機(jī)械零件設(shè)計(jì)答案.doc
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P23~P24: 2-8 在題 2-8 圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,已知 a=100mm,α=60,∠ABC=90 ,v c=2m/s。 指出速度瞬心 P13,并用瞬心法求構(gòu)件 1 的角速度 ω1。 解:速度瞬心 P13 如圖所示。 因?yàn)?vP13= vc=lABω1 所以 smlAB c/32.17060in1??? 2-13 題 2-13 圖所示機(jī)構(gòu)的構(gòu)件 1 作等速轉(zhuǎn)功,角速度為 ω1,試用相對運(yùn)動圖解法求 構(gòu)件 3 上 D 點(diǎn)的速度。 解:列 的矢量方程: 3Bv 232Bv?? 方向: 水平 ⊥AB 鉛垂 大?。? ? ?Al1? 以速度比例尺 作右圖所示矢量多邊形,得:v? (方向:水平向左)?sin133BBlpbv??? 2-16 在題 2-16 圖所示機(jī)構(gòu)中,已知 a=0.1m,b=0.4 m,c=0.125m,d=0.54 m,h=0.35m,y =0.2m,當(dāng) ω1=10rad/s,逆時針轉(zhuǎn)功, φ1=30時,求沖頭 E 的速度 vE。 解:v B=aω1=0.110=1m/s,方向指向左上且垂直 AB 列 的矢量方程: D DB?? 方向:⊥CD ⊥AB ⊥DB 大?。?? √ ? 以速度比例尺 =0.01 作下圖所示矢量多邊形 pbd。v? 列 的矢量方程: Ev ED?? 方向: //CE √ ⊥DE 大?。?? √ ? 以相同速度比例尺 作下圖所示矢量多邊形 pde,得:v? smpevvE /25.01.5.2???? (方向垂直向下) P13 P14 P12 P23 P24 ∞ P24 ∞ p b2 b3 D E p(c) b d e P52: 3-8 確定如圖 3-52 所示機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級別,并判斷機(jī)構(gòu)的級別(機(jī)構(gòu)中的原動 件用圓箭頭表示)。 解:機(jī)構(gòu)的自由度為:F=37-210=1,故當(dāng)以 AB 為原動件時,可拆分為以下一個 I 級桿組和 3 個 II 級桿組,機(jī)構(gòu)為 II 級機(jī)構(gòu)。 3-9 在上題圖示的機(jī)構(gòu)中,若改為以 EF 構(gòu)件為原動件。試判定機(jī)構(gòu)的級別是否會改變。 解:由上題知,機(jī)構(gòu)的自由度為 1,故當(dāng)以 EF 為原動件時,可拆分為以下一個 I 級桿組 和 3 個 II 級桿組,故機(jī)構(gòu)為 III 級,機(jī)構(gòu)級別會改變。 3-11 如圖 3-53 所示為平板印刷機(jī)中用以完成送紙運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。當(dāng)固接在一起的雙凸 輪 1 轉(zhuǎn)動時,通過連桿機(jī)構(gòu)使固接在連桿 2 上的吸嘴 P 沿軌跡 mm 運(yùn)動,完成將紙吸起和 送進(jìn)等動作,試確定此機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的組合方式,并畫出方框圖。 解:機(jī)構(gòu)為Ⅱ型封閉組合。 基礎(chǔ)機(jī)構(gòu):由構(gòu)件 2、3、4、5、6 組成的自由度為 2 的五桿機(jī)構(gòu) 附加機(jī)構(gòu):由構(gòu)件 1 和 3、1 和 4 組成的兩個自由度 為 1 的擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)組合框圖如下: I 級桿組 II 級桿組 II 級桿組 II 級桿組 II 級桿組 I 級桿組 III 級桿組 凸輪機(jī)構(gòu) 五桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) φ3 φ4 vP ω1 3 4 5 6 P115~P116: 6-2 在電動機(jī)驅(qū)動的剪床中,已知作用在剪床主軸上的阻力矩 M”的變化規(guī)律如題 6-2 圖所示。設(shè)驅(qū)動力矩 M’等于常數(shù),剪床主軸轉(zhuǎn)速為 60r/min,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) δ=0.15。 求:(1) 驅(qū)動力矩 M’的數(shù)值; (2) 安裝在飛輪主軸上的轉(zhuǎn)動慣量。 解:(1) 在一個周期內(nèi),驅(qū)動力所做功等于阻力所做功,故驅(qū)動力矩為: M’2π=2002π+((3π/4-π/2)+ (π-π/2)) (1600-200)/2 ∴ M’=462.5Nm (2) 4821/205.461????x 最大盈虧功:A max=((3π/4-π/2)+ (π-π/2-x)) (1600-462.5)/2=1256.33Nm 飛輪轉(zhuǎn)動慣量: 222max 15..063590kgmnAJ??? 6-4 已知某軋鋼機(jī)的原動機(jī)功率等于常數(shù),P’=2600HP(馬力),鋼材通過軋輥時消耗的 功率為常數(shù)。P”=4000HP,鋼材通過軋輥的時間 t”=5s,主軸平均轉(zhuǎn)速 n=80r/min,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn) 速度不均勻系數(shù) δ=0.1,求:(1) 安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量;(2) 飛輪的最大轉(zhuǎn)速和最 小轉(zhuǎn)速;(3) 此軋鋼機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。 解:(1) 最大盈虧功: Amax=(P”-P’)t” 735=(4000-2600)5735=5.145106Nm 飛輪轉(zhuǎn)動慣量: 252 62max 103.7.0814590kgmnJ ?????? (2) nmax=n(1+δ/2)=801.05=84r/min nmax=n(1-δ/2)=800.95=76r/min (3) 在一個周期內(nèi),驅(qū)動力所做功等于阻力所做功,即: P”t” =P’T ∴ T= P”t” / P’=40005/2600=7.7s P129: 7-6 題 7-6 圖所示為 —鋼制圓盤,盤厚 。位置Ⅰ處有一直徑 的通孔,mb50?m50?? 位置Ⅱ處是一質(zhì)量 的重塊。為了使圓盤平衡,擬在圓盤上 處制一通孔。kgG5.02? r2 試求此孔的直徑與位置。鋼的密度 。3/8.7cg? 解: ?? kgrbrm76.1./211 ??????.22 Amax O O M’ x Amax O O P t P” P’ 平衡條件: 021???brmr 按比例作右圖,得: kg19.?7.25? (或: kgrrrmb109. cos)()()( 22?? )?????7.57sinarc1mb? 故: kgIb.02.?mb 2.41785.23?????? 7-7 高速水泵的凸輪軸系由 3 個互相錯開 120 的偏心輪所組成,每一偏心輪的質(zhì)量為 ,偏心距為 ,設(shè)在平衡平面 A 和 B 中各裝一個平衡質(zhì)量 和 使之平衡,kg4.0m7.1 AmB 其回轉(zhuǎn)半徑為 ,其他尺寸如題 7-7 圖所示(單位: )。求 和 的大小和方位。0 解:將不平衡質(zhì)量在兩平衡基面 A 和 B 上分解: 基面 A: )230/19(3.02/194.0mkgmC???55D /47./.E 基面 B: CkgD2.03/14.0???mE9 根據(jù)動平衡條件,得: 基面 A:由 ,0???AEADCrmr mrrBAEDC 107.12??或 按比例 μ=200/12.7作左下圖,得: kgmA 287.1/)27.*19.45(/? ?60A? 1r2rmb rmACrADE rmBCrBDrBEB 基面 B:由 ,按比例 μ=200/12.7作右上圖,得:0???BEBDCrmrm kgmrB 287.1/)7.2*19.45(/? ??240B? (或:X 軸投影: )107.235.7(14.010723cos2/)415( cs ????????kgrrrAEAiiAx? 方向向右 Y 軸投影: )107.235.(248.01071]3sin)7.2(3.0[ ]sin)([cos ??????????mkgrrmrmAEDACAiiAy? 方向向上 所以: )287.0/.*2/9.(6..43.222 kgkmAyxA ??或 方向右上5.371??ytg? 故: ?60A 同理: )107.235.7(30cos)(cos ??????mrrmr AxA BDEBiiABx? 方向向右 ).2.1(]sin)[(s?????rrmAyABCBEDAiiBy 方向向下 所以: )287.01/.*30/9.1(286.04.13.022 kgmkgByxB ????或 方向左下5.37??ymtg? 故: )?618B 十二章補(bǔ)充作業(yè): 12-1. 圖示輪系中二對齒輪中心距相等,斜齒輪法面模數(shù) mn=2mm,齒數(shù) z1=16, z2=59, 直齒輪模數(shù) m=2mm,齒數(shù) z3=17,z 4=60。試求: 1) 斜齒輪的分度圓柱螺旋角 β1,β 2;及齒輪 1,2 的分度圓直徑 d1,d 2;齒輪 1,2 的 齒頂圓直徑 da1,d a2; 2) 若齒輪 1,2 為直齒圓柱齒輪,其總變位系數(shù)∑X 為多少? (提示: )??invtgzxinv??21)( 解:1)直齒輪的中心距為: a=m(z3+z4)/2=2(17+60)/2=77mm 斜齒輪的中心距為: 即: an??)cos221?75cos21??? 故: 08.375rcos?? d1= mz1/cosβ=216/cos13.08=32.85mm d2= mz2/cosβ=259/cos13.08=121.14mm da1= d1+2ha* mn=32.85+212=36.85mm da2= d2+2ha* mn=121.14+212=125.14mm 2)若齒輪 1,2 為直齒圓柱齒輪,則其中心距 a’=m(z1+z2)/2=2(16+59)/2=75mm 由: 得: ,即:cos??cos7520cos7???.15r? 所以: 89.0)4.067.(39.27 )20.1(2tan)tan21 ???????oooinvivivzX 12-2.一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪,已知 α=20, ha*=1,c*=0.25, m=3mm,中心距 a’ =49mm,傳動比的大小 i12=9/7, 試在采用正傳動變位的情況下, (1) 確定齒數(shù) z1, z2 ; (2) 求兩齒輪的變位系數(shù)之和(x 1+x2); (3) 若大齒輪 2 的變位系數(shù)為零,求小齒輪的 d1,d f1 。 (提示: )??invtgzxinv??21)( 解:(1) 由中心距和傳動比公式得: ①????4932 2121??zma ②791?Zi 由①②聯(lián)立方程,解得: ,1z182 (2) 由 得: ?cosa? 02349cos8arcosar ??????? 故: ????356.0149.023.697.2184 02221 ????? ????? invitginvitgzx (3) 因?yàn)? 所以: 0 x5?x 故: mm 1mzd mm??63.2111 ??????mxchddaff P209: 14-1 已知一圓柱壓縮彈簧的彈簧直徑 d=6mm,D 2=30mm,有效圈數(shù) n=10。采用 C 級 碳素彈簧鋼絲,受變載荷作用次數(shù)在 103~105 次。1) 求允許的最大工作載荷及變形量; 2) 若端部采用磨平端支承圈結(jié)構(gòu)時(圖 14-1),求彈簧的并緊高度 HS 和自由高度 H0。 解: 1)最大工作載荷 F2 對應(yīng)著彈簧絲最大剪應(yīng)力,取 τmax=[τ]。由彈簧的材料、載荷 性質(zhì)查教材表 14-2 取[τ] =[τII]=0.4σB;由彈簧絲直徑 d=6mm 查相關(guān)手冊,得 σB=1350MPa。故:[τ]=0.4σ B=0.41350=540MPa 旋繞比和曲度系數(shù): 56302?dDC 31.875.123.04615.0?????CK 最大應(yīng)力τ max=[τ]時的最大工作載荷 F2為: NKF531.8422??? 在F 2作用下的變形量λ 2為: mGdnC3.2460433??? 2)采用端部磨平結(jié)構(gòu)時,設(shè)兩端各有 3/4 圈并緊,其有效圈數(shù) (總?cè)?shù))為: n0=n+1.5=10+1.5=11.5 則其并緊高度: HS=( n0-0.5)d=(11.5-0.5)6=66mm 彈簧鋼絲間距: 361.0241.max ??????? 則彈簧自由高度為: H0= nδ+ HS =103+66=96mm 14-3 設(shè)計(jì)一圓柱螺旋壓縮彈簧。已知:采用 d=8mm 的鋼絲制造,D 2=48mm,該彈簧 初始時為自由狀態(tài),將它壓縮 40mm,需要儲能 25J。1) 求彈簧剛度; 2) 若許用切應(yīng)力 為 400MPa,問此彈簧的強(qiáng)度是否足夠:3) 求有效圈數(shù) n。 采用 C 級碳素彈簧鋼絲,受變載荷作用次數(shù)在 103~105 次。1) 求允許的最大工作載荷及 變形量; 2) 若端部采用磨平端支承圈結(jié)構(gòu)時(圖 14-1),求彈簧的并緊高度 HS 和自由高 度 H0。 解:1)彈簧儲存的變形能為: 0321????FE 由題意可知:F 1=0,λ 0= λ2=40mm,E=25J,代入上式得: N54332??? 則彈簧剛度: .1052?Fk 2)旋繞比和曲度系數(shù): 6842?dDC 25.1.10.46. ?????CK 此時剪應(yīng)力為: MpaPadF40][378625.12 ?????? 故:此彈簧的強(qiáng)度足夠。 3)彈簧的有效圈數(shù): 1285.2.3168043 ????kCGdn 14-5、 有兩根尺寸完全相同的圓柱螺旋拉伸彈簧,一根沒有初應(yīng)力,另一根有初應(yīng)力, 兩根彈簧的自由高度 H0=80mm?,F(xiàn)對有初應(yīng)力的那根實(shí)測如下:第一次測定:F 1=20N, H1=100mm;第二次測定: F2=30N, H2=120mm。試計(jì)算: 1) 初拉力 F0 2) 沒有初應(yīng)力的彈簧在 F2=30N 的拉力下,彈簧的高度。 解:1) 計(jì)算初拉力 F0 由彈簧的剛度公式可得 : 012HFk?? 將已知數(shù)據(jù)代入上式, 得: 解得:F 0=10N81023?? 2) 因兩根彈簧的尺寸完全相同,故其剛度也完全相同 彈簧剛度: 5.12312??Hk 沒有初拉力的彈簧在 F2=30N 時的伸長量: mkF605.32?? 故此時彈簧高度: H2= H0+λ2 =80+60=140mm F0 F1 F2F λ O λ1 λ2 x- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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