机械设计基础答案(杨可桢)

The answer of schoolwork of MECHINE THEORY AND DESIGN

(Just for reference)

教 材：杨可桢（第五版）

* 师：* *

时 间：200809~200811

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

1－1 1－2 n3,pL4,pH0n3,pL4,pH0F3n2pLpH11－3 F3n2pLpH11－4 n3,pL4,pH0n3,pL4,pH0F3n2pLpH1F3n2pLpH1 第 1 页 共 18 页

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15、n6,P,L8,PH1F3n(2PLPH)116、n8,P,P,L11H1L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)21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)2112、n3,PL3,PH0, F3n(2PLPH)3

113、13p13p344p13p14114、v31p13p142m/s

B 1 A 4 ω1 2 C 3 1p24p122r2115、2p14p12r1p14p12116、21p24p12

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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2-3

γ α

α γ

α γ α=0˚, γ=90˚ =

2-4

1800300K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。第 5 页 共 18 页

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2-5

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。

P 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。

A C1 90˚-θ C2 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。

A

B2 C2

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)()1 ，则(lmmYcmsinABlAB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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Chapter3

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）

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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C

E E2 α 机械设计基础参（教材：杨可桢；教师：田家林；时间200709～200801）

Chapter4

4-1

Solution m=3mm, Z1=19, Z2=41 d1=mZ1=3×19=57mm ha1=ha*m=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=ha*m=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z2d1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第 8 页 共 18 页

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0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46.85mmaa24-5

**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2.541.50 1cos202）、同理，z41，基圆小于齿根圆

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 224-8

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180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sf1sf2（设Z14-10

标准齿与正变位齿比较 参数 m α α' d d' s sf hf df db 标准齿 正变位齿 不变 不变 不变 不变 不变 增加↑ 增加↑ 减小↓ 增加↑ 不变 第 10 页 共 18 页

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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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5-2

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 z1z9z1111•i1m60 imH•i1H12 i1si1mi1Hism5-4

Solution

行星轮系:1-2-3-H

Hi13ZZn1nH1i1H233

n3nHZ1Z2n11 nHHi1H4当手柄转过90˚时，H转过22.5˚。

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5-5

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绝对得n2nM＋nH 行星轮系:2(M)-1-H

Hi21V相对V牵连

n2nHZ＋1

n1nHZ2n2nHn1i2HM8

n1nHnHHi21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i43n4n1Z2Z3Z31 n3n1Z4Z2Z4Z3Z4

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5-8

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20nHn13.125n3

4.125n1、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 410001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

45-14（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 z3z2i3H1i3'45353

5848Z487  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第 15 页 共 18 页

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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 n2z11 6 1 n1 3 2 4 H 5 5 蜗轮2转动方向向下

i14n1z5z410010010000② n4z1z510111012 4 蜗轮4转动方向向上

Hi24n2nHz41③

n4nHz2''''n1n1',n2n2,n4n4,n5n5 带入①②到③得

Hi24n1nHn2nH991

101nn4nH1n10000Hn11980000 nH差动轮系 i1H系杆H与蜗轮2转向相同。

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