郑州大学机械设计基础第三版课后作业答案.doc

1-3 平面机构具有确定的运动条件是什么？ 答：必须使原动件数目等于机构的自由度数。 1-5 试确定下列平面机构的自由度（图中绘有箭头的活动构件为原动件）：a)推土机的推土机构；d)渣口堵塞机构；f)筛料机机构。 解：a)推土机的推土机构 活动构件数n＝5，低副PL＝7（6个转动副，一个移动副）高副PH＝0。 F＝3×5－2×7－0 ＝1 等于原动件数 ∴ 有确定运动 。 d) 渣口堵塞机构 由分析可知与杆1相连的滚子2，属于局部自由度 ∴计算机构自由度时应排除。 则 n＝6 PL＝8（7个转动副，1个移动副） PH＝1 ∴F＝3×6－2×8－1＝1 等于原动件数 f) 筛选机的筛料机构 由图：杆1和杆2焊在一起属于一体，与杆3相连的滚子4绕其中心的转动是一个局部自由度 ∴ n＝6 PL＝8（6个转动副，2个移动副） PH＝1 ∴F＝3×6－2×8－1＝1 等于原动件数 3-5.已知一曲柄滑块机构的滑块行程H=60mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.4,试确定曲柄和连杆的长度 l2和l3。（规定用作图法求之） 解：(1) 由行程速比系数K，求出极位夹角θ。 θ＝180°×(K－1)／(K+1) ＝180°×(1.4－1) ／(1.4＋1)＝30° 选比例尺u＝1:2，作图，可得： (2) 连接C1和C2，并作C1M垂直于C1C2,C1C2＝H; (3) 作∠C1C2N＝90°－θ＝60°，C2N与C1M相交于P点, 由图可见, ∠C1PC2＝θ＝30°; 4)作三角形PC1C2的外接圆O,则曲柄的固定铰链中心A必在该圆上。 (5)作与C1C2线相距为e的平行线，与外接圆O交于的点即为A点，连接 AC1、AC2，则∠C1AC2＝θ。 (6)因极限位置处曲柄与连杆共线，故AC1＝l3－l2, AC2= l3＋l2，所以曲柄长度l2=(AC2－AC1) ／2; 由比例尺量得：AC1＝28mm,AC2＝82mm, 所以 l2＝(82－28) ／2＝27mm。 (7)以A为圆心和l2为半径作圆，交C1A延线于B1，交C2A于B2，即得B1C1＝l3,由比例尺量得： l3＝B1C1＝56mm。 综上可知：曲柄长度l2为27mm，连杆长度l3为56mm。 3-6．已知一导杆机构的固定件长度l1＝1000㎜，行程速比系数K＝1.5，确定曲柄长度l2及导杆摆角φ。（解析法求解） 解：导杆机构的极位夹角 θ＝180（K-1）／(K＋1) ＝180°×（1.5-1）／(1.5＋1) = 36° 所以 由图可得，导杆摆角φ＝θ＝36° 所以 曲柄长度 l1 ＝ l1 × Sin(φ／2) ＝1000×Sin18°＝309 ㎜ 3-7．已知一曲柄摇杆机构，摇杆与机架之间的夹角分别为φ1＝45°，φ2＝90°，固定件长度为l1＝300㎜，摇杆长度为l4＝200㎜，确定曲柄和连杆的长度l2，l3。（解析法求解） 解：由图中的两个极限位置可得： AC1 ＝l3－l2 AC2＝l3＋l2 所以 l3＝(AC1＋AC2)／2 l2＝(AC2－AC1)／2 所以只需求出AC1、AC2的长度。在三角形AC1D中，由余弦定理 AC1＝(l12＋l42－2l1l4Cosφ)1／2 ＝(3002＋2002－2×300×200×Cos45°)1／2 ≈212㎜ 在三角形AC2D中，∠ADC2＝φ2＝90°， 所以 AC2＝(l12＋l42)1／2＝(3002＋2002)1／2≈360㎜ 所以 l3＝(AC1＋AC2)／2＝(212＋360)／2＝286㎜ l2＝(AC2－AC1)／2＝(360－212)／2＝74㎜ 5-4. 图5-27所示，一螺旋起重器 ，其额定起重量 FQ＝50KN,螺旋副采用单线标准梯形螺纹Tr60×9（公称直径d＝60㎜，中径d2＝55.5㎜，螺距P＝9㎜,牙型角＝30°)，螺旋副中的摩擦系数f＝0.1，若忽略不计支承载荷的托杯与螺杆上部间的滚动摩擦阻力，试求：1)当操作者作用于手柄上的力为150N时,举起额定载荷时力作用点至螺杆轴线的距离 ; 2)当力臂l不变时,下降额定载荷所需的力. (2) 即当力臂仍为1440 ㎜时,下降额定载荷所需的力为51N 5-5 螺旋副的效率与那些参数有关?为什么多线螺纹多用于传动,普通三角螺纹主要用于联接,而梯形、矩形、锯齿形螺纹主要用于传动？ 答：螺旋副的效率与λ （升角）， α （牙型角）有关 即： 对于多线螺纹导程较大，所以λ较大，进而