《機(jī)械原理》第八版課后習(xí)題答案.doc

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1、第2章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 (P29)2-12:圖a所示為一小型壓力機(jī)。圖上,齒輪1與偏心輪1’為同一構(gòu)件,繞固定軸心O連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在齒輪5上開有凸輪輪凹槽,擺桿4上的滾子6嵌在凹槽中,從而使擺桿4繞C軸上下擺動(dòng)。同時(shí),又通過偏心輪1’、連桿2、滑桿3使C軸上下移動(dòng)。最后通過在擺桿4的叉槽中的滑塊7和鉸鏈G使沖頭8實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖,并計(jì)算自由度。 解:分析機(jī)構(gòu)的組成: 此機(jī)構(gòu)由偏心輪1’(與齒輪1固結(jié))、連桿2、滑桿3、擺桿4、齒輪5、滾子6、滑塊7、沖頭8和機(jī)架9組成。偏心輪1’與機(jī)架9、連桿2與滑桿3、滑桿3與擺桿4、擺桿4與滾子6、齒輪5與機(jī)架9、滑塊7與沖頭8均組成轉(zhuǎn)

2、動(dòng)副,滑桿3與機(jī)架9、擺桿4與滑塊7、沖頭8與機(jī)架9均組成移動(dòng)副,齒輪1與齒輪5、凸輪(槽)5與滾子6組成高副。故 解法一: 解法二: 局部自由度 (P30) 2-17:試計(jì)算如圖所示各機(jī)構(gòu)的自由度。圖a、d為齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu);圖b為凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)(圖中在D處為鉸接在一起的兩個(gè)滑塊);圖c為一精壓機(jī)機(jī)構(gòu)。并問在圖d所示機(jī)構(gòu)中,齒輪3與5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是否相同?為什么? 解: a) b) c) d)

3、 (C可看做是轉(zhuǎn)塊和導(dǎo)塊,有1個(gè)移動(dòng)副和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副) 齒輪3與齒輪5的嚙合為高副(因兩齒輪中心距己被約束,故應(yīng)為單側(cè)接觸)將提供1個(gè)約束。 齒條7與齒輪5的嚙合為高副(因中心距未被約束,故應(yīng)為雙側(cè)接觸)將提供2個(gè)約束。 第3章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 (P50) 3-8:在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中,已知凸掄1以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng),凸輪為一偏心圓,其半徑,試用圖解法求構(gòu)件2的角速度與角加速度 。 解:1) 高副低代,以選定比例尺,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。(圖3-8 ) 2) 速度分析:圖3-6(b) 取B4、、B2為重合點(diǎn)。 速度方程: 速度多邊形如圖3-8(b)

4、 轉(zhuǎn)向逆時(shí)針 3)加速度分析:圖3-8(c) 轉(zhuǎn)向順時(shí)針。 (P51) 3-11:試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置,并給出連桿上E點(diǎn)的速度方向。 (E點(diǎn)的速度方向:找到固連E點(diǎn)構(gòu)件的絕對瞬心位置,連接該絕對瞬心和E點(diǎn),過E點(diǎn)做垂線即是E點(diǎn)的速度方向) (a) (b) (c) (d) (P51) 3-15:在圖所示的牛頭刨床機(jī)構(gòu)中,h=800mm,h1=360mm,h2=120mm,=200mm,=960mm,=160mm,設(shè)曲柄以等角速度ω1=5rad/s逆

5、時(shí)針方向回轉(zhuǎn),試用圖解法求機(jī)構(gòu)在φ1=135位置時(shí),刨頭上點(diǎn)C的速度。 解: 選定比例尺, 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。如圖(a) 解法一: 速度分析:先確定構(gòu)件3的絕對瞬心P36,利用瞬心多邊形,如圖(b) 由構(gòu)件3、5、6組成的三角形中,瞬心P36、P35、P56必在一條直線上,由構(gòu)件3、4、6組成的三角形中,瞬心P36、P34、P46也必在一條直線上,二直線的交點(diǎn)即為絕對瞬心P36。 速度方程 方向垂直AB。 VB3的方向垂直BG(BP36),VB3B2的方向平行BD。速度多邊形如圖3-9 (c) 速度方程

6、解法二: 確定構(gòu)件3的絕對瞬心P36后,再確定有關(guān)瞬心P16、P12、P23、P13、P15,利用瞬心多邊形,如圖3-9(d)由構(gòu)件1、2、3組成的三角形中,瞬心P12、P23、P13必在一條直線上,由構(gòu)件1、3、6組成的三角形中,瞬心P36、P16、P13也必在一條直線上,二直線的交點(diǎn)即為瞬心P13。 利用瞬心多邊形,如圖3-9(e)由構(gòu)件1、3、5組成的三角形中,瞬心P15、P13、P35必在一條直線上,由構(gòu)件1、5、6組成的三角形中,瞬心P56、P16、P15也必在一條直線上,二直線的交點(diǎn)即為瞬心P15。 如圖3-9 (a) P15為構(gòu)件1、5的瞬時(shí)等速重合點(diǎn) 第8章 連

7、桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) (P160) 8-7: 第9章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) (P190) 9-7: 試標(biāo)出題9—6a圖在圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角,凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90后推桿的位移;并標(biāo)出題9—6b圖推桿從圖示位置升高位移s時(shí),凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。 解 如圖 (a)所示,用直線連接圓盤凸輪圓心A和滾子中心B,則直線AB與推桿導(dǎo)路之間所夾的銳角為圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。以A為圓心, AB為半徑作圓, 得凸輪的理論廓線圓。連接A與凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心O并延長,交于凸輪的理論廓線于C點(diǎn)。以O(shè)為圓心.以O(shè)C為半徑作圓得凸輪的基圓。以O(shè)為圓心, 以O(shè)點(diǎn)到推

8、桿導(dǎo)路的距離OD為半徑作圓得推桿的偏距圓;。延長推桿導(dǎo)路線交基圓于G-點(diǎn),以直線連接OG。過O點(diǎn)作OG的垂線,交基圓于E點(diǎn)。過E點(diǎn)在偏距圓的下側(cè)作切線.切點(diǎn)為H點(diǎn).交理論廓線于F點(diǎn),則線段EF的長即為凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90后推桿的位移s。 方法同前,在圖 (b)中分別作出凸輪的理論廓線、基圓、推桿的偏距圓。延長推桿導(dǎo)路線交基圓于G點(diǎn),以直線連接OG。以O(shè)為圓心,以滾子中心升高s后滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心K到O點(diǎn)的距離OK為半徑作圓弧,交理論廓線于 F點(diǎn)。過F點(diǎn)作偏距圓的切線,交基圓于E點(diǎn),切點(diǎn)為H。則∠GOE為推桿從圖示位置升高位移s時(shí)-凸輪的轉(zhuǎn)角,∠AFH為此時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。

9、 (a) (b) (P190) 9-13: 一擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)(參看圖9—23),已知lOA=60 mmr0=25 mm,lAB=50 mm,rr=8 mm。凸輪順時(shí)針方向等速轉(zhuǎn)動(dòng),要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過180時(shí),推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)向上擺動(dòng)25;轉(zhuǎn)過一周中的其余角度時(shí),推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)擺回到原位置。試以作圖法設(shè)計(jì)凸輪的工作廓線。 解 推桿在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為 (1)推程:s=Φ[1-cos(πδ/δ0)/2 0≤δ≤180

10、 (2)回程:s=Φ[1-(δ/δ`0)十sin(2πδ/δ`0)]/(2π) o≤δ≤180 計(jì)算各分點(diǎn)的位移值如表: 根據(jù)表作圖如圖所示 第11章 齒輪系及其設(shè)計(jì) 11-16如圖所示為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系,已知z1=20,z2=24,z2,=30,z3=40,n1=200 r/min,n3=-100 r/min。求nH等于多少? (a) 解: (b) 解: 圖示為手動(dòng)起重葫蘆,已知z1=Z2,=10,z2=20,z3=40。設(shè)各級齒輪的傳動(dòng)效率(包括軸承損失)η1=0.98,曳引鏈的傳動(dòng)效率η2=0.97。為提升重G=10 kN的重物,求必須施加于鏈輪A上的圓周力F。 解: 所以

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