機械原理輔導資料習題答案教學文案

1、學習資料第7章題目變化為：8.3習題1、6第11章題目變化為：11.3習題2、4、& 9、16第10章補充以下題目：1、 已知一對標準安裝（無側(cè)隙安裝）的外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪的中心距a=360mm（專動比i12=3,兩輪模數(shù)m=10mm且均為正常齒制。試求：兩輪齒數(shù)，分度圓直徑、齒頂圓直徑和 齒根圓直徑、齒厚和齒槽寬，以及兩輪的節(jié)圓直徑和頂隙c。2、一對按標準中心距安裝的正常齒制的外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪，其小齒輪已損壞，需要配制，今測得兩軸中心距 a=310mm大齒輪齒數(shù)Z2=100,齒頂圓直徑da2=408mm, 口 ° 試確定小齒輪的基本參數(shù)及其分度圓和齒頂

2、圓的直徑。3、 有兩個m=3mm ° °的正常齒制的標準齒條，其分度線間的距離為51.4mm,現(xiàn)欲設(shè)計 一個標準齒輪同時帶動兩齒條。齒輪的軸心 01在兩齒條分度線的中心點上（如圖示）。試問：1）該齒輪齒條傳動是否為標準傳動？試確定齒輪的齒數(shù) Z1、分度圓直徑d1、齒頂圓直徑da1、 齒根圓直徑dr1及齒厚s;2 ）齒條移動的速度是否為"？為什么？ 3）嚙合角是否 為200?為什么？僅供學習與參考第3章部分習題參考答案（秦小嶼2012-4-15 16:40:37）習題參考答案（2）3.3習題1、已知題圖3.1示機構(gòu)中各構(gòu)件的尺寸， 原動件1以勻速V1移動, 求出圖示

3、位置時構(gòu)件 3的角速度3 3和角加速度 3。要求列出矢量 方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度與加速度多邊形（可 不按比例）、并列出3 3和3表達式。解：矢量方程如下：大小? V1 ?方向丄AB水平/導路3=V32 / L AB =pb2 v /L ABa B 2 二£ 2 +口 £ :2戎國1+1，爲站+大小3 Lab?00 ?方向ABAB/導路3=aB2 / Lab = nb2a /L AB2、在圖示齒輪 連桿機構(gòu)中，已知曲柄 1的輸入轉(zhuǎn)速 1恒定，試就圖示位置求:(1)分析所給兩矢量方程中每個矢量的方向與大??；(2)規(guī)范地標出圖示速度多邊形中每個頂點的符號VC2

4、= VB+ VC2B VC4 = VC2 + VC4C2方向:大小:解:題圖3.2方向丄DC丄AB向右丄BC大??？1 Iab ?V C4 = V C2十卩亡斗匕2 方向丄AC丄DC / AC 大??？2 lDC ?標出頂點如圖所示。3、試判斷在圖示的兩個機構(gòu)中，B點是否存在哥氏加速度？又在何位置時其哥氏加速度為零？作出相應(yīng)的機構(gòu)位置圖。題圖3.3解：在a）圖機構(gòu)中存在哥氏加速度，但在導桿3的兩個極限擺動位置時，以及滑塊2相對于導桿3的兩個極限滑動位置時，哥氏加速度為零。這是因為前者的瞬時牽連轉(zhuǎn)速為零，而后者的瞬時相對平動為零，均 導致哥氏加速度瞬時為零；相應(yīng)的機構(gòu)位置圖略在b）圖機構(gòu)中由于牽連運

5、動為平動，故沒有哥氏加速度存在。4、在圖示的各機構(gòu)中， 設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點 B的速度心（即速度矢量歹&）。試作出各機構(gòu)在圖示位置的速度多邊形。Vob)題圖3.4解：a）、b）兩機構(gòu)的速度多邊形如下:&在圖示機構(gòu)中，已知構(gòu)件 的大?。ㄖ恍鑼懗霰磉_式）及方向。試用瞬心法求構(gòu)件 2的角速度''和構(gòu)件的速度二3.8解法一：找出構(gòu)件1至構(gòu)件4相關(guān)聯(lián)的瞬心，如圖所示。由此可得:叭冥盡耳X 口三叫X耳尸肪X M（順時針）（向下）解法二：找出該機構(gòu)的瞬心P12、P14,如圖所示。6P34 4由此可得:眄冥耳也w二號25x n（順時針）第4章 部分習題參考答案（秦小嶼2012-

6、4-24 19:09:32）4.3習題三、分析計算題22、圖題4.2所示為破碎機曲柄導桿機構(gòu)的運動簡圖。各轉(zhuǎn)動副的摩擦圓如圖中所示，摩擦角0o,破碎時工作阻力Fq=1000N。試用圖解法求主動件 1上所驅(qū)動力矩 Mi的大小和方向。圖題4.2解：分析圖如下:由幾何作圖可求出 F23= -F32, F32=-Fl2, F21 = F32, Ml=L*F 21。4、圖題4.4圖所示的夾緊機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸，摩擦圓如圖中虛線小圓所示。試求圖示位 置欲產(chǎn)生Q的夾緊力時所需的壓力P。解：分析圖如下:F31注慧構(gòu)件2是二力桿* 蠢分析機構(gòu)的運動趨勢.Q F42（=Q）B、C中的摩擦圓,2的力平衡方程6

7、、圖題4.6所示由構(gòu)件1、2、3、4所組成的杠桿機構(gòu)中，虛線圓為轉(zhuǎn)動副A、半徑為門，P為驅(qū)動力，Q為生產(chǎn)阻力，杠桿處于水平位置。（1）標出轉(zhuǎn)動副 A、B、C中總返力Rl2、R32、R42的作用線位置及方向，并寫出構(gòu)件 式；（2）求出使Q等速上升時的驅(qū)動力 P。解：(1)考慮此時為完全平衡狀態(tài)，P*a=Q*b，且靜止。受力分析如下:KS2QKd2RirFR42=p+Q(2) Q等速上升時，受力分析如下:b、%c1 *$ *0J /irc/4TV %1 * *V R333FATE12=F 陽穴 R42=PtC由平衡式 '''' -'-':-口 _ Q

8、 x © + 2p)得：h-2p第5、6、7章部分習題參考答案2012-04-24 19:12:11秦小嶼類別:綜合討論區(qū)；關(guān)鍵字：5.3習題5.7如圖5.17所示的機組是由一電動機經(jīng)帶傳動、減速器帶動兩個工作機A和B。已知兩個工作機的輸出功率和效率分別是- =2kW, %=0.8, =3kW，心心0.7,每對齒輪傳動的效率=0. 95，每個叫支承的效率"=0.98,帶傳動的效率=0.9。求電動機的功率和機組的效率。解：工作機A到電機構(gòu)成一串聯(lián)，故工作機B到電機構(gòu)成一串聯(lián)，故所以該電動機的功率應(yīng)為：:-;+ - "一 'KW所以該機組的總效率為：耶二遲 P

9、/遲烏二(2 + 3)rfF/(127+4.905)Z77 = 0.616.3習題6.2如圖6.12所示為一鋼盤，盤厚8=200 mm,位置？處有一直徑d=50mm的通孔，位置 n處是重量'-=6 N的重塊。為了使圓盤平衡，擬在 r = 200 mm的圓周上制一通孔，試求此孔的直徑與位置。鋼的密度=7. 6 X - - 7 ="。圖6.12質(zhì)徑積矢量圖解：位置？處通孔的重量為:CTi 14114x50200x7.6x10“=30/V4位置?處的質(zhì)徑積為：i' 1 "' '|r-'k位置II處的質(zhì)徑積為:W.2 -= 6x100 =建立

10、平衡的質(zhì)徑積矢量方程如下:曬+曬+% =嗨旳+燒叫打=0作質(zhì)徑積矢量圖?？赏ㄟ^三角函數(shù)或作圖法求出 八，大小和方位(即角度)，然后根據(jù)rb求出mb，再根據(jù)求出平衡通孔直徑rb0(具體計算略)7.3習題7.6已知某機器主軸轉(zhuǎn)動一周為一個穩(wěn)定運動循環(huán)，取主軸為等效構(gòu)件，其等效阻力矩，如圖7.14所示，設(shè)等效驅(qū)動力矩及等效轉(zhuǎn)動慣量均為常數(shù)，試求：(1) 最大盈虧功，并指出最大和最小角速度亠*及-出現(xiàn)的位置；(2) 說明減小速度波動可采取的方法。學習資料(3)設(shè)主軸的平均角速度3 =100 rad/s，在主軸上裝一個轉(zhuǎn)動慣量- =0.5235kg 的飛輪，試求 運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)。1002/r 襄y t僅

11、供學習與參考圖 7.14解：(1)最大盈虧功作等效驅(qū)動力矩，如圖所示，可建立如下方程（M 期-W0）x- + M 工彳 + （% - 100）xf+M,用）MeraQ“AU .lWmaKL和b2兀2/r zr 4;T 3等效驅(qū)動力矩圖能量指示圖所以二 仏二恥等二罟/其中，最大角速度 -以對應(yīng)角在a位置，最小角速度 一對應(yīng)"角在b位置。(2)減小速度波動可米取安裝飛輪進行調(diào)節(jié)。(3) 試求運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)由于沒有給出等效轉(zhuǎn)動慣量，設(shè)'忽略不計僅供學習與參考TAJymax口hW maxIOOtt卄“巨5 =廠二T 二 0 02由公式得所以巴：二，轉(zhuǎn)速誤差不超過土 -類別：綜合討論區(qū)

12、；關(guān)鍵字：8.3習題8.6如圖8.16所示，現(xiàn)欲設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，設(shè)已知搖桿CD的長度，行程速度變化系數(shù)_：=】：，機架AD的長度為_亠>' >，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角為；.- 一：二。試求曲柄的長度扎和連桿的長度_。C解：極位夾角 B =180° = 180 ° X =20°根據(jù)題意作圖在 A ADC中,AC=其中 AD=100 mm , DC=75 伽,0=45故得 AC=70.84 m又=求得/ CAD=48.47故/ CAD2 CAD-0 =48.47 ° -20 ° =28.47 °在A AD

13、C中，已知兩邊一角，三角形可解，求得AC=BC+AB=145.81nmAC=BC-AB=70.84mm解方程組得 AB=37.49 m , BC=108.33 m注：也可直接用作圖法解（不用三角函數(shù)）。8.8圖示為一偏位置曲柄滑塊機構(gòu)，試求桿AB為曲柄的條件。若偏距-:?=：，則桿AB為曲柄的條件是什么？8解：1）如果AB桿能通過其垂直于滑塊導路的兩位置時，則AB桿能作整周轉(zhuǎn)動。因此 AB桿為曲柄的條件是AB+eW BC2）當e=0時，桿AB為曲柄的條件時 ABW BC;9.3習題9.4圖9.24所示為一對心滾子直動從動件圓盤形凸輪機構(gòu)，已知凸輪的角速度：_ ,試在圖上畫出凸輪的基圓；標出機構(gòu)

14、在圖示位置時的壓力角土和從動件的位移匸；并確定出圖示位置從動件的速度°圖 9.24解：圖解如下:9.6圖示9.26凸輪機構(gòu)中，已知凸輪實際輪廓是以 0為圓心，半徑R=25mm的圓，滾子半徑r=5mm , 偏距e=10mm,凸輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。要求：1 ）在圖中畫出基圓，并計算其大??；2）分別標出滾子與凸輪在C、D點接觸時的凸輪機構(gòu)壓力角 北；3）分別標出滾子與凸輪在 C、D點接觸時的從動件的 位移二。圖示9.26解：圖解如下:9.8如圖9.28 （a）所示偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，凸輪以角速度逆時針方向轉(zhuǎn)動1）試在圖中畫出凸輪的理論廓線、偏置圓和基圓；2） 用反轉(zhuǎn)法標出當凸輪從

15、圖示位置轉(zhuǎn)過90度時機構(gòu)的壓力角 和從動件的位移s。3）試分別標出三種凸輪機構(gòu)在圖示（9.28 （b）位置的壓力角（凸輪轉(zhuǎn)向如箭頭所示）。解：根據(jù)圖9.28 （a）得到（根據(jù)圖9.28 （b）得到（3）小題圖解如下:第10、11章部分習題（補充題）參考答案2012-04-24 19:48:12秦小嶼類別:綜合討論區(qū)；關(guān)鍵字：10.3習題四、分析計算題（補充題）1、已知一對標準安裝（無側(cè)隙安裝）的外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪的中心距a=360mm,傳動比i12=3,兩輪模數(shù)m=10mm,且均為正常齒制。試求：兩輪齒數(shù)，分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直 徑、齒厚和齒槽寬，以及兩輪的節(jié)圓直徑和頂隙c

16、。解：計算如下：at 二等十6）二”（習uu= = 3zL =18d1=mz仁 10X 18=180mm d2=mz2=10X 54=540mmda 仁 d1+2ha=180+20=200mm da2=d2+2ha=540+20=560mm砒產(chǎn)用一 2慮：一2)=10和18- 2x1-2x0 25) = 155") = 10x(54-2x1-2x0 25) = 515沏 3.14x 1 0s = G = = 15 1mm2 2 d1 =1801 厲；二心二c = 0.25 x 10= 2.5mm2、一對按標準中心距安裝的正常齒制的外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪，其小齒輪已損壞，需要 配

17、制，今測得兩軸中心距 a=310mm,大齒輪齒數(shù)Z2=100，齒頂圓直徑da2=408mm, * = 20° ,試確定小 齒輪的基本參數(shù)及其分度圓和齒頂圓的直徑。解：齒輪為正常齒制，故I >:.'|I7 -得a 4=x2(z, +100) = 31 Ofzjp?得習=55小齒輪的5個基本參數(shù)為m=4mm，石二“ a = 2 址二1 c* = 0 25分度圓直徑?jīng)_一齒輪齒頂圓直徑 血二必1 +滋;）= 4x（100 + 2x1） = 2283、有兩個m=3mm，二 -的正常齒制的標準齒條,其分度線間的距離為51.4mm,現(xiàn)欲設(shè)計一個標準齒輪同時帶動兩齒條。齒輪的軸心01在

18、兩齒條分度線的中心點上（如圖示）。試問：1）該齒輪齒條傳動是否為標準傳動？試確定齒輪的齒數(shù)Z1、分度圓直徑di、齒頂圓直徑dal、齒根圓直徑dri及齒厚s； 2）齒條移動的速度是否為二' '： '?為什么？ 3）嚙合角是否為20°?為什么?解：（ 1）由二 心汐，得）整數(shù)，故該齒輪齒條傳動不是標準齒輪齒條傳 動。d 1 二 m(z. + 2必=3x(17+2x1) = M熾燒5 = 3x(17-2x1 2x0 笳)=48砒3AA3A _-4.76j>?ff22 22）齒條移動的速度為：卩條=&J2 = 51 k©J/2 # 51.4a/

19、23）因為齒條的節(jié)線始終與齒輪分度圓相切，齒輪齒條的嚙合角始終等于齒條齒輪的齒形角，所以他們 的嚙合角是20°。11.3習題n1 = 2880 r/min , z2 =80, z2' = 40, z3 = 60,2、在圖題11.2所示輪系中，已知：蝸桿為單頭右旋, z3 '=36, z4 = 108。試求齒輪 4的轉(zhuǎn)速n4的大小和方向圖題11.2轉(zhuǎn)向標注解：該輪系為定軸輪系。氏！80x60x108I】='21 x4Qx 36= 7480 = 2380/480 = 6r/min，方向如圖所示4、在圖題11.4所示輪系中，已知齒數(shù)z仁z2= z3 '= z4 = 20,又知齒輪1、3 '、3、5同軸線，且均為標準齒輪傳動。若已知齒輪1的轉(zhuǎn)速n1 =1440 r/min，試求齒輪5的轉(zhuǎn)速。學習資料解：該輪系為定軸輪系(1)求z3、z5的齒數(shù)由齒輪1、3、5的同軸關(guān)系和4個小齒輪的齒數(shù)關(guān)系可以看出，齒輪3和5的直徑是小齒輪的3倍,由于模數(shù)相同，所以齒輪 3和5的齒數(shù)也應(yīng)是小齒輪的 3倍，故齒輪3和5的齒數(shù)為60。(2)求求齒輪5的轉(zhuǎn)速丹 1x60 x 60x z3 x 右.x z*2口 x,20 x 20；i'：' ' ：(n1、n5 轉(zhuǎn)向相同)6、圖題11.6所示的輪系中，已知：z1 = 20，z2 = 30，