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1、第2章 平面机构的结构分析,2-5：绘制简易冲床机构运动简图，并计算自由度； 解：自由度：F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1；,2-6：绘制液压泵机构的运动简图，并计算自由度；解：自由度：F=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1；,第2章 平面机构的结构分析,2-7：计算自由度，指出所有的复合铰链、局部自由度和虚约束，判定运动是否确定；解：自由度：a) F=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1；确定b) F=3n-2PL-PH=3*6-2*8=2；不确定c) F=3n-2PL-PH=3*4-2*5-1=1；确定d) F=3n-2PL-PH=3*4-2*5-1=1；确定,复合铰链,虚
2、约束,局部自由度,a) b) c) d),第2章 平面机构的结构分析,2-8：计算自由度；确定机构所含杆组的数目与级别；确定机构级别。画出瞬时替代机构；解：自由度：a) F=3n-2PL-PH=3*7-2*10=1；级b) F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1；级,第2章 平面机构的结构分析,2-9：如图所示一简易冲床的初步设计方案，解：自由度：F=3n-2PL-PH=3*3-2*4-1=0； 机构不能动； 增加一个构件一个低副；,移动副比转动副结构复杂,第2章 平面机构的结构分析,第3章 平面连杆机构,3-11：已知铰链四杆机构各杆长l1=28，l2=52，l3=50，l4=72m
3、m，试求：(1) 取杆4为机架，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角min和行程速比系数K；(2) 当取杆1为机架，将演化成何种机构？这时C、D是整转副还是摆动副；(3) 当取杆3为机架，将演化成何种机构？这时A、B是整转副还是摆动副解： (1) 28+7252+50且l1=28；曲柄摇杆机构； =19； =71；min=51，23=23；K=1.236；,第3章 平面连杆机构,3-11：已知铰链四杆机构各杆长l1=28，l2=52，l3=50，l4=72mm，试求：(2) 当取杆1为机架，将演化成何种机构？这时C、D是整转副还是摆动副；(3) 当取杆3为机架，将演化成何种机构？这时A
4、、B是整转副还是摆动副解： (2)杆1为最短杆；双曲柄机构；C、D摆动副；(3)杆3不与最短杆1相联；双摇杆机构； A、B整转副；,第3章 平面连杆机构,3-12：偏置曲柄滑块机构。已知： 曲柄l1=20，连杆l2=70，偏距e=10mm求：1)曲柄为原动件，滑块行程H，极位夹角，机构最大压力角； 2)滑块为原动件，机构死点位置；设计步骤：任取一点A，作偏距线e；以A为圆心，l2-l1和l1+l2为半径作圆； 交圆弧于C1，C2点； H=C1C2=40；=5；=25,C,B,A,e,压力角：作用在从动件上的驱动力F与力作用点绝对速度间所夹锐角。,第3章 平面连杆机构,3-13：求各机构全部瞬心
5、。图a,b,c：K = 4*(4-1)/2 = 6；图d： K = 3*(3-1)/2 =3,P14,P23,P34,P34，P13,P14,P12，P24,P23,P34 ,P12,P13,P12,P23,P24 ,P12，P13,P23 ,P14，P13,P24 ,第3章 平面连杆机构,3-14：已知四杆机构各杆长lAB=60，lCD=90，lAD=lBC=120mm，2=10rad/s。试用瞬心法求：(1) =165时，点C的速度VC；(2) 当VC=0时，的值。设计步骤：作=165时四杆机构位置图；p相对瞬心lPA=96，lPD=216，CDP=42 LPA*2=lPD*4；4=4.4
6、4； VC=lCD*4=400mm/s 60+12090+120且lAB=60；曲柄摇杆机构； VC=0 瞬心在A点；即AB、BC的两共线位置；拉直共线=26 ；重叠共线47+180=227 ,A,D,2,C,B,D,A,C2,B1,C1,B2,因lBC-lAB=lAB=60，故C1在B1和B2的圆弧上；,第3章 平面连杆机构,3-16：已知缝纫机踏板机构各杆长lAD=350，lCD=175mm。踏板能在水平位置上下各15摆动，求：曲柄AB和连杆BC的长度。解题思路： lAD,lCD,CD摆角已知；A、D、C1和C2点可确定； 从而lAB+lBC, lBC-lAB可求得,最后确定lAB和lBC
7、；设计步骤：取一点A，并定D点；以D为圆心，作圆； 根据CD摆角15定C1，C2点； 量取lAC1,lAC2lAB+lBC=430lBC-lAB=348,lAB=41lBC=389,15,15,第4章 凸轮机构,4-6：已知凸轮机构，R=40mm，a2=20mm，e=15，rr=20mm，试用反转法求从动件的位移曲线s-，并比较。,起始点,第4章 凸轮机构,4-7：已知偏心圆盘凸轮，R=30mm，lOA=10，求(1) 行程h，基圆半径r0；(2) 最大压力角max数值和位置。解：(1) 条件不够：e=10，标注改为A，而非O； 尖顶从动件：h= ，基圆半径r0=R-lOA=20； 平底从动件
8、：h=2lOA=20，基圆半径r0=R-lOA=20； (2) 最大压力角max数值和位置。 尖顶从动件：sinmax=(lOA+e)/R=0.667，max=41.80平底从动件：max =0；,n,v,e,R+lOA和R-lOA对应从动件最高位置和最低位置,R,lOA+e对应最大压力角,第4章 凸轮机构,4-9：已知，偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径rr=10mm，从动件运动规律：=01500时，从动件等速上升h=30mm。求：分别用图解法和解析法作直动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的轮廓曲线解： (1)图解法略 (2)解析法,x= x- rrcosy= y-rrsin,x
9、= (s0+s)sin+ ecosy = (s0+s)cos- esin,dx/d= (ds/d- e)sin+ (s0+s)cosdy/d= (ds/d- e)cos- (s0+s)sin,理论廓线,实际廓线,ds/d=30/(150/180)=11.46,第4章 凸轮机构,4-9：已知，偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径rr=10mm，从动件运动规律：=01500时，从动件等速上升h=30mm。求：分别用图解法和解析法作直动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的轮廓曲线解： (2)解析法,理论廓线,实际廓线,第5章 齿轮机构,5-30：已知，基圆半径rb=50mm。求：(1)当渐开线
10、的展角k=100时，渐开线的压力角k，向径rk和曲率半径k；(2)当rk=65mm，渐开线的压力角k数值和展角k；解：(1) k10*3.14/180=0.174；查表k=42027rk=rb/cosk=50/cos42027=67.76mm；k=rksink= 67.76*sin42027=45.73mm； (2) cosk=rb/rk=50/65=0.769；k=39.740k=tgk-k=0.138；,O,A,B,k,k,vk,rk,k,k,rb,第5章 齿轮机构,5-33：已知，标准渐开线外齿轮，齿数z=18，模数m=10mm，分度圆压力角=200。求：(1)齿顶圆及基圆上的齿厚sa，
11、sb和齿槽宽ea，eb；(2)齿顶圆上齿廓的曲率半径a；解：(1)齿顶圆齿厚： =6.8mm 分度圆半径r=mz/2=10*18/2=90mm 分度圆齿厚s=m/2=15.7mm 齿顶圆半径ra=r+ha*m=90+10=100mm 基圆半径rb=rcos=90cos200=84.57mm 齿顶圆压力角 =32.250 (2)齿顶圆上齿廓的曲率半径 a= rasina= 100*sin32.250=53.36mm,),(,cos,2,arccos,),(,2,a,a,a,a,a,a,mzinv,s,inv,r,r,r,s,s,r,r,inv,inv,r,r,r,s,s,b,b,b,a,b,a,
12、a,a,a,a,+,=,+,=,=,-,-,=,基圆齿厚：,=17.27mm,齿槽宽：ea=2ra/z-sa =28.1mm,齿槽宽：eb=2rb/z-sb=12.25mm,inv200=0.0148Inv32015=0.0681,第5章 齿轮机构,5-35：已知，无侧隙安装的标准渐开线外啮合传动，z1=19，z2=42，m=5mm，=200。求：实际啮合线的长度B1B2，基圆齿距pb和重合度a；解：实际啮合线B1B2(PB1+PB2)=24.12mmPB1B1N1-PN1rb1tga1- rb1tgz1mcos(tga1-tg)/2=11.42mmPB2B2N2-PN2rb2tga2- rb
13、2tgz2mcos(tga2-tg)/2=12.7mm基圆齿距pb=pcos=mcos=14.76mm；重合度= B1B2 /pb= 24.12/14.76=1.63,N1,N2,O1,rb1,rb2,O2,P,a2,a1,B2,ra2,ra1,B1,第5章 齿轮机构,5-37：已知，一对渐开线齿轮的基圆半径rb1=30mm，rb2=40mm，分度圆压力角=200。求：(1)如果a=80mm，=？，r1，r2=？；(2)如果a=85mm，=？，r1，r2=？；(3)两种情况下的两对节圆半径之比是否相等？为什么？解：r1=rb1/cos=31.93mm； r2=rb2/cos=42.57mm；
14、a= r1+r2=74.5mm(1) acos=acos；= arccos(acos/a)=28.960 r1=rb1/cos=34.29mm；r2= rb2/cos= 45.72mm；(2) acos=acos；= arccos(acos/a)=34.510 r1=rb1/cos=36.41mm；r2= rb2/cos=48.54mm ；(3)相等，等于传动比，渐开线齿轮传动具有可分性。,第5章 齿轮机构,5-39：已知，一对标准齿轮z1=z2=20，m=5mm，=200，ha*=1，c*=0.25。为了提高强度，将齿轮改为正变位齿轮。问：(1)若取x1=x2=0.2，a=104mm，该对齿轮能否正常工作？节圆侧隙c；(2)若取a=104mm，那么在无侧隙传动时两轮的x1和x2；解：(1) a=(z1+z2)m/2=100mm； 无侧隙中心距：acos=acos；a= acos/cos=101.83mm104mm 有侧隙(不能正常工作)实际啮合角：= arccos(acos/a)=25022rb1=rb2=0.5*mzcos=46.98mm；r1=r2=rb/cos=52mm； e=2r/z-s=9.90mm节圆侧隙c=e- s=3.46mm (2),
