机械设计基础课后答案陈晓南.doc

第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？ 习题3-5图 习题3-5解图(a)习题3-5解图(b)习题3-5解图(c)解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。解决方法：增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。其自由度为：将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。其自由度为：3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。 习题3-6(a)图习题3-6(d)图解(a)习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。自由度计算：习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d)习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。自由度计算： 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。解(a)A、B、C、D为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。当满足BE=BC=CD=DE，AB=AD，AF=CF条件时，E点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b)B为复合铰链，移动副E、F中有一个是虚约束原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。剪切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。解(c)方法一：将FHI看作一个构件B、C为复合铰链原动件数目应为2方法二：将FI、FH、HI看作为三个独立的构件B、C、F、H、I为复合铰链原动件数目应为2说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑块上，主动件分别为构件AB和DE。剪切时仅有一个主动件运动，用于控制两滑块的剪切运动。而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同厚度的物体。解(d)原动件数目应为1说明：该机构为全移动副机构（楔块机构），其公共约束数为1，即所有构件均受到不能绕垂直于图面轴线转动的约束。解(e)原动件数目应为3说明：该机构为机械手机构，机械手头部装有弹簧夹手，以便夹取物体。三个构件分别由三个独立的电动机驱动，以满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件3在机构运动时无相对运动，故应为同一构件。3-10 找出图3-42所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件1的角速度，试求图中机构所示位置时构件3的速度或角速度（用表达式表示）。解(a) （）解(b) （） 解(c) （）解(d) （）（P） 第六章部分题解参考6-9 试根据图6-52中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。习题6-9图解(a)最短杆为机架该机构为双曲柄机构(b)最短杆邻边为机架该机构为曲柄摇杆机构(c)该机构为双摇杆机构(d)最短杆对边为机架该机构为双摇杆机构6-10 在图6-53所示的四杆机构中，若，。则b在什么范围内时机构有曲柄存在？它是哪个构件？ 解分析：根据曲柄存在条件，若存在曲柄，则b不能小于c；若b=c，则不满足曲柄存在条件。所以b一定大于c。若bc，则四杆中c为最短杆，若有曲柄，则一定是DC杆。bd： bbd： b结论：12b30时机构有曲柄存在，DC杆为曲柄6-13 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。AD在铅垂线上，要求踏板CD在水平位置上下各摆动10，且=500mm，=1000mm。试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度。解6-14 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度，摆角，行程速比系数。试根据的条件确定其余三杆的尺寸。解不满足传力条件，重新设计满足传力条件6-15 设计一导杆机构。已知机架长度，行程速比系数，试用图解法求曲柄的长度。解6-16 设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程，偏距。行程速比系数。试用作图法求出曲柄和连杆的长度。解第七章部分题解参考7-10在图7-31所示运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（位移线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示）。解7-11一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心轮，其半径，偏心距，滚子半径，凸轮顺时针转动，角速度为常数。试求：画出凸轮机构的运动简图。作出凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线图。解7-12按图7-32所示位移曲线，设计尖端移动从动件盘形凸轮的廓线。并分析最大压力角发生在何处（提示：从压力角公式来分析）。解由压力角计算公式：、均为常数 即、，此两位置压力角最大7-13设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮基圆半径，滚子半径；凸轮逆时针等速回转，从动件在推程中按余弦加速度规律运动，回程中按等加-等减速规律运动，从动件行程；凸轮在一个循环中的转角为：，试绘制从动件位移线图和凸轮的廓线。解7-14将7-13题改为滚子偏置移动从动件。偏距,试绘制其凸轮的廓线。解7-15如图7-33所示凸轮机构。试用作图法在图上标出凸轮与滚子从动件从C点接触到D点接触时凸轮的转角，并标出在D点接触时从动件的压力角和位移。解第八章部分题解参考8-23有一对齿轮传动，m=6 mm，z1=20，z2=80，b=40 mm。为了缩小中心距，要改用m=4 mm的一对齿轮来代替它。设载荷系数K、齿数z1、z2及材料均不变。试问为了保持原有接触疲劳强度，应取多大的齿宽b？解由接触疲劳强度：载荷系数K、齿数z1、z2及材料均不变即 mm8-25一标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得齿轮顶圆直径da=208mm，齿根圆直径df=172mm，齿数z=24，试求该齿轮的模数m和齿顶高系数。解若取则 mm若取则 mm（非标，舍）答：该齿轮的模数m=8 mm，齿顶高系数。8-26一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮（正常齿制）。已知模数m=4 mm，齿数z1=25，z2=125。求传动比i，中心距a。并用作图法求实际啮合线长和重合度。解 8-30一闭式单级直齿圆柱齿轮减速器。小齿轮1的材料为，调质处理，齿面硬度；大齿轮2的材料为45钢，调质处理，齿面硬度。电机驱动，传递功率，单向转动，载荷平稳，工作寿命为5年（每年工作300天，单班制工作）。齿轮的基本参数为：。试验算齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。解几何参数计算：载荷计算：P152 表8-5： P153 表8-6： 齿轮传动精度为9级，但常用为68级，故取齿轮传动精度为8级P152 图8-21： P154 图8-24： （软齿面，对称布置）P154 图8-25： 许用应力计算：P164 图8-34：，P165 图8-35：，P164 表8-8： ，（失效概率1/100）P162 图8-32(c)：，P163 图8-33(c)：，P162 式8-27：P162 式8-28：，验算齿轮的接触疲劳强度：P160 表8-7： P161 图8-31：P160 式8-26：P160 式8-25：齿面接触疲劳强度足够验算齿轮的弯曲疲劳强度：P157 图8-28：，P158 图8-29：， P158 式8-23：P158 式8-22：齿轮1齿根弯曲疲劳强度足够齿轮2齿根弯曲疲劳强度足够第十章部分题解参考10-4在图10-23所示的轮系中，已知各轮齿数，为单头右旋蜗杆，求传动比。解 10-6图10-25所示轮系中，所有齿轮的模数相等，且均为标准齿轮，若n1=200r/min，n3=50r/min。求齿数及杆4的转速n4。当1）n1、n3同向时；2）n1、n3反向时。解设为“”则1）n1、n3同向时： r/min （n4与n1同向）2）n1、n3反向时： r/min （n4与n1反向）10-8图10-27所示为卷扬机的减速器，各轮齿数在图中示出。求传动比