科技大學(xué)機(jī)械原理作業(yè)答案

...wd......wd......wd...第一章緒論1—1試說(shuō)明機(jī)器與機(jī)構(gòu)的特征、區(qū)別和聯(lián)系。解：機(jī)器具有如下三個(gè)特征：人造的實(shí)物組合體各局部具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)代替或減輕人類勞動(dòng)，完成有用功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)則具有機(jī)器的前兩個(gè)特征。機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別：研究的重點(diǎn)不同：機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換和力的傳遞；機(jī)器：完成能量的轉(zhuǎn)換或作有益的機(jī)械功。機(jī)器與機(jī)構(gòu)的聯(lián)系：機(jī)器由機(jī)構(gòu)組成，一部機(jī)器包含不同的機(jī)構(gòu)；不同的機(jī)器可能包含一樣的機(jī)構(gòu)。1—2試舉出兩個(gè)機(jī)器實(shí)例，并說(shuō)明其組成、功能。解：車床：由原動(dòng)局部〔電動(dòng)機(jī)〕+傳動(dòng)系統(tǒng)〔齒輪箱〕+執(zhí)行局部〔刀架、卡盤等〕，其主要功能為切削，代替人作功。汽車：由原動(dòng)局部〔發(fā)動(dòng)機(jī)〕+傳動(dòng)系統(tǒng)〔變速箱〕+執(zhí)行局部〔車輪等〕，其主要功能為行走、運(yùn)輸，代替人作功。第二章平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)造分析解：2—1試畫出唧筒機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。解：2—2試畫出縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。解：解：或解：2—3試畫出圖示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度?；蚪猓?—4試畫出簡(jiǎn)易沖床的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。解：解：2—5圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)，而裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以到達(dá)沖壓的目的，試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。解：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)?？尚薷臑椋夯蚧?—6計(jì)算圖示自動(dòng)送料剪床機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束。解1：解1：C、F為復(fù)合鉸鏈，I為局部自由度，EFGC為虛約束。解2：C解2：C為復(fù)合鉸鏈，I為局部自由度〔焊死〕，EFGC為虛約束〔去掉〕。解1：C為復(fù)合鉸鏈，F(xiàn)、I為局部自由度。2—7計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束。說(shuō)明該機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。解1：C為復(fù)合鉸鏈，F(xiàn)、I為局部自由度。解2：C為復(fù)合鉸鏈，F(xiàn)、I為局部自由度〔焊死〕。解2：C為復(fù)合鉸鏈，F(xiàn)、I為局部自由度〔焊死〕。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：F=原動(dòng)件數(shù)，即取1個(gè)原動(dòng)件。解1：A、B為復(fù)合鉸鏈，B解1：A、B為復(fù)合鉸鏈，B為虛約束〔重復(fù)局部〕。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：F=原動(dòng)件數(shù)，即取2個(gè)原動(dòng)件。解：2—9計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的根本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：RRPII級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組PRPPRPII級(jí)桿組RPRII級(jí)桿組RPRII級(jí)桿組機(jī)構(gòu)由3個(gè)級(jí)桿組組成，為II級(jí)機(jī)構(gòu)。解：2—10計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的根本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。如在該機(jī)構(gòu)中改選EG為原動(dòng)件，試問(wèn)劃分的根本桿組及機(jī)構(gòu)的級(jí)別與前者有何不同解：RRPII級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組RRRRRPII級(jí)桿組RRRII級(jí)桿組機(jī)構(gòu)由3個(gè)級(jí)桿組組成，為II級(jí)機(jī)構(gòu)。解：III級(jí)桿組解：III級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組機(jī)構(gòu)由1個(gè)級(jí)桿組、1個(gè)級(jí)桿組組成，為III級(jí)機(jī)構(gòu)。解：2—11計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副用低副代替，并分析機(jī)構(gòu)所含的根本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：低代前：低代后：構(gòu)件2、3、4、6為III級(jí)桿組，機(jī)構(gòu)為III級(jí)機(jī)構(gòu)。解：2—12計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副用低副代替，并分析機(jī)構(gòu)所含的根本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：低代前：低代后：構(gòu)件2、3、4、6為III級(jí)桿組，機(jī)構(gòu)為III級(jí)機(jī)構(gòu)。解：2—13計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副用低副代替，并分析機(jī)構(gòu)所含的根本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：低代前：低代后：RRRII級(jí)桿組RRRII級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組劃分桿組如下：機(jī)構(gòu)由4個(gè)RRRII級(jí)桿組RRRII級(jí)桿組RRPII級(jí)桿組RRRII級(jí)桿組RRRII級(jí)桿組RRRRRRII級(jí)桿組第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析3—1試求以下各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)Pij直接標(biāo)注在圖上)。3—2在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω1=10rad/s，試用瞬心法求：〔1〕當(dāng)φ=165°時(shí)，點(diǎn)C的速度vC；〔2)當(dāng)φ=165°時(shí)，構(gòu)件2的BC線(或其延長(zhǎng)線)上速度最小的點(diǎn)E的位置及速度的大?。弧?〕當(dāng)vC=0時(shí)，φ角之值〔有兩個(gè)解〕，并做出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。AB2C2D2=AB2C2D2=26°AB1C1D1=227°解：3—3在圖示的齒輪—連桿組合機(jī)構(gòu)中，試用速度瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動(dòng)比。3—4以以下圖示機(jī)構(gòu)中，，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求C點(diǎn)的速度vC〔在的根基上作速度多邊形并列出有關(guān)速度矢量方程〕。解：解：方向方向解：方向方向解：大小大小大小大小用速度影像原理求得c點(diǎn)，方向方向大小大小3—5在圖示干草壓縮機(jī)中，ω1=5rad/s，lAB=150mm，lBC=600mm，lCE=300mm，lCD=460mm，lEF=600mm，xD=600mm，yD=500mm，yF=600mm，φ1=30°，求活塞5的速度v5和加速度a5。yDyDyF解：１．速度分析方向⊥CD⊥AB⊥CB大小?1lAB?vB=1lAB=5×0.15=0.75m/s利用速度影像原理求得e點(diǎn)方向水平⊥FE大小??〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕2．加速度分析方向C→D⊥CDB→AC→B⊥BC大小32lCD?12lAB22lSC?+-利用加速度影像原理求得e′點(diǎn)，方向水平F→E⊥FE大小42lEF3—6鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置及尺寸如圖〔a〕所示，現(xiàn)已作出其速度多邊形圖〔b〕和加速度多邊形〔c〕。試在圖中求出：(1)構(gòu)件1、2、3上速度為vx的點(diǎn)X1、X2、X3的位置；(2)構(gòu)件2上速度為零的點(diǎn)M2的位置，并在加速度多邊形圖〔c〕上找出點(diǎn)m′2；(3)構(gòu)件2上加速度為零的點(diǎn)Q2的位置，并在速度多邊形圖〔b〕上找出點(diǎn)q2。3—7在以以下圖示的各機(jī)構(gòu)中，是否存在哥氏加速度在有哥氏加速度的機(jī)構(gòu)圖上標(biāo)出的方向，并寫出其大小的表達(dá)式。存在存在不存在不存在3—8在圖示的機(jī)構(gòu)中，各桿的尺寸，1=常數(shù)。試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置構(gòu)件3上C點(diǎn)的速度和加速度。〔畫出機(jī)構(gòu)的速度、加速度多邊形，標(biāo)出全部影像點(diǎn)，并列出必要的矢量方程式及計(jì)算式?！场彩噶糠匠碳氨匾姆治鲇?jì)算〕：解：方向⊥BD⊥AB∥BC大小?1lAB?利用速度影像原理求得c3點(diǎn),方向B→D⊥BDB→A⊥BC∥BC大小??利用加速度影像原理求得c3′點(diǎn),3—9在圖示曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中，lAB=30mm，lAC=100mm，lDE=40mm，lBD=50mm，φ1=45°，等角速度ω1=10rad/s，求點(diǎn)E的速度vE和加速度aE以及構(gòu)件3的角速度3和角加速度3?！彩噶糠匠碳氨匾姆治鲇?jì)算〕：解：1．速度分析方向?⊥AB⊥CB∥CB大小?1lAB?0?〔〕〔〕利用速度影像原理求得e點(diǎn)，方向?B→AC→B⊥CB⊥CB∥CB大小??0?利用加速度影像原理求得e′點(diǎn),〔〕〔〕3—10圖示機(jī)構(gòu)的位置及尺寸，1=常數(shù)，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件3的角速度3和加角速度3?！伯嫵鰴C(jī)構(gòu)的速度、加速度多邊形，并列出必要的矢量方程式及計(jì)算式?！场彩噶糠匠碳氨匾姆治鲇?jì)算〕：解：1．速度分析方向B→CB→A∥CD大小?1lAB?〔〕〔〕〕2．加速度分析方向B→C⊥CBB→A⊥CD∥CD大小??〔〕〔〕〕3—11圖示機(jī)構(gòu)的位置及尺寸，1=常數(shù)，求構(gòu)件2上D點(diǎn)的速度vD和加速度aD。〔畫出機(jī)構(gòu)的速度、加速度多邊形，并列出必要的矢量方程式及計(jì)算式?！场彩噶糠匠碳氨匾姆治鲇?jì)算〕：解：1．速度分析方向∥BC⊥AB∥AB大小??方向?⊥DB大小?2．加速度分析方向∥BCB→A⊥AB∥AB大小??方向?D→B大小?0=3—12圖示機(jī)構(gòu)的位置及尺寸，1=常數(shù)，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求圖示位置：(1)構(gòu)件5上F點(diǎn)的速度vF〔在的根基上作速度多邊形并列出有關(guān)矢量方程式及計(jì)算式〕；(2)構(gòu)件5上F點(diǎn)的加速度aF〔寫出求解思路并列出有關(guān)矢量方程式及計(jì)算式〕；(3)大小的表達(dá)式，在機(jī)構(gòu)圖上標(biāo)出其方向?！彩噶糠匠碳氨匾姆治鲇?jì)算〕：解：1．速度分析方向∥AC⊥AB⊥CB大小??利用速度影像原理求得d2(d4)點(diǎn),方向⊥DE∥ED大小??利用速度影像原理求得f點(diǎn),2．加速度分析方向∥ACB→AB→C⊥CB大小??利用加速度影像原理求得d2′(d4′)點(diǎn)方向D→E⊥DE⊥DE∥DE大小??利用加速度影像原理求得f′點(diǎn)3—13在圖示的齒輪—連桿組合機(jī)構(gòu)中，為固定齒條，齒輪3的齒數(shù)為齒輪4的2倍，設(shè)原動(dòng)件1以等角速度1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，E點(diǎn)的速度vE以及齒輪3、4的速度影像?！彩噶糠匠碳氨匾姆治鲇?jì)算〕：解：方向⊥CD⊥AB⊥BC大小?1lAB?由速度影像原理求出hΔpch∽ΔDCH方向⊥EF√⊥EH大小??3—14在圖示機(jī)構(gòu)中，1=45，構(gòu)件1以等角速度1=100rad/s逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，lAB=400mm，=60，求構(gòu)件2的角速度2和構(gòu)件3的速度v3。〔用解析法〕ll1s2s3解：建設(shè)圖示直角坐標(biāo)系及封閉式矢量圖形分別用單位矢量點(diǎn)積上式兩端分別將以上兩式對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)：==1l1第四章平面機(jī)構(gòu)的力分析4—1圖示為一機(jī)床的矩形—V形導(dǎo)軌副，拖板1與導(dǎo)軌2組成復(fù)合移動(dòng)副。拖板1的移動(dòng)方向垂直紙面，重心在S處，幾何尺寸如以下圖，各接觸面間的摩擦系數(shù)為f。試求導(dǎo)軌副的當(dāng)量摩擦系數(shù)。解：4—2在圖示楔塊機(jī)構(gòu)中，：==600，Q=1000N，各接觸面間的摩擦系數(shù)f=0.15。Q為生產(chǎn)阻力，試求所需的驅(qū)動(dòng)力F〔畫出力矢量多邊形，用正弦定理求解〕。解：摩擦角構(gòu)件2：構(gòu)件1：作力矢量多邊形如圖，由正弦定理，有：得：4—3圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)機(jī)構(gòu)尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，滑3塊與導(dǎo)路的摩擦角為φ，驅(qū)動(dòng)力為F，阻力矩為M。試在以下各機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖中畫出各運(yùn)動(dòng)副中反力方向〔必須注明力矢量的腳標(biāo)〕。4—4圖示為一擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1沿逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，Q為作用在擺桿2上的外載荷，試確定各運(yùn)動(dòng)副中的總反力〔FR31、FR12、FR32〕的方位。圖中虛線圓為摩擦圓，摩擦角為φ。解：4—5圖示偏心圓盤凸機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸，作用在從動(dòng)件上的生產(chǎn)阻力Q，凸輪的慣性力Fi1，運(yùn)動(dòng)副B的摩擦角為φ。凸輪以等角速度ω1逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。試求：(1)各運(yùn)動(dòng)副中的反力；(2)需加在凸輪軸上的平衡力矩M1〔在圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副反力，注明腳標(biāo)，并列出力平衡方程式，畫出力矢量多邊形，力大小按圖示長(zhǎng)度畫?！辰猓簶?gòu)件2：大小方向構(gòu)件1：將Fi1與FR21合成：4—6在圖示機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)力為F，工作阻力矩為Mr，假設(shè)不計(jì)各構(gòu)件的重量及慣性力，試在機(jī)構(gòu)圖中畫出各構(gòu)件的受力。圖中虛線圓為摩擦圓，摩擦角為φ。解：4—7在圖示機(jī)構(gòu)中，原動(dòng)件1在驅(qū)動(dòng)力矩Md的作用下等速轉(zhuǎn)動(dòng)，1如以下圖。作用在從動(dòng)件2上的生產(chǎn)阻力為Q，圖中虛線圓為摩擦圓，運(yùn)動(dòng)副C的摩擦角為φ。試在圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副反力〔注明腳標(biāo)〕，寫出構(gòu)件2的力平衡方程式，并畫出力矢量多邊形。解：構(gòu)件2：三力匯交大小方向構(gòu)件1：大小方向第五章機(jī)械的效率和自鎖5—1在圖示斜面機(jī)構(gòu)中，設(shè)摩擦面間的摩擦系數(shù)f=0.2。求在Q力作用下〔反行程〕機(jī)構(gòu)的臨界自鎖條件和在此條件下正行程〔在F力作用下〕的效率。解：1、反行程自鎖條件：即：或令令2、正行程令將=11.31代入，則：5—2圖示為一焊接用的楔形夾具。利用這個(gè)夾具把兩塊要焊的工件1及1預(yù)先夾妥，以便焊接。圖中2為夾具體，3為楔塊。試確定此夾具的自鎖條件〔即當(dāng)夾緊后，楔塊3不會(huì)自動(dòng)松脫出來(lái)的條件〕。解1：以3為研究對(duì)象，去掉F，反行程受力如圖〔a〕，F(xiàn)R23作用在摩擦角內(nèi)，則自鎖，即有：解2：如圖〔a〕，假設(shè)自鎖，則有：而由：有：而由：有：代入〔*〕，有：代入〔*〕，有：解3：以3為研究對(duì)象，反行程受力如圖〔b〕，由平衡條件：自鎖，有：自鎖，有：5—3在圖示夾緊機(jī)構(gòu)中，虛線圓為摩擦圓，φ為摩擦角，試：(1)求出在圖示位置欲產(chǎn)生Q=400N的法向預(yù)緊力，需要加在手柄上的力F為多少(2)判斷當(dāng)力F去掉后，該機(jī)構(gòu)是否自鎖為什么解：((反)(正)〔1〕以構(gòu)件1為研究對(duì)象，有：受力如圖，量得：〔2〕由圖可知：FR21作用在摩擦圓內(nèi)，故自鎖。5—4在圖示的緩沖器中，假設(shè)各楔塊接觸面間的摩擦系數(shù)f及彈簧的壓力Q，試求當(dāng)楔塊2、3被等速推開(kāi)和等速恢復(fù)原位時(shí)力F的大小、該機(jī)構(gòu)的效率以及此緩沖器正反行程不至發(fā)生自鎖的條件。解：1、在F作用下，楔塊2、3被等速推開(kāi)〔正行程〕，受力如圖。構(gòu)件1：構(gòu)件2：令令正行程不自鎖的條件為：正行程不自鎖的條件為：2、在Q作用下，楔塊2、3復(fù)原位〔反行程〕。令：代入上式，得：令：代入上式，得：令令反行程不自鎖的條件為：反行程不自鎖的條件為：正反行程均不自鎖的條件為：正反行程均不自鎖的條件為：5—5圖示矩形螺紋千斤頂中，螺紋大徑d=24mm、小徑d1=20mm、螺距p=4mm；頂頭環(huán)形摩擦面A的外徑D=30mm，內(nèi)徑d0=15mm，手柄長(zhǎng)度l=300mm，所有摩擦系數(shù)均為f=0.1。求該千斤頂?shù)男?。又假設(shè)F=100N，求能舉起的重量Q為假設(shè)干解：螺紋升角：螺紋升角：環(huán)形摩擦面的摩擦力矩為：螺桿上升所需力矩：抑制Q所需總力矩：5—6圖示為一帶式運(yùn)輸機(jī)，由電動(dòng)機(jī)1經(jīng)帶傳動(dòng)及一個(gè)兩級(jí)齒輪減速器帶動(dòng)運(yùn)輸帶8。設(shè)運(yùn)輸帶8所需的曳引力F=5500N，運(yùn)送速度v=1.2m/s。帶傳動(dòng)〔包括軸承〕的效率1=0.95，每對(duì)齒輪〔包括軸承〕的效率2=0.97，運(yùn)輸帶8的機(jī)械效率3=0.92。試求該系統(tǒng)的總效率及電動(dòng)機(jī)所需的功率。解：該系統(tǒng)的總效率為：電動(dòng)機(jī)所需的功率：5—7如以下圖，電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)及圓錐、圓柱齒輪傳動(dòng)帶開(kāi)工作機(jī)A和B。設(shè)每對(duì)齒輪〔包括軸承〕的效率1=0.97，帶傳動(dòng)〔包括軸承〕的效率2=0.92，工作機(jī)A、B的功率分別為PA=5KW，PB=1KW，效率分別為A=0.8，B=0.5，試求傳動(dòng)系統(tǒng)總效率及電動(dòng)機(jī)所需的功率。解1：輸入功率：解2：第六章機(jī)械的平衡6—1圖示為一鋼制圓盤，盤厚b=50mm，位置Ⅰ處有一直徑=50mm的通孔，位置Ⅱ處是一質(zhì)量m2=0.5kg的重塊。為了使圓盤平衡，在r=200mm制一通孔。試求此孔的直徑與位置〔鋼的密度=7.8g/cm3〕。解1：孔的位置：解2：圖解法作圖，量得：6—2圖示曲軸構(gòu)造中，m1=m2=m3=m4，r1=r2=r3=r4，l12=l23=l34，各曲拐的位置如圖，試判斷該曲軸是否到達(dá)靜平衡是否到達(dá)動(dòng)平衡為什么解：靜平衡m2、m3產(chǎn)生的慣性力矩與m1、m4產(chǎn)生的慣性力矩不在同一平面內(nèi)，，故該軸動(dòng)不平衡。6—3圖示一曲軸，兩個(gè)不平衡質(zhì)量，，位置如圖，試判斷該軸是否靜平衡是否動(dòng)平衡假設(shè)不平衡，求以下兩種情況下在兩個(gè)平衡基面I、II上需加的平衡質(zhì)徑積和的大小和方位。解：靜平衡動(dòng)不平衡。假設(shè)，兩者構(gòu)成一力偶與mr產(chǎn)生的力偶相平衡。方位如圖。解：靜平衡動(dòng)不平衡。假設(shè)，兩者構(gòu)成一力偶與mr產(chǎn)生的力偶相平衡。6—4在圖示的轉(zhuǎn)子中，各偏心質(zhì)量m1=10kg，m2=15kg，m3=20kg，m4=10kg，它們的回轉(zhuǎn)半徑分別為r1=400mm，r2=r4=300mm，r3=200mm，又各偏心質(zhì)量所在的回轉(zhuǎn)平面的距離為l12=l23=l34=300mm，各偏心質(zhì)量的方位角如以下圖。假設(shè)置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡質(zhì)量mb及mb的回轉(zhuǎn)半徑分別為500mm，試求mb及mb的小和方位。解1：解2：圖解法6—5圖示帶有刀架盤A的機(jī)床主軸需要作動(dòng)平衡試驗(yàn)，現(xiàn)校正平面取Ⅰ、Ⅱ兩回轉(zhuǎn)面，但所用的動(dòng)平衡機(jī)只能測(cè)量在兩支承范圍內(nèi)的校正平面的不平衡量?，F(xiàn)測(cè)得平面Ⅰ、Ⅲ內(nèi)應(yīng)加質(zhì)徑積為m1r1=1gm，m3r3=1.2gm，方向如以下圖。能否在Ⅰ、Ⅱ兩回轉(zhuǎn)面內(nèi)校正如何校正6—6高速水泵的凸輪軸系由三個(gè)互相錯(cuò)開(kāi)1200的偏心輪所組成，每一偏心輪的質(zhì)量為0.4kg，其偏心距為12.7mm。設(shè)在平衡面A和B處各裝一個(gè)平衡質(zhì)量mA和mB使之平衡，其回轉(zhuǎn)半徑為10mm，其它尺寸如以下圖〔單位：mm〕。求mA和mB的大小和位置。6—7圖示為一滾筒，在軸上裝有帶輪?，F(xiàn)已測(cè)知帶輪有一偏心質(zhì)量m1=1kg；另外，根據(jù)該滾筒的構(gòu)造，知其具有兩個(gè)偏心質(zhì)量m2=3kg，m3=4kg，各偏心質(zhì)量的位置如以下圖〔長(zhǎng)度單位為mm〕。假設(shè)將平衡基面選在滾筒的端面，兩平衡基面中平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑均取為400mm，試求兩平衡質(zhì)量的大小和方位。解1：解2：圖解法第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)7—1圖示的搬運(yùn)器機(jī)構(gòu)中，：滑塊質(zhì)量m=20kg〔其余構(gòu)件質(zhì)量忽略不計(jì)〕，lAB=lED=100mm，lBC=lCD=lEF=200mm，φ1=φ23=φ3=900。求由作用在滑塊5上的阻力F5=1KN而換算到構(gòu)件1的軸A上的等效阻力矩Mr及換算到軸A的滑塊質(zhì)量的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。7—2圖示車床主軸箱系統(tǒng)中，帶輪直徑d0=80mm，d1=240mm，各齒輪齒數(shù)為z1′=z2′=20，z2=z3=40，各輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1′=J2′=0.01kgm2，J2=J3=0.04kgm2，J0=0.02kgm2，J1=0.08kgm2，作用在主軸III上的阻力矩M3=60Nm。當(dāng)取軸Ⅰ為等效構(gòu)件時(shí)，試求機(jī)構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和阻力矩的等效力矩Mr。解：7—2圖示為一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，設(shè)lAB=150mm，lAC=300mm，lCD=550mm，質(zhì)量為m1=5kg〔質(zhì)心S1在A點(diǎn)〕，m2=3kg〔質(zhì)心S2在B點(diǎn)〕，m3=10kg〔質(zhì)心S3在lCD的中點(diǎn)〕，繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JS1=0.05kgm2，JS2=0.002kgm2，JS3=0.2kgm2，力矩M1=1000Nm，F(xiàn)3=5000N。假設(shè)取構(gòu)件3為等效構(gòu)件，試求φ1=45°時(shí)，機(jī)構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je3及等效力矩Me3。7—3圖示的定軸輪系中，加于輪1和輪3上的力矩M1=80Nm，M3=100Nm；各輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1=0.1kgm2，J2=0.225kgm2，J3=0.4kgm2；各輪的齒數(shù)z1=20，z2=30，z3=40。在開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬時(shí)，輪1的角速度等于零。求在運(yùn)動(dòng)開(kāi)場(chǎng)后經(jīng)過(guò)0.5s時(shí)輪1的角加速度1和角速度ω1。7—4在圖〔a〕所示的刨床機(jī)構(gòu)中，空程和工作行程中消耗于抑制阻抗力的恒功率分別為P1=367.7W和P2=3677W，曲柄的平均轉(zhuǎn)速n=100r/min，空程中曲柄的轉(zhuǎn)角為φ1=1200。當(dāng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.05時(shí)，試確定電機(jī)的平均功率，并分別計(jì)算在以下兩種情況中的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF〔略去各構(gòu)件的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量〕。(1)飛輪裝在曲柄軸上；(2)飛輪裝在電機(jī)軸上，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nn=1440r/min。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)曲柄。為簡(jiǎn)化計(jì)算，減速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)?！瞐〕〔b〕7—5某內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出力矩Md隨曲柄轉(zhuǎn)角φ的變化曲線如以下圖，其運(yùn)動(dòng)周期φT=π，曲柄的平均轉(zhuǎn)速nm=620r/min，當(dāng)用該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)一阻杭力為常數(shù)的機(jī)械時(shí)，如果要求運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.01，試求：(1)曲柄最大轉(zhuǎn)速nmax和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置φmax；(2)裝在曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF〔不計(jì)其余構(gòu)件的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量〕。2002007—6圖示為某機(jī)械系統(tǒng)的等效驅(qū)動(dòng)力矩Med及等效阻力力矩Mer對(duì)轉(zhuǎn)角φ的變化曲線，φT為其變化的周期轉(zhuǎn)角。設(shè)各塊面積為Aab=200mm2，Abc=260mm2，Acd=100mm2，Ade=190mm2，Aef=320mm2，Afg=220mm2，Aga=50mm2，而單位面積所代表的功為μA=10Nm/mm2，試求該系統(tǒng)的最大盈虧功ΔWmax。又如設(shè)其等效構(gòu)件的平均轉(zhuǎn)速為nm=1000r/min。等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Je=5kgm2，試求該系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)速nmax及最小轉(zhuǎn)速nmin，并指出最大轉(zhuǎn)速及最小轉(zhuǎn)速出現(xiàn)的位置。第八章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)8—1在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=240mm，lBC=600mm，lCD=400mm，lAD=500mm，試答復(fù)以下問(wèn)題：〔1〕當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在存在。假設(shè)有曲柄，則桿1為曲柄，此時(shí)該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)?！?〕要使該機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿1為機(jī)架。〔3〕要使該機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿3為機(jī)架，且其長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為140mm~1340mm?！沧ⅲ阂髮懗鲆陨吓袛嗟囊罁?jù)〕解：〔1〕∵lmin+lmax=240+600=840lCD+lAD=400+500=900lmin+lmax＜lCD+lAD∴有整轉(zhuǎn)副存在。又lmin桿1的鄰桿為機(jī)架，故有一個(gè)曲柄存在，為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。〔2〕以lmin桿1為機(jī)架，得到雙曲柄機(jī)構(gòu)?！?〕以lmin桿1的對(duì)為機(jī)架，得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。桿3的取值范圍：①當(dāng)桿3為lmin時(shí)，應(yīng)滿足lmin+lmax＞l余1+l余2lCD+lBC＞lAB+lADlCD＞lAB+lAD–lBC=240+500–600=140mm②當(dāng)桿3非lmin時(shí)，不管如何取值均得到雙搖桿機(jī)構(gòu)lCD＜lAB+lAD+lBC=240+500+600=1340mm8—2試分別標(biāo)出以下機(jī)構(gòu)圖示位置時(shí)的壓力角和傳動(dòng)角，箭頭標(biāo)注的構(gòu)件為主動(dòng)件。8—3在以以下圖示的各機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸〔比例尺μl=0.0025m/mm〕，桿AB為主動(dòng)件，轉(zhuǎn)向如以下圖。要求：(1)給出各機(jī)構(gòu)中桿AB為曲柄的條件和機(jī)構(gòu)的名稱；(2)機(jī)構(gòu)是否存在急回運(yùn)動(dòng)假設(shè)存在，試用作圖法確定其極位夾角，計(jì)算其行程速比系數(shù)K，并確定從動(dòng)件工作行程的運(yùn)動(dòng)方向；(3)求作最小傳動(dòng)角min〔或最大壓力角max〕；(4)機(jī)構(gòu)是否存在死點(diǎn)位置假設(shè)存在，試說(shuō)明存在的條件和相應(yīng)的位置。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖桿AB〔或BC〕為曲柄的條件機(jī)構(gòu)名稱及其他桿AB為曲柄的條件：名稱：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)lAB+lmax≤l余1+l余2工作行程：順時(shí)針向c1→c2死點(diǎn)位置：AB1C1DAB2C2D以CD為原動(dòng)件有死點(diǎn)位置。名稱：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e桿AB為曲柄的條件：e工作行程：C2→C1當(dāng)e=0時(shí)：死點(diǎn)位置：AB1C1當(dāng)e=0時(shí)：AB2C2D以滑塊為原動(dòng)件有死點(diǎn)位置。桿AB為曲柄的條件：名稱：擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)當(dāng)e=0時(shí)：工作行程：當(dāng)e=0時(shí)：死點(diǎn)位置：AB1CAB2C以導(dǎo)桿為原動(dòng)件有死點(diǎn)位置。8—4現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。其搖桿CD的lCD=75mm，行程速比系數(shù)K=1.5，機(jī)架AD的長(zhǎng)度lAD=100mm，搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角ψ=45，試求曲柄AB的長(zhǎng)度和連桿BC的長(zhǎng)度〔有兩個(gè)解〕。解：解一解二8—5設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄為主動(dòng)件，從動(dòng)搖桿處于兩極限位置時(shí)，連桿的兩個(gè)鉸鏈點(diǎn)的連線正好處于圖示之C1Ⅰ、C2Ⅱ位置，且連桿處于位置C1Ⅰ時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角為40o。假設(shè)連桿與搖桿的鉸接點(diǎn)取在C點(diǎn)〔即圖中的C1或C2點(diǎn)〕，試用圖解法求曲柄AB、搖桿CD和機(jī)架AD的長(zhǎng)度。ⅠⅠⅡ8—6圖〔a〕所示為實(shí)驗(yàn)用小電爐的爐門啟閉機(jī)構(gòu)，爐門關(guān)閉時(shí)在位置E1，敞開(kāi)時(shí)在位置E2，試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)爐門啟閉的操作。(1)按已選定爐門上的兩個(gè)鉸鏈B和C的位置〔圖(b)〕；(2)按已選定爐壁上的兩個(gè)固定鉸鏈A和D的位置〔圖(c)〕。解：2003002003003014020簡(jiǎn)要作圖步驟：(1)分別連接B1B2、C1C2；(2)選爐門為“機(jī)架〞；分別作B1B2、C1C2的垂直平分線與將鉸鏈A、D與爐門位置1剛化；距爐壁10mm的豎直線的交點(diǎn)即為搬移至與位置2重合，得到A1′、D1′；所求的A、D。分別作AA1′、DD1′的垂直平分線得到B2、C2。8—7圖〔a〕所示為機(jī)床變速箱操縱機(jī)構(gòu)的示意圖?；瑒?dòng)齒輪行程H=60mm，lDE=100mm，lCD=120mm，lAD=250mm，其相互位置如圖。當(dāng)滑動(dòng)齒輪在另一端時(shí)，操縱手柄為鉛垂方向。試用圖解法在圖〔b〕中設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)，求出桿長(zhǎng)lAD、lBC。解：((b)Ⅱ95((a)示意圖簡(jiǎn)要作圖步驟：根據(jù)條件作出C1、C2；選AB桿為機(jī)架；剛化C2AⅠ,并搬移至AⅠ與AⅡ相重合，得C2′；連接C1、C2′并作其垂直平分線與AⅠ的交點(diǎn)即為所求得的B1。8—8在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=30mm，lAD=60mm，lDE=40mm，兩連架桿之間對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖示，試用圖解法設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)〔即在DE構(gòu)件上求出鉸鏈C位置〕。〔要求保存作圖過(guò)程線。〕解：簡(jiǎn)要作圖步驟：選取DE1為“機(jī)架〞；剛化B2E2D、B3E3D；搬移至E2D、E3D與E1D重合，得B2′、B3′；連接B1、B2′、B3′，作其垂直平分線，交點(diǎn)即為C1。8—9圖示搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中，lAD=35mm，偏距e=10mm，1=常數(shù)，搖桿AD與滑塊C的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角及位置如圖示。試用圖解法設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)?！惨蟊４孀鲌D過(guò)程線。〕解：ee簡(jiǎn)要作圖步驟：選取AE3為“機(jī)架〞；剛化C2E2A、C1E1A；搬移至E2A、E1A與E3A重合，得C2′、C1′；連接C3、C2′、C1′作其垂直平分線，交點(diǎn)即為B3。8—10滑塊、連桿的兩位置C1Ⅰ、C2Ⅱ及固定鉸鏈點(diǎn)A，且滑塊在C2位置時(shí)機(jī)構(gòu)處于右極限位置。試用圖解法設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)，圖解出桿長(zhǎng)并判斷該機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)還是搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。ⅠⅡⅠⅡe解：選取C2Ⅱ?yàn)椤皺C(jī)架〞