1-1至1-4解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖所示。圖1.11題1-1解圖圖1.12題1-2解圖圖1.13題1-3解圖圖1.14題1-4解圖1-6解F=3n-2Pz-Pa=3×8-2×11-1=11-7解F=3n-2P?-Pa=3x8-2x11-0=21-8解F=3n-2P?-Pa=3x6-2x8-1=11-9解F=3n-2P?-Pa=3×4-2x4-2=21-10解F=3n-2Pz-Pa=3x9-2×12-2=11-11解F=3n-2P?-Pa=3x4-2x4-2=21-12解F=3n-2P-PH=3x8-2x11-1=11-13解該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件1、3的角速比為：1-14解該正切機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件3的速度為：向垂直向上。P3=Va=m1a?a?=0.2a?=2m/s1-15解要求輪1與輪2的角速度之比，首先確定輪1、輪2和機(jī)架4三個(gè)構(gòu)件的三個(gè)瞬心，即F2,,輪2與輪1的轉(zhuǎn)向相反。F=3n-2Fx-Pn=3x3-2x4-0=1所以構(gòu)件之間能產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)。b)45+120=165<100+70=170,且最短桿的鄰邊為機(jī)架，因此是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。c)60+100=160>70+62=132,不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。d)50+100=150<100+90=190,且最短桿的對邊為機(jī)架，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。能通過兩次與機(jī)架共線的位置。見圖2-15中位置ABCF和(極限情況取等號(hào));ABGECF是無限長的，故沒有過多條件限制。(3)綜合(1)、(2)兩點(diǎn)可知，圖示偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是：L+e≤Le題2-3見圖2.16。圖2.16,并帶入已知數(shù)據(jù)列方程有：因此空回行程所需時(shí)間t=Ss180-0=130-90=150=5x/6轉(zhuǎn)過的角度為180-0=130-90=150=5x/6題2-5題2-5和=10代入公式(2-3)代入公式(2-3),可知Y-=∠BCD=54T給出具體數(shù)值答案。作圖步驟如下(見圖2.18):(3)以CC?E=0=1696,CGR=90,搖桿長度3)'求最小傳動(dòng)圖2.18題2-7圖2.19解：作圖步驟如下(見圖2.19):(3)作RtARCG的外接圓，則圓周上任一點(diǎn)都可能成為曲柄中心。題2-8解：見圖2.20,作圖步驟如下：題2-9解：見圖2.21,作圖步驟如下：(1)求0,mm,5=5mm,A=160mm,5=235mm機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖2.23。題2-12解：將已知條件代入公式(2-10)可得到方程組：將該解代入公式(2-8)求解得到：又因?yàn)閷?shí)際I=l。=50m,因此每個(gè)桿件應(yīng)放大的比例尺為：,故每個(gè)桿件的實(shí)際長度是：AC=a,BC=b又由圖可知,二式平方相加得可見C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢圓。3-1解圖3.10題3-1解圖如圖3.10所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過B點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動(dòng)件在B點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)路的方向線。推程運(yùn)動(dòng)角6·如圖所示。3-2解圖3.12題3-2解圖如圖3.12所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過D點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)路的方向線。凸輪與從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角如圖所示。3-3解：從動(dòng)件在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度以及加速度方程分別為：(2)回程：等加速段等減速段為了計(jì)算從動(dòng)件速度和加速度，設(shè)a?=0.2rad/s。計(jì)算各分點(diǎn)的位移、速度以及加速度值如下：總轉(zhuǎn)角位移(mm)00加(速度mm/s0總轉(zhuǎn)角位移(mm)000-50加(速度mm/s-53.231-62.577083.333-83.333-83.33383.333總轉(zhuǎn)角240°255°270°285°位移(mm)8.4380.9380000-100-500000-83.33383.33383.33383.33383.333000根據(jù)上表作圖如下(注：為了圖形大小協(xié)調(diào)，將位移曲線沿縱軸放大了5倍。):圖3-13題3-3解圖3-4解：圖3-14題3-4圖機(jī)構(gòu)的壓力角最大。從圖3-15可知，這點(diǎn)可能在推程段的開始處或在推程的中點(diǎn)處。由圖量得在推程的開始處凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大，此時(shí)“ms=9.6°<[α]:可:可得圖3-15題3-4解圖3-5解：(1)計(jì)算從動(dòng)件的位移并對凸輪轉(zhuǎn)角求導(dǎo)2π/3<6?<x過程中，從動(dòng)件按等加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降到升程的一半。根據(jù)≤6?≤4x/3π<6<4x/34x/3<6<5n/35n/3<6≤2x5n/3<6<2π(2)計(jì)算凸輪的理論輪廓和實(shí)際輪廓本題的計(jì)算簡圖及坐標(biāo)系如圖3-16所示，由圖可知，凸輪理論輪廓上B點(diǎn)(即滾子中心)的直角坐標(biāo)為圖3-16x=(5+5)cosd-esinoy=(5+5)sinb+ecoso式中x'=x-cos9y'=y-Y,sinθ故6'y6'y49.3018.333-8.88547.421-76.070-22.42144.66825.185-69.858-34.84040.943-60.96545.36941.370-49.964-53.35629.93448.985-37.588-58.31222.347-24.684-59.94961.868-12.409-59.00266.326-1.394-56.566-8.77868.8718.392-53.041-21.13969.11048.740-33.71466.76024.833-43.87045.86261.695-38.529-56.895-32.410-66.15143.90443.123-25.30646.862-17.433獻(xiàn)圖3-17題3-5解圖圖3-18題3-6圖總轉(zhuǎn)角(°)0角位移()0總轉(zhuǎn)角()角位移(°)總轉(zhuǎn)角(°)角位移()4.6300000根據(jù)上表作圖如下：圖3-19題3-6解圖3-7解：從動(dòng)件在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為：s=h[1-cos(n[/6)]/252=h01+cos(n?/6)]/20°<1<120計(jì)算各分點(diǎn)的位移值如下：總轉(zhuǎn)角(°)0位移(mm)0總轉(zhuǎn)角(°)位移(mm)總轉(zhuǎn)角()位移(mm)000000圖3-20題3-7解圖4.5課后習(xí)題詳解4-1解分度圓直徑d?=mz?=3×19=57mmd=mz?=3×41=123mm齒頂高齒根高中心距齒頂圓直徑c=c'm=0.25×3=0.75mmd=d?+2h=123+2×3=129mm齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚、齒槽寬d=d?cosa=57cos20°=53.56mmd?=d?cosα=123cos20°=115.58mmA=p?=m=3.14×3=9.42mm4-2解由可得模數(shù)分度圓直徑d?=mz?=4×20=80mmd?=mz?=4×60=240mm4-3解由得4-4解分度圓半徑r=mz/2=5×40/2=100mm分度圓上漸開線齒廓的壓力角α=20°基圓半徑=rcosα=100×cos20°=93.97mm基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為0;壓力角為0°。齒頂圓半徑齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑A=√R-x2=√0s2-93971=4685mm齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角4-5解正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根圓直徑：d,=d-2h,=mz-25m基圓直徑d=dcosα=mzcos20°于46解中心距內(nèi)齒輪分度圓直徑d?=mz?=4×60=240mm內(nèi)齒輪齒頂圓直徑d?=d?-2h,=240-2×4=232mm內(nèi)齒輪齒根圓直徑dn=d?+2h,=240+2x125×4=250mm圖4.7題4-7解圖4-8證明如圖所示，、C兩點(diǎn)為卡腳與漸開線齒廓的切點(diǎn)，則線段ac即為漸開線的法線。根據(jù)漸開線的特性：漸開線的法線必與基圓相切，切點(diǎn)為b。再根據(jù)漸開線的特性：發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的弧長，可知：對于任一漸開線齒輪，基圓齒厚與基圓齒距均為定值，卡尺的位置不影響測量結(jié)果。圖4.8題4-8圖圖4.9題4-8解圖4-9解模數(shù)相等、壓力角相等的兩個(gè)齒輪，分度圓齒厚5=n/2相等。但是齒數(shù)多的齒輪分度圓直徑大，所以基圓直徑就大。根據(jù)漸開線的性質(zhì)，漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓小，則漸開線曲率大，基圓大，則漸開線越趨于平直。因此，齒數(shù)多的齒輪與齒數(shù)少的齒輪相比，齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚均為大值。4-10解切制變位齒輪與切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪用同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它們的模數(shù)、壓變位齒輪分度圓不變，但正變位齒輪的齒頂圓和齒根圓增大，且齒厚增大、齒槽寬變窄。因此5、螺旋角端面模數(shù)m,=m./cosβ=4/cos14.53=4.13mm端面壓力角當(dāng)量齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑d=4+2h=9504+2×4=103.04mmd?=d?+2h=40495+2×4=412.95mm齒根圓直徑dn=d?-2h,=95.04-2×125×4=85.04mm4-12解(1)若采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則標(biāo)準(zhǔn)中心距應(yīng)說明采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪傳動(dòng)有齒側(cè)間隙，傳動(dòng)不連續(xù)、傳動(dòng)精度低，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。(2)采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，因螺旋角分度圓直徑413解414解分度圓錐角齒頂圓直徑d=d?+2m.cos?=51+2×3×cos21.57°=56.58mm齒根圓直徑dn=d-2.4m.cos?=51-2.4x3xcos2157°=44mm外錐距齒頂角、齒根角根錐角當(dāng)量齒數(shù)4-15答：一對直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等，即m=m?=m、α=α?=a。一對斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，螺旋角大小相等、方向一對直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的大端模數(shù)和壓力角分別相等，即m=m?=m、圖5.6圖5.65-2解：這是一個(gè)定軸輪系，依題意有：齒條6的線速度和齒輪5'分度圓上的線速度相等；而齒輪5'的轉(zhuǎn)速和齒輪5的轉(zhuǎn)速相等，因此有：通過箭頭法判斷得到齒輪5'的轉(zhuǎn)向順時(shí)針，齒條6方向水平向右。5-3解：秒針到分針的傳遞路線為：6→5→4→3,齒輪3上帶著分針，齒輪6上帶著秒針，因此有：12,齒輪9上帶著分針，齒輪12上帶著時(shí)針，因此有：圖5.85-4解：從圖上分析這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件H為行星架。則有：時(shí)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度,方向與手柄方向相同。55解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2'為行星輪，構(gòu)件H∴5-6解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件則有：5-7解：這是由四組完全一樣的周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系，因此只需要計(jì)算一組即可。取其中一組作分析，齒輪4、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件1為行星架。這里行星輪2是惰輪，因此它的齒數(shù)Z;與傳動(dòng)比大小無關(guān)，可以自由選取。由圖知N4=0(2)又挖叉固定在齒輪上，要使其始終保持一定的方向應(yīng)有：m=0(3)圖5.125-8解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2'為行星輪，H5-9解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2'為行星輪，H圖5.145-10解：這是一個(gè)混合輪系。其中齒輪1、2、2'3、月組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2'為行星輪，H為行星架。而齒輪4和行星架H組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：5-11解：這是一個(gè)混合輪系。其中齒輪4、5、6、7和由齒輪3引出的桿件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪4、7為中心輪，齒輪5、6為行星輪，齒輪3引出的桿件為行星架H。而齒輪1、2、3組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：在周轉(zhuǎn)輪系中：在定軸輪系中：在周轉(zhuǎn)輪系中：在定軸輪系中：又因?yàn)椋篗=Mu,M,=NpM=(n-n)/4m。=(10001-10000)/4=0.25r/min,P的轉(zhuǎn)向與齒輪1和4的轉(zhuǎn)向相同。,P的轉(zhuǎn)向與齒輪1和4的轉(zhuǎn)向相反。圖5.165-12解：這是一個(gè)混合輪系。其中齒輪4、5、6和構(gòu)件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪4、6為中心輪,齒輪5為行星輪，是行星架。齒輪1、2、3組成定軸輪系。=-8.75即齒輪1和構(gòu)件H的轉(zhuǎn)向相反。5-13解：這是一個(gè)混合輪系。齒輪1、2、3、4組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，齒輪4是行星架。齒輪4、5組成定軸輪系。n=(n+n)/2在周轉(zhuǎn)輪系中：n=(n+n)/2聯(lián)立(1)、(2)兩式得到：n=4m15%=在定軸輪系中：n=0.25ng=0.25×250=62.5r/min代入(3)式，可知汽車左右輪子的速度分別為n=4n15=4×62515=50r/min,=6n/5=6x62515=75r/min5-14解：這是一個(gè)混合輪系。齒輪3、4、4′、5和行星架月組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪3、5為中心輪，齒輪4、4'為行星輪。齒輪1、2組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：依題意，指針P轉(zhuǎn)一圈即Mp=1(4)(5)可求得Z,=68圖5.195-15解：這個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)可以分解為3個(gè)輪系：由齒輪3'、4組成的定軸輪系；由蝸輪蝸桿1'和5組成的定軸輪系；以及由齒輪1、2、2'、3和構(gòu)件H組成的周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3是中心輪，齒輪4、2'為行星輪，構(gòu)件H是行星架。(1)在周轉(zhuǎn)輪系中：當(dāng)慢速吊重時(shí)，電機(jī)剎住，即m=0,此時(shí)是平面定軸輪系，故有：又因?yàn)橄鄧Ш系凝X輪模數(shù)要相等，因此有上式可以得到：z+2z?=Z故行星輪的齒數(shù)：z=(z-z)/2=(53-19)/2=17圖5.20圖5.215-17解：欲采用圖示的大傳動(dòng)比行星齒輪，則應(yīng)有下面關(guān)系成立：Z1=Zr(1)Z?=Z1-1(2)Z?=Z?+1m(z?+z?)=m?(z?+z)時(shí)，(5)式可取得最大值1.0606;當(dāng)Z1→0時(shí)，(5)式接近1,但不可能取到1。因此m?/m,的取值范圍是(1,1.06)。而標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的模數(shù)比是大于1.07的，因此，圖示的大傳動(dòng)比行星齒輪不可能兩對都采用直齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，至少有一對是采用變位齒輪。5-18解：這個(gè)輪系由幾個(gè)部分組成，蝸輪蝸桿1、2組成一個(gè)定軸輪系；蝸輪蝸桿5、4'組成一個(gè)定軸輪系；齒輪1'、5'組成一個(gè)定軸輪系，齒輪4、3、3'、2'組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪2'、4是中在周轉(zhuǎn)輪系中：在蝸輪蝸桿1、2中：在蝸輪蝸桿5、4'中：(5)式可解得：3、H組成周轉(zhuǎn)輪系，齒輪3'、4、5組成定軸輪系。在齒輪1、2、5'、月組成的周轉(zhuǎn)輪系中：由幾何條件分析得到：在齒輪1、2、2'、3、H組成的周轉(zhuǎn)輪系中：Z+Z?=Z?+Z?則z=25+25-20=30在齒輪3'、4、5組成的定軸輪系中：6-1解頂圓直徑D=mz=5×12=60mm齒高齒頂厚齒槽夾角h=0.75m=0.75×5=3.75mma=m=5mm8=60°棘爪長度L=2m=2×3.14×5=31.4mm槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間槽輪的靜止時(shí)間6-3解槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)因得槽數(shù)=和拔盤的圓銷數(shù)K之間的關(guān)系應(yīng)為：機(jī)構(gòu)類型工作特點(diǎn)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性能適用場合棘輪機(jī)構(gòu)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)變成棘輪的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，運(yùn)動(dòng)可靠，但沖擊、噪音大，運(yùn)動(dòng)精度低適用于低速、轉(zhuǎn)角不大場合，如轉(zhuǎn)位、分度以及超越等。槽輪機(jī)構(gòu)撥盤的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，效率高，傳動(dòng)較平穩(wěn)，但有柔性沖擊用于轉(zhuǎn)速不高的輕工機(jī)械中不完全齒輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化需專用設(shè)備加工，有較大沖擊用于具有特殊要求的專用機(jī)械中凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓，就能獲得預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、定位精度高，動(dòng)荷小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜可用于載荷較大的場合7-1解：(1)先求解該圖功的比例尺。區(qū)間的虧功；依次類推，直到畫完最后個(gè)封閉+矢量gd。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在cf區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功，其絕對值為：系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)：則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：因此求得：圖7.6圖7.8(2)求最大盈虧功。根據(jù)圖7.7做能量指示圖。將M-9和M"-q由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在ab區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功As。A.=(462.5-200)x/2=412.125Nm,因此有：(3)求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量。7-3解：原來安裝飛輪的軸的轉(zhuǎn)速為n=60r/min,現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n=1500γ/min,則若將飛輪安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：(2)求飛輪的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速。f=P""/P'=4000×5/2600=7.69235一個(gè)周期驅(qū)動(dòng)力矩所作的功為：一個(gè)周期阻力矩所作的功為：又時(shí)段內(nèi)驅(qū)動(dòng)力矩所做的功為：機(jī)組的平均角速度為：機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為：故飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：7-6答：本書介紹的飛輪設(shè)計(jì)方法，沒有考慮飛輪以外其他構(gòu)件動(dòng)能的變化，而實(shí)際上其他構(gòu)件都有質(zhì)量，它們的速度和動(dòng)能也在不斷變化，因而是近似的。圖7.10圖7.11由圖見一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的力矩圖有四個(gè)重復(fù)圖示，因此，可以以一個(gè)周期只有來計(jì)算。故有曲線的交點(diǎn)標(biāo)注0,的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖(圖7.11)如下：首先自向上做,表示Oa區(qū)間的盈功，A.=200×(π/8)/2=12.5nN·m;其次作ab向下表示ab區(qū)間的虧功，Au=200×(x/4)/2=25xN·m然后作向上表示bd然后作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個(gè)封閉區(qū)間，A.=200×(π/8)/2=12.5xN·m。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功Aa=25nN·m(3)求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。由課本公式7-8:A.=(400-150)x(π/4)=625?N·mA=150×(3π/4)=112.5N·m。由圖知該(3)求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。7-9答：機(jī)械有規(guī)律的，周期性的速度變化稱為周期性速度波動(dòng)。系統(tǒng)速度波動(dòng)是隨機(jī)的、不規(guī)則的，沒有一定周期的稱為非周期性速度波動(dòng)。調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)的常用方法是在機(jī)械中加上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的回轉(zhuǎn)件一—飛輪。非周期性速度波動(dòng)常用調(diào)速器調(diào)節(jié)。經(jīng)過調(diào)節(jié)后只能使主軸的速度波動(dòng)得以減小，而不能徹底根除。圖7.14圖7.15再求發(fā)動(dòng)機(jī)平均功率。一個(gè)周期內(nèi)輸出功為A'=15×4η=60π一個(gè)周期所用的時(shí)間為：因此發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率為：(2)首先求最大盈虧功Ama。0,a,b,c,o'。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并標(biāo)注"+"號(hào)或""號(hào)，然后根據(jù)各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖(圖7.15)如下：首先自○向下做,表示Oa區(qū)閉區(qū)間。A.=15×2x+20π=50πN·m,因此有：ab=0.925π,則A.=15(7+2x-0.925r)/2+20η=35.5625mAm=A=855625m則求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為8-1解：依題意該轉(zhuǎn)子的離心力大小為該轉(zhuǎn)子本身的重量為(1)將轉(zhuǎn)子放在靜平衡架上，待其靜止，這時(shí)不平衡轉(zhuǎn)子的質(zhì)心必接近于過軸心的垂線下方；(2)將轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度，然后放開，轉(zhuǎn)子緩慢回?cái)[。靜止后，在轉(zhuǎn)子上畫過軸心的鉛垂線(3)將轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度，然后放開，轉(zhuǎn)子緩慢回?cái)[。靜止后畫過軸心的鉛垂線2;(4)做線1和2的角平分線，重心就在這條直線上。8-3答：(1)兩種振動(dòng)產(chǎn)生的原因分析：主軸周期性速度波動(dòng)是由于受到周期性外力，使輸入功和輸出功之差形成周期性動(dòng)能的增減，從而使主軸呈現(xiàn)周期性速度波動(dòng)，這種波動(dòng)在運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生變化的附加作用力，使得機(jī)座產(chǎn)生振動(dòng)。而回轉(zhuǎn)體不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)是由于回轉(zhuǎn)體上的偏心質(zhì)量，在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生方向不斷變化的離心力所產(chǎn)生的。(2)從理論上來說，這兩種振動(dòng)都可以消除。對于周期性速度波動(dòng)，只要使輸入功和輸出功時(shí)時(shí)相等，就能保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)為零，徹底消除速度波動(dòng)，從而徹底消除這種機(jī)座振動(dòng)。對于回轉(zhuǎn)體不平衡使機(jī)座產(chǎn)生的振動(dòng)，只要滿足靜或動(dòng)平衡原理，也可以消除的。(3)從實(shí)踐上說，周期性速度波動(dòng)使機(jī)座產(chǎn)生的振動(dòng)是不能徹底消除的。因?yàn)閷?shí)際中不可能使輸入功和輸出功時(shí)時(shí)相等，同時(shí)如果用飛輪也只能減小速度波動(dòng)，而不能徹底消除速度波動(dòng)。因此這種振動(dòng)只能減小而不能徹底消除。對于回轉(zhuǎn)體不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)在實(shí)踐上是可以消除的。對于軸向尺寸很小的轉(zhuǎn)子，用靜平衡原理，在靜平衡機(jī)上實(shí)驗(yàn)，增加或減去平衡質(zhì)量，最后保證所有偏心質(zhì)量的離心力矢量和為零即可。對于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子，用動(dòng)平衡原理，在動(dòng)平衡機(jī)上，用雙面平衡法，保證兩個(gè)平衡基面上所有偏心質(zhì)量的離心力食量和為零即可。mr=1Skg*m解：已知的不平衡質(zhì)徑積為。設(shè)c方向的質(zhì)徑積為me'c,mr=1Skg*m2D,它們的方向沿著各自的向徑指向圓外。用作圖法求解，取μ,作圖8.7所示。由靜平衡條mr+mec+m2=0由圖8-7量得me2e=1299Kg·m,moo=0.75Kg·m8-5mn=10×0.05=0.5Kg*m方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.9所示。由靜平衡條件得：mx+mx+m+m,s+m=0,方向與水平夾角為解：(1)求質(zhì)心偏移實(shí)際就是求靜平衡時(shí)的平衡向靜，因此可以按照靜平衡條件考慮這個(gè)mn=2×0.2=0.4Kg*mm?=4×0.2=0.8Kg*mmw+mx+m?=0myu=0.5895Kg*m,則質(zhì)心偏移的距離為=0.5895/10=0.05895m=59.95mm,偏移的方(2)求左右支反力實(shí)際上就是求動(dòng)平衡時(shí)在左右支點(diǎn)所在平面所需要的平衡力。先把不平衡質(zhì)量在兩m?'=2x80/120=4/3Kg,m?'=4×Kg左支承：左支承：mγ=4/3x0.2=0267Kg*m.m?=8/3×02=0533Kgem右支承：m"7=2/3x0.2=0.133Kg*m,m;?=4/3x02=0267Kgom左支承：m+mr+m7=0,則支反力大小為則支反力大小為8-7圖8.13解：(1)先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面1和Ⅱ上分解。基面I:m"=10×(-20(40-20)=-10Kg則在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積分別為：基面I:mì=20×0.005=0.1Kg·m,方向垂直向下。基面Ⅱ:m2y=-10×0.005=-0.05Kg·m,方向垂直向上。基面I:,平衡質(zhì)徑積,方向垂直向上。m"+m"=0圖8.14則在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積分別為：方向如圖8.15(a)(b)所校核。設(shè)坐標(biāo)軸方向如圖8.15所示，用解析法校核。=2.8683×102c0s60°-2.54×10-3c0s30°+8.8392×10<cos30°=0=-2.8683×102sin120°-8.8392x10?+2.54×103sin3+4196×102sin3O°=0解：先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面I和Ⅱ上分解。m?"=10×0/3=0Kg則在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積的大小分別為：基面Ⅱ:m?"=20×2/3=40/3Kgm,"=10×3/3=10Kgm?7?=10×0.4=4Kg·mm=(20/3)×0.6=4Kgomm?"=(40/3)×0.6=8Kg*m件得：量得,方向如圖所示。基面Ⅱ:m.",+m"+m?"2+m"+m?"=0基面Ⅱ:8-10解：(1)求左右支反力實(shí)際上就是求動(dòng)平衡時(shí)在支點(diǎn)I、Ⅱ所在平面所需要的平衡力。先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面I和Ⅱ上分解。則在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積的大小分別為：基面I:基面I:方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.19(a)(b)所示。由動(dòng)平衡條件得：基面I:m+m+mar=0量得m.=0.00346Kg*m,則支反力方向如圖8.19(a)所示，大小為基面Ⅱ:m。“+m“+ma*=0,則支反力方向如圖8.19(b)所示，大小為mg'a三個(gè)質(zhì)徑積矢量和為零即可。,作圖8.19(c)(3)靜平衡之后，按照有三個(gè)偏心質(zhì)量做動(dòng)平衡計(jì)算，求取基面I和Ⅱ上的平衡力即可。同理把所有不平衡質(zhì)量在兩平衡基面基面I:I和Ⅱ上分解，然后求基面上的質(zhì)徑積，有：基面I:m+m+m+m,=0量得m=0.00596Kg●m,則支反力方向如圖8.19(d)所示，大小為量得m。"。=0.00601Kg*m,則支反力方向如圖8.19(e)所示，大小為(4)靜平衡后，兩個(gè)支座的支反力一個(gè)增大，一個(gè)減小。9-1答退火：將鋼加熱到一定溫度，并保溫到一定時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻的熱處理方法。主要用來消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度，便于切削。正火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間后，空冷或風(fēng)冷的熱處理方法。可消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工；對一般零件，也可作為最終熱處理，提高材料的機(jī)械性能。淬火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間后，浸入到淬火介質(zhì)中快速冷卻的熱處理方法。可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的內(nèi)應(yīng)力，脆性也相應(yīng)增加。淬火后一般需回火。淬火還可提高其抗腐蝕性。調(diào)質(zhì)：淬火后加高溫回火的熱處理方法。可獲得強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等均較好的綜合力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于較為重要的零件設(shè)計(jì)中。表面淬火；迅速將零件表面加熱到淬火溫度后立即噴水冷卻，使工件表層淬火的熱處理方法。主要用于中碳鋼或中碳合金鋼，以提高表層硬度和耐磨性，同時(shí)疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性都有所提高。滲碳淬火：將工件放入滲碳介質(zhì)中加熱，并保溫一定時(shí)間，使介質(zhì)中的碳滲入到鋼件中的熱處理方法。適合于低碳鋼或低碳合金鋼，可提高表層硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韌性和高塑性。牌號(hào)名稱或類型福度極限σ見服保度a題伸密6膜素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)聚素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼L6270-500傅鋼ET200灰傅供QT500-7球暴傅供7傅造錫青們3ZAISil2鑄造錯(cuò)合金49-3解查教材表9-1,Q235的屈服極限σ=235MPa查手冊GB706-88標(biāo)準(zhǔn)，14號(hào)熱軋工字鋼的截面面積A=2151.6mm2則拉斷時(shí)所所的最小拉力為9-4解查教材表9-1,45鋼的屈服極限許用應(yīng)力把夾緊力P向截面中心轉(zhuǎn)化，則有拉力M=F(a+h/2)=F×(65+50/2)=90FN·mm截面面積抗彎截面模量則最大夾緊力F=12034N應(yīng)力分布圖如圖所示角小中心距A=34mm,螺栓軸線與箱壁的最小距離T=14mm9-6解查手冊，當(dāng)圓軸d=30mm由∑Mc=0得由ZF=0得F=Fa=14.67KN由ZF,=0得F,=W-R=20-11.53=8.47KN(2)橫梁彎矩圖圖9.7題9-7解圖(3)橫梁上鉚釘組的載荷力矩水平分力Fu=Fa=14.67KN垂直分力垂直分力在每個(gè)鉚釘上產(chǎn)生的載荷力矩Mw在每個(gè)鉚釘上產(chǎn)生的載荷各力在鉚釘上的方向見圖所示根據(jù)力的合成可知，鉚釘1的載荷最大9-9解鉚釘所受最大載荷P=16.87KN校核剪切強(qiáng)度校核擠壓強(qiáng)度均合適。9-10解支承B可用鑄鐵HT200或鑄鋼ZG270-500。其結(jié)構(gòu)立體圖見圖。9-11解(1)輪齒彎曲應(yīng)力可看成是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。(2)大齒輪循環(huán)次數(shù)(3)對應(yīng)于循環(huán)總次數(shù)N提高了1.24倍。9-12答由圖5-1可見，惰輪4的輪齒是雙側(cè)受載。當(dāng)惰輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，輪齒任一側(cè)齒根處的彎曲應(yīng)力的變化規(guī)律：未進(jìn)入嚙合，應(yīng)力為零，這一側(cè)進(jìn)入嚙合時(shí)，該側(cè)齒根受拉，并逐漸達(dá)到最大拉應(yīng)力，然后退出嚙合，應(yīng)力又變?yōu)榱恪＝又硪粋?cè)進(jìn)入嚙合，該側(cè)齒根受壓，并逐漸達(dá)到最大壓應(yīng)力，當(dāng)退出嚙合時(shí)，應(yīng)力又變?yōu)榱恪Ｋ裕栎?輪齒根部的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力。9-13答在齒輪傳動(dòng)中，輪齒工作面上任一點(diǎn)所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力都是由零(該點(diǎn)未進(jìn)入嚙合)增加到一最大值(該點(diǎn)嚙合),然后又降低到零(該點(diǎn)退出嚙合),故齒面表面接觸應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。9-14解(1)若支承可以自由移動(dòng)時(shí)，軸的伸長量(2)兩支承都固定時(shí)，因軸的溫升而加在支承上的壓力9-15基孔制優(yōu)先配合為H8,試以基本尺寸為50mm繪制其公差帶圖。圖9.13題9-15解圖9-16答(1)公差帶圖見題9-16解圖。(2)均采用的是基軸制，主要是為了制造中減少加工孔用的刀具品種。圖9.15題9-16解圖時(shí)，螺紋副具有自鎖性。所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動(dòng)時(shí)，其效率必小于50%。10-2解由教材表10-1、表10-2查得螺紋升角M20×1.5,細(xì)牙，螺距P=1.