机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案.ppt

a b c 习题1 画出图示平面机构的运动简图 并计算其自由度 1 6自动倾卸机构 3 计算图示平面机构的自由度 机构中的原动件用圆弧箭头表示 中文书2 5颚式破碎机已知xD 260mm yD 480mm xG 400mm yG 200mm 逆时针 求 CD AB CB 1lAB GFP e FE 根据速度影像求 解 1 求速度 移至F点知顺时针 2 求加速度 C D CDB AC B CB 加速度影像法求 求得e F G FG e F E FE 中文书 2 9已知曲柄长度l1 0 05m 角速度 1 20rad s 图解法确定该机构在1 45 时导杆3的速度v3与角速度a3 导路 AB 导路 求加速度 导路B A 导路 作加速度多边形 待求点为动点 求 3 3 当滑块C至左极限和右极限位置时 曲柄与连杆在两共线位置 曲柄在两位置的极位夹角 0 K 1 滑块的压力角在0 max之间变化 CD AB CB 1lAB GFP e FE 根据速度影像求 2 5 解 1 求速度 移至F点知顺时针 2 求加速度 C D CDB AC B CB 加速度影像法求 求得e F G FG e F E FE 2 9 待求点为动点 求 导路 AB 导路 求加速度 导路B A 导路 作加速度多边形 2 10 FE FA AF 根据速度影像法求 P d CDP b CB 求加速度 F E FEF A AF f1f3 根据影像法求 lAB 30mm lAC 100mm lBD 50mmllDE 40mm 1 45 等角速度 1 10rad s 求E D的速度和加速度 构件3的角速度和角加速度 作速度多边形pbc2 然后按速度影象法 作 bec2 BEC得e点 再从e点作ed bc2得d点 则VE pe v 26 0 0067 0 1742m s指向如图 VD pd v 34 0 0067 0 2278m s指向如图 根据加速度影象法求得aE 2 8m s2指向如图 aD 2 6m s2指向如图 习题1 试求出下列机构中的所有速度瞬心 2 图示的凸轮机构中 凸轮的角速度 1 10s 1 R 50mm lA0 20mm 试求当 0 45 及90 时 构件2的速度v 解 2 4 A B C 3 6 3 6 以AF1为基准 将机构的第二个位置AF2C2D刚化绕A逆时针反转 得反转点C 2 连C 2C1作其垂直平分线 垂直平分线与AF1线的交点 即为所求点B1点 连AB1C1D即为要求的铰链四杆机构 以AF2为基准 将机构的第1个位置AF1C1D刚化绕A顺时针反转 得反转点C 1 连C 1C2作其垂直平分线 垂直平分线与AF2线的交点 即为所求点B2点 连AB2C2D即为要求的铰链四杆机构 3 7图示用铰链四杆机构作为加热炉门的起闭机构 炉门上两铰链的中心距为50mm 炉门打开后成水平位置时 要求炉门的外边朝上 固定铰链装在y y轴线上 其相互位置的尺寸如图上所示 试设计此机构 3 8 作机架AD连线 作摇杆的一个与机架成45 角的极限位置C1连AC1且作 角与摇杆轨迹交点即为摇杆另一极限位置C2 3 9设计一偏置曲柄滑块机构 已知滑块的行程速度变化系数K 1 5 滑块的行程lc1c2 50mm e 20mm 求lAB lBC 解 1 图 a 和图 b 分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构 已知 R 100mm OA 20mm e 10mm rT 10mm 试用图解法确定 当凸轮自图示位置 从动件最低位置 顺时针方向回转90 时两机构的压力角及从动件的位移值 1 画出基圆2 求反转后从动件导路的位置3 求理论廓线4 在理论廓线上画出滚子5 过滚子的接触点作其法线 法线与导路的方向线之间的夹角为压力角 滚子的中心沿导路的方向至基圆的轮廓线之间的距离即为所求的位移S 4 1解 a 4 1解 a 1 画出基圆2 求反转后从动件导路的位置3 求理论廓线4 在理论廓线上画出滚子5 过滚子的接触点作其法线 法线与导路的方向线之间的夹角为压力角 滚子的中心沿导路的方向至基圆的轮廓线之间的距离即为所求的位移S 作基圆 偏距圆 实际廓线 理论廓线 作 C0OC1 90 在基圆上交于C1点与偏距圆相切并延长即为反转后的导路方向线 此线与理论廓线交于B1点 B1点即为反转后的滚子中心的位置 过B1点作滚子得与实际轮廓线的相切点 4 3 题5 1证明同一基圆展成的两支同侧渐开线或两支异侧渐开线上任何一点处的法向距离均相等 证 5 6有一对渐开线标准直齿轮啮合 已知z1 19 z2 42 m 5mm 1 试求当 20 时 这对齿轮的实际啮合线B1B2的长 作用弧 作用角及重合度 2 绘出一对齿和两对齿的啮合区图 选适当的长度比例尺 l 不用画出啮合齿廓 并按图上尺寸计算重合度 作用弧 作用在节圆周长上的弧长 作用角 两节圆作纯滚动 故作用弧相等 5 9 用标准齿条刀具切制直齿轮 已知齿轮参数z 35 ha 1 20 欲使齿轮齿廓的渐开线起始点在基圆上 试问是否需要变位 如需变位 其变位系数应取多少 解 齿条刀具侧刃切出渐开线 所以齿顶线应过理论啮合点N 齿顶线刚好过极限点N时 有如下关系 5 12 设有一对外啮合圆柱齿轮 已知 模数mn 2 齿数z1 21 z2 22 中心距a 45mm 现不用变位而拟用斜齿圆柱齿轮来配凑中心距 问这对斜齿轮的螺旋角应为多少 6 2在图示轮系中 各轮齿数为z 1 z2 60 z2 30 z3 60 z3 25 z3 1 z4 30 z4 20Z5 25 z6 70 z7 60 蜗杆1转速n1 1440r min 转向如图示 试求i16 i71 n6与n7 7轮的转向与1轮相反 6轮的转向如图 6 3 在图示自动化照明灯具的传动装置中 已知输入轴的转速n1 19 5r min 各齿轮的齿数为z1 60 z2 z3 30 z4 z5 40 z6 120 求箱体B的转速nB 6 8 在图示输送带的减速器中 已知z1 10 z2 32 z3 74 z4 72 z2 30及电动机的转速为1450r min 求输出轴的转速n4 解 区分基本轮系1 2 3 H行星轮系1 2 2 4 H差动轮系 6 9 在图示自行车里程表的机构中 C为车轮轴 已知各轮的齿数为z1 17 z3 23 z4 19 z4 20及z5 24 设轮胎受压变形后使28in车轮的有效直径约为0 7m 当车行一千米时 表上的指针刚好回转一周 求齿轮2的齿数 5 2一根渐开线在基圆半径rb 50mm的圆上发生 试求渐开线上向径r 65mm的点的曲率半径 压力角 和展成角 rb rk N 5 4当 20 的渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时 其齿数为若干 又若齿数大于求出的数值 则基圆和根圆哪一个大一些 5 8 两个相同的渐开线标准直齿圆柱齿轮 其 20 h a 1 在标准安装下传动 若两轮齿顶圆正好通过对方的啮合极限点N 试求两轮理论上的齿数应为多少 解 5 13有一对斜齿轮传动 已知mn 1 5mm z1 z2 18 45 20 han 1 C n 0 25 b 14mm 求 1 齿距Pn和Pt 2 分度圆半径r1和r2及中心距a 3 重合度 4 当量齿数 zv1 zv2 8 1 习题8 2如图示斜面机构 已知 f 滑块1 2与导槽3相互之间摩擦系数 arctgf 滑块1的倾斜角 Q 工作阻力 沿水平方向 设不计两滑块质量 试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F 8 3 图示楔形滑块2沿倾斜角为 的V形槽面1滑动 已知 35 60 f 0 13 载荷Q 1000N 试求滑块等速上升时所需驱动力F的大小 并分析滑块以Q为驱动力时是否自锁 解 8 4 8 5 图示机构中 如已知转动副A B的轴颈半径为r及当量摩擦系数f0 且各构件的惯性力和重力均略去不计 试作出各运动副中总反力的作用线 9 1 解 Mbrb 1150kgmm 习题9 3 图示转轴系统 各不平衡质量皆分布在回转线的同一轴向平面内 m1 2 0kg m2 1 0kg m3 0 5kg r1 50mm r2 50mm r3 100mm 各载荷间的距离为lL1 100mm l12 200mm l23 100mm 轴承的跨距l 500mm 转轴的转速为n 1000r min 试求作用在轴承L和R中的动压力 9 4 图示为一行星轮系 各轮为标准齿轮 其齿数z1 58 z2 42 z2 44 z3 56 模数均为m 5 行星轮2 2 轴系本身已平衡 质心位于轴线上 其总质量m 2kg 问 1 行星轮2 2 轴系的不平衡质径积为多少kg mm 2 采取什么措施加以平衡 10 1在平面滑块机构中 若已知驱动力F和有效阻力Q的作用点A和B 设此时滑块不会发生倾侧 以及滑块1的运动方向如图所示 运动副中的摩擦系数f和力Q的大小已确定 试求此机构所组成机器的效率 解 首先确定R12的方向 应与v12呈的钝角 不考虑质量时 机构处于平衡状态 做F Q和R12的力多边形 求解角度 应用正弦定理可得 没有摩擦力的时候 即时 理想驱动力 10 2在图示钻模夹具中 已知阻力Q 各滑动面间的摩擦系数均为f 楔形块倾斜角为 试求正 反行程中的P和P 以及此夹具的适用条件 即求 在什么范围内正行程不自锁而反行程却能自锁的条件 10 5 差动起重辘轳 鼓轮直径 和 滑轮直径 鼓轮和滑轮轴承的摩擦圆为 和 不计绳子的内摩擦 及反行程的自锁条件 求 效率 1 辘轳2 绳索3 滑轮4 挂钩5 机架 解 1 将鼓轮 绳 滑轮看作一体作为示力体 分析受力 正行程 鼓轮轴承对鼓轮轴的支承反力为R51方向向上 切于右侧 挂钩对滑轮的反力为R43方向向下 切于左侧 正行程 鼓轮顺时针匀速转动 M R Q应平衡 实际 驱动力矩 如果无摩擦 理想驱动力矩 效率 代入 2 反行程 鼓轮逆时针匀速转动 M 阻力矩Q 驱动力 1 辘轳 2 绳索3 滑轮 4 挂钩 5 机架 实际 阻力矩 如果无摩擦 理想阻力矩 代入 鼓轮与滑轮轴心的摩擦圆之和应大于该两轴心的偏距 方法二 差动起重辘轳求 效率及反行程自锁的条件 解 上升时M为驱动力矩 Q为生产阻力 考虑3的平衡 R23 Q R23 R32 考虑滑轮2的平衡 考虑鼓轮1的平衡 T1 T1T2 T2 重物下降时 Q为驱动力 M为生产阻力矩 考虑滑轮2的平衡 求出T1和T2 考虑鼓轮1的平衡 T1 T1T2 T2 求出M 求出M0 1 2 0 反行程 反行程自锁的条件 习题11 1 图示铰链四杆机构 已知l1 100mm l2 390mm l3 200mm l4 250mm 若阻力矩M3 100N m 试求 1 当时 加于构件1上的等效阻力矩Mer 2 当时 加于构件