《机械设计基础》答案

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11自由度为：F=3n-(2P+PLH=3x7-(2x9+l-0)-l=21-19-1=1或：F=3n-IP-PLH=3x62x81二11-6自由度为F=3nQP+PLH=3x9(2x12+10)1二1或：F=3n-2P-PLH=3x8-2x11-1=24-22-1=11-10自由度为：F=3n-(2P+P-P)-F=3x10-(2x14+1x2-2)-1=30-28-1=1或：F=3n-2P-P=3x9-2x12-1x2=27-24-2=11-11F=3n-2P-P=3x4-2x4-2=21-13: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。sxIpp|=sxIppI1- 114133341314:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设1=10rad/s，求构件3的速度v3。v=v=3PP=10x200=2000mm/s1- 3P131141315: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31/32。构件1、2的瞬心为P12P24、P14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心3xPP|=3xPPI1141/224121-16:题I6图所示曲柄滑块机构已知：lLmm/S，l=250mm/s，广10*/S，求机构全部瞬心、滑块速度与和连杆角速度2。BCAB很J23在三角形ABC中，；1=和瓦SinZBCA-5-，C0Sg七|ACg310.7mmAC|BC|sinZABC-sin45v=v=PP|=10x|AC|tanZBCA916.565mm/s3P1311413|PP|=|PPI1141222412100x102.9rad/s=总v2|AC-100117：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径r=20的圆盘，圆盘中心C与凸轮回转中心的距离l=15mm，l=90mm，=10rad/s，求0=00和0=1800时，从动件角速度2的数值和方向。0=00时sPP|=sPPI112132122315x1090-15=2rad/s方向如图中所示当9=1800时=一Lt一2|P2115x1090+15总1.43rad/s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。为30。，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：行程曲柄的转角平广210则空回程曲柄的转角平=1502摇杆工作行程用时7s，则可得到空回程需时：150右t=5s2（2100/7）（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- n=60=5r125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10。，且Icd=500mm,ID=1000mm。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13=100mm，摆角w=300，摇杆的行程速比变化系数K=1.2。（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Y.（若Y350，则应另选铰链A的位置，重新设计）。minmin解：由K=1.2可得极位夹角9=K11800=021800=16.3640K+12.2曲柄长20.028连杆长116.918注意：本题答案多样.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s=50mm，偏距e=16mm，行程速度变化系数K=1.2，求曲柄和连杆的长度。解：由K=1.2可得极位夹角9=K11800=021800=16.3640K+12.22-8设计一摆动导杆机构。已知机架长度14=100mm，行程速度变化系数K=1.4，求曲柄长度。解：由K=1.4可得极位夹角K-10.49=1800=1800=300K+12.42-10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，中1=450，W1=52010；中1=900，w1=82010；中1=1350，w1=112010；机架长度Iad=50mm，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:lcos甲+1cos6=l+1cosw1243Ilsin甲+1sin6=lsinwv123消去6，并整理可得：cos甲=12+12+1212-4312211141+广cosw1#cosW一甲）令：2.314（1）1-311（2）12+12+1212-431221114于是可得到（3）cos甲=P+Pcosw+Pcos（w一甲）分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于P、P2、P3由三个方程组成的方程组。可解得：12P=0.73331P=1.48447P=0.20233I314=5，再由（、，可解得:=24.700mm,1小EP，该螺旋副不具有自锁性，所以需要制动装置。加于螺杆上的制动力矩为：T=F身tg(v-P)=100x103x号x10-3tg(11.08305.71060)=305.636N-m10-7解：查表10-1，M20螺栓的小径为d=17.294mm由题意知，因F作用而在轴上产生的摩擦力矩应与W作用而在轴上产生的力矩平衡，即有fFD=WL2厂2WL则F=则fD则每个螺栓所受的轴向力为。FWLF=a2fD螺栓的力学性能等级为4.8级，查表10-5,n广320MPa，查表10-7，S=3贝g卜=1=竺r107MPaS3代入试（10-12）有1.3Fa1。WL4,=1.3xxlaJnd2/4fD叫则W伽d12J=362.3254N5.2L10-10解：（参考）暂取螺柱个数为12,性能等级为5.8级（已知）查表10-5a=400MPa查表10-7S=3Fe=PS*=5024N取残余预紧力Fr=1.8Fe则Fa=Fe+Fr=14067.2N|a=as=史0=133MPaS3，4x1.3Fa=13.24mm取M16的螺柱（其d1=13.835mm）螺柱的分布圆直径为D0=D+2e+2x10=218224mm取D=220mm0则螺柱间距为：=57.57mml4.5d=4.5x16=72mm所以，选择正确。10-14解：选择平键连接，由图中所示轴孔直径455可知，与之相装配的轴径也为455，结合轮毂长度尺寸84,可由表10-9查得需要选择的键为：键16X80GB/T1096-2003同时可查得键的厚度尺寸h=10然后根据题10-8中传递的转矩，利用公式（10-26）及表10-10进行验算强度即可攵Apdhlp第11章齿轮传动11-1解：利用题中给定的条件可推导出:P2P11-4按照例题的步骤进行计算即可。解：本题为设计计算题，11-6解：（1）Z；（3）z；（4）zV11-7解：11-9解：要使中间轴上两轴向力相互抵消，则应有：F=Fa2a3且知轮2和轮3所传递的转矩相等，设都为T，则=F3邮2T2d222T=争邮d3sinPsinPmzmzsinP=sinP2气3z3=欢sin150=0.14383mz3x51P=8.267o3