第頁共頁機(jī)械設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案機(jī)械設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案機(jī)械設(shè)計(jì)MachineDesign習(xí)題分析^p主講——錢瑞明Chapter07DesignofLinkageMechanismsProblemsAnalysisSEU-QRM1ProblemAnalysis——(p65inMechanismsandMachineTheory)4-2Listedinthefollowingtablearefivesetsofdimensionsofarevolutefour-barlinkageABCDsimilartotheoneinthefigure.DeterminethetypeofthelinkageandthetypeofthetwosidelinksABandDC(crankorrocker)accordingtotheGrashhofcriterion.CanthecouplerBCrotate360°withrespecttootherlinks(YesorNo)?2B1A4C3DProblemsAnalysisSEU-QRM2lABlBClDClADTypeoflinkage45506020Double-crank20357090204570908020456040302035TypeofTypeofABDCCrankCrankCanBCrotate360°?Yes:toAD50BC6045AProblemsAnalysis20DSEU-QRM3lABlBClDClADTypeoflinkage45506020Double-crank20357090Double-rocker204570908020456040302035TypeofTypeofABDCCrankCrankCanBCrotate360°?Yes:toADRockerRockerNo:NFRC35B20A9070DSEU-QRM4ProblemsAnalysislABlBClDClADTypeoflinkage45506020Double-crank20357090Double-rocker20457090Crank-rocker8020456040302035TypeofTypeofABDCCrankCrankCrankCanBCrotate360°?Yes:toADRockerRockerNo:NFRRockerYes:toABC45B20A9070DSEU-QRM5ProblemsAnalysislABlBClDClADTypeoflinkage45506020Double-crank20357090Double-rocker20457090Crank-rocker80204560Double-rocker40302035TypeofTypeofABDCCrankCrankCrankCanBCrotate360°?Yes:toADRockerRockerNo:NFRRockerYes:toABRockerRockerYes:toAB,DC,ADB20C8045A60DSEU-QRM6ProblemsAnalysislABlBClDClADTypeoflinkage45506020Double-crank20357090Double-rocker20457090Crank-rocker80204560Double-rocker40302035Crank-rockerTypeofTypeofABDCCrankCrankCrankCanBCrotate360°?Yes:toADRockerRockerNo:NFRRockerYes:toABYes:CDRockerRockerYes:toAB,DC,ADRockerCrankB403530C20ADSEU-QRM7ProblemsAnalysisProblem——Inarevolutefour-barlinkage,a=35,c=50,d=30,bisnotknown,ADisframe.bBc=50a=35d=30ADC(1)Ifthelinkageisadoublerockermechanism,determinethelengthrangeofb.(2)Canthelinkagebeacrankrockermechanism?ProblemsAnalysisSEU-QRM8Solution:b(1)雙搖桿機(jī)構(gòu)：不滿足LSC；滿足LSC且最短構(gòu)件的對(duì)邊為機(jī)架。b長度有三種可B能，最長或最短或非最長非最短c=50b為最長時(shí)，LSC可能滿足，也可能不滿足，必須不滿足a=35d＋b》a＋c30＋b》35＋50d=3055a＋b30＋50》35＋b30a＋db＋50》35＋3015≤15綜合：雙搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)b的取值范圍為：0ProblemsAnalysisSEU-QRM9C7.4設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其搖桿CD的長度lCD=75mm，行程速度變化系數(shù)K=1.5，機(jī)架AD的長度lAD=100mm，搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角?3′=45°。求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC。AC=lBC+lABCC′75AC′′=lBC?lAB圖解法或解析法Aθ=36°AC=lBC?lABAC′=lBC+lABProblemsAnalysisD?3′=45°100SEU-QRMC″10DesignofFour-barLinkageswithGivenRelativeDisplacementsofthetwoSideLinks按給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位移設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)連架桿1上某一直線AE與另一連架桿3上某一直線DF的兩組對(duì)應(yīng)角位移。試設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)此運(yùn)動(dòng)要求的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。F1E2F2ψ12ψ133D4F3?13因兩連架桿角位移E1的對(duì)應(yīng)關(guān)系，只與各構(gòu)件1的相對(duì)長度有關(guān)。因此在A設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)詳細(xì)工作4情況，適中選取機(jī)架AD的長度。ProblemsAnalysisSEU-QRM?12E311對(duì)于兩連架桿兩組對(duì)應(yīng)角位移設(shè)計(jì)問題，可在兩組對(duì)應(yīng)角位移連架桿1上任取一點(diǎn)作為動(dòng)鉸鏈中心B的位置，如可取B與E重合。設(shè)計(jì)任務(wù)——確定動(dòng)鉸鏈中心C的位置——設(shè)計(jì)方法——轉(zhuǎn)換機(jī)架法，——將含待求動(dòng)鉸鏈的連架桿轉(zhuǎn)換為“相對(duì)機(jī)架”設(shè)計(jì)步驟如下：E1F1F2ψ12ψ133DF3?121E2?13A4E3412ProblemsAnalysisSEU-QRM(1)根據(jù)詳細(xì)工作情況選取機(jī)架AD的長度，繪出機(jī)架；(2)由A點(diǎn)引出任一射線，在該線1上任取一點(diǎn)作為B的位置，得左連架桿的第一位置線；(3)由D引出任意射線DF1，作為右連架桿的第一位置線；(4)根據(jù)給定的兩組對(duì)應(yīng)角位移分別作出兩連架桿的第二和第三位置；ProblemsAnalysisF1F2ψ12B2B1B3F3ψ133D4?121?13A4(5)取連架桿3的第一位置DF1作為“機(jī)架”，將四邊形AB2F2D和AB3F3D予以剛化；SEU-QRM13(6)搬動(dòng)這兩個(gè)四邊形使DF2和DF3均與DF1重合，此時(shí)原來對(duì)應(yīng)于DF2和DF3的AB2和AB3分別到達(dá)A′2B′2和A′3B′3，從而將確定C點(diǎn)位置的B1問題轉(zhuǎn)化為AB相對(duì)于DF1三個(gè)位置的設(shè)計(jì)問題。(7)分別作B1B′2和B′2B′3的中垂線，兩中垂線的交點(diǎn)即為鉸鏈中心C1，而AB1C1D即為滿足給定運(yùn)動(dòng)要求的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。ProblemsAnalysisF1F2C1ψ12ψ13F3B2B3?121B′2?13A43D4A′2B′3A′3SEU-QRM14詳細(xì)作圖時(shí)可少畫局部線條——也可取連架桿3的.第二或第三位置作為設(shè)計(jì)中的“相對(duì)機(jī)架”B2B1F1F2C1ψ12ψ13F3B3?121B′2?133A4－ψ12－ψ13B′34D上述方法也稱旋轉(zhuǎn)法——哪個(gè)構(gòu)件繞哪一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)？旋轉(zhuǎn)法ProblemsAnalysisSEU-QRM157.5圖示為機(jī)床變速箱中操縱滑動(dòng)齒輪的操縱機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)齒輪行程H=60mm，lDE=100mm，lCD=120mm，lAD=250mm，其互相位置如下圖。當(dāng)滑動(dòng)齒輪在行程的另一端時(shí)，操縱手柄為垂直方向。試設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。C1C2B1B2ProblemsAnalysisSEU-QRM16選擇比例尺將2位置退至1位置，在1位置上進(jìn)展設(shè)計(jì)C′2?90°C2B1C1ADC1C2B1B2ProblemsAnalysisSEU-QRM17選擇比例尺將1位置進(jìn)至2位置，在2位置上進(jìn)展設(shè)計(jì)C2AB290°C1D解析法：求出lAC1、lAC2B1B2ProblemsAnalysisSEU-QRMC′1C1C218平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述Ⅰ型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(圖解法或解析法)。搖桿3的擺角ψ和行程速度變化系數(shù)K。附加兩桿長度，求另兩桿長度：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)c、d，求a、b；c、a，求b、d；c、b，求a、d；a、b，求c、d；a、d，求b、c；b、d，求a、c；c及比值a/b，求a、b和d。bBaAProblemsAnalysis快行程C1慢行程2C2c3D4θ?1a1A?2B1bψB2dC2c34Dω11dSEU-QRM19(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)c、d，求a、b——圖解法或解析法c、a，求b、d——圖解法或解析法c、b，求a、d——圖解法或解析法a、b，求c、d——圖解法或解析法a、d，求b、c——圖解法或解析法b、d，求a、c——圖解法或解析法c及比值a/b，求a、b和d——解析法C2C1900-θθAdMEFProblemsAnalysis(b?a)2+(b+a)2?[2csin(ψ/2)]2cosθ=2(b?a)(b+a)a2+b2?2c2sin2(ψ/2)=b2?a2cOηψDN解析法——教材p117SEU-QRM20偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)〔圖解法或解析法〕?；瑝K3圖解法或解析法的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(1)(2)(3)(4)(5)附加e，如何求a和b？〔圖解法或解析法均可解決〕附加a，如何求b和e？〔圖解法或解析法均可解決〕附加b，如何求a和e？〔圖解法或解析法均可解決〕附加比值a/b，如何求a、b和e？〔只能用解析法〕假設(shè)滑塊3向右運(yùn)動(dòng)為機(jī)構(gòu)的工作行程〔慢行程〕，試確定曲柄1的合理轉(zhuǎn)向。be2C4ProblemsAnalysisB1aA4B1A3TheworkingstrokeB2eθC1HC221SEU-QRM滑塊3的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(1)附加e，如何求a和b？〔圖解法〕ProblemsAnalysisSEU-QRM22滑塊3的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(1)附加e，如何求a和b？〔解析法〕e[tan(?+θ)://://../news/5598C3F66D2606A1.?tan?]=Htan?+tanθ?tan?=H/e1?tan?tanθHH2tan?+tan?+1?=0eetanθB1Ae?B2θC1HC2HH?H?tan?=?±???1+2eetanθ?2e?根號(hào)前只能取“＋”ProblemsAnalysisSEU-QRM2b?a=e/cos?b+a=e/cos(?+θ)23滑塊3的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(2)附加a，如何求b和e？〔圖解法〕取AE=AC1，那么EC2=2a；∠AEC1=90°-θ/2∠C1EC2=90°+θ/2C190°-θ/290°-θC2180°-θ90°+θ/2?C1EC2可作，即可由θ和a確定E點(diǎn)位置作圓——AθEOηRProblemsAnalysisSEU-QRM24滑塊3的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(2)附加a，如何求b和e？〔解析法〕H2=(b?a)2+(b+a)2?2(b?a)(b+a)cosθ=2a2+2b2?2(b2?a2)cosθ(b+a)2?e2=H+(b?a)2?e2(b+a)2?e2=H2+2H(b?a)2?e2+(b?a)2?e24ab?H=2H(b?a)?e?4ab?He=(b?a)???2H?22222B1AeB2????2θC1HC225ProblemsAnalysisSEU-QRM滑塊3的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(3)附加b，如何求a和e？〔圖解法〕C1900C2θ取AE=AC1，那么EC2=2b；∠C1EC2=θ/2θAO?C1EC2可作，即可由θ和b確η定E點(diǎn)位置Eθ/2θ/22bRProblemsAnalysisSEU-QRM26滑塊3的行程H和行程速度變化系數(shù)K。(3)附加b，如何求a和e？〔解析法，同2〕H2=(b?a)2+(b+a)2?2(b?a)(b+a)cosθ=2a2+2b2?2(b2?a2)cosθ(b+a)2?e2=H+(b?a)2?e2(b+a)2?e2=H2+2H(b?a)2?e2+(b?a)2?e24ab?H=2H(b?a)?e?4ab?He=(b?a)???2H?22222B1AeB2????2θC1HC227ProblemsAnalysisSEU-QRMExle——對(duì)于搖桿CD長度lCD和擺角ψ、行程速度變化系數(shù)K——以及曲柄AB長度lAB的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，現(xiàn)采用圖示的幾何設(shè)計(jì)方法確定機(jī)架AD的長度lAD和連桿BC的長度lBC。詳細(xì)步驟如下：C1t①由θ=1800(K-1)/(K+1)求出θ。C2②任選D的位置，并按lCD和ψ作搖桿900-θ的兩個(gè)極限位置。③作∠C1C2O=∠C1C2O=900-θ，以cO為圓心作圓η。θ④延長OD與圓I交于下方的R點(diǎn)，作FO與OR相距l(xiāng)AB的直線t―t，t―t與ψR(shí)C1交于F點(diǎn)，以R為圓心、RF為A半徑作圓弧與圓I交于A點(diǎn)，A點(diǎn)即ηD為所求固定鉸鏈中心。⑤由圖可得lAD以及AC1、AC2。由AC1=lBC-lAB或AC2=lBC+lAB可得lBC。試詳細(xì)說明上述設(shè)計(jì)方法是否正確，并加以證明。ProblemsAnalysisSEU-QRMlABRt28Solution:上述設(shè)計(jì)方法是正確的。根據(jù)如下：(1)ΔRB1C1=ΔRB2C2(2)ΔAB1R=ΔAB2R∠ARB1=∠ARB2=θ/2∠B1AR=∠B2AR=900-θ/2ΔAB1R和ΔAB2R是兩個(gè)A直角三角形(3)RtΔC1HR∽ΔAB2RθFC1tH900-θcOC2B2900-θ/2ψηB11800-θθ/2θθ/2Dθ/2lABRtProblemsAnalysisSEU-QRM297.7設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿CD的長度lCD=290mm，搖桿兩極限位置間的夾角ψ=32°，行程速度變化系數(shù)K=1.25。又曲柄的長度lAB=75mm，求連桿的長度lB