机械设计基础课后答案课件.ppt

1、部分作业参考解答部分作业参考解答?本作业解答仅供参考，错误之处敬请指正；本作业解答仅供参考，错误之处敬请指正；题题3.5 绘制机构简图绘制机构简图解：解：CBA1423定块机构定块机构题3.6 绘制机构简图解：CBA1423摇块机构题题3.7 绘制机构简图绘制机构简图解：解：CBA1423正弦机构正弦机构题3.8 计算机构自由度解：?活动构件数：n=8；?低副：PL=11；?高副：PH=1；?机构自由度：F=3?n?2 PL?PH=3?8?2?11?1=1142354678移动副局部自由度高副题3.8 计算机构自由度解：?活动构件数：n=8；?低副：PL=11；?高副：PH=1；?机构自由度：

2、F=3?n?2 PL?PH=3?8?2?11?1=1142354678移动副局部自由度高副题题3.8 计算机构自由度计算机构自由度解：解：?活动构件数：n=4；?低副：PL=4；?高副：PH=2；?机构自由度：F=3?n?2 PL?PH=3?4?2?2?2=214234虚约束局部自由度高副高副虚约束题题3.9 机构的结构分析解：?机构自由度：F=3?8?2?11=2?该机构为该机构为级机构；级机构；123级组456789级组级组题3.10(a)解：?机构自由度：F=3?5?2?7=1?机构的结构分析1)取构件1为原动件?该机构为 级机构；级组1623456题3.10(a)续2)取构件5为原动件

3、?该机构为级机构；级组6512346级组题题3.10(b)级组81542367888解：?机构自由度：机构自由度：F=3?7?2?10=1?机构的结构分析1)取构件1为原动件?该机构为该机构为级机构；级机构；级组级组级组题3.10(b)续级组8级组12365478882)取构件7为原动件?该机构为 级机构；题题3.10(b)续续级组8级组12346578882)取构件7为原动件?该机构为该机构为 级机构；?思考：取构件3为原动件为原动件补充题：求C、E点的速度vC、vE 和加速度aC、aE已知：?1=100 rad/s；机构尺寸如图示；解：(1)速度分析?速度矢量方程：方程中各矢量分析：vB=

4、0.03?100=3 m/s；CBBCvvv?vBvC的方向vCB的方向?速度图解(速度矢量多边形)：vBvCvEvCB比例尺：?v=10；?结果：见图示(单位：m/s)vB?2=vCB/lBC=2.484/0.06=41.4 rad/s?2(2)加速度分析?加速度矢量方程：方程中各矢量分析：tCBnCBBCBBCaaaaaa?aC的方向Ba的方向tCBanCBa2221m/s 30010003.0?ABnBBlaa2222m/s 84.1024.4106.0?BCnCBla其余各加速度矢量如图示：?加速度图解比例尺：?a=0.1；?结果：见图示(单位：m/s2)?aC的方向Ba的方向tCBa

5、nCBa题题4.10解：解：AC?AC”比例尺：比例尺：1:1；题4.10解：比例尺：1:1；题题4.10解：?比例尺：比例尺：1:1；?取lAB=50，在CD上任取一段长度DE；?按反转法将多边形AB1E1D和AB2E2D反转到位置3，即令DE1、DE2与DE3重合；由此得点；?过作连线，并连线的垂直平分线，由垂直平分线的交点得点C；,321BBB,3221BBBB、?由此得：143.7469.128CDBC?CDlBCl?当lAB?50时，lBC和lCD应为：CDllBCll?50 ,50ABCDABBC题题5.5?解：解：?题5.6解：比例尺：?l=1:1；题6.3(将题目中的?=144

6、1 rad/s 改为?=1.441 rad/s)解：?运动特性系数：?拨盘的运动时间t1：?槽轮运动时间t2：?槽轮间歇时间：32622622212?zzKtt?;s 907.2 36.4313112?tt2t053.2907.236.4212?ttt;s 36.4441.122 ,2 11?tt?题6.4解：?拨盘的运动时间t1：由?又由题意有：t=t1?t2；联立两式得：t=2 t2；即t2=t/2=1 s；由此得：t1=3 t2=3 s ；?拨盘的转速：n1=60/t1=60/3=20 r/min ;3162262212?zzKtt?得：1231tt?题7.16解：(1)受力分析?由扭矩

7、引起的剪力：TFFFrFrrTrFiR5.8502850285022maxmax?由载荷F引起的剪力：?最大的合成剪力：FFzFF5.02R?180095.05.8RRmax?FFFFFFR?(2)螺栓强度计算?螺栓的预紧力：取Kf=1.2，代入得：?许用应力：参考表7.5，初取S=3(M16M30)；由此得：?s=?s/S=235/3?78.3?将已知数据代入设计式：?查螺纹标准，取M20；d1=17.29，基本可满足要求；N 14400115.018002.1Rf0?mfFKF45.1743.78144003.143.101?Fd题题7.17解：(1)受力分析?由扭矩引起的剪力：由扭矩引起

8、的剪力：21007541063032maxmax?iRrTrF(2)螺栓强度计算?许用应力：?s=800?8/10=640；参考表7.4：?=?s/S?=640/2.5=256；?p=?B/Sp=800/2.5=320；?查螺纹标准得：ds=13；?螺栓剪切强度：?挤压强度：8.1541312100422s?dmFR1115132100pSp?dFR?剪切和挤压强度均满足要求；题7.18解：(1)螺栓受力分析?确定螺栓的轴向工作载荷F：?确定残余预紧力：有密封要求：?定螺栓的轴向总载荷：N 39271242005.1422?zDpzpAF70688.1)8.15.1(0?FFFN 109957

9、06839270?FFF?(3)强度计算?螺栓的许用应力：参考表7.3，?B=540 MPa，?s=320 Mpa；参考表7.5，取S=3，则可得：?=?s/S=320/3=107 Mpa；?确定螺栓直径由设计式得：?查螺栓标准：取螺栓公称直径M16，对应d1=13.835 13.04，可满足强度要求；mm 04.13107109953.143.141?Fd(4)确定螺栓分布圆直径D0?按结构要求，由图有：D0 D+2 e+2?+2 t其中?=10；t=3 6；e?14；代入得：D0 334 340；?由满足密封要求，螺栓间距l 应满足：l 7 d =112；由此得：即D0应满足：340 D0 427；427121120?lzD?et题7.21解：(1)力学模型(如图示)FT 力矩(400 F)引起的剪力；Fr 力F引起的剪力；其中：FFFFT1FT1FrFT2FT2FrFT3FrFFFFFFFTTT3580340025802400321?(2)计算螺栓的最大剪力Fmax?方案1：FFFF313r2r1r?(2)计算螺栓的最大剪力FmaxFT2FrFT3Fr?方案1：?方案2：?方案3：?比较计算结果，方案3最好；FFFF52.23125222max?FFFFFF962.1150cos313523135223max?FFFFF833.261731251max?FrFT1