还剩26页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
参考答案第二章机械的结构分析
二、综合题从图中可以看出该机构有2个原动件,而由于原动件数与机构的自由度数相等,故该机构具有确定的运动aD、E处分别为复合饺链2个钗链的复合;B处滚子的运动为局部自由度;构件F、G及其联接用的转动副会带来虚约束当以构件FG为原动件时,该机构为II级机构可见同一机构,假设所取的原动件不同,那么有可能成为不同级别的机构
6.an-3,p/=4ph-1因为机构的自由度为0说明它根本不能运动而要使机构具有确定的运动,必须使机构有1个自由度与原动件个数相同其修改方案可以有多种,下面仅例举其中的两种方此时机构的自由度数等于原动件数,故机构具有确定的运动第三章平面机构的运动分析
一、综合题
1、解:
2、所以气=0•命心/乌七方向为逆时针转向,(如下图)
3、解1)计算此机构所有瞬心的数目K=N(N-1)/2=6(6-1)/2二15;2)如下图,为了求传动比31/32P
36、P
12、P23并按照三心定理找出P13;3)根据P13的定义可推得传动比31/G由于构件
1、3在K点的速度方向相同,从而只口3和69]同向
4、解1)以选定的比例尺巧作机构运动简图(图b)02)求布定出瞬心R的位置(图b),因为P\3为构件3的绝对瞬心,有
①3=%,,BP\3=口2AB,‘IBR3=10x
0.06/
0.003x78=
2.56(rad/s)Vc=CP^a^=
0.003x52x
2.56=o.4(m/s)3)定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置因为BC线上的速度最小点必与已点的距离最近,故从已引BC的垂线交于点E由图可得VE==
0.003x
46.5x
2.56=o.357(m/s)4)定出Vc=0时机构的两个位置(见图c注意此时C点成为构件3的绝对瞬心)量出伊1二
26.4;^2=
226.6°
5、解
6、解
(1)把B点分解为B2和B3两点,运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程并分析每个矢量的方向与大小如下方向?AB±AB向下辿1大小ViA辿1lAB//BCIW1
(2)
7、解小标出各顶照向B2JBC向下〃BC±BCB—AB2B3)BC12IaB23VB3B2CO3号,以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下:大小方向3二Vb2大小方向3~^B2V1-J-AB水平//导路/Lab=pb、’/Lab3LabAB/Lab=nbzABa/Lab
8、解根据速度多边形判断如下第一步由pb方向得杆2角速度方向如下图;第二步把矢量C3C2绕32方向旋转90度得彖23方向
9、解在a)图机构中存在哥氏加速度,但在导杆3的两个极限摆动位置时,以及滑块2相对于导杆3的两个极限滑动位置时,哥氏加速度为零这是因为前者的瞬时牵连转速为零,而后者的瞬时相对平动为零,均导致哥氏加速度瞬时为零;相应的机构位置图略在b)图机构中由于牵连运动为平动,故没有哥氏加速度存在.〃导路标出顶点如下图
12、解
10、解:11解1)以从做机构运动简图2)速度分析根据VC=VB+VCB根据速度影像原理,做△bee△BCE且字母顺序一致得点e由图c以为做其速度多边形(图b)DvE=juv-pe=
0.005x62=
0.3lm/s4得的■
0.002m/ram页时针)=
2.25(radIs)(逆时针)=
3.27rad/s3加速度分析根据机速度矢量方程以巧做加速度多边形图c根据加速度影像原理,做岛ces®CE且字母顺序得点e由图点得=
0.05x
27.5/
0.07=
19.6(湖/s)(逆时针)第四章平面机构的力分析+第五章效率和自锁
三、综合题
1、解此传动装置为一混联系统8%圆柱齿轮
1、
2、
3、4为串联圆锥齿轮5-
6、7-89-
10、11一12为并联矿=〃56=0・92此传动装置的总效率〃=〃・〃=〃12〃34〃56=°・95之•
0.92=
0.
833、解2Q/2|2线应在水平2CPa/2AFa/2B
4、解pe轴作力pe轴作分
5、解AB1R421C
310、解作出各运动副反力的作用线如图
11、解作出各运动副反力的作用线如图力矢量方程式+瓦4+凡4=0凡2++R2=0画力多边形]、答如果只要求刚性转子的惯性力到达平衡,那么称为转子的静平衡如果不仅要求惯性力,而且要求惯性力矩也到达平衡那么称为转子的动平衡不考虑动平衡的静平衡不总是有利的,其理由在于对于不是分布在同一平面内的转子,虽然它满足了静平衡要求,但如果不对它进行动平衡,它在转动过程中将有附加动压力产生,引起机械设备的震动
4、答机器在启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式起动阶段W”=W.+吧.+AE稳定运转阶段吧=町+吧.,停车阶段W.=-AE原动件角速度的变化情况起动阶段刃由令逐渐上升,直至到达正常运转的平均角速度S为止稳定运转阶段刃围绕其平均值⑶作不大的上下波动停车阶段力由令逐渐减小为零
5、答等效力的等效条件是将等效力力矩作用在等效构件上,其所作的功功率与机械系统在所有力作用下所作的功功率相等
6、答机器运转的周期性及非周期性速度波动的性质的区别如果在等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期内,驱动功等于阻抗功,那么机械能增量为零,于是经过等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期,机械的动能恢复到原来的值,因而等效构件的角速度也恢复到原来的值,这种等效构件的角速度在稳定运转过程中的速度将出现周期性波动如果机械在运转过程中等效力矩的变化出现非周期性波动,那么机械运转的速度将出现非周期性波动调节方法周期性速度波动不会破坏机械的稳定运转状态,它可以采用安装飞轮来调节非周期性速度波动将会破坏机械的稳定运装状态,可能会出现飞车或停车的现象,可采用调速器进行调节
三、综合题
1、解:1)由功率等效原那么可建立如下方程:即虬=Med-Mer=+F2vs2cosF2v52/^+W2vs2cosW2vv2/^-Z3vv3/co{2)由动能等效原那么可建立如下方程3求口max、©min由/=max/min=⑸,]==
0.052得到69niqx=
160.925rad/sco.=
153.075rad/s
4、解机组阻抗功W为机组驱动功Wd=Mdx27T因为为常数那么由在机组稳定运转阶段的一个周期内,驱动功与阻抗功相等即Wd=w.可以得到Mdx2^-=800^所以Md-400Nm由题图所示,在0〜2〃的一个周期内,最大盈亏功为由题意,转速误差不超过±1%所以5=
0.02因此飞轮的等效转动惯量为
5、解1最大盈亏功由题图,可建立如下方程解之得到Med=50Nm所以=乌饮-*=50x学=半J其中,最大角速度Qnax对应9角在a位置,最小角速度刃min对应低角在b位置2安装飞轮进行调节
6、略
7、解等效转动惯量心和等效力矩A/e根据得到根据得到等效力矩的方向如图示等效转动惯量或等效力矩是机构位置/的函数*、W=
18.33N■m171最大盈亏功△吧撼=一x(
18.33-10)=
43.616J飞轮转动惯量JF900=购‘‘6””=
0.07955kgM刀片0]/x10002x
0.056
(2)在不计摩擦损失时,驱动此机器的原动机的功率r\z由69=2初/6及t=(plCO口J以得到t—cplco—=2/m/60100所以尸=Me.2;r/t=I
8.33x2tt=
1.92比狩“6/100第四章平面连杆机构及其设计
1、图a为导杆机构,或为曲柄摇杆机构图b为曲柄滑块机构
2、解根据题意作图k—1195-1极位夹角0=180°—=180°乂七鬲了=20°在AADC]中AC】=^AD2+DC2-2AD•DCcoscp其中AD二100mm=75mmp=45°故得ACX=
70.84mmDCiAC.又二AnM—求得AD=
48.47°SinZC1ADSinp1故ZC2AD=ZC1AD-0=
48.47°-20°=
28.47°AADC2中,两边一角,三角形可解,求得AC2二BC+AB二
145.81mmAG=BC-AB=
70.84mm解方程组得AB=
37.49mmBC=
108.33mm
4、解a=240mmb=600mmc=400mmd=500mma+bd+c满足杆长条件1)当杆4为机架,最段杆1为连架杆,机构有曲柄存在;2)要使此机构成为双曲柄机构,那么应取杆1为机架;要使此机构成为双摇杆机构,那么应取杆3为机架3)假设a、b、c三杆的长度不变,取杆4为机架,要获得曲柄摇杆机构,d的取值范围应为440d760o
8、解1)此机构有急回运动;用作图法作出机构的极位,并量得极位夹角9=
7.3°;计算行程速比系数1€=180°+0/180°-0=
1.085;2)作此机构传动角最小和压力角最小的位置,并量得Ymin=60°amin=0°;3)作滑块为主动件时机构的两个死点位置,即C1B1A及C2B2A两位置
10、解:K-11-11机构的极位夹角,0=180°—=180°—=0°因此连杆在两极位时共线,如下图在DC]C2中因DC]=DC2,匕C]DC2=60故DC2为等边三角形,在直角?ADC中ZDAC2=30°,因此C|DA为等腰三角形(/CgApl=30)因此有BC-AB=ACi=150mm和BC+AB=AC2=300nnn解得BC=225mmAB=75mm且有AD=2CiDcos30°=
262.5mm故LAB=75mmLbc=225mmLcd=150mm已矢口Lad=
262.5mm2)因为Lab+Lad二75+
262.5=
337.5LBc+Lcd二375故满足杆长条件;又最短杆AB为一连架杆,所以AB为曲柄
13、解1)如果AB杆能通过其垂直壬滑块电两位置时,那么AB杆能作整周转动因此AB曲柄的条件是AB+eWBC;Bi2)当e=0时杆AB为曲柄的条件时ABWBC;3)当以杆AB为机架时,此机构为偏置转动导杆机构第九章凸轮机构及其设计
四、综合题
1、
3、
4、
7、第十章齿轮机构及其设计
一、填空题
1、A z/cos3/B;z/cos$*2A cmB0C节D分度圆E分度圆上的压力角
4、A外啮合1=却2内啮合1=2mn\=mn2c=冬〃2B:1)蜗杆的轴面模数、压力角与蜗轮主剖面内模数、压力角分别相等即:=%22)蜗杆的导程角(螺级升角)与蜗轮的螺旋角相同,且旋向一致即“1=”
25、A压力角
1、B模数m
6、A.其连心线被两啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段的长度之比B.都必须通过固定的节点
8、A60B
409、A基B齿顶C分度h**
10、A.模数m、齿数z、分度圆压力角、齿顶高系数,径向间隙系数°和齿宽b~**B m、、、°;c:齿数Z
11、A、节B、分度
12、A可保证定传动比传动B齿廓间的正压力方向不变,传动平稳C齿廓具有可分性,有利于齿轮的加工和装配;
13、A.两轮的模数、压力角分别相等即m=%、a\=a
214、A Z2/Z]=47/18=
2.61at-arctgQgaIcos0-arctgtg20°/cosl5°=2°-U.mt=mn/cos/=3/cosl5°=
3.11mm八dt=mtz/cos/3=3x18/cos15°=
55.91mmlmmD zv2=z2/cos3P=47/cos315°=
52.151-2/•
15、A分度线B分度圆
二、简答题
1、
2、根据外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动重合度的公式L=[z血%|Tg)+Z2(g.2-如/)]/2七增加齿数,增加齿顶圆压力角减小中心距,减少啮合角,都增大其重合度,反之减少齿数,减小齿顶圆压力角,增大中心距,增大啮合角,将使重合度减小
3、答
(1)两齿轮的传动比为常数的条件是无论两齿廓在何位置接触,过其接触点所作两齿廓的公法线,都必须通过两轮连心线上的一固定的点(节点)
(2)根据渐开线的特性,两渐开线齿廓齿轮不管两齿廓在何位置接触,过其接触点的两齿廓的公法线既是两渐开线的基圆的一条内公切线因为两基圆的内公切线是一定直线,它与两轮连心线交点必为一定点因此渐开线齿廓能满足定传动比的要求
4、分度圆是齿轮计算的基准圆,任意一个齿轮有且只有一个大小完全确定的分度圆,不管该齿轮是否与另一齿轮啮合,也不管两轮中心距如何变化,其直径都为确定的值,而节齿轮啮合传动时,两齿轮上在节点处相切的一对园,所以只有当一对齿轮啮合时才有节圆其大小随中心距的变化而变化中心距大,节圆直径大,中心距小,节圆直径小,当一对齿轮按标准中心距安装时,两轮的节圆与其分度圆相重合,大小相等
5、齿廓接触点的齿廓公法线与两轮连心线交于定点;实际啮合线段应大于或至少等于齿轮的法向齿距;两啮合齿廓之间的正压力方向始终不变
6、加卸载过程平稳,冲击、振动和噪音较小,适用于高速、重载传动;重合度大,提高承载能力,寿命长;不根切的最少齿数少,可更为紧凑主要缺点是运转是会产生轴向推力
7、减少齿数,齿轮传动的重合度的减小,反之增大;齿顶圆减小,齿顶圆压力角亦减小,齿轮传动的重合度的减小,反之增大;增大安装中心距,啮合角增大,齿轮传动的重合度的减小,反之增大Z、m、齿顶圆压力角、中心距增大,重合度都将增大
8、6ZCOS6Z=aCOSdf当a/a时,啮合角将增大
9、由于斜齿轮的法面齿形与刀具刀口的形状想对应,那就应该找出一个与斜齿轮的法面齿形相当的直齿轮来,然后按照这个直齿轮的齿数来决定刀具的刀口这个虚拟的直齿轮就称为斜齿轮的当量齿轮,也是与斜齿轮法面齿形相当的虚拟直齿轮,其齿数就称为当量齿数,7—7/COSB/vPz是斜齿轮的齿数,ZV是斜齿轮的当量齿数,户是斜齿轮的螺旋升角
10、齿廓必须满足的条件是无论两齿廓在何位置接触,过接触点所作的两齿廓公法线必须与两齿轮的连心线相交于一定点
11、可采用斜齿轮传动,也可采用变位齿轮传动
三、综合题1d、=mnzx/cos/=3x27/cos8°634”=
81.8182mm
2、被加工齿轮的模数m=P/JI=5JI/JI=5mm被加工齿轮的压力角a=刀具的齿侧角=20加工时范成运动的速度u==/]O=lxq=60m/s被加工齿轮的分度圆半径r被加工齿轮轴心至刀具分度线的距离=60mm被加工齿轮的基圆小=0cosa=60cos20°=
56.3816呃也
3、
4、d1=mz1=10X18=180mmd2=mz2=10X54=540mmda1=d1+2ha=180+20=200mmda2=d2+2ha=540+20=560mm
5、解;因为标准安装YYl/71a-一Z]+zQ=—x22+34=140mm22得m=5mni
6、齿轮为正常齿制,故da2=mz2+2/z^=znx100+2x1=408mm得m=4mmYYl4a=—z}+z2=—xZj+100=310mm小齿轮的5个根本参数为m=4mm之1=55=20°a-】分度圆直径:=mz*=4x55=220mm齿轮齿顶圆直径:g+2/=4x100+2x1=228mm
7、设该对齿轮为标准安装的渐开线齿轮传动综上可见,该对齿轮传动就是标准安装的渐开线齿轮传动
8、由%=应|=3彰=
51.4mm得寻=
17.1主整数,故该齿轮齿条传动不是标准齿轮齿条传动z«=17,那么有4=mZ]=3x17=54mm2齿条移动的速度为u条=气《/2=51x幼/
251.4气/23因为齿条的节线始终与齿轮分度圆相切,齿轮齿条的啮合角始终等于齿条齿轮的齿形角所以他们的啮合角是200第十一章齿轮系及其设计
一、综合题
2、1)蜗杆1与蜗轮2组成定轴轮系,ii2=Z20/Zi=lX1500/37=
39.189方向关系如图尖头所示设〃2为正2)其余局部组成以2和4为中心轮,3—3为行星轮,2为系杆的行星轮系对整个行星轮系转动方向与%方向一致
4、Hi1)齿轮1与齿轮2组成定轴轮系,ii2=Zz/Zi=60/15=4方向关系如图尖头所示2)其余局部组成以3和5为中心轮,4—4为行星轮,2为系杆的行星轮系设〃2为正方向转动,对整个行星轮系加上“-〃2”那么有,展=沔;因为Z520故沔与凡5方向相同・.•如=—=il2i25=4/弓)=
5.33勺与〃5方向如下图
5、由定轴轮系ii2n2Z2Z1zi得no=-nX——Z2将轮1除去后的轮系为一周转轮系二-120X祭=-60r/min
407、.2】34□3一明财-n2Z3叩--60故有0--60二—号得n3=-300r/min故轮3的转速大小r)3=300r/min转向与轮1相反给整个轮系加上一公共的-\加,那么转化为定轴轮系Hwiwh13W3—whZ3wi-wH100因此市厂=一前W]=6WH;JIW1—wh】14~w4-wH竺ziz2Z4——m=l为外啮合次数因此有gW4wh40x901=一和,W4〒Wh4Wi因此il4F]6WH=
368、齿轮1—2与齿轮1—
4、组成定轴轮系齿轮1—2—2—4—4\组成周转轮系将如色,的入得力Z3Z4,24==
10、n4-nHz2zy齿轮1—2—3一
4、组成周转轮系如与勺方向相同齿轮4—5与齿轮组成定轴轮系知与勺方向相反
16、因同轴安装原因齿轮1—2—2—
3、组成周转轮系方向±DC±AB向右±BC大小
9.iIab
9.方向±AC±DC〃AC大小
9.2IdC
9.。