机械设计基础课后答案

部分作业参考解答本作业解答仅供参考，错误之处敬请指正；题3.5绘制机构简图解：CBA1423定块机构题3.6绘制机构简图解：CBA1423摇块机构题3.7绘制机构简图解：CBA1423正弦机构题3.8计算机构自由度解：活动构件数：n=8；低副：PL=11；高副：PH=1；机构自由度：F=3n2PLPH=382111=1142354678移动副局部自由度高副题3.8计算机构自由度解：活动构件数：n=8；低副：PL=11；高副：PH=1；机构自由度：F=3n2PLPH=382111=1142354678移动副局部自由度高副题3.8计算机构自由度解：活动构件数：n=4；低副：PL=4；高副：PH=2；机构自由度：F=3n2PLPH=34222=214234虚约束局部自由度高副高副虚约束题3.9机构的结构分析解：机构自由度：F=38211=2该机构为Ⅱ级机构；123Ⅱ级组456789Ⅱ级组Ⅱ级组题3.10(a)解：机构自由度：F=3527=1机构的结构分析1)取构件1为原动件该机构为Ⅲ级机构；Ⅲ级组1623456题3.10(a)续2)取构件5为原动件该机构为Ⅱ级机构；Ⅱ级组6512346Ⅱ级组题3.10(b)Ⅱ级组81542367888解：机构自由度：F=37210=1机构的结构分析1)取构件1为原动件该机构为Ⅱ级机构；Ⅱ级组Ⅱ级组题3.10(b)续Ⅲ级组8Ⅱ级组12365478882)取构件7为原动件该机构为Ⅲ级机构；题3.10(b)续Ⅲ级组8Ⅱ级组12346578882)取构件7为原动件该机构为Ⅲ级机构；思考：取构件3为原动件补充题：求C、E点的速度vC、vE和加速度aC、aE已知：1=100rad/s；机构尺寸如图示；解：(1)速度分析速度矢量方程：方程中各矢量分析：vB=0.03100=3m/s；CBBCvvvvBvC的方向vCB的方向速度图解(速度矢量多边形)：vBvCvEvCB比例尺：v=10；结果：见图示(单位：m/s)vB2=vCB/lBC=2.484/0.06=41.4rad/s2(2)加速度分析加速度矢量方程：方程中各矢量分析：tCBnCBBCBBCaaaaaaaC的方向Ba的方向tCBanCBa2221m/s30010003.0ABnBBlaa2222m/s84.1024.4106.0BCnCBla其余各加速度矢量如图示：加速度图解比例尺：a=0.1；结果：见图示(单位：m/s2)aC的方向Ba的方向tCBanCBa题4.10解：AC’AC”比例尺：1:1；题4.10解：比例尺：1:1；题4.10解：比例尺：1:1；取lAB=50，在CD上任取一段长度DE；按反转法将多边形AB1E1D和AB2E2D反转到位置3，即令DE1、DE2与DE3重合；由此得点；过作连线，并连线的垂直平分线，由垂直平分线的交点得点C；,,'3'2'1BBB,,'3'2'2'1BBBB、由此得：143.7469.128CDBCCDlBCl当lAB50时，lBC和lCD应为：CDllBCll50,50ABCDABBC题5.5解：题5.6解：比例尺：l=1:1；题6.3(将题目中的=1441rad/s改为=1.441rad/s)解：运动特性系数：拨盘的运动时间t1：槽轮运动时间t2：槽轮间歇时间：32622622212zzKtt;s907.236.4313112tt'2t053.2907.236.421'2ttt;s36.4441.122,211tt题6.4解：拨盘的运动时间t1：由又由题意有：t=t1t2；联立两式得：t=2t2；即t2=t/2=1s；由此得：t1=3t2=3s；拨盘的转速：n1=60/t1=60/3=20r/min;3162262212zzKtt得：1231tt题7.16解：(1)受力分析由扭矩引起的剪力：TFFFrFrrTrFiR5.8502850285022max'max由载荷F引起的剪力：最大的合成剪力：FFzFF5.02R180095.05.8R'RmaxFFFFFFR(2)螺栓强度计算螺栓的预紧力：取Kf=1.2，代入得：许用应力：参考表7.5，初取S=3(M16~M30)；由此得：[s]=s/S=235/378.3将已知数据代入设计式：查螺纹标准，取M20；d1=17.29，基本可满足要求；N14400115.018002.1RΣf0mfFKF45.1743.78144003.14][3.101Fd题7.17解：(1)受力分析由扭矩引起的剪力：21007541063032maxmaxiRrTrF(2)螺栓强度计算许用应力：s=8008/10=640；参考表7.4：[]=s/S=640/2.5=256；[p]=B/Sp=800/2.5=320；查螺纹标准得：ds=13；螺栓剪切强度：挤压强度：][8.1541312100422sdmFR][1115132100pSpdFR剪切和挤压强度均满足要求；题7.18解：(1)螺栓受力分析确定螺栓的轴向工作载荷F：确定残余预紧力：有密封要求：定螺栓的轴向总载荷：N39271242005.1422zDpzpAF70688.1)8.1~5.1('0FFFN1099570683927'0FFF(3)强度计算螺栓的许用应力：参考表7.3，B=540MPa，s=320Mpa；参考表7.5，取S=3，则可得：[]=s/S=320/3=107Mpa；确定螺栓直径由设计式得：查螺栓标准：取螺栓公称直径M16，对应d1=13.83513.04，可满足强度要求；mm04.13107109953.14][3.14Σ1Fd(4)确定螺栓分布圆直径D0按结构要求，由图有：D0D+2e+2+2t其中=10；t=3~6；e14；代入得：D0334~340；由满足密封要求，螺栓间距l应满足：l7d=112；由此得：即D0应满足：340D0427；427121120lzDet题7.21解：(1)力学模型(如图示)FT—力矩(400F)引起的剪力；Fr—力F引起的剪力；其中：FFFFT1FT1FrFT2FT2FrFT3FrFFFFFFFTTT3580340025802400321(2)计算螺栓的最大剪力Fmax方案1：FFFF313r2r1r(2)计算螺栓的最大剪力FmaxFT2FrFT3Fr方案1：方案2：方案3：比较计算结果，方案3最好；FFFF52.23125222max(2)计算螺栓的最大剪力Fmax方案1：FFFFFF962.1150cos313523135223maxFFFFF833.261731251maxFrFT1