机械原理B教材.doc

第一次作业 1.?齿轮的定传动比传动条件是什么？ 答：不论两齿廓在何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线必须与两齿轮的连心线相交于一固定点。2.?计算图7－2所示大减速比减速器的传动比 。 答： 将轮系分为两个周转轮系 ①??? 齿轮A、B、E和系杆C组成的行星轮系； ②??? 齿轮A、E、F、G和系杆C组成的差动轮系。 因为 ，所以 ????? 将代入上式，最后得 ??????? ?3.?图7－4中， ，为轮系的输入运动，C为轮系的运动输出构件。已知确定转速的大小和转向。 答：该轮系是由定轴轮系（１-２）和周转轮系（2-3-4-4’-5）组成的混合轮系。 对定轴轮系（１-２），有 即 对周转轮系（2-3-4-4’-5），有 将 ，，代入上式，最后得 ，其中“-”表示齿轮5的转向与 相同，方向“↓”，如下图所示。 4.?在图8－3中凸轮为半径为R的圆盘，凸轮为主动件。 （1）写出机构的压力角?与凸轮从图示位置转过的角度?之间的关系； （2）讨论如果??≥[?]，应采用什么改进设计的措施？ 答：（1）当凸轮转动任意角 时，其压力角如下图所示。由图中几何关系有 （2）如果，则应减小偏距e，增大圆盘半径R和滚子半径rr。 所以机构的压力角 与凸轮转角之间的关系为5.?机械系统的等效驱动力矩和等效阻力矩的变化如图9-2所示。等效构件的平均角速度为 。求该系统的最大盈亏功。 答：由下图中的几何关系可以求出各个盈、亏功的值如下 其中“+”表示盈功，“—”表示亏功。 画出示功图，如下图(b)，先画出一条水平线，从点a开始，盈功向上画,亏功向下画。示功图中的最低点对应 ，最高点对应。图 (b)可以看出，点b最高，则在该点系统的角速度最大；点c最低，系统的角速度最小。则的积分下限和上限应为下图(a)中的点b和点c。 6.?在下列情况下选择机构的传动方案 （1）??????????? 将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的往复直线运动，并有急回作用。 （2）??????????? 将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的单向直??运动，并且能反行程自锁。 （3）??????????? 将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的往复间歇直线运动。 （4）??????????? 将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的单向回转运动，并且 a.?????? 两轴平行，但转向相反； b.????? 两轴平行，转向相同； c.?????? 两轴垂直相交； 两轴空间垂直交错。答： （1）偏置曲柄滑块机构 （2）满足反行程自锁条件的螺旋机构 （3）具有远休止角或近休止角的凸轮机构 （4）a.外啮合圆柱齿轮机构 b. 内啮合圆柱齿轮机构 c.圆锥齿轮机构 d. 蜗轮蜗杆机构7.?1．计算图示机构的自由度。如有局部自由度、复合铰链和虚约束请予以指出。 答：C处的滚子为局部自由度，构件1于构件2、构件3与构件2之间形成两对高副，但是，每对高副的法线都是重合的，所以，每对高副中有一个高副为虚约束。 第二次作业 1.定轴轮系中的各齿轮轴心线位置?相对于机架都是固定的；周转轮系中至少有一个齿轮的轴心线位置?相对于机架不固定。2.?在图7－1中，已知蜗杆的转速 ，，，，，，，，， 。 （1）写出 ，，的表达式； （2）确定的大小和转向。 答： （1）。由于蜗杆1和齿轮6的轴心线既不平行，也不重合，所以转向关系必须用通过划箭头来表示； ，“+”表示齿轮2和齿轮6的转向相同； ；齿轮5’和齿轮6为内啮合，转向相同。 （2）因为 ??? 5.?机械的周期性变速稳定运转条件是什么？参考答案：在速度变化的一个周期内盈功相加之和与亏功相加之和相等。或，在速度变化的一个周期内，等效驱动力（矩）所做的功与等效阻力（矩）所做的功在数值上相等。3.?已知某机械稳定运转时的等效驱动力矩和等效阻力矩如图10-1所示。机械的等效转动惯量为Je= 1kg·m2，等效驱动力矩为Md =30 Nm，机械稳定运转开始时等效构件的角速度ω0= 25 rad/s，试确定 （1）等效构件的稳定运动规律 ； （2）速度不均匀系数δ； （3）最大盈亏功ΔWmax ； （4）若要求[δ]= 0.05，系统是否满足要求？如果不满足，求飞轮的转动惯量JF。 答： （1）因为 所以 又因为 则 （2）计算各个盈、亏功 所以 所以 所以速度不均匀系数为 （3）、最大盈亏功为 （4）、若要求[δ]= 0.05，系统不能满足要求。飞轮的转动惯量为 ???? 根据题图画出系统动能的变化示意图，如下图所示。从该图中可知，在 处系统的角速度 最大，在处系统的角速度最小。 即 即 ????????? 化简得 即等效