Instructor’s Manual to accompany
Public Finance, Eighth Edition, by Harvey S. Rosen and Ted Gayer
Suggested Answers to End-of-Chapter Discussion Questions
Some of the questions have no single “correct” answer – reasonable people can go off in
different directions. In such cases, the answers provided here sketch only a few possibilities.
Chapter 1 - Introduction
1. a. Putin’s statement is consistent with an organic conception of government.
Individuals and their goals are less important than the state.
b. Locke makes a clear statement of the mechanistic view of the state in which
individual liberty is of paramount importance.
2. Libertarians believe in a very limited government and are skeptical about the ability of
government to improve social welfare. Social democrats believe that substantial
government intervention is required for the good of individuals. Someone with an
organic conception of the state believes that the goals of society are set by the state and
individuals are valued only by their contribution to the realization of social goals.
a. A law prohibiting gambling would probably be opposed by a libertarian and
advocated by a social democrat. Someone with an organic conception of the state
would first decide whether gambling would help to achieve the state’s goals
before taking a position on this issue. If the view is that gambling keeps
individuals from being productive, then someone with an organic view would
probably be in favor of prohibiting it, but if gambling is considered a good way to
raise more revenue for the state, then they might oppose the prohibition.
b. Libertarians oppose the law mandating seat belt use, arguing that individuals can
best decide whether or not to use seat belts without government coercion. Social
democrats take the position that the mandate saves lives and ultimately benefits
individuals. The organic view would probably lead to favoring the mandate on the
grounds that reduced health care costs caused by fewer accidents benefit society.
c. Libertarians oppose the law mandating child safety seats, arguing that individuals
can best decide whether or not to use child safety seats without government
coercion. Social democrats take the position that the mandate saves lives and
ultimately benefits individuals. The organic view would probably lead to favoring
the mandate on the grounds that reduced health care costs caused by fewer
accidents benefit society.
1
Chapter 1 - Introduction
d. Libertarians would probably oppose a law prohibiting prostitution, while social
democrats would likely favor such a law. The organic view depends on the type
of society policymakers are attempting to achieve. The law would probably be
favored on moral grounds.
e. Libertarians would probably oppose a law prohibiting polygamy, while social
democrats would likely favor such a law. The organic view depends on the type
of society policymakers are attempting to achieve. The law would probably be
favored on moral grounds.
f. Libertarians would likely oppose the law, believing that individual business
owners should make the decision about which language is used for their signs.
Social democrats would also probably oppose the law in order to foster a more
inclusive society. Those with an organic view would probably favor the law if
they hold the view that every member of the society should speak the native
language.
3. The mechanistic view of government says that the government is a contrivance created by individuals to better achieve their individual goals. Within the mechanistic tradition, people could disagree on the obesity tax. Libertarians would say that people can decide what is best for themselves - whether to consume high calorie food - and do not need prodding from the government. In contrast, social democrats might argue that people are too short sighted to know what is good for them, so that government-provided inducements are appropriate.
4. a. If the size of government is measured by direct expenditures, the mandate does not
directly increase it. Costs of compliance, however, may be high and would appear
as an increase in a “regulatory budget.”
b. This law would not increase government expenditures, but the high costs of
compliance would increase the regulatory budget.
c. It’s hard to say whether this represents an increase or decrease in the size of
government. One possibility is that GDP stayed the same, and government
purchases of goods and services fell. Another is that government purchases of
goods and services grew, but at a slower rate than the GDP. One must also
consider coincident federal credit and regulatory activities and state and local
budgets.
d. The federal budget would decrease if grants-in-aid were reduced. However, if
state and local governments offset this by increasing taxes, the size of the
government sector as a whole would not go down as much as one would have
guessed.
2
Part 1 – Getting Started
5. The inflation erodes the real value of the debt by 0.016 x ?420 billion or ?6.72 billion.
he fact that inflation reduces the real debt obligation means that this figure should be T
included as revenue to the government.
6. The federal government grew by $910 billion. However, because the price level went up
by 24 percent, in terms of 2005 dollars this amounted to a real increase of $540 billion
(=$2.47 trillion - 1.24*$1.56 trillion=$2.47 trillion-$1.93 trillion). As a proportion of
GDP, federal spending in 1996 was 19.9 percent ($1.56 trillion/$7.82 trillion) and in
2005 it was 19.8 percent ($2.47 trillion/$12.48 trillion). Hence, the size of government
grew in absolute terms and fell slightly in relative terms. To get a more complete answer,
one would want data on the population (to compute real spending per capita). Also, it
would be useful to add in expenditures by state and local governments, to see if the total
size of government fell. Also, although it would be harder to measure, one would want to
try to gain some sense of how the regulatory burden on the economy grew during this
time period.
7. Relative to GDP, defense spending grew from 4.9 percent of GDP in 1981 to 5.8 percent
of GDP in 1985 and then grew from 2.9 percent of GDP in 2001 to 3.8 percent of GDP in
2005. The increase from 2001 to 2005 was proportionally larger.
3
机械设计第八版答案
机械设计第八版答案
DSASA第三章 机械零件的强度
习题答案
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限,,1 180MPa,取循环基数N0 5 106,m 9,试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] ,,1N1 ,,16N05 10 180 373.6MPa N17 103
6N05 10 180 324.3MPa N22.5 104
6N05 10 180 227.0MPa 5N36.2 10 ,,1N2 ,,1 ,,1N3 ,,13-2已知材料的力学性能为,s 260MPa,,,1 170MPa,Φ, 0.2,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
,0) [解] A’(0,170) C(260
Φ, 2,,1,,0 ,0
,0 2,,1 1,Φ,
2,,12 170 283.33MPa1,Φ,1,0.2
,0 ’ 得D(283.,283.),即D’(141.67,141.67)
,0),D’(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
根据点A’(0,170),C(260
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限ζB=420MPa,精车,弯曲,βq=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因r3D54 1.2, 0.067,查附表3-2,插值得 , 1.88,查附图3-1得q, 0.78,将d45d45
所查值代入公式,即
k, 1,q,, ,,1, 1,0.78 ,1.88,1, 1.69
查附图3-2,得ε, 0.75;按精车加工工艺,查附图3-4,得β, 0.91,已知βq 1,则
k,1 1 1.691 1 K, ,,1 ,,1 2.35 ε β 0.750.91 β 1, , q
A0,,C,260,0,,D141.67,141. .35.35
根据A,0,72.34,,C,260,0,,D,141.67,60.29,按比例绘出该零件的极限应力线图如下图
,,,,
3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力,m 20MPa,应力幅,a 20MPa,试分别按?r C?,m C,求出该截面的计算安全系数Sca。
[解] 由题3-4可知,
-1 170MPa,,s 260MPa,Φ, 0.2,K, 2.35
(1)r C
工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的循环特性不变公式,其计算安全系数
Sca ,-1170 2.28 K,,a,Φ,,m2.35 30,0.2 20
(2),m C
工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数 Sca ,-1,,K,,Φ,,,m170,,2.35,0.2,, 20 1.81K,,a,,m2.35 30,20
第五章 螺纹连接和螺旋传动
习题答案
5-5 图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接,托架所承受的最大载荷为20kN,载荷有较大的变动。试问:此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜,为什么,Q215,若用M6×40铰孔用螺栓连接,已知螺栓机械性能等级为8.8,校核螺栓连接强度。
[解] 采用铰制孔用螺栓连接为宜
因为托架所受的载荷有较大变动,铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移,而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩,连接不牢靠。
(1)确定M6×40的许用切应力[ ]
由螺栓材料Q215,性能等级8.8,查表5-8,可知[,s] 640MPa,查表5-10,可知[S ] 3.5~5.0
[ ] [,s]640 ,182.86~128,MPa [S ]3.5~5.0
[,p] ,s640 426.67MPaSp1.5
(2)螺栓组受到剪力F和力矩(T FL),设剪力F分在各个螺栓上的力为Fi,转矩T分在各个螺栓上的分力为Fj,各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离为r,即r 150 752mm 2cos45
Fi 11F 20 2.5kN88 FL20 300 10,3
Fj 52kN8r8 2 10,3
由图可知,螺栓最大受力
Fmax Fi,Fj,2FiFjcos, 2.52,(52)2,2 2.5 52 cos45 9.015kN
Fmax9.015 103
319 [ ] 2 2 d0 6 10,3
4422,,
Fmax9.015 103
,p 131.8 [,p] d0Lmin6 10,3 11.4 10,3
故M6×40的剪切强度不满足要求,不可靠。
5-6 已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如图5-50所示的两种螺栓布置形式,设采用铰制孔用螺栓连接,试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小,为什么,
[解] 螺栓组受到剪力F和转矩,设剪力F分在各个螺栓上的力为Fi,转矩T分在各个螺栓上的分力为Fj (a)中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r,即r=125mm
11F 60 10kN66 FL60 250 10,3
Fj 20kN,36r4 125 10 Fi
由(a)图可知,最左的螺栓受力最大Fmax Fi,Fj 10,20 30kN
(b)方案中
Fi 11F 60 10kN 66
Fjmax Mrmax
ri
i 16 FLrmax2 rii 162 125 2,360 250 10 ,125 10 2 24.39kN
2 125 2 125 2 2 ,4 ,125 10,6 2 2
,32
由(b)图可知,螺栓受力最大为
Fmax Fi,Fj,2FiFjcos, 2,(24.39)2,2 10 24.39
4Fmax可知采用(a)布置形式所用的螺栓直径较小 222 33.63kN 5 由d0
第六章 键、花键、无键连接和销连接
习题答案
6-3 在一直径d 80mm的轴端,安装一钢制直齿圆柱齿轮(如下图),轮毂宽度L 1.5d,工作时有轻微冲击。试确定平键的尺寸,并计算其允许传递的最大扭矩。
[解] 根据轴径d 80mm,查表得所用键的剖面尺寸为b 22mm,h 14mm
根据轮毂长度L’ 1.5d 1.5 80 120mm
取键的公称长度 L 90mm
键的标记 键22 90GB1096-79
键的工作长度为 l L,b 90,22 68mm
键与轮毂键槽接触高度为 k h 7mm 2
根据齿轮材料为钢,载荷有轻微冲击,取许用挤压应力 [,p] 110MP a
2T 103
[,p] 根据普通平键连接的强度条件公式 ,p kld
变形求得键连接传递的最大转矩为
Tmax kld[,p]
2000 7 68 80 110 2094N m 2000
第八章 带传动
习题答案
8-1 V带传动的n1 1450rmin,带与带轮的当量摩擦系数fv 0.51,包角 1 180 ,初拉力
(1)该传动所能传递的最大有效拉力为多少,(2)若dd1 100mm,其传递的最大F0 360N。试问:
转矩为多少,(3)若传动效率为0.95,弹性滑动忽略不计,从动轮输出效率为多少,
[解] ,1,Fec 2F0fv 1 2 360 0.51 478.4N 1,v11,ee1,11,1
dd1100 10-3
478.4 23.92N mm ,2,T Fec22
,3,P
FecνFecn1 dd1 , ,10001000 60 1000478.4 1450 3.14 100 0.95 1000 60 1000 3.45kW
8-2 V带传动传递效率P 7.5kW,带速ν 10,紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1 F2,试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和初拉力F0。
Feν 1000
1000P1000 7.5 750N Fe ν10[解] P
Fe F1,F2且F1 2F2
F1 2Fe 2 750 1500N
Fe 2
F750 1125N F0 F1,e 1500, 22 F1 F0,
8-4 有一带式输送装置,其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动,电动机功率P=7kW,转速n1 960rmin,减速器输入轴的转速n2 330rmin,允许误差为 5%,运输装置工作时有轻度冲击,两班制工作,试设计此带传动。
[解] (1)确定计算功率Pca
由表8-7查得工作情况系数KA 1.2,故
Pca KAP 1.2 7 8.4kW
(2)选择V带的带型
根据Pca、n1,由图8-11选用B型。
(3)确定带轮的基准直径dd,并验算带速ν
?由表8-6和8-8,取主动轮的基准直径dd1 180mm
?验算带速ν
dd1n1 180 960 9.0432m 60 100060 1000
5 ν 30 ν
?计算从动轮的基准直径
dd2 dd1n1,1,ε,180 960 ,1,0.05, 497.45mm n2330
(4)确定V带的中心距a和基准长度Ld
?由式0.7,dd1,dd2, a0 2,dd1,dd2,,初定中心距a0 550mm。 ?计算带所需的基准长度 ,d,dd1, Ld0 2a0,,dd1,dd2,,d2
24a02, 500,180, 2 550,,180,500,, 24 550 2214mm2
由表8-2选带的基准长度Ld 2240mm
?实际中心距a
Ld,Ld02240,2214 550, 563mm 22
中心距的变化范围为550~630mm。 a a0,
(5)验算小带轮上的包角α1
α1 180 ,,dd2,dd1,
故包角合适。
(6)计算带的根数z
?计算单根V带的额定功率Pr
由dd1 180mm和 n1 960s,查表8-4a得P0 3.25kW 根据
n1 960i 57.3 57.3 180 ,,500,180, 147 90 a563960 2.9和B型带,查表得
P0 0.303kW 330
查表8-5得kα 0.914,表8-2得kL 1,于是
P) 0.914 1 3.25kW r ,P0, P0, kα kL (3.25,0.303
?计算V带的根数z
z Pca8.4 2.58 Pr3.25
取3根。
(7)计算单根V带的初拉力的最小值,F0,min
由表8-3得B型带的单位长度质量q 018kgm,所以 ,F0,min 500
(8)计算压轴力
Fp 2z,F0,minsin,2.5,kα,Pca,qν2 500 ,2.5,0.914, 8.4,0.18 9.04322 283N
kαzν0.914 3 9.0432α1147 2 3 283 sin 1628N 22
(9)带轮结构设计(略)
第九章 链传动
习题答案
9-2 某链传动传递的功率P 1kW,主动链轮转速n1 48rmin,从动链轮转速n2 14rmin,载荷平稳,定期人工润滑,试设计此链传动。
[解] (1)选择链轮齿数
取小链轮齿数z1 19,大链轮的齿数z2 iz1
(2)确定计算功率
由表9-6查得KA 1.0,由图9-13查得Kz 1.52,单排链,则计算功率为
Pca KAKzP 1.0 1.52 1 1.52kW
(3)选择链条型号和节距
根据P及n1 48min,查图9-11,可选16A,查表9-1,链条节距p 25.4mm ca 1.52kW
(4)计算链节数和中心距
初选中心距a0 (30~50)p (30~50) 25.4 762~1270mm。取a0 900mm,相应的链
长节数为 n148z1 19 65 n214
Lp0az,z z,z p 20,12, 21 p2 2 a0 290019,65 65,19 25.4 2 ,, 114.3 25.42 2 9002
取链长节数Lp 114节。
查表9-7得中心距计算系数f1 0.24457,则链传动的最大中心距为
a f1p2Lp,,z1,z2, 0.24457 25.4 2 114,,19,65, 895mm
(5)计算链速ν,确定润滑方式
ν n1z1p48 19 25.4 0.386ms 60 100060 1000
由ν 0.386和链号16A,查图9-14可知应采用定期人工润滑。
(6)计算压轴力Fp
有效圆周力为 Fe 100 1000p
ν1 259N1 0.386
链轮水平布置时的压轴力系数KFp 1.15,则压轴力为Fp KFpFe 1.15 2591 2980N
9-3 已知主动链轮转速n1 850rmin,齿数z1 21,从动链齿数z2 99,中心距a 900mm,滚子链极限拉伸载荷为55.6kN,工作情况系数KA 1,试求链条所能传递的功率。
[解] 由Flim 55.6kW,查表9-1得p 25.4mm,链型号16A 根据p 25.4mm,n1 850rmin,查图9-11得额定功率Pca 35kW 由z1 21查图9-13得Kz 1.45 且KA 1
P Pca35 24.14kWKAKz1 1.45
第十章 齿轮传动
习题答案
10-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力(用受力图表示各力的作用位置及方向)。
[解] 受力图如下图:
补充题:如图(b),已知标准锥齿轮m 5,z1 20,z2 50,ΦR 0.3,T2 4 10N mm,标准斜齿轮 5
mn 6,z3 24,若中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消,β应为多少,并计算2、3齿轮各分力大小。
[解] (1)齿轮2的轴向力:
αsinδ2 Fa2 Ft2tan
齿轮3的轴向力: 2T22T2tanαsinδ2 tanαsinδ2 dm2m1,0.5ΦRz2
Fa3 Ft3tanβ 2T32T32T3tanβ tanβ sinβ d3mnz3 mnz3 cosβ
Fa2 Fa3,α 20 ,T2 T3
2T32T2tanαsinδ2 sinβ m1,0.5ΦRz2mnz3
mnz3tanαsinδ2 m1,0.5ΦRz2
z250 2.5 sinδ2 0.928 cosδ2 0.371 z120即sinβ 由 tanδ2
sinβ mnz3tanαsinδ26 24 tan20 0.928 0.2289 m1,0.5ΦRz25 1,0.5 0.3 50
即β 13.231
(2)齿轮2所受各力:
2T22T22 4 105
Ft2 N 3.765 103N 3.765kdm2m1,0.5ΦRz25 1,0.5 0.3 50
Fr2 Ft2tanαcosδ2 3.765 103 tan20 0.371 0.508 103N 0.508 kN
Fa2 Ft2tanαsinδ2 3.765 103 tan20 0.928 1.272 103N 1.272kN
Ft23.765 103
4kN Fn2 cosαcos20
齿轮3所受各力:
2T32T22T22 4 105
Ft3 cosβ cos13.231 5.408 103N 5.408kN d3 mnz3 mnz36 24 cosβ
Ft3tanαn5.408 103 tan20 Fr3 2.022 103N 2.022kN cosβcos12.321
5.408 103 tan20 1.272 103N 1.272kN Fa3 Ft3tanβ 5.408 10 tancos12.321 3
Ft33.765 103
Fn3 5.889 103N 5.889kN cosαncosβcos20 cos12.321
10-6 设计铣床中的一对圆柱齿轮传动,已知P1 7.5kW,n1 1450rmin,z1 26,z2 54,寿命Lh 12000h,小齿轮相对其轴的支承为不对称布置,并画出大齿轮的机构图。
[解] (1) 选择齿轮类型、精度等级、材料
?选用直齿圆柱齿轮传动。
?铣床为一般机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。
?材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
(2)按齿面接触强度设计
KT1u,1 ZE d1t 2. Φdu , H
1)确定公式中的各计算值
?试选载荷系数Kt 1.5
?计算小齿轮传递的力矩 2
95.5 105P95.5 105 7.51 T1 49397N mm n11450
?小齿轮作不对称布置,查表10-7,选取Φd 1.0
?由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE 189.8
?由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,Hlim1 600MPa;大齿轮的接
触疲劳强度极限,Hlim2 550MPa。
?齿数比 u 12z254 2.08 z126
?计算应力循环次数
N1 60n1jLh 60 1450 1 12000 1.044 109
N11.044 109
0.502 109 N2 u2.08
?由图10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1 0.98,KHN2 1.0
?计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S 1
,H 1
,H 2
2)计算 KHN1,Hlim10.98 600 588MPa S1K,1.03 550 HN2Hlim2 566.5MPa S1
?计算小齿轮分度圆直径d1t,代入 ,H 中较小值
KT1u,1 ZE 1.5 493972.08,1 189.8
d1t 2. 2.32 53.577mm Φdu ,H 12.08 566.5
?计算圆周速度ν 22
d1tn13.14 53.577 1450 4.066ms 60 100060 1000
?计算尺宽b ν
b Φdd1t 1 53.577 53.577mm ?计算尺宽与齿高之比 mt b
hd1t53.577 2.061mm z126
h 2.25mt 2.25 2.061 4.636mm
b53.577 11.56 h4.636
?计算载荷系数
根据ν 4.066s,7级精度,查图10-8得动载荷系数Kv 1.2 直齿轮,KH KF 1
由表10-2查得使用系数KA 1.25
由表10-4用插值法查得KHβ 1.420
由b 11.56,KHβ 1.420,查图10-13得KFβ 1.37 h
故载荷系数 K KAKvKH KH 1.25 1.2 1 1.420 2.13 ?按实际的载荷系数
校正所算的分度圆直径 d1 d1tK2.13 53.577 60.22 Kt1.5
?计算模数m
m d160.22 2.32mm z126
取m 2.5
?几何尺寸计算
分度圆直径:d1 mz1 2.5 26 65mm
d2 mz2 2.5 54 135mm
中心距: a
确定尺宽: d1,d265,135 100mm 22
2
b
2KT1u,1 2.5ZE 2 u ,H d1
22 2.13 493972.08,1 2.5 189.8 51.74mm22.08 566.5 65
圆整后取b2 52mm,b1 57mm。
(3)按齿根弯曲疲劳强度校核
?由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,FE1 500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限
,FE2 380MPa。
?由图10-18取弯曲疲劳寿命KFN1 0.89,KFN2 0.93。 ?计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S 1.4
,F 1
,F 2KFN1,FE10.89 500 317.86MPa S1.4K,0.93 500 FN2FE2 252.43MPa
S1.4
?计算载荷系数
K KAK KF KF 1.25 1.2 1 1.37 2.055 ?查取齿形系数及应力校正系数
由表10-5查得 YFa1 2.6 YFa2 2.304
YSa1 1.595 YSa2 1.712
?校核弯曲强度
根据弯曲强度条件公式 ,F 2KT1YFaYSa ,F 进行校核 bd1m
,F1 2KT12 2.055 49397YFa1YSa1 2.6 1.595 99.64MPa ,F 1
bd1m52 65 2.5
2KT12 2.055 49397YFa2YSa2 2.3 1.712 94.61MPa ,F 2 bd1m52 65 2.5
,F2
所以满足弯曲强度,所选参数合适。
10-7 某齿轮减速器的斜齿轮圆柱齿轮传动,已知n1 750rmin,两齿轮的齿数为
,z1 24,z2 108,β 9 22’,mn 6mm,b 160mm,8级精度,小齿轮材料为38SiMnMo(调质)
大齿轮材料为45钢(调质),寿命20年(设每年300工作日),每日两班制,小齿轮相对其轴的支承为对称布置,试计算该齿轮传动所能传递的功率。
[解] (1)齿轮材料硬度
查表10-1,根据小齿轮材料为38SiMnMo(调质),小齿轮硬度217~269HBS,大齿轮材料为45
钢(调质),大齿轮硬度217~255 HBS
(2)按齿面接触疲劳硬度计算
Φdε d13u ,H T1 2Ku,1 ZHZE
?计算小齿轮的分度圆直径 d1 2z1mn24 6 145.95mm
cosβcos9 22’
?计算齿宽系数 Φd b160 1.096 d1145.95
1
2?由表10-6查得材料的弹性影响系数 ZE 189.8MPa,由图10-30选取区域系数ZH 2.47
?由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,Hlim1 730MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限,Hlim2 550MPa。
?齿数比 u z2108 4.5 z124
?计算应力循环次数
N1 60n1jLh 60 750 1 300 20 2 5.4 108
N15.4 108
1.2 108 N2 u4.5
?由图10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1 1.04,KHN2 1.1
?计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S 1
,H 1
,H 2KHN1,Hlim11.04 730 759.2MPa S1K,1.1 550 HN2Hlim2 605MPa S1
?由图10-26查得ε 1 0.75,ε 2 0.88,则ε ε 1,ε 2 1.63
?计算齿轮的圆周速度
ν d1n13.14 145.95 750 5.729 60 100060 1000
计算尺宽与齿高之比b h
mnt d1cosβ145.95 cos9 22’ 6mm z126
h 2.25mnt 2.25 6 13.5mm
b160 11.85 h13.5
计算载荷系数
根据ν 5.729m,8级精度,查图10-8得动载荷系数Kv 1.22 由表10-3,查得KH KF 1.4
按轻微冲击,由表10-2查得使用系数KA 1.25 由表10-4查得KHβ 1.380 {按Φd=1查得}
由b 11.85,KHβ 1.380,查图10-13得KFβ 1.33 h
故载荷系数 K
KAKvKH KH 1.25 1.22 1.4 1.380 2.946由接触强度确定的最大转矩
T1
Φεdu min ,H 1, ,H 2 2Ku,1 ZHZE 21.096 1.63 145.9534.5 605 2 2.9464.5,1 2.47 189.8 1284464.096N3d 12
(3)按弯曲强度计算
Φdε d12mn ,F T1 2KYβYFaYSa
?计算载荷系数 K KAK KF KF 1.25 1.22 1.4 1.33 2.840 ?计算纵向重合度 εβ 0.318Φdz1tanβ 0.318 1.096 24 tan9 22’ 1.380 ?由图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ 0.92
?计算当量齿数 zv1 z124 24.99 33cosβcos9 22’z2108 112.3 cos3βcos9 22’3
zv1
?查取齿形系数YFa及应力校正系数YSa
由表10-5查得 YFa1 2.62 YFa2 2.17 YSa1 1.59
YSa2 1.80 ?由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,FE1 520MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限,FE2 430MPa。
?由图10-18取弯曲疲劳寿命KFN1 0.88,KFN2 0.90。 ?计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S 1.4
,F 1
,F 2KFN1,FE10.88 520 305.07MPa S1.5K,0.90 430 FN2FE2 258MPa S1.5
?计算大、小齿轮的 ,F
YFaYSa,并加以比较
,F 1
YFa1YSa1 305.07 73.23 2.62 1.59
258 66.05 2.17 1.80 ,F 2
YFa2YSa2
,F ,F min , 取 66.05 YFaYSaYYYY Fa1Sa1Fa2Sa2 ,F
?由弯曲强度确定的最大转矩 Φdε d12mn ,F 1.096 1.63 145.952 6
T1 66.05 2885986.309N mm 2KYβYFaYSa2 2.840 0.92
(4)齿轮传动的功率
取由接触强度和弯曲强度确定的最大转矩中的最小值 即T1 1284464.096N
T1n11284464.096 750 100.87kW669.55 109.55 10 P
第十一章 蜗杆传动
习题答案
11-1 试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。
[解] 各轴的回转方向如下图所示,蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位
置及方向如下图
11-3 设计用于带式输送机的普通圆柱蜗杆传动,传递效率P1 5.0kW,n1 960min,传动比i 23,由电动机驱动,载荷平稳。蜗杆材料为20Cr,渗碳淬火,硬度 58HRC。蜗轮材料为ZCuSn10P1,金属模铸造。蜗杆减速器每日工作8h,要求工作寿命为7年(每年按300工作日计)。
[解] (1)选择蜗杆传动类型
根据GB/T 10085-1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。
(2)按齿面接触疲劳强度进行设计
ZEZP a KT2 , H
?确定作用蜗轮上的转矩T2
按z1 2,估取效率, 0.8,则 T2 9.55 1062P2P,5 0.8 9.55 1061 9.55 106 915208N mm n22
?确定载荷系数K
因工作载荷平稳,故取载荷分布不均匀系数Kβ 1;由表11-5选取使用系数KA 1;由于转速不高,无冲击,可取动载系数KV 1.05,则
K KAKβKV 1 1 1.05 1.05
?确定弹性影响系数ZE 蜗轮为铸锡磷青铜与钢蜗杆相配,故ZE 160MPa
?确定接触系数Zp
假设12d1 0.35,从图11-18中可查得Zp 2.9 a
?确定许用接触应力 ,H
由表11-7中查得蜗轮的基本许用应力 ,H 268MPa ‘
应力循环系数 N 60n2jLh 60
寿命系数 KHN960 1 ,7 300 8, 4.21 107 23710 0.8355 4.21 107
则 ,H KHN ,H 0.8355 268 223.914MPa ‘
?计算中心距
160 2.9 a 1.05 915208 160.396mm 223.914
取中心距a 200mm,因i 23,故从表11-2中取模数m 8mm,蜗杆分度圆直径2d1 80mm。此时d180’’ 0.4,从图11-18中查取接触系数Zp 2.74,因为Zp Zp,a200
因此以上计算结果可用。
(3)蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸
?蜗杆
蜗杆头数z1 2,轴向齿距pa m 8 25.133;直径系数q 10;齿顶圆直径
**m,c 60.8mm;分度圆导程角da1 d1,2ham 96mm;齿根圆直径df1 d1,2ha,,
γ 11 18’36";蜗杆轴向齿厚Sa 0.5 m 12.567mm。
?蜗轮
蜗轮齿数z2 47;变位系数x2 ,0.5
验算传动比i 23.5,23z247 2.17%,是允许的。 23.5,此时传动比误差23z12
蜗轮分度圆直径 d2 mz2 8 47 376mm
* 蜗轮喉圆直径 da2 d2,2mha,x2 376,2 8 ,1,0.5, 38m4 ,,
蜗轮齿根圆直径 df2 d2,2hf2 376,2 8 ,1,0.5,0.2, 364.8mm 蜗轮咽喉母圆直径 rg2 a,
(4)校核齿根弯曲疲劳强度
,F 11da2 200, 376 12mm 221.53KT2YFa2Yβ ,F d1d2m
z247 49.85 cos3γcos311 15’36" ?当量齿数 zv2
根据x2 ,0.5,zv2 49.85,从图11-19中可查得齿形系数YFa2 2.75
?螺旋角系数 Yβ 1,γ11.31 1, 0.9192 140 140
?许用弯曲应力 ,F ,F ’ KFN
从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 ,F ’ 56MPa 寿命系数 KFN610 0.66 74.21 10
,F ,F ’ KFN 56 0.66 36.958MPa ?校核齿根弯曲疲劳强度
,F 1.53 1.05 915208 2.75 0.9192 15.445 ,F 80 376 8
弯曲强度是满足的。
(5)验算效率,
, ,0.95~0.96,tanγ tanγ, v 已知γ 11 18’36"; v arctanfv;fv与相对滑动速度va相关 va d1n180 960 4.099s
60 1000cosγ60 1000cos11 18’36"
从表11-18中用插值法查得fv 0.0238,代入式得, 0.845~0.854,
v 1.36338 1 21’48",
大于原估计值,因此不用重算。
第十三章 滚动轴承
习题答案
13-1 试说明下列各轴承的 6207 30207 51301
[解] N307/P4、6207、30207的 X1 1 Y1 0
对轴承2 X2 0.41 Y2 0.87
因轴承运转中有中等冲击载荷,按表13-6,取fp 1.5,则
P1 3390,0 2305.2, 5085N 1 fp,X1Fr1,Y1Fa1, 1.5 ,
P.2, 2512.536N 2 fp,X2Fr2,Y2Fa2, 1.5 ,0.41 1040,0.87 1435
(3)确定轴承寿命
由于题目中没给出在轴承的具体代号,这里假设选用7207AC,查轴承手册得基本额定载荷
C 29000N,因为P1 P2,所以按轴承1的受力大小验算
10 C 106 29000 .5h Lh 1717 60n P60 1800 5085 1
13-6 若将图13-34a中的两轴承换为圆锥滚子轴承,代号为30207。其他条件同例题13-2,试验算轴承的
寿命。
[解] (1)求两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2
将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面(下图b)和水平面(下图a)两个平面力系。其中:
图c中的Fte为通过另加转矩而平移到指向轴线;图a中的Fae亦应通过另加弯矩而平移
到作用于轴线上(上诉转化仔图中均未画出)。 633
re
)(a)
(b)F
(c)
由力分析可知:
Fr1V Fre 200,Fae d314900 200,400 225.38N 200,320520
Fr2V Fre,Fr1V 900,225.38 674.62N
Fr1H 200200Fte 2200 846.15N 200,320520
Fr2H Fte,Fr1H 2200,846.15 1353.85N
Fr1 Fr1V,Fr1H 225.382,846.152 875.65N 22
Fr2 Fr2V,Fr2H 674.622,1353.822 1512.62N 22
(2)求两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2
查手册的30207的e 0.37,Y 1.6,C 54200N
Fd1
Fd2Fr1875.65 273.64N 2Y2 1.6F1512.62 r2 472.69N 2Y2 1.6
两轴计算轴向力
Fa1 max Fd1,Fae,Fd2 max 273.64,400,472.69 872.69N
Fa2 max Fd2,Fd1,Fae max 472.69,273.64,400 472.69N
(3)求轴承当量动载荷P1和P2
Fa1872.69 0.9966 e Fr1875.65
Fa2472.69 0.3125 e Fr21512.62
由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为
对轴承1 X1 0.4 Y1 1.6
对轴承2 X2 1 Y2 0
因轴承运转中有中等冲击载荷,按表13-6,取fp 1.5,则
P.65,1.6 872.69, 2619.846N 1 fp,X1Fr1,Y1Fa1, 1.5 ,0.4 875
P2 fp,X2Fr2,Y2Fa2, 1.5 ,1 1512.62,0 472.69, 2268.93N
(4)确定轴承寿命
因为P1 P2,所以按轴承1的受力大小验算
10 C 106 54200 .342h Lh’ Lh 283802 60n P60 5202619.846 1
故所选轴承满足寿命要求。
13-7 某轴的一端支点上原采用6308轴承,其工作可靠性为90%,现需将该支点轴承在寿命不降低的条件
下将工作可靠性提高到99%,试确定可能用来替换的轴承型号。
[解] 查手册得6308轴承的基本额定动载荷C 40800N。查表13-9,得可靠性为90%时,a1 1,可靠
性为99%时,a1 0.21。 633
106a1 C 106 1 40800 可靠性为90%时 L10 60n P 60n P 106a1 C 106 0.21 C 可靠性为99%时 L1 60n P 60n P
L10 L1 3333
106 1 40800 106 0.21 C 60n P 60n P 即 C 3340800 6864.514N7 3.21
查手册,得6408轴承的基本额定动载荷C 65500N,基本符合要求,故可用来替换的轴承型号为6408。
第十五章 轴 习题答案
15-4 图15-28所示为某减速器输出轴的结构图,试指出其设计错误,并画出改正图。 [解] (1)处两轴承应当正装。 (2)处应有间隙并加密封圈。 (3)处应有轴间定位。
(4)处键不能伸入端盖,轴的伸出部分应加长。 (5)处齿轮不能保证轴向固定。 (6)处应有轴间定位。 (7)处应加调整垫片。 改正图见轴线下半部分。
15-7 两极展开式斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴(见图15-30a),尺寸和结构见图15-30b所示。已知:中间轴转速n2 180rmin,传动功率P 5.5kW,有关的齿轮参数见下表:
(a) (b) [解] (1)求出轴上转矩
T 9.55 106P5.5 9.55 106 291805.56N mm n180
(2)求作用在齿轮上的力
d2 mnz23 112 341.98mm cosβ2cos10 44’
mnz33 23 93.24mm cosβ3cos9 22’
2T2 291805.56 1706.57N d2341.98
2T2 291805.56 6259.24N d393.24
tanαntan20 1706.57 632.2N cosβ2cos10 44’
tanαntan20 1706.57 2308.96N cosβ3cos9 22’ d3 Ft2 Ft3
Fr2 Ft2 Fr3 Ft3
Fa2 Ft2tanβ2 1706.57 tan10 44’ 323.49N
Fa3 Ft3tanβ3 6259.24 tan9 22’ 1032.47N
(3)求轴上载荷
作轴的空间受力分析,如图(a)。
作垂直受力图、弯矩图,如图(b)。
FNHA Ft3 BD,Ft2 CD6259.24 210,1706.57 80 4680.54N AD310
FNHD Ft2,Ft3,FNHA 1706.57,6259.24,4680.54 3285.27N
MHB FNHA AB 4680.54 100 468054N mm 468.0 5mN
MHC FNHD CD 3285.27 80 262821.6N mm 26.282N2 m 作水平受力图、弯矩图,如图(c)。
FNVA ,Fr3 BD,Fr2 AC,Fa3 d3d,Fa2 2
AD93.24341.99,2308.96 210,632.2 80,1032.47 ,323.49 22 ,1067.28N310
FNVD Fr3 AB,Fr2 AC,Fa3 d3d,Fa2 2
AD93.24341.992308.96 100,632.2 230,1032.47 ,323.49 609.48N 310
MVB FNVA AB ,1067.28 100 ,106.728N m
M’VB FNVA AB,Fa3 d393.24 ,1067.28 100,1032.47 ,154.86N m 22MVC ,FNHD CD ,609.48 80 ,48.76N m
M’VC Fa2 d2341.99,FNHD CD 323.49 ,609.48 80 6.555N m 22
2 作合成弯矩图,如图(d) MB
M’B
MC
M’C 222MHB,MVB 468.05,,,106.728, 480.068N m 222MHB,M’VB 468.05,,154.86 493.007N m
222MHC,MVC 262.8222,,48.76 267.307N m
222MHC,M’VC 262.8222,6.555 262.804N m 2 作扭矩图,如图(e)。
T 291805.56N mm
作当量弯矩力,如图(f)。
转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑,取α 0.6。 McaB MB 480.068N m,T 0,
M’caB M’B2,αT2 493.0072,0.6 291.80556 523.173N m 2
McaC MC 267.307N m
M’caC M’C2,αT2 315.868N m 262.9042,0.6 291.805562
(4)按弯矩合成应力校核轴的强度,校核截面B、C B截面
WB 0.1d3 0.1 503 12500mm3 ,caB
C截面
WC 0.1d 0.1 45 9112.5mm
,caC 333M’caB523.173 41.85MPa ,9WB12500 10M’caC315.868 34.66MPa ,9WC911
2.5 10
轴的材料为45号钢正火,HBS 200,,B 560MPa, ,,1 51MPa ,caC ,caB ,,1 ,故安全。
预算会计习题答案(第八版).
预算会计考试时间:16周星期二晚上19;40~21;40.
地点:3-506(三教506教室)。此教室是商学院管辖的,所以教务系统上是查不到的,望各位同学互相告知,恕不另行通知,勿误。
预算会计简答题
一、简述事业单位会计的概念及特点:P30
事业单位会计是核算和监督各级各类事业单位预算执行情况及结果的专业会计,是预算会计的重要组成部分。
特点:1、收入来源多渠道。2、支出使用多用途。3、一般采用收付实现制,但经营性业务收支核算可采用权责发生制。4、事业活动与经营活动区别核算,事业结余与经营结余也分别计算。
二、简述固定资产的标准和分类 P68
标准:事业单位的固定资产,必须同时具备两个条件:一是单位价值在规定标准以上:通用设备在1000元以上,专用设备在1500元以上;二是使用年限在一年以上。单位价值虽未达到规定标准,但耐用时间在一年以上的大批同类物资,也应作为固定资产进行核算管理。
分类:事业单位的固定资产按其性质和使用情况,一般分为一下六类:(一)房屋和建筑物。(二)专用设备。(三)通用设备,是指事业单位用于业务工作的通用性设备。 (四)文物和陈列品。 (五)图书。 (六)其他固定资产:如家具、用具、装具和动物植物。
三、财政补助收入的概念及管理要求 P116
财政补助收入是指事业单位按照核定的部门预算和经费申报关系,直接从财政部门或主管部门取得的各类事业经费。
其管理要求如下:
1、按部门预算和用款计划申请取得财政补助收入
2、按规定的用途申请取得和使用财政补助收入
3、事业单位的各项事业收入全部纳入单位预算,实现统一核算,统筹安排。
四、简述事业支出的概念及管理要求。 P139、P147
事业支出是事业单位开展各项专业业务活动及其辅助活动发生的基本支出和项目支出。
管理要求:1、严格按照部门预算规定的用途和数额使用。
2、保证基本支出的需要。
3、严格项目支出的管理。
4、实行综合预算管理方法。
5、划清事业支出与经营支出的界线。
五、简述事业单位应缴国库款和应缴财政专户款的概念,为什么会产生应缴国库
款和应缴财政专户款? P100、101
应缴国库款是指事业单位按规定应缴入国库的款项(应缴税费除外)。
我国预算资金实行收缴分离的管理办法,即预算资金实行国库统一收付。预算资
金直接缴入国库,财政专户管理的资金直接缴入财政专户。但有时,事业单位预算资金收取和上缴之间存在时间差,因此产生了应缴国库负债义务或责任。
应缴财政专户款是指事业单位按规定应缴入财政专户的款项。
事业单位应设置“应缴财政专户款”,核算按规定应缴入财政专户的款项。
六、简述预算会计的概念及其几个方面的含义。P4
预算会计是以预算管理为中心,对各级政府预算和行政事业单位预算的执行情况进行连续、系统核算和监督的一门专业会计。
包括几个方面的含义:
1、预算会计以预算管理为中心,为预算管理服务,是国家预算管理的总要组成部分。
2、预算会计的主体是各级政府、行政单位和各类事业单位。
3、预算会计的客体或者对象,是财政资金、单位预算资金的运动过程及其结果。
4、预算会计是以会计学原理为基础的一门专业会计,同其他会计一样都是以货币为主要计量单位,采用一系列专门的会计方法。
七、简述事业单位专用基金概念及种类。为什么要设置专用基金? P163
专用基金:是指事业单位按规定提取或者设置的具有专门用途的净资产。 主要包括修购基金,职工福利基金和其他基金等。
事业单位开展各项业务活动需要有一定的资金做保证,在资金使用上需要统筹安排,兼顾各项业务活动的资金需要。但是,事业单位的有些业务活动有特殊的要求,需要有专门的渠道形成资金来源,并按规定的用途使用,为此事业单位设立了专用基金。
八、简述财政上下级产生往来款项的原因
1、预算收入和预算支出在年度内并不总是平衡的,财政总预算在年度的某个时期有可能出现支出大于收入的情况。此时,如果动用了预算后备,预算收支仍然不能平衡,下级财政可以向上级财政申请短期借款,上级财政也可以向有结余的下级财政借入款项。这些款项就是上、下级财政之间的往来款项。
2、在年终决算时,全年上、下级财政的实际上解或补助款,与应上解或应补助款之间有可能存在差额,对此也要在上、下级财政之间办理清理结算,也会发生上、下级财政之间的往来款项。
九、简述预算周转金的概念。为什么要设置预算周转金? P394
预算周转金是各级财政为调剂预算年度内季节性收入与支出差额,保证及时用款而设置的周转资金。
设置必要的预算周转金,是各级财政灵活调度预算资金的重要保证。预算的收与支出往往是不一致的,虽然全年预算收支平衡,但月份之间、季度之间经常是不平衡的,不是收大于支,就是支大于收。而且,收入是逐日收取的,每月的支出都要在月初拨付,同时,财政资金在征收、报解、转拨的途中又需要一定的时间。因此,各级财政如果没有一定的周转金,要完成预算收支任务是很困难的。各级财政为了平衡季节性预算收支,必须设置相应的预算周转金。
十、 简述预算周转金设置和动用的原则 P394、395
1、预算周转金一般从年度预算结余中提取设置、补充或由上级财政部门拨入。
2、预算周转金由本级政府财政部门管理,只供平衡预算收支的临时周转使用,
不能用于安排财政开支。
3、已设置或补充的预算周转金,未经上级财政部门批准,不能随意减少。预算
周转金的数额,应与预算支出的规模相适应。随着预算支出的逐年增长,预算周转金也相应地补充。
4、预算周转金存入国库存款账户,不另设其他存款账户。
十一、简述财政周转金的概念和财政周转金的来源 P396
财政周转金是指财政部门设置的以信用方式供有关单位有偿周转使用的资金。它是财政部门分配财政资金的一种辅助形式。
地方财政周转金的来源有两个方面:(1)由财政预算安排,即在列预算支出的同时,转入财政周转基金。(2)年终决算后将财政周转金收入(利息收入和资金占用费收入)减财政周转金支出(占用费支出和业务费支出)后的净收入转入,形成财政周转基金。
十二、简述财政性存款的概念与管理要求 P298
财政性存款是财政部门代表政府所掌管的财政资金,包括国库存款和其他财政存款。财政性存款由财政总预算会计负责管理,统一收付。
管理要求:1、集中资金,统一调度。2、严格控制存款开户。3、根据核定的年度预算或季度分月计划拨付资金。4、转账结算、不提现金。5、在存款余额内支取,不能透支。
十三、财政总预算会计的概念及特点 P291
财政总预算会计是各级政府部门核算和监督政府预算执行和财政周转性资金活动的专业会计。
财政总预算会计的特点:1、财政总预算会计核算对象是各级政府的财政预算资金,实际上是一种资金会计。2、财政总预算会计与预算管理密切联系,受预算管理制度制约,以收付实现制为核算的基础。3、财政总预算会计核算的是政府在某一方面的财务活动及其结果而不是政府全部的财务活动及其结果。4、财政总预算会计反映各级政府的财政预算收入,财政预算支出及其相关信息,其反映的信息具有宏观性和公共性特征。
预算会计名词解释
转移性收入:根据财政体制规定在地方与中央、地方各级财政之间进行资金调拨所形成的收入以及在本级财政不同性质的资金之间的调拨所形成的收入。
转移性支出:预算资金在上下级政府财政以及在本级财政不同性质资金之间进行转移所形成的支出。
基建拨款:指财政部门按经批准的基本建设计划预拨给受委托经办基本建设支出的商业银行或基本建设财务管理部门的基本建设款项。
一般预算收入:通过一定的形式和程序,由各级财政计划组织的纳入预算管理的各项收入,是可以综合安排用于政府的各项一般预算支出的收入。
一般预算支出:指一级政府对集中的一般预算收入有计划地分配和使用而安排的支出。
财政周转金收入:指财政部门在办理财政周转金借出或放款业务中收取的资金占用费收入,以及财政周转金在银行的存款利息收入。
财政周转金支出:指本级财政部门从上级财政部门借入财政周转金所支付的占用费,以及周转金在管理和使用过程中按规定开支的相关管理费用和业务费用等。 附属单位上缴收入:是指事业单位附属独立核算单位按规定标准或比例上缴的收入。
对附属单位补助支出:是指事业单位用财政补助收入之外的收入对附属单位补助发生的支出。
事业结余:是指事业单位一定期间除财政补助收支、非财政专项资金收支和经营收支以外各项收支相抵后的余额。
事业基金:指事业单位拥有的非限定用途的净资产。
财政应返还额度:年度终了零余额账户中的预算指标数与事业单位从零余额账户中的实际支用数之间的差额,即事业单位当面尚未使用的预算额度。
零余额账户用款额度:在财政授权支付方式下,事业单位根据部门预算和用款计划,按规定时间和程序向财政部门申请财政授权支付用款额度。
预算会计:以预算管理为中心,对各级政府预算和行政事业单位预算的执行情况进行连续、系统核算和监督的一门专业会计。
专款专用原则:指对于国家预算拨款和其他指定用途的资金,应按规定的用途使
用,不能擅自改变用途,挪作他用的原则。
预算会计业务题答案
第四章:事业单位资产
1、借:库存现金 950
贷:零余额账户用款额度 950
2、借:银行存款 5750
贷:事业收入 5750
3、借:零余额账户用款额度 8500
贷:财政补助收入 8500
4、借:存货——材料 3500
贷:零余额账户用款额度 3500
5、借:事业支出 2700
贷:财政补助收入 2700
借:固定资产 2700
贷:非流动资产基金——固定资产 2700
6、借:长期投资——长期股权投资 7000
贷:非流动资产基金——长期投资 7000
借:非流动资产基金——无形资产 6000
累计摊销 2000
贷:无形资产 8000
7、借:事业支出 500
贷:存货——材料 500
8、借:预付账款 1035
贷:零余额账户用款额度 1035
9、借:待处置资产损溢 90
贷:存货——甲材料 90
借:其他支出 60
其他应收款30
贷:待处置资产损溢 90
10、(1)已下达但尚未使用的:140700-140500=200
借:财政应返还额度 200
贷:零余额账户用款额度 200
(2)尚未下达的:140900-140700=200
借:财政应返还额度 200
贷:财政补助收入 200
第五章 事业单位负债
1、借:银行存款 18000
贷:短期借款 18000
2、借:存货——材料 5100
贷:应付账款 5100
3、借:银行存款 2250
贷:预收账款 2250
4、借:短期借款 18000
其他支出 1200
贷:银行存款 19200
5、借:应付账款 5100
贷:零余额账户用款额度 5100
6、借:银行存款 1230
贷:应缴国库款 1230
7、借:应缴国库款 1365
贷:银行存款 1365
8、借:事业支出 25000
贷:应付职工薪酬——工资(离退休费)25000
9、借:应付职工薪酬——工资(离退休费) 25000
贷:财政补助收入 25000
10、借:预收账款 2000
贷:事业收入 2000
第六章 事业单位收入
1、借:零余额账户用款额度 41400
贷:财政补助收入——基本支出 41400
2、借:应付职工薪酬 69450
贷:财政补助收入——基本支出 69450
3、借:事业支出 46800
贷:财政补助收入——项目支出 46800
借:借:固定资产 46800
贷:非流动资产基金——固定资产 46800
4、借:零余额账户用款额度 21300
贷:财政补助收入——项目支出 21300
5、借:预收账款 5700
贷:事业收入——项目支出 5700
6、借:银行存款 6300
贷:事业收入——项目支出 6300
7、借:零余额账户用款额度 39600
贷:财政补助收入——项目支出 39600
8、借:零余额账户用款额度 24750
贷:财政补助收入——项目支出 24750
9、借:财政应返还额度 675
贷:财政补助收入——项目支出 675
10、借:财政补助收入——基本支出 928 500
——项目支出 1 067 400
贷:财政补助结转 1 995 900
借:事业收入——项目支出 306750
贷:非财政补助结转 306750
第七章 事业单位支出
1、借:事业支出——财政补助支出——基本支出14400
贷:财政补助收入 14400
2、借:事业支出——财政补助支出——基本支出3450
贷:零余额账户用款额度 3450
3、借:事业支出——财政补助支出——项目支出 13950
贷:财政补助收入 13950
借:固定资产 13950
贷:非流动资产基金——固定资产 13950
4、借:事业支出——财政补助支出——基本支出 975
贷:银行存款 975
5、借:事业支出——财政补助支出——基本支出 1470
贷:银行存款 1470
6、借:事业支出——财政补助支出——基本支出 1110
贷:存货——材料 1110
7、借:经营支出 585
贷:银行存款 585
8、借:事业支出——其他资金支出——基本支出 120
贷:库存现金 120
9、借:事业支出——财政补助支出——基本支出25650
贷:零余额账户用款额度 25650
10、(1)借:财政补助结转 303 750
贷:事业支出——财政补助支出——基本支出 262 350 ——财政补助支出——项目支出 41 400
(2)借:事业结余540
贷:事业支出——其他资金支出——基本支出 540
(3)借:经营结余 6750
贷:经营支出 6750
第八章 事业单位净资产
1、借:财政补助收入——基本支出96150
——项目支出18750
贷:财政补助结转 114 900
2、借:财政补助结转 113 850
贷:事业支出——基本支出 95250
——项目支出 18600
3、借:事业收入——基本支出 1050
其他收入——基本支出 150
贷:事业结余 1200
4、借:事业结余 1290
贷:事业支出——其他资金支出——基本支出 1290
5、借:经营收入——旅游商品销售部 225
贷:经营结余 225
借:经营结余 165
贷:经营支出——旅游商品销售部165
第十八章 财政资产的核算
1、在上年度账上。借:在途款 5775
贷:一般预算收入 5775
在新年度账上。借:国库存款
贷:在途款
2、借:与下级往来 13 440
贷:国库存款 13 440
3、借:国库存款 11 340
贷:一般预算收入 11 200
基金预算收入 140
4、借:一般预算支出 102 600
基金预算支出 450
贷:国库存款 103 050
5、借:暂付款
贷:国库存款 1650
6、借:国库存款 11 700
贷:国有资本经营预算收入 11 700
7、借:一般预算支出 1 650
贷:暂付款
8、借:国有资本经营预算支出 3 450
贷:国库存款 3 450
9、借:预拨经费 8 400
贷:国库存款 8 400
10、借:与下级往来5 400
贷:上解收入 5 400
11、借:有价证券 50 000
贷:国库存款 50 000
12、借:其他财政存款 30 000
贷:财政周转金放款 30 000
13、借:基建拨款 350 000
贷:国库存款 350 000
14、借:一般预算支出 300 000
贷:基建拨款 300 000
第十九章 财政负债的核算
1、借:与上级往来 65 550
贷:国库存款 65 550
2、借:国库存款 145 200
贷:与上级往来 145 200
3、借:国库存款 6 600
贷:暂存款 6 600
4、借:国库存款 34 950
贷:与上级往来 34 950
5、借:暂存款 6 600
贷:一般预算收入 6600
6、借:与上级往来 34 950
贷:国库存款 34 950
7、借:上解支出 84 450
贷:与上级往来84 450
8、借:与上级往来 204 600
贷:补助收入 204 600
9、借:国库存款 750 000
贷:借入款 750 000
10、借:借入款 500 000
一般预算支出 30 000
贷:国库存款 530 000
第二十章 财政收入的核算
1、借:国库存款 171 300
贷:一般预算收入 171 300
2、借:国库存款 124 050
贷:基金预算收入124 050
3、、借:国库存款 13 050
贷:一般预算收入13 050
4、借:国库存款 16 650
贷:国有资本经营预算收入16 650
5、借:国库存款 16 050
贷:补助收入 16 050
6、、借:其他财政存款 3 300
贷:专用基金收入 3 300
7、借:国库存款 11 550
贷:上解收入 11 550
8、借:国库存款 25 350
贷:一般预算收入 11 700
基金预算收入 3 750
补助收入 9 900
9、借:调出资金 3 750
贷:国库存款——基金预算存款 3 750 借:国库存款——一般预算存款 3 750 贷:调入资金 3 750
10、借:一般预算收入
补助收入
上解收入
调入资金
贷:一般预算结余 2 142 000
借:基金预算收入
补助收入
上解收入
贷:基金预算结余394 500
借:国有资本经营预算收入 234 000
贷:国有资本经营预算结余 234 000 借:专用基金收入 22 500
贷:专用基金结余 22 500
第二十一章 财政支出的核算
1、借:一般预算支出 324 900
贷:国库存款 324 900
2、借:一般预算支出 271 500
贷:国库存款 271 500
3、借:一般预算支出 84 300
基金预算支出 139 200
贷:国库存款 223 500
4、借:基金预算支出 77 250
贷:国库存款 77 250
5、借:一般预算支出 5250
贷:国库存款 5250
借:其他财政存款 5250
贷:专用基金收入 5250
6、借:专用基金支出 1 800
贷:其他财政存款 1 800
7、借:国有资本经营预算支出 84 000 贷:国库存款 84 000
8、借:补助支出 8250
贷:国库存款 8250
9、借:上解支出 10 200
贷:国库存款 10 200
10、借:一般预算结余 9 085 500 贷:一般预算支出
补助支出
上解支出
借:基金预算结余 1 570 500
贷:基金预算支出
补助支出
上解支出
调出资金
借:国有资本经营预算结余 780 000 贷:国有资本经营预算支出 780 000 借:专用基金结余 18 000
贷:专用基金支出 18 000
第二十二章 财政净资产的核算
1、借:一般预算收入
补助收入
上解收入
调入资金
贷:一般预算结余 1 506 000
2、借:一般预算结余 1 465 500 贷:一般预算支出
补助支出
上解支出
3、借:基金预算收入
补助收入
上解收入
贷:基金预算结余247 500
4、借:基金预算结余 246 000
贷:基金预算支出
补助支出
上解支出
调出资金
5、借:国有资本经营预算收入 88 500 贷:国有资本经营预算结余 88 500
6、借:国有资本经营预算结余 87 000
贷:国有资本经营预算支出 87 000
7、借:一般预算结余 34 500
贷:预算周转金 34 500
西工大第八版机械原理第八版课后练习答案
第八版 西工大版
第2章
2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?
答:参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?
答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?
答:参考教材12~13页。
2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?
答:参考教材15~17页。
2-6 在图2-20所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?
答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别?
答:参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置),试画出其机构运动简图,并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅;2)酒瓶软木塞开盖器;3)衣柜上的弹簧合页;4)可调臂台灯机构;5)剥线钳;6)磁带式录放音机功能键操纵机构;7)洗衣机定时器机构;8)轿车挡风玻璃雨刷机构;9)公共汽车自动开闭门机构;10)挖掘机机械臂机构;?。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图,并计算其自由度。
2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是:动力由齿轮j输入,使轴A连续回转;而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
1)取比例尺绘制机构运动简图
2)分析是否能实现设计意图
解:
f?3?3?2?4?1?0不合理 ∵f?0,可改为
2-12图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构,试绘制其机构示意简图并计算自由度。
解:
2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度
(a) f?3?8?2?10?2?1?1
解: f?3?4?2?5?1?1 A为复合铰链
(b)
解:(1) 图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致,经分析知该机构共有7个活动构件,
8个低副(注意移动副F与F’,E与E’均只算作一个移动副),2个高副;因有两个滚子2、4,所以有两个局部自由度,没有虚约束,故机构的自由度为
F=3n- (2pl+ph- p’)- F’=3ⅹ7- (2ⅹ8+2-0)- 2=1
(2)如将D处结构改为如图b所示形式,即仅由两个移动副组成。注意,此时在该处将带来一个虚约束。因为构件3、6和构件5、6均组成移动副,均要限制构件6在图纸平面内转动,这两者是重复的,故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为6,低副数为7,高副数和局部自由度数均为2,虚约束数为1,故机构的自由度为
F=3n- (2pl+ph- p’)- F’ =3×6- (2ⅹ7+2-1)- 2=1
上述两种结构的机构虽然自由度均为一,但在性能上却各有千秋:前者的结构较复杂,但没有虚约束,在运动中不易产生卡涩现象;后者则相反,由于有一个虚约束,假如不能保证在运动过程中构件3、5始终垂直,在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象,故其对制造精度要求较高。
(c)
解:(1) n=11, p1=17, ph=0, p`=2p1`+ph-3n`=2, F`=0
F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×11-(2×17+0-2)-0=1
(2) 去掉虚约束后 F=3n-(2pl+ph) =3×5-(2×7+0) =1
(d)A、B、C处为复合铰链。自由度为:F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×6-(2×7+3)-0=1
齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不同,因为齿轮3、5处只有一个
高副,而齿条7与齿轮5在齿的两侧面均保持接触,故为两个高副。
2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入,并将空气从阀5中排出,从而形成真空。(1)试绘制其机构运动简图;(2)计算其自由度。
解 (1)取比例尺作机构运动简图如图所示。
(2) F=3n-(2p1+ph-p’)-F’=3×4-(2×4+0-0)-1=1
2-14 图示是为高位截肢的人所设汁的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。
若以胫骨1为机架,试绘制其机构运动简图和计一算其自由度,并作出大腿弯曲时的机构运动简图。
解 把胫骨l相对固定作为机架.假肢膝关节机构的机构运动简图如图
所示, 大腿弯曲90。时的机构运动简图,如图中虚线所示。其自由度为:
F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3×5-(2×7+0-0)-0=1
2-15试绘制图n所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手掌8作为相对
固定的机架),井计算自由度。
(1)取比倒尺肌作机构运动简图
(2)计算自由度
解:
f?3?7?2?10?1 2-18图示为一刹车机构。刹车时,操作杆j向右拉,通过构件2、3、4、5、6使两闸瓦刹住
车轮。试计算机构的自由度,并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。(注;车轮不属于刹车机构中的构件。
(1)未刹车时,刹车机构的自由度
2)闸瓦G、J之一剃紧车轮时.刹车机构的自由度
3)闸瓦G、J同时刹紧车轮时,刹车机构的自由度
解: 1> f?3?6?2?8?2
2> f?3?5?2?7?1
3> f?3?4?2?6?1
2-23图示为一内然机的机构运动简图,试计算自由度t并分析组成此机构的基本杆组。如在该机构中改选EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
解: f?3?7?2?10?1
2-21 图示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板1’和括动台板5`上.两者在D处铰接,使活动台板能相对于固定台极转动。又通过件1,2,3,4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时,虽在活动台板上放有较重的重物.活动台板也不会自动收起,必须沿箭头方向推动件2,使铰链B,D重合时.活动台板才可收起(如图中双点划线所示)。现已知机构尺寸lAB=lAD=90 mm;lBC=lCD=25 mm,其余尺寸见图。试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
解:机械运动简图如下:
F=3n-(2p1+pb-p`)-F`=3×5-(2×6+1-0)-1=1
第3章
3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
答:参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?
答:参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P,,直接标注在图上)
(a)
(b)
答:
答:
(d) (10分)
(10分)
3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。
答:1)瞬新的数目:
K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15
2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置
3)
ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK
由构件1、3在K点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向。
3-6在图示的四杆机构中,LAB=60mm,LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求:
1)当φ=165°时,点的速度vc;
2)当φ=165°时,构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小;
3)当VC=0时,φ角之值(有两个解)。
解:1)以选定的比例尺μ机械运动简图(图b)
2)求vc定出瞬心p12的位置(图b) 因p13为构件3的绝对瞬心,则有
ω3=vB/lBp13=ω2lAB/μl.Bp13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s)
vc=μc p13ω3=0.003×52×
2.56=0.4(m/s)
3)定出构件3的BC
,因BC线上速度最小的点必与p13点的距离最近,故丛p13引BC
vE=μl.p13Eω3=0.003×46.5×2.56=0.357(m/s)
4)定出vc=0时机构的两个位置(图c)量出
φ1=26.4°
φ2=226.6°
3-8机构中,设已知构件的尺寸及点B的速度vB(即速度矢量pb),试作出
各机构在图示位置时的速度多边形。
答:
(10分)
(b)
答:
答:
3—11 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性?试标出图中的方向。
答 速度多边形和加速度多边形特性参见下图,各速度方向在图中用箭头标出。
3-12在图示的机构中,设已知构件的尺寸及原动件1的角速度ω1 (顺时针),试用图解法求机构在图示位置时C点的速度和加速度。 (a)
答:
(1分)(1分)
Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 (2分)
aC3=aB+anC3B+atC3B=aC2+akC3C2+arC3C2 (3分)
VC2=0 aC2=0 (2分)
VC3B=0 ω3=0 akC3C2=0 (3分) (b)
答:
(2分)
(2分)
VC2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3 (2分)
ω3=ω2=0 (1分)
aB+aC2B+atC2B=aC3+akC2C3+arC2C3 (3分)
(c)
n
答:
(2分)
VB3=VB2+VB3B2 (2分)
VC=VB3+VCB3 (2分)
(1分)
a n B3+a t B3=aB2+akB3B2+arB3B2 (3分)
3- 13 试判断在图示的两机构中.B点足否都存在哥氏加速度?又在何位置哥氏加速度为零?怍出相应的机构位置图。并思考下列问题。
(1)什么条件下存在氏加速度?
(2)根椐上一条.请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。
(3)图 (a)中,akB2B3==2ω2vB2B3对吗?为什么。
解 1)图 (a)存在哥氏加速度,图 (b)不存在。
(2)由于akB2B3==2ω2vB2B3故ω3,vB2B3中只要有一项为零,则哥氏加速度为零。图 (a)中B点到达最高和最低点时构件1,3.4重合,此时vB2B3=0,当构件1与构件3相互垂直.即_f=;点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0.故在此四个位置无哥氏加速度。图 (b)中无论在什么位置都有ω2=ω3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。
(3)对。因为ω3≡ω2。
3-14 在图示的摇块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50 mm,lDE=40 mm,曲柄以等角速度ωl=40rad/S回转,试用图解法求机构在φ1=45o位置时,点D及E的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
解 (1)以μl作机构运动简图 (a)所示。
(2)速度分析:
以C为重合点,有
vC2 = vB + vC2B = vC3 + vC2C3
大小 ?ω1lAB ? 0 ’
方向 ? ┴AB ┴BC //BC
以μl作速度多边形图 (b),再根据速度影像原理,作△bde∽/△BDE求得d及e,由图可得
vD=μvpd=0.23 m/s
vE=μvpe=0.173m/s
ω2=μvbc2/lBC=2 rad/s(顺时针)
(3)加速度分析:
以C为重合点,有
aC2 == aB + anC2B + atC2B == aC3 + akC2C3 + arC2C3
大小 ω12lAB ω22lBC ? 0 2ω3vC2C3 ?
方向 B—A C—B ┴BC ┴BC //BC
其中anC2B=ω22lBC=0.49 m/s2,akC2C3=2ω3vC2C3=0.7m/s2,以μa作加速度多边形如图 (c)所示,由图可得
aD=μap`d`=0.6 4m/S2
aE=μap`e`=2.8m/s2
α2=atC2B/lBC=μan`2C`2/lBC=8.36rad/s2(顺时针) i
3- l5 在图( a)示的机构中,已知lAE=70 mm,;lAB=40mm,lEF=60mm,
lDE==35 mm,lCD=75mm,lBC=50mm.原动件以等角速度ω1=10rad/s回转.试以图解法求机构在φ1=50。位置时.点C的速度Vc和加速度a c
解: 1)速度分析:以F为重合点.有
vF4=vF5=vF1+vF5F1
以μl作速度多边形图如图(b)得,f4(f5)点,再利用速度影像求得b及d点
根据vC=vB+vCB=vD+vCD 继续作速度图,矢量pc就代表了vC
2)加速度分析:根据 a F4= an F4+ a tF4= a F1+ ak F5F1+ ar F5F1
以μa作加速度多边形图 (c),得f`4(f`5)点,再利用加速度影像求得b`及d’点。
根据 aC=aB+anCB+atCB=aD+anCD+atCD
继续作图,则矢量p` c`就代表了aC.则求得
vC=μvpc=0.69 m/s
aC=μapc=3m/s2
3-16 在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度ω1=10 rad/s转动,凸轮为一偏心圆,其半径R=25 mm,lAB=15mm.lAD=50 mm,φ1=90o,试用图解法求构件2的角速度ω2与角加速度α2。
提示:可先将机构进行高副低代,然后对其替代机构进行运动分析。
解 (1)以μl作机构运动简图如图 (a)所示。
(2)速度分析:先将机构进行高副低代,其替代机构如图 (a)所示,并以B为重合点。有
VB2 = vB4 + vB2B4
大小 ? ω1 lAB ?
方向 ┴ BD ┴ AB //|CD
以μv=0.005 rn/s2作速度多边形图如图 (b),由图可得
ω2=vB2/lBD=μvpb2(μlBD)=2.333 rad/s(逆时针)
(3)加速度分析:
aB2 = anB2 + atB2 = aB4 + akB2B4 + arB2B4
大小 ω22lBD ? ω12lAB 2ω4vB2B4 ?
方向 B-D ┴ BD B-A ┴ CD //CD
其中anB2=ω22lBD =0.286 m/s2,akB2B4 =0.746 m/s2.作图 (c)得
α= atB2 /lBD=μan`2b`2/lBD=9.143 rad/s2:(顺时针)
3-18 在图(a)所示的牛头刨机构中.lAB=200 mnl,lCD=960 mm,lDE=160 mm, 设曲柄以等角速度ω1=5 rad/s.逆时针方向回转.试以图解法求机构在φ1=135o位置时.刨头点的速度vC。 解 1)以μl作机构运动简图.如图 (a)。
2)利用瞬心多边形图 (b)依次定出瞬心P36,P13.P15
vC=vP15=ω1AP15μl=1.24 m/S
3 -19 图示齿轮一连杆组合机构中,MM为固定齿条,齿轮3的直径为齿轮4的2倍.设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转,试以图解法求机构在图示位置时E点的速度vE以及齿轮3,4的速度影像。
解:(1)以μl作机构运动简图如(a)所示。
(2)速度分斫:
此齿轮连杆机构可看作,ABCD受DCEF两个机构串联而成,则可写出:
vC=vB+vCB
vE=vC+vEC
以μv作速度多边形如图 (b)所示.由图得
vE=μvpe m/S
取齿轮3与齿轮4的啮合点为k,根据速度影像原理,作△dck∽△DCK求得k点。然后分别以c,e为圆心,以ck.ek为半径作圆得圆g3和圆g4。圆g3代表齿轮3的速度影像,圆g4代表齿轮4的速度影像。
3-21 图示为一汽车雨刷机构。其构件l绕固定轴心A转动,齿条2与构件1在B点处铰接,并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合(滚子5用来保征两者始终啮合),固连于轮3上的雨刷3’作往复摆动。设机构的尺寸为lAB=18 mm, 轮3的分度圆半径r3=12 mm,原动件1以等角速
度ω=l rad/s顺时针回转,试以图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。
解: (1)以μl作机构运动简图 (a)。
在图作出齿条2与齿轮3啮合摆动时占据的两个极限位置C’,C”可知摆程角φ如图所示:
(2)速度分析:
将构件6扩大到B点,以B为重合点,有
vB6 = vB2 + vB6B2
大小 ? ω1lAB ?
方向 ┴BD ┴AB ∥BC
vB2=ωllAB= 0.01 8 m/s
以μv作速度多边形图 (b),有
ω2=ω6=vB6/lBD=μvpb6/μlBD=0.059rad/s(逆时针)
vB2B6=μvb2b6=0.018 45 rn/
s
(3)加速度分析:
aB5 = anB6 + atB6 = anB2 + akB6B2 + arB6B2
大小 ω26lBD ? ω12lAB 2ω2vB6B2 ?
方向 B-D ┴BD B-A ┴BC ∥BC
其中,anB2=ω12lAB=0.08m/s2,anB6=ω62lBD=0.000 1 8m/s2,akB2B6=2ω6vB2B6=0.00217m/s2.以μa作速度多边形图 (c)。有
α6=atB6/lBD=μa b6``r`/lBD=1,71 rad/s2(顺时针)
3-22图示为一缝纫机针头及其挑线器机构,设已知机构的尺寸lAB=32mm,lBC=100 mm,,lBE=28mm,lFG=90mm,原动件1以等角速度ω1=5 rad/ s逆时针方向回转.试用图解法求机构在图示位置时缝纫机针头和挑线器摆杆FG上点G的速度及加速度。
解: (1)以μl作机构运动简图如图 (a)所示。
(2)速度分析: vC2 = vB2 + vC2B2
大小 ? ωlAB ?
方向 //AC ┴AB ┴BC
以μv作速度多边形图如图(b),再根据速度影像原理;作△b2c2e2∽△BCE求得e2,即e1。由图得
ω2=vC2B2/lBC=μac2b2/lBC=0.44 rad/s(逆时针)
以E为重合点 vE5=vE4+vE5E4
大小 ? √ ?
方向 ┴EF √ //EF
继续作图求得vE5,再根据速度影像原理,求得
vG=μvpg=0.077 m/ s
ω5=μvpg/lFG=0.86 rad/s(逆时针)
vE5E4=μve5e4=0.165 rn/s
(3)加速度分析:
aC2 = anB2 + anC2B2 + atC2B2
大小 ? ω12lAB ω22lBC ?
方向 //AC B-A C-B ┴BC
其中anB2=ω12lAB =0.8 m/s2
anC2B2 =ωanC2B2=0.02 m/S2
以μa=0,01(rn/s2)/mm作加速度多边形图(c),再利用加速度影像求得e`2。然后利用重合点E建立方程
anE5十atE5=aE4+akE5E4+arE5E4
继续作图。则矢量p`d5就代表了aE5。再利用加速度影像求得g’。
aG=μap`g`=0.53 m/S2
第3章
3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
答:参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?
答:参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P,,直接标注在图上)
(a)
(b)
答:
答:
(d) (10分)
(10分)
3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。
答:1)瞬新的数目:
K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15
2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置
3)
ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK
由构件1、3在K点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向。
3-6在图示的四杆机构中,LAB=60mm,LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求:
1)当φ=165°时,点的速度vc;
2)当φ=165°时,构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小;
3)当VC=0时,φ角之值(有两个解)。
解:1)以选定的比例尺μ机械运动简图(图b)
2)求vc定出瞬心p12的位置(图b) 因p13为构件3的绝对瞬心,则有
ω3=vB/lBp13=ω2lAB/μl.Bp13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s)
vc=μc p13ω3=0.003×52×
2.56=0.4(m/s)
3)定出构件3的BC
,因BC线上速度最小的点必与p13点的距离最近,故丛p13引BC
vE=μl.p13Eω3=0.003×46.5×2.56=0.357(m/s)
4)定出vc=0时机构的两个位置(图c)量出
φ1=26.4°
φ2=226.6°
3-8机构中,设已知构件的尺寸及点B的速度vB(即速度矢量pb),试作出
各机构在图示位置时的速度多边形。
答:
(10分)
(b)
答:
答:
3—11 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性?试标出图中的方向。
答 速度多边形和加速度多边形特性参见下图,各速度方向在图中用箭头标出。
3-12在图示的机构中,设已知构件的尺寸及原动件1的角速度ω1 (顺时针),试用图解法求机构在图示位置时C点的速度和加速度。 (a)
答:
(1分)(1分)
Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 (2分)
aC3=aB+anC3B+atC3B=aC2+akC3C2+arC3C2 (3分)
VC2=0 aC2=0 (2分)
VC3B=0 ω3=0 akC3C2=0 (3分) (b)
答:
(2分)
(2分)
VC2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3 (2分)
ω3=ω2=0 (1分)
aB+aC2B+atC2B=aC3+akC2C3+arC2C3 (3分)
(c)
n
答:
(2分)
VB3=VB2+VB3B2 (2分)
VC=VB3+VCB3 (2分)
(1分)
a n B3+a t B3=aB2+akB3B2+arB3B2 (3分)
3- 13 试判断在图示的两机构中.B点足否都存在哥氏加速度?又在何位置哥氏加速度为零?怍出相应的机构位置图。并思考下列问题。
(1)什么条件下存在氏加速度?
(2)根椐上一条.请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。
(3)图 (a)中,akB2B3==2ω2vB2B3对吗?为什么。
解 1)图 (a)存在哥氏加速度,图 (b)不存在。
(2)由于akB2B3==2ω2vB2B3故ω3,vB2B3中只要有一项为零,则哥氏加速度为零。图 (a)中B点到达最高和最低点时构件1,3.4重合,此时vB2B3=0,当构件1与构件3相互垂直.即_f=;点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0.故在此四个位置无哥氏加速度。图 (b)中无论在什么位置都有ω2=ω3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。
(3)对。因为ω3≡ω2。
3-14 在图示的摇块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50 mm,lDE=40 mm,曲柄以等角速度ωl=40rad/S回转,试用图解法求机构在φ1=45o位置时,点D及E的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
解 (1)以μl作机构运动简图 (a)所示。
(2)速度分析:
以C为重合点,有
vC2 = vB + vC2B = vC3 + vC2C3
大小 ?ω1lAB ? 0 ’
方向 ? ┴AB ┴BC //BC
以μl作速度多边形图 (b),再根据速度影像原理,作△bde∽/△BDE求得d及e,由图可得
vD=μvpd=0.23 m/s
vE=μvpe=0.173m/s
ω2=μvbc2/lBC=2 rad/s(顺时针)
(3)加速度分析:
以C为重合点,有
aC2 == aB + anC2B + atC2B == aC3 + akC2C3 + arC2C3
大小 ω12lAB ω22lBC ? 0 2ω3vC2C3 ?
方向 B—A C—B ┴BC ┴BC //BC
其中anC2B=ω22lBC=0.49 m/s2,akC2C3=2ω3vC2C3=0.7m/s2,以μa作加速度多边形如图 (c)所示,由图可得
aD=μap`d`=0.6 4m/S2
aE=μap`e`=2.8m/s2
α2=atC2B/lBC=μan`2C`2/lBC=8.36rad/s2(顺时针) i
3- l5 在图( a)示的机构中,已知lAE=70 mm,;lAB=40mm,lEF=60mm,
lDE==35 mm,lCD=75mm,lBC=50mm.原动件以等角速度ω1=10rad/s回转.试以图解法求机构在φ1=50。位置时.点C的速度Vc和加速度a c
解: 1)速度分析:以F为重合点.有
vF4=vF5=vF1+vF5F1
以μl作速度多边形图如图(b)得,f4(f5)点,再利用速度影像求得b及d点
根据vC=vB+vCB=vD+vCD 继续作速度图,矢量pc就代表了vC
2)加速度分析:根据 a F4= an F4+ a tF4= a F1+ ak F5F1+ ar F5F1
以μa作加速度多边形图 (c),得f`4(f`5)点,再利用加速度影像求得b`及d’点。
根据 aC=aB+anCB+atCB=aD+anCD+atCD
继续作图,则矢量p` c`就代表了aC.则求得
vC=μvpc=0.69 m/s
aC=μapc=3m/s2
3-16 在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度ω1=10 rad/s转动,凸轮为一偏心圆,其半径R=25 mm,lAB=15mm.lAD=50 mm,φ1=90o,试用图解法求构件2的角速度ω2与角加速度α2。
提示:可先将机构进行高副低代,然后对其替代机构进行运动分析。
解 (1)以μl作机构运动简图如图 (a)所示。
(2)速度分析:先将机构进行高副低代,其替代机构如图 (a)所示,并以B为重合点。有
VB2 = vB4 + vB2B4
大小 ? ω1 lAB ?
方向 ┴ BD ┴ AB //|CD
以μv=0.005 rn/s2作速度多边形图如图 (b),由图可得
ω2=vB2/lBD=μvpb2(μlBD)=2.333 rad/s(逆时针)
(3)加速度分析:
aB2 = anB2 + atB2 = aB4 + akB2B4 + arB2B4
大小 ω22lBD ? ω12lAB 2ω4vB2B4 ?
方向 B-D ┴ BD B-A ┴ CD //CD
其中anB2=ω22lBD =0.286 m/s2,akB2B4 =0.746 m/s2.作图 (c)得
α= atB2 /lBD=μan`2b`2/lBD=9.143 rad/s2:(顺时针)
3-18 在图(a)所示的牛头刨机构中.lAB=200 mnl,lCD=960 mm,lDE=160 mm, 设曲柄以等角速度ω1=5 rad/s.逆时针方向回转.试以图解法求机构在φ1=135o位置时.刨头点的速度vC。 解 1)以μl作机构运动简图.如图 (a)。
2)利用瞬心多边形图 (b)依次定出瞬心P36,P13.P15
vC=vP15=ω1AP15μl=1.24 m/S
3 -19 图示齿轮一连杆组合机构中,MM为固定齿条,齿轮3的直径为齿轮4的2倍.设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转,试以图解法求机构在图示位置时E点的速度vE以及齿轮3,4的速度影像。
解:(1)以μl作机构运动简图如(a)所示。
(2)速度分斫:
此齿轮连杆机构可看作,ABCD受DCEF两个机构串联而成,则可写出:
vC=vB+vCB
vE=vC+vEC
以μv作速度多边形如图 (b)所示.由图得
vE=μvpe m/S
取齿轮3与齿轮4的啮合点为k,根据速度影像原理,作△dck∽△DCK求得k点。然后分别以c,e为圆心,以ck.ek为半径作圆得圆g3和圆g4。圆g3代表齿轮3的速度影像,圆g4代表齿轮4的速度影像。
3-21 图示为一汽车雨刷机构。其构件l绕固定轴心A转动,齿条2与构件1在B点处铰接,并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合(滚子5用来保征两者始终啮合),固连于轮3上的雨刷3’作往复摆动。设机构的尺寸为lAB=18 mm, 轮3的分度圆半径r3=12 mm,原动件1以等角速
度ω=l rad/s顺时针回转,试以图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。
解: (1)以μl作机构运动简图 (a)。
在图作出齿条2与齿轮3啮合摆动时占据的两个极限位置C’,C”可知摆程角φ如图所示:
(2)速度分析:
将构件6扩大到B点,以B为重合点,有
vB6 = vB2 + vB6B2
大小 ? ω1lAB ?
方向 ┴BD ┴AB ∥BC
vB2=ωllAB= 0.01 8 m/s
以μv作速度多边形图 (b),有
ω2=ω6=vB6/lBD=μvpb6/μlBD=0.059rad/s(逆时针)
vB2B6=μvb2b6=0.018 45 rn/
s
(3)加速度分析:
aB5 = anB6 + atB6 = anB2 + akB6B2 + arB6B2
大小 ω26lBD ? ω12lAB 2ω2vB6B2 ?
方向 B-D ┴BD B-A ┴BC ∥BC
其中,anB2=ω12lAB=0.08m/s2,anB6=ω62lBD=0.000 1 8m/s2,akB2B6=2ω6vB2B6=0.00217m/s2.以μa作速度多边形图 (c)。有
α6=atB6/lBD=μa b6``r`/lBD=1,71 rad/s2(顺时针)
3-22图示为一缝纫机针头及其挑线器机构,设已知机构的尺寸lAB=32mm,lBC=100 mm,,lBE=28mm,lFG=90mm,原动件1以等角速度ω1=5 rad/ s逆时针方向回转.试用图解法求机构在图示位置时缝纫机针头和挑线器摆杆FG上点G的速度及加速度。
解: (1)以μl作机构运动简图如图 (a)所示。
(2)速度分析: vC2 = vB2 + vC2B2
大小 ? ωlAB ?
方向 //AC ┴AB ┴BC
以μv作速度多边形图如图(b),再根据速度影像原理;作△b2c2e2∽△BCE求得e2,即e1。由图得
ω2=vC2B2/lBC=μac2b2/lBC=0.44 rad/s(逆时针)
以E为重合点 vE5=vE4+vE5E4
大小 ? √ ?
方向 ┴EF √ //EF
继续作图求得vE5,再根据速度影像原理,求得
vG=μvpg=0.077 m/ s
ω5=μvpg/lFG=0.86 rad/s(逆时针)
vE5E4=μve5e4=0.165 rn/s
(3)加速度分析:
aC2 = anB2 + anC2B2 + atC2B2
大小 ? ω12lAB ω22lBC ?
方向 //AC B-A C-B ┴BC
其中anB2=ω12lAB =0.8 m/s2
anC2B2 =ωanC2B2=0.02 m/S2
以μa=0,01(rn/s2)/mm作加速度多边形图(c),再利用加速度影像求得e`2。然后利用重合点E建立方程
anE5十atE5=aE4+akE5E4+arE5E4
继续作图。则矢量p`d5就代表了aE5。再利用加速度影像求得g’。
aG=μap`g`=0.53 m/S2
第八版 西工大教研室编
第2章
2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?
答:参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?
答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?
答:参考教材12~13页。
2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?
答:参考教材15~17页。
2-6 在图2-20所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?
答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别?
答:参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置),试画出其机构运动简图,并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅;2)酒瓶软木塞开盖器;3)衣柜上的弹簧合页;4)可调臂台灯机构;5)剥线钳;6)磁带式录放音机功能键操纵机构;7)洗衣机定时器机构;8)轿车挡风玻璃雨刷机构;9)公共汽车自动开闭门机构;10)挖掘机机械臂机构;?。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图,并计算其自由度。
2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是:动力由齿轮j输入,使轴A连续回转;而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
1)取比例尺绘制机构运动简图
2)分析是否能实现设计意图
解:
f?3?3?2?4?1?0不合理 ∵f?0,可改为
2-12图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构,试绘制其机构示意简图并计算自由度。
解:
2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度
(a)
f?3?8?2?10?2?1?1
解: f?3?4?2?5?1?1 A为复合铰链
(b)
解:(1) 图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致,经分析知该机构共有7个活动构件,
8个低副(注意移动副F与F’,E与E’均只算作一个移动副),2个高副;因有两个滚子2、4,所以有两个局部自由度,没有虚约束,故机构的自由度为
F=3n- (2pl+ph- p’)- F’=3ⅹ7- (2ⅹ8+2-0)- 2=1
(2)如将D处结构改为如图b所示形式,即仅由两个移动副组成。注意,此时在该处将带来一个虚约束。因为构件3、6和构件5、6均组成移动副,均要限制构件6在图纸平面内转动,这两者是重复的,故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为6,低副数为7,高副数和局部自由度数均为2,虚约束数为1,故机构的自由度为
F=3n- (2pl+ph- p’)- F’ =3×6- (2ⅹ7+2-1)- 2=1
上述两种结构的机构虽然自由度均为一,但在性能上却各有千秋:前者的结构较复杂,但没有虚约束,在运动中不易产生卡涩现象;后者则相反,由于有一个虚约束,假如不能保证在运动过程中构件3、5始终垂直,在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象,故其对制造精度要求较高。
(c)
解:(1) n=11, p1=17, ph=0, p`=2p1`+ph-3n`=2, F`=0
F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×11-(2×17+0-2)-0=1
(2) 去掉虚约束后 F=3n-(2pl+ph) =3×5-(2×7+0) =1
(d)A、B、C处为复合铰链。自由度为:F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×6-(2×7+3)-0=1
齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不同,因为齿轮3、5处只有一个
高副,而齿条7与齿轮5在齿的两侧面均保持接触,故为两个高副。
2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入,并将空气从阀5中排出,从而形成真空。(1)试绘制其机构运动简图;(2)计算其自由度。
解 (1)取比例尺作机构运动简图如图所示。
(2) F=3n-(2p1+ph-p’)-F’=3×4-(2×4+0-0)-1=1
2-14 图示是为高位截肢的人所设汁的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。
若以胫骨1为机架,试绘制其机构运动简图和计一算其自由度,并作出大腿弯曲时的机构运动简图。
解 把胫骨l相对固定作为机架.假肢膝关节机构的机构运动简图如图
所示, 大腿弯曲90。时的机构运动简图,如图中虚线所示。其自由度为:
F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3×5-(2×
7+0-0)-0=1
2-15试绘制图n所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手掌8作为相对
固定的机架),井计算自由度。
(1)取比倒尺肌作机构运动简图
(2)计算自由度
解:
f?3?7?2?10?1 2-18图示为一刹车机构。刹车时,操作杆j向右拉,通过构件2、3、4、5、6使两闸瓦刹住
车轮。试计算机构的自由度,并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。(注;车轮不属于
刹车机构中的构件。
(1)未刹车时,刹车机构的自由度
2)闸瓦G、J之一剃紧车轮时.刹车机构的自由度
3)闸瓦G、J同时刹紧车轮时,刹车机构的自由度
解: 1> f?3?6?2?8?2
2> f?3?5?2?7?1
3> f?3?4?2?6?1
2-23图示为一内然机的机构运动简图,试计算自由度t并分析组成此机构的基本杆组。如在该机构中改选EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
解: f?3?7?2?10?1
2-22 图示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板1’和括动台板5`上.两者在D处铰接,使活动台板能相对于固定台极转动。又通过件1,2,3,4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时,虽在活动台板上放有较重的重物.活动台板也不会自动收起,必须沿箭头方向推动件2,使铰链B,D重合时.活动台板才可收起(如图中双点划线所示)。现已知机构尺寸lAB=lAD=90 mm;lBC=lCD=25 mm,其余尺寸见图。试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
解:机械运动简图如下:
F=3n-(2p1+pb-p`)-F`=3×5-(2×6+1-0)-1=1
第3章
3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
答:参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?
答:参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P,,直接标注在图上)
(a)
(b)
答:
答:
(d) (10分)
(10分)
3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。
答:1)瞬新的数目:
K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15
2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置
3)
ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK
由构件1、3在K点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向。
3-6在图示的四杆机构中,LAB=60mm,LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求:
1)当φ=165°时,点的速度vc;
2)当φ=165°时,构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小;
3)当VC=0时,φ角之值(有两个解)。
解:1)以选定的比例尺μ机械运动简图(图b)
2)求vc定出瞬心p12的位置(图b) 因p13为构件3的绝对瞬心,则有
ω3=vB/lBp13=ω2lAB/μl.Bp13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s)
vc=μc p13ω3=0.003×52×
2.56=0.4(m/s)
3)定出构件3的BC
,因BC线上速度最小的点必与p13点的距离最近,故丛p13引BC
vE=μl.p13Eω3=0.003×46.5×2.56=0.357(m/s)
4)定出vc=0时机构的两个位置(图c)量出
φ1=26.4°
φ2=226.6°
3-8机构中,设已知构件的尺寸及点B的速度vB(即速度矢量pb),试作出 各机构在图示位置时的速度多边形。
答:
(10分)
(b)
答:
答:
3—11 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性?试标出图中的方向。
答 速度多边形和加速度多边形特性参见下图,各速度方向在图中用箭头标出。
3-12在图示的机构中,设已知构件的尺寸及原动件1的角速度ω1 (顺时针),试用图解法求机构在图示位置时C点的速度和加速度。 (a)
答:
(1分)(1分)
Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 (2分)
aC3=aB+anC3B+atC3B=aC2+akC3C2+arC3C2 (3分)
VC2=0 aC2=0 (2分)
VC3B=0 ω3=0 akC3C2=0 (3分) (b)
答:
(2分)
(2分)
VC2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3 (2分)
ω3=ω2=0 (1分)
aB+aC2B+atC2B=aC3+akC2C3+arC2C3 (3分)
(c)
n
答:
(2分)
VB3=VB2+VB3B2 (2分)
VC=VB3+VCB3 (2分)
(1分)
a n B3+a t B3=aB2+akB3B2+arB3B2 (3分)
3- 13 试判断在图示的两机构中.B点足否都存在哥氏加速度?又在何位置哥氏加速度为零?怍出相应的机构位置图。并思考下列问题。
(1)什么条件下存在氏加速度?
(2)根椐上一条.请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。
(3)图 (a)中,akB2B3==2ω2vB2B3对吗?为什么。
解 1)图 (a)存在哥氏加速度,图 (b)不存在。
(2)由于akB2B3==2ω2vB2B3故ω3,vB2B3中只要有一项为零,则哥氏加速度为零。图 (a)中B点到达最高和最低点时构件1,3.4重合,此时vB2B3=0,当构件1与构件3相互垂直.即_f=;点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0.故在此四个位置无哥氏加速度。图 (b)中无论在什么位置都有ω2=ω3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。
(3)对。因为ω3≡ω2。
3-14 在图示的摇块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50 mm,lDE=40 mm,曲柄以等角速度ωl=40rad/S回转,试用图解法求机构在φ1=45o位置时,点D及E的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
解 (1)以μl作机构运动简图 (a)所示。
(2)速度分析:
以C为重合点,有
vC2 = vB + vC2B = vC3 + vC2C3
大小 ?ω1lAB ? 0 ’
方向 ? ┴AB ┴BC //BC
以μl作速度多边形图 (b),再根据速度影像原理,作△bde∽/△BDE求得d及e,由图可得
vD=μvpd=0.23 m/s
vE=μvpe=0.173m/s
ω2=μvbc2/lBC=2 rad/s(顺时针)
(3)加速度分析:
以C为重合点,有
aC2 == aB + anC2B + atC2B == aC3 + akC2C3 + arC2C3
大小 ω12lAB ω22lBC ? 0 2ω3vC2C3 ?
方向 B—A C—B ┴BC ┴BC //BC
其中anC2B=ω22lBC=0.49 m/s2,akC2C3=2ω3vC2C3=0.7m/s2,以μa作加速度多边形如图 (c)所示,由图可得
aD=μap`d`=0.6 4m/S2
aE=μap`e`=2.8m/s2
α2=atC2B/lBC=μan`2C`2/lBC=8.36rad/s2(顺时针) i
3- l5 在图( a)示的机构中,已知lAE=70 mm,;lAB=40mm,lEF=60mm,
lDE==35 mm,lCD=75mm,lBC=50mm.原动件以等角速度ω1=10rad/s回转.试以图解法求机构在φ1=50。位置时.点C的速度Vc和加速度a c
解: 1)速度分析:以F为重合点.有
vF4=vF5=vF1+vF5F1
以μl作速度多边形图如图(b)得,f4(f5)点,再利用速度影像求得b及d点
根据vC=vB+vCB=vD+vCD 继续作速度图,矢量pc就代表了vC
2)加速度分析:根据 a F4= an F4+ a tF4= a F1+ ak F5F1+ ar F5F1
以μa作加速度多边形图 (c),得f`4(f`5)点,再利用加速度影像求得b`及d’点。
根据 aC=aB+anCB+atCB=aD+anCD+atCD
继续作图,则矢量p` c`就代表了aC.则求得
vC=μvpc=0.69 m/s
aC=μapc=3m/s2
3-16 在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度ω1=10 rad/s转动,凸轮为一偏心圆,其半径R=25 mm,lAB=15mm.lAD=50 mm,φ1=90o,试用图解法求构件2的角速度ω2与角加速度α2。
提示:可先将机构进行高副低代,然后对其替代机构进行运动分析。
解 (1)以μl作机构运动简图如图 (a)所示。
(2)速度分析:先将机构进行高副低代,其替代机构如图 (a)所示,并以B为重合点。有
VB2 = vB4 + vB2B4
大小 ? ω1 lAB ?
方向 ┴ BD ┴ AB //|CD
以μv=0.005 rn/s2作速度多边形图如图 (b),由图可得
ω2=vB2/lBD=μvpb2(μlBD)=2.333 rad/s(逆时针)
(3)加速度分析:
aB2 = anB2 + atB2 = aB4 + akB2B4 + arB2B4
大小 ω22lBD ? ω12lAB 2ω4vB2B4 ?
方向 B-D ┴ BD B-A ┴ CD //CD
其中anB2=ω22lBD =0.286 m/s2,akB2B4 =0.746 m/s2.作图 (c)得
α= atB2 /lBD=μan`2b`2/lBD=9.143 rad/s2:(顺时针)
3-18 在图(a)所示的牛头刨机构中.lAB=200 mnl,lCD=960 mm,lDE=160 mm, 设曲柄以等角速度ω1=5 rad/s.逆时针方向回转.试以图解法求机构在φ1=135o位置时.刨头点的速度vC。 解 1)以μl作机构运动简图.如图 (a)。
2)利用瞬心多边形图 (b)依次定出瞬心P36,P13.P15
vC=vP15=ω1AP15μl=1.24 m/S
3 -19 图示齿轮一连杆组合机构中,MM为固定齿条,齿轮3的直径为齿轮4的2倍.设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转,试以图解法求机构在图示位置时E点的速度vE以及齿轮3,4的速度影像。
解:(1)以μl作机构运动简图如(a)所示。
(2)速度分斫:
此齿轮连杆机构可看作,ABCD受DCEF两个机构串联而成,则可写出:
vC=vB+vCB
vE=vC+vEC
以μv作速度多边形如图 (b)所示.由图得
vE=μvpe m/S
取齿轮3与齿轮4的啮合点为k,根据速度影像原理,作△dck∽△DCK求得k点。然后分别以c,e为圆心,以ck.ek为半径作圆得圆g3和圆g4。圆g3代表齿轮3的速度影像,圆g4代表齿轮4的速度影像。
3-21 图示为一汽车雨刷机构。其构件l绕固定轴心A转动,齿条2与构件1在B点处铰接,并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合(滚子5用来保征两者始终啮合),固连于轮3上的雨刷3’作往复摆动。设机构的尺寸为lAB=18 mm, 轮3的分度圆半径r3=12 mm,原动件1以等角速
度ω=l rad/s顺时针回转,试以图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。
解: (1)以μl作机构运动简图 (a)。
在图作出齿条2与齿轮3啮合摆动时占据的两个极限位置C’,C”可知摆程角φ如图所示:
(2)速度分析:
将构件6扩大到B点,以B为重合点,有
vB6 = vB2 + vB6B2
大小 ? ω1lAB ?
方向 ┴BD ┴AB ∥BC
vB2=ωllAB= 0.01 8 m/s
以μv作速度多边形图 (b),有
ω2=ω6=vB6/lBD=μvpb6/μlBD=0.059rad/s(逆时针)
vB2B6=μvb2b6=0.018 45 rn/
s
(3)加速度分析:
aB5 = anB6 + atB6 = anB2 + akB6B2 + arB6B2
大小 ω26lBD ? ω12lAB 2ω2vB6B2 ?
方向 B-D ┴BD B-A ┴BC ∥BC
其中,anB2=ω12lAB=0.08m/s2,anB6=ω62lBD=0.000 1 8m/s2,akB2B6=2ω6vB2B6=0.00217m/s2.以μa作速度多边形图 (c)。有
α6=atB6/lBD=μa b6``r`/lBD=1,71 rad/s2(顺时针)
3-22图示为一缝纫机针头及其挑线器机构,设已知机构的尺寸lAB=32mm,lBC=100 mm,,lBE=28mm,lFG=90mm,原动件1以等角速度ω1=5 rad/ s逆时针方向回转.试用图解法求机构在图示位置时缝纫机针头和挑线器摆杆FG上点G的速度及加速度。
解: (1)以μl作机构运动简图如图 (a)所示。
(2)速度分析: vC2 = vB2 + vC2B2
大小 ? ωlAB ?
方向 //AC ┴AB ┴BC
以μv作速度多边形图如图(b),再根据速度影像原理;作△b2c2e2∽△BCE求得e2,即e1。由图得
ω2=vC2B2/lBC=μac2b2/lBC=0.44 rad/s(逆时针)
以E为重合点 vE5=vE4+vE5E4
大小 ? √ ?
方向 ┴EF √ //EF
继续作图求得vE5,再根据速度影像原理,求得
vG=μvpg=0.077 m/ s
ω5=μvpg/lFG=0.86 rad/s(逆时针)
vE5E4=μve5e4=0.165 rn/s
(3)加速度分析:
aC2 = anB2 + anC2B2 + atC2B2
大小 ? ω12lAB ω22lBC ?
方向 //AC B-A C-B ┴BC
其中anB2=ω12lAB =0.8 m/s2
anC2B2 =ωanC2B2=0.02 m/S2
以μa=0,01(rn/s2)/mm作加速度多边形图(c),再利用加速度影像求得e`2。然后利用重合点E建立方程
anE5十atE5=aE4+akE5E4+arE5E4
继续作图。则矢量p`d5就代表了aE5。再利用加速度影像求得g’。
aG=μap`g`=0.53 m/S2
第3章
3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
答:参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?
答:参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P,,直接标注在图上)
(a)
(b)
答:
答:
(d) (10分)
(10分)
3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。
答:1)瞬新的数目:
K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15
2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置
3)
ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK
由构件1、3在K点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向。
3-6在图示的四杆机构中,LAB=60mm,LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求:
1)当φ=165°时,点的速度vc;
2)当φ=165°时,构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小;
3)当VC=0时,φ角之值(有两个解)。
解:1)以选定的比例尺μ机械运动简图(图b)
2)求vc定出瞬心p12的位置(图b) 因p13为构件3的绝对瞬心,则有
ω3=vB/lBp13=ω2lAB/μl.Bp13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s)
vc=μc p13ω3=0.003×52×
2.56=0.4(m/s)
3)定出构件3的BC
,因BC线上速度最小的点必与p13点的距离最近,故丛p13引BC
vE=μl.p13Eω3=0.003×46.5×2.56=0.357(m/s)
4)定出vc=0时机构的两个位置(图c)量出
φ1=26.4°
φ2=226.6°
罗斯公司理财第八版5-8章答案
第五章
1. 债券发行商一般参考已发行并具有相似期限和风险的债券来确定合适的息票率。这类债券的收益率可以用来确定息票率,特别是所要发行债券以同样价格销售的时候。债券发行者也会简单地询问潜在买家息票率定在什么价位可以吸引他们。息票率是固定的,并且决定了债券所需支付的利息。必要报酬率是投资者所要求的收益率,它是随时间而波动的。只有当债券以面值销售时,息票率与必要报酬率才会相等。
2. 缺乏透明度意味着买家和卖家看不到最近的交易记录,所以在任何时间点,他们都很难判断最好的价格是什么。
3. 任何一项金融资产的价格都是由它未来现金流(也就是投资者实际将要收到的现金流)的现值决定的,而股票的现金流就是股息,因此股票的价值取决于股利。
4. 许多公司选择不支付股利,而依旧有投资者愿意购买他们的股票,这是因为理性的投资者相信他们在将来的某个时候会得到股利或是其他一些类似的收益,就是公司被并购时,他们也会得到相应现金或股份。
5. 一般而言,缺乏现金的公司常常选择不支付股利,因为股利是一项现金支出。正在成长中并拥有许多好的增长机会的新公司就是其中之一,另外一个例子就是财务困难的公司。
6. 股票估价的一般方法是计算出所有未来预期股利的现值。股利增长模型只在下列假设成立的情况下有效:(1)假设永远支付股利 ,也即,股票提供永久分红;(2)股利将以一个固定的比率增长。如果一个公司在以后的几年中停止运营,自行倒闭,则第一个假设无效。这样一个公司的股票估价可以通过
价值股价的一般方法来计算。如果一个刚成立的新公司最近不会支付任何股利,但是预计最终将在若干年后支付股利,则第二种假设无效。
7. 普通股价格可能更高。因为普通股股利会增长,而优先股股利是固定的。不过,优先股风险较小,并有优先索取权,优先股也是有可能价格更高,具体视情况而定。
8. 正确。因为如果股利增长率为固定值,股票价格增长率同样也是如此。也就是说,股利增长率与资本回报收益率是相等的。
9. 公司的市盈率是三个因素作用的结果: (1)有价值的公司增长机会 (2)股票的风险
(3)公司所采用的会计方法
10. 如果目前的股票价格可以反映出风险、时间和所有未来现金流量的大小,则该观点有误。 11.
(1)
(2)
(3)
12.
13. 第九年公司股价为:
再将第九年公司股价折算成为现值:
14. 假设当期股利为D 0, 则
再通过股利增长模型求出公司第四年股价:
则现在公司股价为:
则公司下一年的股利预期是:
15. 在一定时期内,股票支付固定股利,之后股利以固定比率增长,因此必须计算出两笔现金流的现值: 固定股利的现值为: PVA = C (PVIFAR, t) PVA = $1(PVIFA2.5%, 12) PVA = $10.26
固定股利之后现金流的现值
则当前的股票价格等于两者之和:
16. 首先,计算出前四年的股利增长率:
R=16.54%
则可以得到七年后公司的现金股利:
第6章
1. 如果项目会带来常规的现金流,回收期短于项目的生命周期意味着,在折现率为0的情况下,NPV 为正值。折现率大于0时,回收期依旧会短于项目的生命周期,但根据折现率小于、等于、大于IRR 的情况,NPV 可能为正、为零、为负。折现回收期包含了相关折现率的影响。如果一个项目的折现回收期短于该项目的生命周期,NPV 一定为正值。
2. 如果某项目有常规的现金流,而且NPV 为正,该项目回收期一定短于其生命周期。因为折现回收期是用与NPV 相同的折现值计算出来的,如果NPV 为正,折现回收期也会短于该项目的生命周期。NPV 为正表明未来流入现金流大于初始投资成本,盈利指数必然大于1。如果NPV 以特定的折现率R 计算出来为正值时,必然存在一个大于R 的折现率R ’使得NPV 为0,因此,IRR 必定大于必要报酬率。
3. (1)回收期法就是简单地计算出一系列现金流的盈亏平衡点。其缺陷是忽略了货币的时间价值,另外,也忽略了回收期以后的现金流量。当某项目的回收期小于该项目的生命周期,则可以接受;反之,则拒绝。 (2)平均会计收益率为扣除所得税和折旧之后的项目平均收益除以整个项目期限内的平均账面投资额。其最大的缺陷在于没有使用正确的原始材料,其次也没有考虑到时间序列这个因素。一般某项目的平均会计收益率大于公司的目标会计收益率,则可以接受;反之,则拒绝。
(3)内部收益率就是令项目净现值为0的贴现率。其缺陷在于没有办法对某些项目进行判断,例如有多重内部收益率的项目,而且对于融资型的项目以及投资型的项目判断标准截然相反。对于投资型项目,若IRR 大于贴现率,项目可以接受;反之,则拒绝。对于融资型项目,若IRR 小于贴现率,项目可以接受;反之,则拒绝。
(4)盈利指数是初始以后所有预期未来现金流量的现值和初始投资的比值。必须注意的是,倘若初始投资期之后,在资金使用上还有限制,那盈利指数
就会失效。对于独立项目,若PI 大于1,项目可以接受;反之,则拒绝。 (5)净现值就是项目现金流量(包括了最初的投入)的现值,其具有三个特点:①使用现金流量;②包含了项目全部现金流量;③对现金流量进行了合理的折现。某项目NPV 大于0时,项目可接受;反之,则拒绝。
4. 对于一个具有永续现金流的项目来说,回收期为
内部收益率为
所以,可得
这意味着对一个拥有相对固定现金流的长期项目而言,回收期越短,IRR 越大,并且IRR 近似等于回收期的倒数。
5. 原因有很多,最主要的两个是运输成本以及汇率的原因。在美国制造生产可以接近于产品销售地,极大的节省了运输成本。同样运输时间的缩短也减少了商品的存货。跟某些可能的制造生产地来说,选择美国可能可以一定程度上减少高额的劳动力成本。还有一个重要因素是汇率,在美国制造生产所付出的生产成本用美元计算,在美国的销售收入同样用美元计算,这样可以避免汇率的波动对公司净利润的影响。
6. 最大的问题就在于如何估计实际的现金流。确定一个适合的折现率也同样非常困难。回收期法最为容易,其次是平均会计收益率法,折现法(包括折现回收期法,NPV 法,IRR 法和PI 法)都在实践中相对较难。
7. 可以应用于非盈利公司,因为它们同样需要有效分配可能的资本,就像普通公司一样。不过,非盈利公司的利润一般都不存在。例如,慈善募捐有一
个实际的机会成本,但是盈利却很难度量。即使盈利可以度量出来,合适的必要报酬率也没有办法确定。在这种情况下,回收期法常常被用到。另外,美国政府是使用实际成本/盈利分析来做资本预算的,但需要很长时间才可能平衡预算。
8. 这种说法是错误的,如果项目B 的现金流流入的更早,而项目A 的现金流流入较晚,在一个较低的折现率下,A 项目的NPV 将超过B 项目。不过,在项目风险相等的情况下,这种说法是正确的。如果两个项目的生命周期相等,项目B 的现金流在每一期都是项目A 的两倍,则B 项目的NPV 为A 项目的两倍。
9. 尽管A 项目的盈利指数低于B 项目,但A 项目具有较高的NPV ,所以应该选A 项目。盈利指数判断失误的原因在于B 项目比A 项目需要更少的投资额。只有在资金额受限的情况下,公司的决策才会有误。
10. (1)如果两个项目的现金流均相同,A 项目将有更高的IRR ,因为A 项目的初期投资低于项目B 。
(2)相同,因为项目B 的初始投资额与现金流量都为项目A 的两倍。
11. B 项目将更加敏感。原因在于货币的时间价值。有较长期的未来现金流会对利率的变动更加敏感,这种敏感度类似于债券的利率风险。
12. MIRR 的计算方法是找到所有现金流出的现值以及项目结束后现金流入的未来值,然后计算出两笔现金流的IRR 。因此,两笔现金流用同一利率(必要报酬率)折现,因此,MIRR 不是真正的利率。相反,考虑IRR 。如果你用初始投资的未来值计算出IRR ,就可以复制出项目未来的现金流量。
13. 这种说法是错误的。如果你将项目期末的内部现金流以必要报酬率计算出NPV 和初始投资,你将会得到相同的NPV 。但是,NPV 并不涉及内部的现
金流再投资的问题。
14. 这种说法是不正确的。的确,如果你计算中间的所有现金的未来价值到项目结束流量的回报率,然后计算这个未来的价值和回报率的初步投资,你会得到相同的回报率。然而,正如先前的问题,影响现金流的因素一旦产生不会影响IRR 。
15. 计算项目的回收期就是计算出该项目需要多久时间回收其初始投资。
初始投资为3000美元时,
初始投资为5000美元时,
初始投资为7000美元时,
这意味着项目8年内无法收回投资。
16. 首先计算出项目的平均账面投资额。 总投资 折旧 净投资
0 $8000 0 $8000
1 $8000 4000 $4000
2 $8000 6500 $1500
3 $8000 8000 $0
这样,得到平均投资额:
其次,确定税后平均净收益:
则平均会计收益率为:
17. (1)A项目的盈利指数为:
B 项目的盈利指数为:
(2)根据盈利指数,公司应选择A 项目,但是,当项目规模不同时,根据盈利指数法则很可能做出错误的选择。
18. (1)项目Ⅰ的盈利指数为:
项目Ⅱ的盈利指数为:
根据盈利指数法则,公司应选择项目Ⅱ。
(2)项目Ⅰ的NPV 为:
项目Ⅱ的NPV 为:
则根据NPV 法则,公司应选择项目Ⅰ。
(3)不同是因为PI 法则忽略了互斥项目在规模上的差异。
19. (1)根据回收期法
AZM Mini-SUV项目的回收期为: 第一年累计现金流
=$200000
AZM Full-SUV项目的回收期为: 第一年累计现金流=$200000
第二年累计现金流=$200000+$300000=$500000 Payback period=2年
因此根据回收期法,公司应选择AZM Mini-SUV项目 (2)根据净现值法
AZM Mini-SUV项目的NVP 为:
AZM Full-SUV项目的NVP 为:
因此根据净现值法,公司应选择AZM Mini-SUV项目 (3)根据内部收益率法 AZM Mini-SUV项目的IRR 为:
IRR 1=70.04%
AZM Full-SUV项目的IRR 为:
IRR 1=25.70%
根据内部收益率法,公司应选择AZM Mini-SUV项目。
(4)不需要进行增量内部收益率分析,因为AZM Mini-SUV项目有最小的初始投资,最大的NPV ,所以公司应该选择该项目。
第七章
1. 机会成本是指进行一项投资时放弃另一项投资所承担的成本。选择投资和放弃投资之间的收益差是可能获取收益的成本。
2. (1)新的投资项目所来的公司其他产品的销售下滑属于副效应中的侵蚀效应,应被归为增量现金流。
(2)投入建造的机器和厂房属于新生产线的成本,应被归为增量现金流。
(3)过去3年发生的和新项目相关的研发费用属于沉没成本,不应被归为增量现金流。
(4)尽管折旧不是现金支出,对现金流量产生直接影响,但它会减少公司的净收入,并且减低公司的税收,因此应被归为增量现金流。
(5)公司发不发放股利与投不投资某一项目的决定无关,因此不应被归为增量现金流。
(6)厂房和机器设备的销售收入是一笔现金流入,因此应被归为增量现金流。
(7)需要支付的员工薪水与医疗保险费用应被包括在项目成本里,因此应被归为增量现金流。
3. 第一项因为会产生机会成本,所以会产生增量现金流;第二项因为会产生副效应中的侵蚀效应,所以会会产生增量现金流;第三项属于沉没成本,不会产生增量现金流。
4. 为了避免税收,公司可能会选择MACRS ,因为该折旧法在早期有更大的折旧额,这样可以减免赋税,并且没有任何现金流方面的影响。但需要注意的是直线折旧法与MACRS 的选择只是时间价值的问题,两者的折旧是相等的,只是时间不同。
5. 这只是一个简单的假设。因为流动负债可以全部付清,流动资产却不可能全部以现金支付,存货也不可能全部售完。
6. 这个说法是可以接受的。因为某一个项目可以用权益来融资,另一个项目可以用债务来融资,而公司的总资本结构不会发生变化。根据MM 定理,融资成本与项目的增量现金流量分析无关。
7. ECA 方法在分析具有不同生命周期的互斥项目的情况下比较适应,这是因为ECA 方法可以使得互斥项目具有相同的生命周期,这样就可以进行比较。ECA 方法在假设项目现金流相同这一点与现实生活不符,它忽略了通货膨胀率以及不断变更的经济环境。
8. 折旧是非付现费用,但它可以在收入项目中减免赋税,这样折旧将使得实际现金流出的赋税减少一定额度,并以此影响项目现金流,因此,折旧减免赋税的效应应该被归为总的增量税后现金流。
9. 应考虑两个方面:第一个是侵蚀效应,新书是否会使得现有的教材销售额下降?第二个是竞争,是否其他出版商会进入市场并出版类似书籍?如果是的话,侵蚀效应将会降低。出版商的主要需要考虑出版新书带来的协同效应是否大于侵蚀效应,如果大于,则应该出版新书,反之,则放弃。
10. 当然应该考虑,是否会对保时捷的品牌效应产生破坏是公司应该考虑到的。如果品牌效应被破坏,汽车销量将受到一定影响。
11. 保时捷可能有更低的边际成本或是好的市场营销。当然,也有可能是一个决策失误。
12. 保时捷将会意识到随着越来越多产品投入市场,竞争越来越激烈,过高的利润会减少。
13. (1)净利润=销售收入-运营成本-折旧-所得税 第一年:
第二年:
第三年:
第四年:
(2)增量现金流量=运营现金流-投资-经营运资本需求
运营现金流=EBT+折旧-所得税
第0年:
第1年:
第2年:
第3年:
第4年:
(3)该项目的NPV 为:
14.
IRR=23.85%
15. 两个机器具有相同的税后残值:
机器Techron Ⅰ的EAC 如下:
机器Techron Ⅱ的EAC 如下:
根据EAC ,应该选择机器Techron Ⅱ,因为其年成本最少。
16. 机器A 的NPV 以及EAC 如下:
EBT=-$3150000-150000-350000=-$3650000
NI=-$3650000+1277500=-$2372500
OCF=-$2372500+350000=-$2022500
NPA A =-$2100000-$2022500(PVIFA10%, 6)= -$10908514.76
EAC A =-$10908514.76/(PVIFA10%, 6)= -$2504675.50
机器B 的NPV 以及EAC 如下:
EBT=-$2700000-100000-500000=-$3300000
NI=-$3300000+1155000=-$2145000
OCF=-$2145000+500000=-$1645000
NPV B =-$4500000-1645000(PVIFA10%, 9)= -$13973594.18
EAC B =-$13973594.18/( PVIFA10%, 9)= -$2426382.43
应该选择B 机器。
17. PV=C1/(R-g)=$120000/[0.11-(-0.06)]=$705882.35
第八章
1. 预测风险是指估计预期现金流发生错误的风险。新产品的预测风险最高,因为其现金流比较难预测。
2. 敏感性分析中,一个变量通过大量数值检验出来;而场景分析中,所有的变量的值范围有限。
3. 如果平均收入低于平均成本,这个公司面临亏本,这是正确的。因此这句话大部分都是正确的,不过,对于边际来说,接受一个边际收益大于边际成本的项目毫无疑问会增加营运现金流。
4. 从股东的角度看,财务盈亏平衡点当然是最重要的。一个项目能够超过会计以及现金盈亏平衡点同时低于财务盈亏平衡点,这会减少股东财富。
5. 项目首先到达现金盈亏平衡点,其次是会计盈亏平衡点,再最后是财务盈亏平衡点。只要一个项目需要初始投资,并且在项目期限中销售额与成本相等,这一顺序将一直适应。
6. 传统的NPV 分析法过于保守,因为它忽略了一些可以获利的选择,例如,在项目获利时,扩大投资,或者在项目无利可图时,放弃该项目。这种改变已接受项目的权利同样是有价值的,会增加NPV 。
7. 如果这个国家刚刚开始市场化,其具有非常好的潜在增长率。第一个进入市场不论是不是一个新市场或是一个新产品,都能给一个公司增加品牌效应以及市场份额,这会使得其他竞争者很难进入市场。
8. 敏感性分析能够决定当其他因素(例如固定成本,变动成本,或收入)变动时,盈亏平衡点怎么变动。
9. 等待一年在搬运木材这个决定有两个价值来源,第一个是木材的价格很可能会上涨,第二个是如果发生自然灾害或森林火灾时,木材的数量毫无疑问将增加。这个期权对于伐木公司来说很有价值,该产业很多公司都运用模型依靠森林的年份来估计其未来的成长。
10. 当进一步分析得到一个负的NPV 时,就应停止进行分析。因为进一步分析反应迅速,这意味着当进一步分析中盈利超过成本,这是一个错误决定的可能性也就更小。
11. OCF best ={[($38)(1.1)-($25)(0.9)](100K)(1.1)-
$900K(0.9)}(0.65)+0.35($112K)=$892650
NPV best =-$896000+$892650(PVIFA15%, 8)=$3109607.54
OCF worst ={[($38)(0.9) -($25)(1.1)](100K)(0.9) -
$900K(1.1)}(0.65)+0.35($112K)= -$212350
NPV worst =-$896000-$212350(PVIFA15%, 8)= -$1848882.72
12. 直接进入市场时NPV 为:
NPV=CSuccess (Prob. of Success)+CFailure (Prob. of Failure)
NPV=$20000000(0.5)+$5000000(0.5)=$12500000
进行市场测试后进入市场时NPV 为:
NPV=C0+{[CSuccess (Prob. of Success)]+[CFailure (Prob. of Failure)]}/(1+R)t NPV=-$2000000+{[$20000000(0.75)]+[$5000000(0.25)]}/1.15 NPV=$12130434.78
因此公司应该直接进入市场。
13. EAC=Initial Investment/PVIFA8%,5=$300000/3.60478=$75136.94 年折旧额=$300000/5=$60000
因此财务盈亏平衡点为:
Q F =[EAC+FC(1-t C ) -折旧额(t C )]/[(P-VC)(1-t C )]
Q F =[$75136.94+$100000(1-0.34) -$60000(0.34)]/[($60-8)(1-0.34)]
Q F =3517.98 单位
14. 市场调查费用为沉没成本,应该忽略不计。首先应计算出销售以及变动成本,因为新系列球杆的推出,导致低价球杆销售额的增加,高价球杆销售额的减少,这些必须算作侵蚀效应。新项目的销售额为:
新球杆:$700×55000=$38500000
高价球杆:$1100×(-13000)=-$14300000
低价球杆:$400×10000=$4000000
总销售额为:$38500000-$14300000+$4000000=$28200000
变动成本为:
新球杆:-$320×55000=-$17600000
高价球杆:-$600×(-13000)=$7800000
低价球杆:-$180×10000=-$1800000
总变动成本为:-$17600000+$7800000-$1800000=-$11600000 由此可以得到:
EBT=$28200000-$11600000-$7500000+$2600000=$6500000 NI=EBT-TAXES=$650000-$2600000=$3900000
OCF=NI+折旧=$3900000+$2600000=6500000
所以,项目回收期=2+$6.15M/$6.5M=2.946年
NPV=-$18.2M-0.95M+$6.5M(PVIFA14%, 7)+$0.95M/1.147 =$9103636.91
IRR=-$18.2M-0.95M+$6.5 M(PVIFA14%, 7)+$0.95M/(1+R)7 IRR=28.24%
15. (1)如果项目成功,未来现金流的现值为:
PV future CFs=$60(9000)(PVIFA16%,9)=$2487533.69
第一年项目预计价值=[($2487533.69+$1400000)/2]+$420000 =$2363766.85
NPV=-$1800000+($2363766.85)/1.16=$237730.04
(2)如果不放弃项目,当销售量为4000时,未来现金流的现值为: PV future CFs=$60(4000)(PVIFA16%, 9)=$1105570.53
如果放弃项目将得到: $1400000-1105570.53=$29429.47 放弃期权价值=(0.50)($294429.47)/1.16=$126909.25