机械设计作业集 (田同海 著) 机械工业出版社 课后答案 106页

'机械原理作业集第二章平面机构的结构分析2—1试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。解：n=3，p=4，p=0lhF=3n−2p−plh=3×3−2×4=1khdaw.com2—2试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。解：课后答案网n=3，p=4，p=0lhF=3n−2p−plhwww.hackshp.cn=3×3−2×4=1班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-1-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2—3试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。解：或n=3，p=4，p=0lhF=3n−2p−pkhdaw.comlh=3×3−2×4=12—4试画出简易冲床的运动简图，并计算其自由度。n=5，p=7，p=0lhF=3n−2p−plh解：=3×5−2×7=1课后答案网www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-2-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2—5图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转，而装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的，试绘出其机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。khdaw.com解：机构简图如下：机构不能运动。n=3，p=4，p=1课后答案网lhF=3n−2p−plh=3×5−2×7−1可修改为：=0www.hackshp.cn或n=4，p=5，p=1lhF=3n−2p−p班级成绩lh=3×4−2×5−1姓名任课教师=1学号khdaw.com批改日期-3-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2—6计算图示自动送料剪床机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。EDDE=CF=HG解1：C、F为复合铰链，I为局部自由度，EFGC为虚约束。FCn=12，p=17，p=1，F′=1，p′=1BlhF=3n−2p−p−F′+p′AlhI=3×12−2×17−1−1+1GH=1J解2：C为复合铰链，I为局部自由度（焊死），KEFGC为虚约束（去掉）。Nn=8，p=11，p=1khdaw.comlhF=3n−2p−plh=3×8−2×11−1=12—7计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。解1：C为复合铰链，F、I为局部自由度。Dn=10，p=12，p=3，F′=2，p′=0lhF=3n−2p−p−F′+p′F课后答案网BlhGAC=3×10−2×12−3−2=1J解2：C为复合铰链，F、I为局部自由度（焊死）。Hwww.hackshp.cnEIn=8，pl=10，ph=3F=3n−2p−plh=3×8−2×10−3=1机构具有确定运动的条件是：F=原动件数，即取1个原动件。班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-4-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2—8计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。解1：A、B为复合铰链，B′为虚约束（重复部分）。Bn=6，p=7，p=2lhF=3n−2p−plhAC=3×6−2×7−2=2B′khdaw.com机构具有确定运动的条件是：F=原动件数，即取2个原动件。2—9计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组，确定机构的级别。B解：n=7，p=10，p=0lh21F=3n−2p−plhPRPII级杆组4C课后答案网A=3×7−2×10=1835D6ERRPII级杆组www.hackshp.cn7RPRII级杆组机构由3个ΙΙ级杆组组成，为II级机构。班级成绩姓名任课教师2学号khdaw.com批改日期1-5-384若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com567 机械原理作业集2—10计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组，确定机构的级别。如在该机构中改选EG为原动件，试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同？D3解：n=7，pl=10，ph=0CF=3n−2pl−ph2=3×7−2×10B4=11H7E5RRPII级杆组3AF682Gkhdaw.com714分解为：6RRRII级杆组RRPII级杆组5机构由3个ΙΙ级杆组组成，为II级机构。D3解：C2B课后答案网4H71EIII级杆组3AF568www.hackshp.cn2G4716分解为：5RRPII级杆组机构由1个ΙΙ级杆组、1个ΙΙ级杆组组成，为III级机构。班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-6-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2—11计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机+解：F3D3CDC624245+BGBEE511khdaw.comAA构的级别。低代前：低代后：构件2、3、4、6为III级杆组，机构为III级机构。2—12计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机构的级别。解：D3课后答案网34E455Cn=4，p=5，p1=1n=5，p=7，p=60lhlhF=3n2−2p−p2F=3n−2p−plhlhA1=3×4−2×5−1www.hackshp.cn=3×5−2×7−0=1B=1A低代前：n=4，p=5，p=1低代后：n=5，pl=7，ph=0lhF=3n−2p−pF=3n−2p−plhlh=3×4−2×5−1=3×5−2×7=1=1构件2、3、4、6为III级杆组，机构为III级机构。班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-7-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2—13计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机构的级别。解：DDEECCFFBBGGkhdaw.comHHJJKKIIAAn=8，p=11，p=1低代前：lh低代后：n=9，p=13，p=0lhF=3n−2p−plhF=3n−2p−plh=3×8−2×11−1=3×9−2×13=1=1划分杆组如下：机构由课后答案网4个ΙΙ级杆组组成，为II级机构。DECRRRII级杆组www.hackshp.cnRRPII级杆组FRRRII级杆组GBHJKIRRRII级杆组班级成绩A姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-8-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集第三章平面机构的运动分析3—1试求下列各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上)。P、PB1224P、PP31213223BC24C1∞P2331P34PP、P∞143413P24ADAPkhdaw.com144(a)RRRII级杆组(b)∞∞P23P12p13P2PP24AP141B24232BP1213∞P343AP144CP课后答案网13CP34(c)4(d)www.hackshp.cnP24BPC34231PP23132ACvMP124P12∞3BP23P13M(f)1P14班级成绩姓名任课教师A学号批改日期(e)khdaw.com-9-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—2在图示的四杆机构中，已知lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω1=10rad/s，试用瞬心法求：（1）当φ=165°时，点C的速度vC；（2)当φ=165°时，构件2的BC线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小；（3）当vC=0时，φ角之值（有两个解），并做出相应的机构位置图。EC2P23CCkhdaw.com213P12ω1�B2Bϕ=165P�341ϕ2=26DAP14�ϕ1=2274mµ=0.002lmmB1P24课后答案网解：ω1P12P24117.75ω=P12P14ω=30×10=.2548rad/s==21ω2P12P1430P12P24117.75(1)v=ωCP=.2548×78.985×.0002=.040m/sC224www.hackshp.cn(2)v=ωECP=.2548×70.62×.0002=.036m/sE224(3)当v=0时,A、B、C三点共线,对应有两个极限位置,如图所示：CAB1C1Dϕ1=227°AB2C2Dϕ2=26°班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-10-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集ω13—3在图示的齿轮—连杆组合机构中，试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比。ω3ωPP11336=ω3P13P16C2P12P4235BP136P163DAP136khdaw.com3—4下列图示机构中，已知vB，试用相对运动图解法求C点的速度vC（在pb的基础上作速度多边形并列出有关速度矢量方程）。FEABDAvBBvC课后答案网BDECFG(b)(a)epdwww.hackshp.cncbpcbd解：解：vD=vB+vDBvE=vB+vEBvD=vB+vDB方向⊥EF⊥AB⊥EB⊥DF⊥AB⊥DB方向⊥ED⊥AB⊥DB大小？�？？�？大小？�？用速度影像原理求得c点，v=pcµvC=vE+vCE=vD+vCDCv方向？�⊥CE�⊥CD班级成绩大小？�？�？姓名任课教师vC=pcµv学号khdaw.com批改日期-11-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—5在图示干草压缩机中，已知ω1=5rad/s，lAB=150mm，lBC=600mm，lCE=300mm，lCD=460mm，lEF=600mm，xD=600mm，yD=500mm，yF=600mm，φ1=30°，求活塞5的速度v5和加速度a5。（矢量方程及必要的分析计算）：CF53解：１．速度分析D6v=v+vCBCB4E方向⊥CD⊥AB⊥CBFy2大小?ωl?D1AByω1BvB=ω1lAB=5×0.15=0.75m/sAϕ1ceCE11利用速度影像原理求得e点==khdaw.comxDcbCB2v=v+vmFEFEµ=.002lmm方向水平�⊥FE大小?�?vF=pfµv=146.×.002=.0292m/spv37.88×.002fω=CB==.126rad/s（）2−3l600×10BCv44.63×.002ω=CD==.194rad/s（）3−3l460×10CDvFE39.22×.002ω===.131rad/s（）4−3l600×10bFE2．加速度分析nτnτce课后答案网aC+aC=aB+aCB+aCB方向C→D⊥CDB→AC→B⊥BCµ=.002m/s大小ω32lCD?ω12lABω22lSC?vmm222a=ωl=5×.015=.375m/sB1ABn222a=ωl=.126×6.0=.095m/swww.hackshp.cnCB2BCn222a=ωl=.131×6.0=.103m/sFE4FEp′f′n222a=ωl=.194×.046=.173m/sC3CDc′′′利用加速度影像原理求得e′点，ce′′=CE=1c′b′CB2nτb′e′aF=aE+aFE+aFEcf′′方向水平�F→E⊥FEc′′大小？�ω42lEF？a=a=pf′′µ=1.7×1.0=.071m/s2班级成绩5Fa姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-12-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集2m/sµ=1.0amm3—6已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图（a）所示，现已作出其速度多边形图（b）和加速度多边形（c）。试在图中求出：(1)构件1、2、3上速度为vx的点X1、X2、X3的位置；(2)构件2上速度为零的点M2的位置，并在加速度多边形图（c）上找出点m′2；(3)构件2上加速度为零的点Q2的位置，并在速度多边形图（b）上找出点q2。M2X2khdaw.comBω1�45X1AQD2X3课后答案网(a)Cc′′′www.hackshp.cnc′pcm′2qp′2c′′（x、x、x）b123b′(c)(b)班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-13-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集k3—7在下列图示的各机构中，是否存在哥氏加速度？在有哥氏加速度的机构图上标出aB3B2的方向，并写出其大小的表达式。kaB3B2kBaB3B2B22存在k存在3aB3B2=2ω2vB3B21ka=2ωv13B3B22B3B2CωA3Aω1C44khdaw.com(a)(b)ω1AB21不存在1B不存在23ω1C3AC4(c)4(d)3—8在图示的机构中，已知各杆的尺寸，课后答案网ω1=常数。试用图解法求机构在图示位置构件3上C点的速度v和加速度a。C3C3（画出机构的速度、加速度多边形，标出全部影像点，并列出必要的矢量方程式及计算式。）Cµvpω231www.hackshp.cnA1Dc3B4b′µ3lb2b1b3（矢量方程及必要的分析计算）：解：vB3=vB2+vB3B2方向⊥BD⊥AB∥BCk′b3′′大小?ω1lAB?b′2b1′p′c3′利用速度影像原理求得c3点,vC3=pc3µvµanτkr班级成绩aB3+aB3=aB2+aB3B2+aB3B2姓名任课教师方向B→D⊥BDB→A⊥BC∥BC大小�?��?学号khdaw.com批改日期aC3=pc3′′µa-14-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集利用加速度影像原理求得c3′点,3—9在图示曲柄摇块机构中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lDE=40mm，lBD=50mm，φ1=45°，等角速度ω1=10rad/s，求点E的速度vE和加速度aE以及构件3的角速度ω3和角加速度α3。（矢量方程及必要的分析计算）：BD2C3145�A解：1．速度分析�ω1904vC2=vB+vC2B=vC3+vC2C3Emµ=.0002lmm方向?⊥AB⊥CB∥CBbb12大小?ω1lAB?0?khdaw.comv=ωl=10×.003=3.0m/seB1ABv=bcµ=41.1×0.006=0.25m/sm/sµ=.0006C2B22vvmmv411.×.0006C2Bω===2rad/s=ω（）c233l62×.0002BCpvC2C3=c3c2µv=28.17×0006.=0.17m/sc2p′利用速度影像原理求得e点，ve=peµv=29.51×0006.=0.177m/snτkraC2=aB+aC2B+aC2B=aC3+aC2C3+aC2C3方向?B→AC→B⊥CB⊥CB∥CB大小?��?0�?k′a=ω2l=102×0.03=课后答案网3m/s2c′B1AB2222a=ωl=2×62×.0002=.0496m/sC2B2CB2e′m/sµ=.003awww.hackshp.cnmmc′′2b1′b′2k2aC2C3=2ω2vC2C3=2×2×0.017=0.68m/s利用加速度影像原理求得e′点,2aE=pe′′µa=94.66×.003=.284m/sτaC2B33.15×.0032α2===.802rad/s（）lCB62×.0002班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-15-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—10已知图示机构的位置及尺寸，ω1=常数，用相对运动图解法求构件3的角速度ω3和加角速度α3。（画出机构的速度、加速度多边形，并列出必要的矢量方程式及计算式。）（矢量方程及必要的分析计算）：41B(B2、B3)2解：1．速度分析4ω1DvB3=vB2+vB3B2方向B→CB→A∥CD大小?ω1lAB?3khdaw.comvB3=pb3µvvkB3vaB3B2ω3==ω2（）B3B2lCB）C2．加速度分析µlnτkraB3+aB3=aB2+aB3B2+aB3B2b1b2方向B→C⊥CBB→A⊥CD∥CD大小�?��?τ=′′′课后答案网aB3b3b2µaτaα=B3（）b33lCB）pμwww.hackshp.cnvb1′p′b′2b′3b′′3k′班级成绩姓名任课教师μa学号khdaw.com批改日期-16-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—11已知图示机构的位置及尺寸，ω1=常数，求构件2上D点的速度vD和加速度aD。（画出机构的速度、加速度多边形，并列出必要的矢量方程式及计算式。）（矢量方程及必要的分析计算）：D解：1．速度分析2�BvB2=vB1+vB2B190方向∥BC⊥AB∥AB大小?�?31ωvB2=pb2µv1ω=ωϕ21khdaw.comA1CCvD2=vB2+vDB24方向?�⊥DBµl大小?��pvD=pdµv2．加速度分析krbaB2=aB1+aB2B1+aB2B11方向∥BCB→A⊥AB∥ABd课后答案网大小?��?aB2=pb2′′µab2µvα=α=021b′nτ2aD=aB2+aDB2+aDB2d′www.hackshp.cn方向?�D→B大小?��0aD=p′d′µa=k′班级成绩p′姓名任课教师学号khdaw.com批改日期μab1′-17-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—12已知图示机构的位置及尺寸，ω1=常数，试用相对运动图解法求图示位置：(1)构件5上F点的速度vF（在pb的基础上作速度多边形并列出有关矢量方程式及计算式）；(2)构件5上F点的加速度aF（写出求解思路并列出有关矢量方程式及计算式）；k(3)aD5D4大小的表达式，在机构图上标出其方向。（矢量方程及必要的分析计算）：F解：1．速度分析vC=vB+vCBB5ak方向∥AC⊥AB⊥CB2D5D4D大小?�?khdaw.com1ϕω14C3利用速度影像原理求得d(d)点,bd2=BD=1A124bcBC26vD5=vD4+vD5D4方向⊥DE�∥EDE大小?�?pfEF利用速度影像原理求得f点,==2pdEDµvF=pfµv5l2．加速度分析nτaC=aB+aCB+aCB方向∥ACB→AB→C⊥CB课后答案网大小?��?f利用加速度影像原理求得d2′(d4′)点nτkrd5aD5+aD5=aD4+aD5D4+aD5D4pc方向D→E⊥DE�⊥DE∥DEewww.hackshp.cn大小�?��?dd利用加速度影像原理求得f′点24aF=pf′′µakba=2ωvD5D44D5D4µvvD5D4ω4k班级成绩aD5D4姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-18-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—13在图示的齿轮—连杆组合机构中，ΜΜ为固定齿条，齿轮3的齿数为齿轮4的2倍，设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转，试用图解法求机构在图示位置时，E点的速度vE以及齿轮3、4的速度影像。（矢量方程及必要的分析计算）：F5解：vC=vB+vCB方向⊥CD⊥AB⊥BC大小?ω1lAB?BEE42H1由速度影像原理求出hAωCC31khdaw.comΔpch∽ΔDCH6DvE=vH+vEHMM方向⊥EF√⊥EHµ大小?�?lvE=peµvhpdcµ课后答案网vebg3www.hackshp.cng4班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-19-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集3—14在图示机构中，已知ϕ1=45°，构件1以等角速度ω1=100rad/s逆时针方向转动，lAB=400mm，γ=60°，求构件2的角速度ω2和构件3的速度v3。（用解析法）y解：建立图示直角坐标系及封闭式矢量图形θl+s=s2123B分别用单位矢量i、、j点积上式两端2ω1lcosθ+scosθ=sl1s21122313Cl1sinθ1+s2sinθ2=0Aθ1s3x�θ=360−γ2γ4�lcosθ+scos(360−γ)=s1123khdaw.comlsinθ+ssin(360�)=0112分别将以上两式对时间t求导：••�−ω1l1sinθ1+s2cos(360−γ)=s3•�ωlcosθ+s2sin(360−γ)=0111••�−scos(360−γ)+s=−ωlsinθ23111•�−ssin(360−γ)=ωlcosθ2111•−cos(360�−γ)1s2−sinθ1•=ω1l1�cosθ−sin(360−γ)0s1课后答案网3•cosθ1s=−lω211�sin(360−γ)•�s=v=−lω[sinθ+cosθcot(360−γ)]331www.hackshp.cn111����=−4×100[sin45+cos45cot(360−60)=−119.54m/s•d(360�−60�)ω2=θ2==0dt班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-20-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集第四章平面机构的力分析4—1图示为一机床的矩形—V形导轨副，拖板1与导轨2组成复合移动副。已知拖板1的移动方向垂直纸面，重心在S处，几何尺寸如图所示，各接触面间的摩擦系数为f。试求导轨副的当量摩擦系数f。VAl1l2解：Gl1Gl2F=F=21l+ll+l1212S1fGl22θFf21,1=⋅sinθl+l12Gl1F=f⋅G2f21,2l+l12FF2l2l11Ff21=fG(+)(l+l)sinθl+lkhdaw.com1212ll21f=f(+)V(l+l)sinθl+l12124—2在图示楔块机构中，已知：α=β=600，Q=1000N，各接触面间的摩擦系数f=0.15。Q为生产阻力，试求所需的驱动力F（画出力矢量多边形，用正弦定理求解）。解：摩擦角−1−1��Fϕ=tanf=tan.015=.853=823′v131v21构件2：FR31v23Q+F+F=0FFR12R32R21R32构件1：ϕϕϕ2F+F+F=0课后答案网QR21R31β作力矢量多边形如图，由正弦定理，有：αFR12QFR123=�sin(β−2ϕ)sin(90+ϕ)FR31F=FR2190�−ϕwww.hackshp.cn��sin(180−α−β+2ϕ)sin(90−ϕ)�180−α−β+2ϕF=FR21R12β−2ϕsin(α+β−2ϕ)F得：F=QFR21sin(β−2ϕ)ϕ�FR32FR12sin10265′�=1000α+β−90−ϕsin42�65′=1430NQ�90+ϕ−β班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-21-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集4—3图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为φ，驱动力为F，阻力矩为M。试在下列各机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）。ϕϕFR12FR432ω23v34ϕFFR411R21ωFR233F21R32MFω144ϕϕkhdaw.comωF21R12FR43vϕ342FR213MF1FR41ω14ω234FR23FR32ϕϕFR43ϕv34FR323课后答案网FFR23Mω414F2R41F1R21ω23FR12ϕϕω21www.hackshp.cnFR43vϕ343ωFω1423FR4142FR32M1FR21FR23FR12ω21班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-22-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集4—4图示为一摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，Q为作用在摆杆2上的外载荷，试确定各运动副中的总反力（FR31、FR12、FR32）的方位。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。解：FϕϕR12ω3232BCv21FFR32R211FR41QAωM113khdaw.com4—5图示偏心圆盘凸机构中，已知各构件的尺寸，作用在从动件上的生产阻力Q，凸轮的惯性力Fi1，运动副B的摩擦角为φ。凸轮以等角速度ω1逆时针方向回转。试求：(1)各运动副中的反力；(2)需加在凸轮轴上的平衡力矩M1（在图上画出各运动副反力，注明脚标，并列出力平衡方程式，画出力矢量多边形，已知力大小按图示长度画。）解：FϕϕR1232Cv课后答案网21FBR32FFR21R31MQ11ωFi113AFR32Fwww.hackshp.cnFR12RFR21h构件2：Q+FR12+FR32=0大小�？？方向���构件1：将Fi1与FR21合成：F=F+FRi1R21F=−FR31RM1=FR31⋅h班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-23-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集4—6在图示机构中，已知驱动力为F，工作阻力矩为Mr，若不计各构件的重量及惯性力，试在机构图中画出各构件的受力。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。解：ϕϕF2FωR1223F1R31ω13Mr32BC1FvAωM121F3R21Fkhdaw.comR324—7在图示机构中，已知原动件1在驱动力矩Md的作用下等速转动，ω1如图所示。作用在从动件2上的生产阻力为Q，图中虚线圆为摩擦圆，运动副C的摩擦角为φ。试在图上画出各运动副反力（注明脚标），写出构件2的力平衡方程式，并画出力矢量多边形。解：ϕϕQFR32v23ωB212FR21课后答案网CFQR32MdFR12ω1FR1213www.hackshp.cnA4FR31构件2：Q+FR12+FR32=0三力汇交大小�？？方向���构件1：F+F=0R21R31大小�？方向�？班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-24-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集第五章机械的效率和自锁5—1在图示斜面机构中，设已知摩擦面间的摩擦系数f=0.2。求在Q力作用下（反行程）机构的临界自锁条件和在此条件下正行程（在F力作用下）的效率。解：1、反行程FF+Q+FR21=0R21FQFϕα�=sin(90+β−α+ϕ)sin(α−ϕ)cos(β−α+ϕ)�Q=Fβ=45sin(α−ϕ)1cos(β−α)v12Q0=Fsinαkhdaw.comαQ2Q0cos(β−α)sin(α−ϕ)η′==Qsinαcos(β−α+ϕ)自锁条件：η′≤0F�−1�90−β即：α≤ϕ=tan(f)=11.31�或sin(α−ϕ)90+β−α+ϕF=Qcos(β−α+ϕ)Q令F≤0FR21−1�α≤ϕ=tan(f)=11.31α−ϕ2、正行程令ϕ=−ϕ课后答案网cos(β−α−ϕ)Q=Fsin(α+ϕ)cos(β−α)Q=F0sinαQcos(β−α−ϕ)sinαη==www.hackshp.cnQsin(α+ϕ)cos(β−α)0将α=11.31°代入，则：η=.05667班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-25-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集5—2图示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊的工件1及1′预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块。试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件）。2解1：以3为研究对象，去掉F，反行程受力如图（a），FR23作用在摩擦角内，则自锁，即有：α−ϕ≤ϕ3Fα≤2ϕ解2：如图（a），若自锁，则有：αFsin(α−ϕ)≤Fsinϕ(∗)R23R1311′而由：∑Fy=0有：Fcos(α−ϕ)=FcosϕR23R13cos(α−ϕ)F=FR13R23khdaw.comαcosϕ代入（*），有：vFtan(α−ϕ)≤Ftanϕ32R23R13F3α−ϕ≤ϕR13ϕα≤2ϕαϕ解3：以3为研究对象，反行程受力如图（b），由F平衡条件：R23v31F+FR23+FR13=0(a)FR23F=�sin(90+ϕ)sin(α−2ϕ)α−2ϕ课后答案网sin(α−2ϕ)F=FR23ϕcosϕFR23F自锁，有：F≤0R13F�(b)α≤2ϕwww.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-26-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集5—3在图示夹紧机构中，虚线圆为摩擦圆，φ为摩擦角，试：(1)求出在图示位置欲产生Q=400N的法向预紧力，需要加在手柄上的力F为多少？(2)判断当力F去掉后，该机构是否自锁？为什么？解：Fkhdaw.com1F(反)R21ϕϕF(正)R21FFFR21R312QFR313Q课后答案网NϕϕµF=10mm（1）以构件1为研究对象，有：F+www.hackshp.cnFR21+FR31=0受力如图，量得：F=140N（2）由图可知：FR21作用在摩擦圆内，故自锁。班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-27-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集5—4在图示的缓冲器中，若已知各楔块接触面间的摩擦系数f及弹簧的压力Q，试求当楔块2、3被等速推开和等速恢复原位时力F的大小、该机构的效率以及此缓冲器正反行程不至发生自锁的条件。解：1、在F作用下，楔块2、3被等速推开（正行程），受力如图。构件1：F+FR21+FR31=0FFR21F=αFsin(α−ϕ)sin(π−2(α−ϕ))FR31R21nnϕsin(α−ϕ)ϕF=FR21v211v31sin2(α−ϕ)nFR12FR13n23构件2：Q+FR12+FR42=0nFR42FR43nQ4QFQvvR122434=�khdaw.comsin(90−(α−ϕ))sin2(α−ϕ)FR24nnFR34cos(α−ϕ)F=QR12sin2(α−ϕ)F=FR12R21F=Qctan(α−ϕ)F=Qctanα0α−ϕFcotαtan(α−ϕ)0η===Fcot(α−ϕ)tanαFR31令η>0正行程不自锁的条件为：α>ϕF2(α−课后答案网ϕ)2、在Q作用下，楔块2、3复原位（反行程）。FR21令：ϕ=−ϕ代入上式，得：FR42FR12F′=Qcot(α+ϕ)α−ϕF′=Qcotα0F′tanαcot(α+ϕ)Qwww.hackshp.cnη′===F′tan(α+ϕ)cotα0令η′>0∵tanα>0�∴0<α+ϕ≤90�反行程不自锁的条件为：α≤90−ϕ�正反行程均不自锁的条件为：ϕ<α<90−ϕ班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-28-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集5—5图示矩形螺纹千斤顶中，已知螺纹大径d=24mm、小径d1=20mm、螺距p=4mm；顶头环形摩擦面A的外径D=30mm，内径d0=15mm，手柄长度l=300mm，所有摩擦系数均为f=0.1。求该千斤顶的效率η。又若F=100N，求能举起的重量Q为若干？解：−1�ϕ=tan(f)=.571p4螺纹升角：tanα===.00578πd2d+d1π⋅2��α=.33123=381′环形摩擦面的摩擦力矩为：332D−d0M=fQ⋅1223D−d033230−15=1.0×⋅Qkhdaw.com22330−15=.11667Q螺杆上升所需力矩：d2M=Qtan(α+ϕ)22d+d1��=Qtan(.33123+.571)2×2=.17466Q克服Q所需总力矩：M=M+M=.11667Q+.17466Q=.29133Q1课后答案网2d2M=Qtanα=.06366Q02M0η==.02185MMFl100×300Q====102973.N.29133www.hackshp.cn.29133.29133班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-29-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集5—6图示为一带式运输机，由电动机1经带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力F=5500N，运送速度v=1.2m/s。带传动（包括轴承）的效率η1=0.95，每对齿轮（包括轴承）的效率η2=0.97，运输带8的机械效率η3=0.92。试求该系统的总效率η及电动机所需的功率。解：该系统的总效率为：2η=η⋅η⋅η1232=.095×.097×.092=.08224电动机所需的功率：−3Fv5500×2.1×10P===.8026kWη.08224khdaw.com5—7如图所示，电机通过带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A和B。设每对齿轮（包括轴承）的效率η1=0.97，带传动（包括轴承）的效率η2=0.92，工作机A、B的功率分别为PA=5KW，PB=1KW，效率分别为ηA=0.8，ηB=0.5，试求传动系统总效率及电动机所需的功率。解1：输入功率：P=P′+P′电ABPA5P′==A22ηηη8.0×.097×.092A12课后答案网=.722kWPB1P′==B22ηηη5.0×.097×.092B12=.231kWP=P′+P′=.722+.231=.953kWwww.hackshp.cn电ABPA+PB5+1η===.06296P.953电解2：P+P5+1ABη′===.07057PP51AB++ηηηη8.0×.0975.0×.097A1B1η=η′⋅η⋅η=.07057×.097×.092=.062912P+P5+1ABP===.953kW电η.0629班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-30-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集第六章机械的平衡6—1图示为一钢制圆盘，盘厚b=50mm，位置Ⅰ处有一直径φ=50mm的通孔，位置Ⅱ处是一质量m2=0.5kg的重块。为了使圆盘平衡，在r=200mm制一通孔。试求此孔的直径与位置（钢的密度3γ=7.8g/cm）。2φ2π×5−3解1：m1=π()bγ=×8.7×10=.0765kg24W=mr=.0765×10=.765kg⋅cmΙ1Ι�135W=mr=5.0×20=10kg⋅cmΙΙ2ΙΙr=100mm��ΙΙW=−(Wcos45+Wcos210)bxΙΙΙ�=−(.765×.0707−10×.0866)=.325kg⋅cm210��W=−(−Wsin45+Wsin(−30))r=200mmbyΙΙΙΙΙΙΙ=−(−.765×.0707+10×5.0)=10.41kg⋅cm2222W=W+W=.325+10.41=10.904kg⋅cmkhdaw.combbxbyW10.904bm.05452m===.05452kgbbr===.21095cmr20孔πbγπ×5×8.7−1Wby−110.41�θ=tan()=tan()=72.66b0W.325bx�W孔的位置：θb=θb0+π=252.66kg⋅cmΙΙµ=5.0WmmWb解2：图解法WΙ+WΙΙ+Wb=0作图，量得：WθΙb0W=215.×µ=10.75kg⋅cmbWWb10.75θ=θ+π=252.66�mb===.05375kgbb0r206—2图示曲轴结构中，m1=m2=课后答案网m3=m4，r1=r2=r3=r4，l12=l23=l34，各曲拐的位置如图，试判断该曲轴是否达到静平衡？是否达到动平衡？为什么？m3m1r3r4www.hackshp.cnmrr412m2l34l23∵∑Fi=0l12解：∴静平衡∵m2、m3产生的惯性力矩与m1、m4产生的惯性力矩不在同一平面内，∴∑Mi≠0，故该轴动不平衡。班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-31-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集6—3图示一曲轴，已知两个不平衡质量m=m=m，r=−r，位置如图，试判断该轴是否静1212平衡？是否动平衡？若不平衡，求下列两种情况下在两个平衡基面I、II上需加的平衡质径积mr和mr的大小和方位。bΙbΙbΙΙbΙΙ解：∵∑mr=0静平衡∵∑M≠0动不平衡。若mbIrbI=−mbIIrbII，两者构成一力偶与mr产生的力偶相平衡。r=r1=r2mr⋅2l=mr⋅2lbIbIΙΙΙm1mr=mr=mrbIbIbIIbIImbΙΙ方位如图。rkhdaw.comllllbΙΙr1rr2bΙmbΙm2解：∵∑mr=0静平衡∵∑M≠0动不平衡。若mbIrbI=−mbIIrbII，两者构成一力偶与mr产生的力偶相平衡。mr⋅4l=mr⋅2lbIbI课后答案网ΙΙΙmrm1mbIrbI=mbIIrbII=mbΙΙ2rllllbΙΙwww.hackshp.cnrbΙr1r2mbΙm2班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-32-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集6—4在图示的转子中，已知各偏心质量m1=10kg，m2=15kg，m3=20kg，m4=10kg，它们的回转半径分别为r1=400mm，r2=r4=300mm，r3=200mm，又已知各偏心质量所在的回转平面的距离为l12=l23=l34=300mm，各偏心质量的方位角如图所示。若置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡质量mbΙ及mbΙΙ的回转半径分别为500mm，试求mbΙ及mbΙΙ的小和方位。�m1201l12l23l34m1mm4r41r�430�240r3r2mm33m2�m3002解1：ΙΙΙW=mr=10×40=400kg⋅cmW1ΙΙ=01Ι1122115×30W=mr=×15×30=300kg⋅cmW2ΙΙ=m2r2==150kg⋅cm2Ι2233khdaw.com331122×20×20W=mr=×20×20=1333.kg⋅cmW3ΙΙ=m3r3==2667.kg⋅cm3Ι333333W=0W4ΙΙ=m4r4=10×30=300kg⋅cm4Ι���W=−(Wcos120+Wcos240+Wcos300)=283.35kg⋅cmbΙx1Ι2Ι3Ι���W=−(Wsin60−Wsin60+Wsin60=28.87kg⋅cmbΙy1Ι2Ι3Ι2222W=W+W=283.35+28.87=284.82kg⋅cmbΙbΙxbΙyWbΙ284.82−1WbΙy−128.87�m===.569kgθ=tan()=tan()=.5817bΙbΙ5050W283.35bΙx���W=−(−Wcos60+Wcos60+Wcos30)=−318.14kg⋅cmbΙΙx2ΙΙ3ΙΙ4ΙΙ���W=−(−Wsin60课后答案网−Wsin60+Wsin30)=210.84kg⋅cmbΙΙy2ΙΙ3ΙΙ4ΙΙ2222W=W+W=318.14+210.84=381.66kg⋅cmbΙΙbΙΙxbΙΙyWbΙΙ−1WbΙΙy−1210.84��mbΙΙ==.763kgθbΙΙ=tan()=tan()=−33.53+π=146.4750WbΙΙx−318.14www.hackshp.cnkg⋅cm解2：图解法µW=10mmW2ΙΙWbΙΙW2ΙWθ1ΙbΙΙW3ΙΙW3ΙWbΙW4ΙΙθbΙ班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-33-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集6—5图示带有刀架盘A的机床主轴需要作动平衡试验，现校正平面取Ⅰ、Ⅱ两回转面，但所用的动平衡机只能测量在两支承范围内的校正平面的不平衡量。现测得平面Ⅰ、Ⅲ内应加质径积为m1r1=1gm，m3r3=1.2gm，方向如图所示。能否在Ⅰ、Ⅱ两回转面内校正？如何校正？1000700ΙΙΙΙΙAr3m3θΙm1r1khdaw.comΙΙΙΙΙΙ课后答案网www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-34-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集6—6高速水泵的凸轮轴系由三个互相错开1200的偏心轮所组成，每一偏心轮的质量为0.4kg，其偏心距为12.7mm。设在平衡面A和B处各装一个平衡质量mA和mB使之平衡，其回转半径为10mm，其它尺寸如图所示（单位：mm）。求mA和mB的大小和位置。ADEBDEC757540Ckhdaw.com230kg⋅mmµ=1.0WmmWEBWbB课后答案网WWCBDBθCAθCBWwww.hackshp.cnbAWEAWCAWDA班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-35-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集6—7图示为一滚筒，在轴上装有带轮。现已测知带轮有一偏心质量m1=1kg；另外，根据该滚筒的结构，知其具有两个偏心质量m2=3kg，m3=4kg，各偏心质量的位置如图所示（长度单位为mm）。若将平衡基面选在滚筒的端面，两平衡基面中平衡质量的回转半径均取为400mm，试求两平衡质量的大小和方位。ΙΙΙmr2=3002m1502�315m3m1503m1m1r=20031501100150200r1=2505.3145.解1：W1Ι=m1r1=79.54kg⋅mmW=mr=329.54kg⋅mm1ΙΙ11khdaw.com11115.15.9W2Ι=m2r2=122.72kg⋅mmW2ΙΙ=m2r2=777.27kg⋅mm11115.95.1W3Ι=m3r3=6909.kg⋅mmW3ΙΙ=m3r3=1091.kg⋅mm1111�W=−(Wcos45)=−488.55kg⋅mmbΙx3Ι�W=−(W+W−Wsin45)=285.64kg⋅cmbΙy1Ι2Ι3Ι22W=W+W=565.93kg⋅mmbΙbΙxbΙyWbΙ−1WbΙy��m==.1414kgθ=tan()=−30.31+π=149.69bΙbΙ400WbΙx�W=−(Wcos45)=−77.14kg⋅mmbΙΙx3ΙΙW�3ΙΙWbΙΙy=−(−W1ΙΙ+W2ΙΙ课后答案网−W3ΙΙsin45)=−370.58kg⋅mmθbΙΙ2222W=W+W=318.14+210.84=381.66kg⋅cmbΙΙbΙΙxbΙΙyWWm=bΙΙ=.0946kg−1bΙΙy��bΙΙθbΙΙ=tan()==78.24+π=258.24WbΙΙ400WbΙΙx解2：图解法www.hackshp.cnkg⋅mmW2ΙΙµ=10WmmW2ΙW1ΙW3ΙW1ΙΙWbΙθbΙ班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-36-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集第七章机械的运转及速度波动的调节7—1图示的搬运器机构中，已知：滑块质量m=20kg（其余构件质量忽略不计），lAB=lED=100mm，l=l=l=200mm，φ=φ=φ=900。求由作用在滑块5上的阻力F=1KN而换算到构件1的轴ABCCDEF12335上的等效阻力矩Mr及换算到轴A的滑块质量的等效转动惯量J。ecB2Cpfbϕ1ϕ2331EA4ϕ3D5F5khdaw.com67—2图示车床主轴箱系统中，带轮直径d0=80mm，d1=240mm，各齿轮齿数为z1′=z2′=20，z2=z3=40，各轮转动惯量为J1′=J2′=0.01kgm2，J2=J3=0.04kgm2，J0=0.02kgm2，J1=0.08kgm2，作用在主轴III上的阻力矩M3=60Nm。当取轴Ⅰ为等效构件时，试求机构的等效转动惯量J和阻力矩的等效力矩Mr。解：Ι课后答案网d1′ω0=d1=240=13ωd802′10ΙΙωz′2022=1==5.0ωz4012MΙΙΙ3ωzz′′31220×20www.hackshp.cn===.025ωzz40×40123d03ωωω022232J=J()+J+J′(+J+J)(′)+J()011223ωωω111222=.002×3+.008+.001+(.004+.001)×5.0+.004×.025=.0285ω3M=M()r3ω1班级成绩=60×.025姓名任课教师=15Nm学号khdaw.com批改日期-37-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集7—2图示为一导杆机构，设已知lAB=150mm，lAC=300mm，lCD=550mm，质量为m1=5kg（质心S1在A点），m2=3kg（质心S2在B点），m3=10kg（质心S3在lCD的中点），绕质心的转动惯量为JS1=0.05kgm2，JS2=0.002kg⋅m2，JS3=0.2kgm2，力矩M1=1000Nm，F3=5000N。若取构件3为等效构件，试求φ1=45°时，机构的等效转动惯量Je3及等效力矩Me3。D2M1Bω1ϕ1A1S3F43khdaw.com3Cmµl=.00075mmps3b3d课后答案网b2(b1)www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-38-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集7—3图示的定轴轮系中，已知加于轮1和轮3上的力矩M1=80Nm，M3=100Nm；各轮的转动惯量J1=0.1kgm2，J2=0.225kgm2，J3=0.4kgm2；各轮的齿数z1=20，z2=30，z3=40。在开始转动的瞬时，轮1的角速度等于零。求在运动开始后经过0.5s时轮1的角加速度α1和角速度ω1。M3M132O1OO312khdaw.com课后答案网www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-39-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集7—4在图（a）所示的刨床机构中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率分别为P1=367.7W和P2=3677W，曲柄的平均转速n=100r/min，空程中曲柄的转角为φ1=1200。当机构的运转不均匀系数δ=0.05时，试确定电机的平均功率，并分别计算在以下两种情况中的飞轮转动惯量JF（略去各构件的重量和转动惯量）。(1)飞轮装在曲柄轴上；E1PDD12f2ϕ2APfP2BB1khdaw.com2ϕ11P1tCt1t2T(2)飞轮装在电机轴上，电动机的额定转速nn=1440r/min。电动机通过减速器驱动曲柄。为简化计算，减速器的转动惯量忽略不计。（a）（b）课后答案网www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-40-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集7—5某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角φ的变化曲线如图所示，其运动周期φT=π，曲柄的平均转速nm=620r/min，当用该内燃机驱动一阻杭力为常数的机械时，如果要求运转不均匀系数δ=0.01，试求：(1)曲柄最大转速nmax和相应的曲柄转角位置φmax；(2)装在曲柄轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的重量和转动惯量）。M(Nm)Mdf2M=116.67rkhdaw.com200f1f3ϕϕ2ϕ120���30130ϕ2f3f2课后答案网f1ϕ1www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-41-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集7—6图示为某机械系统的等效驱动力矩Med及等效阻力力矩Mer对转角φ的变化曲线，φT为其变化的周期转角。设已知各块面积为Aab=200mm2，Abc=260mm2，Acd=100mm2，Ade=190mm2，Aef=320mm2，Afg=220mm2，Aga=50mm2，而单位面积所代表的功为μA=10Nm/mm2，试求该系统的最大盈亏功ΔWmax。又如设已知其等效构件的平均转速为nm=1000r/min。等效转动惯量为J=5kgm2，试求该系统的最大转速n及最小转速n，并指出最大转速及最小转速出现的位置。emaxminMMerMedkhdaw.comϕabcdefga′ϕTecgaa′df课后答案网bwww.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-42-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集第八章平面连杆机构及其设计8—1在图示的铰链四杆机构中，已知lAB=240mm，lBC=600mm，lCD=400mm，lAD=500mm，试回答下列问题：（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？存在。若有曲柄，则杆1为曲柄，此时该机构为曲柄摇杆机构。（2）要使该机构成为双曲柄机构，则应取杆1为机架。（3）要使该机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架，且其长度的允许变动范围为140mm~1340mm。（注：要求写出以上判断的依据）C2解：（1）∵lmin+lmax=240+600=840BlCD+lAD=400+500=9003khdaw.com1lmin+lmax＜lCD+lADDA∴有整转副存在。4又lmin杆1的邻杆为机架，故有一个曲柄存在，为曲柄摇杆机构。（2）以lmin杆1为机架，得到双曲柄机构。（3）以lmin杆1的对为机架，得到双摇杆机构。杆3的取值范围：①当杆3为lmin时，应满足lmin+lmax＞l余1+l余2lCD+lBC＞lAB+lAD课后答案网lCD＞lAB+lAD–lBC=240+500–600=140mm②当杆3非lmin时，不论如何取值均得到双摇杆机构lCD＜lAB+lAD+lBC=240+500+600=1340mmwww.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-43-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集8—2试分别标出下列机构图示位置时的压力角α和传动角γ，箭头标注的构件为主动件。γFC�αα=90Cv�Bγ=0vcBBαADAD(a)(a)(b)khdaw.comvα=90�B�γ=0BαBCvCACeAαγF(c)(d)课后答案网�α=0�γ=90BF、vBwww.hackshp.cnBCvBαAγCAF(f)(e)班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-44-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集8—3在下列图示的各机构中，已知各构件的尺寸（比例尺μl=0.0025m/mm），杆AB为主动件，转向如图所示。要求：(1)给出各机构中杆AB为曲柄的条件和机构的名称；(2)机构是否存在急回运动？若存在，试用作图法确定其极位夹角θ，计算其行程速比系数K，并确定从动件工作行程的运动方向；(3)求作最小传动角γmin（或最大压力角αmax）；(4)机构是否存在死点位置？若存在，试说明存在的条件和相应的位置。机构简图杆AB（或BC）为曲柄的条件机构名称及其他C′C杆AB为曲柄的条件：名称：曲柄摇杆机构2C�θ=13lAB+lmax≤l余1+l余2180�+θC′′γ21K==.11557BCminγ=γ180�−θ1minminkhdaw.comθB2�γmin=36B′B′′AD工作行程：顺时针向c1→c2死点位置：AB1C1DB1(a)AB2C2D以CD为原动件有死点位置。名称：曲柄滑块机构B′B杆AB为曲柄的条件：θ=14��180+θBlAB+e≤lBCK==1.171�A180−θBγ=51�2Cmineθ工作行程：C2→C1C1C′C2死点位置：ABCDγ课后答案网11min当e=0时：l≤lABCDABBC22(b)以滑块为原动件有死点位置。杆AB为曲柄的条件：名称：摆动导杆机构www.hackshp.cn�lAB+e+∞≤lAC+∞θ=97�180+θBK==.3337lAB+e≤lAC180�−θ�γ=27minAθFla34正传动正传动其中：3、4方案较为合理。课后答案网www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-81-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集10—15如图所示三对齿轮传动，已知z1=12，z2=47，z3=15，z4=45，z5=36，z6=25，两轴中心距a′=120mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25，m=4mm，试确定三对齿轮的传动类型，说明理由并确定各轮的变位系数。解：z5zz3m41a=(z+z)=(12+47)=118mm121222m4a=(z+z)=(15+45)=120mm343422a′m4a=(z+z)=(36+25)=122mm565622a′a34a负传动−1a12−1118�−1��（1）α′=cos(cosα)=cos(cos20)=cos(.0924)=22.4773=2282′83′′12a′120z1+z212+47x+x=(invα′−invα)=(.00214466−.0014904)=.0530312�2tanα2tan20*zmin−z117−12x=h==.029411minaz17min可取：x1=x1min=.02941则：x2=.05303−.02941=.02362�（2）α′34=α=20x1+课后答案网x2=0z−z17−15z−z17−45*min3*min4x=h==.01176x=h==−.164713mina4minaz17z17minmin可取：x3=x3min=.01176则：x4=−x3=−.01176>x4min（3）−1a56α=−1122�=−1=�=�′′α′=cos(cos)cos(cos20)cos(.09554)17.185317117056www.hackshp.cna′120z+z36+2556x+x=(invα′−invα)=(.0009330516−.0014904)=−.04675656�2tanα2tan20z−z17−36*min5x=h==−.111765minaz17min*zmin−z617−25x=h==−.047066minaz17min可取：x5=−3.0则：x6=−.0167班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-82-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集10—16一对渐开线直齿圆柱齿轮，已知m=2mm，z1=z2=10，α=20°，ha*=1，c*=0.25，用齿条刀范成加工，求其不发生根切的最小中心距a′min。解：z−z17−10*min5x=x=h==.041181min2minaz17minm2a=(z+z)=(10+10)=20mm1222�2tanα(x+x)2tan20(.04118+.04118)12invα′=invα+=.0014904+=.004488z+z10+1012��查渐开线函数表：α′=2812′=28.35�cosαcos20a′=a=20×=21.3551mmmin�khdaw.comcosα′cos28.3510—17一对高度变位齿轮，z1=12，x1=0.5，z2=33，x2=－0.5，m=20mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25。今将大齿轮2的齿数改为z"2=32，而小齿轮仍用原来的，中心距也不变，试确定大齿轮2′的变位系数x′2。解：m20a=(z+z)=(12+33)=450mm=a′1222将大齿轮齿数改为z′2=32后，则有：m20课后答案网a=(z+z′)=(12+32)=440mm1222α′=cos−1(acosα)=cos−1(440cos20�)=cos−1(.09188)=23.2472�=23�41′05′′a′450z1+z212+32x1+x′2=(www.hackshp.cninvα′−invα)=�(.00238358−.0014904)=.053992tanα2tan20x′=.05399−x=.05399−5.0=.0039921班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-83-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集10—18已知一对渐开线直齿圆柱齿轮，z1=15，x1=0.3128，z2=21，x2=－0.1921，m=5mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25，试：(1)判断在用齿条形刀具范成加工这两个齿轮时，是否会产生根切现象？(2)求这对齿轮作无侧隙啮合传动时的中心距a′。解：z−z17−15*min1x=h==.011761minaz17minz−z17−21*min2x=h==.023532minaz17minx1>x1minx2>x2min不会发生根切现象。�2tanα(x+x)2tan20(.03128−.01921)12invα′=invα+=.0014904+=.0017344z+z15+2112查渐开线函数表：�khdaw.comα′=21m5a=(z+z)=(15+21)=90mm1222�cosαcos20a′=a=90×=90.5892mm�cosα′cos2110—19某机床上装有一对正常齿标准外啮合直齿圆柱齿轮，且按标准中心距安装，已知m=5mm，z1=z2=60，α=20°，后因齿轮磨损，将两轮拆下一起修理。修理后两轮齿顶圆直径均减少4mm，试：(1)计算修理后齿轮的变位系数x、分度圆直径d、齿顶高ha；(2)说明修理后齿轮是否发生根切？(3)若将修理后的齿轮重新安装到原位置，计算节圆上的齿侧间隙j′t和顶隙c′。解：课后答案网(1)齿面磨损后渐开线被破坏，修理后相当于对该齿轮进行负变位加工。xm=−2mm−2−2x===−4.0m5d==mz=5×60www.hackshp.cn=300mm*h=hm+xm=5−4.0×5=3mmaa(2)*zmin−z117−60x=h==−.25294minaz17minx>xmin不会发生根切现象。(3)�j′=2×2xmtanα=2×2×4.0×5×tan20=.29118mmt*c′=cm+4=.525mm班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-84-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集10—20已知一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，z1=20，z2=80，m=5mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25，安装中心距a′=255mm，试问：(1)此传动存在什么问题？(2)若将标准齿轮改为变位齿轮，为何种传动类型？(3)若按x1/x2=z2/z1分配变位系数，则计算齿轮1的齿顶圆半径ra1。解：(1)m5a=(z+z)=(20+80)=250mm1222∵a′>a存在问题：有侧隙、不是标准顶隙、重合度降低等。(2)∵a′>a正传动(3)−1a−1250�−1��α′=cos(cosα)=cos(cos20)=cos(.09213)=22.8879=2235′61′′khdaw.coma′255z+z20+8012x+x′=(invα′−invα)=(.002269−.0014904)=.1070757712�2tanα2tan20x1z280===4xz2021x+x.1070757712x===.021415255x=.0856611a−′a255−250y===1m5∆y=x+x−y=.10707577−1=.0070757712mz1*课后答案网5×20r=+(h+x−∆y)m=+(1+.085661−.00707577)×5=58.92925mma1a122www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-85-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集10—21已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，安装中心距a′=155mm，传动比i12=8/7,m=10mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25，试设计这对齿轮传动（确定齿数、传动类型、变位系数，计算几何尺寸，验算齿顶厚sa≥[sa]=0.4m和重合度εα≥[εα]）。mcosαmzcosαmz解：a′=(z+z)=1(1+i)≈1(1+i)=155mm1212122cosα′2cosα′2z=14.47z=16.5312可能的传动方案如下：方案z1z2a传动类型传动比误差（%）11416150正传动021417155高度变位传动6.2531516155高度变位传动6.6741517160负传动0.83比较而言，方案khdaw.com1较为合理。现按方案1进行设计。−1a−1150�−1��α′=cos(cosα)=cos(cos20)=cos(.09094)=24.5802=2443′94′′a′155z1+z214+16x+x=(invα′−invα)=(.0028424−.0014904)=.0557212�2tanα2tan20*zmin−z117−14*zmin−z217−16x=h==.01765x=h==.005881mina2minaz17z17minmin取x1z216===.11428x=.026x=.0297221xz1421a′−a155−150y===5.0∆y=x+x−y=.05572−5.0=.0057212m10d=mz=10×14=140mmr=70mm11课后答案网1d=mz=10×16=160mmr=80mm222*h=m(h+x−∆y)=10×(1+.02972−.00572)=124.mmh=12.028mma1a1a2d=d+2h=140+2×124.=1648.mmr=824.mma11a1a1d=d+2h=160+2×12.028=184.056mmr=92.028mma22a2a2d=dcosα=140cos20www.hackshp.cn�=131.56mmr=65.78mmb11b1�d=dcosα=160cos20=150.35mmr=75.17mmb22b2−1db1−1131.56����α=cos()=cos()=37.0318=3710′55′′α=35.2272=3531′83′′a1a2d1648.a1ππ�s=(+2xtanα)m=(+2×.02972tan20)=17.87mms=176.mm11222ra1s=s−2r(invα−invα)=.567mm>4.0ms=.617mm>4.0ma11a1a1a2r11ε=[z(tanα−tanα′)+z(tanα−tanα′)]=.128α1a12a22π班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-86-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集10—22某工厂仓库现存有四个标准直齿圆柱齿轮，它们的基本参数为：齿轮1z1=19，m=3mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25齿轮2z2=21，m=3mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25齿轮3z=81，m=3mm，α=20°，h*=1，c*=0.253a齿轮4z=79，m=3mm，α=20°，h*=1，c*=0.254a现要修配一对外啮合齿轮传动，其中心距a′=150mm，要求传动比i=4±0.1，问(1)在这四个齿轮中能否选出一对满足要求？为什么？(2)尽量利用现有齿轮提出最佳修配方案(可另加工一齿轮)，并作简要说明。解：(1)m3a=(z+z)=(19+81)=150mm131322z381i===.42632z191m3a=(z+z)=(19+79)=147mm≠150mmkhdaw.com141422m3a=(z+z)=(21+81)=153mm≠150mm232322m3a=(z+z)=(21+79)=150mm242422z794i===.37619z212不能选出一对满足要求的齿轮。(2)用z3=81的齿轮，再加工一个z=20的齿轮：z81i=3==.405满足传动比要求，但z20课后答案网m3a=(z+z)=(20+81)=1515.mm>a′须用负传动，不是最佳方案。322用z4=79的齿轮，再加工一个z=20的齿轮：z479i===.395满足传动比要求，且z20www.hackshp.cnm3a=(z+z4)=(20+79)=1485.mmz+2h122ak课后答案网180°∴(16+32)sin=33.94<32+2×1=344不满足邻接条件，所以均布四只行星轮不能否实现，但可以均布三只行星轮，因为：z+z16+8013满足均布安装条件==32www.hackshp.cnk3180°*∵(z+z)sin>z+2h122ak180°∴(16+32)sin=41.56>32+2×1=343满足邻接条件。班级成绩姓名任课教师第十二章其它常用机构学号khdaw.com批改日期-105-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集12—1牛头刨床工作台的横向进给螺杆的导程l=3mm，与螺杆固联的棘轮齿数z=40，试问棘轮的最小转动角度φmin是多少？该牛头刨床的最小横向进给量s是多少？解：棘轮最小转动角度360�360��ϕ===9minz40牛头刨床最小横向进给量�ϕ9mins=l=×3=.0075mm��360360khdaw.com12—2在六角车床外接槽轮机构中，已知槽轮的槽数z=6，槽轮静止时间tj=5/6s/r，运动时间是静止时间的两倍，试求：(1)槽轮机构的运动系数k；(2)所需的圆销数n。解：(1)55t=2t=2×=dj635td32k===td+tj5+5336（2）课后答案网2z22×6n=k=×=2z−236−2www.hackshp.cn班级成绩12—3图示为微动调节的螺旋机构。构件1与姓名任课教师机架3组成螺旋副A，其导程lA=2.8mm，右旋。学号khdaw.com批改日期-106-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 机械原理作业集构件2与机架3组成螺旋副C，2与1还组成螺旋副B。现要求当构件1转一圈时，构件2向右移动0.2mm，问螺旋副B的导程lB为多少？右旋还是左旋？解：1右旋AC2s=l−lBABl=s+l=2.0+8.2=3mmAB3khdaw.com12—4图示螺旋机构中，已知螺旋副A为右旋，导程lA=2.8mm；螺旋副B为左旋，导程lB=3mm，C为移动副。试问螺杆1转多少转时才使螺母2相对构件3移动10.6mm。解：s=(l+l)ϕ/2π2ABA1Bs106.ϕ=×2π=×2πl+l8.2+3AB课后答案网C=.183×2π=11.483rad3�=6588.螺杆1转1.83转时才使螺母2相对构件3移动10.6mm。www.hackshp.cn班级成绩姓名任课教师学号khdaw.com批改日期-107-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com'