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机械原理作业集第2版参考答案(最新)

机械原理作业集( 机械原理作业集(第 2 版)
参考答案
(注:由于作图误差,图解法的答案仅供参考) 由于作图误差,图解法的答案仅供参考)

第一章 绪论
1-1~1-2 略

第二章 平面机构的结构分析
2-1

1 ×
2-2

2 ×

3

4

5

6

1 D

2 A、A 、

3 C

4 A、B 、

5 B

6 A

7 B

8 A

2-3

F=1

2-4 F=1

2-5 F=1

2-6 F=1

2-7 F=0 机构不能运动。 2-8 F=1 2-12 F=1 2-13 F=1 2 为原动件,为 II 级机构。 8 为原动件,为 III 级机构。 2-14 F=1,III 级机构。 2-15 F=1,II 级机构。 2-16 F=1,II 级机构。 F=1,II 级机构。 2-9 F=1 2-10 F=1 2-11 F=2

第三章 平面机构的运动分析
3-1

1

2 ×

3

4 ×

5 ×
(2)Pad

3-2(1)转动中心、垂直导路方向的无穷远处、通过接触点的公法线上
1

(3)铰链,矢量方程可解;作组成组成移动副的两活动构件上重合点的运动分析时,如 果铰链点不在导路上 (4) B 、v JI v

r

r

(5)相等

(6) 同一构件上任意三点构成的图形与速度图 (或加速度图) 中代表该三点绝对速度 (或 加速度)的矢量端点构成的图形, 一致 ;已知某构件上两点的速度,可方便求出第三点 的速度。 (7)由于牵连构件的运动为转动,使得相对速度的方向不断变化。 3-3

ω1 P P36 = 13 ω3 P P 13 16

3-4 略 3-5(1) vC = 0.80m / s (2) vE = 0.72m / s (3) ?=26°、227° 3-6~3-9 略 3-10(a)(b)存在, (c)(d)不存在。 、 、 3-11~3-16 略 3-17

ω2 = 0

v3 = ?11.95m / s 2

第四章 平面机构的力分析、摩擦及机械的效率
4-1 1 × 4-2 2 3 4 × 5 × 6 × 7 8

1 A 11 D
4-3 f V = f ( 4-4

2 D 12 C

3 D 13 A

4 D 14 C、D 、

5 A 15 B

6 D 16 C

7 B 17 C

8 A 18 C

9 D、 、 C 19 B

10 B 20

l2 l + 1 ) (l1 + l 2 ) sin θ l1 + l 2

F=1430N

4-5~4-9 略

2

4-10

η=

b( a ? 2 ρ ) a (b + 2 ρ )

4-11 4-12 4-13 4-14 4-15 4-16 4-17 4-18 4-19 4-20

α ≤ ? = 11.310
η = 0.59
η = 0.59

η = 0.5667

η = 0.2185
F = 637.113N

Q = 10297.3 N

η = 0.7848
P = 8.026 KW P = 9.53KW

η = 0.8224 η = 0.6296
α ≤ 2?
F=140N

? < α < 90 O ? ?

第五章 平面连杆机构及其设计
5-1 1 × 2 × 3 × 4 × 5 6 7 × 8 × 9 × 10 ×

5-2(1) 摇杆(尺寸) ,曲柄(曲柄与连杆组成的转动副尺寸) ,机架(连杆作为机架) (2) 有,AB ,曲柄摇杆机构 ;AB ;CD 为机架 (3) 曲柄 与 机架 (4) 曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构 (6) 等速,为主动件

(5) 曲柄摇杆机构、摆动导杆机构;曲柄滑块机构 (7) 7

(8) 往复 ,且 连杆与从动件

(9) 选取新机架、刚化搬移、作垂直平分线;包含待求铰链 且 位置已知 (10) 9 ; 5 5-3 70 < lAD <670 略

5-4~5-18

3

5-19 5-20

lAC=150mm a=63.923mm

l CD=3000mm h=279.9 mm b=101.197mm c=101.094mm d=80mm

第六章 凸轮机构及其设计
6-1

1 ×
6-2

2

3

4

5 ×

6 × 6 B

7 × 7 C

8 × 8 B

9 × 9 A

10

1 B
6-3

2 A

3 B

4 A

5 A

10 A

(1)等加速等减速、余弦加速度、等速、正弦加速度、五次多项式 (2)刚性、柔性 (4)互为法向等距曲线 (6)增大基圆半径、减小滚子半径 (7)提高凸轮机构运动的轻巧性和效率、避免加速度过大造成冲击 6-4 略 6-5 (3)理论廓线 (5)增大基圆半径、采用正偏置

δ2 =

π2
8

rad = 70.6858°

6-6 ~ 6-13 略 6-14

δ = 60o δ = ?240o

x′ = ?40.5947 x′ = 51.3776

y ′ = 18.6395 y′ = ?34.6332

6-15 r0 = 17.32mm 6-16 略

h = 34.64mm

α max = α min = α ≡ 30°

δ 0 = δ 0′ = 180°

第七章 齿轮机构及其设计
7-1

1 × 14

2

3 ×

4 × 17 ×

5 × 18 ×

6 × 19

7 × 20 ×
4

8 × 21 ×

9

10 ×

11

12

13 ×

15

16 ×

22

23 ×

24

25

7-2

1 B 9 A

2 C 10 A

3 C、A 、 11 A

4 B、A 、 12 C

5 C、A 、 13 B

6 B 14 C

7 B 15 B

8 C、A 、 16 D

7-3(1)

α K = 44.4153o = 44o 24′ θ K = 11.7229o = 11o 43′22′′ ρ K = 48.9899

(2)

α K = 44o 42′
rK = 70.3433mm

7-4

z = 41.45

7-5 略 7-6 (1) z1 = 20

z 2 = 30
o

(2) α′ = 22.8879 7-7 7-8 略 7-9 7-10 7-11 略 7-12 (1) m = 4mm (2) x = ?0.5 7-13(1) L = 90mm (2) z = 94 (3) z = 88.4 7-14 略 7-15

r1′ = 40.8mm
sb = 17.5617 mm

r2′ = 61.2mm
ra = 115.377 mm

sa = 6.9315mm ε α = 1.634
α′ = 23.23o

a ′ = 155.94mm

c′ = 4.69mm

jt′ = 2.77mm

z = 30

d = 120mm

(3) s = 4.827 mm

v刀 = 4mm / s

x = ?2 x = 0.8

x = ?1.04711

7-16 略 7-17 共有 7 种方案 7-18~7-19 略

5

7-20 7-21

x′2 = 0.0399
a ′ = 90.5892mm

7-22 略 7-23 正传动, ra1 = 58.93mm 7-24~7-25 略 7-26(1)正传动 (2) 7-27 略 7-28

β = 13.7291o

zv1 = 16.36

ε γ = 2.6934

(1)d 2 = 175mm (2)d a 2 = 185mm (3) β 2 = 5.7106o (4)a = 112.5mm d f 2 = 163mm

7-29 略

第八章 齿轮系及其设计
8—1

1 ×
8—2

2 ×

3 ×

4 × 1

5

6

7

8 ×

9

9 ×

2 A

B、A 、
8—3

(1)从动轮齿数的连乘积除以主动轮齿数的连乘积、数外啮合次数或用画箭头的 (2)用画箭头的 (3)有无使行星轮产生复合运动的转臂(系杆) (4)相对运动原理 (5)一个或几个中心轮、一个转臂(系杆) 、一个或几个行星轮
H (6)转化轮系中 A 轮到 B 轮的传动比、周转轮系中 A 轮到 B 轮的传动比、iAB 可以通过 iAB

求解 (7)找出周转轮系中的行星轮、转臂及其中心轮 (8)传动比条件、同心条件、均布装配条件、邻接条件 (9)传动比很大结构紧凑效率较低、要求传动比大的传递运动的场合、传动比较小效率较
6

高、传递动力和要求效率较高的场合 (10)差动轮系 8-4 8-5 8-6 8-7

i15 = 433.3 3

.

n4 = 8r / min
R = 23.975mm

i1H = 1 ?

z 2 z3 z 4 z1 z2′ z3′

8-8 8-9

n H = 3r / min
F = 308.64 N

8-10 i41 = ?1.5 8-11 i16 = ?0.072 8-12(a) nH = ?600r / min 8-13(1) i1H = 3 8-14 8-15 8-16 z2≈68 (2) (b)

nH = 15.385r / min

i1H = 1.8

nH = 0

n2 =

8-17 (1) 8-18 8-19 8-20

400 197 r / min n4 = 2r / min nA = ≈ 65.667 r / min 3 3 nc = 26.47 r / min (2) nc = ?1350r / min

40 ≈ 0.6349r / min 63 3 i1H = ? ≈ ?0.4286 7 n B = ?154.28r / min n7 =

8-21

z3 = 80

l H = 144mm

4只行星轮不满足邻接条件,

3只行星轮满足邻接条件 z1 = 12 / 24 / 36 z 2 = 21 / 42 / 63 z 3 = 54 / 108 / 162

8-22

第九章 其他常用机构
9-1 9-2 9-3 9-4

s = 0.075mm 2 k= n=2 3 lB = 3mm

? = 658.8o
7

第十章 机械的运转及其速度波动的调节
10-1

1
10-2

2 ×

3 ×

4 ×

5 ×

6 ×

7

8 ×

9 ×

10 ×

11 ×

12 ×

1 C

2 B

3 A

4 C

5 A

6 C

7 C

8 B

9 B

10 C

11 D

12 A

10-3 M er = ?50 Nm 10-4 J e = J 1 (

J e = 0.05 kgm 2
M e = M1 z2 ? Qe z1

z2 2 ) + J 2 + J 3 + ( m3 + m4 ) e 2 z1

2 10-5 J = 0.14kg .m

M = ?20 Nm

10-6 J =

h 2 G3 . cos 4 φ g

M r = ( F3 ? G )

l AB cos φ

10-7 J e 3 = 2.1822kgm 10-8 α1 = 100rad / s 10-9

M

e3

= 1857 Nm

ω 1 = 50rad / s
ω ω
max

δ = 0.0481

= 40.962rad / s = 39.038rad / s
′ J F = 0.388kgm 2

φmax = π φmin


min

3 2 = 0,

10-10 J F = 80.473kgm 10-11 nmax 10-12

2

= 623.1r / min

φmax = 104.16540
n n
max min

J F = 2.11329kgm2
φmax = φe φmin = φb

δ = 0.0638

= 1031.916r / min = 968.08r / min

10-13 f 6 = 30 Nm

J F = 2kgm 2

ω

max

→ φe

ωmin → φb

8

第十一章 机械的平衡
11-1

1
11-2

2

3 ×

4 ×

5 ×

1 C
11-3 rb = 2.109cm 11-4 mbA = 12.3106kg 11-5

2 D、B 、
o

3 C

4 B

5 A、D 、

θb = 252.66 mbB = 8.5227kg
mbⅡ bⅡ = mr( 上) r

a) 静平衡, 动不平衡 mbⅠ bⅠ = mr( 下) r b) 静平衡, 动不平衡 mr mr mbⅠ bⅠ = ( 下) mbⅡ bⅡ = ( 上) r r 2 2 θ bⅠ = 19 o 48′ WbⅠ = 1.0628 gm

11-6

WbⅡ = W3Ⅱ = 0.84 gm
11-7

θ bⅡ = 90 o θ bA = 60 0 θ bA = 120 0
θbΙ = 267.3o θbΙΙ = 118.44o

WbA = 2.8584kgmm mA = 0.285kg WbB = 2.8584kgmm mB = 0.285kg

11-8

WbΙ = 819.15kgmm WbΙΙ = 512.98kgmm

mbΙ = 2.048 kg mbΙΙ = 1.283kg

9


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