机械设计基础答案杨可桢 .pdf

机械设计基础机械设计基础习题习题参考答案参考答案 仅供参考 仅供参考 Exercises Answers for Mechanical Design Basis Course Just for Reference 教教 材材 杨可桢 第五版 杨可桢 第五版 教教 师师 田田 家家 林林 时时 间 间 目录目录 Chapter 1 1 Chapter 2 4 2 1 4 2 2 4 2 3 5 2 4 5 2 5 6 2 7 6 2 10 6 2 13 6 Chapter3 7 3 1 7 3 2 7 3 4 简单 略 7 Chapter4 8 4 1 8 4 2 8 4 3 8 4 4 8 4 5 9 4 6 9 4 8 9 4 9 10 4 10 10 4 14 11 Chapter5 11 5 1 11 5 2 12 5 3 12 5 4 12 5 5 13 5 6 13 5 7 13 5 8 14 5 9 14 5 10 14 5 14 15 5 15 15 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 1 页 共 18 页 Chapter 1 3 4 0 321 LH LH npp Fnpp 3 4 0 321 LH LH npp Fnpp 3 4 0 321 LH LH npp Fnpp 3 4 0 321 LH LH npp Fnpp 1 1 1 2 1 3 1 4 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 2 页 共 18 页 1 109 12 2 3 2 1 LH LH nPP FnPP 194 4 2 3 2 2 LH LH nPP FnPP 1 86 8 1 3 2 1 LH LH nPP FnPP 1 78 11 0 3 2 2 LH LH nPP FnPP 168 11 1 3 2 1 LH LH nPP FnPP 156 8 1 3 2 1 LH LH nPP FnPP 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 3 页 共 18 页 1412 21 2412 32322423 1 16 cp p p p p vvvp p A 1 B 3 4 1 2 C 124122 211412 2 1 15 p pr rp p 311314 1 142 vp pm s 13341 31314 1134 p p p p 1 123 3 0 3 2 3 LH LH nPP FnPP 1 114 4 2 3 2 2 LH LH nPP FnPP 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 4 页 共 18 页 Chapter 2 2 1 401107090 a b c d 并且最短杆为机架 是双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双摇杆机构 2 2 转动导杆机构条件 ABBC lel 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 5 页 共 18 页 2 3 2 4 00 00 18030 1 4 18030 K 7 1 5 1 4 tt 设空回行程需 秒 2 75125 一转所需的时间是秒 一分钟曲柄转 转 0 90 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 6 页 共 18 页 2 5 求解思路 1 任选一点作 D 点 以已知 CD 500mm 作出 C1 C2 位置 并得到角平分线上的 C 点 2 过 D 点作 CD 垂线 由 AD 1000mm 得到 A 点 3 以 AB AC2 AC1 2 得到 B 点 分别 求得 AB BC 2 7 如图 求解思路 1 任选一点为 C1 由 C1C2 50mm 得 C2 2 过 C2 作 C1C2 垂线 并过 C1 作一条直线 与 C1C2 夹角为 90 得 P 点 3 由 C1 C2 P 点求圆 在圆上由到 C1C2 距离为 16mm 得到 A 点 4 以 AB AC2 AC1 2 得到 B 点 分别 求得 AB BC 2 10 1 连接 B1B2 作中垂线 与 YY 交得 A 点 2 连接 C1C2 作中垂线 与 YY 交得 D 点 2 13 如图 设任选一点 C 设 BC m 则 AC AB l m 此时 AB 与水平轴夹角为 有 C 点坐标分别为 cos sin AB Xclm Ycm 则 22 1 AB XcYc lmm 所以 C 点轨迹为一椭圆 当 m 2 AB l 时为圆 当 m 0 时即 C 点为 A 或 B 点轨迹为直线 90 A C1 C2 P B1 C1 B2 C2 A D C 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 7 页 共 18 页 Chapter3 3 1 过 B 点作偏心圆的切线 交基圆与 C 点则AOC 为推程角 注意 直接连接AOB 不正前 3 2 1 以 O 为圆心 OE 为半径画圆 过 D 点作偏 心圆的切线 求得 E 点在 D 点处的位置 E2 DE2 为 D 点处输出件运动方向 2 作线 CD CD 为 D 点处输出件受力方向 3 求得 3 4 简单 略 简单 略 C E E2 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 8 页 共 18 页 Chapter4 4 1 Solution m 3mm Z1 19 Z2 41 d1 mZ1 3 19 57mm d2 mZ2 3 41 123mm ha1 ha m 1 3 3mm ha2 ha m 1 3 3mm ha1 hf1 ha c m 1 25 3 3 75mm hf2 ha c m 1 25 3 3 75mm hf1 c1 c m 0 25 3 0 75mm c2 c m 0 25 3 0 75mm c1 a Z1 Z2 m 2 3 60 2 90mm da1 d1 2ha m 57 2 3 63mm da2 d2 2ha m 123 2 3 129mm df1 d1 2 ha c m 57 7 5 49 5mm df2 d2 2 ha c m 123 7 5 115 5mm db1 d1cos 57 cos20 53 56mm db2 d2cos 123 cos20 115 58mm p1 m 3 9 42mm p2 m 3 9 42mm p1 s1 m 2 4 71mm s2 m 2 4 71mm s1 e1 m 2 4 71mm e2 m 2 4 71mm e1 4 2 12 12 2 4 2 ma azzmmm zz 由得 1122 80240dmZmmdmZmm 4 3 2135 aa dmzh mmm 由 带入已知条件5mmm 4 4 cos bkk dd 解 0 00 20 5 40 sinsin20sin2034 20 22 mz rmm 压力角 分度圆 曲率半径 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 9 页 共 18 页 0 0 0 b b mm 压力角 基圆 曲率半径 0 0 cos20 cosarccos26 50 2 sin46 85 2 baaa a a aa mz dd mzh m d mm 由则 齿顶圆 曲率半径 4 5 22 10 25 coscos fa a b dzhc m hc ddmz 正常齿制标准齿轮 0 2 5 1cos 22 41 5 1 cos20 41 a mzzhc mz z 当则 即 基圆大于齿根圆 241z 同理 基圆小于齿根圆 4 6 42080 288 22 70 aa fa dmzmm dmzh mmm dm zhcmm 分度圆直径 内齿轮 齿顶圆直径 齿根圆直径 240dmzmm 外 外齿轮分度圆直径 80 22 dd mm 内外 中心距 4 8 提示 左下图cos 0 5 LmkZinv 式中 k 为跨齿数 其计算公式为 0 5 180 Z k 该公式是利用了渐开线的特点 k 需要圆整为整数 想想跨测 齿数圆整后对公法线长度测量会带来哪些影响 上式中 L 的证明 假设卡尺的卡脚与轮廓的切点 a b 恰好在分度圆上 如右图 所示 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 10 页 共 18 页 Solution 该题利用上面的提示 可得 3 2 bb wps 4 9 Solution 1 分度圆齿厚 因为模数 m 压力角 相等 12 ss 2 齿顶圆齿厚与齿根圆齿厚不易直接推导 根据右图基圆大小对渐开线的影响 可以 得到 12aa ss 设 Z1 Z2 12ff ss 设 Z1 Z2 4 10 标准齿与正变位齿比较 参数 标准齿 正变位齿 m 不变 不变 不变 d 不变 d 不变 s 增加 sf 增加 hf 减小 df 增加 db 不变 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 11 页 共 18 页 4 14 正确啮合条件 1212 1212 e mm R 直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 两轮模数和压力角相等 外啮合 内啮合 圆锥齿轮 两轮大端模数和压力角相等 外锥距相等 Chapter5 5 1 3为逆时针 左旋 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 12 页 共 18 页 5 2 6 V为水平向右方向 23 4 5 15 1 2 3 4 25 30 30 60 200 15 15 15 2 z z z z i z z z z 5 2 5 minnr 5 2 5 2 0 2618 60 rad s 5 5 610 4720 2 mz vmm s 5 3 Solution 注意图中 S 6 7 同轴 M 9 3 2 同轴 H 12 同轴 2 1m 1 z1 i z6 246 1S 1 3 5 1 i 360 z z z z z z 2 10 12 1H 1 9 11 i2 z z z z z z 1 1 1 60 smm s ii i 1 1 1 12 mHH m ii i 5 4 Solution 行星轮系 1 2 3 H 231 131 312 13 H H H H Z Znn ii nnZ Z 11 1 4 H HH n i n 当手柄转过 90 时 H 转过 22 5 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 13 页 共 18 页 5 5 Solution 上面大吊钩 3 为机架 图示 则有行星轮系 1 s 2 2 3 H 231 131 312 19 H H H H Z Znn ii nnZ Z 1 10 HsH ii 5 6 注意此时 M n 2 n H n其实都是相对机架 而言的速度 由VVV 绝对相对牵连 得 2MH nnn 行星轮系 2 M 1 H 21 21 12 H H H nnZ i nnZ 2 212 1 18 H HM H HH nnn ii nnn 1 120Z 5 7 挖叉保持一定方向即 3 0n 有行星轮系 4 2 3 H 1 若 3 n 0 则有 1 23341 4343 31424 1 H Z ZZnn ii nnZ ZZ 34 ZZ 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 14 页 共 18 页 5 8 Solution 行星轮系 1 2 2 3 H 231 131 312 1 H H H H Z Znn ii nnZ Z 231 1 12 30 80 113 4 20 50 H H Z Zn i Z Zn 50 14 71 min 3 4 H nr 5 9 Solution 差动轮系 1 2 2 3 H H 231H 13 3H1 2 25 75 3 125 3020 z znn i nnz z 13 H 3 125 4 125 nn n n1 n3 转向相反时 H 2003 125 50 10 6r min 4 125 n 系杆 H 与齿轮 1 转向相同 5 10 Solution 定轴轮系 1 2 3 差动轮系 4 5 6 7 P 3 系杆 2331 13 31 21 85 5 17 z zzn i nz zz 13 5nn 3 435 7 47 7346 24 63 4 18 21 nnz z i nnz z 473 45nnn 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 15 页 共 18 页 7P nn 又 41 4 P nnn 14 4 P nn n 1 当 n1 10001r min n4 10000r min 时 10001 10000 0 25 min 4 P nr 2 当 n1 n4时 0 min P nr 7 P 静止不动 3 当 n1 10000r min n4 10001r min 时 10000 10001 0 25 min 4 P nr 5 14 选作 选作 5 15 1 一般工作情况下 行星轮系 3 2 2 1 H 定轴轮系 3 4 2 1 313 3 2 1 H H z z ii z z 3 53 53 1 58 48 H i 4 3 4 3 87 44 Z i Z 43 4 3 1 111 36 1 977220 H H ii i 2 慢速吊重情况下 定轴轮系 5 1 1 2 2 3 3 4 1 234 54 5 1 2 3 44 48 58 87 86 23 1 53 53 44 z z z z i z z z z 机械设计基础参考答案 教材 杨可桢 教师 田家林 第 16 页 共 18 页 5 16 Solution 定轴轮系 1 2 定轴轮系 4 5