机械设计基础答案(杨可桢)

机械设计基础答案(杨可桢) 课后习题答案 前五章

The answer of schoolwork of MECHINE THEORY AND DESIGN

(Just for reference)

教 材：杨可桢（第五版）

教 师：邓 嵘

时 间：200809~200811

机械设计基础答案(杨可桢) 课后习题答案 前五章

目录

Chapter 1 ........................................................................................................................ 1 Chapter 2 ........................................................................................................................ 4

2-1 .................................................................................................................. 4 2-2 .................................................................................................................. 4 2-3 .................................................................................................................. 5 2-4 .................................................................................................................. 5 2-5 .................................................................................................................. 6 2-7 .................................................................................................................. 6 2-10 ................................................................................................................ 6 2-13 ................................................................................................................ 6

Chapter3 ......................................................................................................................... 7

3-1 .................................................................................................................. 7 3-2 .................................................................................................................. 7 3-4（简单，略） .......................................................................................... 7

Chapter4 ......................................................................................................................... 8

4-1 .................................................................................................................. 8 4-2 .................................................................................................................. 8 4-3 .................................................................................................................. 8 4-4 .................................................................................................................. 8 4-5 .................................................................................................................. 9 4-6 .................................................................................................................. 9 4-8 .................................................................................................................. 9 4-9 ................................................................................................................ 10 4-10 .............................................................................................................. 10 4-14 .............................................................................................................. 11

Chapter5 ....................................................................................................................... 11

5-1 ................................................................................................................ 11 5-2 ................................................................................................................ 12 5-3 ................................................................................................................ 12 5-4 ................................................................................................................ 12 5-5 ................................................................................................................ 13 5-6 ................................................................................................................ 13 5-7 ................................................................................................................ 13 5-8 ................................................................................................................ 14 5-9 ................................................................................................................ 14 5-10 .............................................................................................................. 14 5-14 .............................................................................................................. 15 5-15 .............................................................................................................. 15

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Chapter 1

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1 5、n 6,P,L 8,PH 1F 3n (2PL PH) 1

1 6、n 8,P,P,L 11H 1

L PH)

1 F 3n (2P

1 7、n 8,PL 11,PH 0,F 3n (2PL PH) 2

1 8、n 6,PL 8,PH 1,F 3n (2PL PH)

1

1 9、n 4,PL 4,PH 2,F 3n (2PL PH) 2

1 10、n 9,PL 12,PH 2, F 3n (2PL PH)

1

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1 11、n 4,PL 4,PH 2,F 3n (2PL PH) 2

LH F 3n (2PL PH)

3

1 13

1

3p13p34

4

p13p14

1 14、v3 1p13p14

2m/s

pp2r1 15

2p14p12r1

p14p12

1

16、 2 1

p24p12

v3 vc vp23 2p24p23

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Chapter 2

2-1

a)、 40 110 70 90，并且最短杆为机架， 是双曲柄机构；b)、曲柄摇杆机构

c)、双摇杆机构d)、双摇杆机构

2-2

转动导杆机构条件：lAB e

lBC

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α=0γ=90 =

2-4

1800 300

K 1.4

1800 3001)、设空回行程需t秒,t

7

5 1.4

2)、一转所需的时间是7 5 12秒，一分钟曲柄转5转。

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求解思路

1、任选一点作D点，以已知CD＝500mm， 作出C1、C2位置，并得到角平分线上的C 点。

2、过D点作CD垂线，由AD＝1000mm， 得到A点。

3、以AB＝(AC2-AC1)/2，得到B点。分别 求得AB，BC。

2-7

如图，求解思路

1、任选一点为C1，由C1C2=50mm，得C2 2、过C2作C1C2垂线，并过C1作一条直线 与C1C2夹角为90 -θ，得P点。

3、由C1、C2、P点求圆，在圆上由到C1C2 距离为16mm，得到A点。

4、以AB＝(AC2-AC1)/2，得到B点。分别 求得AB，BC。

2-10

1、连接B1B2作中垂线，与YY交得A点。 2、连接C1C2作中垂线，与YY交得D点。

B2 2-13

如图

设任选一点C，设BC＝m，则AC=lAB-m， 此时AB与水平轴夹角为β，有C点坐标分别为

C D

B1 C1

Xc2Yc2 Xc (lAB m)cos

，则) () 1 (

Yc msin l mm AB

lAB

时为圆， 2

当m=0时即C点为A或B点轨迹为直线。）

所以C点轨迹为一椭圆（当m=

β

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3-1

过B点作偏心圆的切线，交基圆与C点则 AOC 为推程角（注意：直接连接 AOB不正前）

C

3-2

1、以O为圆心，OE为半径画圆，过D点作偏 心圆的切线，求得E点在D点处的位置E2 （DE2为D点处输出件运动方向）。

2、作线CD（CD为D点处输出件受力方向）。 3、求得α

3-4（简单，略）

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4-1

Solution m=3mm, Z1=19, Z2=41 d1=mZ1=3×19=57mm

*

ha1=ham=1×3=3mm

**

hf1= (ha+c)m=1.25×3=3.75mm c1= c* m=0.25×3=0.75mm a= (Z1+Z2) m 2=3×60 2=90mm da1= d1+2ha*m=57+2×3=63mm

df1= d1-2(ha*+c*) m=57-7.5=49.5mm db1= d1cosα=57×cos20 =53.56mm p1=π×m=π×3=9.42mm s1=π×m 2=4.71mm e1=π×m 2=4.71mm

d2=mZ2=3×41=123mm

*

ha2=ham=1×3=3mm=ha1

**

hf2= (ha+c) m=1.25×3=3.75mm=hf1 c2= c*m=0.25×3=0.75mm=c1 da2= d2+2ha*m=123+2×3=129mm

df2= d2-2(ha*+c*) m=123-7.5=115.5mm db2= d2cosα=123×cos20 =115.58mm p2=π×m=π×3=9.42mm=p1 s2=π×m 2=4.71mm=s1 e2=π×m 2=4.71mm=e1

4-2

由a

m2a(z1 z2)得m 4mm 2z1 z2

d1 mZ1 80mm d2 mZ2 240mm

4-3

由da mz 2h*am 135mm 带入已知条件 m 5mm

4-4

解 db dkcos k

压力角 200

分度圆 mz5 4000

曲率半径 rsin sin20 sin20 34.20mm 22

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压力角 b 0基圆

曲率半径 b 0mm

mzcos200

由db dacos a则 a arccos 26.500 * mz 2ham

齿顶圆

曲率半径 dasin 46.85mm

aa 2

4-5

**

df (z 2ha 2c)m

正常齿制标准齿轮h*a 1，c* 0.25

db dcos mzcos

1）、当mzcos (z 2h*a 2c*)m,则z 即z 41，基圆大于齿根圆

2）、同理，z 41，基圆小于齿根圆

2.5

41.50

1 cos20

4-6

分度圆直径d mz 4 20 80mm

内齿轮 齿顶圆直径da mz 2h*am 88mm

**齿根圆直径d m(z 2h 2c) 70mmfa

外齿轮分度圆直径d外 mz 240mm

中心距

d外d内

80mm 22

4-8

提示：左下图L mcos [(k 0.5) Zinv ]，式中k为跨齿数，其计算公式为

k Z 0.5，该公式是利用了渐开线的特点，k需要圆整为整数（想想跨测

齿数圆整后对公法线长度测量会带来哪些影响）。

上式中L的证明：假设卡尺的卡脚与轮廓的切点a、b恰好在分度圆上，如右图所示。

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Solution

该题利用上面的提示，可得w3 2pb sb

4-9

Solution

(1)分度圆齿厚：

因为模数m，压力角α相等，

s1 s2

(2)齿顶圆齿厚与齿根圆齿厚不易直接推导， 根据右图基圆大小对渐开线的影响，可以 得到：

sa1 sa2（设Z1<Z2）

sf1 sf2（设Z1<Z2）

4-10

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4-14

正确啮合条件：

直齿圆柱齿轮:m1 m2, 1 2

斜齿圆柱齿轮:两轮模数和压力角相等，外啮合: 1 2，内啮合: 1 2 圆锥齿轮：两轮大端模数和压力角相等，外锥距R相等

e

Chapter5

5-1

3为逆时针，左旋

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V6为水平向右方向 i15

z2z3z4z525 30 30 60

200

z1z2'z3'z4'15 15 15 2

n5 2.5r/min

2.5 2

0.2618rad/s 60mz

v6 5' 5 10.4720mm/s

2 5

5-3

Solution

注意图中S、6、7同轴；

M、9、3、2同轴；H、12同轴；

i1m

zzzz211

； i1S 246

z16z1z3z5360z2z10z12

2 z1z9z11

11 i1m 60 imH i1H 12 i1si1m

i1H

ism

5-4

Solution

行星轮系:1-2-3-H

Hi13

ZZn1 nH

1 i1H 23 3

n3 nHZ1Z2

n1 1

nH H

i1H 4

当手柄转过90 时，H转过22.5 。

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Solution

上面大吊钩(3)为机架（图示） 则有行星轮系:1(s)-2(2')-3-H

Hi13

ZZn1 nH

1 i1H 23 9

n3 nHZ1Z2'

i1H isH 10

5-6

注意此时nMn2nH其实都是相对机架

而言的速度，由V绝对 V相对 V牵连

得n2 nM＋nH 行星轮系:2(M)-1-H

Hi21

n2 nHZ

＋1

n1 nHZ2

n2 nHn

1 i2H M 8

n1 nH nH

H

i21

Z1 120

5-7

挖叉保持一定方向即n3 0 有行星轮系:4-2-3-H(1)，若n3＝0

H1

i43 则有i43

n4 n1Z2Z3Z3

1 n3 n1Z4Z2Z4

Z3

Z4

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Solution 行星轮系1-2(2')-3-H

Hi13

ZZn1 nH

1 i1H 23

n3 nHZ1Z2'

Z2Z330 80n

1 3.4 1 Z1Z2'20 50nH

i1H 1

nH

50

14.71r/min 3.4

5-9

Solution 差动轮系1-2(2')-3-H

Hi13

zzn1 nH25 75

23 3.125

n3 nHz1z2 30 20

nH

n1 3.125n3

4.125

n1、n3转向相反时

200 3.125 50nH 10.6r/min

4.125

系杆H与齿轮1转向相同

5-10

Solution 定轴轮系1-2-3 差动轮系4-5(6)-7(P)-3(系杆)

i13

n1z2z3z385 5 n3z1z2z117

n1 5n3

3i47

n4 n3zz24 63

57 4 n7 n3z4z618 21

n4 4n7

5n3

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又 n7 nP n4 4nP n1, nP

n1 n4

4

10001 10000

0.25r/min

4

(1)当n1=10001r/min，n4=10000r/min时，nP

(2)当n1=n4时，nP 0r/min，7（P）静止不动。 (3) 当n1=10000r/min，n4=10001r/min时，nP

10000 10001

0.25r/min

4

5-14（选作）

5-15

(1)一般工作情况下: 行星轮系:3-2(2')-1-H 定轴轮系:3'-4

Hi31 1 i3H

z2'z1

z3z2

i3H 1

53 53

58 48

i3'4

Z487 Z3'441i3H

i3'4 111.36 1.977 220

iH4

(2)慢速吊重情况下：

定轴轮系：5-1'(1)-2(2')-3(3')-4

i54

z1'z2z3z444 48 58 87

86.23

z5z1z2'z3'1 53 53

44

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5-16

Solution

定轴轮系1-2 定轴轮系4'-5 定轴轮系1'-5'

差动轮系2'(2)-3-4(4')-H

i12

n1z2

99① n2z1

蜗轮2转动方向向下

i1 4

n1 z5 z4 100 100

n4 z1 z5101 1蜗轮4转动方向向上

H

i2 4

n2 nHz

4 1③

n4 nHz2'

''' n1 n1,n2 n2,n4 n4,n5 带入①②到③得

H

i2 4

n1

nH

n2 nH 1

n4 nH1

n10000H

n1

1980000 nH

i1H

系杆H与蜗轮2转向相同。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/imo4.html