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1、P23P24：2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a=100mm，=60，ABC=90，vc=2m/s。指出速度瞬心P13，并用瞬心法求构件1的角速度1。P13 P14 P12 P23 P24 P24 解：速度瞬心P13如图所示。因为 vP13= vc=lAB1所以 p b2 b3 2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为1，试用相对运动图解法求构件3上D点的速度。解：列的矢量方程： 方向： 水平 AB 铅垂大小： ？ ? 以速度比例尺作右图所示矢量多边形，得： （方向:水平向左）2-16 在题2-16图所示机构中，已知a=0.1m，b=0.4m，c=0.125m，d
2、=0.54m，h=0.35m，y=0.2m，当1=10rad/s，逆时针转功，1=30时，求冲头E的速度vE。D E 解：vB=a1=0.110=1m/s，方向指向左上且垂直AB列的矢量方程： 方向：CD AB DB大小： ？ ? 以速度比例尺=0.01作下图所示矢量多边形pbd。 列的矢量方程： 方向： /CE DE大小： ？ ?p(c) b d e 以相同速度比例尺作下图所示矢量多边形pde，得： （方向垂直向下）P52：3-8确定如图3-52所示机构所含杆组的数目和级别，并判断机构的级别（机构中的原动件用圆箭头表示）。解：机构的自由度为：F=37-210=1,故当以AB为原动件时，可拆分
3、为以下一个I级杆组和3个II级杆组，机构为II级机构。I级杆组 II级杆组 II级杆组 II级杆组 3-9 在上题图示的机构中，若改为以EF构件为原动件。试判定机构的级别是否会改变。解：由上题知，机构的自由度为1,故当以EF为原动件时，可拆分为以下一个I级杆组和3个II级杆组，故机构为III级，机构级别会改变。II级杆组 I级杆组 III级杆组 3-11 如图3-53所示为平板印刷机中用以完成送纸运动的机构。当固接在一起的双凸轮 1转动时，通过连杆机构使固接在连杆2上的吸嘴P沿轨迹 mm运动，完成将纸吸起和送进等动作，试确定此机构系统的组合方式，并画出方框图。解：机构为型封闭组合。基础机构：由
4、构件2、3、4、5、6组成的自由度为2的五杆机构3 4 5 6 附加机构：由构件1和3、1和4组成的两个自由度为1的摆动从动件凸轮机构凸轮机构五杆机构凸轮机构3 4 vP 1 机构组合框图如下：P115P116：6-2 在电动机驱动的剪床中，已知作用在剪床主轴上的阻力矩M”的变化规律如题6-2图所示。设驱动力矩M等于常数，剪床主轴转速为60r/min，机械运转不均匀系数=0.15。求：(1) 驱动力矩M的数值；(2) 安装在飞轮主轴上的转动惯量。M x Amax O O 解：(1) 在一个周期内，驱动力所做功等于阻力所做功，故驱动力矩为：M2=2002+(3/4-/2)+ (-/2) (160
5、0-200)/2 M=462.5Nm (2) 最大盈亏功：Amax=(3/4-/2)+ (-/2-x) (1600-462.5)/2=1256.33Nm飞轮转动惯量：6-4 已知某轧钢机的原动机功率等于常数，P=2600HP(马力)，钢材通过轧辊时消耗的功率为常数。P”=4000HP，钢材通过轧辊的时间t”=5s，主轴平均转速n=80r/min，机械运转速度不均匀系数=0.1，求：(1) 安装在主轴上的飞轮的转动惯量；(2) 飞轮的最大转速和最小转速；(3) 此轧钢机的运转周期。解：(1) 最大盈亏功：Amax=(P”-P)t” 735=(4000-2600)5735=5.145106Nm飞轮
6、转动惯量：(2) nmax=n(1+/2)=801.05=84r/min nmax=n(1-/2)=800.95=76r/min (3) 在一个周期内，驱动力所做功等于阻力所做功，即：P”t” =PT T= P”t” / P=40005/2600=7.7sP t P” P Amax O O P129：7-6 题7-6图所示为钢制圆盘，盘厚。位置处有一直径的通孔，位置处是一质量的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上处制一通孔。试求此孔的直径与位置。钢的密度。解：平衡条件：按比例作右图，得： （或：）故：7-7 高速水泵的凸轮轴系由3个互相错开120的偏心轮所组成，每一偏心轮的质量为，偏心距为，设在平
7、衡平面A和B中各装一个平衡质量和使之平衡，其回转半径为，其他尺寸如题7-7图所示(单位：)。求和的大小和方位。解：将不平衡质量在两平衡基面A和B上分解：基面A： 基面B： 根据动平衡条件，得：基面A：由，按比例=200/12.7作左下图，得： 基面B：由，按比例=200/12.7作右上图，得： （或：X轴投影： 方向向右Y轴投影：方向向上所以： 方向右上故：同理：方向向右方向向下所以： 方向左下故：）十二章补充作业：12-1. 图示轮系中二对齿轮中心距相等,斜齿轮法面模数mn=2mm,齿数z1=16， z2=59，直齿轮模数m=2mm，齿数z3=17，z4=60。试求：1) 斜齿轮的分度圆柱螺
8、旋角1，2；及齿轮1，2的分度圆直径d1，d2；齿轮1，2的齿顶圆直径da1，da2；2) 若齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，其总变位系数X为多少？（提示： )解：1）直齿轮的中心距为： a=m(z3+z4)/2=2(17+60)/2=77mm斜齿轮的中心距为： 即： 故： d1= mz1/cos=216/cos13.08=32.85mm d2= mz2/cos=259/cos13.08=121.14mmda1= d1+2ha* mn=32.85+212=36.85mmda2= d2+2ha* mn=121.14+212=125.14mm2）若齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，则其中心距a=m(z1+z2)
9、/2=2(16+59)/2=75mm 由： 得：，即： 所以：12-2.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知 =20, ha*=1,c*=0.25, m=3mm，中心距 a=49mm,传动比的大小i12=9/7, 试在采用正传动变位的情况下， (1) 确定齿数z1, z2 ； (2) 求两齿轮的变位系数之和(x1+x2)； (3) 若大齿轮2的变位系数为零，求小齿轮的d1，df1 。（提示： )解：(1) 由中心距和传动比公式得： 由联立方程，解得： ， (2) 由得： 故： (3) 因为 所以： 故：mm mmP209：14-1 已知一圆柱压缩弹簧的弹簧直径d=6mm，D2=30mm，有效圈数n
10、=10。采用C级碳素弹簧钢丝，受变载荷作用次数在103105次。1) 求允许的最大工作载荷及变形量； 2) 若端部采用磨平端支承圈结构时（图14-1），求弹簧的并紧高度HS和自由高度H0。解： 1）最大工作载荷F2对应着弹簧丝最大剪应力，取max=。由弹簧的材料、载荷性质查教材表14-2取 =II=0.4B；由弹簧丝直径d=6mm查相关手册，得B=1350MPa。故：=0.4B=0.41350=540MPa 旋绕比和曲度系数： 最大应力max时的最大工作载荷F2为：在F2作用下的变形量2为：2）采用端部磨平结构时，设两端各有3/4圈并紧，其有效圈数(总圈数)为： n0=n+1.5=10+1.5
11、=11.5 则其并紧高度： HS=( n0-0.5)d=(11.5-0.5)6=66mm弹簧钢丝间距： 则弹簧自由高度为： H0= n+ HS =103+66=96mm 14-3 设计一圆柱螺旋压缩弹簧。已知：采用d=mm的钢丝制造，D2=48mm，该弹簧初始时为自由状态，将它压缩40mm，需要储能25J。1) 求弹簧刚度；2) 若许用切应力为400MPa，问此弹簧的强度是否足够：3) 求有效圈数n。采用C级碳素弹簧钢丝，受变载荷作用次数在103105次。1) 求允许的最大工作载荷及变形量； 2) 若端部采用磨平端支承圈结构时（图14-1），求弹簧的并紧高度HS和自由高度H0。解：1）弹簧储存
12、的变形能为： 由题意可知：F10，0240mm，E25J，代入上式得： 则弹簧刚度： 2）旋绕比和曲度系数： 此时剪应力为：故：此弹簧的强度足够。 3）弹簧的有效圈数：14-5、有两根尺寸完全相同的圆柱螺旋拉伸弹簧，一根没有初应力，另一根有初应力，两根弹簧的自由高度H0=80mm。现对有初应力的那根实测如下：第一次测定：F1=20N, H1=100mm；第二次测定：F2=30N, H2=120mm。试计算：1) 初拉力F0 F0F1F2FO12x2) 没有初应力的弹簧在F2=30N的拉力下，弹簧的高度。解：1) 计算初拉力F0 由弹簧的刚度公式可得 ：将已知数据代入上式, 得：解得：F0=10N2) 因两根弹簧的尺寸完全相同，故其刚度也完全相同弹簧刚度： 没有初拉力的弹簧在F2=30N时的伸长量： 故此时弹簧高度： H2= H0+2 =80+60=140mm
