《机械设计基础》答案内容..

机械设计基础作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1112131415自由度为：1119211)0192(73') '2(3FPPPnFHL或：11826323HLPPnF16自由度为11)01122(93') '2(3FPPPnFHL或：11222411128323HLPPnF110自由度为：1128301)221142(103') '2(3FPPPnFHL或：122427211229323HLPPnF11122424323HLPPnF113：求出题 1-13 图导杆机构的全部瞬心和构件 1、3 的角速度比。1334313141PPPP141314133431PPPP114：求出题 1-14 图正切机构的全部瞬心。设，求构件 3 的速度。srad /1013vsmmPPvvP/20002001013141133115：题 1-15 图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮 2 与构件 1、4 保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮 1 与轮 2 的角速度比。21/构件 1、2 的瞬心为 P12 P24、P14分别为构件 2 与构件 1 相对于机架的绝对瞬心1224212141PPPP1212141224212 rr PPPP116：题 1-16 图所示曲柄滑块机构，已知：，smmlAB/100smmlBC/250，求机构全部瞬心、滑块速度和连杆角速度。srad /1013v2在三角形 ABC 中，BCAABBCsin45sin052sinBCA523cosBCA，045sinsinBCABCACmmAC7 .310smmBCAACPPvvP/565.916tan10131411331224212141PPPPsradACPPPP/9 . 21002101001 12241214 2117：题 1-17 图所示平底摆动从动件凸轮 1 为半径的圆盘，圆盘中心 C 与凸轮回20r转中心的距离，求和时，从mmlAC15mmlAB90srad /101000180动件角速度的数值和方向。2时002312213121PPPPsradPPPP/2159010151 23121312 2方向如图中所示当时0180sradPPPP/43. 1159010151 23121312 2方向如图中所示第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题 2-1 图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还 是双摇杆机构。（1）双曲柄机构（2）曲柄摇杆机构（3）双摇杆机构（4）双摇杆机构 2-3 画出题 2-3 图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角 为 300，摇杆工作行程需时 7s。试 问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得：工作行程曲柄的转角0 1210则空回程曲柄的转角0 2150摇杆工作行程用时 7s，则可得到空回程需时：st5)7/210(150002（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时 12s，则曲柄每分钟的转数为rn512602-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题 2-5 图所示，要求踏板 CD 在水平位置上下各摆 100，且。 （1）试用图解法求曲柄 AB 和连杆 BC 的长度；mmlmmlADCD1000,500（2）用式（2-6）和式（2-6）计算此机构的最小传动角。解：以踏板为主动件，所以最小传动角为 0 度。2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速比变mml1003030化系数。 （1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）确2 . 1K定机构最小传动角（若，则应另选铰链 A 的位置，重新设计） 。min0 min35解：由 K=1.2 可得极位夹角000364.161802 . 2 2 . 018011KK2-7 设计一曲柄滑块机构，如题 2-7 图所示。已知滑块的行程，偏距mms50 ，行程速度变化系数，求曲柄和连杆的长度。mme162 . 1K 解：由 K=1.2 可得极位夹角000364.161802 . 2 2 . 018011KK2-8 设计一摆动导杆机构。已知机架长度，行程速度变化系数，求曲mml10044 . 1K柄长度。 解：由 K=1.4 可得极位夹角000301804 . 2 4 . 018011KK2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的起闭机构。已知炉门上两活动铰链的中心距为 50mm，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示） ，设固定铰 链安装在 yy 轴线上，其相关尺寸如题图 2-10 图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。2-12 已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如题 2-12 图所示，；，；，；机架长0 145'1052010 190'1082010 1135'1011201度，试用解析法求其余三杆长度。mmlAD50解：由书 35 页图 2-31 可建立如下方程组： sinsinsincoscoscos3213421 lllllll消去 ，并整理可得：coscos2cos4313412 22 12 32 4 ll ll llllll令：（1）43 1llP（2）13 2llP （3）412 22 12 32 4 32 llllllP于是可得到)cos(coscos123PPP分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于 P1、P2、P3 由三个方程组成的 方程组。可解得：20233. 048447. 17333. 0321PPP，再由（1） 、 （2） 、 （3） ，可解得：504lmmlmmlmml667.36887.62700.24321第三章 凸轮机构 3-1 题 3-1 图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知 AB 段为凸轮的推程廓线，试在 图上标注推程运动角 。3-2 题 3-2 图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以 C 点为圆心的圆 盘，试求轮廓上 D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。3-4 设计题 3-4 图所示偏置从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距，凸轮基圆半径，滚子半径，从动件的升程，mme10mmr600mmrr10mmh30，从动件在升程和回程均作简谐运动，试用0150030s0120'0'60s图解法绘制出凸轮的轮廓并校核推程压力角。 解：（1）推程：推程角：0150从动件的位移方程：)cos1 (2hs从动件的行程：30h0050010001500（mm）s02.0127.9930（2）回程：回程角：0120'从动件的位移方程：)('cos1 2'shs'004008001200（mm）' s3027.992.010于是可以作出如下的凸轮的理论轮廓曲线，再作一系列的滚子，绘制内包络线，就得 到凸轮的实际轮廓曲线（略）注：题 3-6、3-7 依次按上述步骤进行作图即可，不同的是：3-6 为一摆动从动件盘形 凸轮机构，3-7 为一平底直动从动件盘形凸轮机构。第四章 齿轮机构4-1 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮，试计算mmm3191z412z这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿跟高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿跟圆直径、基 圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。 解：项目及计算公式齿轮 1齿轮 2分度圆直径 57123齿顶高 （）mhhaa*1*ah33齿跟高 （）mhhff*25. 1f ah3.753.75顶隙（）mcc*25. 0*c0.750.75中心距2/ )(21mzmza90齿顶圆直径aahdd263129齿跟圆直径ffhdd249.5115.5基圆直径 （）cosddb02053.5625115.5822齿距mp9.42齿厚2/ps 4.71齿槽宽2/pe 4.714-2 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距，齿数，mma160201z，求模数和分度圆直径。602z解：由可得2/ )(21mzmza480320 60201602221zzam则其分度圆直径分别为mm8020411mm240604224-3 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数，齿顶圆直径，求该轮25zmmda135的模数。解：)2(22* aaaahzmmhmzhdd正常齿制标准直齿圆柱齿轮：1*ah则有mmhzdmaa527135 225135 2*4-4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮,试分别求出分度圆、基020mmm540z圆、齿顶圆上渐开线的曲率半径和压力角。解：mmmzr1002405 2mmrrb969.9320cos0mmmhrraa1055100*齿顶圆压力角：895. 0105969.93cosab arr0499.26a基圆压力角：1cosbb brr00b分度圆上齿廓曲率半径：mmr2 .3420sin0齿顶圆上齿廓曲率半径：mmraa85.464462. 0105499.26sin0基圆上齿廓曲率半径：0b4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮，试参照mmm4201z602z图 4-1b 计算该对齿轮的中心距和内齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿跟圆直径。 解：该对齿轮为内啮合，所以有中心距mmzzma802/ )2060(42/ )(12齿轮 2 为内齿轮，所以有mm24060422mmhddaa232824042240222mmhddff25052240)425. 1 (22402224-10 试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的下列参数：、，哪些不变？哪些起了变化？变大还是变m'd' dsfsfhfdbd小？ 解：不变的参数、mdbd增大、'' dsfsfd变化减小fh4-11 已知一对正常齿渐开线标准斜齿圆柱齿轮，mma250231z982z，试计算其螺旋角、端面模数、分度圆直径和齿跟圆直径。mmmn4解：对外啮合的斜齿轮中心距为cos2)(2/ )(2/ )(21 2121zzmzzmddan t代入已知参数可得968. 0250242cos所以 05337.14端面模数 mm1322. 4cosn tmm分度圆直径分别为mm0413.95cos1 11zmzmdn tmm9587.404cos2 22zmzmdn t齿顶圆直径分别为mm0413.10322111naamdhddmm9587.41222222naamdhdd齿跟圆直径分别为mm0413.855 . 22111nffmdhddmm9587.3945 . 22222nffmdhdd第五章 轮系