《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案.docx
- 文档编号:23288444
- 上传时间:2023-05-16
- 格式:DOCX
- 页数:123
- 大小:546.23KB
《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案.docx
《《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案.docx(123页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案
第十三章习题册参考答案
绪论
0-1判断题
(1)
v(6)X(7)X
X
(2)X(3)X(4)V(5)
0-2填空题
(4)构件
(1)确定的相对
(2)机械(3)零件
0-3选择题
(1)A
(2)A(3)A(4)A(5)
、机构的自由度
1-1判断题
(1)X
(2)V(3)X(4)X(
(8)V(9)X(10)V(11)V
1-2填空题
(1)运动副
(2)独立(3)2(4)
1-3选择题
X(6)X(7)V
5)
(12)X(13)X(14)X
低(5)机构自由度(6)机架
(1)A
(2)A(3)A(4)A(5)A(6)A(7)A
(8)A(9)A(10)A(11)A(12)A(13)A
1-4解:
a)F=3n—2pl—ph=3X3—2X4—0=1
b)F=3n—2p—ph=3X5—2X7—0=1
c)F=3n—2p—ph=3X3—2X4—0=1
d)F=3n—2pl—ph=3X3—2X4—0=1
e)
f)
g)1-5
F=3n—2p—ph=3X3—2X4—0=1
F=3n—2p—ph=3X3—2X4—0=1
F=3n—2p—ph=3X3—2X4—0=1
解:
F=3n—2p—ph=3X5—2X7—0=1
滚子中心存在局部自由度,F=3n-2pl—ph=3X8—2X11—1=1
E处存在复合铰链,F=3n—2pl—ph=3X5—2X6-1=2
F=3n—2p—Ph=3X6—2X8—1=1
滚子中心存在局部自由度,两移动副处之一为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链
F=3n—2pl—ph=3X9—2X12—2=1
F=3n—2pi—ph=3X4—2X4—2=2
齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链,
F=3n—2p—ph=3X3—2X3—0=3
F=3n—2pi—ph=3X3—2X3—2=1
=3n—2pl—ph=3X7—2X10—0=1
F=3n—2p—ph=3X5—2X7—
滚子中心存在局部自由度,中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链,
左边部分全为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链,
0=1
1-6解:
a)该构件组合为机构,因为该组合自由度F=3n—2pl—ph=3X4—2X5—1=1>0
b)该构件组合不是机构,因为该组合自由度F=3n-2pl—ph=3X3—2X4—1=0
c)该构件组合不是机构,因为该组合自由度F=3n-2pi—ph=3X4—2X6—0=0
d)该构件组合为机构,因为该组合自由度F=3n—2pl—ph=3X3—2X4—0=1>0
二、平面连杆机构
2-1判断题
(1)X
(2)X(3)V(4)X(5)V(6)
(8)V(9)V(10)X(11)X(12)V(
(15)V(16)X(17)X(18)V(19)X
(22)X(23)X(24)X(25)V
2-2填空题
(I)低
(2)转动(3)3(4)连杆,连架杆(
X(7)V
13)X(14)X
(20)V(21)X
5)曲柄,
摇杆
(6)最短(7)曲柄摇杆(8)摇杆,连杆(9)2(10)
(II)运动不确定(12)非工作时间(13)惯忸14)大
(15)
中的转动导杆机构无(16)
(18)曲柄滑块(19)双摇杆(20)双曲柄机构(21)无,
2-3题
(1)A
(2)C
(8)C(9)A
(15)A(16)
2-4解:
a)
b)
c)
d)
中的摆动导杆机构有,
机架(17)曲柄有
(3)B(4)A(5)B(6)B(7)A
(10)A(11)A(12)C(13)C(14)A
A(17)A(18)A(19)A(20)A(21)A
因为40+110V70+90,满足杆长条件,并以最短杆为机架
双曲柄机构,
曲柄摇杆机构,因为30+130V110+120,满足杆长条件,并以最短杆的邻边为机架
双摇杆机构,因为50+100>60+70,不满足杆长条件,无论以哪杆为机架都是双摇杆机构
双摇杆机构,因为50+120=80+90,满足杆长条件,并以最短杆的对边为机架
2-5解:
(1)由该机构各杆长度可得IAB+IBC (2)以Ibc或Iad杆成为机架即为曲柄摇杆机构,以Iab杆成为机架即为双曲柄机构,以为机架即为双摇杆机构 2-6解: (1)曲柄摇杆机构 ICD杆成 由题意知连架杆CD杆不是最短杆,要为曲柄摇杆机构,连架杆AB杆应为最短杆(0VIAB<300mm 且应满足杆长条件IAB+IBC (2)双摇杆机构 由题意知机架AD杆不是最短杆的对边,要为双摇杆机构应不满足杆长条件 1AB杆为最短杆(0v|AB< 300mm时,lab+IbC>Icd+Iad由此可得150mmvAB<300mm 2AB杆为中间杆(300mm^IAB<500mm时,lAD+IBOICD+IAB,由此可得300mmCIABv450mr③AB杆为最长 550mnVAB<1150mm由此可知: 150mmv|ABv450mm550mmvIABv1150mm (3)双曲柄机构 要为双曲柄机构,AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件 500mm时,Iad+Ibc 最长杆(500mm^IABv1150mm时,IAB+IAD /杆(500mn^IABv1150mm时,Iab+IaD>Icd+Ibc,由此可得 1AB杆为中间杆(300mm^Iab< 2AB杆为旦由此可知: 2-7解: AB, a)、d)机构无死点位置,图b)、c)、e)机构有死点位置 各机构压力角和传动角如图所示,图 2-8解: 用作图法求解,主要步骤: (1) 计算极位夹角: 18018036* K1451 + K11.51 (2) (3) DC二点,如图所示 取比例尺卩=0.001m/mm 根据比例尺和已知条件定出 (4) D为圆心、摇杆DC为半径的圆弧相交于C 6 连接AC以AC为边作角的另一角边线,与以 和C点,连接DG和DC得摇杆的另一极限位置(两个) (5)从图中量得AC=71mmAG=26mmAC=170mm (6)当摇杆的另一极限位置位于DC1时: AG—AG IAB=A■1=22.5mm=P・- 2,IBG48.5mm 2 ACAC1. (7)当摇杆的另一极限位置位于DG时: -U- AG2AG IAB 49.5mm IBc120.5mm -agag 2 答: 曲柄和连杆的长度分别为 2-9解: 用作图法求解,主要步骤: - 2 22.5mm48.5mm和49.5mm120.5mn。 K11.21 (1)计算极位夹角: 18018016.4 (4) (5) (6) (7) 连接C1(2,以aC2为直角边作直角三角形CQP使/C(2P=90°—9=73.6°以GP为直径作圆 将GG偏移e值,与圆O交于A点,连接二Ac和AG, 从图中量得AG1=34mmAG2=82mm则: ACAG IAB 24mm ,IBc58mm ACAC2 24mm和-58mra 2 答: 曲柄和连杆的长度分别为 2-10解: 用作图法求解,主要步骤: K11.41 (1)计算极位夹角: 18018030 K11.41 (2) (3) (4) (5) (6) 根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置过A点作摇杆两极限位置的垂线,得垂足点 B1、B2 从图中量得AB=23mm则 26mm=li- labAB 取比例尺卩=0.002m/mm 根据比例尺和已知条件定出机架AC如图所示 答: 曲柄的长度为26mm 2-11解: 用作图法求解,主要步骤: _ K111 (1) 计算极位夹角: 1801800 (4) (5) 过D点作GD的垂线,并与GG的连线交于4点_千_ 从图中量得AD=220mmAG=234mmAG=180mm贝U: AG2-AGAC2AG 127mm,1207mm 2lBG,lAcAD220mm 2 机架的长度为220mm lAB 答: 曲柄的长度为 27mm连杆的长度为207mm X(7)X 13)V(14)V 三、凸轮机构 3-1判断题 (1)V (2)X(3)V(4)X(5)X(6) (8)X(9)V(10)V(11)V(12)V( (15)X(16)V(17)V(18)V(19)X 3-2填空题 9)最小 (1)使用 (2)盘形(3)凸轮轮廓(4)变曲率(5)行程 (6)行程(7)轮廓(8)凸轮的转角,从动件的位移( (10)法线(11)大(12)等速(13)小(14)许用压力角 大(17)大(18)内凹 20)刚性 (15)低(16) (19)抛物线( 3-3选择题 (1)B (2)A (8)A(9)A (15)A(16) (3)A(4)A(5)A(6)C(7) (10)A(11)A A(17)B(18) (12)A A(19) (13)A A(20) (14)A C(21)D (22)A(23) 3-4解: (1)凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示 和升程h的标注如图所示 B(24)D(25) B(26) B(27) (2)从动件的位移线图s-t 3-5解: 凸轮的位移线图如图所示。 3-6解: (1)凸轮的位移线图如图所示 (2)凸轮的位移线图如图所示 5(FFM) 3-7解: 所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示 3-8解: 所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示 3-9解: 各凸轮机构中 .1,■TI 丄 ■ X——\ / b、c点的压力角如图所示 四、间歇运动机构 4-1判断题 (1)V (2)V(3) X(4)v(5)v(6)X(7)X(8)x 4-2填空题 (1)周期性 (2)棘轮(3)内(4)2(5)锯 4-3选择题 (1)A (2) (8)A(9) A(3)A(4)A A(10)A(11) (5) A A(6)A(7) 五、联接 5-1判断题 (1)x (2) (8)x(9) V(3)V(4)x(10)x(11)x x( (15)x(16)x(17)V(18) 5-2填空题 (1)牙型 (2)大(3)越高(4) 5)V(6)(12)V(x(19)x (7)x 13)x(14)x (20)V 80 自锁性(5) 4(6)螺钉 (1) B( 2)A (3)A( (4) 'C(! 5) D(6; ) C(7) B (8) A( 9)A (/ 10)D (1 11)B 12)A ( 13)B 14)B (15) C (16) A (17) B (18) A (19) A (20) B (21) A (22) B (23) A (24) B (25) C (26) B (27) D (28) B (29) C (30) A (31) A (32) A (33) A (34) D (35) A (36) A (37) A (38) A (39) A (40) A (41) A (42) B (43) A (44) D (45) A 5-4解 • • 4F 其强度条件为: 该螺栓连接为松螺栓连接, (7)拧紧力矩(8)防松(9)一致(10)摩擦(11)直线 (12)梯形(13)传力,传导,调整(14)右(15)轴和毂,挤压 (16)轴的直径,轴头(17)AB,CC(18)增加键的长度 (19)B(20) 5-3选择题 拉杆材料为Q235,其235MPa T,取安全系数3=1.7,贝y: 则: d1 *•3 4F4231V■-14.56mm "3.14138.24 冗(T 5-2可知,选小径d1=17.294mm,公称直径 答: 拉杆螺纹的直径为M20b 5-5解: 查教材表 2 nd 1 尸飞二攀=138.24MPa S1.7 d=20mm勺粗牙普通螺纹。 该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: 5.2F a (TT e2 nd1 取c=i.2,贝y: CF R,查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d1=13.835mmo LJ -zmf一 22 FzmfnhT420.153.1413.835160 R5.2C5.21.2 5.2F _aY F各螺栓所受轴向 工作载荷220005500N =Fe n4 各螺栓所受残余预紧力“Ff=0.6Fe,各螺栓所受总轴向拉力 AI.=t= 为q235其235MPaT,取安全系数S=1.5,贝y: s 5.2F5.28800 a 拉杆材料 9.64mm 冗(T TeT nJ 1 Fa=F^+F=1.6Fe=1.6X5500=8800N T CTS S 235 156.67MPa 1.5 3.14156.67 5-2可知, 查教材表 答: 所求螺栓直径为 5-7解: 选小径d1=10.106mm,公称直径d=12mm的粗牙普通螺纹。 M12 该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: 5.2Fa e 材料为35钢,其315MPa T,取安全系数S=1.5,贝y: s T (TS S 2 =n 1 315 210MPa 1.5 答: 该螺栓组能承受的横向载荷应不大于18.49kN。 5-6解: 该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: FF0 24T27kN] 答: 允许承受的最大载荷不大于 24.27kN。 5-8*解: (1p二确定螺杆的直径 该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: 5.2F a (TT e2 nJ 1 Fa=W20kN 材料为45钢,其 355MPa T,该连接不需严格控制预紧力,取安全系数s S=4贝y: T—355 CT\S__ 88.75MPa d1 5.2F5.2201000 a 19.32mm 查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d1=13.835mm贝U: 22 CFoFzmf冗d1T420.153.1413.835210 R‘fr zmfR5.2C5.21.2 (T 3.1488.75 5- 查教材表 2可知,选小径d1=20.752mm,公称直径d=24mm的粗牙普通螺纹。 专业资料整理分享 (2)确定扳手手柄的最小长度 查教材表5-2可知公称直径d=24mn粗牙普通螺纹中径d2=22.051mm贝U: di2022.051 F La 221102.55mm 取L=1103mm F200 答: (1)螺杆直径为M24 (2)扳手手柄的最小长度为1103mm 5-9解: (1)校核螺栓的剪切和挤压强度 该螺栓连接为受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接: 剪切强度条件为: 4F 一<[1;挤压强 ■度 条件为: —爲1 f 0 F 2 mnd0 pd 查教材表5-3可知: 8.8级的螺栓的 (Tbp=800MpaTs=640Mpa查教材表5-4 可知: sT=2.5,Sp=2.5 则: 640256MPa (T T T630 二二;bp T P 800 320MPa 2.5 32423N 4r46510 4F42423 22nnd/413.1412 0 所用螺栓满足剪切和挤压强度要求 7.72MPa256MPa (T P 2423 2023 5.27MPa<320MPa 答: (2)平键的选择及强度校核)'' 选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸 键的标记为: 键16X70GB/T1096—2003。 4T4630 Pdhl55107016 b=16mmh=10mmL=70mm 84.85MPa50~60MPa 答: 所选择的键不满足强度要求。 5-10解: — 该螺栓连接为受横向工作载荷的普通螺栓连接,其强度条件为: 5.2Fa (T(T e2 nd1 >== 飞〔】\'T,取安全系数S=1.5, 则: 640426.67MPa (T 8.8级的螺栓的640MPa (T S1.5 取C=1.2,贝y: FCT1.2630 a6fr60.166510 312.115kN贝y: d1 5.2F5.212115 a6.86mm 3.14426.67 (T 5-2可知,可选小径di=8.376mm公称直径d=10mm勺粗牙普通螺纹。 答: 螺栓直径为M1a 5-11*解: 查教材表 该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: (TT e2 n 1 受力分析如图所示 将外载荷P向螺栓组中心简化得螺栓组所受的转矩T和横向载荷 横向载荷P=10000N;转矩T=10000300=3000000N-mm方向如图所示 P—=10000-2500N 44 =T3000000 一一J ■7 由于横向载荷作用每个螺栓受到的横向力 由于转矩作用每个螺栓受到的横向力 FP1p2P3P4 _7071N FFFF 丁123422 4r47575 由图可知,螺栓1、2所受的横向力相等,螺栓3、4所受的横向力相等,且螺栓 向力最大士其值为 2222 F1Fp1Ft12FP1Fr1cos13525007071225007071cos135=9013.8N ■ >== m1,取C=1.2,贝y: 11.29013.867603.5N CF : ・F mf10.16 1、2所受的横 5.2F5.267603.5 d1a nT 30.54mm 3.14120 查设计手册可知,可选小径答: 该螺栓组螺栓的小径须大于 5-12*解: (略) 5-13解: (1)确定螺柱直径 d1=31.67mm公称直径d=36mm的粗牙普通螺纹。 30.54,可选M36的螺栓。 该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: 5.2F a (T(T e2Lknd1 23.1431602冗pD 4z48 Fa=FE+FR=2.6FE=2.6<7536=19593.6N 每个螺栓平均承受的轴向丄作载荷: n=\: ■ 取残余预紧力FR=1.6FE则各螺栓所受总轴向拉力 S=1.5,贝y: 400266.67MPa fe 7536N a,按控制预紧力取安全系数 (T 5.8级螺栓的400MPa (T S1.5 则: d1 5.2F5.219593.6 a 11.03mm 冗a3.14266.67 查教材表5-2可知,可选小径di=13.835mm公称直径d=16mm勺粗牙普通螺纹。 (2)确定螺柱分布直径 取螺柱间距为5d,则 5zd5816. D==— 0-n3714 M16的粗牙普通螺纹,分布直径为200mm _203.82mm,取D=200mm 答: 连接螺栓直径可选 5-14解: (1)平键类型和尺寸选择 安装齿轮处的键: 选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸 b=25mm h=14mmL=80mm键的标记为: 键25X80GB/T1096—2003。 安装联轴器处的键: 选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸键 b=20mm h=12mmL=100mm键的标记为: (2)平键连接强度的校核 20X100GB/T1096—2003。 安装齿轮处平键强度校核: 4T4800 (7_— P_dh90148025. 安装联轴器处平键强度校核: 4T4800 (T__ p-dh701210020. ==46.18MPa100~120MPa) 47.62MPa50~60MPa 所选择的平键满足强度要求 答: 所选择的平键满足强度要求 5-15解: (1)平键类型和尺寸选择 选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸此键的标记为: 键22X100GB/T1096—2003。 (2)传递的最大扭矩 查教材表5-7得[Tp]=(100~120)Mpa取[Tp]=120Mpa b=22mmh=14mmL=100mm (T <7120Td
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计基础 机械设计 基础 杨晓兰版 机械工业 出版社 课后 习题 答案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)