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《机械设计基础》答案选编
《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
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
自由度为:
或:
1-6
自由度为
或:
1-10
自由度为:
或:
1-11
1-13: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。
1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设,求构件3的速度。
1-15: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。
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
1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:,,,求机构全部瞬心、滑块速度和连杆角速度。
在三角形ABC中,,,,
,
1-17: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与凸轮回转中心的距离,,,求和时,从动件角速度的数值和方向。
时
方向如图中所示
当时
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θ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
则空回程曲柄的转角
摇杆工作行程用时7s,则可得到空回程需时:
(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
2-5 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;(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)'确定机构最小传动角(若,则应另选铰链A的位置,重新设计)。
解:由K=1.2可得极位夹角
2-7 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,行程速度变化系数,求曲柄和连杆的长度。
解:由K=1.2可得极位夹角
2-8 设计一摆动导杆机构。已知机架长度,行程速度变化系数,求曲柄长度。
解:由K=1.4可得极位夹角
2-10 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,,;,;,;机架长度,试用解析法求其余三杆长度。
解:由书35页图2-31可建立如下方程组:
消去δ,并整理可得:
令:
(1)
(2)
(3)
于是可得到
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:
,再由(1)、(2)、(3),可解得:
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Φ。
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,,,,,从动件在升程和回程均作简谐运动,试用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:
从动件的位移方程:
从动件的行程:
0050010001500(mm)02.0127.9930
(2)回程:
回程角:
从动件的位移方程:
004008001200(mm)3027.992.010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
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