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1、
第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)
1.2 解:
F = 3n-2PL-PH = 3×3-2×4-1= 0
該機構(gòu)不能運動,修改方案如下圖:
1.2 解:
(a)F = 3n-2PL-PH = 3×4-2×5-1= 1 A點為復(fù)合鉸鏈。
(b)F = 3n-2PL-PH = 3×5-2×6-2= 1
B、E兩點為局部自由度, F、C兩點各有一處為虛約束。
(c)F = 3n-2PL-PH = 3×5-2×7-0= 1 FIJKLM為虛約束。
1.3 解:
+ F = 3n-2PL-PH = 3×7-2×10-0=
2、1
1)以構(gòu)件2為原動件,則結(jié)構(gòu)由8-7、6-5、4-3三個Ⅱ級桿組組成,故機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)(圖a)。
2)以構(gòu)件4為原動件,則結(jié)構(gòu)由8-7、6-5、2-3三個Ⅱ級桿組組成,故機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)(圖b)。
3)以構(gòu)件8為原動件,則結(jié)構(gòu)由2-3-4-5一個Ⅲ級桿組和6-7一個Ⅱ級桿組組成,故機構(gòu)為Ⅲ級機構(gòu)(圖c)。
(a) (b) (c)
第二章 運動分析作業(yè)
2.1 解:機構(gòu)的瞬心如圖所示。
2.2 解:取作機構(gòu)位置圖如下圖所示。
1.求D點的速度VD
而 ,所
3、以
2. 求ω1
3. 求ω2
因 ,所以
4. 求C點的速度VC
2.3 解:取作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。
1. 求B2點的速度VB2
VB2 =ω1×LAB =10×30= 300 mm/s
2.求B3點的速度VB3
VB3 = VB2 + VB3B2
大小 ? ω1×LAB ?
方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC
取作速度多邊形如下圖b所示,由圖量得:
,所以
由圖a量得:BC=123 mm , 則
3. 求D點和E點
4、的速度VD 、VE
利用速度影像在速度多邊形,過p點作⊥CE,過b3點作⊥BE,得到e點;過e點作⊥pb3,得到d點 , 由圖量得:,,
所以 ,
;
4. 求ω3
5. 求
6. 求
aB3 = aB3n + aB3t = aB2 + aB3B2k + aB3B2τ
大小 ω32LBC ? ω12LAB 2ω3VB3B2 ?
方向 B→C ⊥BC B→A ⊥BC ∥BC
取作速度多邊形如上圖c所示,由圖量得:
5、 ,,所以
7. 求
8. 求D點和E點的加速度aD 、aE
利用加速度影像在加速度多邊形,作∽, 即
,得到e點;過e點作⊥,得到d點 , 由圖量得:,,
所以 ,
。
2.7 解:取作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。
一、用相對運動圖解法進行分析
1. 求B2點的速度VB2
VB2 =ω1×LAB =20×0.1 = 2 m/s
2.求B3點的速度VB3
VB3 = VB2 + VB3B2
大小 ? ω1×LAB ?
方向 水平 ⊥AB ∥BD
取
6、作速度多邊形如下圖b所示,由圖量得:
,所以
而VD= VB3= 1 m/s
3.求
4. 求
a B3 = aB2n + a B3B2τ
大小 ? ω12LAB ?
方向 水平 B→A ∥BD
取作速度多邊形如上圖c所示,由圖量得:
,所以 。
二、用解析法進行分析
第三章 動力分析作業(yè)
3.1 解:
根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示,圖b中三角形①、②分別為滑塊2、1的力多邊形,根據(jù)滑塊2的力多邊形①得
7、:
,
由滑塊1的力多邊形②得: ,
而
所以
3.2 解:取作機構(gòu)運動簡圖,機構(gòu)受力如圖a)所示;
取作機構(gòu)力多邊形,得:
,,
,,,
3.2 解:機構(gòu)受力如圖a)所示
由圖b)中力多邊形可得:
所以
3.3 解:機構(gòu)受力如圖所示
由圖可得:
對于構(gòu)件3而言則:,故可求得
對于構(gòu)件2而言則:
對于構(gòu)件1而言則:,故可求得
3.7 解:
1. 根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示,圖b為滑塊1的力多邊形,正行程時Fd為驅(qū)動力,則根據(jù)滑塊1的
8、力多邊形得:
,
則夾緊力為:
2. 反行程時取負值,為驅(qū)動力,而為阻力,故
,
而理想驅(qū)動力為:
所以其反行程效率為:
當要求其自鎖時則,,
故 ,所以自鎖條件為:
3.10 解:
1.機組串聯(lián)部分效率為:
2. 機組并聯(lián)部分效率為:
3. 機組總效率為:
4. 電動機的功率
輸出功率:
電動機的功率:
第四章 平面連桿機構(gòu)作業(yè)
4.1 解:
1. ① d為最大,則
故
② d為中間,則
故
所以d的取值范圍為:
2. ① d為最大,則
9、
故
② d為中間,則
故
③ d為最小,則
故
④ d為三桿之和,則
所以d的取值范圍為:和
3. ① d為最小,則
故
4.3 解:機構(gòu)運動簡圖如圖所示,其為曲柄滑塊機構(gòu)。
4.5 解:
1. 作機構(gòu)運動簡圖如圖所示;由圖量得:,,
,,所以
,
行程速比系數(shù)為:
2. 因為
所以當取桿1為機架時,機構(gòu)演化為雙曲柄機構(gòu),C、D兩個轉(zhuǎn)動副是擺轉(zhuǎn)副。
3. 當取桿3為機架時,機構(gòu)演化為雙搖桿機構(gòu),A、B兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副。
4.7 解:1. 取作機構(gòu)運動簡圖如圖所示;由圖量得:
,故行程速
10、比系數(shù)為:
由圖量得:行程:
2. 由圖量得:,故
3. 若當,則K= 1 ,無急回特性。
4.11 解:
1.取,設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。
2.由圖中量得:
,
,
。
4.16 解:
1.取,設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。
2.由圖中量得:
,
。
3.圖中AB’C’為的位置,由圖中量得,圖中AB”C” 為
的位置,由圖中量得。
4.滑塊為原動件時機構(gòu)的死點位置為AB1C1和AB2C2兩個。
4.18 解:
1.計算極位夾角:
2.取,設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。
3.該題有兩組解,分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得:
11、,
;
,
。
第五章 凸輪機構(gòu)作業(yè)
5.1 解:
圖中(c)圖的作法是正確的,(a) 的作法其錯誤在于從動件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中C’B’為正確位置;(b) 的作法其錯誤在于從動件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與起始從動件的位置方位一致,圖中C’B’為正確位置;(d) 的作法其錯誤在于從動件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向線上量取,圖中CB’為正確位置。
5.4 解:如圖所示。
5.5 解: 凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓如圖所示;
最大行程h =bc=20mm、推程角、回程角;
凸輪機構(gòu)不會發(fā)生運動失真,
12、因為凸輪理論輪廓曲線為一圓。
5.7 解:所設(shè)計的凸輪機構(gòu)如圖所示。
5.13 解:
1) 理論輪廓為一圓,其半徑R’=50mm;
2) 凸輪基圓半徑;
3) 從動件升程h = 50mm;
4) 推程中最大壓力角
5) 若把滾子半徑改為15 mm,從動件的運動沒有變化,因為從動件的運動規(guī)律與滾子半徑無關(guān)。
第六章 齒輪機構(gòu)作業(yè)
6.1 解:
1)
2),查表得
6.2 解:
1.
,
2. 取則,
6.4 解:
13、
6.5 解:
1),;
2)
3)
4)
5) ,
6.9 解:
1.
2.
3.
4.
6.12 解:
1. 齒輪1、2和齒輪3、4的傳動中心距分別為:
根據(jù)其中心距,選齒輪3、4為標準齒輪傳動,而齒輪1、2為正變位傳動。實際中心距取為aˊ=50 mm,此方案為最佳。因為,齒輪3、4的中心距較大,選其為標準傳動,使該設(shè)計、加工簡單,互換性好,同時也避免了齒輪1、2采用負變位傳動不利的情況。齒輪l、2采用正傳動,一方面可避免齒輪發(fā)生根切,如齒輪 z1
14、=15<17,故必須采用正變位;另一方面齒輪的彎曲強度及接觸強度都有所提高。
2. 齒輪1、2改為斜齒輪傳動時,由題意要求:兩輪齒數(shù)不變,模數(shù)不變,即,m n=m=2 mm ,其中心距為
則 ,
3.
4. 對于斜齒輪來說不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為:
而 所以該齒輪不會發(fā)生根切。
6.14 解:
1. ,
2. ,
6.15 解:各個蝸輪的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。
6.17 解:
1. , ,
對于圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為:
,當 則會發(fā)生根切,
而 ,故會發(fā)生根切。
2.
15、
則
而 ,故不會發(fā)生根切。
第七章 齒輪系作業(yè)
7.2 解:齒條的移動方向如圖所示,其輪系傳動比為:
則齒輪5’的轉(zhuǎn)速為:
又齒輪5’分度圓直徑為:
所以齒條的移動速度為:
7.3 解:1. 其輪系傳動比為:
則齒輪4的轉(zhuǎn)速(即轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速)為:
所以重物的移動速度為:
2. 電動機的轉(zhuǎn)向如圖所示。
7.6 解:
1. 該輪系為復(fù)合輪系,由齒輪1、2、2’、3、H組成一個周轉(zhuǎn)輪系,由齒輪1、2、2’、4、H另組成一個周轉(zhuǎn)輪系。
2. 周轉(zhuǎn)輪系1、2、2’、3、H的傳動比為:
則
16、
故
所以與轉(zhuǎn)向相同
3. 周轉(zhuǎn)輪系1、2、2’、4、H的傳動比為:
則 , 故
所以與轉(zhuǎn)向相同
7.8 解:
1. 該輪系為復(fù)合輪系,由齒輪1、2、3、H組成周轉(zhuǎn)輪系,由齒輪3’、4、5組成定軸輪系。
2. 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比為:
故
定軸輪系的傳動比為:
故
3. 因此
所以
7.13 解:
1. 該輪系為復(fù)合輪系,由齒輪3’、4、5、H組成周轉(zhuǎn)輪系,由齒輪1、2、2’、3組成一個定軸輪系,由齒輪5’、6組成另一個定軸輪系。
2. 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比為:
故 ,則
17、
定軸輪系1、2、2’、3的傳動比為:
故
定軸輪系5’、6的傳動比為:
故
3. 而 ,,
所以
因此與轉(zhuǎn)向相反。
第八章 其他常用機構(gòu)作業(yè)
8.5 解:
第九章 機械的平衡作業(yè)
9.3 解:盤形轉(zhuǎn)子的平衡方程為:
則
取 ,畫向量多邊形,
由向量多邊形量得ae=55 mm , ,
所以
則
解析法計算:
9.4 解:1. 將質(zhì)量、向Ⅰ平面和Ⅱ平面進行分解:
2.在Ⅰ平面內(nèi)有、、,故其平衡方程為:
則
取 ,畫向量多邊形圖a),由向量多邊形a)量得ad=40 mm , ,
所以
則
3.在Ⅱ平面內(nèi)有、、,故其平衡方程為:
則
取 ,畫向量多邊形圖b),
由向量多邊形量b)得a’d’=39 mm , ,
所以
則
解析法計算:1. 在Ⅰ平面內(nèi)
則
2. 在Ⅱ平面內(nèi)
則