机械零件设计答案

...wd......wd......wd...P23~P24：2-8在题2-8图所示曲柄滑块机构中，a=100mm，α=60°，∠ABC=90°，vc=2m/s。指出速度瞬心P13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1P13P14PP13P14P12P23P24∞P24∞因为vP13=vc=lAB·ω1所以pb2b32-13题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，pb2b3解：列的矢量方程：方向：水平⊥AB铅垂大小：?以速度比例尺作右图所示矢量多边形，得：〔方向:水平向左〕2-16在题2-16图所示机构中，a=0.1m，b=0.4m，c=0.125m，d=0.54m，h=0.35m，y=0.2m，当ω1=10rad/s，逆时针转功，φ1=30°DE解：vB=a·ω1=0.1×10=1mDE列的矢量方程：方向：⊥CD⊥AB⊥DB大小：√?以速度比例尺=0.01作以下列图所示矢量多边形pbd。列的矢量方程：方向：//CE√⊥DE大小：√?p(c)bde以一样速度比例尺p(c)bde〔方向垂直向下〕P52：3-8确定如图3-52所示机构所含杆组的数目和级别，并判断机构的级别〔机构中的原动件用圆箭头表示〕。解：机构的自由度为：F=3×7-2×10=1,故当以AB为原动件时，可拆分为以下一个I级杆组和3个II级杆组，机构为II级机构。I级杆组I级杆组II级杆组II级杆组II级杆组3-9在上题图示的机构中，假设改为以EF构件为原动件。试判定机构的级别是否会改变。解：由上题知，机构的自由度为1,故当以EF为原动件时，可拆分为以下一个I级杆组和3个II级杆组，故机构为III级，机构级别会改变。IIII级杆组I级杆组III级杆组3-11如图3-53所示为平板印刷机中用以完成送纸运动的机构。当固接在一起的双凸轮1转动时，通过连杆机构使固接在连杆2上的吸嘴P沿轨迹mm运动，完成将纸吸起和送进等动作，试确定此机构系统的组合方式，并画出方框图。解：机构为Ⅱ型封闭组合。根基机构：由构件2、3、4、5、6组成的自由度为2的五杆机构343456为1的摆动从动件凸轮机构凸轮机构凸轮机构五杆机构凸轮机构φ3φ4vPω1P115~P116：6-2在电动机驱动的剪床中，作用在剪床主轴上的阻力矩M〞的变化规律如题6-2图所示。设驱动力矩M’等于常数，剪床主轴转速为60r/min，机械运转不均匀系数δ=0.15。求：(1)驱动力矩M’的数值；(2)安装在飞轮主轴上的转动惯量。MM’xAAmaxOO解：(1)在一个周期内，驱动力所做功等于阻力所做功，故驱动力矩为：M’·2π=200·2π+((3π/4-π/2)+(π-π/2))·(1600-200)/2∴M’=462.5Nm(2)最大盈亏功：Amax=((3π/4-π/2)+(π-π/2-x))·(1600-462.5)/2=1256.33Nm飞轮转动惯量：6-4某轧钢机的原动机功率等于常数，P’=2600HP(马力)，钢材通过轧辊时消耗的功率为常数。P〞=4000HP，钢材通过轧辊的时间t〞=5s，主轴平均转速n=80r/min，机械运转速度不均匀系数δ=0.1，求：(1)安装在主轴上的飞轮的转动惯量；(2)飞轮的最大转速和最小转速；(3)此轧钢机的运转周期。解：(1)最大盈亏功：Amax=(P〞-P’)×t〞×735=(4000-2600)×5×735=5.145×106Nm飞轮转动惯量：(2)nmax=n(1+δ/2)=80×1.05=84r/minnmax=n(1-δ/2)=80×0.95=76r/min(3)在一个周期内，驱动力所做功等于阻力所做功，即：P〞t〞=P’T∴T=P〞t〞/P’=4000×5/2600=7.7sPPtP〞P’AAmaxOOP129：7-6题7-6图所示为—钢制圆盘，盘厚。位置Ⅰ处有一直径的通孔，位置Ⅱ处是一质量的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上处制一通孔。试求此孔的直径与位置。钢的密度。解：平衡条件：按比例作右图，得：〔或：〕故：7-7高速水泵的凸轮轴系由3个互相错开120º的偏心轮所组成，每一偏心轮的质量为，偏心距为，设在平衡平面A和B中各装一个平衡质量和使之平衡，其回转半径为，其他尺寸如题7-7图所示(单位：)。求和的大小和方位。解：将不平衡质量在两平衡基面A和B上分解：基面A：基面B：根据动平衡条件，得：基面A：由，按比例μ=200/12.7作左以下列图，得：基面B：由，按比例μ=200/12.7作右上图，得：〔或：X轴投影：方向向右Y轴投影：方向向上所以：方向右上故：同理：方向向右方向向下所以：方向左下故：〕十二章补充作业：12-1.图示轮系中二对齿轮中心距相等,斜齿轮法面模数mn=2mm,齿数z1=16，z2=59，直齿轮模数m=2mm，齿数z3=17，z1)斜齿轮的分度圆柱螺旋角β1，β2；及齿轮1，2的分度圆直径d1，d2；齿轮1，2的齿顶圆直径da1，da2；2)假设齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，其总变位系数∑X为多少〔提示：)解：1〕直齿轮的中心距为：a=m(z3+z4)/2=2×(17+60)/2=77mm斜齿轮的中心距为：即：故：d1=mz1/cosβ=2×16/cos13.08=32.85mmd2=mz2/cosβ=2×59/cos13.08=121.da1=d1+2ha*mn=32.85+2×1×da2=d2+2ha*mn=121.14+2×1×2〕假设齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，则其中心距a’=m(z1+z2)/2=2×(16+59)/2=75mm由：得：，即：所以：12-2.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，α=20°,ha*=1,c*=0.25,m=3mm，中心距a’=49mm,传动比的大小i12(1)确定齿数z1,z2；(2)求两齿轮的变位系数之和(x1+x2)；(3)假设大齿轮2的变位系数为零，求小齿轮的d1，df1。〔提示：)解：(1)由中心距和传动比公式得：①②由①②联立方程，解得：，(2)由得：故：(3)因为所以：故：mmmmP209：14-1一圆柱压缩弹簧的弹簧直径d=6mm，D2=30mm，有效圈数n=10。采用C级碳素弹簧钢丝，受变载荷作用次数在103~105次。1)求允许的最大工作载荷及变形量；2)假设端部采用磨平端支承圈构造时〔图14-1〕，求弹簧的并紧高度HS和自由高度H0。解：1〕最大工作载荷F2对应着弹簧丝最大剪应力，取τmax=[τ]。由弹簧的材料、载荷性质查教材表14-2取[τ]=[τII]=0.4σB；由弹簧丝直径d=6mm查相关手册，得σB=1350MPa。故：[τ]=0.4σB=0.4×1350=540MPa旋绕比和曲度系数：最大应力τmax＝[τ]时的最大工作载荷F2为：在F2作用下的变形量λ2为：2〕采用端部磨平构造时，设两端各有3/4圈并紧，其有效圈数(总圈数)为：n0=n+1.5=10+1.5=11.5则其并紧高度：HS=(n0-0.5)d=(11.5-0.5)×6=66mm弹簧钢丝间距：则弹簧自由高度为：H0=nδ+HS=10×3+66=914-3设计一圆柱螺旋压缩弹簧。：采用d=８mm的钢丝制造，D2=48mm，该弹簧初始时为自由状态，将它压缩40mm，需要储能25J。1)求弹簧刚度；2)假设许用切应力为400MPa，问此弹簧的强度是否足够：3)求有效圈数n采用C级碳素弹簧钢丝，受变载荷作用次数在103~105次。1)求允许的最大工作载荷及变形量；2)假设端部采用磨平端支承圈构造时〔图14-1〕，求弹簧的并紧高度HS和自由高度H0。解：1〕弹簧储存的变形能为：由题意可知：F1＝0，λ0＝λ2＝40mm，E＝25J，代入上式得：则弹簧刚度：2〕旋绕比和曲度系数：此时剪应力为：故：此弹簧的强度足够。3〕弹簧的有效圈数：14-5、有两根尺寸完全一样的圆柱螺旋拉伸弹簧，一根没有初应力，另一根有初应力，两根弹簧的自由高度H0=80mm。现对