郑州大学机械设计基础第三版课后作业答案.docVIP

1-3平面机构具有确定的运动条件是什么？

答：必须使原动件数目等于机构的自由度数。

1-5试确定下列平面机构的自由度（图中绘有箭头的活动构件为原动件）：a)推土机的推土机构；d)渣口堵塞机构；f)筛料机机构。

解：a)推土机的推土机构

活动构件数n＝5，低副PL＝7（6个转动副，一个移动副）高副PH＝0。

F＝3×5－2×7－0

＝1等于原动件数∴有确定运动。

d)渣口堵塞机构

由分析可知与杆1相连的滚子2，属于局部自由度

∴计算机构自由度时应排除。

则n＝6PL＝8（7个转动副，1个移动副）PH＝1

∴F＝3×6－2×8－1＝1

等于原动件数

f)筛选机的筛料机构

由图：杆1和杆2焊在一起属于一体，与杆3相连的滚子4绕其中心的转动是一个局部自由度

∴n＝6PL＝8（6个转动副，2个移动副）PH＝1

∴F＝3×6－2×8－1＝1

等于原动件数

3-5.已知一曲柄滑块机构的滑块行程H=60mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.4,试确定曲柄和连杆的长度l2和l3。（规定用作图法求之）

解：(1)由行程速比系数K，求出极位夹角θ。

θ＝180°×(K－1)／(K+1)

＝180°×(1.4－1)／(1.4＋1)＝30°

选比例尺u＝1:2，作图，可得：

(2)连接C1和C2，并作C1M垂直于C1C2,C1C2＝H;

(3)作∠C1C2N＝90°－θ＝60°，C2N与C1M相交于P点,由图可见,∠C1PC2＝θ＝30°;

4)作三角形PC1C2的外接圆O,则曲柄的固定铰链中心A必在该圆上。

(5)作与C1C2线相距为e的平行线，与外接圆O交于的点即为A点，连接AC1、AC2，则∠C1AC2＝θ。

(6)因极限位置处曲柄与连杆共线，故AC1＝l3－l2,

AC2=l3＋l2，所以曲柄长度l2=(AC2－AC1)／2;

由比例尺量得：AC1＝28mm,AC2＝82mm,

所以l2＝(82－28)／2＝27mm。

(7)以A为圆心和l2为半径作圆，交C1A延线于B1，交C2A于B2，即得B1C1＝l3,由比例尺量得：

l3＝B1C1＝56mm。

综上可知：曲柄长度l2为27mm，连杆长度l3为56mm。

3-6．已知一导杆机构的固定件长度l1＝1000㎜，行程速比系数K＝1.5，确定曲柄长度l2及导杆摆角φ。（解析法求解）

解：导杆机构的极位夹角

θ＝180（K-1）／(K＋1)＝180°×（1.5-1）／(1.5＋1)=36°

所以由图可得，导杆摆角φ＝θ＝36°

所以曲柄长度l1＝l1×Sin(φ／2)

＝1000×Sin18°＝309㎜

3-7．已知一曲柄摇杆机构，摇杆与机架之间的夹角分别为φ1＝45°，φ2＝90°，固定件长度为l1＝300㎜，摇杆长度为l4＝200㎜，确定曲柄和连杆的长度l2，l3。（解析法求解）

解：由图中的两个极限位置可得：

AC1＝l3－l2AC2＝l3＋l2

所以l3＝(AC1＋AC2)／2

l2＝(AC2－AC1)／2

所以只需求出AC1、AC2的长度。在三角形AC1D中，由余弦定理

AC1＝(l12＋l42－2l1l4Cosφ)1／2

＝(3002＋2002－2×300×200×Cos45°)1／2

≈212㎜

在三角形AC2D中，∠ADC2＝φ2＝90°，

所以AC2＝(l12＋l42)1／2＝(3002＋2002)1／2≈360㎜

所以l3＝(AC1＋AC2)／2＝(212＋360)／2＝286㎜

l2＝(AC2－AC1)／2＝(360－212)／2＝74㎜

5-4.图5-27所示，一螺旋起重器，其额定起重量FQ＝50KN,螺旋副采用单线标准梯形螺纹Tr60×9（公称直径d＝60㎜，中径d2＝55.5㎜，螺距P＝9㎜,牙型角＝30°)，螺旋副中的摩擦系数f＝0.1，若忽略不计支承载荷的托杯与螺杆上部间的滚动摩擦阻力，试求：1)当操作者作用于手柄上的力为150N时,举起额定载荷时力作用点至螺杆轴线的距离;2)当力臂l不变时,下降额定载荷所需的力.

解:1.选择链轮齿数z1、z2：

设V＝3~8m/s，由表6-11取小链轮齿数z1＝21，因传动比为

∴大链轮齿数

z2＝iz1＝3.6×21＝76

2.初步确定中心距a0＝40P；

3.求链节数Lp：

4.确定链节距P：

根据题意，由表6-12查得KA＝1.3；