《機(jī)械原理》第八版課后習(xí)題答案.doc

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(kāi)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(guò)偏心輪1、連桿2、滑桿3使C軸上下移動(dòng)。最后通過(guò)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(jiǎn)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)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(wèn)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) (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(jiǎn)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) 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(duì)瞬心位置，連接該絕對(duì)瞬心和E點(diǎn)，過(guò)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1=5rad/s逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在1=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(jiǎn)圖。如圖(a)解法一：速度分析：先確定構(gòu)件3的絕對(duì)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(duì)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 解法二：確定構(gòu)件3的絕對(duì)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96a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(guò)90后推桿的位移；并標(biāo)出題96b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(zhǎng)，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)到推桿導(dǎo)路的距離OD為半徑作圓得推桿的偏距圓；。延長(zhǎng)推桿導(dǎo)路線交基圓于G-點(diǎn)，以直線連接OG。過(guò)O點(diǎn)作OG的垂線，交基圓于E點(diǎn)。過(guò)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(zhǎng)即為凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)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(zhǎng)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(guò)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。 (a) (b)(P190) 9-13：一擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)(參看圖923)，已知lOA=60 mmr0=25 mm，lAB=50 mm，rr=8 mm。凸輪順時(shí)針?lè)较虻人俎D(zhuǎn)動(dòng)，要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)，推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)向上擺動(dòng)25；轉(zhuǎn)過(guò)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=1-cos(/0)/2 0180 (2)回程：s=1-(/0)十sin(2/0)/(2) o180 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 rmin，n3=-100 rmin。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(jí)齒輪的傳動(dòng)效率(包括軸承損失)1=0.98，曳引鏈的傳動(dòng)效率2=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