機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)-課后答案

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)-課后答案第三章部分題解參考

3-5圖3-37所示為一沖床傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案。設(shè)計者的意圖是經(jīng)過齒輪1帶動凸輪2旋轉(zhuǎn)后，通過擺

桿3帶動導(dǎo)桿4來實現(xiàn)沖額頭下沖壓的動作。試分析此方案有無結(jié)構(gòu)組成原理上的錯誤。若有，應(yīng)怎么修改？

習(xí)題3-5圖

習(xí)題3-5解圖(a)習(xí)題3-5解圖(b)習(xí)題3-5解圖(c)

解畫出該方案的機(jī)動示意圖如習(xí)題3-5解圖(a)，其自由度為：

142332345=-?-?=--=PPnF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(yùn)動，即結(jié)構(gòu)組成原理上有錯誤。解決辦法：①增加一具構(gòu)件和一具低副，如習(xí)題3-5解圖(b)所示。其自由度為：

1

152432345=-?-?=--=PPnF②將一具低副改為高副，如習(xí)題3-5解圖(c)所示。其自由度為：

1

232332345=-?-?=--=PPnF3-6畫出圖3-38所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖（運(yùn)動尺寸由圖上量?。⒂嬎闫渥杂啥?。

習(xí)題3-6(a)圖習(xí)題3-6(d)圖

解(a)習(xí)題3-6(a)圖所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)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)的兩種形式。

自由度計算：

1042332345=-?-?=--=PPnF

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(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖可畫成習(xí)題3-6(d)解圖(a)或習(xí)題3-6(d)解圖(b)的兩種形式。

自由度計算：

1042332345=-?-?=--=PPnF

習(xí)題3-6(d)解圖(a)習(xí)題3-6(d)解圖(b)

3-7計算圖3-39所示機(jī)構(gòu)的自由度，并講明各機(jī)構(gòu)應(yīng)有的原動件數(shù)目。解(a)10102732345=-?-?=--=PPnF

A、

B、

C、

D為復(fù)合鉸鏈原動件數(shù)目應(yīng)為1講明：該機(jī)構(gòu)為精確直線機(jī)構(gòu)。當(dāng)滿腳B

E=BC=CD=DE，AB=AD，

AF=CF條件時，E點(diǎn)軌跡是精確直線，其軌跡垂直于機(jī)架連心線AF

解(b)1072532345=-?-?=--=PPnF

B為復(fù)合鉸鏈，挪移副E、F中有一具是虛約束原動件數(shù)目應(yīng)為1

講明：該機(jī)構(gòu)為飛剪機(jī)構(gòu)，即在物體的運(yùn)動過程中將其剪切。剪

切時剪刀的水平運(yùn)動速度與被剪物體的水平運(yùn)動速度相等，以防止較厚的被剪物體的壓縮或拉伸。

解(c)辦法一：將△FHI看作一具構(gòu)件

201420132345=-?-?=--=PPnF

B、

C為復(fù)合鉸鏈原動件數(shù)目應(yīng)為2

辦法二：將FI、FH、HI看作為三個獨(dú)立的構(gòu)件

201722132345=-?-?=--=PPnF

B、

C、F、H、I為復(fù)合鉸鏈原動件數(shù)目應(yīng)為2

講明：該機(jī)構(gòu)為剪板機(jī)機(jī)構(gòu)，兩個剪刀刀口安裝在兩個滑塊上，主

動件分不為構(gòu)件AB和DE。剪切時僅有一具主動件運(yùn)動，用于操縱兩滑塊的剪切運(yùn)動。而另一具主動件則用于操縱剪刀的開口度，以習(xí)慣別同厚度的物體。

解(d)15)12(31)-3()12()13(5=?--?==PnF

原動件數(shù)目應(yīng)為1

講明：該機(jī)構(gòu)為全挪移副機(jī)構(gòu)（楔塊機(jī)構(gòu)），其

公共約束數(shù)為1，即所有構(gòu)件均受到別能繞垂直于圖面軸線轉(zhuǎn)動的約束。

解(e)3032332345=-?-?=--=PPnF

原動件數(shù)目應(yīng)為3

講明：該機(jī)構(gòu)為機(jī)械手機(jī)構(gòu)，機(jī)械手頭部裝有彈簧夾手，以便夾取物體。三個構(gòu)件分不由三個獨(dú)立

的電動機(jī)驅(qū)動，以滿腳彈簧夾手的位姿要求。彈簧夾手與構(gòu)件3在機(jī)構(gòu)運(yùn)動時無相對運(yùn)動，故應(yīng)為同一構(gòu)件。

3-10找出圖3-42所示機(jī)構(gòu)在圖示位置時的所有瞬心。若已知構(gòu)件1的角速度1ω，試求圖中機(jī)構(gòu)所示位置

時構(gòu)件3的速度或角速度（用表達(dá)式表示）。

解(a)14131133PPPlvvω==（←）解(b)14131133PPPlvvω==（↓）

解(c)∵3413XXX13113PPPPPllvωω==（↑）解(d)14131133PPPlvvω==（↑）

∴134

1XXX133ωωPPPPll

=（）

第六章部分題解參考

6-9試依照圖6-52中注明的尺寸推斷各鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型。

習(xí)題6-9圖

解(a)∵15040110minmax=+=+ll＜1607090=+=∑其余l(xiāng)

最短桿為機(jī)架

∴該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)

(b)∵65145120minmax=+=+ll＜17070001=+=∑其余l(xiāng)最短桿鄰邊為機(jī)架

∴該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

(c)∵05150100minmax=+=+ll＞3010670=+=∑其余l(xiāng)∴該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)

(d)∵15050100minmax=+=+ll＜6017090=+=∑其余l(xiāng)

最短桿對邊為機(jī)架∴該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)

6-10在圖6-53所示的四桿機(jī)構(gòu)中，若17=a，8=c，21=d。則b在啥范圍內(nèi)

時機(jī)構(gòu)有曲柄存在？它是哪個構(gòu)件？

解分析：⑴依照曲柄存在條件②，若存在曲柄，則b別能小于c；若b=c，則別滿腳曲柄存在條件①。

因此b一定大于c。

⑵若b＞c，則四桿中c為最短桿，若有曲柄，則一定是DC桿。b＞d：cbll+=+minmax≤dal+=∑其余

∴b≤3082117=-+=-+cdab＜d：cdll+=+minmax≤bal+=∑其余

∴b≥1217821=-+=-+acd

結(jié)論：12≤b≤30時機(jī)構(gòu)有曲柄存在，DC桿為曲柄

6-13設(shè)計一足踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)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CDl=500mm，ADl=1000mm。試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度。

解mm78m078.08.701.0==?==ABllABμ

mm1115m115.15.11101.0==?==BCllBCμ

6-14設(shè)計一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知搖桿長度mm1004=l，擺角045=ψ，行程速比系數(shù)25.1=K。試依照minγ≥o40的條件確定其余三桿的尺寸。

解?=+-??=+-?=201

25.11

25.118011180KKθ

mm28m028.05.14002.0==?==ABllABμmm146.6m1466.03.73002.0==?==BCllBCμ?=42.32minγ

別滿腳minγ≥o40傳力條件，重新設(shè)計

mm8.33m0338.09.16002.0==?==ABllABμmm6.081m1086.03.54002.0==?==BCllBCμ?=16.40minγ

滿腳minγ≥o40傳力條件

6-15設(shè)計一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長度mm1001=l，行程速比系數(shù)4.1=K，試用圖解法求曲柄的長度。解?=+-??=+-?

=301

4.11

4.118011180KKθ

mm8825m02588.094.12002.01.ABllAB==?==μ

6-16設(shè)計一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程mm50=s，偏距mm10=e。行程速比系數(shù)4.1=K。試用作圖法求出曲柄和連桿的長度。

解?=+-??=+-?

=301

4.11

4.118011180KKθ

mm62.23m02362.062.23001.02==?==ABllAB

μmm47.39m03947.047.39001.022==?==CBllBCμ

第七章部分題解參考

7-10在圖7-31所示運(yùn)動規(guī)律線圖中，各段運(yùn)動規(guī)律未表示徹底，請依照給定部

分補(bǔ)腳其余部分（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）。解

7-11一滾子對心挪移從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為一偏心輪，其半徑mmR30=，偏心距mme15=，滾子

半徑mmrk10=，凸輪順時針轉(zhuǎn)動，角速度ω為常數(shù)。試求：⑴畫出凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖。⑵作出凸輪的理論廓線、基圓以及從動件位移曲線?~s圖。解

7-12按圖7-32所示位移曲線，設(shè)計尖端挪移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）。

解由壓力角計算公式：ω

α)(tan2

srvb+=

∵2v、br、ω均為常數(shù)∴0=s→maxαα=

即?=0?、?=300?，此兩位置壓力角α最大

7-13設(shè)計一滾子對心挪移從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪基圓半徑mmrb40=，滾子半徑mmrk10=；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(yùn)動，回程中按等加-等減速規(guī)律運(yùn)動，從動

件行程mmh32=；凸輪在一具循環(huán)中的轉(zhuǎn)角為：?='?=?=?=6012030150shst????，，，，試?yán)L制從動件位移線圖和凸輪的廓線。解

7-14將7-13題改為滾子偏置挪移從動件。偏距mme20=,試?yán)L制其凸輪的廓線。解

7-15如圖7-33所示凸輪機(jī)構(gòu)。試用作圖法在圖上標(biāo)出凸輪與滾子從動件從C點(diǎn)接觸到D點(diǎn)接觸時凸輪

的轉(zhuǎn)角CD?，并標(biāo)出在D點(diǎn)接觸時從動件的壓力角Dα和位移Ds。

解

第八章部分題解參考

8-23有一對齒輪傳動，m=6mm，z1=20，z2=80，b=40mm。為了縮小中心距，要改用m=4mm的一對齒

輪來代替它。設(shè)載荷系數(shù)K、齒數(shù)z1、z2及材料均別變。試咨詢?yōu)榱吮３衷薪佑|疲勞強(qiáng)度，應(yīng)取多大的齒寬b？

解由接觸疲勞強(qiáng)度：bu

uKTa

Z

ZZHEH3

1)1(500+=ε

σ≤][Hσ

∵載荷系數(shù)K、齒數(shù)z1、z2及材料均別變∴baba''=

即9046402

2

22=?='='mbmbmm

8-25一標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，測得齒輪頂圓直徑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)*

ah。

解∵mhzda

a)2(*

+=∴*2aahzdm+=若取0.1*

=ah則81

2242082*

=?+=+=aahzdmmm若取8.0*

=ah則125.88.02242082*

=?+=+=a

ahzdmmm（非標(biāo)，舍）答：該齒輪的模數(shù)m=8mm，齒頂高系數(shù)0.1*

=a

h。

8-26一對正確安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪