机械原理课后答案第6章
机械原理课后全部习题答案
机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征?机器通常由哪三部分组成?各部分的功能是什么?2)、机器与机构有什么异同点?3)、什么叫构件?什么叫零件?什么叫通用零件和专用零件?试各举二个实例。
4)、设计机器时应满足哪些基本要求?试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构,都是由组合而成的。
2)、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
3)、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
4)、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6)、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
8)、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9)、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
()2)、机器的传动部分都是机构。
()3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。
()4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
()5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
()6)、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
()7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。
()2 填空题答案1)、构件 2)、构件 3)、代替机械功 4)、相对运动 5)、传递转换6)、运动制造 7)、预定终端 8)、中间环节 9)、确定有用构件3判断题答案1)、√ 2)、√ 3)、√ 4)、√ 5)、× 6)、√ 7)、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
孙恒《机械原理》(第八版)学习辅导书第6章 机械的平衡【圣才出品】
第6章 机械的平衡6.1 复习笔记本章主要介绍了刚性转子的静平衡和动平衡计算和平面机构的完全平衡和部分平衡的计算。
学习时需要重点掌握刚性转子的静平衡和动平衡计算(质径积的计算),常以计算题的形式考查,而且几乎每年必考。
除此之外,静(动)平衡条件、完全平衡、部分平衡等内容,常以选择题、填空题和判断题的形式考查,复习时需要把握其具体内容,重点记忆。
一、机械平衡的目的及内容1.机械平衡的目的(1)设法平衡构件的不平衡惯性力,以消除或减小其带来的不良影响;(2)对于利用不平衡惯性力产生的振动来工作的机械,则需研究如何合理利用不平衡惯性力。
2.机械平衡的内容(1)绕固定轴回转的构件的惯性力平衡(见表6-1-1)表6-1-1 绕固定轴回转的构件的惯性力平衡(2)机构的平衡作平面复合运动或往复移动的构件产生的惯性力无法在构件本身上找到平衡,必须研究整个机构使各运动构件惯性力的合力以及合力偶得到完全的或部分的平衡,以消除或降低最终传到机械基础上的不平衡惯性力,满足上述条件的平衡称为机械在机座上的平衡。
二、刚性转子的平衡计算(见表6-1-2)表6-1-2 刚性转子的平衡计算图6-1-1 刚性转子的平衡计算三、刚性转子的平衡实验1.静平衡实验(见表6-1-3)表6-1-3 静平衡实验2.动平衡实验试验一般需在动平衡机上进行,动平衡机的内容见表6-1-4。
表6-1-4 动平衡机3.现场平衡对于一些大型和高速转子,由于装运、蠕变、电磁场或工作温度等的影响会破坏制造期间的平衡。
若制造期间的平衡遭到破坏,可在现场直接测量机器中转子支架的振动,来确定不平衡量的大小及方位,进而进行平衡。
四、转子的许用不平衡量和许用不平衡度(见表6-1-5)表6-1-5 转子的许用不平衡量和许用不平衡度图6-1-2 许用不平衡量的分配五、平面机构的平衡。
机械原理课后答案
习题解答第一章绪论1-1 答:1 )机构是实现传递机械运动和动力的构件组合体。
如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构等。
2 )机器是在组成它的实物间进行确定的相对运动时,完成能量转换或做功的多件实物的组合体。
如电动机、内燃机、起重机、汽车等。
3 )机械是机器和机构的总称。
4 )a. 同一台机器可由一个或多个机构组成。
b. 同一个机构可以派生出多种性能、用途、外型完全不同的机器。
c. 机构可以独立存在并加以应用。
1-2 答:机构和机器,二者都是人为的实物组合体,各实物之间都具有确定的相对运动。
但后者可以实现能量的转换而前者不具备此作用。
1-3 答:1 )机构的分析:包括结构分析、运动分析、动力学分析。
2 )机构的综合:包括常用机构设计、传动系统设计。
1-4 略习题解答第二章平面机构的机构分析2-1 ~2-5 (答案略)2-6(a) 自由度F=1 (b) 自由度F=1(c) 自由度F=12-7题2 -7 图F =3 × 7 -2 × 9 -2 =12 -8a) n =7 =10 =0 F =3×7-2×10 =1b) B 局部自由度n =3 =3 =2 F=3×3 -2×3-2=1c) B 、D 局部自由度n =3 =3 =2 F=3×3 -2×3-2 =1d) D( 或C) 处为虚约束n =3 =4 F=3×3 -2×4=1e) n =5 =7 F=3×5-2×7=1f) A 、B 、C 、E 复合铰链n =7 =10 F =3×7-2×10 =1g) A 处为复合铰链n =10 =14 F =3×10 -2×14=2h) B 局部自由度n =8 =11 =1 F =3×8-2×11-1 =1i) B 、J 虚约束C 处局部自由度n =6 =8 =1 F =3×6 -2×8-1=1j) BB' 处虚约束A 、C 、D 复合铰链n =7 =10 F =3×7-2×10=1 k) C 、D 处复合铰链n=5 =6 =2F =3×5-2×6-2 =1l) n =8 =11 F =3×8-2×11 =2m) B 局部自由度I 虚约束4 杆和DG 虚约束n =6 =8 =1 F =3×6-2×8-1 =12-9a) n =3 =4 =1 F =3 × 3 -2 × 8 -1 =0 不能动。
机械原理第六章习题答案
第六章 机械的平衡习题6-5解:通孔I 的失去质量为()kg b V m 766.0105014.35078004922=⨯⨯⨯⨯===-ρπφρ,I 处失去质量等效于在I 的对称处添加了一个质量为0.766kg 的质量块,因此等效后的图为质径积分别为质量I :mm kg r m I I I .6.76100766.0=⨯==κ质量II :mm kg r m II II II .1002005.0=⨯==κ取质径积比例尺mmm kg .01.0=κμ,作质径积多边形如图示,得平衡质量的质径积为 mm kg mr .1.1091091.10=⨯==κμκ方位为与x 轴正向夹角107o 。
但现在要制一通孔,则制在反向方位即可。
孔直径大小为mm m br b m 42042.0102005014.37800101.10944463==⨯⨯⨯⨯⨯⨯===Φ--ρπκρπ 孔的方位与x 轴反向成107o 夹角。
习题6-7解:先将质量块2、3的质径积向两个平衡面上分解,令l l l l ===342312,有cm kg l l r m I .30032301532222=⨯⨯==κcm kg l l r m II .1503130153222=⨯⨯==κcm kg l l r m I .3.133********=⨯⨯==κcm kg l l r m II .7.26632202032333=⨯⨯==κ质量块1和4在平衡面I 和II 上的质径积分别为cm kg r m I .4004010111=⨯==κ,cm kg r m I .3003010444=⨯==κ取质径积的作图比例尺mmm kg .1.0=κμ,作质径积的矢量图如下可得第I 个平衡面上所需质径积为285kg.cm ,第二个平衡面上所需质径积为381kg.cm 。
平衡质量分别为kg r m I IbI 7.550285===κ,方位:与x 轴正向夹角60。
机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学(第七版)
第二章 机构的结构分析题2-11 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-11a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件,但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上,只能作为一个活动件,故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数,此简易冲床不能运动,即不能实现设计意图。
分析:因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
11(c)题2-11(d)5364(a)5325215436426(b)321讨论:增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件(相当于增加3个自由度)和1个低副(相当于引入2个约束),如图2-1(b )(c )所示,这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度,如图2-1(d )所示。
题2-12 图a 所示为一小型压力机。
图上,齿轮1与偏心轮1’为同一构件,绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽,摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中,从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时,又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
机械原理习题参考答案
机械原理课后习题参考答案机械原理课程组编武汉科技大学机械自动化学院习题参考答案第二章 机构的结构分析2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头443512解答:原机构自由度F=3⨯3- 2⨯4-1 = 0,不合理 , 改为以下几种结构均可:2-3 图2-3936为连杆;7为齿轮及偏心轮;8为机架;9为压头。
试绘制其机构运动简图,并计算其自由度。
O齿轮及偏心轮ωA齿轮及凸轮BEFDC压头机架连杆滑杆滑块摆杆滚子解答:n=7; P l =9; P h =2,F=3⨯7-2 ⨯9-2 = 12-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
解答:a) n=7; P l =9; P h =2,F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度,D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2,F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度,F 、C 处存在虚约束b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b )解答:a) n=4; P l =5; P h =1,F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3,F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。
并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。
解答:① 当未刹车时,F=3⨯6-2 ⨯8=2② 在刹车瞬时,F=3⨯5-2⨯7=1,此时构件EFG 和车轮接触成为一体,位置保持不变,可看作为机架。
③ 完全刹死以后,F=3⨯4-2⨯6=0,此时构件EFG 、HIJ 和车轮接触成为一体,位置保持不变,可看作为机架。
2-9 先计算图2-45~图2-50所示平面机构的自由度。
机械原理课后习题答案部分
第二章2-1 何谓构件何谓运动副及运动副元素运动副是如何进行分类的答:参考教材5~7页;2-2 机构运动简图有何用处它能表示出原机构哪些方面的特征答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,也可用来进行动力分析;2-3 机构具有确定运动的条件是什么当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况答:参考教材12~13页;2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项答:参考教材15~17页;2-6 在图2-22所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗为什么答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处;2-7 何谓机构的组成原理何谓基本杆组它具有什么特性如何确定基本杆组的级别及机构的级别答:参考教材18~19页;2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"“高副低代”应满足的条件是什么答:参考教材20~21页;2-11 如图所示为一简易冲床的初拟设计方案;设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴 A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的;试绘出其机构运动简图,分析其是否能实现设计意图并提出修改方案;解:1取比例尺绘制机构运动简图;2分析其是否可实现设计意图;F=3n- 2P l +P h –p’ -F’=3×3-2×4+1-0-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图;3修改方案;为了使此机构运动,应增加一个自由度;办法是:增加一个活动构件,一个低副;修改方案很多,现提供两种;※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵;其偏心轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动;当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入,并将空气从阀5中排出,从而形成真空;1试绘制其机构运动简图;2计算其自由度;解:1取比例尺作机构运动简图如图所示;2 F=3n-2p1+p h-p’-F’=3×4-2×4+0-0-1=12-14 解:1绘制机构运动简图1)绘制机构运动简图F=3n-2P l +P h –p’-F’=3×5-2×7+0-0-0=12)弯曲90o 时的机构运动简图※2-15试绘制所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图以手掌8作为相对固定的机架,井计算自由度;解:1取比倒尺肌作机构运动简图;2计算自由度1⨯=-F210⨯73=2-17 计算如图所示各机构的自由度;aF=3n- 2P l +P h–p’-F’=3×4-2×5+1 -0-0=1A处为复合铰链bF=3n-2P l +P h–p’-F’=3×7-2×8+2-0-2=12、4处存在局部自由度cp’= 2P l ’+P h ’-3n’=2×10+0-3×6=2,F=3n-2P l +P h–p’-F’=3×11-2×17+0-2-0=1C、F、K 处存在复合铰链,重复部分引入虚约束※2-21图示为一收放式折叠支架机构;该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板1’和括动台板5’上.两者在D处铰接,使活动台板能相对于固定台极转动;又通过件1,2,3,4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作;在图示位置时,虽在活动台板上放有较重的重物.活动台板也不会自动收起,必须沿箭头方向推动件2,使铰链B,D重合时.活动台板才可收起如图中双点划线所示;现已知机构尺寸l AB=l AD=90 mm;l BC=l CD=25 mm,其余尺寸见图;试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度;解:F=3n-2p1+p b-p’-F’=3×5-2×6+1-0-1=12-23 图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组;有如在该机构中改选EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同;解:1计算自由度F=3n-2P l +P h–p’-F’=3×7-2×10+0-0-0=12拆组3EG 为原动件,拆组2-24 试计算如图所示平面高副机构的自由度,并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组;1、解:1计算自由度F=3n-2P l +P h –p ’-F ’=3×5-2×6+1-0-1=12从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副如图2所示 3高副低代如图3所示 4拆组如图4所示 2、解:1计算自由度F=3n-2P l +P h –p ’-F ’=3×-2×9+1-0-1=12从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副如图b 所示 3高副低代如图c 所示 4拆组如图d 所示第三章3—1 何谓速度瞬心相对瞬心与绝对瞬心有何异同点 答:参考教材30~31页;3—2 何谓三心定理何种情况下的瞬心需用三心定理来确定 答:参考教材31页;※3-3机构中,设已知构件的尺寸及点B 的速度v B 即速度矢量pb,试作出各机构在图示位置时的速度多边形;※3-4 试判断在图示的两机构中.B 点足否都存在哥氏加速度又在何位置哥氏加速度为零怍出相应的III 级组II 级组II 级组II 级组机构位置图;并思考下列问题;1什么条件下存在氏加速度2根椐上一条.请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出;3图 a 中,a kB2B3=2ω2v B2B3对吗为什么;解:1图 a 存在哥氏加速度,图 b 不存在;2由于a kB2B3==2ω2v B2B3故ω3,v B2B3中只要有一项为零,则哥氏加速度为零;图 a 中B 点到达最高和最低点时构件1,3.4重合,此时v B2B3=0,当构件1与构件3相互垂直.即_f=;点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0.故在此四个位置无哥氏加速度;图 b 中无论在什么位置都有ω2=ω3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零; 3对;因为ω3≡ω2;3-5 在图示的曲柄滑块机构中,已知mm l mm l mm l mm l DE BD A AB 40,50,100,30C ====,曲柄以等角速度s rad /101=ω回转,试用图解法求机构在︒=451ϕ位置时,点D 、E 的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度;解:1以选定的比例尺l μ作机构运动简图(2)速度分析AB)(m/s 3.01⊥==AB B l v ωBCBCv v v v v C C C B C B C //32322⊥∨∨+=+=?方向:?0?大小:?根据速度影像原理,作BC BD bc bd //2=求得点d,连接pd;根据速度影像原理,作BDE bde ∆≈∆求得点e,连接pe,由图可知)(/r 2/m/s,175.0m/s,173.0,m/s 23.0223232顺时针s ad l bc c c v pe v pd v BC v v C C v E v D ========μωμμμ (3)加速度分析A)(B m/s 3221→==AB B l a ω根据速度影像原理作BC BD c b d b /''/''2=求得点'd ,连接''d p ;根据速度影像原理,作BDE e d b ∆≈'''∆求得点e ',连接e p '',由图可知)(/36.8//,m/s 8.2'',m/s 64.2''2'2'22222顺时针s rad l c n l a e p a d p a BC a BC B C a E a D =======μαμμτ 3-6 在图示机构中,设已知各构件的尺寸,原动件1以等角速度1ω顺时针方向转动,试用图解法求机构在图示位置时构件3上C 点速度和加速度比例尺任选;abc3-7 在图示机构中,已知mm l mm l mm l mm l mm l BC CD EF A AE 50,75,35,40,70B =====,曲柄以等角速度s rad /101=ω回转,试用图解法求机构在︒=501ϕ位置时,C 点的速度c v 和加速度c a ; 解:1以选定的比例尺l μ作机构运动简图;速度分析m/s 72.0m/s,4.01111====AF F AB B l v l v ωω AFAF EFv v v v F F F F F //15145⊥⊥∨+==方向:大小:v d 用速度影响法求2速度分析CD ED v v v CDD C ⊥⊥∨+=方向:大小: BC AB v v v CBB C ⊥⊥∨+=方向:大小:3加速度分析)(m/s 2.7A),(B m/s 42211221A F l a l a AF F AB B →==→==ωω AFA F v a a a a a F F rF F k F F F F F ///21511515145→→∨++==方向:大小:ω EFEF l a a a a a EFEF n E F E F F ⊥→++==方向:大小:2444450ωτa d 用加速度影像法求CD D C l a a a a CDCDnCD D C ⊥→∨∨++=方向:大小:23ωτ CBB C l a a a a CB CBnCB B C ⊥→∨∨++=方向:大小:22ωτ 2m/s 3''=⋅=a C c p a μ3-8 在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度s rad /101=ω转动,凸轮为一偏心圆,其半径︒====90,50,15,251B ϕmm l mm l mm R AD A ;试用图解法求构件2的角速度2ω和角加速度2α; 解:1以选定的比例尺l μ作机构运动简图;2速度分析:将机构进行高副低代,其替代机构如图b 所示;m/s 15.0141===AB B B l v v ωCDAB BD v v v B B B B //4242⊥⊥∨+=方向:大小:??)(/3.2//222逆时针s rad l pb l v BD v BD B ===μω3加速度分析A)m/s(B 5.12141→===AB B B l a a ω其中,)(顺时针222222222242242rad/s 9.143/''/,m/s 286.0,m/s 746.02=======BD a BD D B BD n D B B B k B B l b n l a l a v a μαωωτ 3-11 试求图示机构在图示位置时的全部瞬心; 解:a 总瞬心数:4×3/2=6对P 13:P 12、P 23、P 13在同一直线上, P 14、P 34、P 13在同一直线上 对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上 d 总瞬心数:4×3/2=6对P 13:P 12、P 23、P 13在同一直线上, P 14、P 34、P 13在同一直线上 对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上※3-12 标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3; 解:1瞬新的数目:K=NN-1/2=66-1/2=152)为求ω1/ω3需求3个瞬心P 16、P 36、P 13的位置,3)ω1/ω3= P 36P 13/P 16P 13=DK/AK,由构件1、3在K 点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向;3-13 在图示四杆机构中,s rad mm l mm l CD AB /10,90,602===ω,试用瞬心法求:1当︒=165ϕ时点C 的速度C v ;当︒=165ϕ时构件3的BC 线上或其延长线上速度最小的一点E 的位置及其速度大小;3当0=C v 时ϕ角之值有两解;解:1以选定的比例尺l μ作机构运动简图(2)因P 24为构件2、4的顺心,则m/s 4.0rad/s 5.4424242242424=⋅==⋅=⋅=CD C D P A P l v DP AP l l ωωωω,对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上(3)因构件3的BC 线上速度最小的点到绝对瞬心P 13的距离最近,故从P 13作BC 线的垂线交于E 点; 对P 13:P 12、P 23、P 13在同一直线上, P 14、P 34、P 13在同一直线上,故m/s 357.0131321313133313=⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅=E P B P l E P u B P v E P l v ABl l B l E P E ωμμωω(4)若0=C v ,则04=ω,DP AP l l DP A P 24242242424⋅=⋅=ωωω若024=A P ,则P 24与P 12重合,对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上 若024=A P ,则A 、B 、C 三点共线;︒=⋅-++︒=︒=⋅-+=6.226)2arccos(1804.26)2arccos(22222221212211ADAC D C AD AC AD AC D C AD AC ϕϕ, ※3-15 在图示的牛头刨机构中,l AB =200 mnl,l CD =960 mm,l DE =160 mm, h=800mm,h 1=360mm,h 2=120mm;设曲柄以等角速度ω1=5 rad /s .逆时针方向回转.试以图解法求机构在φ1=135o 位置时.刨头点的速度v C ;sm AP v v P P P l p c l /24.1,,)2(151********===μωμ出瞬心利用顺心多边形依次定所示作机构运动简图,如图(1)以:解。
机械原理课后习题答案
inva )
=6.8mm
分度圆半径r=mz/2=10*18/2=90mm
齿槽宽:ea=2π ra/z-sa
分度圆齿厚s=π m/2=15.7mm
=28.1mm
齿顶圆半径ra=r+ha*m=90+10=100mm
基圆半径rb=rcosα=90cos200=84.57mm
inv200=0.0148
齿顶圆压力角
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
从而lAB+lBC, lBC-lAB可求得,最后确定lAB和lBC; 设计步骤:
①取一点A,并定D点; ②以D为圆心,作圆; 根据CD摆角15°定C1,C2点; ③ 量取lAC1,lAC2
lAB+lBC=430 lBC-lAB=348
C2 15° 15°C1
B A
lAB=41
A
B1
D
lBC=389
B2
虚约束
局部自由度
复合铰链
a)
b)
c)
d)
机械原理 作业
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;Ⅱ级 b) F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1;Ⅲ级
机械原理课后答案第六章作业PPT教学课件
2)解析法:(m1r1)Ⅰ+(m2r2)Ⅰ+(m3r3)Ⅰ+(m4r4)Ⅰ+(mbrb)Ⅰ=0 (m1r1)Ⅰ=m1r1=400kg·cm (m2r2)Ⅰ=m2r2(l23+l34)/l=kg·cm (m3r3)Ⅰ=m3r3 l34/l=133.3kg·cm (m4r4)Ⅰ=0
ΣFx=0:400cos120°+300cos240°+133.3cos300°+(mbrb)Ⅰx =0 ΣFy=0:400sin120°+ 300sin240°+133.3sin300°+ (mbrb)Ⅰy =0
取μW=10kg·cm/mm作矢量多边形,图b;
则:(mbrb)Ⅰ=WbⅠ ·μW=28×10=280(kg·cm)
∴
2020/12/11
mbⅠ =5.6kg
量取θbⅠ = 6°
4
(m1r1)Ⅱ+(m2r2)Ⅱ+(m3r3)Ⅱ+(m4r4)Ⅱ+(mbrb)Ⅱ=0
(m1r1)Ⅱ=0
(m2r2)Ⅱ=m2r2l12/l=150kg·cm
m1r1 =76.6kg·mm,m2r2 =100kg·mm;
1)图解法:取μW=2kg·mm/mm作矢量多边形;
则:mbrb =Wb·μW=55×2=110(kg·mm) ∴ mb = 0.55kg
mb =πd2/4 · b ·γ
∴ d2=0240/212./211mm 量取θb = 252.7°
(mbrb)y = -(76.6 sin135°+ 100sin30°) = -104.16
∴ mbrb= [(mbrb)x2+ (mbrb)y2 ]1/2 109.09/200= 0.545(kg)
郑文纬《机械原理》配套题库【课后习题】(轮系及其设计)【圣才出品】
第6章轮系及其设计一、思考题思6-1 轮系如何分类?周转轮系又可作几种分类?具体如何分法?答:(1)轮系根据各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否固定可分为:①定轴轮系,各个齿轮的轴线固定;②周转轮系,至少有一个齿轮的轴线不固定。
(2)周转轮系根据自由度的不同,可分为两类:①行星轮系,自由度为1;②差动轮系,自由度为2。
思6-2 如何计算周转轮系的传动比?何谓周转轮系的转化机构?是不是周转轮系中A、B两轮的传动比?为什么?如何确定周转轮系输出轴的回转方向?答:(1)假想周转轮系的系杆固定,即给周转轮系附加一个使周转轮系转化为一个定轴轮系,通过计算定轴轮系的传动比,间接计算周转轮系中各个齿轮之间的关系。
(2)经加上附加转动后所得的机构称为原周转轮系的转化机构。
(3)不是周转轮系中A、B两轮的传动比,因为它表示A、B在转化机构中的传动比,即。
(4)周转轮系输出轴的回转方向是通过计算确定的。
思6-3 怎样从一个复合轮系中区分哪些构件组成一个周转轮系?哪些构件组成一个定轴轮系?怎样求复合轮系的传动比?答:(1)从一个复合轮系中区分周转轮系的方法如下:先找行星轮,即找出那些绕另一几何轴线转动的齿轮,那么支持行星轮的构件就是行星架。
然后循行星轮与其他齿轮啮合的线索找到两个中心轮(有时也可能只有一个中心轮),则这些行星轮、中心轮、行星架及机架便组成一个周转轮系。
(2)几个轴线固定的齿轮组成一个定轴轮系。
区分定轴轮系的方法:如果一系列互相啮合的齿轮的几何轴线都是不动的,那么这些齿轮和机架便组成一个定轴轮系。
(3)求复合轮系传动比方法:首先分清它包含哪些轮系,然后应用有关公式分别列出传动比计算式,找出各轮系之间联接构件的运动关系式,最后将上述传动比计算式及联接构件关系式联立求解,进而求出复合轮系的传动比。
思6-4 空间齿轮所组成的定轴轮系的输出轴转向如何确定?其传动比有无正负号?如何求空间齿轮所组成的周转轮系的传动比?如何确定其输出轴的转动方向?答:空间齿轮所组成的定轴轮系的输出轴转向通过画箭头的方向确定;在计算传动比时,没有正负号。
华科大版机械原理课后习题答案—第五六七章作业
华科大机械原理课后习题答案第五、六、七章作业5-2. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数 z1=28, z2=15,z2’=15, z3=35, z5’=1, z6=100,被切蜗轮的齿数为60,滚刀为单头.试确定齿数比z3’/z5和滚刀的旋向.(说明:用滚刀切制蜗轮相当于蜗杆蜗轮传动.)解: 以1轮为主动轮,方向如图所示,可得蜗轮6的旋向,进而得滚刀的旋向.依题意可得, i41i46;应有:解之,得5-5. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数 z1=60, z2=z2’=30, z3=z3’=40, z4=120, 轮1的转速n1=30r/min(转向如图所示).试求转臂H的转速n h.解:图中的周转齿轮系,其转化轮系的传动比的计算公式为i H14由此可解得: (负号表示与n 1反向) ;5-8. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数 z 1=20, z 2=40, z 3=20, z 4=80, z 4’=60, z 5=50,z 5’=55, z 6=65, z 6’=1, z 7=60, 轮1、3的转速n 1=n 3=3000r/min(转向如图所示). 试求转速n 7. 解:依题意, n 2i 34对于周围齿轮系4’-5-5’-6; 此转化轮系的传动比计算公式为: i H36;由此解出(负号表示与n 2反向);进而 n 7=;在如图所示齿轮系中,已知各轮齿数1z =20,2z =40,3z =35,'3z =30,''3z =1, 4z =20,5z =75,'5z =80,6z =30,7z =90,8z =30,9z =20,10z =50,轮1的转速1n =100r/min,试求轮10的转速10n 。
解:1n =100 则2n =211n =50r/min在3-4-5-2中,Hn 35=352523z zn n n n -=--在3’-5-5’-6-7中 '37575'37'3z zn n n n n H -=--=在5’-7-8-9中 '5979'59'57z z n n n n n H -=--=又因为''3'33n n n ==解上述方程可得''3'33n n n ===18110000所以10n =181200第六章六角自动车床的六角头外槽轮机构中,已知槽轮的槽数Z=6,一个循环中槽轮的静止时间'2t =5/6S,静止时间是运动时间的2倍,试求:(1) 槽轮机构的运动系数τ; (2) 所需的圆销数K 。
机械原理课后习题答案
《机械原理》课后习题答案第2章(P27)2-2 计算下列机构的自由度,如遇有复合铰链、局部自由度、虚约束等加以说明。
(a)n=3,p l=3 F=3*3-2*3=3(b)n=3,p l=3,p h=2 F=3*3-2*3-2=1 (B处有局部自由度)(c)n=7,p l=10 F=3*7-2*10=1(d)n=4,p l=4,p h=2 F=3*4-2*4-2=2 (A处有复合铰链)(e)n=3,p l=4 F=3*3-2*4=1 (A或D处有虚约束)(f)n=3,p l=4 F=3*3-2*4=1 (构件4和转动副E、F引入虚约束)(g)n=3,p l=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 (有公共约束)(h)n=9,p l=12,p h=2 F=3*9-2*12-2=1 (M处有复合铰链,C处有局部自由度)2-3 计算下列机构的自由度,拆杆组并确定机构的级别。
(a)n=5,p l=7 F=3*5-2*7=1由于组成该机构的基本杆组的最高级别为Ⅱ级杆组,故此机构为Ⅱ级机构。
(b)n=5,p l=7 F=3*5-2*7=1此机构为Ⅱ级机构。
(c)n=5,p l=7 F=3*5-2*7=1拆分时只须将主动件拆下,其它构件组成一个Ⅲ级杆组,故此机构为Ⅲ级机构。
2-4 验算下列运动链的运动是否确定,并提出具有确定运动的修改方案。
(a)n=3,p l=4,p h=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示:(b)n=4,p l=6 F=3*4-2*6=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示:或第3章(P42)3-2 下列机构中,已知机构尺寸,求在图示位置时的所有瞬心。
(a)(b)(c)(a) v3=v P13=ω1P14P13μl3-6 在图示齿轮连杆机构中,三个圆互作纯滚,试利用相对瞬心P13来讨论轮1与轮3的传动比i13。
第5章(P80)5-2 一铰接四杆机构(2)机构的两极限位置如下图:(3)传动角最大和最小位置如下图:5-3题略解:若使其成为曲柄摇杆机构,则最短杆必为连架杆,即a 为最短杆。
机械原理课后全部习题解答
机械原理课后全部习题解答文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《机械原理》习题解答机械工程学院目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么2)、机器与机构有什么异同点3)、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。
4)、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构,都是由组合而成的。
2)、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
3)、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
4)、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6)、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
8)、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9)、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
()2)、机器的传动部分都是机构。
()3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。
()4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
()5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
()6)、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
()7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。
()2 填空题答案1)、构件 2)、构件 3)、代替机械功 4)、相对运动 5)、传递转换6)、运动制造 7)、预定终端 8)、中间环节 9)、确定有用构件3判断题答案1)、√ 2)、√ 3)、√ 4)、√ 5)、× 6)、√ 7)、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
机械原理孙恒课后答案
机械原理孙恒课后答案【篇一:机械原理(第七版) 孙桓主编第7章】ss=txt>1.设某机器的等效转动惯量为常数,则该机器作匀速稳定运转的条件是,作变速稳定运转的条件是。
2.机器中安装飞轮的原因,一般是为了,同时还可获得的效果。
3.在机器的稳定运转时期,机器主轴的转速可有两种不同情况,即稳定运转,在前一种情况,机器主轴速度是,在后一种情况,机器主轴速度是。
4.机器中安装飞轮的目的是和。
7.机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的,因而它的数值除了与各构件本身的质量(转动惯量)有关外,还与。
8.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据则进行转化的,等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的。
9.机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据的原则进行转化的,因而它的数值除了与原作用力(矩)的大小有关外,还与有关。
10.若机器处于起动(开车)阶段,则机器的功能关系应是,机器主轴转速的变化情况将是。
11.若机器处于停车阶段,则机器的功能关系应是,机器主轴转速的变化情况将是。
12.用飞轮进行调速时,若其它条件不变,则要求的速度不均匀系数越小,飞轮的转动惯量将越,在满足同样的速度不均匀系数条件下,为了减小飞轮的转动惯量,应将飞轮安装在轴上。
13.当机器运转时,由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏,引起机器运转速度的变化,称为,为了重新达到稳定运转,需要采用来调节。
14.在机器稳定运转的一个运动循环中,运动构件的重力作功等于因为。
15.机器运转时的速度波动有速度波动两种,前者采用,后者采用进行调节。
16.若机器处于变速稳定运转时期,机器的功能特征应有,它的运动特征是。
17.当机器中仅包含机构时,等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是常量,若机器中包含机构时,等效质量(转动惯量)是机构位置的函数。
18.设作用于机器从动件上的外力(矩)为常量,且当机器中仅包含机构时,等效到主动件上的等效动力学模型中的等效力(矩)亦是常量,若机器中包含机构时,等效力(矩)将是机构位置的函数。
机械原理第6章 例题精选及答题技巧
第六章 例题精选及答题技巧例5-1 某传动装置如例5-1图所示,已知:1z =60,2z =48,'2z =80,3z =120,'3z =60,4z =40,蜗杆'4z =2(右旋),涡轮5z =80,齿轮'5z =65,模数m=5 mm 。
主动轮1的转速为1n =240 r/min ,转向如图所示。
试求齿条6的移动速度6v 的大小和方向。
例5-1图解题要点:这是一个由圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条所组成的定轴轮系。
解:为了求齿条6的移动速度6v 的大小,需要首先求出齿轮5'的转动角速度'5ω。
因此首先计算传动比15i 的大小: 322608060804012048432154325115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==='''z z z z z z z z n n i ===='3224015155i n n n 7.5 r/min 605.7260255⨯==''ππωn =0.785 rad/s 齿条6的移动速度等于齿轮5'的分度圆线速度,即:785.0655212155556⨯⨯⨯===''''ωωmz r v =127.6 mm/s 齿条6的运动方向采用画箭头的方法确定如例5-1图所示。
例5-2 如例5-2图所示,已知各轮齿数为1z 、2z 、3z 、4z 、5z 、6z ,1z 为主动件,转向如图箭头所示,试求:1. 传动比?/11==H H i ωω(列出表达式);2. 若已知各轮齿数1z =2z =4z =5z =20,3z =40,6z =60,求H i 1的大小及转向。
图 5-2解题要点:如例5-2图所示,从结构上看,此轮系由两部分组成,齿轮1、齿轮2、齿轮3组成定轴轮系,齿轮4、5、6及系杆H 组成行星轮系,二者之间属串联关系。
齿轮3和齿轮4属同一构件。
机械课后习题答案第6章习题及解答
第6章习题6.1机械为什么会产生速度波动?它有何危害?答:实际上,机械原动件的运动规律是由其各构件的质量、转动惯量和作用于其上的驱动力与阻抗力等因素而决定的,因而在一般情况下,原动件的速度和加速度是随时间而变化,机械在运动过程中会出现速度波动。
这种速度波动,会导致在运动副中产生附加的动压力,并一起机械的振动,从而降低机械的寿命、效率和工作质量。
6.2周期性速度波动应如何调节?它能否调节为恒稳定运转?为什么?答:在机械中安装一个具有很大转动惯量的回转构件——飞轮来调节周期性速度波动。
飞轮能够调速,是利用了它的储能作用。
由于飞轮转动惯量不可能为无穷大,而平均转速和最大盈亏功又都是有限值,所以安装飞轮后机械运转的速度仍有周期波动,只是波动的幅度减小而已。
6.3为什么在机械中安装飞轮就可以调节周期性速度波动?通常都将飞轮安装在高速轴上是什么原因?答:由于飞轮具有很大的转动惯量,因而要使其转速发生变化,就需要较大的能量,当机械出现盈功时,飞轮的角速度只作微小上升,即可将多余的能量吸收储存起来;当机械出现亏功时,机械运转速度减慢,飞轮又可将其储存的能量释放,以弥补能量的不足,而其角速度只作小幅度的下降。
当最大盈亏功与速度不均匀系数相同时,飞轮转动惯量与其轴的转速的平方值成反比,所以为减少飞轮的转动惯量,最好将飞轮安装在机械的高速轴上。
6.4非周期性速度波动应如何调节?为什么利用飞轮不能调节非周期性速度波动?答:机械运转的速度出现非周期性的波动,若长时间内驱动力矩大于阻抗力矩,机械将越转越快,甚至可能出现“飞车”现象,从而使机械遭到破坏;反之,若驱动力矩小于阻抗力矩,则机械会越转越慢,最后将停止不动。
飞轮只能延缓机械遭到破坏或停止不动,不能使驱动力矩和阻抗力矩恢复平衡关系。
对非周期性的速度波动进行调节,方法必须可以使机械重新回复稳定运转。
主要采取的方法是安装调速器。
6.5在什么条件下需要进行转动构件的静平衡?使转动构件达到静平衡的条件是什么?答:对于轴向尺寸很小的回转件(D/b>5,圆盘直径为D,其宽度为b),其质量的分布可以近似地认为在同一回转面内。
机械原理最全课后习题答案
第二章 平面机构的结构分析题2-1 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件,但齿轮1和凸轮2是固装在轴A上,只能作为一个活动件,故3=n3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数,此简易冲床不能运动,即不能实现设计意图。
分析:因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。
1(c)题2-154364(a)53221讨论:增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件(相当于增加3个自由度)和1个低副(相当于引入2个约束),如图2-1(b )(c )所示,这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度,如图2-1(d)所示。
题2-2 图a所示为一小型压力机。
图上,齿轮1与偏心轮1’为同一构件,绕固定轴心O连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽,摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中,从而使摆杆4绕C轴上下摆动。
同时,又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图,并计算自由度。
机械原理课后答案第6章
第6章作业6—1什么是静平衡?什么是动平衡?各至少需要几个平衡平面?静平衡、动平衡的力学条件各是什么?6—2动平衡的构件一定是静平衡的,反之亦然,对吗?为什么?在图示(a)(b)两根曲轴中,设各曲拐的偏心质径积均相等,且各曲拐均在同一轴平面上。
试说明两者各处于何种平衡状态?答:动平衡的构件一定是静平衡的,反之不一定。
因各偏心质量产生的合惯性力为零时,合惯性力偶不一定为零。
(a)图处于动平衡状态,(b)图处于静平衡状态。
6一3既然动平衡的构件一定是静平衡的,为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡?6—4为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡,而必须在基座上平衡?机构在基座上平衡的实质是什么?答由于机构中作往复运动的构件不论其质量如何分布,质心和加速度瞬心总是随着机械的运动周期各沿一条封闭曲线循环变化的,因此不可能在一个构件的内部通过调整其质量分布而达到平衡,但就整个机构而言.各构件产生的惯性力可合成为通过机构质心的的总惯性力和总惯性力偶矩,这个总惯性力和总惯性力偶矩全部由机座承受,所以必须在机座上平衡。
机构在基座上平衡的实质是平衡机构质心的总惯性力,同时平衡作用在基座上的总惯性力偶矩、驱动力矩和阻力矩。
6—5图示为一钢制圆盘,盘厚b=50 mm。
位置I处有一直径φ=50 inm的通孔,位置Ⅱ处有一质量m2=0.5 kg的重块。
为了使圆盘平衡,拟在圆盘上r=200 mm处制一通孔,试求此孔的直径与位置。
(钢的密度ρ=7.8 g/em3。
)解根据静平衡条件有:m1r I+m2rⅡ+m b r b=0m2rⅡ=0.5×20=10 kg.cmm1r1=ρ×(π/4) ×φ2×b×r1=7.8 ×10-3×(π/4)×52×5 ×l0=7.66 kg.cm取μW=4(kg.cm)/cm,作质径积矢量多边形如图所示,所添质量为:m b=μw w b/r=4×2.7/20=0.54 kg,θb=72º,可在相反方向挖一通孔其直径为:6—6图示为一风扇叶轮。
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第6章作业
6—1什么是静平衡?什么是动平衡?各至少需要几个平衡平面?静平衡、动平衡的力学条件各是什么?
6—2动平衡的构件一定是静平衡的,反之亦然,对吗?为什么?在图示(a)(b)两根曲轴中,设各曲拐的偏心质径积均相等,且各曲拐均在同一轴平面上。
试说明两者各处于何种平衡状态?
答:动平衡的构件一定是静平衡的,反之不一定。
因各偏心质量产生的合惯性力为零时,合惯性力偶不一定为零。
(a)图处于动平衡状态,(b)图处于静平衡状态。
6一3既然动平衡的构件一定是静平衡的,为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡?
6—4为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡,而必须在基座上平衡?机构在基座上平衡的实质是什么?
答由于机构中作往复运动的构件不论其质量如何分布,质心和加速度瞬心总是随着机械的运动周期各沿一条封闭曲线循环变化的,因此不可能在一个构件的内部通过调整其质量分布而达到平衡,但就整个机构而言.各构件产生的惯性力可合成为通过机构质心的的总惯性力和总惯性力偶矩,这个总惯性力和总惯性力偶矩全部由机座承受,所以必须在机座上平衡。
机构在基座上平衡的实质是平衡机构质心的总惯性力,同时平衡作用在基座上的总惯性力偶矩、驱动力矩和阻力矩。
6—5图示为一钢制圆盘,盘厚b=50 mm。
位置I处有一直径φ=50 inm的通孔,位置Ⅱ处有一质量m2=0.5 kg的重块。
为了使圆盘平衡,拟在圆盘上r=200 mm处制一通孔,试求此孔的直径与位置。
(钢的密度ρ=7.8 g/em3。
)
解根据静平衡条件有:
m1r I+m2rⅡ+m b r b=0
m2rⅡ=0.5×20=10 kg.cm
m1r1=ρ×(π/4) ×φ2×b×r1=7.8 ×10-3×(π/4)×52×5 ×l0=7.66 kg.cm
取μW=4(kg.cm)/cm,作质径积矢量多边形如图所示,所添质量为:
m b=μw w b/r=4×2.7/20=0.54 kg,θb=72º,可在相反方向挖一通孔其直径为:
6—6图示为一风扇叶轮。
已知其各偏心质量为m 1=2m 2=600 g ,其矢径大小为r 1=r 2=200 mm ,
方位如图。
今欲对此叶轮进行静平衡,试求所需的平衡质量的大小及方位(取r b =200 mm)。
(注:平衡质量只能加在叶片上,必要时可将平衡质量分解到相邻的两个叶片上。
)
解 根据静平衡条件有:
m 1r 1+m 2r 2+m b r b =0
m 1r 1=0.6×20=1 2 kg.cm
m 2r 2=0.3×20=6 kg.cm
取μW =4(kg.cm)/cm 作质径积矢量多边形如图
m b =μW W b /r=4×2.4/20=0.48 kg ,θb =45º
分解到相邻两个叶片的对称轴上
2sin 450.39sin(180454530)b m m kg =
=---o o o o o 3sin(4530)0.58sin 60b m m kg =+=o o o 6—7在图示的转子中,已知各偏心质量m 1=10 kg ,m 2=15 k ,m 3=20 kg ,m 4=10 kg 它们的回转半径大小分别为r 1=40cm ,r 2=r 4=30cm ,r 3=20cm ,方位如图所示。
若置于平衡基面I 及Ⅱ中的平衡质量m bI 及m b Ⅱ的回转半径均为50cm ,试求m bI 及m b Ⅱ的大小和方位(l 12=l 23=l 34)。