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机械设计基础第五版课后习题答案.docx
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机械设计基础第五版课后习题答案.docx
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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 图 1.14 题 1-4 解图
1-5 解
1-6 解
1-7 解
1-8 解
1-9 解
1-10 解
1-11 解
1-12 解
1-13 解 该导杆机构的全部瞬心如图所示,构件 1、3 的角速比为:
1-14 解 该正切机构的全部瞬心如图所示,构件 3 的速度为: ,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 , 和 ,
如图所示。则: ,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:
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 中的 CD 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:
所以构件之间能产生相对运动。
题 2-1 答 : a ) ,且最短杆为机架,因此是双曲柄机构。
b ) ,且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。
c ) ,不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。
d ) ,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 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 和
。
在 中,直角边小于斜边,故有: (极限情况取等号);
在 中,直角边小于斜边,故有: (极限情况取等号)。
综合这二者,要求 即可。
( 2 )当 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 和
。
在位置 时,从线段 来看,要能绕过 点要求: (极限情况取等号);
在位置 时,因为导杆 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 ,并带入已知数据列方程有:
因此空回行程所需时间 ;
( 2 )因为曲柄空回行程用时 ,
转过的角度为 ,
因此其转速为: 转 / 分钟
题 2-5
解 : ( 1 )由题意踏板 在水平位置上下摆动 ,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 和 (见图
2.17 )。由图量得: , 。
解得 :
由已知和上步求解可知:
, , ,
( 2 ) 因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置,因此取 和 代入公式( 2-3 )
计算可得:
或:
代入公式( 2-3 )′,可知
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 2.18 ):
( 1 )求 , ;并确定比例尺 。
( 2 )作 , 。(即摇杆的两极限位置)
( 3 )以 为底作直角三角形 , , 。
( 4 )作 的外接圆,在圆上取点 即可。
在图上量取 , 和机架长度 。则曲柄长度 ,摇杆长度
。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 ,能满足 即可。
图 2.18
题 2-7
图 2.19
解 : 作图步骤如下 (见图 2.19 ) :
( 1 )求 , ;并确定比例尺 。
( 2 )作 ,顶角 , 。
( 3 )作 的外接圆,则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
( 4 )作一水平线,于 相距 ,交圆周于 点。
( 5 )由图量得 , 。解得 :
曲柄长度:
连杆长度:
题 2-8
解 : 见图 2.20 ,作图步骤如下:
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