重慶大學(xué)機(jī)械原理課后習(xí)題解答

1、一機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)二 平面連桿機(jī)構(gòu)及其分析設(shè)計(jì)三凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)四論析及其設(shè)計(jì)六機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)1- 1答案：a）自由度數(shù)為3。約束掉3個(gè)移動(dòng)，保留3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自 由度，為3級(jí)運(yùn)動(dòng)副。b）自由度數(shù)為3。約束掉1個(gè)移動(dòng)、2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留2個(gè) 移動(dòng)，1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，為3級(jí)運(yùn)動(dòng)副。c）自由度數(shù)為仁 約束掉2個(gè)移動(dòng)、3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留1個(gè)移 動(dòng)自由度，為5級(jí)運(yùn)動(dòng)副。d）自由度數(shù)為1。約束掉3個(gè)移動(dòng)、2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留1個(gè)轉(zhuǎn) 動(dòng)自由度，為5級(jí)運(yùn)動(dòng)副。e）自由度數(shù)為2。約束掉2個(gè)移動(dòng)、2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留1個(gè)移 動(dòng)，1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，為4級(jí)運(yùn)動(dòng)副。1- 1答案：a）自由度數(shù)為3。約束掉3個(gè)移動(dòng)，保留3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自 由度，為3級(jí)運(yùn)動(dòng)副。b）自由

2、度數(shù)為3。約束掉1個(gè)移動(dòng)、2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留2個(gè) 移動(dòng)，1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，為3級(jí)運(yùn)動(dòng)副。c）自由度數(shù)為1。約束掉2個(gè)移動(dòng)、3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留1個(gè)移 動(dòng)自由度，為5級(jí)運(yùn)動(dòng)副。d）自由度數(shù)為仁約束掉3個(gè)移動(dòng)、2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留1個(gè)轉(zhuǎn) 動(dòng)自由度，為5級(jí)運(yùn)動(dòng)副。e）自由度數(shù)為2。約束掉2個(gè)移動(dòng)、2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，保留1個(gè)移 動(dòng)，1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，為4級(jí)運(yùn)動(dòng)副。1-2答案：a）其結(jié)構(gòu)的自由度F = 3X8 2X 1 0-2=2或F = 3X9 2X1 1 1= 2。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：10b）自由度F = 3X5 2X7= 1 o機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:c）自由度F = 3X6 2X4=1。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:d）自由度F = 3X5 2X7= 1

3、。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:61-3 答案：: F= 1- 單鏈數(shù) P = 3N/2- (F + 3) / 2= 1 3閉環(huán)數(shù) k= P + 1 N = 4由P 3 3頁(yè)公式1 一 1 3a可得:r N3+2 N4+N5=6I N2+N3+N4+N5= 1 0由上式可得自由度F=1的1 0桿單鏈運(yùn)動(dòng)鏈的基本方案如下:運(yùn)動(dòng)鏈閉合回運(yùn)動(dòng)副2元素3元素4元素5元素類(lèi)型路數(shù)數(shù)(P)桿數(shù)目(N2)桿數(shù)目(N3)桿數(shù)目(NQ桿數(shù)目(N5)1 0桿鏈N = 1041 34600541162206301703071108002P 2 6頁(yè)圖1 一 1 6雙柱曲柄壓力機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖中，所對(duì)應(yīng)的4個(gè)閉 合回路分別是由如下構(gòu)件組成：

4、10, 9, 8, 7, 1 4;1 0, 1,2,3;10,5,4,3;2 , 3, 4 , 5 , 6 , 7 o1- 4答案：a）其中4、8、3、2、7構(gòu)件構(gòu)成了虛約束。F = 3X3-2X4=1;先按a）圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來(lái)。拆去虛約束后再觀(guān)察其運(yùn)動(dòng)。b）其中AD、C D桿及下方的活塞構(gòu)成虛約束。F = 3X5-2X7= 1 ;c）為軌跡重合虛約束，可認(rèn)為A B桿或滑塊之一構(gòu)成虛約束。F = 3X3 2X4= 1 ;d）對(duì)稱(chēng)的上部分或下部分構(gòu)成虛約束。F =3X5 一 2X7=1.注意其中的C、G、D、1一6 答案：a）F = 3X7-2X 1 0 =1H點(diǎn)并不是復(fù)合錢(qián)鏈。以A B為原動(dòng)件時(shí)

5、:DH由三個(gè)II級(jí)基本桿組與原動(dòng)件、機(jī)架構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)級(jí)別為二級(jí)。以E F為原動(dòng)件時(shí):由1個(gè)II級(jí)基本桿組，1個(gè)III級(jí)基本桿組組成。桿組級(jí)別為三級(jí)。b)F = 3X5-2X7=1以A B為原動(dòng)件時(shí)：由1個(gè)III級(jí)基本桿組組成，機(jī)構(gòu)級(jí)別為三級(jí)。以E F為原動(dòng)件時(shí):由2個(gè)II級(jí)基本桿組組成，機(jī)構(gòu)級(jí)別為2級(jí)。C) F = 3X7-2X 1 0= 1 其中C點(diǎn)為復(fù)合較鏈，分別由2、 3、4構(gòu)件在C點(diǎn)構(gòu)成復(fù)合較。以A B為原動(dòng)件時(shí):由3個(gè)II級(jí)基本桿組組成。機(jī)構(gòu)級(jí)別為2級(jí)。以E F為原動(dòng)件時(shí):B由3個(gè)II級(jí)基本桿組組成。機(jī)構(gòu)級(jí)別為2級(jí)。d)F = 3X3 2X3 2 = 1 或者 F = 3 X

6、5 2 X 5 2 2 =1 其中B、D處的嬢子具有局部自由度。高副低代后的瞬時(shí)替代機(jī)構(gòu)為：機(jī)構(gòu)級(jí)別為2級(jí)。e) F = 3X4 2X5 1 = 1其中E不是復(fù)合錢(qián)鏈，F(xiàn)處構(gòu)成虛約束。高副低代后為：由1個(gè)III級(jí)基本桿組組成，機(jī)構(gòu)級(jí)別為3級(jí)。F) F = 3X6 2X8 1 = 1 滾子具有局部自由度，D點(diǎn)構(gòu)成 虛約束。其中G、I、F點(diǎn)不是復(fù)合鍍鏈。高副低代后為：由1個(gè)II級(jí)基本桿組，1個(gè)III級(jí)基本桿組組成。機(jī)構(gòu)級(jí)別為3級(jí)。1-7 答案：a)F = 6X3 (3X 1+4X 1+5X2) = 1b) F 二 6X3 (3X2+5X2) 1 = 1c) F = 6 X 3 - (5X4-3)

7、= 1d) F = 6 X 3 - (3 X 1 4-4 X 1+5X2) = 1b)2- 1答案：a)曲柄Bc)d)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)2- 2答案：1)該機(jī)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，則AB應(yīng)為最短 桿。其中已知BC桿為最長(zhǎng)桿50。 /ab+ /bcW /ad+ /cd/ab152) 該機(jī)構(gòu)欲成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，同樣應(yīng)滿(mǎn)足曲柄存在的條件，且應(yīng)以 最短桿為機(jī)架?，F(xiàn)AD為機(jī)架，則只能最短桿即為AD=3 0,則最長(zhǎng) 桿可能為BC桿,也可能是AB桿。1 )1 ) 若 AB 桿為最長(zhǎng)桿：/aD+/aB/Bc+/co /abW55 即 5 0< /aB< 5 52) 2)若 BC桿為最長(zhǎng)

8、桿：/ab+/bcW/ab+/cd厶045 即4 5 W /AB< 5 0若該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則A B桿桿長(zhǎng)的取值范圍為：45 W /abW503) 3)欲使該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則最短桿與最長(zhǎng)桿之和應(yīng)大于另外二桿之和?，F(xiàn)在的關(guān)鍵是誰(shuí)是最短、最長(zhǎng)桿1) 1)若AB桿最短，則最長(zhǎng)桿為BC:/ab+/bc> /cd+/ad /ab>152) 若 AD 桿最短,BC 桿最長(zhǎng)：/ad+/ab>/bc+/cd /ab<45AB 桿最長(zhǎng)：/ad+/ab> /bc+ /cd /ab>55/aB V /AO-*" /cd+ /BCIA/ab<115綜上

9、分析：AB桿的取值為:15</ab<45 或者 55</ab<1152- 3答案：由于/ab+ /ad< /bc+ /co,且以最短桿A B的鄰邊為機(jī)架。 故該較鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。A B為曲柄。1 )以曲柄A B為主動(dòng)件，作業(yè)搖桿C D的極限位置如圖所示。*. ACi= /ab+ /bc=80AC2=心一 /ab=24極位夾角e :e =C0S_1ZC2AD-C0S_, ZC1AD= COS_, (AC22 + AD2-C2D2) / 2AC2AD -cos-' (AC,2 + AD2C.D2) / 2ACi XAD= COS'1 (242

10、+722-502) /2 X 24X72 一COS" (8 02+722 -502)/2X 80X72行程速比系數(shù)K= ( 1 8 0°+ 9 ) / ( 1 8 0° e )最小傳動(dòng)角丫麗出現(xiàn)在A(yíng) B與機(jī)架A D重合位置(分正向重合、 反向重合)如下圖。分別求出Bi、B 2,再求最小傳動(dòng)角。0 產(chǎn) COS 7 CD2+BC2 -(CD-AB)2 /2 X CD X Bg0 2 = COS"1 CD2+BC2(AD+AB)2 /2XCDXBCB2曲柄處于A(yíng) B】位置時(shí)，傳動(dòng)角Y i= 3 i-曲柄處于A(yíng) B 2位置時(shí)，傳動(dòng)角Y 2 = 180°

11、 P 2.現(xiàn)比較的丫丨、Y2大小，最小傳動(dòng)角取丫丨、丫2中最小者. Y min求e：搖桿的最大擺角e：4) = ZBtDCi zb2dc2=COS" (B D+cQBG?) /2 X B,D X C一COS" (B J)2+C,D2 -B£/) /2XB2DXC2D= COS" (442+502-522) /2X44X50 一COS" (1002+502- 522) /2X100 X 502) 2)取A B為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)。因?yàn)樵谇鷵u桿機(jī)構(gòu)中取最短桿作為機(jī)架，其2個(gè)連 架桿與機(jī)架相連的運(yùn)動(dòng)副A、B均為整轉(zhuǎn)副。C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 副為

12、搖轉(zhuǎn)副。2-4答案：1）四桿機(jī)構(gòu)A B C D中，最短桿AB,最長(zhǎng)桿BC因 且以最短桿A B的鄰邊為機(jī)架.故四桿機(jī)構(gòu)A B C D為曲柄搖桿機(jī) 構(gòu).2）搖桿CD處于極限位置時(shí)，滑塊F亦分別處于其極限位置.e = COS 1 (C2A2+AD2 - C2D 2) /2 X C2A X AD - COS 1 (CiA2+AD2-CiD2) /2XCiAXAD=COS_1 (252+502 - 402) /2 X 25 X 50 -COS"1 (852+502 -402) /2X85X50行程速比系數(shù)K= ( 1 8 0°+ 6 ) / ( 1 8 o°- e )=3)

13、 在 AADG 中：COS-1 Z ADC!= (502+402-852) /2X50X40 = 在 AADC2 中:COS'1 Z A DC2= (502+402 - 252) /2 X 50 X 40 = 33° Z FQEi= Z ADGZF2DE2=ZADC2在 A F1DE1 中：COS_1ZFiDEi= (FiD2+202-602) /2XHDX60 即可求出FiD二在 A F2DE2 中：COS_,ZF2DE2= (F2D2+202-602) /2XF2DX60即可求出f2d=所以滑塊的行程H = F2D-F1D =4) 機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角丫亦出現(xiàn)在C D桿垂直于

14、導(dǎo)路時(shí).(即E D丄導(dǎo)路)C0SYmin=ED/EFC0SYmin= 1 / 3 Y min1) 1 )導(dǎo)軌DF水平處于E,. E2之中間時(shí)，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中壓力角最小.2- 5答案：當(dāng)構(gòu)件處于上下極限位置時(shí)，此時(shí)曲柄A B分別處于與搖 桿C D垂直的兩次位置。D2,D1比例：1:1030C2585B120" g700E2/E11)-6=180° ZC A Bi= 180° 一2 XCOS'1 (200/585)k二(180° +6) / (180° 9 )2) . a =sin1 (200/585)二A ZDiC Ei= 1 8 0

15、76; -9 0° - a在ZC中：COSZDiC Ei= (DiC2+C Ei2-DiEi2) / (2 D,C X c EO即 C0SZ6C E= (3002+CE/-7002) / (2 X 3 OOXCE,) CEi =在A(yíng)CDzE2中：ZD2C E2=2X a +ZD1C EiCOSZD2C E2= (3002+CE22-7002) / (2 X 3 OOXCE2).'.CE2=構(gòu)件5的行程H =CE|-CE2C353) 機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在搖桿CD運(yùn)動(dòng)到水平位置時(shí).COS-' (CD/DE)Ymin=COS_1 (300/700) =4) 機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)

16、角的位置即出現(xiàn)最大壓力角(1啊即a = 90° 僅從減少最大壓力角afflax,可以將搖桿CDJ或DET還可將滑塊 5的導(dǎo)路平行移到弧DQ圓弧的中間.5 ）曲柄應(yīng)增長(zhǎng)到400mm.2- 6答案：1）機(jī)構(gòu)處在圖示位置時(shí)，其機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角丫如圖所Y =ZC B ECOS 丫 = B E / B C即 COSy = ( YS in a +e) / L 從上式可知，rt, eT均可使傳動(dòng)角y i; LT使y To2)從上式可知，最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在A(yíng) B桿垂直于導(dǎo)路時(shí).(即a=9 0 ° 時(shí))BE3) e= 0時(shí)，最小傳動(dòng)角丫亦還是同上，出現(xiàn)在A(yíng)B垂直于導(dǎo) 路上時(shí)，且 Ymin=COS_

17、1r/lo最大傳動(dòng)角Y冋出現(xiàn)在曲柄A B與導(dǎo)路垂直時(shí)，且Y心=90°此時(shí)行程H增大，且H = 2ro2-7答案:BB當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與水平線(xiàn)A P相交時(shí)，滑塊P分別處于其極限位 置.即當(dāng)C點(diǎn)在A(yíng)左方時(shí)，D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)正右方，滑塊P處于右 邊極限位置F;當(dāng)C點(diǎn)在A(yíng)右方時(shí)，D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)正左方，滑塊P處于左邊 極限位置P2插刀P的行程H = 2 A D = 8 Omm.9 =180°X (k-1)/(k + 1)=180°X (2X27-1) / (2X2 7+ 1 )1 )1 )若ZGBC2 為銳角，則 ZC,BC =e , wi sin ( e / 2)2)2)若 Z

18、GBC2 為鈍角，則 ZCiBC2=180°- e , /bc= /as/Si n (ZGBC2/2) =/AB/Si n (90° 0 / 2) =/AB/C0S(e/2)=2422- 8答案：J34P34P23P2412rP13-P"瞬心在A(yíng)點(diǎn)瞬心P"在C點(diǎn)瞬心P23、P"均在B點(diǎn)P.4>P|3均在垂直導(dǎo)路的無(wú)瞬心P23、P|3均在B點(diǎn)窮遠(yuǎn)處瞬心Pl4> P24均在D點(diǎn)P24P13P12-6P2P34©P1442-9答案：此題關(guān)鍵是找到相對(duì)瞬心22T0答案：找到1 , 2構(gòu)件的相對(duì)瞬心P12即有：CDiX APi2 =

19、 u)2XCPT2現(xiàn)在的關(guān)鍵是求出麗&的值。設(shè)AP12為 X,則 0P12 =(222+x2) 1/2BP12 = 5 O + (222+x2) 1/2, CP12=80 + x P12AOA p12bc則有：x/ 5O + (222+x2) 1/2 =(222+x2) 1/2/(80+x)求解出x =由式可得：u)2= co i X AP12 / CP12 =m2T5答案：按題中給定的尺寸，選定尺寸比例尺，畫(huà)出ZBAE二45°時(shí)的機(jī)構(gòu)位置圖。比例：1：10 先列出其速度向量方程式。可求解速度及構(gòu)件的角速度。Vc = VbVcb大小：/ab方向：BC丄AB丄BC即可求出2構(gòu)件

20、上C點(diǎn)的速度及3 2=Vcb/ /盹。33= 3Vd = Vb + Vdb大?。悍较?可求出V D又. vE=vD+vED大小： V方向：水平 V 丄ED可求出V E及3 4 列出其加速度向量方程式?？汕蠼饨羌铀俣?、加速度。2T8答案：用反轉(zhuǎn)原理?，F(xiàn)假想搖桿CD固定在C2D位置，使滑塊的導(dǎo)路位置轉(zhuǎn)動(dòng)，且分別與 C2D成j、a（,即可得到八、F2反轉(zhuǎn)后的新位置FF2 'o作FF2 的中垂線(xiàn)，F(xiàn)3 *F2的中垂線(xiàn)的交點(diǎn)。即可得到搖桿CD與滑塊之間的連 桿的轉(zhuǎn)動(dòng)中心E2點(diǎn)，連接E2F2即可得到此連桿的長(zhǎng)度。2T9答案：假定連架桿CD的長(zhǎng)度亦取100mm,且與機(jī)架夾角4,屮3正好定C D的連線(xiàn)

21、與機(jī)架所成形的角?，F(xiàn)假象把連架桿AB固定在第一位置，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架AD,使AD分別 與AD的固定位置分別成4, 02, （t）3,從而可找到另一連架桿C2D, C3D位置。即轉(zhuǎn)化為已知連桿的三位置而設(shè)計(jì)銃鏈四桿機(jī)構(gòu)，A是不 用設(shè)計(jì)，其值只有CbC2,C3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心& （作CG, C2C2的垂線(xiàn)）連接 CBGD,即得較鏈四桿機(jī)構(gòu)。2- 21答案：選尺寸比例畫(huà)出機(jī)架AD,即極限位置的CD極位夾角9 二（k1）/（k+1）X8y =36°此題有2組解，因?yàn)镃D位置既可認(rèn)為最近極限位置。又可按最遠(yuǎn) 極限位置來(lái)設(shè)計(jì)。1CD為最近極限位置，則最遠(yuǎn)極限位置在C2D則為r Ab+ /bc=AC2

22、XL /bc /aFAC2 X |1即可求/ab, /bc亦可用作用在A(yíng)C2±去AC,剩余段的一半即為 /AB, AF 即代表 /bGo2CD為最遠(yuǎn)極限位置，則最近極限位置在GD。則有/ab+/bc二AC2 X U、/bc/ab=AC2X U即可求/ab, /bc (亦可用作圖法，同上)。2-22答案：由題可得極位夾角e =180°X 伙一 1 ) / (W+ 1 ) = 6 0°.即擺桿C D得擺角為60°.曲柄運(yùn)動(dòng)到與CD垂直，其擺桿CD分別處于左右極限位置，故 AC平行擺桿得擺角.機(jī)架/R?的長(zhǎng)度7=75/si n (e /2) = 150mm欲使

23、其刨頭的行程H = 300mm,即D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平距離為300mm擺桿CD 的長(zhǎng)度 /C0=H / 2 / si n ( 9/2) =150/sin30°= 300mm為了使機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中壓力角較小，故取刨頭5構(gòu)件的導(dǎo)路在DsF的中點(diǎn)，且丄ACCF = /co X cos ( 6 / 2 ) = 150 X <3 mm刨頭5構(gòu)件離曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心A點(diǎn)的距離為：/ae= /cd3- /ac-(/cd3- /cf) / 2 =300 150 (300-150x7)/2= 1303T答案：在A(yíng)、C、D點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)柔性沖擊3- 2 答案：已知 0=口/2, /7=50mm,由表 31, P20

24、5207 的公式 可求出最大類(lèi)速度、最大類(lèi)加速度。 等速運(yùn)動(dòng)時(shí)：ds/d忙 max= v/3 = h/(p= 5 0/ ( n / 2 ) = 1 0 0 / n ds2/d(p2冋=0。 等加等減速運(yùn)動(dòng)時(shí)：lds/d (p)心=v/u)= 4 "02=4 x 50X(n/2)/(n/2)2=400/ n(ds/dcp1 max = m/o/= 4 ”02 = 800/ 余弦加速度：(ds/k/0)max= v/ 3= n Xh Xsin(n X 屮 / 0 丿/2 0 = si n ttX ( n / 2) / n / 2 X50n/2X n/2=5 0(ds'/d 擴(kuò))=

25、 a / (jj1 n2XhXcos(n X ip /(t)/2(t)2=50n72X (n/2)2= 1 0 0 正余弦加速：Ids/d (p) max = v/co = 1 cos ( 2 77X0/©) 2/4)=h/n/2 = 100/nJdE/d於)祁=a / u)2= sin (2 n X ip / cp) X 2 nh /(p2= 2 nh /02=1OOn/(n/2)2=400/ n3- 3答案：由P212,圖3T3諾模圖b）,以最大壓力角Q神=25°, = 180°作斜線(xiàn)，交余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的水平標(biāo)尺與15處，即冗 =1 5,rd=50mm,當(dāng)

26、然亦可廠(chǎng)&50mm.3- 4答案：由圖3-13諾模圖b）來(lái)求解。必.=50/25=2 推程中轉(zhuǎn)角200°,為余弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由200°及h/c=2,作斜線(xiàn)。q28° 回程中轉(zhuǎn)角100°,為正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由100°及h/rb= 2 ,作斜線(xiàn)， a ' 40。3- 5答案：由于/?/>,= 16/40=0. 4,推程運(yùn)動(dòng)角0 = 30°,為正弦加 速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，圖3-13諾模圖b）,可確定推程中的最大壓力角 九八53°若太大，又不允許增大廠(chǎng)切此時(shí)應(yīng)增大推程角度，大約推程角0 = 65°.3- 6答案

27、：a）假想凸輪固定，從動(dòng)件及其導(dǎo)路順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在偏距 圓上順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)45°.b）假想凸輪固定，機(jī)架0A順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)45°,找出擺桿的位置來(lái)確定 擺桿的角位移ip3- 7答案：設(shè)滾子的半徑為廠(chǎng)，偏距oc為e.以0點(diǎn)為圓心，以尺一 e”為半徑畫(huà)圓弧.再以/為半徑，&為圓心畫(huà)圓弧.即可找到初 始點(diǎn)滾子中的位置憶.又以。點(diǎn)為圓心，偏距e為半徑畫(huà)弧，再連接 0仇直線(xiàn).交點(diǎn)即為初始位置時(shí)偏心圓盤(pán)的幾何中心G即可找出凸 輪的轉(zhuǎn)角0如圖所示.從動(dòng)件的擺角0如圖所示.3- 8答案：1)理論輪廓曲線(xiàn)為：以A點(diǎn)為圓心，半徑為R+rr的圓.2)此時(shí)所求的基圓半徑為理論輪廓曲線(xiàn)的仏 c=

28、R O A +“= 40 25 + 1 0 = 2 5mm1 )1 )此時(shí)從動(dòng)件的位移S如圖所示.升程 h= R + O A +r+b=40 + 2 5+10-2 5 = 5 0mm2) 2)即從動(dòng)件導(dǎo)路沿一e方向轉(zhuǎn)過(guò)90°到B9 此時(shí)壓力角a '如圖中所示.ax= sin' (OA/(R+rJ) = 3 0°實(shí)際輪廓曲線(xiàn)不變，滾子半徑 匚為1 5,此時(shí)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不 變因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與輪廓曲線(xiàn)一一對(duì)應(yīng).3-9答案：1 )求0=60。時(shí)的坐標(biāo)，此時(shí)為推程的等加速階段(將滾 子中心作為圓點(diǎn))e二0 位移 s=2h X(p2/(D2= ( n / 3)

29、 2X2X40/n2%7. 9mm,而 s° = 廠(chǎng)#/s = 65mm:其坐標(biāo)：(x= (s°+s)sin(p = 7 2 . 9 sin ( n / 3 )y= (s°+s)cos(p =7 2 9cos ( n / 3 )2)求$ = 240°時(shí)的坐標(biāo)，此時(shí)為回程階，余弦加速度運(yùn)動(dòng)，(P =4 77 / 3其位移 s= 1 + cos (口 / cp ' )" h/a=1 +cos ( n ( 4 n / 3 ) / 5 n / 6) 40/2=20 ( 1 +cos8 n / 5 )其坐標(biāo)：x=s°+s)sin(pIy

30、= (s°+s)cos (p3-11答案：先作出其從動(dòng)件的位移曲線(xiàn)，再用反轉(zhuǎn)法作出凸輪的輪 廓曲線(xiàn).3-12答案：先作出其從動(dòng)件的角位移曲線(xiàn)，再用反轉(zhuǎn)法作出凸輪的 輪廓曲線(xiàn).3T3答案：先作出其從動(dòng)件的角位移曲線(xiàn)，再用反轉(zhuǎn)法作出凸輪的 輪廓曲線(xiàn).4T答案：此輪系為定軸輪系./砂=ni/n6- = ( 1 ) 3z2Xz4 Xz6- /z( Xz3'=58 X 42 X 48/42X38X50=-29X24/19X25=-1. 46% = gX 19 X25 / 29X24= 990r/mi n帶輪的轉(zhuǎn)速方向與電機(jī)相反4- 2答案：此輪系為定軸輪系.h8 =nf/n8 =z4

31、Xz5Xz6X ze/zi Xz3Xz5 Xz>=50 X 30 X 40 X 51/20 X 15 X1 X18722. 224- 3答案：由定軸輪系組成。均從電機(jī)出發(fā)，一條傳動(dòng)線(xiàn)路為1'、7、6、5'而另一條傳動(dòng)線(xiàn)路為1、2、2'、3、4、4'、5'。且5 與5'固聯(lián)在一起，即其轉(zhuǎn)速相同。人5=人5即 Z7x Z5- /zr X Z6= Z2 x Z3 x Z4 x Z5/Zt X z2- X z3X z4-代如已知各齒 數(shù)，得乙=1. 28zr齒數(shù)應(yīng)為整數(shù)，且要滿(mǎn)足上述條件.Z2、，乙的齒數(shù)取冇=25, 50, 100I 乙=32,

32、64, 128從體積的角度出發(fā)，現(xiàn)取乃，=25,乙=32。4- 4答案：4和5的旋向相反，現(xiàn)作如下假定： 設(shè)4為右旋，5為左旋1-T按圖示轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則2, 3齒輪轉(zhuǎn)向的箭頭朝上.4為右旋，則其相對(duì)于機(jī)架向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)距離：S4=3n3=3z3/zt=51/13mm 5為左旋，其相對(duì)于4向右移動(dòng)，其相對(duì)于4移動(dòng)的距離：3=2. 5m=2. 5刃冷/=5. 5mm.x = 5 1 / 1 3mm,向左移y=5 5 + 5 1 / 1 38 4 1 mm,向右移 設(shè)4為左旋，5為右旋則4相對(duì)于機(jī)架向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)距離：S4=3n3=51/13mm.5相對(duì)于4向左移動(dòng)，其相對(duì)于4移動(dòng)的距離：Ss=5.

33、 5mm.:.x= 5 1 / 1 3mm,向右移p=5 5-5 1/137. 59nvn,向左移4- 5答案：設(shè)A的轉(zhuǎn)速為n.:、i、3 = m/n產(chǎn) zzJz 工2n/n3= 24 X 64/18 X 24= 4( A屯=小/4此題須討論3齒輪的轉(zhuǎn)向，以及4, 5的旋向.現(xiàn)列出表對(duì)比分析:3齒輪4-3齒輪4為右旋it4為左旋Tt4為右旋T4為左旋J5為左旋45為右旋個(gè)5為左旋if5為右旋UT （代表5的轉(zhuǎn)向）此時(shí)每轉(zhuǎn)下降此時(shí)每轉(zhuǎn)上升此時(shí)每轉(zhuǎn)上升此時(shí)每轉(zhuǎn)下降9 mm9 mm9 mm9 mm1齒輪轉(zhuǎn)向應(yīng)為$齒輪轉(zhuǎn)且 9g/ 4=19 一nt=Q4 4 （轉(zhuǎn)）4- 6答案：求出A, B兩輪的轉(zhuǎn)速

34、比，z；b,即幾次輪系為行星輪系，中心輪1, 3,行星輪2-2',系桿為4口 =/13 = （m 門(mén)4）/ （門(mén)3 n4）= （ 1 ） Z2Z3 / 乙 Z20即(n1-nj / (0n4) =-20X40 / 10X10/ 14 =Hi / 門(mén)4= 9y=QX Vo/PX VP=Q X“ Xn4/PXj Xnf0. 9 = 1000X4-460X9P =1000X40 / 160X0. 9X930 86(N )( A4- 7答案：此輪系為動(dòng)軸輪系，燈箱為系桿1一1ii5H= (ni XnH) / (n5X nJ = ( 1 ) 3z2Xz3Xz5/ z(X z2- X z4

35、1;=>(19. 5-nH) / (0-nH)=-30X40X120 /60X30X40i > n 1-1= 6 5 (r/min)燈箱的轉(zhuǎn)速為65r/min,其轉(zhuǎn)向與n1相同4- 8 答案：i空=Mh/%帀=(1 ) 2z5/z4I>n4nH / nH=5i>/7=刀“7i5H = A7/XnH/n5XriH= ( 1 ) 1z2Xz5 / 乙 Xz2-iAm XnH/ /7= 5 / 3 i >m-i =3m /8*. ru / 4 =3m / 8 >i4i =n4/n= 54-9答案：此輪系為動(dòng)軸輪系.1, 2, 4, H組成行星輪系；1 ,2 2&#

36、39; , 3, H組成差動(dòng)輪系./i4 = m Xm XnH= Z4 / Zii A n=nd 4 8iis =n1 X/7/eX/?“= Z2XZ3 / Z1XZ2， a rhXni /m X”,嚴(yán)一4. 1將代入可得：m (rh/4. 8)J / n3n / 4 . 8J»i 13=/ ri35. 93*. 1 ab /m=5 934T0答案：該輪系為行星輪系.外星系對(duì)數(shù)為0/ 14= (n, nn) / (門(mén)4帀)=(1 ) °z2Xz3Xz4 / 乙Xz2，Xz3-1>(rhnj / /7/=z2Xz3Xz4 / zyXz2- Xz3-(> iiH=

37、1 z2Xz3Xz4 / zXz2 Xz3-4-11答案：1, 2, 3, H構(gòu)成行星輪系.1, 2, 2' , 4, H 構(gòu)成差動(dòng)輪系./. /i3H=/7/X伽(T)上3/ 乙 其中 e=0,ii4 =rh XnH/n4XnH= (-1) 1z2Xz4 / 乙 Xz2-.聯(lián)立、，即可求出，if4=nf /n4= -63X56 / 6= -586O4T2答案：自行車(chē)行使1伽時(shí)，輪胎轉(zhuǎn)速為 則億=1000 /0. 7 n ,即 /7/=1000 / 0. 7 口 且已知e= 1 ,而且此輪系為復(fù)合輪系，1, 2構(gòu)成定軸輪系；3, 4一4' , 52 (H)構(gòu)成行星輪系.故有：/

38、 12 =fll /門(mén)2= Z2 / 乙(Di35= (nsXnJ / (n5Xnn) ( 1 ) cz4Xz5 / z3Xz4-n2 = nH, n3= 0聯(lián)立上式即可求出Z2*684T3答案：此輪系為2個(gè)行星輪系串聯(lián)組合而成.1, 2, 3, H(P)行星輪系，4, 5, 6, H (Q)行星輪系.現(xiàn)z3z6的齒數(shù) 未知.現(xiàn)按標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝，用同心條件來(lái)求.Z3=2z2l-zi=66Z6 =2z5+z4= 66由行星輪系1 , 2, 3, H (P)可知：其中n3=013= (mrip) / (n3nP) ( 1 )1z3/乙即(rh nP)/nP 66/26nP4239. 5r/min

39、1 Z>即 n4=np=A239 5r/mi n由行星輪系4, 5, 6, H (Q)可知：i46= (n4 nQ) / (n6 nJ = ( 1 ) z6 / z4 , 其中 n6=0即(n4no) / n0= 66 / 30n(r 1324. 7r/mini =C>/.77=4239 5r/min ,轉(zhuǎn)向與 e相同.n0 1324. 7r/mi n ,轉(zhuǎn)向與小相同.4T4答案：1) z3 = 2z2+乙=88 ,(由同心條件).2 ) 1 , 2 , 3 , H 構(gòu)成差動(dòng)輪系，有 7i3H= (n, nH) / (n3 n4)z3 / Zi3 ' , 4 , 5 構(gòu)成定

40、軸輪系。有 i3'5=n3- /n5=z5/z3- 在、式中，仏=帀，6=2。即有-(一ru) / (n3n5) = 88 / 22n3 / n5= 1i A iis=ni / n5= 94T5答案：1 , 2 , 3構(gòu)成定軸輪系。i i3=ni/n3= ( 1 ) %/乙n3=2 rn/3=40r/mi n1 ' , 5 構(gòu)成定軸輪系。ir 5 = nr /n5= (-1)1z5/zrI A n5=_ 2ni = 120r/min又 T =n3=40r/minn5* =n5= 120r/mi n由于3' , 4, 5' , H構(gòu)成差動(dòng)輪系i 39 h =(E

41、nH) / (w nH) = z5* k am =13/3r/mi n 即蝸桿的轉(zhuǎn)速n6=-13/3r/min,其轉(zhuǎn)向與m的轉(zhuǎn)向相反（方向見(jiàn)圖 中仇箭頭） 蝸桿為右旋，頭數(shù)為3,即z6=3,用左手定則，四指指向嘔方向， 則大拇指所指方向即為蝸輪接觸點(diǎn)的速度方向.即可判定蝸輪7的轉(zhuǎn) 向?yàn)轫槙r(shí)針.n7=40/63 (r/min)4-16答案：1 )分析可知：1 , 2構(gòu)成定軸輪系1 , 5，5,4'構(gòu)成定軸輪系.2' , 3, 4, H構(gòu)成差動(dòng)輪系.由 1 , 2 可得：ii2 = n1/n2 = z2/z16=小/99c=>由 1',5,5', 4'

42、可得：iw =ni/m =Z5 Xz“/iz>Z5n4- = 101ni/10000 通過(guò)判定，n2, n”的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，如圖中所示（是在假定螺桿1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)）n4=rv在差動(dòng)輪系中，有i2- /= (n2* nH) / (n4nH) =z/zz-, 即有 (一nQ /(n4- nH) = 1 t=>(1199) nH=nH101 rit/10000C=>i iH=ni/nH=2X 990000/19999992) I iw=m/m=99anH=1375/9914(r/niin)系桿H轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間為:60/144. 3(s/r) 即每轉(zhuǎn)大約需4. 3秒.4T7答案：1

43、 )分析可知：4, 5, 6構(gòu)成定軸輪系；1, 2, 2',3, H構(gòu)成差動(dòng)輪系.i46=n4/n6= (-1)2Z6/z4n4=z6Xr»6/z4=3X600/4=450r/min【 A即 nH=450r/mini uH = (Hi r)H)/ (n3 nj = Z2 X Z3/乙 X Z2*m = (52r)H =>18n0/3426. 5(r/min)2)B的方向改變，則n4的轉(zhuǎn)向與rd相反.i 13H= ni ( nJ / r>3 ( Dh) = Z2 X Z3/乙 X Z2'n3% 1056(r/min)即 nc= 1056 (r/min)4T8

44、答案：1)鼓輪A被制動(dòng)時(shí)，1, 2, 3(H)構(gòu)成定軸輪系G=n(一 1 ) ,z3/z1 = 80/28=-20/7,即 i1H=-27/72) 鼓輪B被制動(dòng)時(shí)，T , 4, 5, H組成差動(dòng)輪系；6, 7, 3', h組成行星輪系.ir sH= (nr nH)/(n5nH) = (-1) 1z5/乙，即(ni nH)/(-nH) = 20/7- i iH=ni/nH=27/7.3) 鼓輪C被制動(dòng)時(shí)，1 ' ,4,5, H組成差動(dòng)輪系；6,7,3',H組成行星輪系.ir 5H= (n! nH)/(n5nJ = (-1) 1z5/zri63- "= (n6nH

45、)/(n3- nJ = (-1)z3- /z6又 Tn60nhn5n3' nH、兩式即變成：(ni-nH)/ (n5-nH) = -20/7 rh/ (n«n5) = 20/7由求出n5=20nH/27,再將氐代入式，即可求出i1H=n1/nH3. 75 4T9答案：根據(jù)行星輪系的同心條件有:z3=zi +2z2= 8 0 系桿的長(zhǎng)度 lH=ri+r2= (zi+z2)m / 2= 1 4 4 (mm)由于(Z1+Z3) / 4=2 4,即滿(mǎn)足均布的條件(中心輪的齒數(shù)和能被行星輪個(gè)數(shù)整除).在校驗(yàn)其鄰接條件：(乙+Z2) sin(180°/4)>z2+2h；

46、是否滿(mǎn)足由于(乙+Z2) sin(18074) = (16+32) sin45°=24(2) 1/2%33. 936z2+2h；=32+2X 1 =34其不滿(mǎn)足鄰接條件，故不能均布4個(gè)行星輪.4-20答案：提升載荷Q均勻上升所需功率P岀=4015kNXm/min = 600K WP 電=戸出 / 7112113114 = 600 / 0 . 952 X 0 . 962 = 721. 4(KW)4-21答案：由減速器的結(jié)構(gòu)可知：PB/ T| b T| 2 + Pa/ T| a T| 2 T|j = P m X m即 P8/0. 8X0 2 + Pa/X X=PX又由于Pa/Pb=2 聯(lián)

47、立，即可求出：Pa=198 K WPb= 0 9 9 K W6-1答案:1 ) VB= U)lX I ABT Vc2二T Vb+T Vcb二T Vc3+T Vc23大?。篤0方向：VBC V / BCV滬仏二u)iX I屈二4m/saBn二 Cl) 1 X I AB=1 60aB 二 0T ac2 二 T aBn+-> af+T aC=T aC3+ aC23+ aC23k大?。篤002方向：BTA 0 丄 BC 0BC0/. T ac2 = 0, T aCBt= aBn £ 2 = 3cBt/ I BC= 3 / X I ab/ I質(zhì)心點(diǎn)（112的加速度：T a應(yīng)二T aBn+

48、>大?。篔E 2 X I Bm2方向：J丄BCTam2u80, 方向，垂直AB 質(zhì)心g處的慣性力：F = m2Xam2=20X80 = 1600,方向與am2相反.質(zhì)心 叫處的慣性力矩:M = -J82X c2=-0e 074X407(3)1/2 = -68. 36,方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?h=M/F=68. 36/1600=4. 3 (mm)質(zhì)心叫處總慣性為1600N,方向垂直B C,偏離質(zhì)心叫的上方43mm2)取2構(gòu)件進(jìn)行分析，受總慣性力F總，2, 3兩構(gòu)件之間的正壓力 垂直于BC,運(yùn)動(dòng)副B點(diǎn)的反力受三個(gè)力的作用.F總與F32平行,Fb垂直于BC.Fb=F 總 X G/ Ibc=1600X

49、91 9 / 173. 2 = 848. 96(N)F23= 1600-848. 96=751. 04 (N)即 Fd=F23=751 04 ( N )Fa=F8=846. 96各運(yùn)動(dòng)副中反力的方向標(biāo)在機(jī)構(gòu)位置圖中.6-2 答案：各質(zhì)徑積的大小分別為：mr二1000kgmm m2r2=1200kg mmm3r3=1400kg mmmmkOOkg mm現(xiàn)取1： 2 0作出質(zhì)徑積的向量多邊形，以平衡質(zhì)徑積Hied構(gòu)成封閉 的向量多邊形.mm從上面的向量多邊形中可知：平衡質(zhì)徑積大小mere = 40 X20二800kg/mm,方向與x向成60°角.欲平衡有2種方法：在mere方向配質(zhì)量，若

50、在re= 100mm,則me=8kg;可在叫4反方向挖去一塊，使其徑積為800kg/mm.6-3答案：設(shè)單位面積的質(zhì)量為1 ,其4個(gè)孔的質(zhì)徑比分別為：mr二口 (dv2) 2120二48000 n； m2rF n (d2/2) 2100=90000 nm3r3= n (d3/2) 2110=68750 n；m4r4= n (d4/2) 290=108450 n現(xiàn)取1: 2000口作向量多邊形：比例：1:2000兀31?3meremin從向量圖中可知：mere=43 X 2 0 0 0 n二86000 n若在半徑r =100mm且與x軸正向成9 =46°的位置上.挖圓孔的直徑 ds二(

51、3440) 12mm 即可平衡.6-4 答案：1 ) ri+r2= (zi+z2) m/2=200mm行星輪的不平衡質(zhì)頸積為：2X20=400kg mm.2)可以在系桿H的反方向(如圖)加一個(gè)平衡質(zhì)量me,且向頸為使 me X 4=400 kg mm.6-5答案：1)g用A, B兩點(diǎn)替代mASi=50X0. 3/75二0 2kg嚨滬25><0 3/75二0. 1kg皿用B, C兩點(diǎn)替代mBS2=200 X 0.6/300=0. 4kgmCS2=100X0. 6/300二0.2kgm3用C, D兩點(diǎn)替代mCs3=100X0. 9/150=0.6kgniDS3二50X0. 9/150=

52、0. 3kg flu 二 mAsi=0 2kg(TIb二 IBbsi HfTlBS2= 0 5kgrric二 nics2 mcs3 0 8kgm。m°s2-0 3kg2) mel X二 X I a6 >nie3 X r e3=mc X I CD Amel=0. 5X75/75=0. 5kgme3=0. 8X150/75=16kg6-6 替條：X I bc=E3 X I bs2fub 二 ni2+m3=0 533kg叫-m3 X IBS2/1 bc-0 133kgmFO. 533kgnil X I ab=h1b X I asi6-7答案：解此題的思路是：運(yùn)動(dòng)分析求出機(jī)構(gòu)處在該位置

53、時(shí)，質(zhì) 心點(diǎn)的速度及各構(gòu)件的角速度.根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，等效力矩的公式求出.做出機(jī)構(gòu)的位置圖，用圖解法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析.Vb(X)1 X I ABTVc=TVb+TVc3大小：V方向： 丄CE V丄BCI A 由此可知：Vc=Vb=3iXIab (1)2=0Vd=Vc= CO 1 X I AB 且 3 3=Vc/ Ico =0>1TVf = TVd+TVfd大?。篤方向：水平 V 丄FD A 由此可知：VF=VD= (Ji), X IA8 (方向水平向右) 3 4=0有等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式:Jv= Zni=iJ8i(coi / u) 1)2+nii(V8i / GO,)2Jv=m8 (Vf/ u

54、) i) 2=20kg X (u) i X I ab / o)i) 2=0. 2kgm2由等效力矩的定義：2 ni=i (Mi X go i / u)i + FiXVsiXcos a i / u)i)（因?yàn)閂f的方向與PMv=500 X o)1 X IAB Xcos180°/ u)i = -50Nm方向相反，所以a =180°)co2- 31/2- 0. 5Xco 3二0 25 X co 12* / (x) 1)'+ Js3 X ( Cl) 3/ (1)6-8答案：該輪系為定軸輪系.i 12= co 1/ co 2= (T) Z2/乙(1) 2* to 2=-0 5 X (X)1i 2，3=