機械設(shè)計基礎(chǔ)第二版(陳曉南_楊培林)題解.docx

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)第二版(陳曉南_楊培林)題解課后答案完整版從自由度，凸輪，齒輪，v帶，到軸，軸承第三章部分題解 3-5 圖 3-37 所示為一沖床傳動機構(gòu)的設(shè)計方案。設(shè)計者的意圖是通過齒輪 1 帶動凸輪 2 旋轉(zhuǎn)后，經(jīng)過擺桿 3 帶動導(dǎo)桿 4 來實現(xiàn)沖頭上下沖壓的動作。試分析此方案有無結(jié)構(gòu)組成原理上的錯誤。若有，應(yīng)如何修改？ 解 畫出該方案的機動示意圖如習(xí)題 3-5 解圖(a)，其自由度為： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 24-1= 0 其中：滾子為局部自由度 計算可知：自由度為零，故該方案無法實現(xiàn)所要求的運動，即結(jié)圖 3-37 習(xí)題 3-5 圖構(gòu)組成原理上有錯誤。 解決方法：增加

2、一個構(gòu)件和一個低副，如習(xí)題 3-5 解圖(b)所示。其自由度為： F = 3n- 2P5 - P4 = 34- 25-1=1 將一個低副改為高副，如習(xí)題 3-5 解圖(c)所示。其自由度為： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 23- 2 =1 習(xí)題 3-5 解圖(a) 習(xí)題 3-5 解圖(b) 習(xí)題 3-5 解圖(c) 3-6 畫出圖 3-38 所示機構(gòu)的運動簡圖（運動尺寸由圖上量?。?，并計算其自由度。 (a)機構(gòu)模型 (d) 機構(gòu)模型圖 3-38 習(xí)題 3-6 圖 解(a) 習(xí)題 3-6(a)圖所示機構(gòu)的運動簡圖可畫成習(xí)題 3-6(a)解圖(a)或習(xí)題 3-6(a)解圖(b)的兩

3、種形式。 計算該機構(gòu)自由度為： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 24-0 =1 習(xí)題 3-6(a)解圖(a) 習(xí)題 3-6(a)解圖(b) 解(d) 習(xí)題 3-6(d)圖所示機構(gòu)的運動簡圖可畫成習(xí)題 3-6(d)解圖(a)、習(xí)題 3-6(d)解圖(b)、習(xí)題 3-6(d)解圖(c) 等多種形式。 - 1 - 計算該機構(gòu)自由度為： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 24-0 =1 習(xí)題 3-6(d)解圖(a) 習(xí)題 3-6(d)解圖(b) 習(xí)題 3-6(d)解圖(c) 3-7 計算圖 3-39 所示機構(gòu)的自由度，并說明各機構(gòu)應(yīng)有的原動件數(shù)目。 解(a) F = 3n-

4、2P5 - P4 = 37 - 210-0 =1 A、B、C、D 為復(fù)合鉸鏈 原動件數(shù)目應(yīng)為 1 說明：該機構(gòu)為精確直線機構(gòu)。當(dāng)滿足 BE=BC=CD=DE，AB=AD，AF=CF 條件時，E 點軌跡是精確直線，其軌跡垂直于機架連心線 AF 解(b) F = 3n- 2P5 - P4 = 35- 27 -0 =1 B 為復(fù)合鉸鏈，移動副 E、F 中有一個是虛約束原動件數(shù)目應(yīng)為 1 說明：該機構(gòu)為飛剪機構(gòu)，即在物體的運動過程中將其剪切。剪切時剪刀的水平運動速度與被剪物體的水平運動速度相等，以防止較厚的被剪物體的壓縮或拉伸。 解(c) 方法一：將FHI 看作一個構(gòu)件 F = 3n- 2P5 - P

5、4 = 310- 214-0 = 2 B、C 為復(fù)合鉸鏈原動件數(shù)目應(yīng)為 2 方法二：將 FI、FH、HI 看作為三個獨立的構(gòu)件 F = 3n- 2P5 - P4 = 312- 217 -0 = 2 B、C、F、H、I 為復(fù)合鉸鏈 原動件數(shù)目應(yīng)為 2 說明：該機構(gòu)為剪板機機構(gòu)，兩個剪刀刀口安裝在兩個滑塊上，主動件分別為構(gòu)件 AB 和 DE。剪切時僅有一個主動件運動，用于控制兩滑塊的剪切運動。而另一個主動件則用于控制剪刀的開口度，以適應(yīng)不同厚度的物體。 解(d) F = (3-1)n-(2-1)P5 = (3-1)3-(2-1)5 =1 原動件數(shù)目應(yīng)為 1 說明：該機構(gòu)為全移動副機構(gòu)（楔塊機構(gòu)），

6、其公共約束數(shù)為 1，即所有構(gòu)件均受到不能繞垂直于圖面軸線轉(zhuǎn)動的約束。 解(e) F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 23-0 = 3 原動件數(shù)目應(yīng)為 3 說明：該機構(gòu)為機械手機構(gòu)，機械手頭部裝有彈簧夾手，以便夾取物體。三個構(gòu)件分別由三個獨立的電動機驅(qū)動，以滿足彈簧夾手的位姿要求。彈簧夾手與構(gòu)件 3 在機構(gòu)運動時無相對運動，故應(yīng)為同一構(gòu)件。 2 3-10 找出圖 3-42 所示機構(gòu)在圖示位置時的所有瞬心。若已知構(gòu)件 1 的角速度w 1 ，試求圖中機構(gòu)所示位置時構(gòu)件 3 的速度或角速度（用表達式表示）。 解(a) v3 = vP13 =w1lP13P14 （） 解(b) v3 = vP1

7、3 =w1lP13P14 （） 解(c) vP13 =w1lP13P14 =w3lP13P34 （） 解(d) v3 = vP13 =w1lP13P14 （） lP13P14 （P） w3 =w1lP13P34 3 第六章部分題解參考 6-9 試根據(jù)圖 6-52 中注明的尺寸判斷各鉸鏈四桿機構(gòu)的類型。 圖 6-52 習(xí)題 6-9 圖 解 (a) lmax +lmin =110+ 40 =150 Sl其余= 90+ 70 =160 最短桿為機架 該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu) (b) lmax +lmin =120+ 45 =165Sl其余=100+ 70 =170 最短桿鄰邊為機架 該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)

8、(c) lmax +lmin =100+50 =150Sl其余= 70+ 60 =130 該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu) (d) lmax +lmin =100+50 =150Sl其余= 90+ 70 =160 最短桿對邊為機架 該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu) 6-10 在圖 6-53 所示的四桿機構(gòu)中，若a =17 ，c = 8，d = 21。則 b 在什么范圍內(nèi)時機構(gòu)有曲柄存在？它是哪個構(gòu)件？ 解 分析：根據(jù)曲柄存在條件，若存在曲柄，則 b 不能小于 c；若 b=c，則不滿足曲柄存在條件。所以 b 一定大于 c。 若 bc，則四桿中 c 為最短桿，若有曲柄，則一定是 CD 桿。 bd： lmax +lmin =

9、b+ c Sl其余= a + d 圖 6-53 習(xí)題 6-10 圖 ba + d -c =17 + 21-8 = 30 bd： lmax +lmin = d +cSl其余= a +b bd +c-a = 21+8-17 =12 結(jié)論：12b30 時機構(gòu)有曲柄存在，CD 桿為曲柄 6-13 設(shè)計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)。AD 在鉛垂線上，要求踏板 CD 在水平位置上下各擺動 10，且lCD =500mm，lAD =1000mm。試用圖解法求曲柄 AB 和連桿 BC 的長度。 解 作圖步驟：按ml = 0.01 m/mm 比例，作出 A、D、C、C1 和 C2 點。 連接 AC1、AC2，以 A

10、 為圓心 AC1 為半徑作圓交 AC2 于 E 點。 作 EC2 的垂直平分線 n-n 交 EC2 于 F 點，則 FC2 的長度為曲柄 AB 的長度。 作出機構(gòu)運動簡圖 ABCD 及 B1、B2 點。 測量必要的長度尺寸，得到設(shè)計結(jié)果。 注：以上作圖步驟可以不寫出，但圖中必須保留所有的作圖線條。 lAB =ml AB = 0.018 = 0.08 m = 80 mm （計算值：77.85 mm） lBC =ml BC = 0.01112 =1.12 m =1120 mm （計算值：1115.32 mm） 圖 6-56 習(xí)題 6-13 圖 習(xí)題 6-13 解圖 6-14 設(shè)計一曲柄搖桿機構(gòu)。已

11、知搖桿長度l4 =100 mm ，擺角y= 450 ，行程速比系數(shù) K =1.25 。試根據(jù)gmin解 40o 的條件確定其余三桿的尺寸。 =+-=+-=20125.1125.118011180KKq lAB =ml AB = 0.00214.5 = 0.029 m = 29 mm （計算值：29 mm） lBC =ml BC = 0.00273.5 = 0.147 m =147 mm （計算值:146.68 mm） gmin = 33（計算值：32.42） 不滿足gmin 40o 傳力條件，重新設(shè)計 lAB =ml AB = 0.00217 = 0.034m = 34 mm （計算值：33.

12、81 mm） lBC =ml BC = 0.00254.5 = 0.109 m =109 mm （計算值：108.63 mm） gmin = 40（計算值：40.16） 滿足gmin 40o 傳力條件 6-15 設(shè)計一導(dǎo)桿機構(gòu)。已知機架長度l1 =100 mm ，行程速比系數(shù) K =1.4 ，試用圖解法求曲柄的長度。 解 =+-=+-=3014.114.118011180Kq K lAB =ml AB1 = 0.00213 = 0.026 m = 26 mm（計算值：25.88 mm） 6-16 設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)。如圖 6-57 所示，已知滑塊的行程 圖 6-57 習(xí)題 6-16 圖 s =

13、 50 mm ，偏距e =10 mm 。行程速比系數(shù) K =1.4 。試用作圖法求出曲柄和連桿的長度。 解 =+-=+-=3014.114.118011180KKq lAB =ml AB2 = 0.00123.5 = 0.0235 m = 23.5 mm （計算值：23.62 mm） lBC =ml B2C2 = 0.00139.5 = 0.0395 m = 39.5 mm （計算值：39.47 mm） 第七章部分題解參考 7-10 在圖 7-31 所示運動規(guī)律線圖中，各段運動規(guī)律未表示完全，請根據(jù)給定部分補足其余部分（位移線圖要求準(zhǔn)確畫出，速度和加速度線圖可用示意圖表示）。 圖 7-31 習(xí)

14、題 7-10 圖解 7-11 一滾子對心移動從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪為一偏心輪，其半徑 R = 30mm，偏心距e =15mm ，滾子半徑rk =10mm ，凸輪順時針轉(zhuǎn)動，角速度w為常數(shù)。試求：畫出凸輪機構(gòu)的運動簡圖。作出凸輪的理論廓線、基圓以及從動件位移曲線s j圖。 解 7-12 按圖 7-32 所示位移曲線，設(shè)計尖端移動從動件盤形凸輪的廓線。并分析最大壓力角發(fā)生在何處（提示：從壓力角公式來分析）。 v2 解 由壓力角計算公式： tana=(rb + s)w v2 、rb 、w均為常數(shù) s = 0 a=amax amax 即 j=0、j=300，此兩位置壓力角a最大 圖 7-32 習(xí)題

15、7-12 圖 7-13 設(shè)計一滾子對心移動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪基圓半徑rb = 40mm，滾子半徑rk =10mm ；凸輪逆時針等速回轉(zhuǎn)，從動件在推程中按余弦加速度規(guī)律運動，回程中按等加-等減速規(guī)律運動，從動件行程h = 32mm ；凸輪在一個循環(huán)中的轉(zhuǎn)角為：jt =150，js = 30，jh =120，js = 60，試?yán)L制從動件位移線圖和凸輪的廓線。 解 7-14 將 7-13 題改為滾子偏置移動從動件。偏距e = 20mm ,試?yán)L制其凸輪的廓線。 解 7-15 如圖 7-33 所示凸輪機構(gòu)。試用作圖法在圖上標(biāo)出凸輪與滾子從動件從 C 點接觸到 D 點接觸時凸輪的轉(zhuǎn)角jCD，并標(biāo)

16、出在 D 點接觸時從動件的壓力角aD 和位移sD 。 解 圖 7-33 習(xí)題 7-15 圖 第八章部分題解參考 8-23 有一對齒輪傳動，m=6 mm，z1=20，z2=80，b=40 mm。為了縮小中心距，要改用 m=4 mm 的一對齒輪來代替它。設(shè)載荷系數(shù) K、齒數(shù) z1、z2 及材料均不變。試問為了保持原有接觸疲勞強度，應(yīng)取多大的齒寬 b？ 解 由接觸疲勞強度： sH = ZEZHZe 500KT1(u +1)3 sH abu 載荷系數(shù) K、齒數(shù) z1、z2 及材料均不變 a b = a b bm24062即 b= m 2 = 42 = 90 mm 8-25 一標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，測

17、得齒輪頂圓直徑 da=208mm，齒根圓直徑 df=172mm，齒數(shù) z=24，試求該齒輪的模數(shù) m 和齒頂高系數(shù)ha*。 解 da = (z + 2ha*)m da 若取 ha* =1.0 則 m =da * = 24208+ 21 = 8 mm m =*z + 2haz + 2ha*0.8 則 m = z +d2aha* = 24+20820.8 = 8.125 mm（非標(biāo)，舍）若取 ha =答：該齒輪的模數(shù) m=8 mm，齒頂高系數(shù)ha* =1.0。 8-26 一對正確安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（正常齒制）。已知模數(shù) m=4 mm，齒數(shù) z1=25，z2=125。求傳動比 i，中心距

18、a。并用作圖法求實際嚙合線長和重合度e。 解 i = z2 / z1 =125/ 25 = 5 m4a = (z1 + z2) = (25+125) = 300 mm22d1 = mz1 = 425 =100 mm d2 = mz2 = 4125 = 500 mm db1 = mz1 cosa= 45cos20= 93.97 mm db2 = mz2 cosa= 425cos20= 469.85 mm da1 = (z1 + 2ha*)m = (25+ 21.0)4 =108 mm da2 = (z2 + 2ha*)m = (125+ 21.0)4 = 508 mm B1B2 = 0.0021

19、0.5 = 0.021 m = 21 mm （計算值：20.388 mm） e= 212121BBBB= = =1.78（計算值：1.73） pb pmcosa 3.144cos20 8-29 設(shè)在圖 8-54 所示的齒輪傳動中，z1=20，z2=20，z3=30。齒輪材料均為 45 鋼調(diào)質(zhì)，HBS1=240，HBS2=260， HBS3=220。工作壽命為 2500h。試確定在下述兩種情況中，輪 2 的許用接觸疲勞應(yīng)力sH和許用彎曲疲勞應(yīng)力sF。輪 1 主動，轉(zhuǎn)速為 20r/min；輪 2 主動，轉(zhuǎn)速為 20r/min。 圖 8-45 題 8-29 圖 解 輪 1 主動：g H2=g F2=

20、1（輪 2 的接觸應(yīng)力為脈動循環(huán)，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)） N2 = 60n2gLh = 602012500 = 3106 p164 圖 8-34：YN 2 =1.0 p165 圖 8-35：ZN 2 =1.25 p164 表 8-8： SFmin =1.25， SH min =1.0（失效概率1/100） p162 圖 8-32(c)：sF lim2 = 0.7230 =161MPa （輪齒受雙向彎曲應(yīng)力作用） p163 圖 8-33(c)：sH lim2 = 480 MPa YST = 2.0 p162 式 8-27：sF 2 = sF lim2YST YN 2 = 1612 1.0 = 25

21、7.6MPa SF min1.25p162 式 8-28：sH 2 = sH lim2 ZN 2 = 480 1.25 = 600.0MPa SH min1.0輪 2 主動：g H2=g F2=2（輪 2 的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力均為脈動循環(huán)） N2 = 60n2gLh = 602022500 = 6106 p164 圖 8-34：YN 2 = 0.99 p165 圖 8-35：ZN 2 =1.2 p164 表 8-8： SFmin =1.25， SH min =1.0（失效概率1/100） p162 圖 8-32(c)：sF lim2 = 230 MPa p163 圖 8-33(c)：sH li

22、m2 = 480 MPa YST = 2.0 p162 式 8-27：sF 2 = sF lim2YST YN 2 = 2302 0.99 = 364.32MPa SF min1.25p162 式 8-28：sH 2 = sH lim2 Z N 2 = 480 1.2 = 576.0MPa SH min1.0 8-30 一閉式單級直齒圓柱齒輪減速器。小齒輪 1 的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 250HBS；大齒輪 2 的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 220HBS。電機驅(qū)動，傳遞功率 P=10kW，n1=960r/nin，單向轉(zhuǎn)動，載荷平穩(wěn)，工作壽命為 5 年（每年工作 300

23、天，單班制工作）。齒輪的基本參數(shù)為：m=3mm， z1=25，z2=75，b1=65mm，b2=60mm。試驗算齒輪的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。 解 幾何參數(shù)計算： d1 = mz1 = 325 = 75 mm da1 = (z1 + 2ha*)m = (25+ 21.0)3 = 81 mm a1 = cos-1(d1 cosa/da1) = cos-1(75cos20/81) = 29.53 d2 = mz2 = 375 = 225 mm da2 = (z2 + 2ha*)m = (75+ 21.0)3 = 231 mma2 = cos-1(d2 cosa/ da2 ) = cos-1(2

24、25cos20/ 231) = 23.75 m3a =(z1 + z2) =(25+ 75) =150 mm221 e =z1(tanaa1 - tana) + z2(tanaa2 - tana)2p1 =25(tan29.53- tan20) + 75(tan23.75- tan20) =1.712p u = z2 / z1 = 75/ 25 = 3n2 = z1n1 / z2 = 25960/75 = 320 r/min載荷計算： p152 表 8-5： KA =1.0 v = pd1n1 =p75960 = 3.77 m/s 6000060000 p153 表 8-6： 齒輪傳動精度為

25、9 級，但常用為 68 級，故取齒輪傳動精度為 8 級 p152 圖 8-21： Kv =1.18 b2 60 0.8 fd = = = d1 75p154 圖 8-24： Kb =1.07 （軟齒面，對稱布置） p154 圖 8-25： Ka =1.25 K = KAKvKbKa =1.01.181.071.25 =1.58P10 T1 = 9550 = 9550 = 99.48 Nm n1960許用應(yīng)力計算： N1 = 60n1gLh = 609601(53008) = 6.9108 N2 = 60n2gLh = 603201(53008) = 2.3108p164 圖 8-34：YN1

26、= 0.88 ，YN2 = 0.92 p165 圖 8-35：ZN1 = 0.98 ， ZN2 = 0.94 p164 表 8-8： SFmin =1.25， SH min =1.0（失效概率1/100） p162 圖 8-32(c)：sFlim1 = 220 MPa ，sFlim2 = 270 MPa p163 圖 8-33(c)：sH lim1 = 550 MPa ，sH lim2 = 620 MPa YST = 2.0 p162 式 8-27：sF1 = sFlim1YST YN1 = 2202 0.88 = 309.76 MPa SFmin1.25sF2 = sFlim2YST YN2

27、 = 2702 0.92 = 397.44 MPa SFmin1.25p162 式 8-28：sH1 = sH lim1 ZN1 = 550 0.98 = 539 MPa SH min1sH 2 = sH lim2 ZN2 = 620 0.94 = 582.8 MPa 1min MPa 驗算齒輪的接觸疲勞強度： p160 表 8-7： ZE =189.8 MPa p161 圖 8-31：ZH = 2.5 p 160式8-26：87.0371.1434=-=-=eeZ p 160式8-25：ubuKTaZZZHEH231)1(500+=es MPa 460360)13(48.9958.15001

28、5087.05.28.189 3=+= sH sH 齒面接觸疲勞強度足夠 驗算齒輪的彎曲疲勞強度： p157 圖 8-28：YFa1 = 2.64，YFa2 = 2.26 p158 圖 8-29：YSa1 =1.6，YSa2 =1.78 0.750.75p158 式 8-23：Ye = 0.25+= 0.25+= 0.69 e1.71p158 式 8-22：sF1 = 2000KT1 YFa1YSa1Ye = 20001.5899.48 2.641.60.69 = 62.65 MPa d1b1m75653sF2 = 2000KT1 YFa2YSa2Ye = 20001.5899.48 2.26

29、1.780.69 = 64.63 MPa d1b2m75603 sF1 sF1 齒輪 1 齒根彎曲疲勞強度足夠 sF2 sF2 齒輪 2 齒根彎曲疲勞強度足夠 第九章部分題解 9-6 圖 9-17 均是以蝸桿為主動件。試在圖上標(biāo)出蝸輪（或蝸桿）的轉(zhuǎn)向，蝸輪齒的傾斜方向，蝸桿、蝸輪所受力的方向。 圖 9-17 習(xí)題 9-6 圖 解（虛線箭頭表示判定得到的旋轉(zhuǎn)方向） 9-18 已知一蝸桿傳動，蝸桿主動，z1=4，蝸桿頂圓直徑 da1=48mm，軸節(jié) pa=12.5664mm，轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min，蝸桿材料為 45 鋼，齒面硬度 HRC45，磨削、拋光；蝸輪材料為錫青銅。試求該傳動的嚙合效

30、率。 pa12.5664解 pa =pm m = 4 mm pp da1 = d1 + 2ha*m d mm g= arctan(z1m) = arctan(44) = 21.801 d140d12pn1402p1440vs = v1 = 2000 60 = 2000 60= 3.248 m/s cosgcosgcos(21.801)0.p199 表 9-5：線性插值 fv = 0.024+(4.0-3.248) = 0.027 jv = arctan( fv ) =1.547 h1 =tang =tan(21.801)= 0.927 tan(g+jv )tan(21.801+1.547)9-

31、20 手動絞車的簡圖如圖 9-19 所示。手柄 1 與蝸桿 2 固接，蝸輪 3 與卷筒 4 固接。已知 m=8mm、z1=1、 d1=63mm、z2=50，蝸桿蝸輪齒面間的當(dāng)量摩擦因數(shù) fv=0.2，手柄 1 的臂長 L=320mm，卷筒 4 直徑 d4=200mm，重物W=1000N。求： （1） 在圖上畫出重物上升時蝸桿的轉(zhuǎn)向及蝸桿、蝸輪齒上所受各分力的方向； （2） 蝸桿傳動的嚙合效率； （3） 若不考慮軸承的效率，欲使重物勻速上升，手柄上應(yīng)施加多大的力？ （4） 說明該傳動是否具有自鎖性？ 圖 9-19 習(xí)題 9-20 圖 解 蝸桿的轉(zhuǎn)向及蝸桿、蝸輪齒上所受各分力的方向如圖 嚙合效率：

32、 g= arctan(z1m) = arctan(18) = 7.237 d163jv = arvtan fv = arctan(0.2) =11.310 tangtan(7.237)h= 0.3785 tan(g+jv )tan(7.237 +11.310)手柄上的力： Ft3d3Wd4d4d4200 = Ft3 =W =W =1000 = 500 N 22d3mz2850Ft2 = tan(g+jv ) Ft2 = Ft3 tan(g+jv ) = 500tan(7.237+11.310) =167.754 N Ft3Ft2d1Ft2d1167.75463 = FL F =16.513 N

33、 2=LhFLiWd=4 22320或： T3 =T2ih 2自鎖性： gjv 機構(gòu)具有自鎖性 第十章部分題解參考 10-4 在圖 10-23 所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)，3為單頭右旋蝸桿，求傳動比i15 。 解 9030120306030431543432154325115-=-=-=-=zzzzzzzzzzzzzznni 10-6 圖 10-25 所示輪系中，所有齒輪的模數(shù)相等，且均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，若 n1=200r/min，n3=50r/min。求齒數(shù) z2 及桿 4 的轉(zhuǎn)速 n4。當(dāng) 1）n1、n3 同向時；2）n1、n3 反向時。 mm解 i n3 - n4z1z21520 n4 = (

34、n1 +5n3)/6 設(shè) n1 為“” 則 1）n1、n3 同向時：n4 = (n1 +5n3)/6 = (200+550)/6 = +75 r/min （n4 與 n1 同向） 2）n1、n3 反向時：n4 = (n1 +5n3)/6 = (200-550)/6 = -8.33 r/min （n4 與 n1 反向） 10-8 圖 10-27 所示為卷揚機的減速器，各輪齒數(shù)在圖中示出。求傳動比i17 。 解 1-2-3-4-7 周轉(zhuǎn)輪系，5-6-7 定軸輪系 i147 = n1 - n7 = - z2z4 = - 5278 = -169 n4 - n7z1z3242121 n5z7 i57 =

35、 -= -= n7z5n4 = n5 n1276743.92 （n1 與 n7 同向） i17 = = = n76310-9 圖 10-28 所示輪系，各輪齒數(shù)如圖所示。求傳動比i14 。 13 = n13 -nnHH = - zz13 = -1890 = -5 解 iHni43H = n4 - nH = z2z3 = 3390 = 55 n3 - nHz4z2873658n3 = 0 n i1H =1 = 6 nHn43 i4H = = nH 5814 n1i1H6 58 =116 （n1 與 n4 同向） i=n4i4H3 1 10-11 圖 10-30 示減速器中，已知蝸桿 1 和 5

36、的頭數(shù)均為 1（右旋）， z1 =101， z2 =99， z2 = z4 ， z4 =100， z5 =100，求傳動比i1H 。 解 1-2 定軸輪系，1-5-5-4 定軸輪系，2-3-4-H 周轉(zhuǎn)輪系 nz99n i12 =1 =2 = = 99 n2 = 1 () n2z1199i14 = n1 = z5z4 = 100100 = 10000 n4 = 101n1 () n4z1z5101110110000i2H4 = n2 - nH = z4 = -1nH = 1 (n2 + n4) n4 - nHz221 1 n101nn nH = (n2 + n4 ) = ( 1 -1 ) =1

37、 2 2 99100001980000n1 1980000 i1H = = nH 2 第十一章部分題解 11-11 設(shè) V 帶傳動中心距 a=2000mm，小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1=125 mm，n1=960 r/min，大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2=500 mm，滑動率=2%。求：（1）V 帶基準(zhǔn)長度；（2）小帶輪包角a1；（3）大帶輪實際轉(zhuǎn)速。 解 V 帶基準(zhǔn)長度： p(dd 2 -dd1)2p(500-125)2Ld 2a + (dd1 + dd 2) += 22000+ (125+500) += 4999.33 mm 24a242000p255 查表 11-5：Ld=5000 mm 小帶輪包角

38、a1 ： dd 2 -dd1500-125a1 =p-=p-= 2.95409 rad = 169.257 a2000大帶輪實際轉(zhuǎn)速： n1dd 2 i = = n2dd1(1-e) n2 = dd1(1-e) n1 = 125(1-0.02) 960 = 235.2 r/min dd 2500 11-13 某 V 帶傳動傳遞功率 P=7.5 kW，帶速 v=10 m/s，緊邊拉力是松邊拉力的 2 倍，求緊邊拉力 F1 及有效工作拉力 Fe。 Fev 解 P = 1000 Fe = 1000P = 10007.5 = 750 N v10又 F1 = 2F2 且 Fe = F1 - F2 F1

39、= 2Fe = 2750 =1500 N2 11-14 設(shè) V 帶傳動的主動帶輪轉(zhuǎn)速 n1=1450 r/min，傳動比 i=2，帶的基準(zhǔn)長度 Ld=2500 mm，工作平穩(wěn)，一班制工作，當(dāng)主動帶輪基準(zhǔn)直徑分別為 dd1=140 mm 和 dd1=180 mm 時，試計算相應(yīng)的單根 B 型V 帶所能傳遞的功率，它們的差值是多少？ 解 當(dāng) dd1=140 mm 時： n1dd 2 i = = dd 2 = idd1 = 2dd1 12ddn中心距 8)(8)(2)(221222121ddddddddddddLddLa-+-+-pp 88)32(3221211dddddddLdL-+-=pp 5.

40、91781408)140325002-+-=pp mm 小帶輪包角 989.21401121=-=-=-pppaddddddrad = 171.26 aa917.5p253 表 11-3： P0 = 2.82 kW p255 表 11-4： Ka= 0.98+(171.26-170) = 0.983 （線性插值） p255 表 11-5： KL =1.03 p256 表 11-6： Kb = 2.6510-3 p256 表 11-7： Ki =1.12 p257 表 11-8： K A =1.0 1-31DP0 = Kbn1(1- ) = 2.6510 1450(1-

41、) = 0.412 kW Ki1.12 1 P140 = (P0 +DP0 )KaKL = (2.82+ 0.412)0.9831.03 = 3.27 kW K A1.0當(dāng) dd1=180 mm 時： 中心距 8)(8)(2)(221222121ddddddddddddLddLa-+-+-pp 88)32(3221211dddddddLdL-+-=pp 0.82181808)180325002-+-=pp mm 小帶輪包角 922.28211801121=-=-=-pppaddddddrad = 167.44 aap253 表 11-3： P0 = 4.39 kW p

42、255 表 11-4： Ka= 0.95+(167.44-160) = 0.972 （線性插值） P180 = (P0 +DP0 )KaKL = (4.39+ 0.412)0.9721.03 = 4.81 kW K A1.0差值： DP = P180 - P140 = 4.81-3.27 =1.54 kW - 2 - 第十二章部分題解 12-7 某自動機上裝有一個單撥銷六槽外槽輪機構(gòu)，已知槽輪停歇時進行工藝動作，所需工藝時間為 30 秒，試確定撥盤轉(zhuǎn)速。 解 六槽外槽輪機構(gòu)兩槽間夾角：2j2=360/6=60 主動撥盤對應(yīng)轉(zhuǎn)過角度： 2a1=180-2j2=120 主動撥盤轉(zhuǎn)過 360-2a1

43、=240時，槽輪處于停歇階段，所用時間為 30 秒，設(shè)撥盤勻速轉(zhuǎn)動，則其轉(zhuǎn)速： n1 = 240 60 =1.33 r / min 3036012-9 在牛頭刨床的進給機構(gòu)中，設(shè)進給絲杠的導(dǎo)程為 5mm，而與絲杠固結(jié)的棘輪有 28 個齒。問該牛頭刨床的最小進給量是多少？解 棘輪轉(zhuǎn)過 28 個齒時，絲杠轉(zhuǎn)一周，進給機構(gòu)移動一個導(dǎo)程（5mm）故牛頭刨床的最小進給量為： = 0.18 mm - 1 - 第十四章部分題解 14-11 在圖 14-19 中，行星輪系各輪齒數(shù)為 z1、z2、z3，其質(zhì)心與輪心重合，又齒輪 1、2 對其質(zhì)心 O1、 O2 的轉(zhuǎn)動慣量為 J1、J2，系桿 H 對 O1 的的轉(zhuǎn)

44、動慣量為 JH，齒輪 2 的質(zhì)量為 m2，現(xiàn)以齒輪 1 為等效構(gòu)件，求該輪系的等效轉(zhuǎn)動慣量 Jv。 解 由公式（14-18）： Jv = n mi vsi 2 + Jsi wi 2i=1 w2 = J1ww11 + J2ww12 求wH ： i13H = w1 -wH w1w3 -wH wH =z1 w1z1 + z3vO2 ： vO2 = RHwH求w1w1 w1求w2 ： i23H = w2 -wH w1w3 -wH 即： w2z2 - z3 w 222 + m vO2 + JH wH w1 w1 z= - 3 ，w3 = 0 圖 14-19 習(xí)題 14-11 圖 2z1 RH z1 ，

45、RH = lO1O2 = z1 + z3z3 ，w3 = 0 =z2 wHw2 w1故 J = J +J=ww z - z= 2 H = 2 3 wH w1 z2z1z1(z2 - z3)= z1 + z3z2(z1 + z3)z2222 z1 z2 -z3 +(m R2 +J ) z1 v12 z2 z1 +z3 2HH z1 +z3 14-15 機器一個穩(wěn)定運動循環(huán)與主軸兩轉(zhuǎn)相對應(yīng)。以曲柄與連桿所組成的轉(zhuǎn)動副 A 的中心為等效力的作用點，等效阻力變化曲線 Fvc-SA 如圖 14-22 所示。等效驅(qū)動力 Fva 為常數(shù)，等效構(gòu)件（曲柄）的平均角速度值m=25 rad/s，不均勻系數(shù)=0.0

46、2，曲柄長 lOA=0.5m，求裝在主軸（曲柄軸）上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。 TT 解 求 Fva： 0FvadsA = 0FvcdsA Fva 4plOA = 80(plOA +plOA ) 2故 Fva = 30 N 圖 14-22 習(xí)題 14-15 圖 作等效力曲線、能量指示圖（見習(xí)題 14-15 解圖）；求 Wy： 習(xí)題 14-15 解圖 - 1 - 圖中： ab = -50plOA Nm 、bc = 30plOA Nm 、cd = -25plOA Nm 、da = 45plOA Nm 故 Wy = 50plOA = 50p0.5 = 25p Nm Wy25p2求 JF： J F = 2 =

47、 2 = 6.28 kgm wmd 25 0.0214-19 圖 14-26 所示回轉(zhuǎn)構(gòu)件的各偏心質(zhì)量 m1=100g、m2=150g、m3=200g、m4=100g，它們的質(zhì)心至轉(zhuǎn)動軸線的距離分別為 r1=400mm、r2=r4=300mm、r3=200mm，各偏心質(zhì)量所在平面間的距離為 l12= l23= l34=200mm，各偏心質(zhì)量的方位角a12 =120、a23 =60、a34 =90。如加在平衡面 T和 T中的平衡質(zhì)量 m及 m的質(zhì)心至轉(zhuǎn)動軸線的距離分別為 r和 r，且 r=r=500mm，試求 m和 m的大小及方位。 圖 14-26 習(xí)題 14-19 圖 解 T平衡面： m1r1

48、 = m1r1 =100400 = 40000 gmm m2r2 =l23 +l34m2r2 =200+ 200150300 = 30000 gmm l12 +l23 +l34200+ 200+ 200 l34200 m3r3 =m3r3 =200200 =13333 gmm l12 +l23 +l34200+ 200+ 200 l12200T平衡面： m2r2 =m2r2 =150300 =15000 gmm l12 +l23 +l34200+ 200+ 200 m3r3 = l12 +l23 m3r3 = 200+ 200 200200 = 26667 gmm l12 +l23 +l34 200+ 200+ 200m4r4 = m4r4 =