《机械原理》习题卡
齿轮机构：习题1 专业： 学号： 姓名：
1．渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间所夹的锐角。 A ．绝对速度 B ．相对速度 C ．滑动速度 D ．牵连速度 2．渐开线在基圆上的压力角为 。
20° B ．0° C ．15° D ．25°
3．渐开线标准齿轮是指
**
a c h m 、、、α均为标准值，且分度圆齿厚 齿槽宽的齿轮。
A ．小于
B ．大于
C ．等于
D ．小于且等于 4．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的 必须相等。 A ．直径 B ．宽度 C ．齿数 D ．模数
5．齿数大于42，压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆 基圆。 A ．大于 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值。 A ．齿距 B ．基圆齿距 C ．齿厚 D ．齿槽宽
7．渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上 的压力角。 A ．基圆 B ．齿顶圆 C ．分度圆 D ．齿根圆
8．用标准齿条型刀具加工
1h 20*a ==、 α的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为 。
A ．14
B ．15
C ．16
D ．17 9．正变位齿轮的分度圆齿厚 标准齿轮的分度圆齿厚。
A ．大于
B ．等于
C ．小于
D ．小于且等于 10．负变位齿轮的分度圆齿槽宽 标准齿轮的分度圆齿槽宽。 A ．大于 B ．等于 C ．小于 D ．小于且等于 11．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 上。 A ．端面 B ．轴面 C ．主平面 D ．法面 12．在蜗杆传动中，用来计算传动比i 12是错误的。
A ．i 12=ω1/ω2
B ．i 12=d 1/d 2
C ．i 12=z 1/z 2
D ．i 12=n 1/n 2 填空题
1．渐开线离基圆愈远的点，其压力角 。
2．渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的，它在 上的压力角为零，在 上的压力角最大；
在 上的压力角则取为标准值。
3．用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时，刀具的 线与轮坯的 圆之间作纯滚动。 4．用同一把刀具加工m 、z 、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基圆和齿距均 。 5．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其 圆重合。
6．有一对25.0,1,20,4**
a ==?==c h m α的标准直齿圆柱齿轮传动，当正确安装时，顶隙为
，理
论上的侧隙为 ；当中心距变动量'-=a a 05.
mm 时，顶隙变为 。 7．正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高 ，齿根高 。 8．斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来都是 的。
9．一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为 。 10．蜗杆的标准模数和标准压力角在 面，蜗办经的标准模数和标准压力角在 面。 11．直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以 作为基准。
12．齿轮分度圆是指 的圆；节圆是指
对齿轮 的圆。 13．用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是 。
14．决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有 z 、m 、a 、*a h 、*c ；写出用参数表示的齿轮尺寸公式：
15．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时，节圆与分度圆不 。 ，分度圆的大小取决于 、 ，而节圆的大小取决于 。
三、简答题
5．根据渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮法节p n (即法线齿距，等于基圆齿距， 等于α
cos p )，必须相
等。 说明齿轮和齿条能够正确啮合传动。
6．说明齿轮齿数、模数和中心距变动时对重合度的影响。
7．当实际中心距比标准中心距大时：传动比、齿侧间隙、顶隙、啮合角、重合度的变化情况。
8．h a *=1和
h a *
=1的哪对齿轮具有较大的重合度？
四、分析题
说明图中蜗杆涡轮的旋向。
一、 单项选择题
1．渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间所夹的锐角。
B ．相对速度
C ．滑动速度
D ．牵连速度 2．渐开线在基圆上的压力角为 。
A ．20°° C ．15° D ．25°
3．渐开线标准齿轮是指
**
a c h m 、、、α均为标准值，且分度圆齿厚 齿槽宽的齿轮。
A ．小于
B ．大于 D ．小于且等于 4．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的 必须相等。
A ．直径
B ．宽度
C ．齿数
5．齿数大于42，压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆 基圆。
B ．等于
C ．小于
D ．小于且等于 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值。
A ．齿距 C ．齿厚 D ．齿槽宽
7．渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上 的压力角。
A ．基圆
B ．齿顶圆 D ．齿根圆
8．用标准齿条型刀具加工
1h 20*a ==、 α的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为 。
A ．14
B ．15
C ．9．正变位齿轮的分度圆齿厚 标准齿轮的分度圆齿厚。
B ．等于
C ．小于
D ．小于且等于 10．负变位齿轮的分度圆齿槽宽 标准齿轮的分度圆齿槽宽。
B ．等于
C ．小于
D ．小于且等于 11．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 上。
A ．端面
B ．轴面
C ．主平面 12．在蜗杆传动中，用来计算传动比i 12是错误的。
A ．i 12=ω1/ω2=d 1/d 2 C ．i 12=z 1/z 2 D ．i 12=n 1/n 2 二、 填空题
1．渐开线离基圆愈远的点，其压力角 愈大 。
2．渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的，它在 基圆 上的压力角为零，在 齿顶圆 上的压力角最大；
在 分度圆 上的压力角则取为标准值。
3．用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时，刀具的 中 线与轮坯的 分度 圆之间作纯滚动。
4．用同一把刀具加工m 、z 、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基圆和齿距均 相等 。
5．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其 分度 圆重合。
6．有一对25.0,1,20,4**
a ==?==c h m α的标准直齿圆柱齿轮传动，当正确安装时，顶隙为
1mm ，理
论上的侧隙为 0 ；当中心距变动量'-=a a 05.
mm 时，顶隙变为 1.5mm 。 7．正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高 增大 ，齿根高 减小 。 8．斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来都是 相同 的。
9．一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为 法面模数与压力角相等并等于标准值，螺旋角大小相等方向相反 。 10．蜗杆的标准模数和标准压力角在 轴 面，蜗办经的标准模数和标准压力角在 端 面。 11．直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以 大端 作为基准。
12．齿轮分度圆是指 齿轮尺寸计算的基准圆，一般在其上具有标准模数和标准压力角 的圆；节圆是指 一对齿轮啮
合时作纯滚动 的圆。
13．用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是 刀具的齿顶线或齿顶圆超过了啮合线与轮坯基圆的切点 。
14．决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有 z 、m 、a 、*a h 、
*c ；写出用参数表示的齿轮尺寸公式：r=
2
zm
；=b r αcos r ；=a r m h r *a +；=f r m c h r )(**
a +-。
15．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时，节圆与分度圆不 重合
，分度圆的大小取决于 m 、 z ，而节圆的大小取决于 安装中心距和传动比 。
三、简答题
5．根据渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮法节p n (即法线齿距，等于基圆齿距， 等于α
cos p )，必须相
等。
题中，齿轮的法节为：
111cos αp p n =??=20cos 566371.12526.808.11= mm
齿条的法节为：
212cos αp p n =??=0cos 808526.11526.808.11= mm
因为
2n 1n p p =，所以，这一齿轮和齿条能够正确啮合传动。
6．(1)齿数增加，齿顶高系数增加，啮合 角减小，将使重合度增加； (2)模数与重合度无关；
(3)两轮中心距变大，重合度减小。
7．当实际中心距比标准中心距大时：传动比不变，齿侧间隙变大，顶隙变大，啮合角变大，重合度变小。
8．
h a *=1的一对齿轮具有较大的重合度。 因齿高较高，因而实际啮合线长，而两者的基节(或法节)相等，按定义ε=B B p 12b 可知，h a *
=1的ε较大。
四、分析计算题
1．解： ∵ K
b K r r αcos =
K
b K r r arccos
=
715.3965
50
arccos
==
K K K ααθ-=tan
518)(1375.0180715.39715.39tan '
==-=
rad π
2
2b K K r r -=ρ
)(533.415065 22mm =-=
2．解：设圆棒与齿廓的接触点为 B 点 ，由渐开线性质可知 ，过 B 点作齿廓法线与基圆相切于 N 点 ，该法线也 要通过圆棒圆心 ，且
?ONB 为直角三角形 ，∠
==BON α200 ,
又在直角
?ANO
中，根据正弦定理有
AON
R
BN OAN ON ∠+=∠sin sin (a)
式中 ?==20cos 2
b mz
r ON
?=??
+?=?+
=∠2518
4360204360z AON
α 故 ?=?-?=∠652590OAN
且 ?=
20sin 2
mz
BN 将以上诸值代入式(a)中，整理后得
?-??
?=20sin 2
65sin 25sin 20cos 2mz mz
R
6549.820sin 2
181065sin 25sin 20cos 218
10=???-??
???= mm
3．解：⑴求
ρ、a α及a ρ
)(160208mm z m d =?=?=
)(1768122082mm h z m d a a =??+?=+?=*
)(35.15020cos 160cos mm d d b === α
())(362.271755.7580 )2/(2/222
2mm d d b =-=-=
ρ
321
.31176351.150arccos arccos ===a
b a d
d α
)(745.45 351.15017621212222
m m d d b a a =-=-=
ρ
⑵求a s 及b
s
)(5663.12821
21mm m s =?==
ππ
()ααinv inv r r r s
s a a a
a --=2
()
)(559.520321.318828088
5663
.12mm inv inv =-?-=
αinv r r r s
s b b
b ?-=2
)(049.14201755.752801755
.755663
.12mm inv =?-=
⑶求当0='a
s 时a r '
()02=-'-'
='ααinv inv r r r s
s a
a a a
所以 09344.02080
25663
.122=+?=+=' inv inv r s inv
a
αα 则
8235'=' a
α
有 )(604.1848235cos 351
.150cos mm r r a
b
a
='
='=
' α
4．解：
⑴ 确定两轮的齿数
∵ 1
2
12
z z i =
， ()212
1
z z m a +=
∴
25)
91(10350
2)1(212=+?=+=
i m a z ， 4525591122=?=?=z i z
故 =1z 25 ，=2z 45
⑵计算两轮的几何尺寸如下(将各尺寸名称、计算公式、数据代入式及结果填于表内)
5．解：已知 p 刀＝π
5
mm
m 刀＝p 刀/
π ＝5 mm
即 m=m 刀=5 mm
αα=刀
＝20?
a =O 1P ω
v
=
=60 mm
r =O 1P =60 mm 由 r =mz /2
245
6022=?==
m r z 38.5620cos 60cos b
=??==αr r mm
6．解：(1)
21)21//(/===ππωv r mm
143/212/2=?==m r z
(2)
233.03/)217.21(/)7.21(=-=-=m r x
(3)
176.017/)1417(min =-=x
x >min x ， 不根切
7．解：ααcos cos mz d d b
==
)
22(**c h z m d a f --=
由题意知，当基圆与齿根圆重合时，则有
1)
22(cos **
=--=c h z m mz d d a f b α
解上式有
45.4120cos 1)25.01(2cos 1)(2**
=?
-+?=-+=αc h z a
当42≥z 时，α
cos 1)
(2**a -+>c h z
即
)(2)cos 1(**
a c h z +>-α
αcos 22**
a z c h z >--
故b f d d >，即这时齿根圆大于基圆。
8．解：(1) 3齿轮 rb 大，所以齿廓平直； (2) 1齿轮齿最高，因为m 最大； (3) 3齿轮尺寸最大，因为d 最大； (4) 1齿轮和2齿轮不能啮合，因为ααcos cos
21m m ≠
9．解：
1) 求B 1B 2及αε
=1a αarccos (r
b1/r a1)=arcos (r 1cos α/r a1)
=2a αarccos (r
b2/r a2)=arcos (r 2cos α/r a2)
=21B B (代入公式)
=αε B 1B 2
/P b
= B 1B 2
/πmcos α=1.63
当刚好能连续传动时，有：=α
ε 1
即εα =[z 1(tgαa1-tgα’) + z 2(tgαa2-tgα’)]/2π=1
∴(将各尺寸参数的计算式、数据代入式及结果写于以下各式)
='α23.24°
='a a cos α/cos α’
r 1’=r b1/cos α’ r 2’=r b2/cos α’ c=c*m+( a’－ a) 10．解：由于该齿轮0.1*=a
h ， 20=α，35=z ，若按标准齿轮加工，17min =>z z ，
所以齿廓的渐开线起始点在基圆外，若要使齿廓的渐开线起始点在基圆上，必须变位且 采用负变位。
由渐开线起始点在基圆上的条件，得
α2*
sin 2
1
mz xm m h a =
- 则 0471.120sin 352
11sin 2122*
-=??-=-= αz h x a 。 11．解：
① 5.11
2
12
==
d d i a d d =+221
算出
801=d mm ，d 2120= mm
2011==
m d z 3022==m
d
z
d d b cos .11207518=?= mm d m z h a a *
()11288=+= mm
d d b cos .222011276=?= mm d m z h a a *()222128=+= mm
d m z h c f a **()112270=--= mm d m z h c f a **()2222110=--= mm
②如图， N N 12为理论啮合线，B B 12为实际啮合线。
③εα
=B B 12/P b =B B 12/πmcos α
④
'=≠a a 102
1）1r 、1a 2
,r r 、1f 2a ,r r 、2f r 不变
1r '、2r '变化 ，
αα≠'
2）?????=''=='+'5.1102121221r r l r r mm r mm r 2.618.4021='='
10220cos 100arccos
cos arccos
?='='a a αα
613522887.22'''==
12．解：
b 21p N N =ε
621.2420cos 639.1cos 39.1b 21=? ?= ?=?=αεm p N N mm
ααsin )()(212b 1b 21r r tg r r N N +=+=
99.7120sin 6.24sin 02121===+αN N r r mm 99.71)22(21=+m z m z
246299.71299.7121=?=?=+m z z
根据已知条件 : 它们的齿顶圆都刚好通过彼此对方的极限啮合点, 所以必有
2a 1
a r r =
即:
12
2
1
z
z=
84
1
6
2
12
6
2*
a
1
2
a
1a
=
?
?
+
?
=
+
=
=m
h
mz
d
d mm
13．解：
14．解：
一、填空题 1. 平面运动副的最大约束数为____2_____，最小约束数为_____1_____。 2.平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束，而引入一个低副将带入 _____2____个约束。平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。 3. 在机器中，零件是最小制造的单元，构件是最小运动的单元。 4. 点或线接触的运动副称为高副，如齿轮副、凸轮副等。 5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。 6．两个构件相互接触形成的具有确定相对运动的一种联接称为运动副。 7．面接触的运动副称为低副，如转动副、移动副等。 8．把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链，若运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为闭链，若 运动链的构件未构成首末封闭的系统称为开链。 9．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一平面内运动。 10．在平面机构中，平面低副提供 2 个约束，平面高副提供 1 个约束。11．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。12．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于自由度数。 二、简答题 1. 机构具有确定运动的条件是什么？ 答：1.要有原动件；2.自由度大于0；3.原动件个数等于自由度数。 2. 何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？ 答：复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。 在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。 虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。 在计算机构自由度时, K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。
第四章 齿轮传动（10课时） 教 学 目 标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
（1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 结构紧凑，可实现较大传动比 传动效率高，使用寿命长，维护简便 缺点：运转中有振动、冲击和噪声 齿轮安装要求高 不能实现无级变速 不适用中心距较大的场合 第二节渐开线齿廓 一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 一是传动要平稳，二是承载能力要强 二、渐开线的形成、性质 1、 渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K 的轨 迹称为该圆的渐开线。 1212 21n z i n z ==
教师授课教案 2016下-2017上学年一学期课程机械基础
教学内容 旧知复习：1.带传动的结构、特点及应用 2.链传动的结构、特点及应用 讲授新课：项目二机械传动 任务2 齿轮传动 一、齿轮传动的特点与类型 1. 与其他传动相比较，齿轮传动具有以下特点： （1）瞬时传动比准确，传动平稳。结构紧凑，适用范围广。 （2）传动精度高；传动效率高，可达99%；工作可靠，寿命长。 （3）可实现两轴平行、交叉、交错的传动。 （4）齿轮需要专用制造设备，成本较高。 2. 齿轮传动的类型 （1）用于两平行轴之间的传动如斜齿轮传动。 （2）用于两相交轴之间的传动如圆锥齿轮传动。 （3）用于两相错轴之间的传动如蜗杆传动。 二、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称、基本参数和几何尺寸 1. 渐开线的形成及性质 (1) 渐开线的形成 当一条直线沿固定的圆周边缘作无滑动的纯滚动时，该直线上任一点K 的运动轨迹，称为该圆的渐开线，如图2-24所示。称该直线为发生线；该不动的圆为基圆。 （2）渐开线的性质 ①发生线沿基圆边缘滚过的长度KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB，
即KB=AB。 ②渐开线上任一点K的法线必与基圆相切。切点B是渐开线上K点的曲率中心，线段KB是K点的曲率半径。 ③渐开线的形状取决于基圆的大小。 ④基圆内无渐开线。 2. 渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称 （1）齿顶圆齿顶所在的圆称为齿顶圆，齿顶圆直径用d a 表示。 （2）齿根圆齿槽底部所在的圆称为齿根圆，齿根圆直径用d f 表示。 （3）齿厚同一轮齿上左、右两齿廓之间的某一圆周弧长称为齿厚，分度圆上的齿厚用s表示。 （4）齿槽宽相邻两齿之间的某一圆周弧长称为齿槽宽，分度圆上的齿槽宽用e表示。 （5）齿距相邻两齿同一侧齿廓圆周弧长称为齿距，分度圆上的齿距用p表示。 （6）分度圆轮齿上齿厚等于齿槽宽所在的圆称为分度圆，分度圆直径用d表示。 (7) 齿顶高分度圆到齿圆顶之间的径向距离称为齿顶高，用h a 表示。 (8) 齿根高分度圆到齿根圆之间的径向距离称为齿根高，用h f 表示。 （9）齿全高齿顶圆到齿根圆之间的径向距离称为齿全高，用h表示。 （10）中心距两传动齿轮中心的距离称为中心距，用a表示。 3. 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数 （1）齿数z 齿轮圆周上轮齿的总数称为齿数。 （2）模数m齿轮几何尺寸的重要参数。 （3）压力角α压力角指轮齿速度方向与受力方向所夹的锐角，通常指分度圆上的压力角α。我国规定分度圆上的标准压力角为20o。 （4）顶高系数h* a 标准齿轮的齿顶高系数h* a ＝1。 （5）顶隙系数c*标准齿轮的顶隙系数c*＝0.25。 4. 渐开线直齿标准圆柱齿轮的几何尺寸计算
第二章 一、单项选择题： 1．两构件组成运动副的必备条件是 。 A ．直接接触且具有相对运动； B ．直接接触但无相对运动； C ．不接触但有相对运动； D ．不接触也无相对运动。 2．当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将 确定的运动。 A ．有； B ．没有； C ．不一定 3．在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为 。 A ．虚约束； B ．局部自由度； C ．复合铰链 4．用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有 个自由度。 A ．3； B ．4； C ．5； D ．6 5．杆组是自由度等于 的运动链。 A ．0； B ．1； C ．原动件数 6．平面运动副所提供的约束为 A ．1； B ．2； C ．3； D ．1或2 7．某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是 。 A ．含有一个原动件组； B ．至少含有一个基本杆组； C ．至少含有一个Ⅱ级杆组； D ．至少含有一个Ⅲ级杆组。 8．机构中只有一个 。 A ．闭式运动链； B ．原动件； C ．从动件； D ．机架。 9．要使机构具有确定的相对运动，其条件是 。 A ．机构的自由度等于1； B ．机构的自由度数比原动件数多1； C ．机构的自由度数等于原动件数 第三章 一、单项选择题： 1．下列说法中正确的是 。 A ．在机构中，若某一瞬时，两构件上的重合点的速度大小相等，则该点为两构件的瞬心； B ．在机构中，若某一瞬时，一可动构件上某点的速度为零，则该点为可动构件与机架的瞬心； C ．在机构中，若某一瞬时，两可动构件上重合点的速度相同，则该点称为它们的绝对瞬心； D ．两构件构成高副，则它们的瞬心一定在接触点上。 2．下列机构中k C C a 32 不为零的机构是 。 A ．(a)与(b)； B ．(b)与(c)； C ．(a)与(c)； D ．(b)。 3．下列机构中k C C a 32 为零的机构是 。 A ．(a)； B ． (b)； C ． (c)； D ．(b)与(c)。
第四章齿轮传动（10课时） 教学目标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型
齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
第二章 机构的结构分析 一、试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。 图a ) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手 柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。 n= 3 p L = 4 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′ = 3×3－（2×4＋0－0）－0 = 1 图b ) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A 作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作 上下移动，完成缝线动作。 解： 自由度计算： 画出机构示意图： n= 3 p L = 4 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F=3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′ = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1 图c ）所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原 动件，其与滑块2在B 点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C 转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 观察方向 3 2 4 1 4 3 2 1
解：1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 5 p L = 7 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1 机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动 想一想 1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗? 2 为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE 即可，为什还要引入机构ABC ？(可在学过第三章后再来想想) 二、图a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 解 1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析是否能实现设计意图 n= 3 p L = 4 p H = 1 p '= 0 F '= 0 b ) μl = 1 mm/mm 5 3 (4) 2 1 6 7
第二章 4．在平面机构中，具有两个约束的运动副是移动副或转动副；具有一个约束的运动副是高副。 5．组成机构的要素是构件和转动副；构件是机构中的_运动_单元体。 6．在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是1-2。 7．机构具有确定运动的条件是_（机构的原动件数目等于机构的自由度）。 8．零件与构件的区别在于构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。 9．由M个构件组成的复合铰链应包括m-1个转动副。 10．机构中的运动副是指两构件直接接触所组成的可动联接。 1．三个彼此作平面平行运动的构件共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于同一直线上。 2．含有六个构件的平面机构，其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对瞬心。3．相对瞬心和绝对瞬心的相同点是两构件相对速度为零的点，即绝对速度相等的点， 不同点是绝对瞬心点两构件的绝对速度为零，相对瞬心点两构件的绝对速度不为零。 4．在由N个构件所组成的机构中，有(N-1)(N/2-1)个相对瞬心，有N-1个绝对瞬心。 5．速度影像的相似原理只能应用于同一构件上_的各点，而不能应用于机构的不同构件上的各点。6．当两构件组成转动副时，其瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其瞬心在移动方向的垂直无穷远处处；组成纯滚动的高副时，其瞬心在高副接触点处。 7．一个运动矢量方程只能求解____2____个未知量。 8．平面四杆机构的瞬心总数为_6__。 9．当两构件不直接组成运动副时，瞬心位置用三心定理确定。 10．当两构件的相对运动为移动，牵连运动为转动动时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为a*kc2c3，方向与将vc2c3沿ω2转90度的方向一致。 1．从受力观点分析，移动副的自锁条件是驱动力位于摩擦锥之内， 转动副的自锁条件是驱动力位于摩擦圆之内。 2．从效率的观点来看，机械的自锁条件是η＜0。 3．三角形螺纹的摩擦力矩在同样条件下大于矩形螺纹的摩擦力矩，因此它多用于联接。 4．机械发生自锁的实质是无论驱动力多大，机械都无法运动。 F方向的方法是与2构件相对于1 5．在构件1、2组成的移动副中，确定构件1对构件2的总反力 R 12 构件的相对速度V12成90度+fai。 6．槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为槽面的法向反力大于平面的法向反力。 7．矩形螺纹和梯形螺纹用于传动，而三角形（普通）螺纹用于联接。 8．机械效率等于输出功与输入功之比，它反映了输入功在机械中的有效利用程度。 9．提高机械效率的途径有尽量简化机械传动系统，选择合适的运动副形式， 尽量减少构件尺寸，减少摩擦。 1．机械平衡的方法包括、平面设计和平衡试验，前者的目的是为了在设计阶段，从结构上保证其产生的惯性力最小，后者的目的是为了用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所存在的不平衡量_。2．刚性转子的平衡设计可分为两类：一类是静平衡设计，其质量分布特点是可近似地看做在同一回转平面内，平衡条件是。∑F=0即总惯性力为零；另一类是动平衡设计，其质量分布特点是不在同一回转平面内，平衡条件是∑F=0，∑M=0。 3．静平衡的刚性转子不一定是动平衡的，动平衡的刚性转子一定是静平衡的。 4．衡量转子平衡优劣的指标有许用偏心距e，许用不平衡质径积Mr。
1．图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-升-停。 2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理由。 3. 在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60?时从动件的位置及从动件的位移s。 4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h，说明推程运动角和回程运动角的大小。
5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=?时是渐开线，从动件行程h=30 mm，要求： （1）画出推程时从动件的位移线图s-?； （2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？ - ==20mm，∠AOB＝60 ； 6. 在图示凸轮机构中，已知：AO BO COD60 ；且A B(、CD(为圆弧；滚子半径r r=10mm，从动件的推程和CO=DO=40mm,∠= 回程运动规律均为等速运动规律。 （1）求凸轮的基圆半径； （2）画出从动件的位移线图。
7.图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘。在图中试： （1）确定基圆半径，并画出基圆； （2）画出凸轮的理论轮廓曲线； （3）画出从动件的行程h； 8. 设计一对心直动尖顶从动件盘形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0 ~120 时，从动件等速上升到最高点；凸轮转角为120 ~180 时，从动件在最高位停止不动；凸轮转角为180 ~300 时，从动件等速下降到最低点；凸轮转角为300 ~360 时，从动件在最低位停止不动。 9. 试画出图示凸轮机构中凸轮1的理论廓线，并标出凸轮基圆半径 r、从动件2的行程。 10. 按图示的位移线图设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮的部分廓线。已知凸轮基圆半 ＝25mm，滚子半径r r=5mm，偏距e=10mm，凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。设径r =0.001m/mm 。 计时可取凸轮转角?＝0 ，30 ，60 ，90 ，120 ，μ l 11.图示凸轮机构，偏距e=10mm，基圆半径r =20mm，凸轮以等角速ω逆时针转动，从 动件按等加速等减速运动规律运动，图中B点是在加速运动段终了时从动件滚子中心所处 90，试画出凸轮推程时的理论廓线（除从动件在最低、最的位置，已知推程运动角Φ=? 高和图示位置这三个点之外，可不必精确作图），并在图上标出从动件的行程h。
习 题 7-9 在图示的渐开线齿阔中，基圆半径100b r mm =，试求出： 1）当135mm k r =时，渐开线的展角k θ，渐开线压力角k α和渐开线在K 点的曲率半径k ρ。 2）当020k θ=，025和0 30时，渐开线的压力角k α和向径k r 。 解：1) /cos k b k r r α= 100cos 0.741135 b k k r r α= == 42.2o k α= tan 0.17022k k k θαα=-= sin 90.68k k k r mm ρα== 2) 当20o k θ=时，51.15o k α=，/cos 159.42k b k r r mm α== 当25o k θ=时，'545o k α=，/cos 170.47k b k r r mm α== 当30o k θ=时，'5628o k α=，/cos 181.02k b k r r mm α== 7-10今测得一渐开线直齿标准齿轮齿顶圆直径110mm a d =，齿根圆直径87.5mm f d =，齿数20z =，试确定该齿轮的模数m ，齿顶高系数*a h 和径向间隙系数* c 。 解：* (2)a a d m z h =+
**(22)f a d m z h c =-- f a d d d << d mz = 5m mm ∴= 代入求解，得： *1a h =，*0.25c = 7-11已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，齿数120z =，241z =，模数2mm m =， *1a h =，*0.25c =，020α=，求： 1）当该对齿轮为标准齿轮时，试计算齿轮的分度圆直径1d 、2d ，基圆直径1b d 、2b d ，齿顶圆直径1a d 、2a d ，齿根圆直径1f d 、2f d ，分度圆上齿距p 、齿厚s 和齿槽宽e 。 2）当该对齿轮为标准齿轮且为正确安装时的中心距，求齿轮1的齿顶压力角1a α，齿顶处齿廓的曲率半径1a ρ。 解：1) 1140d mz mm ==，2282d mz mm == 11cos 37.59b d mz mm α==，22cos 77.05b d mz mm α== *11(2)44a a d m z h mm =+=，* 22(2)86a a d m z h mm =+= **11(22)35f a d m z h c mm =--=，** 22(22)77f a d m z h c mm =--= 6.28p m mm π==，0.5 3.14S m mm π==，0.5 3.14e p mm == 2）1 11 arccos 31.3o b a a d d α== 111.43a mm ρ== 7-12 渐开线标准齿轮的基圆和齿根圆重合时的齿数为多少（考虑正常齿和短齿两种情况）？齿数为多少时基圆大于齿根圆？ 解：cos b d mz α=，** (22)f a d m z h c =-- 若为正常齿，则*1a h =，* 0.25c =
XXXXX学校《机械基础》练习题 一、填空题 1．由一系列相互啮合齿轮所构成的传动系统称为_________． 2．按照轮系传动时各齿轮的轴线位置是否固定，轮系分为________和________两大类． 3．当轮系运转时，所有齿轮几何轴线的位置相对于机架固定不变的轮系称为_______． 4．轮系中，既有定轴轮系又有行星轮系的称为________． 5．采用行星轮系，可以将两个独立的运动_______为一个运动，或将一个运动_______为两个独立的运动．6．轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，其各轮转向只能用_________的方法表示． 7．定轴轮系中的传动比等于_________的转速之比，也等于该轮系中________与_______之比． 8．在各齿轮轴线相互平行的轮系中，若齿轮的外啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向_______；若为奇数，则首轮与末轮的转向__________． 9．在轮系中，惰轮常用于传动距离稍__________和需要改变________的场合． 10.在轮系中，末端件若是齿轮齿条，它可以把主动件的________运动变为齿条的______运动． 11.轮系的特点：(1)可获得_________的传动比；(2)可实现__________距离传动；(3)可实现________、________要求；(4)可_________或__________运动． 12.平面定轴轮系中传动比计算公式为_________，其中(-1)的n次方，n表示 ________．若(-1) 的n次方为正，则首、末两轮转向____． 13.定釉轮系中任一从动件的转速计算公式为______________________. 14.定轴轮系末端通常有下列三种传动形式，则末端件的移动速度v(或移动距离L)的计算公式分别为： (1)末端为螺旋传动时：________________ (2)末端为滚动轮传动时：______________ (3)末端为齿轮齿条传动时：_____________ 二、单选题 1．若齿轮与轴之间( )，则齿轮与轴各自转动，互不影响． A.空套 B．固定 c．滑移 D．空间配合 2．如图所示的轮系中，设已知Z1= Z2=Z3′=Z4= 20，Z3=Z5= 60，又齿轮1、3、3′与5同轴线，试求传动比i15。( ) A.3 B．6 C．9 D． 12 3．汽车后桥传动轴部分组成的轮系为( ) A.平面定轴轮系 B．空间定轴轮系 c．周转轮系 D．都有可能 4．定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数 ( ) A.无关 B．有关，成正比 C．有关，成反比D．有关，不成比例 5．若主动轴转速为1 200 r/min，若要求从动轴获得12 r/min的转速，应采用( )传动． A. -对直齿圆柱齿轮 B．链 c．轮系 D．蜗轮蜗杆6．关于轮系的说法，正确的是 ( ) A.所有机械传动方式中，轮系的传动比最大 B．轮系靠惰轮变速，靠离合器变向 C．周转轮系只能实现运动的合成与分解 D．轮系的传动比，是构成该轮系所有机械传动方式传动叱的连乘积 7．在轮系中，两齿轮间若增加( )个惰轮时，首、末两轮的转向相同． A.奇数 B．偶数 c．任意数 D．以上都可以 8．轮系的末端是螺旋传动，已知末端轴转速行n=80 r/min，三线螺杆的螺距为4 mm，则螺母每分钟移动距离为( )mm． A. 240 B．320 C．960 D. 160 9．轮系的末端是齿轮齿条传动，已知小齿轮的模数，m=3 mm，齿数z=25，末轴转速n=75r/mln，则齿条每分钟移动的距离为( )mm. A．17662.5 B．5625 C.5887.5 D．8331 10.如图所示轮系，Ⅳ轴可得到几种转速( ) A.3种 B．6种 C．9种 D．12种 三、计算题 1．如图所示为多刀半自动车床主轴箱传动系统．已知带轮直径D1=D2-=180 mm，z1=45，z2=72，z3=36，z4 =81，z5 =59，z6 =54，z7=25，z8=88.试求当电动机转速n=1443 r/min时，主轴Ⅲ的各级转速.
第二章机构的结构分析 一、试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。 图a) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。 n= 3 p L = 4 p H= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2p l＋p h－p′)－F′ = 3×3－（2×4＋0－0）－0 = 1 图b) 缝纫机针杆机构原动件1绕铰链A作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作上下移动，完成缝线动作。 解：自由度计算：画出机构示意图： n= 3 p L= 4 p H= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2p l＋p h－p′)－F′= 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1 观察方向3 2 4 1 4 3 2 1
图c ）所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原动件，其与滑块2在B 点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C 转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。 解：1) 选取适当比例尺μl ，绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 5 p L = 7 p H = 0 p '= 0 F '= 0 F =3n －(2p l ＋p h －p ′)－F ′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1 机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动 想一想 1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗? 2 为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE 即可，为什还要引入机构ABC ？(可在学过第三章后再来想想) b ) μl = 1 mm/mm 5 3 (4) 2 1 6 7
六、（15分）已知被加工的直齿圆柱齿轮毛坯的转动角速度ω=1rad/s ，齿条刀移动的线速度v 刀=60mm/s ，其模数m 刀=4mm ，刀具中线(分度线)与齿轮毛坯轴心的距离a =58 mm 。试问：(1)被加工齿轮的齿数应是多少?(2)这样加工出来的齿轮是标准齿轮还是变位齿轮？如为变位齿轮，那么是正变位，还是负变位？其变位系数x 是多少？ 六、总分15分，(1)5 分；(2)5 分；(3)5 分 （1）由m m = 刀=4 mm r OP ==v 刀 /ω=60 mm z r m ==?=2260 4 30 (2)刀具中线向轮心推入2mm ，故加工出是负变位齿轮。 （3） x m = -= -=-2 2 4 05.
6、已 知 一 对 外 啮 合 直 齿 圆 柱 标 准 齿 轮 传 动，m =4 mm ，α=?20， h a * =1， 标 准 中 心 距a =90 mm ， 传 动 比i 1215=. 。 (1) 试 求 两 轮 的 齿 数z 1、z 2； (2) 试 求 两 轮 的 分 度 圆 半 径r 1、r 2， 齿 顶 圆 半 径r a1 、r a2 ； (3) 按 比 例 作 图， 画 出 这 对 齿 轮 的 齿 顶 圆、 实 际 啮 合 线 段 B B 12和 理 论 啮 合 线 段N N 12 ； (4) 从 图 上 量 取 所 需 尺 寸 计 算 重 合 度ε， 并 给 出 单 齿 及 双 齿 啮 合 区。
6、 (1) i z z 12122115===ωω//. z z 2115=. a m z z =+()/122 a m z z =+(.)/11152 9042251=?(/).z z 118= z z 2115151827==?=. . (2 分) (2) r mz 11236 ==/ mm r mz 22254==/ mm r r h m a a * 1140=+= mm r r h m a a *2258=+= mm (2 分) (3) 作 图： B B 12186=. mm N N 1231= mm (2 分) (4) p m b cos .==πα118085 mm ε==B B p 121575/.b (4 分)
机械原理习题卡补充 第二章 三、计算题 1. 试计算图1所示凸轮——连杆组合机构的自由度。 解由图1a可知，F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×5 – (2×7+0 – 0) –0=1 由图1b可知，F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×4 – (2×6+0 – 0) –0=0 由图1c可知，F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×3 – (2×4+0 – 0) –0=1 a b c 图1 5. 试计算图2所示的压床机构的自由度。 解由图2可知，该机构存在重复结构部分，故存在虚约束。实际上，从传递运动的独立性来看，有机构ABCDE就可以了，而其余部分为重复部分，则引入了虚约束。 直接由图2知，n=14，p l=22（其中C，C”，C’均为复合铰链），p h=0，p’=3，F’=0，由式（1.2）得 F=3n –（2p l + p h–p’）–F’ = 3×14 – (2×22+0 – 3) – 0=1 这里重复部分所引入的虚约束数目p’可根据该重复部分中的构件数目n’、低副数目p l’和高副数目p h’来确定，即 P’=2p l’ + p h’ –3n’ =2×15 – 0 – 3×9=3 计算机构中的虚约束的数目在实际工程中是很有意义的，但就计算机构自由度而言，此类型题用前一种解法显得更省事。
图2 6计算图6所示平面机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度及虚约束，在进行高副低代后，分析机构级别。 解G处的滚子转动为局部自由度，即F’=1；而虚约束p’=0，则n=10，p l=13（D处为复合铰链），p h=2，于是由式（1.2）得 F=3n –（2p l + p h–p’）–F’= 3×10 – (2×13+2 – 0) –1=1 Ⅱ级机构 图6
齿轮传动、蜗轮传动测试题 姓名：__________________________班级：__________________________ 一、选择题 1．我国标准规定，一般标准渐开线直齿圆柱齿轮的压力角为 A．25°B．22.5°C．20°D．15° 2．相同齿数的齿轮，模数越大，齿轮的几何尺寸 A．越大B．越小C．不变D．无法确定 3．蜗轮蜗杆传动属于 A．交错轴齿轮传动 B．相交轴齿轮传动 C．平行轴齿轮传动 D．间歇传动 4.下列机械传动中，结构紧凑，能获得较大传动比的是（） A.齿轮传动 B.链传动 C.蜗杆传动 D.平带传动 5，直齿锥齿轮（）的模数是标准值 Ａ，平均分度圆上Ｂ，大端上Ｃ，小端上 6.一对标准直齿圆柱齿轮在以标准中心距安装时，两轮分度圆（） Ａ，相交Ｂ，相切Ｃ，不接触 7.齿轮传动的特点有（）。 A.传递的功率和速度范围较大 B.也可利用摩擦力来传递运动或动力 C.传递效率低，但使用寿命长 D.齿轮的制造、安装要求不高 8.开式齿轮传动，齿面常出现什么磨损？（） A、磨粒磨损 B、粘着磨损 C、疲劳磨损 D、腐蚀磨损 9.标准直齿圆柱齿轮的分度圆齿厚（）齿槽宽。 A，等于B，大于C，小于D，不确定 10. 高速重载的齿轮传动,由于啮合处的散热不好产生高温,加上油膜的挤压,会造成[ ] A 齿面磨损 B 齿面点蚀 C 齿面胶合 D 塑变 11.下列传动中可以用于两轴相交的场合的是（） A，链传动B，直齿圆柱齿轮传动C，直齿圆锥齿轮传动D，蜗杆传动 12.与齿轮传动相比较，（）不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 13.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数z1，则（）。A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 二、判断题 1．渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两齿轮的模数与压力角分别相等，且等于标准值。（） 2．蜗杆传动中蜗杆只能作为主动件，蜗轮只能作为从动件。（） 3．斜齿轮传动会产生轴向力。（） 4．适当提高齿面硬度，都可以有效地防止或减速减缓齿面点蚀，磨损,胶合和塑性变形这四种失效形式。（） 5.当模数一定时，齿轮齿数越多，其几何尺寸越小，承载能力越小（） 6.由于蜗轮和蜗杆之间的相对滑动较大，更容易产生胶合和磨粒磨损。（） 7.蜗杆传动具有传动比大的特点。（） 8、蜗杆传动中，一般蜗轮为主动件，蜗杆为从动件。（） 9.蜗杆的头数越小，蜗杆的传动比就越大。（） 10.不同齿数，相同模数的标准渐开线直齿圆柱齿轮分度圆上的压力角相等，齿厚不等。（） 三、名词解释 1．渐开线 四、简答题 1．分析蜗杆传动的优缺点。
32. 在题43图中，已知蜗杆的转速min 9001r n =，602=z ，25'2=z ， 203=z ，25'3=z ，204=z ，30'4=z ，355=z ，28'5=z ，1356=z 。 （1）写出6116ωω=i ，6226ωω=i ，6 '56'5ωω=i 的表达式； （2）确定6n 的大小和转向。 解：（1）、54326543261162' '''????????==z z z z z z z z z i ωω，方向通过划箭头来确定； 543265436226' '''??????+==z z z z z z z z i ωω； 566565' ''+==z z i ωω； （2）、因为10828 30252521353520206025432654326116=????????=????????==''''z z z z z z z z z i ωω 所以min 33.8108 9001616r i n n === ，方向“↑”，如图所示。 6 n 题43图
33. 题44图为一用于自动化照明灯具的轮系，已知 min 5.191r n =，601=z ，403=z ， 30'22==z z ，404=z ，1205=z 。 （1）轮系属于什么类型的周转轮系； （2）确定箱体的转速和转向。 解： （1）、因为13424323=-?-?=--=h l P P n F 所以该周转轮系属于行星轮系。 （2）、24030601204030) 1(42153251315-=????-=????-=---=''z z z z z z n n n n i H H H 因为05=n 所以311==H H n n i 最后得箱体的转速为min 5.635.1911r i n n H H === ，方向与n 1相同。 34. 计算题45图所示大减速比减速器的传动比G A AG i ωω=。 解：15 47-=-=--=A B C B C A C AB z z i ωωωω 因为0=B ω，所以A C ωω6215= 17 155016??-=??-=--=F A G E C G C A C AG z z z z i ωωωω 将A C ωω62 15=代入上式，最后得 67.3306== G A AG i ωω 题44图 题44图 题45图
习题 7-9 在图示的渐开线齿阔中，基圆半径100 b r mm =，试求出： 1）当135mm k r=时，渐开线的展角 k θ，渐开线压力角 k α和渐开线在K点的曲率半径 k ρ。 2）当0 20 k θ=，0 25和0 30时，渐开线的压力角 k α和向径 k r。 解：1) /cos k b k r rα = 100 cos0.741 135 b k k r r α=== 42.2o k α= tan0.17022 k k k θαα =-= sin90.68 k k k r mm ρα == 2) 当20o k θ=时，51.15o k α=，/cos159.42 k b k r r mm α == 当25o k θ=时，' 545o k α=，/cos170.47 k b k r r mm α == 当30o k θ=时，' 5628 o k α=，/cos181.02 k b k r r mm α == 7-10今测得一渐开线直齿标准齿轮齿顶圆直径110mm a d=，齿根圆直径87.5mm f d=，齿数20 z=，试确定该齿轮的模数m，齿顶高系数* a h和径向间隙系数*c。 解：* (2) a a d m z h =+
**(22)f a d m z h c =-- f a d d d << d mz = 5m mm ∴= 代入求解，得： *1a h =，*0.25c = 7-11已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，齿数120z =，241z =，模数2mm m =， *1a h =，*0.25c =，020α=，求： 1）当该对齿轮为标准齿轮时，试计算齿轮的分度圆直径1d 、2d ，基圆直径1b d 、2b d ，齿顶圆直径1a d 、2a d ，齿根圆直径1f d 、2f d ，分度圆上齿距p 、齿厚s 和齿槽宽e 。 2）当该对齿轮为标准齿轮且为正确安装时的中心距，求齿轮1的齿顶压力角1a α，齿顶处齿廓的曲率半径1a ρ。 解：1) 1140d mz mm ==，2282d mz mm == 11cos 37.59b d mz mm α==，22cos 77.05b d mz mm α== *11(2)44a a d m z h mm =+=，* 22(2)86a a d m z h mm =+= **11(22)35f a d m z h c mm =--=，** 22(22)77f a d m z h c mm =--= 6.28p m mm π==，0.5 3.14S m mm π==，0.5 3.14e p mm == 2）1 11 arccos 31.3o b a a d d α== 111.43a mm ρ= = 7-12 渐开线标准齿轮的基圆和齿根圆重合时的齿数为多少（考虑正常齿和短齿两种情况）？齿数为多少时基圆大于齿根圆？ 解：cos b d mz α=，** (22)f a d m z h c =-- 若为正常齿，则*1a h =，* 0.25c =
二．综合题 1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么 2．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。 （a）（b） 3．计算图示各机构的自由度。 （a）（b） C 2 1 A B E D F 3 4 5 6 7 8 9 10 11 G H I J K L A D E C H G F I B K 1 2 3 4 5 6 7 8 9
（c）（d） （e） （f） 4．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。 （a）（b）
（c）（d） 5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。 6．试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。 （a）（b）
第三章平面机构的运动分析 一、综合题 1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 P直接在图上标出）。 ij 2、已知图示机构的输入角速度?1,试用瞬心法求机构的输出速度?3。要求画出相应的瞬心，写出?3的表达式，并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。 4、在图示的四杆机构中，AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ，试用瞬心法求： （1）当?=165°时，点C 的速度c v ； （2）当?=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大 小； （3）当0c v =u u u v 时，?角之值（有两个解）。 5、如图为一速度多边形，请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向