1、第十三章习题册 参考答案绪论0-1 判断题(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)0-2 填空题(1)确定的相对 (2)机械 (3)零件 (4)构件0-3 选择题(1)A (2)A (3)A (4)A (5)A一、机构的自由度1-1 判断题(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)(8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)1-2 填空题(1)运动副 (2)独立 (3)2 (4)低 (5)机构自由度 (6)机架1-3 选择题(1)A (2)A (3)A (4)A (5)A (6)A (7)A(8)A (9)A (10)A (11)A (12)A (
2、13)A1-4 解:a)F=3 n2p lp h=33240=1b)F=3 n2p lp h=35270=1c)F=3 n2p lp h=33240=1d)F=3 n2p lp h=33240=1e)F=3n2p lp h=33240=1f)F=3n2p lp h=33240=1g)F=3n2p lp h=33240=11-5 解:a)F=3n2p lp h =35270=1b)滚子中心存在局部自由度,F=3n2p lp h=382111=1c)E 处存在复合铰链,F=3 n2p lp h=35261=2d)F=3n2p lp h=36281=1e)滚子中心存在局部自由度,两移动副处之一为虚约
3、束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链F=3n2p lp h=392122=1f)齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链,F=3n2p lp h=34242=2g)F=3n2p lp h=33230=3h)滚子中心存在局部自由度,F=3n2p lp h=33232=1i)中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链,=3n2p lp h=372100=1j)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,F=3n 2plp h=3527 0=11-6 解:a)该构件组合为机构,因为该组合自由度 F=3n2p lp h=34251=10b)该构件组合不是机构,因为该组合自由度 F=3n2p lp
4、h=33241=0c)该构件组合不是机构,因为该组合自由度 F=3n2p l ph=34260=0d)该构件组合为机构,因为该组合自由度 F=3n2p lp h=33240=10二、平面连杆机构2-1 判断题(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)(8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)(15) (16) (17) (18) (19) (20) (21)(22) (23) (24) (25)2-2 填空题(1)低 (2)转动 (3)3 (4)连杆,连架杆 (5)曲柄,摇杆 (6)最短 (7)曲柄摇杆 (8)摇杆,连杆 (9)2 (10)(11)运动不确定
5、(12)非工作时间 (13)惯性 (14)大(15)中的摆动导杆机构有,中的转动导杆机构无 (16)机架 (17)曲柄(18)曲柄滑块 (19)双摇杆 (20)双曲柄机构 (21)无,有2-3 选择题(1)A (2)C (3)B (4)A (5)B (6)B (7)A(8)C (9)A (10)A (11)A (12)C (13)C (14)A(15)A (16)A (17)A (18)A (19)A (20)A (21)A2-4 解:a)双曲柄机构,因为 40+11060+70,不满足杆长条件,无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d)双摇杆机构,因为 50+120=80+90,满足杆长条件,并以最
6、短杆的对边为机架2-5 解:(1)由该机构各杆长度可得 lAB+ lBCl CD+ lAD,由此可知满足杆长条件,当以 AB 杆或 AB 杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在(2)以 lBC 或 lAD 杆成为机架即为曲柄摇杆机构,以 lAB 杆成为机架即为双曲柄机构,以 lCD 杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解:(1)曲柄摇杆机构由题意知连架杆 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(0lCD+lAD,由此可得 150mmlCD+lAB,由此可得300mml ABlCD+lBC,由此可得550mmlAB1150mm由此可知:150mml AB450 mm,550mml
7、 AB1150 mm(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AB 杆为中间杆(300mml AB500mm)时,l AD+lBCl CD+ lAB,由此可得450mml AB500mmAB 杆为最长杆(500mml AB1150mm)时,l AB+lADl CD+lBC,由此可得500mml AB550mm由此可知:450mml AB550mm2-7 解:a) b)c) d) e)各机构压力角和传动角如图所示,图 a)、d)机构无死点位置,图 b)、c) 、e)机构有死点位置2-8 解:用作图法求解,主要步骤:(1)计算极位夹角: 3615.80180K(2)取比例
8、尺 =0.001m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出 A、D 、C 三点,如图所示(4)连接 AC,以 AC 为边作 角的另一角边线,与以 D 为圆心、摇杆 DC 为半径的圆弧相交于 C1 和 C2 点,连接 DC1 和 DC2 得摇杆的另一极限位置(两个)(5)从图中量得 AC=71mm,AC 1=26mm,AC 2=170mm(6)当摇杆的另一极限位置位于 DC1 时:,5m.AClAB 5m.481AClBC(7)当摇杆的另一极限位置位于 DC1 时:,.492lAB .20lB答:曲柄和连杆的长度分别为 22.5mm、48.5mm 和 49.5mm、120.5mm。2-9 解:用作图
9、法求解,主要步骤:(1)计算极位夹角: 4.162.180180K(2)取比例尺 =0.001m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置 C1、C 2 两点,如图所示(4)连接 C1C2,以 C1C2 为直角边作直角三角形 C1C2P,使C 1C2P=90 =73.6(5)以 C2P 为直径作圆 O(6)将 C1C2 偏移 e 值,与圆 O 交于 A 点,连接 AC1 和 AC2,(7)从图中量得 AC1=34mm,AC 2=82mm,则:,4mAlB 58mAlBC答:曲柄和连杆的长度分别为 24mm 和 58mm。2-10 解:用作图法求解,主要步骤:(1)计算极位夹角: 30
10、14.80180K(2)取比例尺 =0.002m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出机架 AC,如图所示(4)根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置(5)过 A 点作摇杆两极限位置的垂线,得垂足点 B1、B 2(6)从图中量得 AB1=23mm,则 6mAlB答:曲柄的长度为 26mm。2-11 解:用作图法求解,主要步骤:(1)计算极位夹角: 018180K(2)取比例尺 =0.001m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出 D、C 1、C 2 三点,如图所示(4)过 D 点作 C1D 的垂线,并与 C1C2 的连线交于 A 点(5)从图中量得 AD=220mm,AC 1=234mm,
11、AC 2=180mm,则:, ,7m2AlAB 07m1lB20mADl答:曲柄的长度为 27mm,连杆的长度为 207mm,机架的长度为 220mm。三、凸轮机构3-1 判断题(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)(8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)(15) (16) (17) (18) (19) 3-2 填空题(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 (9)最小(10)法线 (11)大 (12)等速 (13)小 (14)许用压力角(15)低 (16)大 (17)大 (
12、18)内凹 (19)抛物线 (20)刚性3-3 选择题(1)B (2)A (3)A (4)A (5)A (6)C (7)A(8)A (9)A (10)A (11)A (12)A (13)A (14)A(15)A (16)A (17)B (18)A (19)A (20)C (21)D(22)A (23)B (24)D (25)B (26)B (27)C 3-4 解:(1)凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示(2)从动件的位移线图 s-t 和升程 h 的标注如图所示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3-7 解:所设计对心直动尖顶从
13、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 b、c 点的压力角如图所示四、间歇运动机构4-1 判断题(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 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)A (3)A (4)A (5)A (6)A (7)A(8)A (9)A (10)A (11)A五、联接5-1 判断题(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)(8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)(15) (16) (17) (18)
14、(19) (20)5-2 填空题(1)牙型 (2)大 (3)越高 (4)自锁性 (5)4 (6)螺钉(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)A ,B,C,C ( 18)增加键的长度 (19)B (20)805-3 选择题(1)B (2)A (3)A (4)C (5)D (6)C (7)B(8)A (9)A (10)D (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
15、 (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:该螺栓连接为松螺栓连接,其强度条件为: 214Fd拉杆材料为 Q235,其 ,取安全系数 S=1.7,则:235MPas 23518.4MPa.7sS则: 14104.6m.8.Fd查教材表 5-2 可知,选小径 d1=17.294mm,公称直径 d=20mm 的粗牙普通螺纹。答:拉杆螺纹的直径为 M20。5-5 解:该螺栓
16、连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为: 215.aeFd,查教材表 5-2 可知,M16 的螺栓的小径 d1=13.835mm。取 C=1.2,则:0RaCFzmf2 2140.1534.860.49kN5.Rd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: 215.aeFd各螺栓所受轴向工作载荷 205N4QEFn各螺栓所受残余预紧力 FR=0.6FE,各螺栓所受总轴向拉力 Fa=FE+FR=1.6 FE =1.65500=8800N拉杆材料为 Q235,其 ,取安全系数 S=1.5,则:3MPas23516
17、.7MPa.sS则: 15.2.809.64m1457ad查教材表 5-2 可知,选小径 d1=10.106mm,公称直径 d=12mm 的粗牙普通螺纹。答:所求螺栓直径为 M12。5-7 解: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: 215.aeFd材料为 35 钢,其 ,取安全系数 S=1.5,则:315MPas30MP.sS查教材表 5-2 可知,M16 的螺栓的小径 d1=13.835mm。则:,0RaCFzmf2 2140.534.8514.7kN5.zf 答:允许承受的最大载荷不大于 24.27kN。5-8*解:(1)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: 215.aeFdFa=W=20kN材料为 45 钢,其 ,该连接不需严格控制预紧力,取安全系数 S=4,则:35MPas8.74sS15.2019.32m3.5aFd查教材表 5-2 可知,选小径 d1=20.752mm,公称直径 d=24mm 的粗牙普通螺纹。(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=24mm 粗牙普通螺纹中径 d2=22.051mm,则:,取 L=1103mm12.051.madFL答:(1)螺杆直径为 M24。 (2)扳手手柄的最小长度为 1103mm。