《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案Word文档下载推荐.docx
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7-0=1
b)滚子中心存在局部自度,F=3n-2pl-ph=3×
8-2×
11-1=1c)E处存在复合铰链,F=3n-2pl-ph=3×
6-1=2d)F=3n-2pl-ph=3×
6-2×
8-1=1
e)滚子中心存在局部自度,两移动副处之一为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链 F=3n-2pl-ph=3×
9-2×
12-2=1
f)齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链,F=3n-2pl-ph=3×
4-2×
4-2=2g)F=3n-2pl-ph=3×
3-0=3
h)滚子中心存在局部自度,F=3n-2pl-ph=3×
3-2=1
i)中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链,=3n-2pl-ph=3×
7-2×
10-0=1
j)左边部分全为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链,F=3n-2pl-ph=3×
1-6解:
a)该构件组合为机构,因为该组合自度F=3n-2pl-ph=3×
5-1=1>
0b)该构件组合不是机构,因为该组合自度F=3n-2pl-ph=3×
4-1=0
c)该构件组合不是机构,因为该组合自度F=3n-2pl-ph=3×
6-0=0d)该构件组合为机构,因为该组合自度F=3n-2pl-ph=3×
4-0=1>
二、平面连杆机构
2-1判断题
√√ √ ×
√ ×
×
√2-2填空题
低 转动 3 连杆,连架杆 曲柄,摇杆 最短 曲柄摇杆 摇杆,连杆 2 >运动不确定 非工作时间 惯性 大
中的摆动导杆机构有,中的转动导杆机构无 机架 曲柄曲柄滑块 双摇杆 双曲柄机构 无,有2-3选择题
A C B A B B AC A A A C C AA A A A A A A2-4解:
a)双曲柄机构,因为40+11060+70,不满足杆长条件,无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d)双摇杆机构,因为50+120=80+90,满足杆长条件,并以最短杆的对边为机架2-5解:
该机构各杆长度可得lAB+lBC<lCD+lAD,此可知满足杆长条件,当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在
以lBC或lAD杆成为机架即为曲柄摇杆机构,以lAB杆成为机架即为双曲柄机构,以lCD杆成为机架即为双摇杆机构
2-6解:
曲柄摇杆机构
题意知连架杆CD杆不是最短杆,要为曲柄摇杆机构,连架杆AB杆应为最短杆且应满足杆长条件lAB+lBC≤lCD+lAD,此可得0lCD+lAD,此可得150mmlCD+lAB,此可得300mm≤lABlCD+lBC,此可得550mm120°
,合适。
确定带的根数
查教材表6-5得P0=;
查教材表6-6得ΔP0=;
查教材表6-7得Kα=;
查教材表6-3,KL=,则:
(P0ΔP0)KαKL取z=5根
计算单根V带的预紧力
查教材表6-1得q=/m,则:
500KαPc500qv2
Kα5计算带轮轴上的压力
FQ2zF0sinα25sin1488N22带轮结构设计
6-8解:
求链节数
教材表6-9查得链节距p=
azzpzz2730196119Lp020XX21
p2a02π2π22取链节数Lp=132
求链所能传动的最大功率
KKPPzm0
KA教材图6-25查得P0=10kW,查表6-11得KA=,查表6-12得KZ=,单排链取Km=1,则:
KKP1110Pzm010kW
KA1答:
1)链节数Lp=132;
2)链所能传动的最大功率P=10kW。
6-9解:
n1601000v6010006/min
z1p19教材表6-9查得链节距为p=的链号为12A
n1=/min、链号12A查教材图6-25可得P0=20kW6-10解:
教材表6-9查得满足极限载荷Q=50kN的链号为16A,链节距为p=
PKzKmP0KA教材图6-25查得P0=40kW,查表6-12得KZ=,单排链取Km=1,则:
140Pzm0
答:
链能传递的功率为。
6-11解:
选择链号
传动比i=3查教材表6-10取z1=25,则z2=iz1=3×
25=75
查表6-11取KA=,查表6-12取Kz=,单排链取Km=1,式得
A
1根据P0=和nl=720r/min查教材图6-25可选链号10A确定润滑方式
表6-9查得链节距p=
z1pn125720/s
601000601000答:
链号10A,v=/s,查图6-26,可选择油浴或飞溅润滑。
v6-12解:
两轮的合理转向如图所示两轮的包角如图所示
V带与带轮接触处的弯曲应力分布如图所示,σb1>σb2
载荷过大时,打滑首先出现在小带轮处。
于小带轮上的包角小于大带轮上的包角,因此小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力,故打滑首先出现在小带轮处
vπdd1n11001460/s,带速在5~25m/s范围内,带速合适
601000601000
6-13解:
图a、b、c所示的链传动布置中链轮均按逆时针旋转
七、齿轮传动
7-1判断题
√ √ √ √ √×
7-2填空题
基圆,基圆 20°
等于,大于 恒定,不变
两轮的模数相等、压力角相等 ≥1,实际啮合线段/基圆齿距
轴向力,8°
~25°
两轮的模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等方向相反右,14°
30′,3mm 相切,相割,相离
正,弯曲 17 少,小 ≤350HBS,齿面点蚀轮齿折断 高HBS,mm 齿面磨损硬度 相反,相同 相同,不同 多 20~40 少,大,弯曲 浸油10 直径大小 500 铸造同时参加啮合的齿对数7-3选择题
B C A C B B CB C D D D A DB D A C A C A7-4解:
啮合线N1N2如图所示;
节点P如图所示;
两轮的节圆如图所示
7-5解:
分度圆直径:
d1mz12050mm,d2mz240100mm
齿顶圆直径:
da1(z12ha)m(2021)55mm da2(z22ha)m(4021)105mm
齿根圆直径:
df1(z12ha2c)m(20212) df2(z22ha2c)m(40212)
基圆直径:
db1d1cos50cos20 db2d2cos100cos20标准中心距:
ad1d25010075mm22答:
两轮的分度圆直径分别为50mm、100mm,两轮的齿顶圆直径分别为55mm、105mm,两轮的齿
根圆直径分别为、,两轮的基圆直径分别为、,标准中心距为75mm。
7-6解:
模数:
m2a21204mm
z1z22040分度圆直径:
d1mz142080mm,d2mz2440160mm
da1(z12ha)m(2021)488mm da2(z22ha)m(4021)4168mm
df1(z12ha2c)m(20212)470mm df2(z22ha2c)m(40212)4150mm
两轮的模数为4mm,两轮的分度圆直径分别为80mm、160mm,两轮的齿顶圆直径分别为88mm、168mm,两轮的齿根圆直径分别为70mm、150mm。
7-7解:
验算齿面接触疲劳强度
HZEZH2KT1u1H2bd1u1/2
查表7-6取载荷系数K=,查表7-7取弹性系数ZE=
uz2753,bb275mm,d1mz132575mmz125P4106mmn1960T1106HHlim,查表7-4取Hlim1580MPa、Hlim2300MPa,HlimHlim2300MPa
SH查表7-8取SH,HHlim300
HZEZH2KT1u121e,教材表10-7查得X=,根据Fa/Cor值教材表10-7线性插值求Y值
Y,Y=XFr+YFa=×
1770+×
720=求轴承寿命
查教材表10-8取ft=1,表10-9取fp=
310ftC106125500Lh5984he,X=,Y=,P=,Lh=12089h>
6000h
所选轴承6307合适10-5解:
P=Fr=1500N,查教材表10-8取ft=1,表10-9取fp=,查教材附表3得6309轴承的C=52800N
3106ftC106152800Lh>
Lh6096060n4500pε答:
该轴承满足使用寿命要求10-6解:
选择轴承
根据轴承类型为角接触球轴承和轴颈70mm从表中选择7214C轴承计算轴承寿命
P=40600N,查教材表10-8取ft=1,表10-9取fp=,从表中查得7214C轴承的C=69200N
310ftC106169200Lh13340h60nfpP60144060006ε判断轴承的压紧和放松
当A+S2>
SC,所以轴承C被压紧,轴承D被放松FaC=A+SD=,FaD=SD=答:
FaC=,FaD=10-8解:
确定轴承内部附加轴向力S的方向:
S1向左,S2向右求轴承的内部附加轴向力
S1==×
1400=952N,S2==×
900=612N求轴承的轴向力
A+S2=800+612=1412N>
952N>
S1,所以轴承1被压紧,轴承2被放松Fa1=A+S2=800+612=1412N,Fa2=S2=612N求轴承的当量动载荷
查教材表10-7知7210AC轴承的e=
Fa1/Fr1=1412/1400=>
=e,查教材表10-7取X1=,Y1=Fa2/Fr2=612/900==e,查教材表10-7取X2=1,Y2=0P1=X1Fr1+Y1Fa1=×
1400+×
1412=P2=X2Fr2+Y2Fa2=1×
900+0×
612=900NP=max{P1,P2}=求轴承寿命
查教材表10-8取ft=1,查教材附表4得7210AC轴承的C=40800N。
310ftC106140800Lh60nfpP609606ε答:
该轴承的寿命为。
10-9解:
S1向右,S2向左求轴承的内部附加轴向力查设计手册得30212轴承的e=,Y=
S1=Fr1/2Y=4800/3=1600N,S2=Fr2/2Y=2200/3=,求轴承的轴向力
A+S1=650+1600=2250N>
>
S2,所以轴承2被压紧,轴承1被放松Fa1=S1=1600N,Fa2=A+S1=2250N求轴承的当量动载荷
Fa1/Fr1=1600/4800==e,查教材表10-7取X2=,Y2=P1=X1Fr1+Y1Fa1=1×
4800+0×
1600=4800NP2=X2Fr2+Y2Fa2=×
2200+×
2250=4255NP=max{P1,P2}=4800N求轴承寿命
查教材表10-8取ft=1,10-9取fp=,查教材附表5得30212轴承的C=1020XXN。
310ftC10611020XXLh49360h>
15000h60nfpP6096048006ε答:
该对轴承合适10-10解:
初选轴承型号
于轴径已确定,所以采用验算的方法确定轴承的型号。
初选30207轴承,查设计手册得30207轴承的e=,Y=,C=54200N
求轴承所受的径向力
Fr1195Fr1952710,Fr2FrFr12710
60195255确定轴承内部附加轴向力S的方向:
S1向右,S2向左求轴承的内部附加轴向力S1=Fr1/2Y=/=,S2=Fr2/2Y=/=,求轴承的轴向力
A+S2=960+=>
S1,所以轴承1被压紧,轴承2被放松Fa1=A+S2=,Fa2=S2=求轴承的当量动载荷
Fa1/Fr1=/=>
=e,查教材表10-7取X1=,Y1=Fa2/Fr2=/=30000h6050060np6ε答:
选用30207轴承合适10-11解:
选择轴承材料
选择轴承材料为ZCuSn10P1,查教材表10-16得ZCuSn10P1的[p]=15Mpa,[pv]=15Mpa·
m/s,[v]=10m/s
选择轴承宽径比
据径向滑动轴承宽径比的选择范围,选取B/d=1,B=1×
100=100mm验算轴承工作能力
压强p的验算:
pFr20XX02MPa0b)该构件组合不是机构,因为该组合自度F=3n-2pl-ph=3×
题意知连架杆CD杆不是最短杆,要为曲柄摇杆机构,连架杆AB杆应为最短杆且应满足杆长条件lAB+lBC≤lCD+lAD,此可得0lCD+lAD,此可得150mmlCD+lAB,此可得300mm≤lABlCD+lBC,此可得550mm<
lAB<
1150mm此可知:
150mm<
450mm,550mm<
1150mm双曲柄机构
要为双曲柄机构,AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件
①AB杆为中间杆时,lAD+lBC≤lCD+lAB,此可得450mm≤lAB≤500mm②AB杆为最长杆时,lAB+lAD≤lCD+lBC,此可得500mm≤lAB≤550mm此可知:
450mm≤lAB≤550mm2-7解:
a) b)
c) d) e)各机构压力角和传动角如图所示,图a)、d)机构无死点位置,图b)、c)、e)机构有死点位置2-8解:
用作图法求解,主要步骤:
计算极位夹角:
180K118036K1取比例尺μ=/mm
根据比例尺和已知条件定出A、D、C三点,如图所示
连接AC,以AC为边作角的另一角边线,与以D为圆心、摇杆DC为半径的圆弧相交于C1
和C2点,连接DC1和DC2得摇杆的另一极限位置
从图中量得AC=71mm,AC1=26mm,AC2=170mm当摇杆的另一极限位置位于DC1时:
lABAC-AC1ACAC1,lBC22AC2-ACACAC2,lBC22当摇杆的另一极限位置位于DC1时:
lAB答:
曲柄和连杆的长度分别为、和、。
2-9解:
180K1180K1取比例尺μ=/mm
根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置C1、C2两点,如图所示
连接C1C2,以C1C2为直角边作直角三角形C1C2P,使∠C1C2P=90°
-θ=°
以C2P为直径作圆O
将C1C2偏移e值,与圆O交于A点,连接AC1和AC2,从图中量得AC1=34mm,AC2=82mm,则:
lABAC2-AC1AC1AC224mm,lBC58mm22答:
曲柄和连杆的长度分别为24mm和58mm。
2-10解:
180K118030K1取比例尺μ=/mm
根据比例尺和已知条件定出机架AC,如图所示
根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置过A点作摇杆两极限位置的垂线,得垂足点B1、B2从图中量得AB1=23mm,则lABAB126mm答:
曲柄的长度为26mm。
2-11解:
180K1111800K111取比例尺μ=/mm
根据比例尺和已知条件定出D、C1、C2三点,如图所示
过D点作C1D的垂线,并与C1C2的连线交于A点
从图中量得AD=220mm,AC1=234mm,AC2=180mm,则:
AC2AC1AC2-AC1207mm,lADAD220mmlAB27mm,lBC22答:
曲柄的长度为27mm,连杆的长度为207mm,机架的长度为220mm。
三、凸轮机构
3-1判断题
√ √ √ √ √ √×
√ √ √ ×