发布时间 : 星期二 文章机械设计作业第三期 - 图文更新完毕开始阅读
第五章 凸轮机构及间歇运动机构
5-2 四种基本运动规律各有何特点？各适用与何种场合？什么是刚性冲击和柔性冲击？ 答：（1）等速运动规律：推杆在运动开始和终了的瞬时，因速度突变，推杆的加速度及由此产生的惯性力在理论上将出现瞬时的无穷大。实际上由于材料具有弹性，加速度和惯性力不会达到无穷大，但仍非常大，从而产生强烈的冲击。因此，等速运动规律只适用于低速、轻载的场合。
理论上无穷大的惯性力产生的冲击，称为刚性冲击。
（2）等加速等减速运动规律：在行程的起始点、中点和终点，推杆的加速度和惯性力有有限值的突变，引起的冲击也较为平缓。因此，适用于中速、低速的场合。
有限值的惯性力产生的冲击，成为柔性冲击。
（3）余弦加速度运动规律：在行程的起始点和终点，推杆的加速度和惯性力也存在突变，一般适用于中速场合。
（4）正弦加速度运动规律：推杆的加速度和惯性力没有突变，适用与高速场合。
5-3 何谓凸轮机构的反转法设计？它对于凸轮廓线的设计有何意义？
答：凸轮机构的反转法设计是凸轮轮廓线设计的基本方法。为了绘制凸轮轮廓线，需要凸轮相对固定。设凸轮以角速度ω绕轴心转动，假设给整个凸轮机构加上一个公共角速度-ω绕凸轮轴心回转。根据相对运动原理，这时凸轮与推杆之间的相对运动关系并未改变，但是凸轮“固定不动”，而推杆一方面随导路以角速度-ω绕凸轮轴心转动，另一方面相对于导路做预期的往复移动。由于推杆顶和凸轮轮廓线始终接触，因此推杆顶在这种复合运动中所描绘的轨迹就是凸轮的轮廓曲线。这种设计凸轮轮廓线的方法称为反转法。
5-10 写出题5-10图所示凸轮机构的名称，并在图中作出（或指出）：1）基圆r0，2)理论廓线；3）实际廓线；4）行程h；5）图示位置从动件的位移量s；6）从动件与凸轮上A点接触时的压力角。
机架从动件滚子ntαv2AntAωr0sh实际廓线理论廓线
题5-10图 题解5-10图
5
凸轮
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院
机械设计 课程作业2（共 3 次作业） 学习层次：专升本 涉及章节：第六章 ——第八章
第六章 齿轮传动
6-1 对于定传动比的齿轮传动，其齿廓曲线应满足的条件是什么？ 答：过齿廓啮合点的公法线与两齿轮的连心线交于一定点。
6-2 节圆与分度圆，啮合角与压力角有什么区别？
答：分度圆是对一个齿轮而言，在齿顶和齿根之间有标准模数和标准压力角的圆；节圆是对一对啮合齿轮而言，过节点相切的两个圆。一对标准标准安装时，节圆和分度圆重合，分度圆相切，否则分度圆不相切。
压力角是对一个齿轮而言，法线压力方向与速度方向的夹角；啮合角是一对齿轮啮合时，啮合线与节圆公切线之间的夹角。啮合角在数值上等于分度圆上的压力角。
6-5 一对标准直齿轮的中心距a=160mm，齿数Z1=24,Z2=56。试求模数和两轮的分度圆直径。 解： 由 a?m(Z1?Z2)2a2?160,得：m??mm?4mm
(Z1?Z2)24?562 所以分度圆直径为：
d1?mZ1?4?24mm?96mm d2?mZ2?4?56mm?224mm
6-10 一单级直齿轮减速器，已知Z1=25,Z2=73,b1=72mm,b2=70mm,m=4mm,n1=720r/min,齿轮
材料的[σH]1＝580Mpa，[σH]2=540Mpa,[σF]1=280Mpa,[σF]2=240Mpa。齿轮单向转动，载荷平稳。试计算该传动所允许传递的功率。 解： 由齿面接触疲劳强度的计算公式：
d1?76.63KT1u?1?，得： 2u?d[?H]d12?d[?H]2uT1?()?
76.6K(u?1) 而：d1?mZ1?4?25mm?100mm， u?Z2/Z1?73/25?2.92 ?d?b/d1?70/100?0.07
因[σH]2较小，[σH]取[σH]2，因单向转动，载荷平稳，K取1.4。
所以：
d13?d[?H]2u10030.7?5402?2.92T1?()??()?N?mm?241639.5N?mm
76.6K(u?1)76.61.4?(2.92?1)6
由齿根弯曲强度得计算公式m?1.263KT1YFS，得： 2?dZ1[?F]m3?dZ12[?F]T1?()?，
1.26KYFS而
[?F]1280[?][?]240??66.5MPa F2??60.15MPa， 所以选取F2计算，则： YFS14.21YFS23.99YFS2430.7?252?60.15T1?()?N?mm?601386.84N?mm
1.261.4因此，按齿面接触疲劳强度的公式确定传递的功率。 由T1?9.55?106P1T1?n1241639.5?720得，P??KW?18.2KW 166n19.55?109.55?106-14 题6-14所示为一双级斜齿轮传动。齿轮1的转向和螺旋线旋向如图所示，为了使轴Ⅱ
上两齿轮的轴向力方向相反，试确定各齿轮的螺旋线旋向，并在啮合点处画出齿轮各分力的方向。
题6-14图
解：
题解6-14图
6-17 一对斜齿轮的齿数为Z1=21，Z2=37，法向模数mn＝3.5。若要求两轮的中心距a＝105mm，试求其螺旋角β。 解： 由a?mn(Z1?Z2)得：
2cos?7
??arccos(mn(Z1?Z2)3.5?(21?37))?arccos()?arccos0.96667?14.8?
2a2?1056-21 题6-21图所示蜗杆传动中，蜗杆为主动件。试在图中标示未注明的蜗杆或蜗轮的转
向及螺旋线的旋向，在啮合点处画出蜗杆和蜗轮各分力的方向。
(a) (b)
题6-21图
解：
n12n2n2n121t2
（a） （b）
题解6-21图
（a）图中，蜗轮2左旋；（b）图中，蜗杆1右旋。
6-22 有一阿基米德蜗杆传动，已知模数m＝10mm，蜗杆分度圆直径d1＝90mm，蜗杆头数Z1＝2，传动比i12＝15.5。试计算蜗杆传动的主要几何尺寸及蜗轮的螺旋角β。 解： d1?90 由i12?Z2?15.5 得 Z2?Z1?15.5?2?15.5?31 Z1 d2?mZ2?10?31mm?310mm
?da1?d1?2ham?(90?2?1?10)mm?110mm ?da2?d2?2ham?(310?2?1?10)mm?330mm
?df1?d1?2(ha?c?)m?(90?2?(1?0.2)?10)mm?66mm ?df2?d2?2(ha?c?)m?(310?2?(1?0.2)?10)mm?286mm
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