机械设计基础1－5至1-12 指出（题1-5图～1—1２图）机构运动简图中得复合铰链、局部自由度与虚约束,计算各机构得自由度,并判断就是否具有确定得运动。

1-5 解===11－6 解===１1-7 解=＝=2１-8解＝＝=１1—9 解==＝２1－10 解＝==11－11 解==＝21-12 解＝==３2－1 试根据题2-１图所标注得尺寸判断下列铰链四杆机构就是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还就是双摇杆机构。

题2-1图答：a),且最短杆为机架，因此就是双曲柄机构。

b ），且最短杆得邻边为机架,因此就是曲柄摇杆机构。

ｃ），不满足杆长条件,因此就是双摇杆机构。

d ），且最短杆得对边为机架，因此就是双摇杆机构。

２－３画出题2－3图所示个机构得传动角与压力角。

图中标注箭头得构件为原动件。

题２-３图解：2-5 设计一脚踏轧棉机得曲柄摇杆机构，如题2—５图所示,要求踏板ＣD在水平位置上下各摆１0度，且，.（1）试用图解法求曲柄AB与连杆BC得长度；（2）用式（2－6)与式（２-6)’计算此机构得最小传动角。

题2－５图解：( 1 ）由题意踏板在水平位置上下摆动,就就是曲柄摇杆机构中摇杆得极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。

取适当比例图尺，作出两次极限位置与(见图2、１7 ).由图量得：，.解得：由已知与上步求解可知：,,，（２）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取与代入公式(2－6)计算可得：==０、5７68或：==0、2970代入公式（2-6）′，可知３-1 题3-１图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。

已知ＡＢ段为凸轮得推程廓线,试在图上标注推程运动角。

题3—１图解题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点作偏距圆得下切线，此线为凸轮与从动件在B点接触时,导路得方向线。

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。

已知凸轮就是一个以C 为圆心得圆盘,试求轮廓上D点与尖顶接触时得压力角,并作图表示。

题3—2图解：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点作偏距圆得下切线，此线为凸轮与从动件在D点接触时，导路得方向线.凸轮与从动件在Ｄ点接触时得压力角如图所示。

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,滚子半径，从动件得升程及运动规律与3－3相同，试用图解法绘出凸轮得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,取最大，同时取最小时，凸轮机构得压力角最大。

从图3－１5可知，这点可能在推程段得开始处或在推程得中点处。

由图量得在推程得开始处凸轮机构得压力角最大,此时<=30°。

4－2 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮得标准中心距a=１６0mm,齿数，，求模数与分度圆直径。

解由可得模数=4mm分度圆直径,4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮得齿数z=２5，齿顶圆直径，求齿轮得模数。

解由=+＝+=+ 得＝=５mm4－4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮,m=5ｍｍ，z=40，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓得曲率半径与压力角。

解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓得曲率半径=34.2mm分度圆上渐开线齿廓得压力角基圆半径基圆上渐开线齿廓得曲率半径为０;压力角为。

齿顶圆半径齿顶圆上渐开线齿廓得曲率半径齿顶圆上渐开线齿廓得压力角4—９试根据渐开线特性说明一对模数相等、压力角相等，但齿数不相等得渐开线标准直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆齿厚与齿根圆齿厚就是否相等,哪一个较大？解模数相等、压力角相等得两个齿轮,分度圆齿厚相等。

但就是齿数多得齿轮分度圆直径大，所以基圆直径就大。

根据渐开线得性质，渐开线得形状取决于基圆得大小，基圆小,则渐开线曲率大,基圆大,则渐开线越趋于平直。

因此,齿数多得齿轮与齿数少得齿轮相比,齿顶圆齿厚与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得转向如图所示，试判断涡轮2与涡轮3得转向,用箭头表示。

题５－1图解：5—2 在题5-2图所示轮系中,已知(右旋),（m=4mm ），若,求齿条6得线速度v 得大小与方向。

题5-2图解： 这就是一个定轴轮系，依题意有： ，齿条 6 得线速度与齿轮 5′分度圆上得线速度相等；而齿轮 5 ′得转速与齿轮 ５ 得转速相等，因此有： s mm mz n r n v v /5.1023020414.35.223030/////555551=⨯⨯⨯⨯=⨯===ππ通过箭头法判断得到齿轮 5 ′得转向顺时针,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,。

当手柄转过9０度时,转盘Ｈ转过多少角度？题５—４图解：从图上分析这就是一个周转轮系,其中齿轮1、3为中心轮,齿轮2为行星轮，构件为行星架。

则有：，，当手柄转过，即时,转盘转过得角度，方向与手柄方向相同。

5—8 在题5—8图所示锥齿轮组成得行星轮系中，已知各轮得齿数为、、、，,求得大小及方向.题５-8图解: 这就是一个周转轮系,其中齿轮1、3为中心轮,齿轮２、2′为行星轮, 为行星架。

,，，与方向相同５—9 在题5—9图所示差动轮系中，已知各轮得齿数、、、，齿轮I得转速为2０0(箭头向上)，齿轮3得转速为５0（箭头向下)，求行星架转速得大小及方向。

题５-9图解: 这就是一个周转轮系,其中齿轮１、３为中心轮，齿轮2、２′为行星轮，为行星架。

∵设齿轮1方向为正,则=２00，=－５0∴＝∴ =，与方向相同.10－2试计算M2０、M２0X1、5螺纹得升角,并指出哪种螺纹得自锁性较好。

解由教材表１０—1、表10－2查得,粗牙,螺距,中径螺纹升角,细牙，螺距，中径螺纹升角对于相同公称直径得粗牙螺纹与细牙螺纹中，细牙螺纹得升角较小,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为主动轮时与轮２为主动轮时轴向力与得方向.轮１主动时 轮2主动时 题11—７图轮1为主动 轮2为主动时题11-7解图１1—8 在题1１-7图中，当轮2为主动时,试画出作用在轮2上得圆周力、轴向力、与径向力得作用线与方向。

解 见题11－8解图。

齿轮2为右旋,当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向；径向力总就是指向其转动中心；圆向力得方向与其运动方向相反。

题1１-8解图１１—9 设两级斜齿圆柱齿轮减速器得已知条件如题11-9图所示,试问:1）低速级斜齿轮得螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮得轴向力方向相反,2）低速级螺旋角应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力相互抵消。

题11-9图解 （ 1)要使中间轴上两齿轮得轴向力方向相反，则低速级斜齿轮３得螺旋经方向应与齿轮2得旋向同为左旋,斜齿轮4得旋向应与齿轮3得旋向相反，为右旋。

( 2)由题图可知：、、 、、 分度圆直径 轴向力要使轴向力互相抵消,则： 即/2223331883.815sin 513175arcsin sin arcsin==⨯⨯==ββz m z m n n12-1计算例1２-1得蜗杆与涡轮得几何尺寸。

解：从例１2－１已知得数据有: ，，，，，，中心距 ,因此可以求得有关得几何尺寸如下:蜗轮得分度圆直径:蜗轮与蜗杆得齿顶高：蜗轮与蜗杆得齿根高:蜗杆齿顶圆直径：蜗轮喉圆直径:蜗杆齿根圆直径:蜗轮齿根圆直径：蜗杆轴向齿距与蜗轮端面齿距：径向间隙:12-2 如题12-2所示,蜗杆主动,,m=4mm,,,涡轮齿数，传动得啮合效率.试确定:（１）涡轮得转向；(2)蜗杆与涡轮上得作用力得大小与方向.题１2—2图解:（ 1）从图示瞧，这就是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指 ,大拇指,可以得到从主视图上瞧，蜗轮顺时针旋转。

（ 2）由题意,根据已知条件，可以得到蜗轮上得转矩为蜗杆得圆周力与蜗轮得轴向力大小相等,方向相反，即：蜗杆得轴向力与蜗轮得圆周力大小相等，方向相反，即：蜗杆得径向力与蜗轮得径向力大小相等,方向相反,即:12-3如题１2—3所示为蜗杆传动与锥齿轮传动得组合，已知输出轴上得锥齿轮得转向，（1）欲使中间轴上得轴向力能部分抵消,试确定蜗杆传动得螺旋线方向与蜗杆得转向；（２）在图中标出各轮轴向力得方向。

题12—３图解 :( １)先用箭头法标志出各轮得转向,如图12、5所示.由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆得转向为顺时针,如图12、5所示。

因此根据蜗轮与蜗杆得转向,用手握法可以判定蜗杆螺旋线为右旋.（ ２）各轮轴轴向力方向如图12、5所示。

1３-1 一平带传动,已知两带轮直径分别为15０mm 与４0０ｍｍ，中心距为100０mm ，小轮主动、转速为。

试求(1） 小轮包角；（2） 带得几何长度；(3)不考虑带传动得弹性滑动时弹性滑动时大轮得转速;（4）滑动率时大轮得实际转速。

解 （ 1 )，( 2 ）()()()()10004150400400150210002422221221⨯-+++⨯=-+++=ππa d d d d a L=287９.13mm（ ３ ）不考虑带得弹性滑动时，( 4 ）滑动率时，13－2 题13—1中。

若传递功率为5ＫW,带与铸铁带轮间得摩擦系数f=0、3。

所用平带每米长得质量q ＝0．35kg ／m 。

试求(1)带得紧边、松边拉力；(２)此带传动所需得初拉力；（3)作用在轴上得压力。

题13—1图解( １ ）N nd P n d P v P F 26.436150146010560106010006010001000611611=⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯==πππ（2) （3）14-１ 在题１４-１图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴，就是心轴、转轴、还就是传动轴？题14-1图解 I 为传动轴， II 、 IV 为转轴, III 为心轴。

14-6 已知一单级直齿圆柱齿轮减速器,用电动机直拖动,电动机功率P=22K Ｗ,转速,齿轮得模数m=4mm ，齿数，若支承间跨距ｌ=１８0m ｍ（齿轮位于跨距中央），轴得材料用45号钢调质，试计算输出轴危险截面处得直径ｄ。

解 =N mZ T F F t r 144520tan 100018410429.12tan 2tan 811=⨯⨯⨯⨯=== αα=故１6—1 说明下列型号轴承得类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合.6005，N209／P6，720７C ，3０２0９/P5。

解 由手册查得6005 深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径，普通精度等级（０级）。

主要承受径向载荷,也可承受一定得轴向载荷;可用于高速传动。

N2０9/Ｐ6 圆柱滚子轴承,窄宽度,轻系列，内径，6级精度。