機械原理西北工業(yè)課后習題答7-11章

71J21J21(JJ)21J21G2e則

21

23 2JJ1J

J)(2)2

(3)2G(v

2`

3 g JJ1J(J

z1

z1z2`

G2z1z2`

J2`)(z

J3(zz

gr3(zz 2 27-8DCm4=355kg,滾珠絲杠的1J21J21(JJ)21m2e 21 4JJ1J(JJ)(2)2m(v4 4則

1J2

z2z2=5.284×l0-7—9已知某機械穩(wěn)定運轉時主軸的角速度ωs=100rad／sJe=0.5kg.m2，3s，試檢驗該制動器是否能滿足工作要求。解因此機械系統(tǒng)的等效轉動慣量．F：及等效力矩Al。均為常數，故可利用力矩形式的機械運動方程式：Me=Jedω/dt其中：Me=-Mr=-20N.m，Je=0.5 t=-0.025(ω-ωs)=0.025ωs=2.5s710設有一由電動機驅動的機械系統(tǒng)，以主軸為等效構件時，作用于其上的等效驅動力矩Med=10000—100ω(N.m)Mer=8000N.mJe=8kg.m2，主軸的初始角解由于機械系統(tǒng)的等效轉動慣量為常數，等效力矩為速度的函數，故可利用力矩形式的機械Me(ω)=Med(ω)-dt 100

t

(1002000)8[ln(1002000)ln(1001002000)]2[ln(1002000)ln8000]

l2.5tIn(100ω2000)ln8解 ω=20+80e-12上式對t求導 7—11P1=367.7 解(1) ×2/3)=2573.9、△Wmax=(P-P1)t1=(P-P1)(60φ1)/(2πn)=(2573.9-367.7)×60×(1/3)J 2n2[

900210027- Md隨曲柄轉角示，其運動周期T

曲柄的平均轉速nm620rmin一阻抗力為常數的機械時，如果要求其運轉不均勻系數0.01曲軸最大轉速nmax和相應的曲柄轉角位置maxJF（不計其余構件的轉動慣量解1)確定阻抗力矩,Mr=(1/π)×200×(1/2)×(π/6+π)=l16.67(2)求曲軸最大轉速nmax，和相應的曲柄轉角位置故Φmax=20o+30o+130o×(200-nmax=(1+δ/2)nm=(1+0.01/2)200116.67(20200116.67130200116.67 J 2n2[

90026202

7—13121100kgρ=450mm2250kg，回轉半徑ρ=625mm1的轉速為n，=100r／min，而軸2n：=20groin的轉速與軸1同向轉動。在離合器接合后3s，兩軸Mf．兩軸結合后的公共角速度為ω。根鋸力矩形式的機械運動方程。對于軸l2，分別有：0M

dJ

3

Mf0

d2J

3

（1（2）

J12式 J2=m2ρ2 1111 22 3.533rad/1 21 2

m

m

1000.4521000.625220 m2m 1000.452100由（1）得 m2n

100 MfJ1 11

(1) (

3.533) 器和齒輪傳動折算到電動機軸上的等效轉動慣量J2e=0.015kg.rn2；轉盤5的轉動慣量Mr1=0.3N.m。該裝置欲采用點動(0.15s)5約 J J(5)20.0180.015144(20

1)2 1

nn

M

(5)29550Pn

M(z31

r1

rn

z4295500.550.380(201) 式中:φ10=0,ω10=0,t1=0.15,a1=Me11/Je1Me11t6.3780.1518.982rad/J J

11Me11t21

M(5)

M(z31)0.380(20

1)

r5

r5

52 式中: α2=Me12/Je1所t1111Je118.9820.05042

MM

1Me12t21.142418.9820.8110.5

0.81122 112

(z3

5

z4

5288-l鉸鏈四桿機構中，轉動副成為周轉副的條件是什么?ABCD中哪些運動副為周轉副?ABAD重合時，該機構在運動上有何特點?3E點的連桿ABCDC、D為周轉副。AB與ADBECD也重合因此機構處于死點位置。圖ab為由四個四桿機構組成的轉動翼板式容積泵。試繪出兩種泵的機構解機構運動簡圖如右圖所示，ABCDABACD繞固定軸DA、D為周轉AB、CD都是曲柄。a曲柄搖桿機構b如圖所示，設己知四桿機構各構件的長度為a240mmb600mmc400mm

。試問若a、b﹑c三桿的長度不變，取桿4為機架，要獲得曲柄搖桿機構,d的取值范圍為何值 解(1)a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d14為機架時，有曲3ABe=0AB為曲柄的條件是解(1)如果桿AB能通過其垂直于滑塊導路的兩位置時，則轉動副A為周轉副，故桿AB為曲柄的AB+e≤BC。(2)e=0,AB在圖所示的鉸鏈四桿機構中，各桿的長度為l128mm，l252mm

l350mm，l472mm，試求4為機架時，該機構的極位夾角3的最大擺角、最小傳動角min3為機架時，又將演化成何種機構?這時A、B兩個轉動副是否仍為周轉副解(1)怍出機構的兩個極位，如圖,并由圖中量得：θ=18.6o,φ=70.6o,γmin=22.7o180180 180(2l1+l4≤l2+l3l為機架時，1A、BC、D為擺轉副；3A、B在圖示的連桿機構中，已知各構件的尺寸為lAB160mm,lBClCD200mm,lAD80mmAB為原動件，沿順時針方向勻速回轉，試確定ABCD的類型該四桿機構的最小傳動角minFK解（1)lAD+lBC<lAB+lCDAD為機架可知，圖中四桿ABCD180 180k解在曲柄與導軌共線的兩位置之一傳動角最大，γmax=90o；在曲柄與機架共線的兩位置之一傳動角最小，γmin=arcos(LAB/lBC)正弦機構(815b)和導桿機構(8—22a)中，當以曲柄為主動件時，最小傳動角γmin為多解解傳動角以及機構最小傳動角及其出現的位置如下圖所示。機構為 8—57所示，當按給定的行程速度變化系數KAFGDC1DC2來操作爐門的啟閉(各有關尺寸見圖)。(開啟時，爐門應向外開啟，爐門與爐體不得發(fā)生。而關閉時，爐門應有一個自動壓向爐體的趨勢(S為爐門質心位置)。B、C為兩活動鉸鏈所在位置。解(1)B2C2ADE2位置的運動簡圖，見下lAB==μl.AB=95mmlAD=μl.AD=335mm(2)BC點位置，并作出機構在位置的運動圖(保留作圖線)。作圖時E1轉至位置E2，見圖并量得lAB=μlAB=92.5mmlBC=μlBC=l27.5rnm,CDF聯接起來，使搖桿的三個已知位置C1D、C2D、C3DF1、F2、F3相對應(圖示尺寸系按比例繪出)。試確CD鉸接點的位置。(搖桿與滑塊)的預定對應位置設計四扦機構的同題。具體作lEF=μlE2F2=l30mm。;mm,試確定曲柄和連桿長度。ψ=45ox6E1點移動到E2s12=20mmBC的ABCDEFABCDCDE串聯ABCDB的位置，也可用反轉法設計，具體作 8—3所示。試用解析法設計該四桿機構(其位置必須限定在圖示ABCDDEFG及油門裝OOI驅動可實現油門踏板與油門的協(xié)調配合動作。當油門踏板的轉角分0o、5o、15o20oMAB相對應的轉角分0o、32o、52o63o(逆時針方向)，ABCDABCD的安裝角度β1及β2的大小(20o時，AM與OA重合，DEAD重合)。（1CD的三對對應角α12=32o,φ12=14o;α13=52o,φ13=44o,α14=63o,φ14=60o；且均為逆時針方取相應比例尺作出機架ADlAB=μlAB=92mm,lAD=μlAD=120mm,lBC=μl.BC=180mm,lCD=μl.CD=34mm;AD的長度為lAD100mm，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角為45，試求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC（有兩組解。

k1

1.51

k 1.5lAB=μl(AC2-AC1)/2=49.5mm,lBC=μl.lAB=μl(AC1-AC2)/2=22mm,lBC=μl.K=1.2lCD=300mm顎板擺角φ=35o，lAD=80mm。求連桿的長度，并驗算最小傳動角γmin是否在允許的范圍內。

k1

1.51

k 1.5取相應比例尺μl作出搖桿CD的兩極限位置C1D及C2D和固定鉸鏈A所在圓s1(保留作圖線)。 C2Es1A的位置。lBC=μllAB=75mm，lDE=100mmK=2，刨5的行程H=300mm5有較小的壓力角，試設計此機構。

1

21解先算導桿的擺角

k 2導桿端點D的行 KCD的最大擺角與機H=300mm則D1D2=H=300mm23=68oA(0，0)、D(3483)。試用解析法設計此四桿機構。解由題可知,N=3xAyAxDyD如圖所示，設要求四桿機構兩連架桿的三組對應位置分別為:1

，1

，2 2

，3125，3

（1）,17（Cos(α+α0)=p0cos(φ+φ0)+p1cos[(φ+φ0)-p0p0cos50p1cos(5035)pp0cos75p1cos(7580)p0cos105p1cos(105125)得l2n21l2n212m

k1180k11801.51

k 1.5

并取相應比例尺μl根據滑塊的行程H作出極位及作θlAB=μl(AC2-AC1)/2=17mm,lBC=μl.如圖所示，已知四桿機構。ABCDE點的軌跡曲線，試按下列兩種情況99—79—6a90o后推桿的位移；并標出題9—6b圖推桿從圖示位置升移s時，凸輪的轉角和凸輪機構解如圖(a)ABAB與推桿導路A為圓心AB為半徑作圓,得凸輪AOC點。以OOCO為圓心,O點到推桿導路的距離OOGEEH點．交理論廓線于F點，則線段EF90s。路線交基圓于GOGO為圓心，以滾子中心升高s后滾子的轉動中KOOKFF點作偏距圓的切線，交基圓于E點，切點為H。則∠GOE為推桿從圖示位置升移s時-凸輪的轉角，∠AFH為此時凸輪機構的壓力角。 9—8B點接觸。當凸輪從圖示位置逆時90。時，試用圖解法標出：解如圖所示，以OOAAO為半徑作圓，得推過OOA的垂線，交推桿轉動中心反轉位置圓于D以ODACEEOGDEEDE的直線與直線EF間所夾的銳角即為此時9— 15rad／s150~180時推桿遠休，180~30016mm;300~360解推桿在推程及回程段運動規(guī)律的位移方程為：推程 0o≤δ≤1回程：等加速段s=h一 等段s=2h(δ’一 9-311圖示為一手搖提升裝置，其中各輪齒數均為已知，試求傳動比i15并當提升重i15

z2z3z4z5z1z2'z3'

50304052572015118當提升重物時手柄的轉向逆時針（從左向右看手柄m=0.1mm(為非標準模數)若10.001mm(1.5mm)尺等于多少?(52（2`（3`,

z3z4

16

n4=-

1201210.001時間為vn1 2 n2v120.001/t2 2n100n`100n

由圖知，指針擺一個刻度的則擺角θ有關系 Rs則

20

1z2=99Z3=1001002993i12=nl／n2=z2／z1=99，故n2=n1／99，即蝸桿轉一轉，蝸輪2轉過l／99轉。由于蝸輪2、3轉向相同，故蝸桿每轉一轉，指針相對活動刻度盤轉過l／100-1／99=-1／9900999900／99=10013.5.×，所以線活動刻度盤上的整數讀數×100+固定刻度盤上的整數讀數=13×100+5=1305圖示為一裝配用電動螺絲刀的傳動簡圖。已知各輪齒數為z1=z4=7，z3=z6=39。n1=3000r／min1-2-3-H1 1

h11z311H

4-5-6-H2 1

H21Z614H

Z 3921H 1H 4H 轉向以n1相n1=200r／min，n3=-100r／min。求nH等于多少?iH H n z 解

1iHn3hn 200]/h

i13HiHn1

H n z

20解 iHn3

1hn 200]/h

i13Hz4=56。試求傳動比i14。24H1、2、3H組成有固定速比關系)，整個輪系類似于一個封閉式行星輪系此輪系也可認為是由輪12、3和行星架H組成的行星輪系與由輪4、22、3和行星架H組成的另一行星輪系組合1、2、3H3施加于