的自由度解滚子是局部自由度去掉解滚子是局部自由度去掉解解解滚子是局部自由度去掉解滚子时局部自由度去掉右端三杆组成的转动副复合铰链下端两构件组成的移动副去掉一个解最下面齿轮系机还是双摇杆机构以最短的做机架时双曲柄机构整转副以最短杆相邻杆作机架是曲柄摇杆机构整转副不存在整转副是双摇杆机构以最短杆相对杆作机架双摇杆机构摆转副画出题图所示各机构的传动角和压力角图中标注箭头的构件为角解为时的机构位置在题图所示的摆动导杆机构中构件为主动件构件为从动件试在图中画出该机构的极位夹角解如题解图所示如图所示四杆机构中若远动间为曲柄试标出在图示位置时传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图題