重慶大學(xué)機(jī)械原理課后習(xí)題解答

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：。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。1-2答案:a）其結(jié)構(gòu)的自由度F=3X8-2X10-2=2或F=3X9—2X11—1=2。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：b）自由度F=3X5—2X7=1。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:6自由度F=3X6—2X4=1。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:4自由度F=3X5—2X7=1。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:□1-3答案：IF=1,N=10?.?單鏈數(shù)P=3N/2—(F+3)/2=13閉環(huán)數(shù)k=P+1—N=4由P33頁公式1—13a可得：

「N3+2N4+N5=6<N+N+N+N=10由上式可得自由度F=14的f。桿單鏈運(yùn)動(dòng)鏈的基本方案如下:運(yùn)動(dòng)鏈類型閉合回路數(shù)運(yùn)動(dòng)副數(shù)(P)2元素桿數(shù)目(N2)3元素桿數(shù)目(N3)4元素桿數(shù)目(N4)5元素桿數(shù)目(N5)10桿鏈N=104134600541162206301703071108002P26頁圖1—16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：10,9,8,7,14； 10,1,2,3；10,5,4,3； 2,3,4,5,6,7。1-4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。拆去虛約束后再觀察其運(yùn)動(dòng)。其中AD、CD桿及下方的活塞構(gòu)成虛約束。F=3X5—2X7=1;為軌跡重合虛約束，可認(rèn)為AB桿或滑塊之一構(gòu)成虛約束。F=3X3—2X4=1;對(duì)稱的上部分或下部分構(gòu)成虛約束。F=3X5—2X7=1.

1-6答案：a)F=3X7—2X10=l.注意其中的C、G、D、H點(diǎn)并不是復(fù)合鉸鏈。以AB為原動(dòng)件時(shí)：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EF為原動(dòng)件時(shí)：由1個(gè)I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)。F=3X5—2X7=l以AB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EF為原動(dòng)件時(shí)：FF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—2X10=1其中C點(diǎn)為復(fù)合鉸鏈，分別由2、3、4構(gòu)件在C點(diǎn)構(gòu)成復(fù)合鉸。以AB為原動(dòng)件時(shí)：EBEB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EF為原動(dòng)件時(shí)：由3個(gè)I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=3X5—2X5—2—2=1其中B、D處的磙子具有局部自由度。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)。F=3X4—2X5—l=l其中E不是復(fù)合鉸鏈，F(xiàn)處構(gòu)成虛約束。高副低代后為：旬級(jí)基=3X6由lF)F虛約束。其中G、I、高副低代后為：EG旬級(jí)基=3X6由lF)F虛約束。其中G、I、高副低代后為：EG組組成，，凱構(gòu)級(jí)別為32l=l滾子具有局部自由度，D點(diǎn)構(gòu)點(diǎn)不是復(fù)合鉸鏈。|Ag由l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—(3Xl+4Xl+5X2)=lF=6X3—(3X2+5X2)—l=lF=6X3—(5X4—3)=lF=6X3—(3Xl+4Xl+5X2)=lb)B22-1答案：a)b)B2：4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)c)c)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)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+^BC^^AD+^CD?.?e152）該機(jī)構(gòu)欲成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，同樣應(yīng)滿足曲柄存在的條件，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=30，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：、+、禮0+富???lABW55 即50</ab<552） 2）若BC桿為最長(zhǎng)桿：/ab+^bcW/ab+^cd.?.1abW45 即45W/ab<50...若該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則AB桿桿長(zhǎng)的取值范圍為：45wyw5。

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)鍵是誰是最短、最長(zhǎng)桿？1)若AB桿最短，則最長(zhǎng)桿為BC：,'ab+'bc>'cd+'ad?.?/ab>15若AD桿最短，BC桿最長(zhǎng)：/AD+/AB>/BC+/CD?"45AB桿最長(zhǎng)：/+1>l-+1 />55ZABZAB<ZAD+ZCD+ZBC:>lAB<115綜上分析：AB桿的取值為：15<lAB<45或者 55<lAB<115BCCD2-3答案：由于lAB+lADWlBC+lCD，且以最短桿AB的鄰邊為機(jī)架。故該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)°AB為曲柄。BCCD1)以曲柄AB為主動(dòng)件，作業(yè)搖桿CD的極限位置如圖所示。?.?AC1=1ab+1bc=80AC2=l“—y=24BCAB極位夾角e：e=COS-iZC2AD-COS-iZC1AD=COS-1[(AC22+AD2-C2D2)/2AC2夫AD]-COS-i[(AC2+AD2—CD2)/2ACXAD]1 =COS-1f(242+722-502)/2X24X72]-COS-i[(802+722-502)/2X80X72]行程速比系數(shù)K=(18Oo+e)/(18Oo-e)^1.27最小傳動(dòng)角Ymin出現(xiàn)在AB與機(jī)架AD重合位置(分正向重合、

反向重合)如下圖。分別求出*叮再求最小傳動(dòng)角。B1=COS-i[CD2+BC2—(CD—AB分別求出*叮再求最小傳動(dòng)角。B1=COS-i[CD2+BC2—(CD—AB)2]/2XCDXBC^27.5o現(xiàn)比較的yi/y2大小，最小傳動(dòng)角取yi>y2中最小者.「.Y.=5.3。min求巾：搖桿的最大擺角巾：(t=ZB1DC1—ZB2DC2=COS-i[(B1D2+C1D2—B1C12)/2XB1DXC1D]—COS-i[(B2D2+C1D2—B1C12)/2XB2DXC2D]=COS—i[(442+502—522)/2X44X50]—COS-i[(1002+502—522)/2X100X50]=61.3o2) 取AB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)副為搖轉(zhuǎn)副。2-4答案：1)四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，最短桿AB，最長(zhǎng)桿BC.因?yàn)閆AB+ZBC^ZCD+ZAD且以最短桿AB的鄰邊為機(jī)架.故四桿機(jī)構(gòu)ABCD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.先求極位夾角。，再求行程速比系數(shù)K.

Cl-COS-1e=COS-i[(C2A2+AD2-C2D2)/2XC2AXAD]Cl-COS-1[(C1A2+AD2-C1D2)/2XC1AXAD]=COS-1[(252+502-402)/2X25X50]-COS-i-402)/2X85X50]=39.2o行程速比系數(shù)K=(i8Oo+e)/(i8Oo-e)[(852+502=1.56在小ADC1中：COS-1/ADC]=(502+402-852)/2X50X40=157.1o[(852+502=1.56在^ADC2中：COS-i/ADC2=(502+402-252)/2X50X40=33oZF1DE1=ZADC1ZF2DE2=ZADC2在AFQE]中：COS-i/F]DE]=(Fp+202—602)/2XF1DX60即可求出F]D=53.17在AF2DE2中：COS-i/F2DE2=(F2D2+202-602)/2XF2DX60即可求出F2D=128.84所以滑塊的行程H=F2D-F1D=75.67機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角y.出現(xiàn)在CD桿垂直于導(dǎo)路時(shí).(即EDL導(dǎo)路) mm?.?COSYmin=ED/EF???COSY皿=i/3min..?Y.=78.4omini)i)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AB分別處于與搖桿CD垂直的兩次位置。

比例:1:1。.0=180°—/CAB1=180°—2xCOS-1(200/585)二24.4k=(180°+0)/(180°—0)=1.31.a=sini(200/585)=22.o2AZD1CE1=180°-90°-a=67.8)在△CD]E]中.COS匕D]CE1=(D1C2十CE]2—D1E]2)/(2D1CxCE1)即COSZD1CE1=(3002+CE12—7002)/(2x3O0xCE1)ACE1=728.75在ACD2E2中：匕D2CE2=2xa+ND1CE1COSZD2CE2=(3002+CE22-7002)/(2x3O0xCE2)?.?CE2=693.67A構(gòu)件5的行程H=CE]-CE2知35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).ymin=COS-1(CD/DE)AY?=COS-1(300/700=71.8)機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角的位置即出現(xiàn)最大壓力角amax.即amax=90。

-Y.=18.2omin僅從減少最大壓力角a ,可以將搖桿CDI或DEf.還可將滑塊5的導(dǎo)路平行移到弧D^D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Y如圖所示.COSy=BE/BC即COSY=（YSina+e）/L COSy=BE/BC即COSY=（YSina+e）/L ……①ef均可使傳動(dòng)角yl；Lf使Yf。最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在AB桿垂直于導(dǎo)路時(shí).（即a=900時(shí)）e=0時(shí)，最小傳動(dòng)角Ymin還是同上，出現(xiàn)在AB垂直于導(dǎo)路上時(shí)，且Ymln=COS-ir/l。最大傳動(dòng)角Ymax出現(xiàn)在曲柄AB與導(dǎo)路垂直時(shí)，且Ymax=900此時(shí)行程H增大，且H=2r。當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與水平線AP相交時(shí)，滑塊P分別處于其極限位置.即當(dāng)C點(diǎn)在A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P1;當(dāng)C點(diǎn)在A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=2AD=80mm.9=1800X(k—1)/(k+1)=1800X(2X27—1)/(2X27+1)F73.5o1) 1) 若zc1bc2為銳角，則ZC1BC=9，iBC=iAB/

Sin(。/2)^51.12) 2) 若ZC1BC2為鈍角，則ZC1BC2=1800-e,IBC=lAB/Sin(ZC1BC2/2)=Zab/Sin(900-e/2)=lAB/COS(e/2)=2428答案：P13-窮遠(yuǎn)處瞬心P23、P13-窮遠(yuǎn)處瞬心P23、P13均在B點(diǎn)22-10答案：找到1,2構(gòu)件的相對(duì)瞬心P12即有：％xAP12=32XCP12 ①現(xiàn)在的關(guān)鍵是求出AP12的值。設(shè)AP12為X,則OP12=(222+x2)1/2BP12=50+(222+x2)1/2,CP12=80+x△p12ao^ap12bc則有：x/[5O+(222+x2)1/2]=(222+x2)1/2/(80+x)

求解出x=37.4由①式可得：32=31XApi2/CP12=4.675rad/m2-15答案：按題中給定的尺寸，選定尺寸比例尺，畫出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。+二大小：？氣、？方向：〃BC±AB±BC即可求出2構(gòu)件上C點(diǎn)的速度及32=vc/bc°33=32+匕大小：？ J J方向：？ J J可求出vD又匕=匕+七大小：？J?方向：水平J±ED可求出Ve及34列出其加速度向量方程式?？汕蠼饨羌铀俣?、加速度。18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cd成a、a，即可得到F、F反轉(zhuǎn)后的新位置F'F'。作F'2 1 1 1 2 1 2 1F2的中垂線，F(xiàn)3‘F2的中垂線的交點(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。19答案：假定連架桿CD的長(zhǎng)度亦取100mm，且與機(jī)架夾角、，、，W3正好定CD的連線與機(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的固定位置分別成巾］，巾2,巾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)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，A是不用設(shè)計(jì)，其值只有C,C,C的轉(zhuǎn)動(dòng)中心B(作CC，CC的垂線)/I7 ■I/ /、I_L.-/ ，I-4 —-J7 —C, —cL"VI、 /-/I ~-J xI| —1 —c/ —c—cr-l-V 1~?■ ,淼 _1_ _1_匕 匕匕連接CB1C1D，即得鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。21答案：選尺寸比例畫出機(jī)架AD，即極限位置的CD極位夾角。=(k-1)/(k+1)乂180°=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)極限位置來設(shè)計(jì)。1CD為最近極限位置，則最遠(yuǎn)極限位置在C2D則有/ZAB+lBC=AC2X^"ZBC_/AB=AC2XU即可求lAB，lBC亦可用作用在AC2上截去AC，剩余段的一半即為5即代表以。2CD為最遠(yuǎn)極限位置，則最近極限位置在C1DO則有［ZAB+lBC=AC2X^1ZBC—ZAB=AC2XU即可求l［B，4c(亦可用作圖法，同上)。2-22答案：由題可得極位夾角。=180oX(A—l)/(A+l)=60°.即擺桿CD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AC的長(zhǎng)度lAC=75/sin(9/2)=150mm欲使其刨頭的行程H=300mm,即D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平距離為300mm..??擺桿CD的長(zhǎng)度Zcd=H/2/sin(。/2)=150/sin30°=300mm為了使機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中壓力角較小，故取刨頭5構(gòu)件的導(dǎo)路在D3F的中點(diǎn)，且lac.CF=lCDXcos(e/2)=150^3mm..?刨頭5構(gòu)件離曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心入點(diǎn)的距離為：l=l —l—(/ —l)/2=300—150—(300—150X(3)/2AECD3ACCD3CF7=130

1答案：在A、C、D點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)柔性沖擊3-2答案：已知中=兀/2,h=50mm，由表3—1,P205?207的公式可求出最大類速度、最大類加速度。等速運(yùn)動(dòng)時(shí)：(ds/d6)max=u/3=h/^=50/(n/2)=100/n(ds2/d^2)max=O。等加等減速運(yùn)動(dòng)時(shí)：(ds/d6)max=u/3=4h/62=4X50X(n/2)/(n/2)2=400/n(ds2/d62)max=a/s=4h/62=800/n2余弦加速度：(ds/d6) =v/3=nXhXsin(nX^/6)/26=sin[nX(nmax/2)/n/2]X50n/2Xn/2=5O(ds2/d^2)max=a/°2=n2XhXcos(nXW/e)/2^2=50n2/2X(n/2)2=100正余弦加速：(ds/d^)max=u/3=[1一cos(2nXp/6)]2/e=h/n/2=100/n(ds2/d^2)max=a/S=sin(2nXp/6)X2n九/如=2nh/62=100n/(n/2)2=400/n3-3答案：由P212,圖3-13諾模圖b),以最大壓力角七或=25。，①=180o作斜線，交余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的水平標(biāo)尺與1.5處，即h/rb=1.5，.*.rb=50mm，當(dāng)然亦可rb^50mm.4答案：由圖3—13諾模圖b)來求解。?.?h/rb=50/25=2推程中轉(zhuǎn)角200o,為余弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由200o及h/rb=2，作斜線。?EL?；爻讨修D(zhuǎn)角100o,為正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由100o及h/rb=2，作斜線，?.?a’maxF0o3-5答案：由于h/rb=16/40=0.4,推程運(yùn)動(dòng)角①=30o，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amax^53o.若a..太大，又不允許增大rb，此時(shí)應(yīng)增大推程角度，大約推程角①=65o.6答案：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)針方向轉(zhuǎn)過45o.b)假想凸輪固定，機(jī)架OA順時(shí)針轉(zhuǎn)過45°,找出擺桿的位置來確定擺桿的角位移W.7答案：設(shè)滾子的半徑為,，偏距oc為e.以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R—e+r為半徑畫圓弧.再以l為半徑，A為圓心畫圓弧.即可找到初始點(diǎn)滾子中的位置B°.又以0點(diǎn)為圓心，偏距e為半徑畫弧，再連接OB1直線.交點(diǎn)即為初始位置時(shí)偏心圓盤的幾何中心C。.即可找出凸輪的轉(zhuǎn)角6如圖所示.從動(dòng)件的擺角W如圖所示.3-8答案：1)理論輪廓曲線為：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的rb.「.rb=R—0Abr=40—25+10=25mm1) 此時(shí)從動(dòng)件的位移S如圖所示.升程^=R+0A+rr+rb=40+25+10—25=50mm2) 即從動(dòng)件導(dǎo)路沿一3方向轉(zhuǎn)過90°到B’.此時(shí)壓力角a’如圖中所示.amax=sin-1(OA/(R+rJJ=30o

實(shí)際輪廓曲線不變，滾子半徑r為15，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)律與輪廓曲線一一對(duì)應(yīng).實(shí)際輪廓曲線不變，滾子半徑r為15，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)律與輪廓曲線一一對(duì)應(yīng).3-9答案：1）求6=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=0位移s=2hX62/①2=（n/3）2X2X407^2^7.9mm，而s=rb+「r=65mm?.?其坐標(biāo)：產(chǎn)x=(so+s)sin6=72.9sin(n/3)y=(so+s)cos6=72.9cos(n/3)2)求6=240。時(shí)的坐標(biāo)，此時(shí)為回程階，余弦加速度運(yùn)動(dòng)，6=4n/3?.?其位移s=[1+cos(n①/W)]h/a=[1+cos(n(4n/3)/5n/6)]40/2=20(1+cos8n/5)其坐標(biāo):1x=so^s）sin6f+53-11答案：先作出其從動(dòng)件的位移曲線，再用反轉(zhuǎn)法作出凸輪的輪廓曲線.3-12答案：先作出其從動(dòng)件的角位移曲線，再用反轉(zhuǎn)法作出凸輪的輪廓曲線.3-13答案：先作出其從動(dòng)件的角位移曲線，再用反轉(zhuǎn)法作出凸輪的輪廓曲線.1答案：此輪系為定軸輪系.I16=n/n6=（一\）3弓X/M乂知,Xz5=—58X42X48/42X38X50=—29X24/19X25=—1.46:.n6=—n1X19X25/29X24=—990r/min帶輪的轉(zhuǎn)速方向與電機(jī)相反2答案：此輪系為定軸輪系.I,c=n/n==乙XzX乙Xzjz,X乙XzXz=50X30X40X51/20X15X118 18 4 5 6 81 3 5 7X18^722.223答案：由定軸輪系組成。均從電機(jī)出發(fā)，一條傳動(dòng)線路為1’、7、6、5’.而另一條傳動(dòng)線路為1、2、2’、3、4、4’、5’。且5與5’固聯(lián)在一起，即其轉(zhuǎn)速相同。Ai1,5=i15即zXz/zXz=zXzXzXz/zXzXzXz代如已知各齒數(shù)，7 5’ 1’ 6 2 3 4 5 1 2’ 3 4’得z4=1?28z2,齒數(shù)應(yīng)為整數(shù)，且要滿足上述條件.R，Z4的齒數(shù)取z2=25,50,100……vz4=32,64,128……從體積的角度出發(fā)，現(xiàn)取z2,=25,z4=32o4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—1’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/zJ=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：S5=2.5n2=2.5矽1=5.5mm..*.x=51/13mm，向左移y=5.5+51/13^8.41mm，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：S5=5.5mm..*.x=51/13mm，向右移^=5.5—51/13^1.59mm，向左移4-5答案：設(shè)A的轉(zhuǎn)速為n1???i13=n1/n3=z2z3/z1z2 n/n3=24X64/18X24=4%=氣/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 3齒輪4為石旋耳5為左旋耳T代表5的轉(zhuǎn)向）4為左旋f5為石旋什^ ?4為石旋f5為左旋計(jì)4為左旋^5為石旋） — —此時(shí)每轉(zhuǎn)下降9mm此時(shí)每轉(zhuǎn)上升9mm此時(shí)每轉(zhuǎn)上升9mm此時(shí)每轉(zhuǎn)下降9mm.??1齒輪轉(zhuǎn)向應(yīng)為J.??1齒輪轉(zhuǎn)向應(yīng)為f且9n1/4=19[ -n1=8.44(轉(zhuǎn))4-6答案：求出A,B兩輪的轉(zhuǎn)速比，zab，即"4次輪系為行星輪系，中心輪1,3,行星輪2-2’，系桿為4.n=0..\ih=(n—n)/(n—n)=(—1)izz/zz13 1 4 3 4 23 12即(n1—n4)/(0—n4)=—20X40/10X10-i14=n1/n4=9y=QXVQ/PXVp r y=QXrBXn4/pXrAXn10.9=1000X40/PX160X9 P=1000X40/160X0.9X9^30.86(N)4-7答案：此輪系為動(dòng)軸輪系，燈箱為系桿1—1.*.iH=(nXn)/(nXn)=(—1)3zXzXz/zXz,Xz.15 '1H5H 2 3 5 1 2’ 4,——:> (19.5—nH)/(0—nH)=—30X40X120/60X30X40iAn11=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：iAcH=nn/nn=(—l)2z/z45 4H5H 5 4"J5=> %=—以4H=nXn/nXn=(一1)izXz/zXz*15 1H5H 2 5 1 2’i AniXnH/_nH=_5/3A nii=3ni/8?.?一n4/4=3%/8i〉 i41=n4/n1=-1.54-9答案：此輪系為動(dòng)軸輪系.1,2,4,H組成行星輪系；1,—2’，3,H組成差動(dòng)輪系.i14H=niXni-1/n4XnH=-z4/ziTOC\o"1-5"\h\zI >n11=n1/4.8 ①i13H=n1XnH/n3XnH=-z2Xz3/z1Xz2,1 ^i 3 ^i 2 3 1 2i>n1Xn11/n3Xn11^—4.1 ②將①代入②可得：[七一3/4.8)]/[n3—n1/4.8]>f13=n1/n3^5.93?iAB=i13=5.934-10答案：該輪系為行星輪系.外星系對(duì)數(shù)為0.iH=(n—n)/(n—n)=(—1)ozXzXz/zXz,Xz?,TOC\o"1-5"\h\z14 1H4H 2 3 4 1 2’ 3’i——>(n1—nH)/—nH=z2Xz3Xz4/z1Xz2，Xz3，i .、i=1—zXzXz/zXz,Xz”1 ---1H 2 3 4 1 2’ 3’4-11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.「?iH=nXn/nXn=(-1)1z/z ①其中n=0,13 1H3H 3 1 3iH=nXn/nXn=(-1)1zXz/zXz ②14 1H4H 2 4 1 2’?.?聯(lián)立①、②，即可求出，i14=n1/n4=—63X56/6=—586O4-12答案：自行車行使1饑時(shí)，輪胎轉(zhuǎn)速為'.則nc=1000/0.7n,即^=1000/0.7n.且已知n5=1，而且此輪系為復(fù)合輪系，1,2構(gòu)成定軸輪系；3,4—4’，5.2(H)構(gòu)成行星輪系.故有：i12=ni/n2=~Z2/Z1……①i35H=(n3Xn^/(n5XnH)=(—1)乂牛?基,……②n2=nH，"聯(lián)立上式即可求出z2^68.4-13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)3z6的齒數(shù)未知.現(xiàn)按標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝，用同心條件來求.Z3=2z2+z1=66Z6=2Z5+Z4=66由行星輪系1,2,3,H(P)可知：i13h=(n1—np)/(n3—np)=(—1)1z3/z1 , 其中n3=0艮即(n1—np)/—np=—66/26 np^4239.5r/min即n4=np=4239.5r/min由行星輪系4,5,6,H(Q)可知：i46H=(n4—nQ)/(n6—nQ)=(—1)1z6/z4， 其中勾=0艮即(n4—nQ)/—nQ=—66/30nQ^1324.7r/minnp=4239.5r/min，轉(zhuǎn)向與n1相同.nQ=1324.7r/min ，轉(zhuǎn)向與n1相同.4-14答案：1)z3=2z2+z1=88，(由同心條件).2)1,2,3,H構(gòu)成差動(dòng)輪系，有i3H=(n—nH)/(n3—n4)=—z3/z1 ①

3’，4,5構(gòu)成定軸輪系。有i35=n3,/n5~—z5/z3, ②在①、②式中，n5=nH，n3=n3，。即有p(n1-n5)/(n3-n5)=-88/221 n3/n5=-1 i15=ni/n5=94-15答案：1,2,3構(gòu)成定軸輪系oi13=n1/n3=(-D2z3/z1n=2n/3=40r/min■=^>311，，5構(gòu)成定軸輪系。i1，5=n1，/n5=(-1)1z5/z1，! % n5=-2n1=-120r/min又Vn1，=n3=40r/min n5,=n5=-120r/min由于3，,4,5，,H構(gòu)成差動(dòng)輪系?^i3,5,H=（n3,-nH）/（n5,-nH）=-z5,/z3， >nH=-13/3r/min即蝸桿的轉(zhuǎn)速n6=-13/3r/min，其轉(zhuǎn)向與nA的轉(zhuǎn)向相反（方向見圖中n6箭頭）蝸桿為右旋，頭數(shù)為3,即z6=3，用左手定則，四指指向n6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.i67i67=n6/n7=Z6/Z7n7=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12可得：i12=n1/n2=z2/z1 n2=n1/99由1，,5,5,,4,可得：i14,=n1/n4,=z5,Xz4,/z1Xz5—〉 n4,=101n1/10000通過判定，n2,n4,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)）又???"=% ， n4=n4，-在差動(dòng)輪系中，有12,4H—(n2，nH)/(n4%)—Z4/Z2，，即有(％%'/(%—%)=J.i——:. (n1/99)-nH=nH-101n1/10000,——... i1H=n1/nH=2X990000/19999^992)?.?匕=%/%=9 > nH=1375/99^14(r/min).??系桿H轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間為：60/14^4.3(s/r)即每轉(zhuǎn)大約需4.3秒.4-17答案：1)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/z4即n=450r/minH=>n4=z6Xn6/z4=3X600/4=450r/minL3H=(n-孔)/(七-nJ=-z,Xz/zXz n=(52n-13 1H3H 2 3 1 2 3 H18n1)/34^26.5(r/min)2)B的方向改變，則n4的轉(zhuǎn)向與n1相反.???i13H=[n1-(-nH)]/[n3-(—nH)]=—z2Xz3/z1X%n3R—1056(r/min)即nc=—1056(r/min)4-18答案：1)鼓輪A被制動(dòng)時(shí)，1,2,3(H)構(gòu)成定軸輪系?.i13=n1/n3=(-1)1z3/z1=—80/28=-20/7，即i1H=—27/7.鼓輪B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..Vi1，5H=(ni，-nH)/(n5-nH)=(-1)1z5/zi，即(％-nH)/(-nH)=-20/7, ：.、=%/%=27/7.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.3頃=包1—%”(%—nH)=(-1)1Z5/Z1，……①i63，H=(n6-nH)/(n3，-nH)=(-l)z3，/z6……②又'「n60nhn5n3，nH.?.①、②兩式即變成：(n1-nH)/(n5-nH)=-20/7……③J-n5/(%一n5)=-20/7 ④由④求出n5=20nH/27,再將n/弋入③式，即可求出虹=%/%^3.754-19答案：根據(jù)行星輪系的同心條件有：Z3=Z]+2Z2=80系桿的長(zhǎng)度lH=r1+r2=(Z1+Z2)m/2=144(mm)由于(勺+勺)/4=24,即滿足均布的條件(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：(z1+z2)sin(180o/4)〉z(mì)2+2ha* 是否滿足？由于(z1+z2)sin(180o/4)=(16+32)sin45o=24(2)1/2^33.936z2+2ha*=32+2X1=34...其不滿足鄰接條件，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=4015kNXm/min=600出KWP電=?出/n1n2n3n4=600/0.952X0.962=721.4(KW)4-21答案：由減速器的結(jié)構(gòu)可知：PB/nBn2+PA/nAn2n12=Pn1Xn1即PB/0.8X0.2+Pa/0.7X0.92X0.952=PX0.95……①又由于Pa/Pb=2……②聯(lián)立①，②即可求出：.Pa=1.98 KWPb=°.KW6-1答案:1)Vb=31XlAB—V=—C2VB+—VCB=—VC3+—Vc23大小：?V ?0 ?方向：?V BCV/BC3BnXlAB=1603=0aBn=3i2aB=0^ac2=^aBn+^aCBn+^aCBt=Fc3+-ac23r+-ac23k大小:方向:B—A0 ±BC〃BC一一"—■".=W12XlAB/lBC???一ac2=0，?.?￡2=acBtZlBC質(zhì)心點(diǎn)m2的加速度:大小：方向:一瞄=一％什一待V￡2XlBm2LBC一am2*0 ，方向垂直AB質(zhì)心m2處的慣性力：F=—m2Xam2=20X80=1600，方向與am2相反.質(zhì)心m2處的慣性力矩:M=—.e2=—0.074X402/(3)1/2=一68.36，方向?yàn)轫槙r(shí)針方向.h=M/F=68.36/1600^4.3(mm).??質(zhì)心m2處總慣性為1600N，方向垂直BC,偏離質(zhì)心m2的上方4.3mm.2)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XlCD/lBC=1600X91.9/173.2=848.96(N)F23=1600—848.96=751.04(N)即Fd=F23=751.04(N)Fa=Fb=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：m1r1=1000kg?mmm2r2=1200kg?mmmr=1400kg?mm mr=500kg?mm33 44現(xiàn)取1：20作出質(zhì)徑積的向量多邊形，以平衡質(zhì)徑積mere構(gòu)成封閉的向量多邊形.從上面的向量多邊形中可知：平衡質(zhì)徑積大小mere=40X20=800kg/mm,方向與x向成60o角.欲平衡有2種方法：在mere方向配質(zhì)量，若在re=100mm，則me=8kg；可在mere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：m1r1=n(d〃2)2120=48000n ； m2r2=n(d2/2)2100=90000nm3r3=n0/2)2110=68750n ； m4r4=n(d4/2)290=108450n現(xiàn)取1：2000n作向量多邊形:比例：l：2000m< /mere\ Zmin從向量圖中可知：mere=43X2000n=86000n若在半徑re=100mm且與x軸正向成9=46o的位置上.挖圓孔的直徑d5=(3440)i/2mm即可平衡.6-4答案：1)r+r.=(z+z)m/2=200mm1 2 1 2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meXre=400kg?mm.6-5答案：l)mj用A,B兩點(diǎn)替代r mAS1=50X0.3/75=0.2kgI mBS1=25X0.3/75=0.1kgm2用B,C兩點(diǎn)替代「 mBS2=200X0.6/300=0.4kgI mCS2=100X0.6/300=0.2kgm3用C,D兩點(diǎn)替代「 mCS3=100X0「 mCS3=100X0.9/150=0.6kg1 mDS3=50X0.???mA=mAS1=0.2kgmB=mBS1+mBS2=0-mC=mCS2+mCS3=0-mD=mDS2=0.3kg2)me1Xre1=mBXlA^>me3Xre3=mCXlC^=>9/150=0.5kg8kg3kgme1=0.5X75/75=0.5kgme3=0.8X150/75=16kgm2=m3XlBS2/lBc=0-133kgm1=0.533kg6-6答案：m2XlBc=m3XlBs2mm2=m3XlBS2/lBc=0-133kgm1=0.533kg6-7答案：解此題的思路是：①運(yùn)動(dòng)分析求出機(jī)構(gòu)處在該位置時(shí)，質(zhì)心點(diǎn)的速度及各構(gòu)件的角速度.②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*1X1ab一Vc=-Vb+-Vcb大?。海縅?方向： ±CE V ±BCI 二A 由此可知：Vc=Vb=3]X1ab 32=0VD=VC=O1X1AB且33=VC/lCD=31-Vf=-Vd+-Vfd大小:

方向：水平V±FD1 > 由此可知：vf=vd=31XlAB(方向水平向右)°4=0有等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式：J=&[J(3/3)2+m(V/3)2]Vi=1si1 1 1si1JV=ms(VF/31)2=20kgX(31XlAB/31)2=0.2kgm2由等效力矩的定義： M、戶￡n「(M.X3./3+FXV.Xcosa./3Vi=1ii1isi i1)Mv=500X31XlABXcos180o/31=—50Nm (因?yàn)閂f的方向與P方向相反，所以a=180o)6-8答案：該輪系為定軸輪系.6-8答案：該輪系為定軸輪系.3232=—31/2=一°.5X333=0.25X31i12=31/32=(-1)1Z2/Z^ ,f…132=32=-0-5X3]i253=32133=(-1)1Z3/Z2^ I:-二根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式J=Sn[JX(3/3)2+m(V/3)2]Vi=1sii1isi1J=JX(3/3)2+JX(?/3)2+1,X(3\,/3,)2+JX(3/3)2TOC\o"1-5"\h\zVs1 1 1 s2 / 1 s/ 2 1 s3 3 1ss s=J+J/4+J*/4+J/16s1s2 s2’ s3=0.01+0.04/4+0.01/4+0.04/16=0.025kg?m2根據(jù)等效力矩的公式：M=SnXM.X3./3+FV.cosai/3)Vi=1'ii1isi 1MV=M3X33/31=40X0.2531/31=10N?m6-9答案：i“=3,/3、=D/Dc 3戶275X3J145……①12 1 2 1 2 1 2i25=32/35=(-1)3X38X46X71/16X17X1^ ：--.:32=—25.35X35

將32代入①式可得：31=—48.1X35i拓二33/35=(-1)2X46X71/17X18 二一、 33=10.67X35i45=34/35=(-1)iX71/18 技, 34=-3.94X35皮帶的速度：V=32XD2/2 |aV=25.35X35XD2/21 :V/35=25.35X0.275/2=3.48由轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式：J=Sn[JX(3/3)2+m(V/3)2]Vi=1sii5isi5J廣(J+U+J)X(3/3c)2+mX(V/3c)2+(T+J+T)X(3/3V5'MS11C 1 5 5 2S23 2)2+(J+J+J+J)X(3/3)2+(J+J+J)X(3/3)2+(J+J+J+J)XVA0Q<QxQ