机械设计基础答案.pdf
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1、参考答案参考答案第二章机械的结构分析二、综合题二、综合题1n=7,pl=9,ph=1从图中可以看出该机构有 2 个原动件,而由于原动件数与机构的自由度数相等,故该机构具有确定的运动。2(a)D、E 处分别为复合铰链(2 个铰链的复合);B 处滚子的运动为局部自由度;构件 F、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。n=8,pl=11,ph=13(c)n=6,pl=7,ph=3(e)n=7,pl=10,ph=04(a)n=5,pl=7,ph=0级组级组因为该机构是由最高级别为级组的基本杆组构成的,所以为级机构。(c)n=5,pl=7,ph=0级组因为该机构是由最高级别为级组的基本杆组构成的,所以为级
2、机构。5n=7,pl=10,ph=0级组级组当以构件 AB 为原动件时,该机构为级机构。级组级组级组当以构件 FG 为原动件时,该机构为级机构。可见同一机构,若所取的原动件不同,则有可能成为不同级别的机构。6(a)n=3,pl=4,ph=1因为机构的自由度为 0,说明它根本不能运动。而要使机构具有确定的运动,必须使机构有 1 个自由度(与原动件个数相同)。其修改方案可以有多种,下面仅例举其中的两种方案。n=4,pl=5,ph=1此时机构的自由度数等于原动件数,故机构具有确定的运动。第三章平面机构的运动分析一、综合题一、综合题1、解:2、由相对瞬心P13的定义可知:所以31 PO1P13/P03
3、P13方向为逆时针转向,(如图所示)。3、解:1)计算此机构所有瞬心的数目 K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15;2)如图所示,为了求传动比 1/2,需瞬心 P16、P36、P12、P23,并按照三心定理找P13;3)根据 P13的定义可推得传动比 1/2 计算公式如下:由于构件 1、3 在 K 点的速度方向相同,从而只3和1同向。4、解:1)以选定的比例尺1作机构运动简图(图 b)。2)求vc定出瞬心P,因为P13的位置(图b)13为构件3 的绝对瞬心,有找出出3 vB/lBP2lAB/lBP1313=100.06/0.00378=2.56(rad/s)vccCP1330.00352
4、2.56=0.4(m/s)3)定出构件 3 的 BC 线上速度最小的点 E 的位置因为 BC 线上的速度最小点必与P故从P13点的距离最近,13引 BC 的垂线交于点 E,由图可得vElP13E30.00346.52.56=0.357(m/s)4)定出vC 0时机构的两个位置(见图 c,注意此时 C 点成为构件 3的绝对瞬心),量出1=26.4;2=226.65、解:6、解:(1)把 B 点分解为 B2和 B3两点,运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程,并分析每个矢量的方向与大小如下:方向方向ABAB 向下/BC1大小大小V11lAB方向方向BCBCBABC 向下 BC2大小大小B(B
5、1,Bl2,B3)32BC12lAB23vB3B2(2)标出各顶点的符号,以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下:3337、解:A大小?V1?方向AB水平 /导路3=VB2/LAB=pb2v/LAB大小23LAB?0 0方向ABAB /导路3=atB2/LAB=nb2 a/LAB8、解:根据速度多边形判断如下:第一步:由 pb 方向得杆 2 角速度方向如图所示;第二步:把矢量c3c2绕2 方向旋转 90 度得akc2c3方向。9、解:在 a)图机构中存在哥氏加速度,但在导杆 3 的两个极限摆动位置时,以及滑块 2 相对于导杆 3 的两个极限滑动位置时,哥氏加速度为零。这是因为前者的瞬时牵连转
6、速为零,而后者的瞬时相对平动为零,均导致哥氏加速度瞬时为零;相应的机构位置图略在 b)图机构中由于牵连运动为平动,故没有哥氏加速度存在。10、解:11、解:方向 DCAB 向右BC大小1lAB方向 ACDCAC大小2lDC标出顶点如图所示。12、解:1)以1做机构运动简图2)速度分析根据vC vBvCB以0做其速度多边形(图 b)根 据 速 度 影 像 原 理,做b c enBCE,且字母顺序一致得点 e,由图得:vEV pe 0.0 05620.3 1 m(s/(顺时针)2.25(rad/s)(逆时针)=3.27(rad/s)3)加速度分析根据机速度矢量方程以1做加速度多边形(图 c)根据加
7、速度影像原理,做bceBCE,且字母顺序一致得点e由图点得 0.0527.5/0.07 19.6(rad/s)(逆时针)第四章平面机构的力分析+第五章效率和自锁三、综合题三、综合题1、解:此传动装置为一混联系统。圆柱齿轮 1、2、3、4 为串联 1212 3434 0 0.95952 2圆锥齿轮 5-6、7-8、9-10、11-12 为并联。5656 0 0.9292此传动装置的总效率3、解:R R12124、解:(a)e 轴作加速转动;R R2121(b)e 轴作减速转动。B5、解:6、解:7、解:R R21211B1M1 1212 3434 5656 0 0.95952 2 0 0.929
8、2 0 0.83832R R3232CR R2121R R121222B如图所示,由已知,摩擦角=arctg0.2。为不使料块上升,总反力R R 的作用1线应在水平线下方,则R R3232R R/2即2=2arctg0.2A8、解:/2R R2121R RR R4141/2CC3Q QR R4343BR R232310、解:作出各运动副反力的作用线如图11、解:(1)作出各运动副反力的作用线如图(2)力矢量方程式:Q R34 R54 0,R32+R12R52 0,画力多边形1、答:(1)如果只要求刚性转子的惯性力达到平衡,则称为转子的静平衡。(2)如果不仅要求惯性力,而且要求惯性力矩也达到平衡
9、。则称为转子的动平衡。(3)不考虑动平衡的静平衡不总是有利的,其理由在于对于不是分布在同一平面内的转子,虽然它满足了静平衡要求,但如果不对它进行动平衡,它在转动过程中将有附加动压力产生,引起机械设备的震动。4、答:(1)机器在启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式:起动阶段:WdWrWf E,稳定运转阶段:WdWrWf,停车阶段:Wr E(2)原动件角速度的变化情况:起动阶段:由令逐渐上升,直至达到正常运转的平均角速度m为止。稳定运转阶段:围绕其平均值m作不大的上下波动。停车阶段:由令逐渐减小为零5、答:等效力的等效条件是将等效力(力矩)作用在等效构件上,其所作的功(功率)与机械系
10、统在所有力作用下所作的功(功率)相等。6、答:(1)机器运转的周期性及非周期性速度波动的性质的区别:如果在等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期内,驱动功等于阻抗功,则机械能增量为零,于是经过等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期,机械的动能恢复到原来的值,因而等效构件的角速度也恢复到原来的值,这种等效构件的角速度在稳定运转过程中的速度将出现周期性波动。如果机械在运转过程中等效力矩的变化出现非周期性波动,则机械运转的速度将出现非周期性波动。(2)调节方法:周期性速度波动不会破坏机械的稳定运转状态,它可以采用安装飞轮来调节。非周期性速度波动将会破坏机械的稳定运装状态,可能会出现飞车或停车的现象,可采
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