机械零件设计答案

P23~P24：

2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a =100mm ，α=60°，∠ABC =90°，

v c =2m /s 。指出速度瞬心P 13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1。

解：速度瞬心P 13如图所示。

因为 v P 13= v c =l AB ·ω1

所以

s

m l v AB c /32.1731060sin /1.021==︒=

=

ω

2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，试用相对运动图解法求

构件3上D 点的速度。

解：列3B v 的矢量方程： 2323B B B B v v v += 方向： 水平 ⊥AB 铅垂 大小： ？ AB l 1ω ?

以速度比例尺v μ作右图所示矢量多边形，得： ϕωμsin 1333AB v B l pb v v =⋅==（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 =0.54m ，h =0.35m ，y =0.2m ，当ω1=10rad /s ，逆时针转功，φ1=30°时，求冲头E 的速度v E 。

解：v B =a ·ω1=0.1×10=1m /s ，方向指向左上且垂直AB

列D v 的矢量方程： DB B D v v v += 方向：⊥CD ⊥AB ⊥DB 大小： ？ √ ?

以速度比例尺v μ=0.01作下图所示矢量多边形pbd 。 列E v 的矢量方程： ED D E v v v += 方向： //CE √ ⊥DE 大小： ？ √ ?

以相同速度比例尺v μ作下图所示矢量多边形pde ，得： P 13

P 14

P 12

P 23

P 24

∞

P 24

∞

p

b 2

b 3 D

E

b

s m pe v v E /225.001.052.22=⨯=⋅=μ

（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 =3×7-2×10=1,故当以AB 为原动件时，可拆分为以下一个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。

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Ⅱ型封闭组合。

基础机构：由构件2、3、4、5、6组成的自由度为2的五杆机构 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

机构组合框图如下： II 级杆组

I 级杆组

III 级杆组

凸轮机构

五杆机构 凸轮机构

φ3 φ4

v P ω1 3

4 5

6

P115~P116：

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δ=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。

解：(1) 在一个周期，驱动力所做功等于阻力所做功，故驱动力矩为：

M ’·2π=200·2π+((3π/4-π/2)+

(π-π/2)) ·(1600-200)/2 ∴

M ’=462.5Nm (2)

448

214

/2005.4621400π

π=

=

-x x

最大盈亏功：

A max =((3π/4-π/2)+

(π-π/2-x )) ·(1600-462.5)/2=1256.33Nm

飞轮转动惯量：22

222max 15.21215

.06033

.1256900900kgm n A J =⨯⨯⨯==

πδπ

A max

O

O

M ’

x

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δ=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

：

A max =(P”-P’)×t”

×735=(4000-2600)×5×735=5.145×106Nm

飞轮转动惯量：252

26

22max 1033.71

.08010145.5900900kgm n A J ⨯=⨯⨯⨯⨯==πδπ (2) n max =n (1+δ/2)=80×1.05=84r/min n max =n (1-δ/2)=80×0.95=76r/min

(3) 在一个周期，驱动力所做功等于阻力所做功，即：

P”t” =P’T ∴ T= P”t” / P’=4000×5/2600=7.7s P129：

7-6 题7-6图所示为—钢制圆盘，盘厚mm b 50=。位置Ⅰ处有一直径mm 50=φ的通孔，

位置Ⅱ处是一质量kg G 5.02=的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上mm r 200=处制一通孔。试求此孔的直径与位置。钢的密度3/8.7cm g =ρ。

解：()kgm r b r m 076.01.0780005.0025.02/212

11=⨯⨯⨯⨯==πρφπ

kgm r G r m 1.02.05.02222=⨯== 平衡条件：02211=+-b b r m r m r m

按比例作右图，得：kgm r m b b 109.0= ︒=7.252θ （或：

kgm

r m r m r m r m r m b b 109.075cos )()(2)()(2211222211=︒

⋅-+=

A max

O O

P

t

P ” P ’

1

1r m 2

2r m b

b r m