主动拨销回转半径R=Lsin(180°/z)=100mm槽轮轮叶长s=Lcos(180°/z)=173.2mm槽轮槽口深h≥s-(L-R-r)=88.2mm取h=90mm槽叶顶宽b≈r/2=7.5mm取b=8mm槽轮机构的简图如图解112所示，图中锁止圆弧的半径为ρ=R-r-b=100-15-8=77mm锁止圆盘上的缺口弧可如下确定：当主动拨销刚进入槽轮的槽口时，缺口弧的起始点m′应刚好在中心联线OO′上(如图所示)；而缺口弧的终止点m″应为m′点对于对称轴O″O′的对称点，这样当主动拨销刚要退出槽轮的槽口时，m″点也刚好位于中心联线OO′上。同时，缺口弧的形状和大小应让槽轮的轮叶能顺利地通过。
113答：不管是定传动比的或变传动比的齿轮机构，同时工作的各对轮齿的运动是彼此协调的，各对轮齿以相同的传动比规律推动从动轮转动，各对轮齿共同分担载荷，故同时工作的轮齿对数越多越有利。而槽轮机构中槽轮的运动规律取决于主动拨销的位置(参看教材图1220)，因而处在不同位置的各主动拨销将使槽轮按不同的运动规律运动，这将导致机构的损坏，故是不允许的。
114解：
螺母2的位移方程：
s2=s1+s21
杆1右旋1转，s1左移2.8mm；同时由相对运动原理，x21也左移3mm，所以s2=2.8+3=5.8mm又10.65.8=1.83故杆1转1.83转使螺母2相对于杆3移动10.6mm。
115解：设轴向位移向右为正，右旋导程为正，则右视图逆时针方向转动为正。构件1轴向位移为s1=LA[φ1/(2π)](1)其中φ1为构件1的转角。构件2相对于1的轴向位移为s21=s2-s1=LB[φ21/(2π)]=LB[(φ2-φ1)/(2π)](2)其中φ2=2π(s2/LC)(3)s2为构件2轴向位移，由式(1)-式(3)可解出s2=(LA-LB)φ12πLC-LBLC代入已知量φ1=-2π，LA，LB，LC得：s2=-2.4mm，即构件向左移2.4mm。再将s2=-2.4代入式(3)得：φ2=-π5，即构件2右视逆时针转36°。
（第十二章）机构的选型与组合
一、思考题答案
1.答：在拟定机械传动系统方案时，选择机构的基本原则有：①所选机构应满足机器运动方面的要求；②所选机构应具有良好的动力学性能；③所选机构应简单；④所选机构应加工方便；⑤所选机构应安全可靠。
2.答：机构的组合方式可划分为以下四种：①串联式机构组合；②并联式机构组合；③复合式机构组合；④叠加式机构组合。
3.答：机器的工作循环图在机械传动系统设计中的重要作用是：机械中各执行机构、执行构件完成工艺动作的时序协调，是由机械运动循环图来解决的。有了它就能使机器的各执行机构不会发生相互干涉，从而保证机器的正常工作。机械的运动循环图是将各执行机构的运动循环按同一时间(或转角)比例尺绘出，并且以某一个主要执行机构的工作起始点为基准来表示各执行机构相对于此主要执行机构动作的先后次序。
综合测试题一
一、填空、选择题(15分)
1.λ≤arctanfv
2.增大基圆半径或减小滚子半径
3.C
4.摇杆长度和形状；柄与连杆转动副轴径尺寸；曲柄为机架
5.A
6.重新调整构件上各质量的大小和分布；重新调整或分配整个机构的质量分布
7.基圆半径
8.高速轴
9.等于，相同
10.C
二、(15分)
解：I滚轮处有局部自由度，E为复合铰链，N(或O)为虚约束，构件FG及运动副F，G形成虚约束。去掉局部自由度和虚约束后，得n=9，pL=12，pH=2F=3n-2pL-pH=3×9-2×12=1
三、(10分)
解：见图解Ⅰ3所示。
1.(1)r0=O1A=30mm
(2)h=O1C-O1A=60mm
(3)αC=0°
(4)sD=O1O2+OD2-O1A=37.08mm
(5)αD=arctan(O1DOD)=26.57°
2.(1)r0=O1A+rr=40mm
(2)h=60mm(不变)
(3)αC=0°(不变)
(4)sD=O1O2+(R+r)2-r0=36.16mm
(5)αD=arctan(O1OOD)=23.20°
四、(15分)
解：1.所有瞬心如图解Ⅰ4所示。
2.速度分析：
vB2=vB1+vB2B1
vB1=6.24m/s；vB2=7.3m/slCD=165mm；lBD=311.77mmlBC=352.74mm；ω3=20.7rad/s
五、(10分)
解：作出各运动副反力的作用线如图解Ⅰ5所示。
六、(15分)
解：
1.n=3，pL=3，pH=2F=3n-2pL-pH=3×3-2×3=1为行星轮系。
2.由两对齿轮传动的中心距相等得zg=50+30-48=323.nH=nCiHab=ωa-ωHωb-ωH=zgzbzazf=30×4850×32=910ωb=0故iH2=11-iHab=11-910=10即当手柄转1圈，a轴转110圈。
七、(10分)
解：
1.l1+l4=30+120=150mm
l2+l3=110+80=190mm
l1+l4<l2+l3
且构件1为连架杆，所以构件1能成为曲柄。(3分)
2.最大摆角ψmax如图解Ⅰ7所示。(4分)
3.当机构处于AB″C″D位置时有最小传动角γmin=∠B″C″D=γ″min。(4分)
4.当固定构件1时，得双曲柄机构；当固定构件2时，得曲柄摇杆机构；当固定构件3时，得双摇杆机构；当固定构件4时，得曲柄摇杆机构。(4分)八、(10分)解：
1.设起始角为0°
Md=(100×π2
)/2π=25N·m
2.最大角速度在φ=π处，最小角速度在φ=3π2处。
(1)求ωmax：∫π0(Md-Mr)dφ=12J(ω2max-ω20)ω2max=2×25π+202ωmax=23.6rad/s
(2)同理ω2min=2×(25π-75π/2)+202ωmin=17.9rad/sωm=12(ωmax+ωmin)=20.75rad/s
(3)δ=23.6-17.920.75=0.2753.ΔWmax=25×3π2=37.5π=117.81J4.JF=117.8120.752×0.1-1=1.736kg·m2
综合测试题二
一、填空题(每空1分，总计15分)
1.大；高速
2.棘轮机构、槽轮机构；不完全齿轮机构
3.(a)α=30°；(b)α=0°
4.2；1
5.基圆半径的大小
6.C
7.受单力，且作用线在摩擦锥之内
8.B
9.重新调整构件上各质量的大小和分布；重新调整或分配整个机构的质量分布
10.从动件的运动规律
二、(10分)
解：自由度
F=3n-2pL-pH=3×7-2×10-0=1
有确定运动。
三、(10分)
解：补全速度多边形如图解Ⅱ3所示。
构件2的角速度ω2=vBAlAB=abμvABμl，方向为逆时针；D点的线速度vD=pd4μv构件5的角速度ω5=vDlDE=pd4μvDEμl，方向为顺时针。
四、(10分)
解：
因K=1.4ψ=φ=180°K-1K+1=30°BC=ABsinψ2=12.94mmH=2ADsinψ2=20.7mm
五、(10分)
解：作出各运动副反力的作用线如图解Ⅱ5。
六、(10分)
解：见图解Ⅱ6所示。
1.r0=20mm
2.tanα=ADBD=20302-202=0.89，α=41.81°
3.cosφ=OD0OB0=1020=0.5，φ=60°
4.s=R2-AD2-OB20-OD20=5.04mm
5.偏置方向不合理。因为tanα=dsdφ+es0+s，图示偏置方向使α增大。应把从动件导路偏置在凸轮转动中心的右侧，此时tanα=dsdφ-es0+s，则α减小。
七、(10分)
解：
1.斜齿轮2的螺旋角方向为左旋。
2.由a=mn(z1+z2)2cosβ知β=arccosmn(z1+z2)2a=arccos4×(19+58)2×160=15.74°
3.z3z4应采用标准齿轮传动或高度变位齿轮传动。其啮合角α′压力角α=20°。z1，z2应采用变位齿轮传动中的正传动。其啮合角a′=arccosacosαa′
八、(10分)
解：
1.z2′=z3-z1-z2=92-23-51=18
2.iH13=n1-nHn3-nH=-z2z3z1z2=-51×9223×18=-343i3H=n3nH=n3nH=1-iH35=1+z4z5z3z4=1+40×3340×17=5017n1-nH5017nH-nH=-3433n1-3nH=-66nH
3.63nH=-3n1nA=nH=-n121=-150021=-71.43r/min
4.负号表明nH转向与n1相反。九、(15分)解：
1.Md=[(2/2)×(π/2)×200]/2π=50N·m
2.ωm=2π×1000/60=104.72rad/sωmax=104.72×(1+0.05/2)=107.34rad/sωmin=104.72×(1-0.05/2)=102.1rad/s最大角速度在φa=π/4+π/16，即56.25°处；最小角速度在φd=5π/4-π/16，即213.75°处。3.ΔWmax=50×34π+12×50×π16+50×π4+12×50×π16=53.125π或ΔWmax=(150×38π×12)×2-50×π8×12
4.JF=53.125π/(104.722×0.05)=0.3044kg·m2注：亦可画出ΔW-φ图，如图解Ⅱ9，由图确定ΔWmax。ΔWmax=14.0625π+39.0625π=53.125π
图解Ⅱ9
综合测试题三
一、填空题(每题2分，总计10分)
1.将一构件作为机架，原动件=自由度
2.法；端
3.回转轴线上；质心在最低处
4.槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构
5.大；小
二、选择题(每小题1分，共5分)
1.C2.A3.B4.C5.B
三、图解题(10分)
解：见图解Ⅲ3。
总分10分。(1)2分；(2)4分；(3)4分
图解Ⅲ3图解Ⅲ4
四、(10分)
解：
1.机构简图如图解Ⅲ4所示。(5分)
2.F=3n-2pL-pH=3×4-2×5-1=1(5分)
五、(15分)
解：
1.ω1，P13，P14，P23，P24，P34如图解Ⅲ5所示。
图解Ⅲ5
2.ω2=ω3=v1/(P12P24μl)，顺时针方向亦可用相对运动图解法求得ω3=vB3/lBD=pb3μv/(BDμl)
3.P24点，如图所示。
4.以构件3为动坐标轴，B2点为动点vB2=vB3+vB2B3anB3+atB3=aB2+akB3B2+arB3B2作图量得atB3=n3b3μa故α3=atB3/lBD=n3b3μa/(BDμl)，顺时针方向。
六、(10分)
解：
变位齿轮不根切的条件为x≥xminxmin=h*azmin-zzmin
所以两个齿轮都不会产生根切。
七、(15分)
解：见图解Ⅲ7所示。
图解Ⅲ7
1.在△AC1C2中，为等腰三角形，所以AC2=C1C2AC1=2C1C2cos30°=2×80×cos30°=138.56mmAB+BC=138.56BC-AB=80联立解得BC=109.28mmAB=29.28mme=AC2×sin60°=80×sin60°=69.28mm
2.极位夹角θ=∠C1AC2=30°
K=180+θ180-θ=180+30180-30=1.4
3.αmax=arcsine+lABlBC=arcsin69.28+29.28109.28=64.4°
八、(10分)
解：各运动副反力的作用线如图解Ⅲ8。
