机械原理课后作业全部答案分解.pptx

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1、作业作业1.21.3(高副低代，拆杆组)1.4(a)(b)(c)(d)1.5第1页/共67页第2页/共67页第3页/共67页第4页/共67页a)F=3x4-2x5-1=1b)F=3x5-2x6-2=1 F=3x7-2x8-2-2=1c)F=3x9-2x13=1d)F=3x6-2x8-1=1e)F=3x6-2x8=2第5页/共67页第6页/共67页作业2-12-22-32-4第7页/共67页习题解答 2.1 2.1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。第8页/共67页2.2 2.2 在图示机构中，已知各构件尺寸为在图示机构中，已知各构件尺寸为l lABAB =

2、180mm,180mm,l lBCBC =180mm,180mm,l lBDBD =180mm,180mm,l lCDCD =180mm,180mm,l lAE AE=120mm,120mm,=30=30,构件构件ABAB上点上点E E的速度为的速度为 v vE E =150 mm/s,150 mm/s,试求该位置时试求该位置时C C、D D两两点的速度及连杆点的速度及连杆2 2的角速度的角速度2 2 。第9页/共67页2.3 2.3 在图示的摆动导杆机构中，已知在图示的摆动导杆机构中，已知l lABAB =30mm,30mm,l lACAC =100mm,100mm,l lBDBD =50m

3、m,50mm,l lDEDE =40mm 40mm,1 1=45=45,曲柄曲柄1 1以等角速度以等角速度1 1=10=10 rad/srad/s沿逆时针方向回转。求沿逆时针方向回转。求D D点和点和E E点的速度和加速度及构点的速度和加速度及构件件3 3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。大小？1lAB？方向 CB AB BC第10页/共67页大小 已知？已知 已知？方向 BC CB BA BC BC第11页/共67页2.4 2.4 在图示机构中，已知在图示机构中，已知lAB=50mm,lBC=200mm,xD=120mm,原动件的位置原动件的位置

4、1=30,角速度角速度1=10 rad/s，角加速度，角加速度1=0，试求机构在该位置时构件，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件的速度和加速度，以及构件2的角速的角速度和角加速度。度和角加速度。大小？1lAB？方向 水平 AB CD大小？影象法？方向 铅垂 pd2 BC第12页/共67页大小？12lAB 22lBC？方向 水平 BA CB CB大小？影象法 22vD4D2？方向 铅垂 pd2 BC BC第13页/共67页2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。（2）以给出的速度和加速度矢量为

5、已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D点的速度和加速度矢量方程。（3）在给出的速度和加速度图中，给出构件2上D点的速度矢量和加速度矢量和加速度矢量第14页/共67页第15页/共67页作业3-13-23-33-4*3-7第16页/共67页习题解答习题解答 3.1 图示楔形机构中，已知=60，有效阻力Fr=1000N，各接触面的摩擦系数f=0.15。试求所需的驱动力Fd。第17页/共67页3.2 3.2 在图示机构中，已知在图示机构中，已知F F5 5=1000N=1000N，l lABAB=100 mm=100 mm，l lBCBC=l=lCDCD=2 l=2 lABAB，l lCECE=l=

6、lEDED=l=lDFDF，试求各运动副反力和平衡力矩，试求各运动副反力和平衡力矩M Mb b。第18页/共67页3.3 在图示曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸、转动副轴颈半径r及当量摩擦系数fv，滑块与导路的摩擦系数f。而作用在滑块3上的驱动力为Fd。试求在图示位置时，需要作用在曲柄上沿xx方向的平衡力Fb（不计重力和惯性力）。第19页/共67页3.4 在图示机构中，已知：x=250mm，y=200mm，lAS2=128mm，Fd为驱动力，Fr=200N为有效阻力，m1=m3=2.75kg，m2=4.59kg，Js2=0.012kgmm2，滑块3以等速v=5m/s向上移动，试确定作用在各构件

7、上的惯性力。第20页/共67页第21页/共67页第22页/共67页3.7 图示为一楔块夹紧机构，其作用是在驱动力Fd的作用下，使楔块1夹紧工件2。各摩擦面间的摩擦系数均为f。试求：1）设Fd已知，求夹紧力Fr；2）夹紧后撤掉Fd，求滑块不会自行退出的几何条件。第23页/共67页本章考点绘制平面连杆机构运动简图，并确定该机构类型；根据机构中给定的各杆长度(或尺寸范围)来确定属于何种铰链四杆机构；根据机构中给定的各杆长度判定机构有无急回特性和死点位置，确定行程速比系数K和最小传动角；已知活动活动铰链中心的位置设计四杆机构，以实现二个(或三个)预定的连杆位置；已知固定固定铰链中心的位置设计四杆机构，

8、以实现二个(或三个)预定的连杆位置；已知固定铰链中心的位置设计平面四杆机构，以实现预定的两连架杆二对(或三对)对应位置；按行程速比系数K设计四杆机构；设计由n个四杆机构组成的多杆机构。第24页/共67页作业4-14-24-34-54-104-114-144-18第25页/共67页4.1 在铰链四杆机构ABCD中，若AB、BC、CD三杆的长度分别为：a=120mm，b=280mm,c=360mm，机架AD的长度d为变量。试求；(1)当此机构为曲柄摇杆机构时，d的取值范围；(2)当此机构为双摇杆机构时,d的取值范围；(3)当此机构为双曲柄机构时,d的取值范围。解：第26页/共67页4.2 4.3

9、如图所示为转动翼板式油泵，由四个四杆机构组成，主动盘绕固定轴A转动，试画出其中一个四杆机构的运动简图(画图时按图上尺寸，并选取比例尺l=0.0005 m/mm，即按图上尺寸放大一倍)，并说明它们是哪一种四杆机构。第27页/共67页4.5 在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28 mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72 mm，试求：1)当取杆4为机架时，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角min和行程速比系数K；2)当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副；3)当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A、B两个转动

10、副是否仍为周转副?1）极位夹角=18.562度，最大摆角=70.558度最小传动角min=180-157.266=22.734度，k=1.232）是双曲柄机构，C、D两个转动副是摆转副3）是双摇杆机构，A、B两个转动副是周转副第28页/共67页 4.104.10 图示为脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。铰链中心A、B在铅垂线上，要求踏板DC在水平位置上下各摆动10，且l DC=500mm，l AD=1000mm。试求曲柄AB和连杆BC的长度l AB和l BC，并画出机构的死点位置。LAB=8.682x10=86.2mmLBC=111.466x10=1114.66mm死点位置第29页/共67页4.114

11、.11 图示为一实验用小电炉的炉门装置，在关闭时为位置图示为一实验用小电炉的炉门装置，在关闭时为位置E El l，开启时为位置，开启时为位置E E2 2，试设计一四杆，试设计一四杆机构来操作炉门的启闭机构来操作炉门的启闭(各有关尺寸见图各有关尺寸见图)。在开启时炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干。在开启时炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干涉。而在关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势涉。而在关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势(图中图中S S为炉门质心位置为炉门质心位置)。B B、C C为两活动铰为两活动铰链所在位置链所在位置。第30页/共67页4.144.14 图示为一用于控制装置的摇

12、杆滑块机构，图示为一用于控制装置的摇杆滑块机构，若已知摇杆与滑块的对应位置为：若已知摇杆与滑块的对应位置为：1 1=60=60、s s1 1=80 mm,=80 mm,2 2=90=90、s s2 2=60mm=60mm，3 3=120=120、s s3 3=40mm=40mm。偏距。偏距e=20mme=20mm。试设计该机构。试设计该机构。LAB=38.86mmLBC=53.56mm第31页/共67页4.184.18 试设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的行程速度变化系数K=1.5，其长度lCD=75mm，摇杆右边的一个极限位置与机架之间的夹角=1=45，如图所示。机架的长度lAD=100mm

13、。试求曲柄AB和连杆BC的长度lAB 和lBC。当取C时：当取C”时：第32页/共67页作业作业5-15-25-3 5-45-7第33页/共67页5.1 5.1 如如图图所所示示，B B0 0点点为为从从动动件件尖尖顶顶离离凸凸轮轮轴轴心心OO最最近近的的位位置置，BB点点为为凸凸轮轮从从该该位位置置逆逆时时针针方方向向转转过过9090后后，从从动动件件尖尖顶顶上上升升s s时时的的位位置置。用用图图解解法法求求凸凸轮轮轮轮廓廓上上与与BB点点对对应应的的B B点时，应采用图示中的哪一种作法点时，应采用图示中的哪一种作法?并指出其它各作法的错误所在。并指出其它各作法的错误所在。错误错误错误错误

14、错误错误正确正确第34页/共67页5.2 5.2 在在图图中中所所示示的的三三个个凸凸轮轮机机构构中中，已已知知R R40 40 mmmm，a a20 20 mm mm，e e15 15 mmmm，r r r r20mm20mm。试试用用反反转转法法求求从从动动件件的的位位移移曲曲线线s ss s()()，并并比比较较之之。(要要求求选选用用同同一一比比例例尺尺，画在同一坐标系中，均以从动件最低位置为起始点画在同一坐标系中，均以从动件最低位置为起始点)。第35页/共67页第36页/共67页第37页/共67页第38页/共67页5.3 5.3 如如图图所所示示的的两两种种凸凸轮轮机机构构均均为为偏

15、偏心心圆圆盘盘。圆圆心心为为OO，半半径径为为R R30mm30mm，偏偏心心距距l lOAOA=10mm=10mm，偏距，偏距e e10mm10mm。试求：。试求：(1)(1)这两种凸轮机构从动件的行程这两种凸轮机构从动件的行程h h和凸轮的基圆半径和凸轮的基圆半径r r 0 0；(2)(2)这两种凸轮机构的最大压力角这两种凸轮机构的最大压力角maxmax的数值及发生的位置的数值及发生的位置(均在图上标出均在图上标出)。第39页/共67页第40页/共67页5.4 在如图所示上标出下列凸轮机构各凸轮从图示位置转过45 后从动件的位移s及轮廓上相应接触点的压力角。第41页/共67页5.7 试以作

16、图法设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的轮廓曲线。凸轮以等角速度顺时针回转，从动件初始位置如图所示，已知偏距e=l0 mm,基圆半径r 040mm,滚子半径r r10mm。从动件运动规律为：凸轮转角=0150时，从动件等速上升h=30 mm；=150180时,从动件远休止；=180300时从动件等加速等减速回程30 mm；=300360时从动件近休止。第42页/共67页作业作业6-16-26-36-46-56-76-96-12*第43页/共67页6.1 在图中，已知基圆半径r b=50 mm，现需求：1)当r k=65 mm时，渐开线的展角k、渐开线的压力角k和曲率半径k。2)当k=20

17、时，渐开线的压力角k及向径r k的值。解解：第44页/共67页6.26.2 当压力角=20的正常齿制渐开线标准外直齿轮，当渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数z应为多少?又当齿数大于以上求得的齿数时，试问基圆与齿根圆哪个大?解解：第45页/共67页6.36.3 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮=20、m=5 mm、z=40，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。解解：第46页/共67页6.46.4 在一机床的主轴箱中有一直齿圆柱渐开线标准齿轮，经测量其压力角=20，齿数z=40，齿顶圆直径d a=84 mm。现发现该齿轮已经损，需重做一个齿轮代换，试确定这个齿轮的模

18、数。解解：第47页/共67页6.56.5 已知一对外啮合标准直齿轮传动，其齿数z 1=24、z 2=110，模数m=3 mm，压力角=20，正常齿制。试求：1)两齿轮的分度圆直径d 1、d 2；2)两齿轮的齿顶圆直径d a1、d a2；3)齿高h；4)标准中心距a;5)若实际中心距a=204 mm，试求两轮的节圆直径d 1、d 2。解解：第48页/共67页6.76.7 一对外啮合标准直齿轮，已知两齿轮的齿数z 1=23、z 2=67，模数m=3 mm，压力角=20，正常齿制。试求：1)正确安装时的中心距a、啮合角及重合度，并绘出单齿及双齿啮合区；2)实际中心距a=136 mm时的啮合角和重合度

19、。解解：第49页/共67页第50页/共67页6.96.9 某对平行轴斜齿轮传动的齿数z 1=20、z 2=37，模数m n=3 mm，压力角=20，齿宽B1=50 mm、B2=45 mm,螺旋角=15，正常齿制。试求：1)两齿轮的齿顶圆直径d a1、d a2；2)标准中心距a；3）总重合度；4）当量齿数z v 1、z v 2。解解：第51页/共67页第52页/共67页6.12 6.12 在在图图中中所所示示机机构构中中，所所有有齿齿轮轮均均为为直直齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮，模模数数均均为为2 2 mm mm，z z 1 1 =15=15、z z 2 2 =32=32、z z 3 3=20=20、z

20、 z 4 4=30 =30，要求轮，要求轮1 1与轮与轮4 4同轴线。试问：同轴线。试问：1)1)齿轮齿轮1 1、2 2与齿轮与齿轮3 3、4 4应选什么传动类型最好应选什么传动类型最好?为什么为什么?2)2)若若齿齿轮轮1 1、2 2改改为为斜斜齿齿轮轮传传动动来来凑凑中中心心距距，当当齿齿数数不不变变，模模数数不不变变时时，斜斜齿齿轮轮的的螺螺旋角应为多少旋角应为多少?3)3)斜齿轮斜齿轮1 1、2 2的当量齿数是多少的当量齿数是多少?4 4）当用范成法（如用滚刀）来加工齿数）当用范成法（如用滚刀）来加工齿数z z 1 1=15=15解：解：1）可有三种方案：）可有三种方案：a)1，2 正

21、传动；正传动；3，4零传动零传动 b)1，2零传动；零传动；3，4负传动负传动 c)1，2正传动；正传动；3，4负传动负传动 b),C)方案均有负传动降低了传动质量应舍去，采用方案均有负传动降低了传动质量应舍去，采用a)方案方案2）采用斜齿轮，应使）采用斜齿轮，应使a12=a34=50第53页/共67页3）斜齿轮）斜齿轮1,2的当量齿数的当量齿数4）斜齿轮）斜齿轮1,2均不会根切，因为均不会根切，因为zv17第54页/共67页作业作业7-27-37-57-67-12第55页/共67页7.27.2 在图示某传动装置中，已知：Z1=60，Z2=48，Z2=80，Z3120，Z3=60，Z4=40，

22、蜗杆Z42(右旋)，蜗轮Z5=80，齿轮Z565，模数m5mm,主动轮1的转速为n1240r/min，转向如图所示。试求齿条6的移动速度v6的大小和方向。第56页/共67页7.37.3 图示为一电动卷扬机的传动简图。已知蜗杆1为单头右旋蜗杆，蜗轮2的齿数Z242，其余各轮齿数为：Z2=18，Z3=78，Z3=18，Z455；卷简5与齿轮4固联，其直径D5=400mm,电动机转速n1=1500r/min,试求：(1)转筒5的转速n5的大小和重物的移动速度v。(2)提升重物时，电动机应该以什么方向旋转？(2)电动机的旋转方向第57页/共67页7.57.5 在图示周转轮系中，已知各轮齿数为z1=60

23、，z2=20，z2=20，z3=20，z4=20，z5=100，试求传动比i41。第58页/共67页7.67.6 在图示轮系中，已知各轮齿数为z1=26，z2=32，z2=22，z3=80，z4=36，又n1=300r/min，n3=50r/min，两者转向相反，试求齿轮4的转速n4的大小和方向。第59页/共67页7.127.12 在图示轮系中，已知各齿轮的齿数为：z1=34，z5=50，z6=18，z7=36，z3=z4，齿轮1的转速为n1=1500r/min，试求齿轮7的转速n7 第60页/共67页作业9-19-29-39-4第61页/共67页9.3 在图示的盘形转子中，有四个偏心质量位于

24、同一回转平面内，其大小及回转半径分别为m1=5kg，m2=7kg，m3=8kg，m4=6kg，r1=r4=100mm，r2=200mm，r3=150mm，方位如图所示。又设平衡质量m的回转半径r250mm，试求平衡质量m的大小及方位。第62页/共67页9.4 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=300mm，r2=r4=150mm，r3=100mm，又知各偏心质量所在的回转平面间的距离为l1=l2=l3=200mm，各偏心质量问的方位角为1=1200，2=600，3=900，4=300。若置于平衡基面及中的平衡质

25、量m和m的回转半径均为400mm，试求m和m的大小和方位。第63页/共67页10.510.5 在图示定轴轮系中，已知各轮齿数分别为z1=z2=20，z2=z3=40，各轮对其轮心的转动惯量分别为J1=J2=0.01kgm2，J2=J3=0.04kgm2，作用在轮1上的驱动力矩M d60Nm，作用在轮3上的阻力矩M r120 Nm。设该轮系原来静止,试求在M d和M r作用下，运转到t 15s时，轮1的角速度1和角加速度1。第64页/共67页10.810.8 某四缸汽油机的曲柄输入力矩M d 随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周期T=，曲柄的平均转速nm=620r/min。当用该机驱动一个阻抗力矩为常数的机械时，如果要求其速度不均匀系数=0.01，试求：(1)装在曲柄上的飞轮的转动惯量JF（其它构件的转动惯量略去不计）；(2)飞轮的最大角速度max与最大角速度min及其对应的曲柄转角位置max和min 解：1）确定阻抗力：在一个运动循环内驱动功=阻抗功2）求nmax及（max）在b点机构能量最大，=b时有n=nmax第65页/共67页3）求装在曲轴上的飞轮上的转动惯量JF第66页/共67页感谢您的观看。感谢您的观看。第67页/共67页