機(jī)械原理作業(yè)解答(綜合)ppt課件

F=3n-2Pl-Ph=33-24=1,F=3n-2Pl-Ph=37-29-2=1,1-3,1-4,1,F=3n-2Pl-Ph=34-25-2=1,F=3n-2Pl-Ph=33-24-1=0,2,F=3n-2Pl-Ph=35-27=1,F=3n-2Pl-Ph=34-25-1=1,局部自由度,虛約束,1-5(a),3,F=3n-2Pl-Ph=34-25-1=1,F=3n-2Pl-Ph=35-27=1,F=3n-2Pl-Ph=311-217=-1,IF、FC、FJ、FK、KJ和KM組成虛約束,在A點(diǎn)處有復(fù)合鉸鏈,4,在C點(diǎn)處有局部自由度在E或F處存在虛約束,F=3n-2Pl-Ph=34-25-1=1,F=3n-2Pl-Ph=36-28-1=1,在F點(diǎn)處有局部自由度在M或D處存在虛約束,5,F=3n-2Pl-Ph=35-26-1=2,F=3n-2Pl-Ph=38-211-1=1,F=3n-2Pl-Ph=36-28-1=1,復(fù)合鉸鏈,局部自由度,1-6(a),6,F=3n-2Pl-Ph=38-210-2=2,F=3n-2Pl-Ph=36-28-1=1,1-6(b),1-7(a),7,P24,P13,P13,P24,2-5,8,P13,P13,P24,9,在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，w2=10rad/s，試用瞬心法求：1)當(dāng)j=165時(shí)，點(diǎn)C的速度；2)當(dāng)j=165時(shí)，構(gòu)件3的線上（或其延長線上）速度最小的一點(diǎn)E的位置及其速度的大?。?)當(dāng)vC=0時(shí)，j角之值（有兩個(gè)角）。,P24,P13,ml=2mm/mm,E,10,3)當(dāng)vC=0時(shí)，j角之值（有兩個(gè)角）。,P24,11,解：,p,(c),e,(f),12,1-9圖示為一焊接用夾具.利用這個(gè)夾具把兩塊要焊接的工件及預(yù)先夾妥，以便焊接。圖中2為夾具體，3為楔塊。試確定其自鎖條件（即當(dāng)夾緊后，楔塊3不會(huì)自動(dòng)松脫出來的條件。,解：1）運(yùn)動(dòng)上總支反力的確定,2）作力矢量圖矢量方程：R23+R13+R13+F=0,R23/sin(90-j)=F/sin(a-2j),R230=F/sina,R23=Fsin(90-j)/sin(a-2j),h=R230/R23=sin(a-2j)/sin(90-j)sina,a2j,(a-j)j,a2j,13,如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)及圓錐、圓柱齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)工作機(jī)A及B。設(shè)每對齒輪的效率h1=0.97（包括軸承的效率在內(nèi)），帶傳動(dòng)的效率h2=0.92，工作機(jī)A、B的功率分別為PA=5kw、PB=1kw，效率分別為hA=0.8、hB=0.5，試求電動(dòng)機(jī)所需的功率。,解：能量損失過程分析,h1A=h1hA,h1B=h1hB,h,h=h2h1h,14,F=5500N，v=1.2m/s，平帶傳動(dòng)的效率h1=0.95（包括軸承的效率在內(nèi)），每對齒輪的效率h2=0.97（包括軸承的效率在內(nèi)），運(yùn)輸帶傳動(dòng)的效率h3=0.92。,解：運(yùn)輸帶所需功率為：N帶=Fv=6.6kw,h=h1h22h3=0.822,N電=N帶/h=8.03kw,能量損失過程為,15,2-2已知各桿長：a=25，b=90，c=75，d=100。試求：若桿AB是機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，AD為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是什么類型的機(jī)構(gòu)？若桿BC是機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，AB為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是什么類型的機(jī)構(gòu)？若桿BC是機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，CD為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是什么類型的機(jī)構(gòu)？,解：因?yàn)椋篴+d=125b+c=165，而：最短桿為連架桿。所以，此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；最短桿為機(jī)架。所以，此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；最短桿為連桿。所以，此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。,16,g=arccos(e+rsinq)/l,2-3,17,2-4在圖示的四桿機(jī)構(gòu)簡圖中，各桿長度為：a=30mm，b=60mm，c=75mm，d=80mm。試求機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角和最大壓力角、行程速比系數(shù)。,q=20k=(180+q)/(180-q)=1.25,q,解：,18,2-4試求機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角和最大壓力角。,解：,=41,19,2-9設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿DC長度為150mm，搖桿的兩極限位置的夾角為45，行程速比系數(shù)k=1.5，機(jī)架長度取90mm。,o,因?yàn)椋?即：LAB=32mmLBC=144mm,ml=4mm/mm,20,如圖所示，已知滑塊和搖桿的對應(yīng)位置分別是：s1=36mm，s12=8mm，s23=9mm，j12=25，j23=35，搖桿第位置在鉛垂方向上，滑塊的鉸鏈取在B點(diǎn)，偏距為28mm，試確定曲柄和連桿的長度。,解：,B2,B3,LAB=AC1ml=,ml=0.5mm/mm,LBC=B1C1ml=,21,試設(shè)計(jì)如圖所示的六桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)當(dāng)原動(dòng)件1自y軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過j=60時(shí)，構(gòu)件3順時(shí)針轉(zhuǎn)過f12=45恰與x軸重合。此時(shí)滑塊6自E1移動(dòng)到E2，位移s12=20mm。試確定鉸鏈B及C的位置。,22,B1,F2,F1,E2,C2,B2,23,3-4欲設(shè)計(jì)圖示的直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，要求在凸輪轉(zhuǎn)角為090時(shí)，推桿以余旋加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升h=20，且取r=25mm，e=10mm，rr=5mm。試求：1）選定凸輪的轉(zhuǎn)向，并簡要說明選定的原因；2）用反轉(zhuǎn)法畫出當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角d=090時(shí)凸輪的工作廓線；3）在圖上標(biāo)出d=45時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。,解：選兩個(gè)圖的比例尺均為ml=1mm/mm,24,3-6(a)根據(jù)圖示已知條件作出從動(dòng)件與凸輪在B點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角a和從動(dòng)件的位移sB。,25,3-7圖示的凸輪為偏心圓盤。圓心為O，半徑為R=30mm，偏心距LOA=10mm，滾子半徑rr=10mm，偏距e=10mm。試求：1）推桿的行程和凸輪的基圓半徑rb；2）推程運(yùn)動(dòng)角d0、遠(yuǎn)休止角ds、回程運(yùn)動(dòng)角d0和近休止角ds；3）最大壓力角amax的數(shù)值及發(fā)生的位置；4）從B點(diǎn)接觸到C點(diǎn)接觸凸輪所轉(zhuǎn)過的角度j0和推桿的位移s；5）C點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力aC。,理論廓線,基圓,26,3）最大壓力角amax的數(shù)值及發(fā)生的位置；,amax,27,4）從B點(diǎn)接觸到C點(diǎn)接觸凸輪所轉(zhuǎn)過的角度j0和推桿的位移s；5）C點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力aC。,28,29,j,30,31,4-5已知一對外嚙合正常標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)，其模數(shù)m=5mm，壓力角a=20，中心距a=350mm，傳動(dòng)比i12=9/5，試求兩輪齒數(shù)z1和z2，分度圓直徑d1和d2，齒頂圓直徑da1和da2，齒根圓直徑df1和df2；全齒高h(yuǎn)及分度圓齒厚s及齒槽寬e。,解：因?yàn)椋篴=m(z1+z2)/2=350mm和i12=z2/z1=9/5；所以：z1=50，z2=90d1=mz1=250mm,d2=450mm;da1=d1+2h*am=260mm,da2=460mm;df1=d12(h*a+c*)m=237.5mm,df2=537.5mmh=(2h*a+c*)m=11.25mm，s=e=mp/2=7.85mm,32,4-6設(shè)一對外嚙合正常標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的齒數(shù)z1=30，z2=40，m=20mm，a=20。齒頂高系數(shù)h*a=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25。試求當(dāng)中心距a=725mm時(shí)，兩輪的嚙合角a。又當(dāng)a=22.5時(shí)，試求其中心距a；節(jié)圓半徑r1和r2；頂隙c。在這兩種情況下其節(jié)圓半徑的比值是否相等？為什么？,解：(1)a=725mm時(shí)acosa=acosa=arccos(acosa/a)/=24.87;r1=rb1/cosa=mz1cosa/2cosa=310.72mm，r2=414.30mm(2)a=22.5時(shí)a=acosa/cosa711.98mm,r1=rb1/cosa=305.13mm，r2=406.85mmra1=mz1/2+h*am=320mm,rf2=mz2/2-(h*a+c*)m=375mm;c=a-ra1-rf2=16.98mm因?yàn)椋簉1/r2=414.30/310.73=406.85/305.13=1.33；在這兩種情況下，節(jié)圓半徑的比值相等，故傳動(dòng)比不變。這是因?yàn)闈u開線齒輪具有可分性。,33,4-7已知一對外嚙合正常標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的參數(shù)為：z1=19，z2=42，m=5mm，a=20。試求出兩輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距a；基圓半徑rb1和rb2；齒頂圓半徑ra1和ra2；齒頂圓壓力角aa1和aa2；基圓齒距pb1和pb2。并準(zhǔn)確繪制出這對齒輪傳動(dòng)的理論嚙合線N1N2（設(shè)主動(dòng)輪1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），實(shí)際嚙合線B1B2；節(jié)圓和嚙合角。求重合度ea（可由圖中量出的長度計(jì)算ea），并畫出單齒及雙齒嚙合區(qū)。說明這對齒輪能否連續(xù)傳動(dòng)？為什么？（取ml=0.002m/mm）,解：計(jì)算a、rb1和rb2、ra1和ra2、aa1和aa2、pb1和pb2。a=m(z1+z2)/2=152.5mm;r1=mz1/2=47.5mm,r2=105mm;rb1=r1cosa=44.64mm,rb2=98.67mm;ra1=r1+h*am=52.5mm,ra2=110mm;aa1=arccosrb1/ra1=31.76,aa2=26.23;pb2=pb1=pcosa=mpcosa=14.75mm。,34,2.求重合度eaea=B1B2/pb=(tanaa1-tana)+(tanaa1-tana)/2p=1.63,35,4-3圖示為單聯(lián)滑移齒輪機(jī)構(gòu)，已知各輪基本參數(shù)m=3mm，a=20，h*a=1，及z1=18，z2=30，z3=27。試問共有集中類型設(shè)計(jì)方案可供選擇，哪個(gè)方案較好？,解：因?yàn)椋篴12=m(z1+z2)/2=72mm，a13=m(z1+z3)/2=67.5mm選取a=a12，輪1、2組成標(biāo)準(zhǔn)齒輪機(jī)構(gòu)，輪1、3組成正傳動(dòng)；選取a=a12，輪1、2組成等高變位傳動(dòng)，輪1、3組成正傳動(dòng)；選取a=a13，輪1、2組成負(fù)傳動(dòng)，輪1、3組成標(biāo)準(zhǔn)齒輪機(jī)構(gòu)；選取a=a13，輪1、2組成負(fù)傳動(dòng)，輪1、3組成等高變位傳動(dòng)；選取a13a，輪1、2組成負(fù)傳動(dòng)，輪1、3組成負(fù)傳動(dòng)；,由于正傳動(dòng)有明顯優(yōu)點(diǎn)，而等高度變位可以改善小齒輪傳動(dòng)特性，所以方案2和4最好，方案1和3次之。,36,5-2圖示輪系中，已知輪1轉(zhuǎn)向如圖所示，n1=405r/min。各輪齒數(shù)為：z1=z2=z4=20，z2=z3=z5=30，z4=z6=60，試求：1）i16；2）n6的大小及其轉(zhuǎn)動(dòng)方向。,解：此輪系為定軸輪系。,i16=w1/w6=n1/n6=(-1)3z2z3z4z5z6/z1z2z3z4z5=(-1)3z2z4z6/z1z2z4=-13.5所以：n6=-30r/min,37,5-3圖示輪系中，已知輪1轉(zhuǎn)向如圖所示。各輪齒數(shù)為：z1=20，z2=40，z3=15，z4=60，z5=z6=18，z7=1，z8=40，z9=20。若n1=1000r/min，齒輪9的模數(shù)m=3mm，試求齒條10的速度v10及其移動(dòng)方向。,解：,i18=n1/n8=z2z4z6z8/z1z3z5z7=320所以：n8=25/8(r/min)而：n9=n8=25/8(r/min)r9=mz9/2=30mm所以：v10=r9*w9=30*n9p/30=9.81mm/s,38,5-4在圖示滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，設(shè)各輪齒數(shù)為：z1=15，z2=28，z3=15，z4=35，z9=40，若北切齒輪為64個(gè)齒，試求傳動(dòng)比i57。,解：因?yàn)椋篿13=1即：,=1,i57=n5/n7=z7/z5=1.28,39,5-7圖示輪系種，已知各輪齒數(shù)為：輪1轉(zhuǎn)數(shù)為n1=140r/min，z1=40，z2=20.求：1）輪3齒數(shù)；2）當(dāng)n3=-40r/min時(shí)，系桿H的轉(zhuǎn)速nH的大小及方向；3）當(dāng)nH=0時(shí)，齒輪3的轉(zhuǎn)速n3。,解：因?yàn)椋篴12=a23所以：(z1+z2)=(z3-z1)所以：z3=80又：iH13=(n1nH)/(n3nH)=-z3/z1當(dāng)n3-40r/min時(shí)，有nH=20r/min當(dāng)nH0時(shí)，有n3=-70r/min,40,5-8圖示為錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系。已知各輪齒數(shù)為：z1=z2=17，z2=30，z3=45，若輪1轉(zhuǎn)速n1=200r/min，試求系桿轉(zhuǎn)速nH。,解：該輪系為一行星輪系。,iH13=(n1nH)/(n3nH)=z2z3/z1z2=1.5而：n3=0所以：nH=80(r/min),41,5-7圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=20，z2=34，z3=18，z4=36，z5=78，z6=z7=26，試求傳動(dòng)比i1H：,解：5-6-7-H組成差動(dòng)輪系，1-2-3-4組成定軸輪系。,i14=n1/n4=(-1)2z2z4/z1z3=17/5n4=5n1/17iH57=(n5nH)/(n7nH)=-z7/z5=-1/3因?yàn)椋簄1=n7，n4=n5所以有：(5n1/17nH)/(n1nH)=-1/3(5i1H/171)/(i1H1)=-3i1H=17/8=2.125,42,5-10圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=z2=20，z2=z3=40，z4=100，z5=z6=z7=30，試求傳動(dòng)比i17：,解：2-3-4-H組成行星輪系，1-2，5-6-7組成定軸輪系。,i12=n1/n2=-z2/z1=-2n2=-n1/2(1)i57=n5/n7=-z7/z5=-1(2)iH24=(n2nH)/(n4nH)=-z4/z2=-5(3)聯(lián)立求解有：i17=12,43,5-8圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=z2=25，z2=z3=z5=20，z4=100，試求：傳動(dòng)比i15。,解：1-2-4-2-3組成行星輪系，4-5組成定軸輪系。,i413=(n1n4)/(n3n4)=z2z3/z1z2=16/25而：n3=0又：n4/n5=-z5/z4i15=-9/125=-0.072,44,6-4.在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)剪床的機(jī)械系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min，折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效力矩Mr=Mr(j)，如圖所示。其循環(huán)周期為20p。設(shè)驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，機(jī)械系統(tǒng)中各轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。試求：1)驅(qū)動(dòng)力矩Md，并將其以圖線表示在M-j圖上；2)作功能指示圖，求最大贏虧功Wmax；3)要求系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻字?jǐn)?shù)d0.05，求安裝在電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jf。,解：因?yàn)镸d20p=4005p+8015p所以：Md=160,2)功能指示圖如圖所示。有Wmax=S1=1200p,45,7-3如圖所示，有一盤形回轉(zhuǎn)體