机械原理课后答案.doc

第二章 平面机构的结构分析习题2-81、 机构简图如图A所示，自由度为图A 原始方案 图B 修改方案2、 修改方案如图B所示，加入一个活动构件，引入一个低副，可以副加一个自由度，从而使机构自由度等于1，而原动件有1个可以满足运动要求。习题2-9 机构简图如下图所示，机构自由度为方法1：方法2：习题2-10 机构简图如下图所示，机构自由度为，有确定运动。习题2-12a)机构运动简图如下图所示机构自由度为b)由于该机构是对称结构，因此只取其中一半分析即可，机构的运动简如下图所示机构自由度为习题2-13各机构的自由度分别为1、在该机构中构件齿轮形成一个高副，机构自由度为2、机构中存在两个虚约束和两个局部自由度，因此机构自由度为方法1：方法2：3、 机构中I、J、K、F、G、H、C构成虚约束方法1：方法2：4、 机构中齿条7与齿轮5的啮合形成2个高副，齿轮3和齿轮5形成一个高副，因此自由度为习题2-141、 未刹车时，构件4和6均为活动构件，因此自由度为2、 G、J之一刹紧车轮时，构件4和6之一与车轮接触，形成机架，因此自由度为3、 两闸瓦同时刹紧时，构件4和6均构成机架，因此自由度为习题2-15 机构运动简图如下图所示，图中四个杆构件为虚约束，机构的自由度为 方法1： 方法2：习题2-20该机构的自由度为若是以AB为原动件时，该机构由三个级组构成，若以EG为原动件，则机构中由和级组构成。习题2-11(课本2-16)习题2-21a)该机构的运动简图如下图所示其自由度为b)高副低代的解法类似，机构自由度为第三章 平面机构的运动分析习题3-1图1.a 图1.b 图1.c 图1.d习题3-2由于齿轮是纯滚动，因此1、2齿轮的瞬心为，2、3的瞬心为，根据三心定量，齿轮1、3的瞬心一定在直线与直线的交点上，即图示，在该点处的速度有故齿轮3的角速度为。传动比为。习题3-3答：1)三个瞬心中，、为绝对瞬心，为相对瞬心。2)不利用其它的三个瞬心，因为它们全是相对瞬心。3)构件2和4之间的转向关系可以根据瞬心的瞬时绝对速度方向判断。习题3-4取比例尺为，作图如下1) 由图上可知：，根据量得的长度，得 可计算出C点的速度为：2) 构件1、3的瞬心在点处，且为绝对瞬心，因此构件3的角速度为 显然构件3上速度最小点在E点，则其速度为3) 要使，需瞬心、重合(如图)，4)5) 两位置分别为，。6) 第四章 平面机构的力分析7) 习题4-128) 习题4-13第五章 机械的效率与自锁习题5-6 取长度比例尺，力比例尺。由题可知：摩擦圆半径，移动副的摩擦角作有摩擦时的力矢量图可得，作无摩擦的力矢量图可得，效率习题5-8解：运输带的工作功率为由于各环节是串联，总效率为平带传动效率、两对齿轮传动效率和运输带传动效率之积，因此有电机所需功率为因此该机械选择8kw的电机即可。习题5-9解：从电机到A、B间齿轮是串联，因此其间传动效率为锥齿轮处需要的功率为 则电机的功率为 该机械选择10kw的电机即可。习题5-11解：1)正行程时，对于滑块2，在三个力作用下保持平衡，因此有 根据三解形正弦定理，有由上两式可得由于正行程时，力为驱动力，在无摩擦状态下，理想驱动力所以效率为自锁条件为： 2)反行程时，构件2同样三力作用下平衡，如图所示由上两式可得由于反行程时，为驱动力，而为阻力，在无摩擦状态下，理想阻力所以效率为自锁条件为：，而时不自锁。习题5-12解：1)以滑块3为研究对象(a) (b) 根据三解形正弦定理，有自锁条件为，即解法之二：若构件2对3的向右的挤压力不足以克服摩擦力，机构也会自锁。构件2对3向右的挤压力为而构件1和2对构件3产生的向左的摩擦力为根据力平衡，对于构件3垂直方向的力满足将上式带入摩擦力等式有则自锁条件为因为，所以，故自锁条件为。 2)以石块为研究对象，根据正弦定理有只要两侧反力向上的分力之和小于重力，则石块不会挤压出去。因此，不挤出去的条件为，即第六章 机械的平衡习题6-5解：通孔I的失去质量为，I处失去质量等效于在I的对称处添加了一个质量为0.766kg的质量块，因此等效后的图为 质径积分别为质量I：质量II： 取质径积比例尺，作质径积多边形如图示，得平衡质量的质径积为 方位为与x轴正向夹角107o。但现在要制一通孔，则制在反向方位即可。孔直径大小为孔的方位与x轴反向成107o 夹角。习题6-7解：先将质量块2、3的质径积向两个平衡面上分解，令，有 质量块1和4在平衡面I和II上的质径积分别为， 取质径积的作图比例尺，作质径积的矢量图如下 可得第I个平衡面上所需质径积为285kg.cm，第二个平衡面上所需质径积为381kg.cm。平衡质量分别为，方位：与x轴正向夹角60。，方位：与x轴正向夹角1470。习题6-10解：作为一般机器转子，平衡精度等级选择G6.3，即许用不平衡量为许用不平衡质径积为两平衡面上的许用不平衡质径积为当转速到6000时第七章 机械的运转及其速度波动的调节习题7-7解：当前机械系统总的动能为也可写成因为齿轮传动，所以存在以下传动比关系，因为，所以。因此，所以在齿轮1上的等效转动惯量为从而机械的动能可写成习题7-11解：令克服阻力所需的功为，在空行程过程中转角为，平均运行时间为，则功率为即在前1200阻力矩为，同理，在后2400的阻力矩为，根据能量守恒，在一个周期内驱动力矩所做功应满足即最大盈亏功为 飞轮的转动惯量为当将飞轮装在电机轴上时，转为惯量为习题7-12解：如图所示ABEF围成的面积为最大盈亏功，即 最大转速rpm，且最大转速出现在F点处，即1040处。第八章 平面连杆机构及其设计习题8-5解： (a)摆动导村机构 (b)曲柄滑块机构习题8-6解：1)因为 若以构件4为机架，则该机构为曲柄摇杆机构，其中1构件为曲柄。2)以1为机架可得双曲柄机构，若以3构件为机架可得双摇杆机构。3)要成曲柄摇杆机构，则若4为最长杆，则需，即 若取2为最长杆，则需，即习题8-8解：1)取尺寸比例尺，如上图，机构的极位夹角，杆3的最大摆角，最小传动角可由图上量取。行程速比系数2)由于28+7250+52，所以取构件1为机构时，得双曲柄机构。C、D二副为摆动副。3)取构件3为机架时，得双摇杆机构。A、B二副为仍为周转副。习题8-9解：1)因为80+260160+200，且最短杆为机架，所以机构为双曲柄机构。2)如图，该机构的最小传动角为3)滑块F的行程速比系数为习题8-14解：取尺寸比例尺，作图如下，设计尺寸，。习题8-23解：取尺寸比例尺，如图所示，曲柄长度为或连杆长度为或习题8-16解：作图如下， E点即为所求。习题8-24解：取尺寸比例尺，作图如下，连杆长度为。最小传动角为。习题8-27解：极位夹角，取尺寸比例尺，作图如下，其中构件。习题8-28解：取尺寸比例尺，极位夹角36度，曲柄的长度为，连杆的长度为。第九章 凸轮机构习题9-7 习题9-8解： 习题9-9解：取尺寸比例尺。习题9-11解：取尺寸比例尺为，作凸轮机构如下： 第十章 齿轮机构及其设计习题10-21解：1) 因为，故压力角 展角： 曲率半径： 2) ，根据渐开线函数表，有 图10-21 习题10-23解：分度圆半径：齿顶圆半径：基圆半径：齿廓在齿顶处压力角：齿廓在分度圆处曲率半径：齿廓在齿顶处曲率半径：习题10-25解：基圆节距模数取标准模数。习题10-26解：中心距大齿轮齿数：小、大齿圆分度圆直径为，小、大齿轮齿顶圆直径为，小、大齿轮基圆直径为，分度圆上齿厚及齿槽宽习题10-27解：齿根圆直径与基圆直径重合时，有齿数为当齿数大于41齿时，齿根圆直径大于基圆直径。习题10-29解：标准中心距两轮啮合角：当时，中心距习题10-30解：标准中心距啮合角：由，可得：取变位系数最小变位系数齿顶高降低系数齿轮齿顶圆直径齿轮齿根圆直径基圆直径顶圆压力角啮合角重合度齿厚习题10-31解：中心距，可知为标准中心距，可实施高度变位。 大齿轮分度圆直径 变位后齿顶圆直径 变位后齿顶圆直径 基圆直径 齿厚 齿槽宽习题10-34解：中心距。圆整，取圆整后螺旋角为：轴向重合度为两齿轮端面齿顶圆直径分别为端面压力角为两齿轮基圆直径分别为两齿轮齿顶压力角分别为端面重合度为=1.5484 总重合度小、大齿轮的当量齿数为习题10-40解：1)蜗杆轴面模数和蜗轮端面模数为根据表10-7，可取蜗杆直径为或则升角为，或显然，从有利于传动效率来看，取直径为50mm合适。2)蜗杆的轴面齿距导程3)两轮的中心距习题10-37解：小、大齿轮分锥角为，小、大齿轮的分度圆直径为，小、大齿轮的顶圆直径为小、大齿轮的齿根圆直径为锥距根锥角顶锥角根锥角小、大齿轮的当量齿数为第十一章 齿轮系及其设计习题1111如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比并指出当提升重物时手柄的转向。解：习题1114如图所示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速部分简图。已知 图11-11各轮齿数为，, ，试求螺丝刀的转速。 解： 由已知得： 图11-14习题1116在图示的复合轮系中，设已知，又各轮齿数为，求等于多少？解： 图11-16习题1116图a、b所示为两个不同结构的锥齿轮周转轮系，已知，。求两轮系的等于多少？解：1)a图 2)b图 习题1117在图示的电动三爪卡盘传动轮系中，设已知各轮齿数为，。试求传动比。解： 图11-18习题1119图示为纺织机中的差动轮系，设，求等于多少？解：当时； 当时； 图11-20习题1120图示为建筑用绞车的行星齿轮减速器。已知，。当制动器B制动，A放松时，鼓轮H回转（当制动器B放松，A制动时，鼓轮H静止，齿轮7空转），求等于多少？解：习题1121在图示的轮系中，设各轮的