v5r9| 46a0| npzp| 97ht| 6g2a| zvtx| zhjt| bl51| p9n7| t1jd| 7b9b| bldl| b197| oe60| 5n3p| ii0k| xv7j| 13r3| npr5| dh3b| jv15| 3xt3| xrzp| 3fjd| 9x1h| z9xz| xdfp| 3ztd| f99j| 15vx| xh5z| fd97| thjh| zrr3| vh51| 3hhd| frbb| pr5r| rpjz| j19f| r97j| 0wqy| 371z| 9nhp| 9n5b| mmwy| p3dr| 9pt9| rr39| rflz| ttz9| lfnp| jlfj| xpr9| l5x3| 7z3l| lvb9| aw4o| 5p55| 51dx| x1bf| 19fn| h9zx| pzhh| 17jr| r595| gu8i| bptr| lnxl| rdpd| u2ew| h1tz| l7dx| 6gg2| hp57| dlfn| 3l5f| jdzn| hn9b| 9f35| 1vxx| 3xdh| 7xvd| qiom| jlxf| pn3x| 135x| xd5r| fd39| br3r| t97v| 1b33| rht5| dhjn| z1pd| 9dhb| vp3x| 1357| v5r9| 9r5b|
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机械设计第1章作业

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1章作业答案
? 1-1 唧筒机构动画
A

? 1-2 回转柱塞泵动画
? 1-3 缝纫机下针机构
1-2

? 1-4 偏心轮机构
1-1

4
2 A 3

1
O 4

1-3

5

F=3×6 - 2×8 - 1=1

F=3×8 - 2×11- 1 = 1

7

动画

F=3×8 - 2×11 = 2

F=3×6 - 2×8 1=1

动画

F=3×4 - 2×4 - 2 =2

F=3× 9 - 2×12 – 2 =1

题1—11

差动轮系

题1—12

机械手

动画

F=3×4 - 2×4 - 2= 2

F=3×3 - 2×3 =3

2章 习题答案
2-1 试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构

双曲柄

曲柄摇杆

双摇杆

双摇杆

2-3

画出图示各机构的传动角和压力角

α

γ

α

γ

α

γ

α=00 γ=900

2-8.设计一摆动导杆机构。机架长度l4=100mm,行程 速比系数k=1.4,求曲柄长度。
解:? ? ? ? 180? (k ? 1) ? 180o (1.4 ? 1) ? 30o
k ?1 1.4 ? 1

A B2
300

300

B1

C

2-9.设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度l3=80mm,摆 角ψ =400,行程速比系数k=1,且要求摇杆CD的一个极 限位置与机架间夹角∠ CDA=900,试用图解法确定其余 三杆的长度。
? o 180 ( k ? 1 ) 180 (1 ? 1) 解: ?? ? ? 0o k ?1 1?1

C1

C2 B1 A
B2

?

D

2-10.设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的起闭机构。已知炉 门上两活动铰链的中心距为50mm,炉门打开后成水平位置时, 要求炉门低温的一面超上,设固定铰链在yy轴线上,其余相关 尺寸如图,求铰链四杆机构其余三杆的长度。

解:

B1

C1
A B2 C2

D

3章 作业答案
3.1 偏置直动从动件盘形凸轮机构如 图所示。已知AB段为凸轮的推 程 廓线,试在图上标出推程运动角。 3.2偏置直动从动件盘形凸轮机 构如图示。凸轮为一以C为中心 的圆盘,求轮廓上D点与尖顶接 触时的压力角(作图表示)?

Φ

α

3.3

s

δ v 150° 30° 120° 60°

δ

a

150°

30°

120°

60°

δ 150° 30° 120° 60°

3.4
ω

4章 作业答案
4-2 一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=160mm,齿数Z1=20,Z2=60,求模数和分度圆直 径。 解:a=1/2 m(z1+z2) 得:m= 4mm d1=mz1= 80mm d2=mz2 = 240mm 4-3 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z=25,齿 顶圆直径da=135mm,求该齿轮的模数。 解:da=(z+2ha*)m 135 =(25+2×1)m 得m = 5mm

4-5 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆 和齿根圆,在什么条件下基圆大于齿根圆?什么条 件下基圆小于齿根圆? 解: db=dcosα= mzcos200 df =(z - 2.5)m 令:db>df mzcos200 >(z - 2.5)m 得:z < 41.4 故:z<42 (或z≤41) db>df z≥42 (或z>41) db<df

4-10 试与标准齿轮比较说明正变位直齿圆柱齿轮的下 列参数:m、α、α′、d、d′、s、sf、hf、df、db, 哪些不 变?哪些起了变化?变大还是变小? 解:不变: m、α、 d、 db、 α′、 d′ ( 等移距不变) 变:α′、 d′↑(不等移距变) s↑、sf↑、 df↑ 、 hf↓(正移距)

4-12 试设计一对外啮合圆柱齿轮,已知z1=21,z2=32, mn=2mm,实际中心距为55mm。 问:① 该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动? ② 若采用标准斜齿圆柱齿轮传动来满足中心距要求,其 分度圆螺旋角、分度圆直径、和节圆直径、各为若干? 解: ① a=1/2 m(z1+z2)=1/2 ×2(21+32) 得: a=53mm ≠55 (实际中心距) 故:不能用标准直齿圆柱齿轮传动 ②采用标准斜齿圆柱齿轮传动 a=mn(z1+z2)/2cosβ 55=2(21+32)/2cosβ 得:β=15029′55″ d1=mnz1/cosβ=43.75 d1′= d1 d2=mnz2/cosβ=66.67 d2′=d2

4-14 试述一对直齿圆柱齿轮、一对斜齿圆柱齿轮、一对直齿

圆锥齿轮的正确啮合条件。
解:直齿圆柱齿轮:两轮的模数、压力角分别相等 斜齿圆柱齿轮:两轮端面或法面的模数、压力角分别相等

且β1=±β2
直齿圆锥齿轮:两轮大端的模数、压力角分别相等 且外锥距相等。

5章
5.1
n2

习题答案
5.2

v6
n3

5-2

v6=10.5mm/s

5-8 图示圆锥齿轮行星轮系中,各轮齿数为:Z1=20, Z2=30,Z2′=50,Z3=80,n1=50r/min, 求nH的大小和方向。
解:i13H=n1-nH / n3-nH=-z2z3/z1z2′ 50-nH/0-nH=-30×80/20×50 nH=14.7r/min 与n1同向 5-9 图示差动轮系中,各轮齿数为:Z1=30, Z2=25, Z2′=20,Z3=75,齿轮1的转速为 200r/min(箭头向上),齿轮3的转速为 50r/min(箭头向下),求行星架转速的大小 和方向。 解:i13H=n1-nH / n3-nH = - z2z3/z1z2′ 200-nH / - 50-nH = - 25×75 / 30×20 nH=10.6r/min 与n1同向

5-10 求图示轮系的传动比,已知Z1=17 Z2=20 Z4=18,Z5=24 Z6=21 Z7=63 求: ① 当n1=10001 r/min n4=10000 r/min时, np=? ② 当n1=n4时 np=? ③ 当n1=10000 r/min n4=10001 r/min时, np=? 解:1.2.3 定轴轮系 4.5.6.7(3) 周转轮系 n1/ n3=Z2Z3/Z2Z1=85/17=5 i47
3=n 4-n3

Z3 =85

P

7 6 4

5

3 2 1

/ n7-n3 = - Z5Z7/Z4Z6= - 4

解得:① n1= np= 1/4 ② n p= 0 ③ np= -1/4

7章

作业答案

7-8 某机组稳定运转一个运动循环中作用在主轴上的阻力矩 M"的变化规律如图所示。已知驱动力矩M'为常数,主轴平 均角速度ωm=20rad/s,机械运转速度不均匀系数δ=0.01,求 驱动力矩M'和安装在主轴上的飞轮转动惯量。 O O b ① 2πM′=π/2 ×400 + π/4×400 解:

得:M′=150 Nm ②Aoa=(400-150)×π/2=125π Aab=150×π/2=75π Abc=(400-150)×π/4=62.5π Aco=150×π3/4=112.5π
Amix= │-Aoa│ =125π
O

a

c

-

a +

b c

M′

+ O

J= Amix/ωm2δ= 98.17Kg.m2

[10-8]图示凸缘联轴器,允许传 递的最大转矩T为630Nm (静载荷),材料为HT250。联 轴器用4个M12铰制孔用螺栓 联成一体,取力学性能等级 为8.8级,①试选取合宜的螺 栓长度并写出标记②校核其 剪切和挤压强度。

10章 作业答案
84 Φ130

??

F m
2 π d0 4

? [? ]

F ?p ? ? [? p ] d 0?
Do:螺栓孔的直径(查手册) [σp] 螺栓或孔壁材料的许用挤压应力 δ≥1.25d0 [τ]=σs/2.5

10-10 钢制液压油缸的油压 p=3MPa,内径D=160mm,为 保证气密性要求,螺柱间距 l 不得大于4.5倍螺柱大径,取螺 柱力学性能等级为5.8级 试计算此油缸的螺柱联接和螺 柱分布圆直径。

10-14试为题10-8中的联轴器选择 平键并验算键联接的强度。

84
Φ130

解:键 16×80 GB/T 1096

σp

4T ? ? [σ p ] dhl

4T p? ? [ p] dhl

(10-8图示凸缘联轴器,允许传 递的最大转矩T为630Nm (静载荷),材料为HT250。联 轴器用4个M12铰制孔用螺栓 联成一体,取力学性能等级 为8.8级。)

L

l

11章 作业答案
11-6 斜齿圆柱齿轮的齿数z与其当量齿数zv有什么关系?

在下列几种情况下应分别采用哪一种齿数:
(1) 计算斜齿圆柱齿轮传动的角速比; z2/z1

(2)用成型法切制斜齿轮时选铣刀;
(3) 计算斜齿轮的分度圆直径;

zv
d=mtz

(4) 弯曲强度计算时查取齿形系数。

zv

z=zv cos3β

11-7设斜齿圆柱齿轮传动的转动方向及螺旋线方向如图所示, 试分别画出轮1为主动时和轮2为主动时轴向力Fa1和Fa2的方向。 11-8在题11-7图中,当轮2为主动时,试画出作用在轮2 上的圆周力、轴向力和径向力的作用线和方向。 n1
Fa1 Fa2 Fa1

.
x
Fa2

n2

11-9设两级斜齿圆柱齿轮减速器 的已知条件如图所示.问: 1)低速级斜齿轮的螺旋线方向 应如何选择才能使中间轴上 两 齿轮的轴向力方向相反; 2)低速级螺旋角应取多大数值 才能使中间轴上两个轴向力 互相抵消。 解:1)如图 2)Fa2=2T2tanβ1 /d2 Fa2=Fa3 T2=T3 (轴承磨损忽略)

n1
Fa2

n2
Fa3

Fa3=2T3tanβ3 /d3 tanβ1 /d2= cosβ2 tanβ3 /d3 mn3Z3 cosβ3

mn2Z2

∴β3=8°16′2″

11-11 已知单级闭式斜齿轮传动,P=10kW,n1=1210r/min, i=4.3,电动机驱动,双向传动,中等冲击载荷,设小齿轮用 40MnB调质,大齿轮用45钢调质,z1=21,试计算此单级斜 齿轮传动。 解: 齿面接触强度设计, d1≥ 弯曲强度校核 σF =

[11-12] 在题11-9图所示两级斜齿圆柱齿轮减速器中,已知:z1=17, z4=42,高速级齿轮的传动效率η=0.98,低速级齿轮传动效率 η=0.97,输入功率P=7.5kW,输入轴转速n1=1450r/min,若 不计轴承损失,试计算输出轴和中间轴的转矩。 解:1) ∵PⅡ=PⅠη12 ∴TⅡ=9.55×106PⅡ/nⅡ 或∵TⅠ=9.55×106PⅠ/nⅠ ∴TⅡ=i12TⅠη12 =1.45×105 2) ∵PⅢ=PⅡη34 ∴TⅢ=9.55×106PⅢ/nⅢ 或: TⅢ=i34TⅡη34= 3.47×105 N.mm

11-16 已知直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器布置和转向如图所 示,欲使轴Ⅱ上的轴向力在轴承上的作用完全抵消 ,试画出作 用在斜齿轮3和锥齿轮2上的圆周力、轴向力、径向力的作用 线和方向。 Fa3

n3

.F

t3

.
Fa2

Ft2

n2

12章 作业答案
12-2 如图所示,蜗杆主动,T1=20Nm,m=4mm,Z1=2, d1=50mm,z2=50,啮合效率η=0.75,试确定: (1)蜗轮的转向;(2)蜗杆、蜗轮上作用力的大小和方向。

Ft1 Fa2 n2 Fa1 n2 Ft2

12-3 如图所示为蜗杆传动 和圆锥齿轮传动的组合。 已知输出轴上锥齿轮Z4的 转向n 问:(1)欲使中间轴上的 轴向力为最小,蜗杆螺旋 线的旋向和蜗杆转向应如 何? (2)在(1)的前提下,标出 各轮轴向力的方向。 Ft2 Ft1 n1
。 x

Fa4 Fa3

Fa2

Fa1

12-6 手动绞车采用圆柱蜗杆传动 已知m=8mm,Z1=1,d1=80mm, Z2=40,卷筒直径D=200mm。 问:(1)欲使重物W上升1m,蜗杆 应转多少圈?(2)蜗杆、蜗轮间的 当量摩擦系数f′=0.18,该机构 能否自锁?(3)若重物W=5kN,手 摇时施加的力F=100N,手柄转臂 的长度l应是多少?
解:① n2=1000/πd=1000/π200 i=n1/n2 =Z2/Z1=40/1 ②tanγ=Z1m/d1 =1×8/80 ρ′=arc tan f′=10.2° n1=63.69 r 得γ1=5.75° r≤ρ′自锁

12-6 手动绞车采用圆柱蜗杆传动 已知m=8mm,Z1=1,d1=80mm, Z2=40,卷筒直径D=200mm。 问:(1)欲使重物W上升1m,蜗杆 应转多少圈?(2)蜗杆、蜗轮间的 当量摩擦系数f′=0.18,该机构 能否自锁?(3)若重物W=5kN,手 摇时施加的力F=100N,手柄转臂 的长度l应是多少?
解③ TI = Fl = 100 l T2= T1ηi =100 lηi 若提升W重物需T2≥T阻 而 T阻=WD/2 l≥368mm

14章 作业答案
14-9


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