浙大_机械设计基础_(_第五版_).pdf

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1、机械设计基础（第五版）课后习题答案（完整版）杨可竺、程光蕴、李仲生主编高等教育出版社1-1至 1-4解机构运动简图如下图所示。图 1.11题 1-1解图图 1.12题 1-2解图图 1.13题 1-3解图F=3M-2FI-Pff=3x6-2x8-l=lF=3M-2Fj-Pi?=3x8-2xll-l=lH=3M-2 月-4 =3x8-2x11-0=2F=3M-2PI-Pff=3x6-2x8-l=lF=3M-2PJ-=3X4-2X4-2=2图 1.14题 1-4解图iI -si o 解痴 F=3M-2PL7-P=3X9-2X12-2=11-11 解府 F=3M-2PZ-R,=3X4-2X4-2=2

2、L nF=3M-2PrPJy=3x8-2xll-l=lG1 _甩出31-13解 该导杆机构的全部瞬心如图所示，构 件1、3的角速比为：叫&生1-14解 该正切机构的全部瞬心如图所示，构 件3的速度为：为f 朝 小 出=。她=2加S,方向垂直向上。1-15解 要 求 轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即 5 2,的,一 1岛 _ _ 2 也和 用K如图所示。贝 小 触 为82 ,轮2与 轮1的转向相反。1-16解(1)图a中的构件组合的自由度为：F=3M-2Pz-P/f=3x4-2x6-0=0 自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运动。(2)图b

3、中 的C D杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故 图b中机构的自由度为：F=3M-2PL;-PyH =3x3-2x4-0=1 所以构件之间能产生z,相对塔-动卜。题2-1答：a)40+皿=150 70+90=160,且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。b)45+120=165 70+62=132,不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。d)50+100=150 100+90=190,且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。题2-2解：要想成为转动导杆机构，则要求)与,均为周转副。(1 )当4为周转副时，要求.能通过两次与机架共线的位置。见 图2-15中 位 置 加F和ABCF1在&M S七 中，直

4、角边小于斜边，故有：(极限情况取等号)；在M B JP中，直角边小于斜边，故有：J r%（极限情况取等号）。综合这二者，要求即可。（2）当 刀 为周转副时，要 求 始能通过两次与机架共线的位置。见 图2-15中位置 g片和ABC1Kl在 位 置4K需 时，从 线 段 叫来看，要 能绕过G点要求：儿 一&+妒 （极限情况取等号）;在位置 叫玛时，因为导杆 b是无限长的，故没有过多条件限制。（3）综 合（1 ）、（2）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是：题 2-3见 图 2.16./图 2.16题2-4解：（1 ）由公式%4 一,，并带入已知数据列方程有:b 7 l）*+30*74

5、 IM-W 5因此空回行程所需时间4 =”;（2）因为曲柄空回行程用时Ss,转过的角度为间-於 间-必=闻=/6,（5176）/5 皿 因此其转速为：2r X 转/分 钟题 2-5解：（1）由题意踏板8在水平位置上下摆动1 0 ,就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。取 适 当 比 例 图 尺，作出两次极限位置 型 c#和 妈 C（见图2.1 7 ）。由图量得：阳=1阳 ,g=l 即 E解 得：卜 产 厂*,）-第 193 _财-7 8.,Q g+网 ；(IUS+U37)由已知和上步求解可知：=71 E 4=1115 MM 4=500mR=1000 MM(2 )因最

6、小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取 L0 r和,=1 8 代入公式(2-3 )计算可得：atsZBCD=-01 gx2411151+5001-781-10001+2x 78xl000cos0,2x1115x 500=0.572BCD=5477或.cos4 C0=E +七，二+必 吧k11151+5001-谭-WOO1+2x78xl000cosl80,2x1115x500=02970ZBO=72ir代入公式（2-3），可 知h=4 C D=5 4.题2-6解：因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。这里给出基本的作图步骤，不给出具体数值答案。作图步骤如下（见 图2.1 8）：JT-

7、1 1 7-1。=1町二=1町（1 ）求 ,长+1 12+1:并确定比例尺入。（2）作4 g=町，中=印=10。（即摇杆的两极限位置）（3）以G G为底作直角三角形网*,ZE=ff=l63,40=9 0（4）作 的好尹的外接圆，在 圆 上 取 点,即 可。在图上量取/J 和 机 架 长 度 则 曲 柄 长 度4=（一 阳）/2,摇杆长度Zj=（d q+q）/2。在得到具体各杆数据之后，代 入 公 式（2 3）和（2-3），求最小传动角X ,能满足，-!连杆长度：2 2题2-8解：见 图 2.2 0 ,作图步骤如下:(1 )w=9=iso.u-iu+I=30,(2 )取 产 么，选 定 工 ,作

8、M和 5,(3 )定另一机架位置：及*角平分线，必=4=血 。(4 )/C CR。AC杆即是曲柄，由图量得曲柄长度：中 左 由题2-9解：见 图2.2 1 ,作图步骤如下：JF-1 1 1e=W F=180_=0（1）求 口，度+1 1+1,由此可知该机构没有急回特性。（2 ）选定比例尺 作 N 0 K =W,Cfl=CjD=V）m m（即摇杆的两极限位置）（3）做 z ciz M=90,以 与 qc：交于 4点。（4 ）在图上量取4=攻 ,MLI1和机架 长 度4 =G =224E。曲柄长度:连杆长度:I,=%C,-/C,)=，-114)=27E22I=1(/C,+/C,)=1(2M+lt4

9、)=2 U22题2-10解：见 图2.2 2 o这是已知两个活动较链两对位置设计四杆机构,可以用圆心法。连接 耳，鸟，作 图2.2 2 4 4的 中 垂 线 与 万 交 于4点。然后连接G,G,作G G的中垂线与w交 于 点。图中画出了一个位置用iG D。从图中量取各杆的长度，得到：4=O=E,I1=J =Gimm 1=4S=112E题2-11解：（1 ）以d为中心，设连架杆长度为IOOE,根 据 电=%=%=*作 出 ,徵，皿。（2 ）取连杆长度0E ,以 万1,B,鸟为圆心，作弧。（3 ）另 作 以 点 为 中 心，断，=15、修 履201,幅=15的另一连架杆的几个位置，并作出不同半径的

10、许多同心圆弧。（4 ）进行试凑，最后得到结果如下：4=10,4=幻 ,4=160 4 =235E。机构运动简图如图2.2 3 o题 2-12解：将已知条件代入公式（2-10）可得到方程组：04 5。=与 cajSTlY+g cos（5?l（r 一 4 50H Acos9（F=片 costyi。+A cosd?一 90 H 黑008135=J coslly10/+J；联立求解得到：/=1.1-0.M12 4 =0591*将该解代入公式（2-8）求解得到：4 =1 4 =2 1 M，4 =1岫=又因为实际/4=/=5 OB,因此每个杆件应放大的比例尺为：-5-=27.0518484,故每个杆件的实

11、际长度是：4=1x27.05=2 7.05JW R Z,=103x27.05=56.ttnsw4 =l.lx27.Q5=40.06MW 乙=I-=SO e题 2-13证 明：见 图 2.25 o 在 壁 上 任 取 一 点C,下面求证C 点的运动轨迹为一椭圆。见图可 知 点 将48分为两部分，其 中4 C=a,即=。y Xsmtf=cosO=-又由图可知，弓，二式平方相加得可 见C点的运动轨迹为一椭圆。3-1解图3.1 0题3-1解图如 图3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角$如图所示。3-2解

12、图3.1 2题3-2解图如 图3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角a如图所示。3-3解：从动件在推程及回程段运动规律的位移、速度以及加速度方程分别为：(I)推程：7=g”cosg6JV2 -SinG-%)f2 K J.tu；尸4 =Q，i CQS6-I)*J o0 1504 haa j=-1x 3.(2)回程：等加速段 h O 6 60。等减速段邑=部 氏)2匕=鬻9 勾卜为了计算从动件速度和加速度，设 的 二 02as。计算各分点的位移、速度以及加速度值如下:总转角015

13、3045607590105位 移(mm)00.7342.8656.18310.3651519.63523.817速 度(mm/s)019.41636.93150.83259.75762.83259.75750.832加 速 度(mm/s2)65.79762.57753.23138.67520.3330-20.333-38.675总转角120135150165180195210225位 移(mm)27.13529.26630303029.06626.25021.563速 度(mm/s)36.93219.416000-25-50-75加 速 度(mm/s2)-53.231-62.577-65.79

14、70-83.333-83.33383.333-83.333根据上表作图如下(注：为了图形大小协调，将位移曲线沿纵轴放大了 5 倍。):总转角240255270285300315330345位 移(mm)158.4383.750.9380000速 度(mm/s)-100-75-50-250000加 速 度(mm/s2)-83.333-83.33383.33383.33383.3330003-4 解：根 据 3-3题解作图如图3-15所示。根据(3.1)式可知，曲?/可取最大，同时$2 取最小时，凸轮机构的压力角最大。从 图 3-15可知，这点可能在推程段的开始处或在推程的中点处。由图量得在推程的

15、开始处凸轮机构的压力角最大，此时=a =3 0 o图 3-1 5 题 3-4 解图3-5 解：(1)计算从动件的位移并对凸轮转角求导当凸轮转角改在g 8”加 用 过 程 中，从动件按简谐运动规律上升h=3 0 m m。根据教材(3-7)式可得：2 K o t 5 万/63 跖 物,/万 K =s i n(J.)妫 26,6,0 他 ”/6当凸轮转角 在$万历三6”万过程中，从动件远休。S 2=5 0 5 万/6 5 万强=0领 2/3?t j i当凸轮转角 况 在n6 4 夕/3 过程中，从动件按等加速度运动规律下降到升程的一半。根据教材(3-5)式 可 得：2 n 4 万/35,物，加、必=

16、一2”5_a 一 式，一 式）?i 4/3当凸轮转角”在4/3?L 勿归过程中，从动件按等减速度运动规律下降到起始位置。根据教材（3-6）式 可 得：2 发J 4万 生 他 /3言=2瓦 一 -4 7）域 26A 4/r/3?t当凸轮转角3在 力/3、6与2万过程中，从动件近休。S2=50/3 6 2万冬=0“5/3?2/r（2）计算凸轮的理论轮廓和实际轮廓本题的计算简图及坐标系如图3-16所示，由图可知，凸轮理论轮廓上B点（即滚子中心）的直角坐标为图 3-16x=（5 血+s）cosR-esin出=（s*+s）sin&4-ecos式中 马=、k r ）。由 图 3-16可知，凸轮实际轮廓的方

17、程即B 点的坐标方程式为比O88sC0SM6cS一一sini9dxfd61/办/妣）?+（也 说?dyfdS,曲了+苗6了故x=x-10cos9/=j-10sin由上.述公式可得理论轮廓曲线和实际轮廓的直角坐标，计算结果如下表，凸轮廓线如图3-17所Zj，O比X，y况X/049.3018.333180-79.223-8.8851047.42116.843190-76.070-22.4212044.66825.185200-69.858-34.8403040.94333.381210-60.965-45.3694036.08941.370220-49.964-53.3565029.93448.9

18、85230-37.588-58.3126022.34755.943240-24.684-59.9497013.28461.868250-12.409-59.002802.82966.326260-1.394-56.56690-8.77868.8712708.392-53.041100-21.13969.11028017.074-48.740110-33.71466.76029024.833-43.870120-45.86261.69530031.867-38.529130-56.89553.98531038.074-32.410140-66.15143.90432043.123-25.3061

19、50-73.05231.91733046.862-17.433160-77.48418.74634049.178-9.031170-79.5625.00735049.999-0.354180-79.223-8.88536049.3018.333图 3-17题 3-5解图3-6 解:图 3-18题 3-6图从动件在推程及回程段运动规律的角位移方程为：1.推程：2=为 口 -cos3 QO 1502.回程：式 2 =&aU +C0Sl/%）/2 0。120 计算各分点的位移值如下：总转角（）0153()45607590105角位移（）00.3671.432 3.092 5.182 7.59.818

20、11.908总转角（）120135150165180195210225角位移（）13.568 14.633 15151514.429 12.803 0.370总转角（）240255270285300315330345角位移（）7.54.6302.197 0.5710000根据上表作图如下:图3-1 9题3-6解图3-7解：从动件在推程及回程段运动规律的位移方程为:1.推程：4 1-c o s嫡QO 况三120。2.回程：*=汕+co s(M/)/20 1 4 则解 m z-2.5 m m zc os2 0 z 4 2故当齿数z4 2 ,基圆小于齿根圆。4-6解 中心距内齿轮分度圆直径内齿轮齿顶

21、圆直径内齿轮齿根圆直径a=-m(z2-zt)=-x4x(60-20)=80mm224 =侬？=4x60=240mmd”=d?-2%=240-2 x4=232 mm=4 +2hf=240+2x1,25 x4=25Qmm4-7证 明 用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的临界位置是极限点叫iE好在刀具的顶线上。此时有关系：2OC 2函 2配Z.=-=m msina sin a正常齿制标准齿轮 比=1、a=2 0 ,代入上式2x1 中Zq=-5 H 1 7sin2 200短齿制标准齿轮发=$、a=2 0 ,代入上式2x0.8Z4=-5 1 4*sin2 200图 4.7题 4-7解图4-

22、8证明如图所示，“、。两点为卡脚与渐开线齿廓的切点，则线段而即为渐开线的法线。根据渐开线的特性：渐开线的法线必与基圆相切，切 点 为 6。再根据渐开线的特性：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，可知:=ab+bc=A C=2 n +%对于任一渐开线齿轮，基圆齿厚与基圆齿距均为定值，卡尺的位置不影响测量结果。图 4.8 题 4-8图图 4.9 题 4-8解图4-9解 模数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚5=珊/2相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径大，所以基圆直径就大。根据渐开线的性质，渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆小，则渐开线曲率大，基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的

23、齿轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚均为大值。40解 切制变位齿轮与切制标准齿轮用同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它们的模数、压力角、齿距均分别与刀具相同，从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同。故参数求、a、d、4不变。4-11解 因螺旋角端面模数端面压力角当量齿数变位齿轮分度圆不变，但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆增大，且齿厚增大、齿槽宽变窄。因 此、“、分 变 大，变小。啮 合 角 与 节 圆 直 径d是一对齿轮啮合传动的范畴。zcosfl -几区+”_ 4 x(23+98)尸2 a 2x250m.=cos#=4/cosl4.53=4.13ama.=arct-=a

24、rctg-=20.616 cos；cosl4.53,4 _ 23z i q-：-25“cos3；co?14.53。go=-二 一sl08cos3；cos?14.5 3 分度圆直径d.,=叫!z-!-=-4x-2-3-=9n5,.n04.m mco s,co s l 4.5302m z2 4 x98cos/J cosl4.53=404.9 5 m m齿顶圆直径4(=&+2 =95.04+2 x 4=103.04m m4?=4 +2a=404.95+2 x 4=412.95m m齿根圆直径金=-2 =95.04-2x 1.25x 4=85.04m m=-2 =404.95-2 x 1.25 x 4

25、=394.95m m4-1 2解（1）若采用标准直齿网柱齿轮，则标准中心距应a=-m(zt+z2)=-x 2 x(21+32)=53m m e 55 mm22说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不连续、传动精度低，产生振动和噪声。（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动时，因1 ,、共 再 叫 +句）m/Zt +z,)2x(21+32)p=ar cco s一=ar cco s-=1 5.5 螺旋角 2a 2x 55,m A 2x 21.4=-=43.59 m m分度圆直径 co s a co s l 5.54 =吗COS/J2x 32co s l 5.5=6

26、6.4 2 mm节圆与分度圆重合 d；=4=43.59优沈，dp =d?=66,42求 比41 3 解 z&:1 7 cod =17 co s3 2 0 =14z*=17 co s3。=17 co?300=116 产 aretgL=arctg=21.57 =21 34r12w4-1 4解 分度圆锥角 4 43匈=卯 -21 34 12=68 外定”分度圆直径&=3x 17=5mm4 =m.z?=3 x 4 3 =1 2 9 m m齿顶圆直径d.i=4+2m.cos-i=51+2 x3 xcos21.57=56.53mmdrl=d?+2m,c os t?,=1 29 +2x 3 x c os 6

27、8.43 0=1 3 1.21 m m齿根圆直径=d2.4m,c os 图 5.1 6、6 和构件才组成周转轮系，其中齿轮4、6 为中心轮3 组成定轴轮系。100 I=-Z.J40（1）(2)40又因为：均=&,4=0（3）联 立（1）、（2）、（3）式可得：七=-8 7 5即 齿 轮1和 构 件 f l 的转向相反。5-1 3解：这是一个混合轮系。齿 轮1、2、3、4组成周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，齿轮4是行星架。齿轮4、5组成定轴轮系.1在周转轮系中：均均飞4 ，二&=（为+）/2在 图5.1 7中，当车身绕瞬时回转中心。转动时，左右两轮走过的弧长与它们至C*点的距离

28、为 _ 尸 r 2400 2成正比，即：彳 不二丽而行联 立（1）、两 式 得 到：4 =包，4L=?=?=*0.25在定轴轮系中：$4则当 q=250min 时&=0.25&=0.25x250=62）/min代 入（3）式，可知汽车左右轮子的速度分别为%=4%乃=4x62.5/5=50”ndn n,=64/5=6x62.5/5=79/min5-1 4解：这是一个混合轮系。齿 轮3、4、4 5和行星架打组成周转轮系，其中齿轮3、5为中心轮，齿轮4、4,为行星轮。齿轮1、2组成定轴轮系。在周转轮系中:(1)J-=2=_且=_ 幺在定轴轮系中：“4 H（2）又因为：%=%=2,%=0 （3）依题意

29、，指 针 P转 圈 即*，=1（4）此时轮子走了一公里,均 二 四=454.96即 成(5)_ _ ZQ联 立（1 ）、（2）、（3）、（4）、（5）可求得勺=6图 5.1 8图 5.1 95-1 5 解：这个起重机系统可以分解为3 个轮系：由齿轮3、4 组成的定轴轮系；由蜗轮蜗杆和5组成的定轴轮系：以及由齿轮1、2、2 3 和构件 H组成的周转轮系，其中齿轮1、3 是中心轮，齿轮 4、2,为行星轮，构 件H是行星架。一般工作情况时由于蜗杆5 不动，因此蜗轮也不动，即（1 ）.=金=上%=也=见8=099 在周转轮系中：片为-叼砧，53x53%S7_ =4 x 2 44在定轴齿轮轮系中：“4

30、与 华（3）又因为：均=3.,nl=n,.（4）联 立 式（1）、（2）、（3）、（4）可解得：削=220.1版。当慢速吊重时，电机刹住，即a=,此时是平面定轴轮系，故有：.n z/同 4 4 4 x 4 8x58x87 4 -_-n4 4&z曲 1x53x53x4 45-16解：由几何关系有+2与=3又因为相啮合的齿轮模数要相等，因此仃上式可以得到：Zl +2 z2 =Z3故行星轮的齿数：z?=（z1）/2=03-19）/2=175-1 7解：欲采用图示的大传动比行星齿轮，则应有卜面关系成立:1)又因为齿轮1与齿轮3 共轴线，设齿轮1、2 的模数为 9】,齿轮2，、3 的模数为 由：，则有:

31、叫啊（马+马）联 立（1 ）、（2）、（3）、（4）式可得四=丝3 1+叫 2zj-1当 Z1 =2$=U时，（5）式可取得最大值1.0606：当 Z】T 8 时，（5）式接近1,但不可能取到1。因 此 次1/8 1的取值范围是（1,1.06）。而标准直齿圆柱齿轮的模数比是大于1.07的，因此，图示的大传动比行星齿轮不可能两对都采用直齿标准齿轮传动，至少有对是采用变位齿轮。5-1 8 解：这个轮系由儿个部分组成，蜗轮蜗杆1、2 组成个定轴轮系；蜗轮蜗杆5、4,组成个定轴轮系；齿轮1、5组成一个定轴轮系，齿轮4、3、3、2 组成周转轮系，其中齿轮2、4 是中心轮，齿轮3、3 为行星轮，构 件 H

32、 是行星架。在周转轮系中：在蜗轮蜗杆1、2 中:=包=99为 Zi(2)%,=%=至=1 0 0在蜗轮蜗杆5、4,中：“Z,（3）均 Zy 1 0 0 y =-=-=-在齿轮1、5,中：1 0 1（4）又 因 沏q=勺=勺，%勺=。联立式（1）、（2）,（3）、（4）、（5）式可解得：八 1 0 1、_9（4而即1=1 98 0皿。5-1 9解：这个轮系由儿个部分组成，齿 轮1、2、5 H组成个周转轮系，齿 轮1、2、2、3、万组成周转轮系，齿轮3、4,5组成定轴轮系。在齿轮1、2、5、月组成的周转轮系中:由几何条件分析得到：4 +2z?=zs-则zs.=25+2x 25 =7 5噂=U k

33、=_2=_2 =_ 34%-%Z 25 在齿轮1、2、2，、3、H组成的周转轮系中：由几何条件分析得到:4 +z?=z2,+z3,则z3=25+25-20 =3 0-u 4 4 一 H Z?ZJ _ 25 X3。.=-=-=I.J均 均 一 叼 2内.25 X20在齿轮3，、4、5组成的定轴轮系中：均,为卬=-均 Z(3)乂因为:(4)联 立 式(1)、(2)、(3),(4)式可解得：lH=一-6-1 解 顶圆直径 D=m z=5xl2 =60m齿高 ft=0 J 5 m=0.75 x5=3,75m m齿顶厚 a =m=5mm齿槽夹角 8=60棘爪长度 L=2 x3.14x5=31.4m m图

34、6.1题6-1解图6-2解 拔盘转每转时间f=60/60=1 5f.1 1 1 1 1r=槽轮机构的运动特性系数 t 2 z 2 6 3f.=行=L 5槽轮的运动时间 3槽轮的静止时间6-3解 槽轮机构的运动特性系数f_ r(z-2)-2窗-2x2x6 7因：2z 所以 z-2 3 x(6-2)6-4解 要保证J=，则槽轮机构的运动特性系数应为“I _ K(z-2)1 K(z-2)因 2z 得 2 2z,则M=-槽 数Z和拔盘的圆销数K之间的关系应为：Z-2由此得当取槽数Z=48时，满足运动时间等于停歇时间的组合只有一种：Z=4,R=2。6-5 解:机构类型工作特点结构、运动及动力性能适用场合

35、棘轮机构摇杆的往复摆动变成棘轮的单向间歇转动结构简单、加工方便，运动可靠，但冲击、噪音大，运动精度低适用于低速、转角不大场合，如转位、分度以及超越等。槽轮机构拨盘的连续转动变成槽轮的问歇转动结构简单，效率高，传动较平稳，但有柔性冲击用于转速不高的轻工机械中不完全齿轮机构从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化需专用设备加工，有较大冲击用于具有特殊要求的专用机械中凸轮式间歇运动机构只要适当设计出凸轮的轮廓，就能获得预期的运动规律。运转平稳、定位精度高，动荷小，但结构较复杂可用于载荷较大的场合7-1解：（1 ）先求解该图功的比例尺。处=4修=1 0 0 x 0 0 1=1加心?2就（2）

36、求最大盈亏功根 据 图7.5做能量指示图。将 痴,一 和M”-8曲线的交点标注0 ,a.be,d,e ,f,g,o。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自 向上做a ,表 示0 a区间的盈功；其次作 益 向 下 表 示 区 间 的 亏 功：依次类推，直到画完最后一个封闭矢量。由图知该机械系统在/区间出现最大盈亏功，其绝对值为：=2/3x0,2=0.1 33gm mr=4/3x0,2=0.267方向沿着各自的向径指向外面。用作图法求解，取 为，作 图 8.1 1 (b)(c)所示。由动平衡条件得:左 支

37、承：求仇+取，+叫10,最得成3 =0.3926屯m则支反力大小为 R =0.3926x(3000 x 3.14/3Q)5=327 x l O4W右 支 承：4为+叫”唠1=0,量 得 加 匕=0.1 969小,则支反)大小为 R，=%=叫(泗/30)2=0.1969 x(3000 x 3.14/3(T)2=1.94x 10*W8-7JOJb图 8.1 3解：(1)先把不平衡质量在两平衡基面I 和I I 上分解。基 面 :=1 0 x40/(40-20)=20基 面11：/=10 x(-20/(40-20)=-10 通则在两个基面上的质径积分别为:基 而 :洒=2 0 x 0,0 0 5 =0

38、.1传 加 方 向垂直向下。基 面n：孙 期 砌 功.吃 方 向 垂 直 向 上。用作图法求解，取“、作 图8 .1 3 (a )(b )所示。由动平衡条件得：基 而I：%治 +m，=0,平衡质径积叫=0.1处巴方向垂直向上。基 面I I ：%=,平 衡 质 径 积 暗 =。5施 叫 方向垂直向下。8-8图 8.1 4解：先把不平衡质量在两平衡基面4和8上分解。基 面 儿底=0,4 x 1 9 0/2 3 0 =0.3 3 0 4=0,4x115/230=0.2 格雇=0.4x40/230=0.0696 旅基面E：鹿=0.4 x 4 0/2 3 0 =0,0 6 9 6m =0,4 x 1 1

39、 5/2 3 0 =0.2 总m J =0,4 x 1 9 0/2 3 0 =0,3 3 0 4 则在两个基面上的质径积分别为:基面S ：=0,3 3 0 4 x 0.0 1 2 7 =4.1 96 x l t T，麹m r =0,2 x 0.0 1 2 7 =2.5 4 x l O 3i r g m图 8.1 5=0,0 6 96 x 0.0 1 2 7 =8.8 3 92 x l O 4 除面 B m*r=0.0 6 96 x 0.0 1 2 7 =8.8 3 92 x l O g e mm j r =0,2 x 0.0 1 2 7=2.5 4 x l 0 3g mm；r =。,3 3 0

40、 4 x 0.0 1 2 7 =4.1 96 x l 0 3g m用作图法求解，取，作 图 8.1 5(a)(b)所示。由动平衡条件得：m九 +哈 +m*+心=0 和 城+咱 +mr+=0由图上量取：.g ,2.8 6 8 3 x l O 方向如图8.15 (a)(b)所示。校核。设坐标轴方向如图8.15 所示，用解析法校核。基 面 上:X“仃 雇 为c o s 6 0 -m%c o s 3 0 0 +m rc o s 3 0 0=2.8 6 8 3 x l O 3 C O S6 0 -2.5 4X1 0 3C O S3 0 +8.8 3 92 X1 0 C O S3 0 =0y 向 i s

41、i n 6 0 0 -m r+m r s i n 3 0 0 s i n 3 0 0=2.8 6 8 3 X1 0 T3 s i i f C5-4.1 96 x l O-3+2.5 4 x l 0 3s i r i 3 0 +8.8 3 92 x l 0 s i r i 3(T=0基 面E.xm c o s l 2 00-m*r c o s 3 0 0+m f r c o s 3 00=2.8 6 8 3 x l O 3 c o d 2 0 -2.5 4 x l 0-3 c o s 3 0 +4,1 96 x l O 3 c o s 3 0 =0y 向g -/：4 s i n l 2 0-m：

42、r+m：r s i n 3 0 +m；f s i n 3 0。=-2.8 6 8 3 x 1 0 s i n l 2(r-8.8 3 92 x l 0 +2.5 4 x l O T3 s i r 2 0 +4.1 96 x 1 0 s i i B O0=0两个平面在x向和y向合力均为零，因此所得结果正确。由于回转半径为1 0加小,因此所加的平衡质量应为屐=婕=2.8 6 8 3 x l 0-3/(1 0 x l O_3)=0.2 引 咫8-9mrmjr图 8.1 7先把不平衡质量在两平衡基面I和I I上分解.勺=1 0 x3/3=1 0 附%=1 5x2/3=1 0 咫啊=20 xl/3=20

43、13Kg叫=1 0 x0/3=0J%”=1 0 x0/3=0心叫”=1 5x1/3=5心啊=20 x2/3=40/3心叫”=1 0 x3/3=1 0 心则在两个基面上的质径积的大小分别为:基 面 I:吗，1 =1 0 xO.5=5Kgm%=1 0 x0.4=AKg-m哂=Q0/3)x0.6=4&m沈 4。=0足求S ffl II：m1=0瑰m叫 =5x0.4=2 启 m=(40/3)x0.6=8jemm J,=1 0 x0,5=5gm方向沿着各自的向径指向外面。用作图法求解，取 修，作 图 8.1 7（a）（b）所示。由动平衡条件得:基 面 :%匕+md+叫&+沈 北+%匕=0量 得 陪4=4

44、.1 23咫 叫 陪=41 231=4.1 23整方向如图所示。基 面n：叫%+叫+呜+叫用+2%=0量 得%=8邓 咫。叫=8网/1 =&5哪，方向如图所示。8-1 0 解：（1 ）求左右支反力实际上就是求动平衡时在支点I、II所在平面所需要的平衡力。先把不平衡质量在两平衡基面【和n 上分解。,m/=0.5x400/500=0.4咫叫:1x100/500=0.2fg付而 n w/r=0.5x100/500=0.1基 面n：/6=1x400/500=0,8g则在两个基面上的质径积的大小分别为：片面|沈=0.4x001=0.004陶 中=0,2x0.01=0.002用 衍n/产=0.1x0.01

45、=0,001m/r=0.8x0.01=0.008方向沿着各自的向径指向外面。用作图法求解，取%、作 图8.19(a)图 8.19(b)所示。由动平衡条件得：基面 I：%/+%，+%，=0,量 得 叫 勾=0.003比陶 叫 则支反力方向如图8.1 9(a)所示，大小为必=Nd=喻 初 3.=0.00346 x(3000 x3.14/30)J=341,142加O基 面I I：+r +啊”0量 得 叫 =0皿755E g 加 则支反力方向如图8.19(b)所示，大小为.=吗?=哂(./期=0,00755 x(3000 x3.14/30)2=744.颔 加(2)如果在工 面上加一平衡质径积浓力进行静

46、平衡，则按静平衡条件求解，只需要叫，,M/彳和黑 外三个质径积矢量和为零即可。=0,5x0.01=0.005=1x0.01=0.01 咫!方向沿着各自的向径指向外面。用作图法求解，取，作 图8.19(C)所示。由静平衡条件得：加拒a%=0 m.r.=0.00S6gm 4一*s .量得，,6 方向如图8.19(c)所不。(3)鄢平衡之后，按照有三个偏心质量做动平衡计算，求取基面1和n上的平衡力即可。同理把所有不平衡质量在两平衡基面I和n上分解，然后求基面上的质径积，有:基 面I:吃，=0.004&小 啊，=0.002陶得：基面量得基面量得m/r广 0.0086 x 400/500=0.006混

47、咫 m.H 叫r=0.001 除m r=0.008m j r广 0.0086 xlO O /500=0.001 72 K g m方向沿着各自的向径指向外面。用作图法求解，取 修，作 图8.1 9(d)(e)所示。由动平衡条件m3+m/r+mj+吗=0mb=0.0 0 5 96 Kg m则支反力方向如图8.1 9(d)所示，大小为.=叫 如=M和 脚=0.00596 x(3000 x3.1 4/30)2=587632Noii%气 +沈；丫+啊r+0%=0.00601 Egm则支反力方向如图8.1 9(e)所示，大小为R =0,00601 x(3000 x3.1 4/30)2=592.%2N(4)

48、静平衡后，两个支座的支反力一个增大，一个减小。9-1答 退火：将钢加热到定温度，并保温到一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理方法。主要用来消除内应力、降低硬度，便于切削。正火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，空冷或风冷的热处理方法。可消除内应力，降低硬度，便于切削加工；时一般零件，也可作为最终热处理，提高材料的机械性能。淬火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的内应力，脆性也相应增加。淬火后般需回火。淬火还可提高其抗腐蚀性。调质：淬火后加高温回火的热处理方法。可获得强度、硬度、暨性、韧性等均较好的综合力学性能，广泛应用

49、于较为重要的零件设计中。表面淬火：迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却，使工件表层淬火的热处理方法。主要用于中碳钢或中碳合金钢，以提高衣层硬度和耐磨性，同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。渗碳淬火：将工件放入渗碳介质中加热，并保温一定时间，使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。适合于低碳钢或低碳合金钢，可提高表层硬度和耐磨性，而仍保留芯部的切性和高塑性。9-2解 见下表牌号锚 或 类M胃度极策仃9屈躯径度（7MPG筵仲密6闺Q235康索琳海1H5235264 5优质碳表域构刎60035516令全炼构加98078510ZG270-500烤料9002701 8HT200灰铸映圆。Q1500-7

50、4初 嬲5003207ZCnSnlOPbl铸渔褐吉我Z01303Z11S112博造粉金14 59-3 解查教材表9-1,Q235的屈服极限?=2 3 5 M P a杳手册GB706-88标准，1 4号热轧T.字钢的截面面积A=2 5 .6 m m2则拉断时所所的最小拉力为F =M=2 3 5 x 2 1 5 1.6 =5.0 5 X 1 O5W9-4解 查教材表9-1,45钢的屈服极限=3 5 5 M P a切=巴=1 77.皿许用应力$2把夹紧力H向截面中心转化，则有拉力9和弯距 =F(?+ft/2)=Fx(65+50/2)=9 0 F,m m截面面积 J4=1 6 x 5 0 =8 0 0