機(jī)械原理第七版習(xí)題解答(第4、7、11章)

1、LOGO機(jī)械原理習(xí)題解答機(jī)械原理習(xí)題解答( (第第4 4、7 7、1111章章) )LOGO機(jī)械原理習(xí)題解答機(jī)械原理習(xí)題解答( (第第4 4章章- -平面機(jī)構(gòu)的力分析平面機(jī)構(gòu)的力分析) )3機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課4-134-13圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的三個(gè)位置，圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的三個(gè)位置，F(xiàn) F為作用為作用在活塞上的力，轉(zhuǎn)動(dòng)副在活塞上的力，轉(zhuǎn)動(dòng)副A A及及B B上所畫(huà)的虛線小圓為上所畫(huà)的虛線小圓為摩擦圓。試決定在此三個(gè)位置時(shí)作用在連桿摩擦圓。試決定在此三個(gè)位置時(shí)作用在連桿ABAB上上的作用力的真實(shí)方向（構(gòu)桿件重量及慣性力略去的作用力的真實(shí)方向（構(gòu)桿件重量及慣性力略去不計(jì)）。不計(jì)）。4機(jī)

2、械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課2123，題題4-13 圖圖解解 1 1，判斷出連桿，判斷出連桿2 2承受拉力還是壓力承受拉力還是壓力 2 2，確定，確定 的方向的方向 3 3，確定總反力方向，確定總反力方向5機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課4-144-14 圖示為一擺動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪圖示為一擺動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1 1沿沿逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，F(xiàn) F為作用在推桿為作用在推桿2 2上的外載荷，上的外載荷，試確定凸輪試確定凸輪1 1及機(jī)架及機(jī)架3 3作用給推桿作用給推桿2 2的總反力的總反力 及及的方位（不考慮構(gòu)件的重量及慣性力，圖中虛線的方位（不考慮構(gòu)件的重量及慣性力，圖中虛線小圓

3、為摩擦圓）。小圓為摩擦圓）。12RF32RFC16機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課解解 arctan f總反力總反力 及及 的方位如圖的方位如圖12RF32RFFF題題4-147機(jī)械原理習(xí)題解答機(jī)械原理習(xí)題解答( (第第7 7章章- -機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)) )8機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課7-77-7圖示為一機(jī)床工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)已知各齒圖示為一機(jī)床工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)已知各齒輪的齒數(shù)，齒輪輪的齒數(shù)，齒輪3 3的分度圓半徑的分度圓半徑r r3 3，各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量慣量 ，齒輪，齒輪1 1直接裝在電動(dòng)機(jī)軸上，直接裝在電動(dòng)機(jī)軸上，故故J J1 1中

4、包含了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；工作臺(tái)和中包含了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；工作臺(tái)和被加工零件的重量之和為被加工零件的重量之和為G G。當(dāng)取齒輪。當(dāng)取齒輪1 1為等效構(gòu)為等效構(gòu)件時(shí)，試求該機(jī)械系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量件時(shí)，試求該機(jī)械系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JeJe。1223,J JJJ9機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課解解 根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的等效原則，有根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的等效原則，有222221112223311111()22222eGJJJJJvg則：則：2223212231111()()()()2eGvJJJJJg222211 21 21223322 32 31()()()()2ezz zGz zJJJJJrzz

5、zgz z10機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課7-127-12某內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出力矩某內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出力矩 隨曲柄轉(zhuǎn)角隨曲柄轉(zhuǎn)角 的變的變化曲線如圖所示，其運(yùn)動(dòng)周期化曲線如圖所示，其運(yùn)動(dòng)周期 ，曲柄的平均，曲柄的平均轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 。當(dāng)用該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)一阻抗力為。當(dāng)用該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)一阻抗力為常數(shù)的機(jī)械時(shí)，如果要求其運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)常數(shù)的機(jī)械時(shí)，如果要求其運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)試求試求: :1)1)曲軸最大轉(zhuǎn)速曲軸最大轉(zhuǎn)速 和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置 ; ;2)2)裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)（不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。動(dòng)慣量）。dMT620 /minmnr0.01

6、maxnmaxFJ11機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課解解 1)1)確定阻抗力矩確定阻抗力矩, ,因一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)驅(qū)動(dòng)功應(yīng)等因一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)驅(qū)動(dòng)功應(yīng)等于阻抗功，所以有于阻抗功，所以有1200()26rTOABCMA解得解得11200()116.6726rMN m2)2)求曲軸最大轉(zhuǎn)速求曲軸最大轉(zhuǎn)速 和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置 : :maxnmax作其系統(tǒng)的能量指示圖作其系統(tǒng)的能量指示圖( (見(jiàn)圖見(jiàn)圖b)b)，由圖可知，在，由圖可知，在c c處處機(jī)構(gòu)出現(xiàn)能量最大值，即機(jī)構(gòu)出現(xiàn)能量最大值，即 時(shí)，時(shí)， 故故Cmaxnn12此時(shí)此時(shí)max200 116.672030130104.16200

7、max0.01(1)(1) 620623.1 /min22mnnr題題7-12 解圖解圖rM133)3)求裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 : :max2max2222(200 116.67)20200 116.67130200 116.67()2618020018020067.26900900 67.261.596 6200.01bABcFWAN mWJkg mn故FJ14機(jī)械原理習(xí)題解答機(jī)械原理習(xí)題解答( (第第1111章章- -齒輪系及其設(shè)計(jì)齒輪系及其設(shè)計(jì)) )15機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課11-1111-11圖示為一手搖提升裝置，其中各輪齒數(shù)均已圖示為一手搖提升裝置

8、，其中各輪齒數(shù)均已知，試求傳動(dòng)比知，試求傳動(dòng)比 ，并指出當(dāng)提升重物時(shí)手柄的，并指出當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向。15i16機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課答答 此輪系為空間定此輪系為空間定軸輪系，且軸輪系，且2 3 4 515123450 30 40 52577.7820 15 1 18z z z ziz z z z 當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向如圖所示。當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向如圖所示。17機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課11-16 11-16 如圖如圖a,ba,b所示為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周所示為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系已知轉(zhuǎn)輪系已知 。求兩輪系的。求兩輪系的 為多少？為多少？ 通過(guò)對(duì)本題的計(jì)算，請(qǐng)進(jìn)

9、一步思考下列問(wèn)題：通過(guò)對(duì)本題的計(jì)算，請(qǐng)進(jìn)一步思考下列問(wèn)題：轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比的“ “ ”號(hào)確定錯(cuò)誤會(huì)帶來(lái)什么號(hào)確定錯(cuò)誤會(huì)帶來(lái)什么惡果？在周轉(zhuǎn)輪系中用畫(huà)箭頭的方法確定的是構(gòu)惡果？在周轉(zhuǎn)輪系中用畫(huà)箭頭的方法確定的是構(gòu)件的什么轉(zhuǎn)向件的什么轉(zhuǎn)向? ?試計(jì)算試計(jì)算的值，并進(jìn)而說(shuō)明題中的值，并進(jìn)而說(shuō)明題中 與與 以及以及 與與 之間之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系。的轉(zhuǎn)向關(guān)系。1223120,24,30,40,200 /minzzzznr 3100 /minnr Hn1133,HHHHnnnnnn13nn13HHnn18機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課解解 1 1）在圖（）在圖（a a）中）中2 311331213

10、311324 401.620 30()/(1)1.6 ( 100)200/(1.6 1)600 /HHHHHHz znninnz zni nnir min 19機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課2 2）在圖（）在圖（b b）中）中2 311331213311324 401.620 30()/(1) 1.6 ( 100)200/( 1.6 1)15.385 /HHHHHHz znninnz zni nnir min 其各自的方向見(jiàn)圖（其各自的方向見(jiàn)圖（a a）、（）、（b b）。）。20機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課11-1711-17在圖示的電動(dòng)三爪卡盤(pán)傳動(dòng)輪系中，設(shè)已知在圖示的電動(dòng)三爪卡盤(pán)傳動(dòng)輪系中

11、，設(shè)已知各輪齒數(shù)為：各輪齒數(shù)為：試求傳動(dòng)比試求傳動(dòng)比 。 在解題前應(yīng)先思考下列問(wèn)題：圖示輪系為何種在解題前應(yīng)先思考下列問(wèn)題：圖示輪系為何種輪系，其自由度輪系，其自由度F F等于多少等于多少? ?要求這種輪系的傳動(dòng)要求這種輪系的傳動(dòng)比比 ，至少必須列出幾個(gè)計(jì)算式？，至少必須列出幾個(gè)計(jì)算式？122346,25,57,56zzzzz 14i14i21機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課解解 此輪系為一個(gè)此輪系為一個(gè)3K3K型型行星輪系，行星輪系，即有即有三三個(gè)中心輪個(gè)中心輪(1(1，3 3及及4)4)。若若任取兩個(gè)中心輪和與其相嚙合任取兩個(gè)中心輪和與其相嚙合的的行星輪及系行星輪及系桿桿H H便組成一個(gè)便組成

12、一個(gè)2K2K- -H H型的行型的行星星輪系。且有輪系。且有三三種情況：種情況：1 1- -2 2- -3 3- -H H行星輪系、行星輪系、4 4- -22(2)(2)- -3 3- -H H行星輪系及行星輪系及1 1- -2(2)2(2)- -4 4- -H H差動(dòng)差動(dòng)輪系。而僅有兩個(gè)輪系是獨(dú)立的，輪系。而僅有兩個(gè)輪系是獨(dú)立的，為為了了求解簡(jiǎn)單求解簡(jiǎn)單，常選常選兩兩個(gè)行星輪個(gè)行星輪系進(jìn)行求解系進(jìn)行求解。即。即22機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課即即3113123443425711110.5625 57111156 2556HHHHziizz ziiz z 故該行星輪系傳動(dòng)比為故該行星輪系傳動(dòng)比

13、為1H144H1410.5 ( 56)588iiinn （ 與 轉(zhuǎn)向相反）23機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課解解 此輪系為行星輪系此輪系為行星輪系42 31141341211 ()20 401910 10z ziiz z 11-18 11-18 圖示為手動(dòng)起重葫蘆，已知圖示為手動(dòng)起重葫蘆，已知 ， 。設(shè)各級(jí)齒輪的傳動(dòng)效率（包括軸承損。設(shè)各級(jí)齒輪的傳動(dòng)效率（包括軸承損失）失） ，曳引鏈的傳動(dòng)效率，曳引鏈的傳動(dòng)效率 。為提升重。為提升重G=l0kNG=l0kN的重物，求必須施加于鏈輪的重物，求必須施加于鏈輪A A上的圓周力上的圓周力F F。1210zz2320,40zz20.9710.9824機(jī)械原

14、理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課因?yàn)橐驗(yàn)? 12GFvGv故提升故提升10kN10kN的重物，必須施加于鏈輪的重物，必須施加于鏈輪A A上的圓周力上的圓周力F F為為29829818N18N。1Avr4GBvr輪輪A A的半徑的半徑輪輪B B的半徑的半徑所以所以11 124()()ABF rG r 所以所以421 12112 14BBAAGrGrFrri 210 40298.18()160 0.980.97 9N25機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題課習(xí)題課11-19 11-19 圖示為紡織機(jī)中的差動(dòng)輪系，設(shè)圖示為紡織機(jī)中的差動(dòng)輪系，設(shè)12345630,25,24,18,121,zzzzzz1648 200 /min,316 /min,.Hnrnrn求解解 此差動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)化輪系的此差動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為