第一篇：機械原理第五章習題答案

第五章 機械的效率與自鎖

習題5-6

取長度比例尺?l?0.005m20N，力比例尺?F?。由題可知： mmmm摩擦圓半徑??fvr?0.1?10?1mm，移動副的摩擦角??arctanf?arctan0.15?8.530 作有摩擦時的力矢量圖可得

FRI12?M120000??272.15N，F(xiàn)RI23?FRI32，F(xiàn)I?lF?F?12.674?20?253.48N lI?l14.698?5作無摩擦的力矢量圖可得

FRII12?M120000II??279.6N，F(xiàn)RII23?FRII?lF?F?13.543?20?270.86N 32，F(xiàn)lII?l14.308?5FII253.48?93.58% 效率??I?F270.86習題5-8 解：運輸帶的工作功率為Nr?Fv?5500?1.2?6600w

由于各環(huán)節(jié)是串聯(lián)，總效率為平帶傳動效率、兩對齒輪傳動效率和運輸帶傳動效率之積，因此有

2???1?2?3?0.95?0.972?0.92?0.822

電機所需功率為Nd?Nr??66000.822?8029w

因此該機械選擇8kw的電機即可。

習題5-9 解：從電機到A、B間齒輪是串聯(lián)，因此其間傳動效率為

?s??1?3?0.97?0.92?0.892

錐齒輪處需要的功率為 Ns?

則電機的功率為

PA?1?A?1?1?5????8.505kw ??1?B?0.80.5?0.97PBNd?Ns?s?8.5050.892?9.53kw

該機械選擇10kw的電機即可。

習題5-11 解：1)正行程時，對于滑塊2，在三個力作用下保持平衡，因此有

Fs?FR12?FR42?0

根據(jù)三解形正弦定理，有

sin?2??????Fs?FsFR12 ?FR12?cos?????2sin?????FR21FF??F? R21sin1800?2?????sin?????2cos???????由上兩式可得F?Fsctg?????

由于正行程時，力F為驅(qū)動力，在無摩擦狀態(tài)下，理想驅(qū)動力F0?Fsctg? 所以效率為??F0F?tan?????tg? 自鎖條件為：??0????

2)反行程時，構(gòu)件2同樣三力作用下平衡，如圖所示

sin?2??????Fs?FsFR12 ?FR12?cos?????2sin?????FFR21F??F? R21sin1800?2?????sin?????2cos???????由上兩式可得F?Fsctg????? 由于反行程時，F(xiàn)s為驅(qū)動力，而F為阻力，在無摩擦狀態(tài)下，理想阻力F0?Fsctg? 所以效率為??FF0?tan?tg?????

自鎖條件為：??0?????900，而??900??時不自鎖。

習題5-12 解：1)以滑塊3為研究對象

(a)

根據(jù)三解形正弦定理，有

(b)FR23FR23sin???2??F??F? 0sin90??sin???2??cos???自鎖條件為F?0，即??2? 解法之二：

若構(gòu)件2對3的向右的擠壓力不足以克服摩擦力，機構(gòu)也會自鎖。構(gòu)件2對3向右的擠壓力為

Fd?N23sin?

而構(gòu)件1和2對構(gòu)件3產(chǎn)生的向左的摩擦力為

Ff?N23fcos??N13f

根據(jù)力平衡，對于構(gòu)件3垂直方向的力滿足

N13?N23cos??N23fsin??0

將上式帶入摩擦力等式有

Ff?2N23fcos??N23f2sin?

則自鎖條件為

Fd?Ff?sin??2fcos??f2sin??tan??2f?f2tan??tan??2f 21?f因為f?tan?，所以tan??2sin?cos?sin?2????tan?2??，故自鎖條件為??2?。1?2sin2?cos?2??

2)以石塊為研究對象，根據(jù)正弦定理有 FR40Fsin???2??G ??G?R40sin?ACBsin???2??sin?ACB只要兩側(cè)反力向上的分力之和小于重力，則石塊不會擠壓出去。因此，不擠出去的條件為 G?0，即??2?

第二篇：機械原理習題及答案

第1章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1.1解釋下列概念

1.運動副；2.機構(gòu)自由度；3.機構(gòu)運動簡圖；4.機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析；5.高副低代。

1.2驗算下列機構(gòu)能否運動，如果能運動，看運動是否具有確定性，并給出具有確定運動的修改辦法。

題1.2圖

題1.3圖

1.3 繪出下列機構(gòu)的運動簡圖，并計算其自由度(其中構(gòu)件9為機架)。

1.4 計算下列機構(gòu)自由度，并說明注意事項。

1.5計算下列機構(gòu)的自由度，并確定桿組及機構(gòu)的級別(圖a所示機構(gòu)分別以構(gòu)件2、4、8為原動件)。

題1.4圖

題1.5圖

第2章平面機構(gòu)的運動分析

2.1 試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心。

題2.1圖

2.2 在圖示機構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸為lAB =180mm , lBC =280mm , lBD =450mm , lCD =250mm , lAE =120mm , φ=30o, 構(gòu)件AB上點E的速度為 vE =150 mm /s ,試求該位置時C、D兩點的速度及連桿2的角速度ω2。

2.3 在圖示的擺動導桿機構(gòu)中，已知lAB =30mm , lAC =100mm , lBD =50mm , lDE =40mm ,φ1=45o,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆時針方向回轉(zhuǎn)。求D點和E點的速度和加速度及構(gòu)件3的角速度和角加速度（用相對運動圖解法）。

題2.2圖

題2.3圖

2.4 在圖示機構(gòu)中，已知lAB =50mm , lBC =200mm , xD =120mm , 原動件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s，角加速度α1=0，試求機構(gòu)在該位置時構(gòu)件5的速度和加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。

題2.4圖

2.5 圖示為機構(gòu)的運動簡圖及相應(yīng)的速度圖和加速度圖。

（1）在圖示的速度、加速度多邊形中注明各矢量所表示的相應(yīng)的速度、加速度矢量。

（2）以給出的速度和加速度矢量為已知條件，用相對運動矢量法寫出求構(gòu)件上D點的速度和加速度矢量方程。

（3）在給出的速度和加速度圖中，給出構(gòu)件2上D點的速度矢量pd2和加速度矢量p'd'2。

題2.5圖

2.6 在圖示機構(gòu)中，已知機構(gòu)尺寸lAB =50mm, lBC =100mm, lCD =20mm , 原動件的位置φ1=30o, 角速度ω1=ω4=20 rad/s，試用相對運動矢量方程圖解法求圖示位置時構(gòu)件2的角速度ω2和角加速度α2的大小和方向。

題2.6圖

2.7 在圖示機構(gòu)構(gòu)件1等速轉(zhuǎn)動，已知機構(gòu)尺寸lAB =100mm ,角速度為ω1= 20 rad/s，原動件的位置φ1= 30o,分別用相對運動圖解法和解析法求構(gòu)件3上D點的速度和加速度。

題2.7圖 題2.8圖

2.8 在圖示導桿機構(gòu)中，已知原動件1的長度為l1、位置角為φ和在x、y軸上的投影方程(機構(gòu)的矢量三角形及坐標系見圖)。，中心距為l4，試寫出機構(gòu)的矢量方程2.9 在圖示正弦機構(gòu)中，已知原動件1的長度為l1=100mm、位置角為φ1= 45o、角速度ω1= 20 rad/s，試用解析法求出機構(gòu)在該位置時構(gòu)件3的速度和加速度。

2.10 在圖示牛頭刨床機構(gòu)中，已知機構(gòu)尺寸及原動件曲柄1的等角速度ω1，試求圖示位置滑枕的速度vC。

題2.9圖 題2.10圖

2.11 在圖示平鍛機中的六桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB ＝120 mm，l BC＝460 mm，lBD ＝240 mm，lDE ＝200 mm，l EF ＝260 mm , β＝30°，ω1 = l0 rad/s , x F＝500 mm，yF ＝180mm。欲求在一個運動循環(huán)中滑塊3的位移S C、速度vC和加速度a C 及構(gòu)件4、5的角速度ω

4、ω5和角加速度α

4、α步驟并畫出計算流程圖。，試寫出求解

題2.11圖

第3章平面機構(gòu)的動力分析

3.圖示楔形機構(gòu)中，已知γ=β=60°，有效阻力Fr=1000N，各接觸面的摩擦系數(shù)f =0.15。試求所需的驅(qū)動力Fd。

題3.1圖

題3.2圖

3.在圖示機構(gòu)中，已知F5 =1000N，lAB=100 mm，lBC = lCD =2 lAB，lCE = lED= lDF，試求各運動副反力和平衡力矩Mb。

3.3在圖示曲柄滑塊機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸、轉(zhuǎn)動副軸頸半徑r及當量摩擦系數(shù)fv，滑塊與導路的摩擦系數(shù)f。而作用在滑塊3上的驅(qū)動力為Fd。試求在圖示位置時，需要作用在曲柄上沿x—x方向的平衡力Fb（不計重力和慣性力）。

題3.3圖

3.4在圖示機構(gòu)中，已知：x=250mm，y=200mm，lAS2=128mm，F(xiàn)d為驅(qū)動力，F(xiàn)r為有效阻力，m1= m3=2.75kg，m2=4.59kg，Is2=0.012kg·mm2，滑塊3以等速v=5m/s向上移動，試確定作用在各構(gòu)件上的慣性力。

題3.4圖

題3.5圖

3.在圖示的懸臂起重機中，已知載荷G=5000N，h= 4 m，l=5 m，軸頸直徑d=80 mm，徑向軸頸和止推軸頸的摩擦系數(shù)均為f =0.1。設(shè)它們都是非跑合的，求使力臂轉(zhuǎn)動的力矩Md。

3.6

圖示機構(gòu)中，已知x=110mm，y=40mm，φ 1=45°，lAB=30 mm，lBC=71 mm，lCD=35.5mm，lDE=28 mm，lES2=35.5 mm；ω1=10 rad/s；m2=2 kg，IS2=0.008 kg·mm2。設(shè)構(gòu)件5上作用的有效阻力Fr=500 N，lEF=20 mm，試求各運動副中的反力及需要加于構(gòu)件1上的平衡力矩Mb。

題3.6圖

3.7

圖示為一楔塊夾緊機構(gòu)，其作用是在驅(qū)動力Fd的作用下，使楔塊1夾緊工件2。各摩擦面間的摩擦系數(shù)均為f。試求：1）設(shè)Fd已知，求夾緊力Fr；2）夾緊后撤掉Fd，求滑塊不會自行退出的幾何條件。

3.8

如圖所示的緩沖器中，若已知各滑塊接觸面間的摩擦系數(shù)f和彈簧的壓力Q，試求：1）當楔塊2、3被等速推開及等速恢復原位時力P的大??；2）該機構(gòu)的效率以及此緩沖器不發(fā)生自鎖的條件。

題3.7圖

題3.8圖

3.9

如圖所示，在手輪上加力矩M均勻轉(zhuǎn)動螺桿時，使楔塊A向右移動并舉起滑塊B，設(shè)楔角α=15°，滑塊上B的載荷Fv=20kN。螺桿為雙頭矩形螺紋，平均直徑d2=30mm，螺距p=8mm。已知所有接觸面的摩擦系數(shù)f =0.15。若楔塊A兩端軸環(huán)的摩擦力矩忽略不計，試求所需的力矩M。

題3.9圖

題3.10圖

3.10

圖示機組是由一個電動機經(jīng)帶傳動和減速器，帶動兩個工作機A和B。已知兩工作機的輸出功率和效率分別為：PA=2kW、ηA=0.8，PB=3Kw，ηB =0.7；每對齒輪傳動的效率η1=0.95，每個支承的效率η2=0.98，帶傳動的效率η3=0.9。求電動機的功率和機組的效率。

第4章

平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

4.1在鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD中，若AB、BC、CD三桿的長度分別為：a=120mm，b=280mm , c=360mm，機架AD的長度d為變量。試求；

(1)當此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)時，d的取值范圍；

(2)當此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時 , d的取值范圍；

(3)當此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)時 , d的取值范圍。

4.2 如圖所示為轉(zhuǎn)動翼板式油泵，由四個四桿機構(gòu)組成，主動盤繞固定軸A轉(zhuǎn)動，試畫出其中一個四桿機構(gòu)的運動簡圖(畫圖時按圖上尺寸，并選取比例尺μl = 0.0005 m / mm，即按圖上尺寸放大一倍)，并說明它們是哪一種四桿機構(gòu)。

題4.2圖

題4.3圖

4.3試畫出圖示兩個機構(gòu)的運動簡圖(畫圖要求與題4.2相同)，并說明它們是哪—種機構(gòu)。

4.4圖示為一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，試求桿AB為曲柄的條件。若偏距e = 0，則桿AB為曲柄的條件又如何?

題4.4圖

題4.5圖

4.5在圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿的長度為l1=28 mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72 mm，試求：

1)當取桿4為機架時，該機構(gòu)的極位夾角θ、桿3的最大擺角Ψ、最小傳動角γ

min和行程速比系數(shù)

K；

2)當取桿1為機架時，將演化成何種類型的機構(gòu)?為什么?并說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副；

3)當取桿3為機架時，又將演化成何種機構(gòu)?這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副?

4.6

設(shè)曲柄搖桿機構(gòu)ABCD中，桿AB、BC、CD、AD的長度分別為：a=80mm，b=160mm，c=280mm，d=250mm，AD為機架。試求：

1)行程速度變化系數(shù)K；

2)檢驗最小傳動角γ

min，許用傳動角[γ

]=40o。

4.7

偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，設(shè)曲柄長度a=120mm，連桿長度b=600mm，偏距e=120mm，曲柄為原動件，試求：

1)行程速度變化系數(shù)K和滑塊的行程h；

2)檢驗最小傳動角γ

3)若a與b不變，e = 0時，求此機構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K。

4.8

插床中的主機構(gòu)，如圖所示，它是由轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)ACB和曲柄滑塊機構(gòu)ADP組合而成。已知LAB=100mm，LAD=80mm，試求：

1)當插刀P的行程速度變化系數(shù)K＝1.4時，曲柄BC的長度LBC及插刀的行程h ；

2)若K=2時，則曲柄BC的長度應(yīng)調(diào)整為多少? 此時插刀P的行程h是否變化?

min，[γ

]=40o；

題4.8圖

題4.9圖

4.9

圖示兩種形式的抽水唧筒機構(gòu)，圖a以構(gòu)件1為主動手柄，圖b以構(gòu)件2為主動手柄。設(shè)兩機構(gòu)尺寸相同，力F垂直于主動手柄，且力F的作用線距點B的距離相等，試從傳力條件來比較這兩種機構(gòu)哪一種合理。

4.10

圖示為腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)。鉸鏈中心A、B在鉛垂線上，要求踏板DC在水平位置上下各擺動10o，且l DC=500mm，l AD=1000mm。試求曲柄AB和連桿BC的長度l AB和l BC，并畫出機構(gòu)的死點位置。

題4.10圖

題4.11圖

4.1

1圖示為一實驗用小電爐的爐門裝置，在關(guān)閉時為位置El，開啟時為位置E2，試設(shè)計一四桿機構(gòu)來操作爐門的啟閉(各有關(guān)尺寸見圖)。在開啟時爐門應(yīng)向外開啟，爐門與爐體不得發(fā)生干涉。而在關(guān)閉時，爐門應(yīng)有一個自動壓向爐體的趨勢(圖中S為爐門質(zhì)心位置)。B、C為兩活動鉸鏈所在位置。

4.12 圖示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置，用撥叉DE操縱雙聯(lián)齒輪移動，現(xiàn)擬設(shè)計一個鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD；操縱撥叉DE擺動。已知：l AD=100mm，鉸鏈中心A、D的位置如圖所示，撥叉行程為30mm，撥叉尺寸l ED = l DC =40mm，固定軸心D在撥叉滑塊行程的垂直平分線上。又在此四桿機構(gòu)ABCD中，構(gòu)件AB為手柄，當它在垂直向上位置AB1時，撥叉處于位置E1，當手柄AB逆時針方向轉(zhuǎn)過θ=90o而處于水平位置AB2時，撥叉處于位置E2。試設(shè)計此四桿機構(gòu)。

題4.12圖

題4.13圖

4.1

3已知某操縱裝置采用一鉸鏈四桿機構(gòu)，其中l(wèi) AB=50mm , l AD =72mm，原動件AB與從動件CD上的一標線DE之間的對應(yīng)角位置關(guān)系如圖所示。試用圖解法設(shè)計此四桿機構(gòu)。

4.1

4圖示為一用于控制裝置的搖桿滑塊機構(gòu)，若已知搖桿與滑塊的對應(yīng)位置為：φ1=60o、s1=80 mm, φ2 = 90o、s2 = 60mm，φ3=120o、s3 = 40mm。偏距e =20mm。試設(shè)計該機構(gòu)。

題4.14圖

4.1

5如圖所示的顎式碎礦機，設(shè)已知行程速度變化系數(shù)K=1.25，顎板CD(搖桿)的長度l CD=300mm，顎板擺角ψ=30o，試確定：(1)當機架AD的長度l AD=280mm時，曲柄AB和連桿BC的長度l AB和l BC；(2)當曲柄AB的長度l AB=50mm時，機架AD和連桿BC的長度l AD和l BC。并對此兩種設(shè)計結(jié)果，分別檢驗它們的最小傳動角γmin，[γ]=40o。

題4.15圖

題4.16圖

4.16

設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)，已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊行程h=50mm，偏距e=20mm，如圖所示。試求曲柄長度l AB和連桿長度l BC。

4.17

在圖示牛頭刨床的主運動機構(gòu)中，已知中心距l(xiāng)AC =300mm，刨頭的沖程H=450mm，行程速度變化系數(shù)K=2，試求曲柄AB和導桿CD的長度lAB和lCD。

4.18

試設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，已知搖桿CD的行程速度變化系數(shù)K=1.5，其長度lCD=75mm，搖桿右邊的一個極限位置與機架之間的夾角ψ=ψ1=45o，如圖所示。機架的長度lAD=100mm。試求曲柄AB和連桿BC的長度lAB 和lBC。

題4.17圖

題4.18圖

4.19

圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知機架AD的長度lAD =100mm，兩連架桿三組對應(yīng)角為：φ1=60o，ψ1=60o：φ2=105o，ψ2=90o；φ3=150o，ψ3=120o。試用解析法設(shè)計此四桿機構(gòu)。

題4.19圖

第5章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計

5.1 如圖所示，B0點為從動件尖頂離凸輪軸心O最近的位置，B′點為凸輪從該位置逆時針方向轉(zhuǎn)過90o后，從動件尖頂上升s時的位置。用圖解法求凸輪輪廓上與B′點對應(yīng)的B點時，應(yīng)采用圖示中的哪一種作法? 并指出其它各作法的錯誤所在。

題5.1圖

5.2 在圖中所示的三個凸輪機構(gòu)中，已知R＝40 mm，a＝20 mm，e＝15 mm，r r＝20mm。試用反轉(zhuǎn)法求從動件的位移曲線s—s(δ)，并比較之。(要求選用同一比例尺，畫在同一坐標系中，均以從動件最低位置為起始點)。

5.3 如圖所示的兩種凸輪機構(gòu)均為偏心圓盤。圓心為O，半徑為R＝30mm，偏心距l(xiāng)OA=10mm，偏距e＝10mm。試求：

(1)這兩種凸輪機構(gòu)從動件的行程h和凸輪的基圓半徑r 0 ；

(2)這兩種凸輪機構(gòu)的最大壓力角α

max的數(shù)值及發(fā)生的位置(均在圖上標出)。

題5.2圖

題5.3圖

5.4 在如圖所示上標出下列凸輪機構(gòu)各凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45o 后從動件的位移s及輪廓上相應(yīng)接觸點的壓力角α。

題5.4圖 題5.5圖

5.5 如圖所示為一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪為一偏心圓，其直徑D＝32 mm，滾子半徑r r = 5 mm，偏距e = 6 mm。根據(jù)圖示位置畫出凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓，求出最大行程h、推程角及回程角，并回答是否存在運動失真。

5.6 在圖所示的凸輪機構(gòu)中，已知凸輪的部分輪廓曲線，試求：

1．在圖上標出滾子與凸輪由接觸點D1到接觸點D2的運動過程中，對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)過的角度。2．在圖上標出滾子與凸輪在D2點接觸時凸輪機構(gòu)的壓力角α。

題5.6圖

5.7 試以作圖法設(shè)計一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的輪廓曲線。凸輪以等角速度順時針回轉(zhuǎn)，從動件初始位置如圖所示，已知偏距e = l0 mm , 基圓半徑r 0＝40mm , 滾子半徑r r＝10mm。從動件運動規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角δ= 0o~150o時，從動件等速上升h = 30 mm；δ=150o~180o時,從動件遠休止；δ= 180o~300o時從動件等加速等減速回程30 mm ；δ=300o~360o時從動件近休止。

題5.7圖 題5.8圖

5.8 試以作圖法設(shè)計一個對心平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的輪廓曲線。設(shè)已知凸輪基圓半徑r 0＝30mm，從動件平底與導軌的中心線垂直，凸輪順時針方向等速轉(zhuǎn)動。當凸輪轉(zhuǎn)過120o 時從動件以等加速等減速運動上升20mm，再轉(zhuǎn)過150o時，從動件又以余弦加速度運動回到原位，凸輪轉(zhuǎn)過其余90o時，推桿靜止不動。這種凸輪機構(gòu)壓力角的變化規(guī)律如何? 是否也存在自鎖問題? 若有應(yīng)如何避免？

5.9 在如圖所示的凸輪機構(gòu)中，已知擺桿AB在起始位置時垂直于OB，lOB＝40mm，lAB＝80mm，滾子半徑r r＝10mm，凸輪以等角速度ω順時針轉(zhuǎn)動。從動件運動規(guī)律如下：當凸輪轉(zhuǎn)過180o 時，從動件以正弦加速度運動規(guī)律向上擺動30o；當凸輪再轉(zhuǎn)過150o時，從動件又以余弦加速度運動規(guī)律返回原來位置，當凸輪轉(zhuǎn)過其余30o時，從動件停歇不動。

題5.9圖 題5.10圖

5.10 設(shè)計一移動從動件圓柱凸輪機構(gòu)，凸輪的回轉(zhuǎn)方向和從動件的起始位置如圖所示。已知凸輪的平均半徑Rm＝40mm，滾于半徑r r＝10mm。從動件運動規(guī)律如下：當凸輪轉(zhuǎn)過180o時，從動件以等加速等減速運動規(guī)律上升60 mm；當凸輪轉(zhuǎn)過其余180o 時，從動件以余弦加速度運動規(guī)律返回原處。

5.11 如圖所示為書本打包機的推書機構(gòu)簡圖。凸輪逆時針轉(zhuǎn)動，通過擺桿滑塊機構(gòu)帶動滑塊D左右移動，完成推書工作。已知滑塊行程H= 80mm，凸輪理論廓線的基圓半徑r 0＝50mm，lAC＝160 mm，lOD＝120 mm，其它尺寸如圖所示。當滑塊處于左極限位置時，AC與基圓切于B點；當凸輪轉(zhuǎn)過120o時，滑塊以等加速等減速運動規(guī)律向右移動80mm ；當凸輪接著轉(zhuǎn)過30o時，滑塊在右極限位置靜止不動；當凸輪再轉(zhuǎn)過60o時，滑塊又以等加速等減速運動向左移動至原處；當凸輪轉(zhuǎn)過一周中最后150o時，滑塊在左極限位置靜止不動。試設(shè)計該凸輪機構(gòu)。

5.12 圖示為滾子擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)，已知R=30mm , lOA＝15 mm , lCB＝145 mm , lCA＝45 mm , 試根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理圖解求出：凸輪的基圓半徑r 0，從動件的最大擺角ψ和δ0請標注在圖上，并從圖上量出它們的數(shù)值)。

max和凸輪的推程運動角δ0

。(r 0、ψ

max5.13 在圖示的對心直動滾子從動桿盤形凸輪機構(gòu)中，凸輪的實際輪廓線為一圓，圓心在A點，半徑R= 40mm，凸輪繞軸心逆時針方向轉(zhuǎn)動。lOA＝25 mm，滾子半徑r r＝10mm。試問：

(1)理論輪廓為何種曲線?

(2)凸輪基圓半徑r 0 = ?

(3)從動桿升程h = ?

(4)推程中最大壓力角α

max = ?

(5)若把滾子半徑改為15 mm，從動桿的運動有無變化? 為什么?

題5.11圖 題5.12圖

題5.13圖 題5.15圖

5.14 試用解析法設(shè)計偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的理論輪廓曲線和工作廓線。已知凸輪軸置于從動件軸線右側(cè)，偏距e = 20mm，基圓半徑r 0 = 50mm，滾子半徑r r =10 mm。凸輪以等角速度沿順時針方向回轉(zhuǎn)，在凸輪轉(zhuǎn)過角δ1 =120o的過程中，從動件按正弦加速度運動規(guī)律上升

h = 50mm；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過δ= 30o時，從動件保持不動；其后，凸輪再回轉(zhuǎn)角度δ= 60o期間，從動件又按余弦加速度運動規(guī)律下降至起始位置；凸輪轉(zhuǎn)過一周的其余角度時，從動件又靜止不動。

5.15 如圖所示設(shè)計一直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度ω順時針方向轉(zhuǎn)動，基圓半徑r 0 =30mm，平底與導路方向垂直。從動件的運動規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180o，從動件按簡諧運動規(guī)律上升25mm；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180o，從動件以等加速等減速運動規(guī)律回到最低位。(用計算機編程計算時，凸輪轉(zhuǎn)角可隔10o計算。用計算器計算時，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60o、240o 的凸輪實際廓線的坐標值。)5.16 設(shè)計一擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。已知凸輪以等角速度ω逆時針方向轉(zhuǎn)動，基圓半徑r 0 =30mm，滾子半徑r r =6 mm，擺桿長l＝50mm，凸輪轉(zhuǎn)動中心O與擺桿的擺動中心之間的距離為lAB＝60 mm。從動件的運動規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過180o，從動件按擺線運動規(guī)律向遠離凸輪中心方向擺動30o ；凸輪再轉(zhuǎn)過180o，從動件以簡諧運動規(guī)律回到最低位。(用計算機編程計算時，凸輪轉(zhuǎn)角可隔10o 計算，用計算器計算時，可求出凸輪轉(zhuǎn)過60o、270o 的凸輪理論廓線和實際廓線的坐標值。)

題5.16圖

第六章 齒輪機構(gòu)及其設(shè)計

6.1 在圖中，已知基圓半徑r b = 50 mm，現(xiàn)需求：

1)當r k = 65 mm時，漸開線的展角θk、漸開線的壓力角α2)當θk =20°時，漸開線的壓力角α

k及向徑r k的值。

k和曲率半徑ρk。

題6.1圖

6.2 當壓力角α= 20°的正常齒制漸開線標準外直齒輪，當漸開線標準齒輪的齒根圓與基圓重合時，其齒數(shù)z應(yīng)為多少 ? 又當齒數(shù)大于以上求得的齒數(shù)時，試問基圓與齒根圓哪個大 ? 6.3 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪α= 20°、m =5 mm、z = 40，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。

6.4 在一機床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開線標準齒輪，經(jīng)測量其壓力角α= 20°，齒數(shù)z = 40，齒頂圓直徑d a = 84 mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該齒輪已經(jīng)損，需重做一個齒輪代換，試確定這個齒輪的模數(shù)。

6.5 已知一對外嚙合標準直齒輪傳動，其齒數(shù)z 1 =

24、z 2 = 110，模數(shù)m =3 mm，壓力角α= 20°，正常齒制。試求：1)兩齒輪的分度圓直徑d

1、d 2 ；2)兩齒輪的齒頂圓直徑d a1、d a2 ；3)齒高h ；4)標準中心距a;5)若實際中心距a′= 204 mm，試求兩輪的節(jié)圓直徑d 1′、d 2′。

6.6 用卡尺測量一齒數(shù)z 1 = 24的漸開線直齒輪?，F(xiàn)測得其齒頂圓直徑d a1 = 208 mm，齒根圓直徑d f = 172 mm。測量公法線長度Wk 時，當跨齒數(shù)k = 2時，Wk = 37.55mm ； k = 3時，Wk = 61.83 mm。試確定該齒輪的模數(shù)m、壓力角α、齒頂高系數(shù)h a* ；和頂隙系數(shù)c*。

6.7 一對外嚙合標準直齒輪，已知兩齒輪的齒數(shù)z 1 =

23、z 2 = 67，模數(shù)m =3 mm，壓力角α= 20°，正

?常齒制。試求：1)正確安裝時的中心距a、嚙合角α′及重合度?，并繪出單齒及雙齒嚙合區(qū)；2)實際中心?距a′=136 mm時的嚙合角α′和重合度?。6.8 設(shè)有一對外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動，已知兩輪齒數(shù)分別為z 1 =30、z 2 = 40，模數(shù)m = 20 mm，壓力角α= 20°，齒頂高系數(shù)h a* = 1。試求當實際中心距a′=702.5 mm時兩輪的嚙合角α′和頂隙c。（實際頂隙就等于標準頂隙加上中心距的變動量）

6.9 某對平行軸斜齒輪傳動的齒數(shù)z 1 =20、z 2 =37，模數(shù)m n =3 mm，壓力角α= 20°，齒寬B1 = 50 mm、B2 = 45 mm , 螺旋角β=15°，正常齒制。試求：1)兩齒輪的齒頂圓直徑d a1、d a2 ；2)標準中心距a ；3）總重合度εγ ；4）當量齒數(shù)z v 1、z v 2。

6.10 設(shè)有一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)分別為z 1 =20、z 2 =80，模數(shù)m = 4 mm，壓力角α= 20°，齒頂高系數(shù)h a* = 1，要求剛好保持連續(xù)傳動，求允許的最大中心距誤差△a。

6.11 有一齒條刀具，m =2mm、α= 20°、h a*= 1。刀具在切制齒輪時的移動速度v刀＝1mm/s。試求：1)用這把刀具切制z ＝14的標準齒輪時，刀具中線離輪坯中心的距離L為多少? 輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少 ? 2)若用這把刀具切制z＝14的變位齒輪，其變位系數(shù)x ＝0.5，則刀具中線離輪坯中心的距離L應(yīng)為多少 ? 輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少 ? 6.12 在圖中所示機構(gòu)中，所有齒輪均為直齒圓柱齒輪，模數(shù)均為2 mm，z 1 =15、z 2 =

32、z 3 =20、z 4 =30，要求輪1與輪4同軸線。試問：

1)齒輪1、2與齒輪3、4應(yīng)選什么傳動類型最好 ? 為什么 ? 2)若齒輪1、2改為斜齒輪傳動來湊中心距，當齒數(shù)不變，模數(shù)不變時，斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少 ? 3)斜齒輪1、2的當量齒數(shù)是多少 ? 4）當用范成法（如用滾刀）來加工齒數(shù)z 1 =15的斜齒輪1時，是否會產(chǎn)身產(chǎn)生根切？

題6.12圖 題6.13圖

6.13 圖中所示為一對螺旋齒輪機構(gòu)，其中交錯角為45°，小齒輪齒數(shù)為36，螺旋角為20°（右旋），大齒輪齒數(shù)為48，為右旋螺旋齒輪，法向模數(shù)均為2.5mm。試求：1)大齒輪的螺旋角； 2)法面齒距；3)小齒輪端面模數(shù)；4)大齒輪端面模數(shù)；5)中心距；6)當n 2 ＝400 r / min時，齒輪2的圓周速度v p2和滑動速度的大小。

6.14 一對阿基米德標準蝸桿蝸輪機構(gòu)，z 1 =

2、z 2 =50，m = 8 mm , q＝10，試求：1)傳動比i 12 和中心距a ；2)蝸桿蝸輪的幾何尺寸。

6.15 如圖所示在蝸桿蝸輪傳動中，蝸桿的螺旋線方向與轉(zhuǎn)動方向如圖所示，試畫出各個蝸輪的轉(zhuǎn)動方向。

題6.15圖

6.16 一漸開線標準直齒圓錐齒輪機構(gòu)，z 1=

16、z 2=

32、m =6mm、α= 20°、h a*=

1、Σ=90°，試設(shè)計這對直齒圓錐齒輪機構(gòu)。

6.17 一對標準直齒圓錐齒輪傳動，試問：1）當z 1 =

14、z 2 =30、Σ=90°時，小齒輪是否會產(chǎn)生根切？2）當z 1 =

14、z 2 =20、Σ=90°時，小齒輪是否會產(chǎn)生根切？

第7章 齒輪系及其設(shè)計

7.在圖示的車床變速箱中，已知各輪齒數(shù)為：Z1＝42，Z2=58，Z3’＝38，Z4’=42，Z5’＝50，Z6’=48，電動機轉(zhuǎn)速為1450r/min, 若移動三聯(lián)滑移齒輪a使樹輪3′和4′嚙合，又移動雙聯(lián)滑移齒輪b使齒輪5′和6′嚙合，試求此時帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。

題7.1圖

題7.2圖 7.2在圖示某傳動裝置中，已知：Z1=60，Z2=48，Z2’=80，Z3＝120，Z3’=60，Z4=40，蝸桿Z4’＝2(右旋)，蝸輪Z5=80，齒輪Z5’＝65，模數(shù)m＝5mm, 主動輪1的轉(zhuǎn)速為n1＝240r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求齒條6的移動速度v6的大小和方向。

7.3圖示為一電動卷揚機的傳動簡圖。已知蝸桿1為單頭右旋蝸桿，蝸輪2的齒數(shù)Z2＝42，其余各輪齒數(shù)為：Z2’=18，Z3=78，Z3’=18，Z4＝55；卷簡5與齒輪4固聯(lián)，其直徑D5=400mm,電動機轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,試求：

(1)轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速n5的大小和重物的移動速度v。(2)提升重物時，電動機應(yīng)該以什么方向旋轉(zhuǎn)？

題7.3圖

題7.5圖

7.4在圖7.13所示的滾齒機工作臺的傳動系統(tǒng)中。已知各輪齒數(shù)為z1 =15 , z2 =28 , z3 =15, z 4=55 , z9 = 40, 被加工齒輪B的齒數(shù)為64，試求傳動比i75。

7.5在圖示周轉(zhuǎn)輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1 = 60，z2 =20，z2' =20，z3 =20，z4=20，z5 =100，試求傳動比i41。

7.6 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1=26，z2=32，z2'=22，z3=80，z4=36，又n1=300r/min，n3=50r/min，兩者轉(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的轉(zhuǎn)速n4的大小和方向。

題7.6圖

題7.7圖

7.7

在圖示為雙螺旋槳飛機的減速器．已知z1=26，z2=20，z4=30，z5=18及n1=15000r/min，試求nP和nQ的大小和方向。

7.8

在圖示復合輪系中, 已知：z1=22，z3=88，z3'=z5，試求傳動比i15。

7.9

在圖示的自行車里程表機構(gòu)中，c為車輪軸，P為里程表指針，已知各輪齒數(shù)為z1=17，z3=23，z4=19，z4'=20，z5=24，設(shè)輪胎受壓變形后使28英寸車輪的有效直徑為0.7m，當車行1km時，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周，試求齒輪2的齒數(shù)。

題7.8圖

題7.9圖

7.10

汽車自動變速器中的預(yù)選式行星變速器如圖所示。I軸為主動軸，II軸為從動軸，S、P為制動帶, 其傳動有兩種情況：(1)S壓緊齒輪

3、P處于松開狀態(tài)；(2)P壓緊齒輪

6、S處于松開狀態(tài)。已知各輪齒數(shù)z1=30，z2=30，z3=z6=90，z4=40，z5=25，試求兩種情況下的傳動比iⅠⅡ。

題7.10圖

題7.11圖

7.1

1圖示為一龍門刨床工作臺的變速換向機構(gòu)，J、K為電磁制動器，它們可分別剎住構(gòu)件A和3，設(shè)已知各輪的齒數(shù)，求分別剎住A和3時的傳動比i1B。

7.1

2在圖示輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：z1=34，z5=50，z6=18，z7=36，z3=z4，齒輪1的轉(zhuǎn)速為n1=1500r/min，試求齒輪7的轉(zhuǎn)速n7。

題7.12圖

題7.13圖

7.1

3在圖示的輪系中．已知各輪齒數(shù)為：z1=90，z2=60，z2'=30，z3=30，z3'=24，z4=18，z5=60，z5'=36，z6=32，運動從A，B兩軸輸入，由構(gòu)件H輸出。已知nA=100r/min，nB=900r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示，試求輸出軸H的轉(zhuǎn)數(shù)nH的大小和方向。

7.1

4在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=24，z1'=30，z2=95，z3=89，z3'=102，z4=80，z4'=40，z5=17，試求傳動比i15。

7.1

5在圖示的行星輪系中．已知z1=20，z2=32，模數(shù)m = 6mm，試求齒輪3的齒數(shù)z3和系桿H的長度lH。

題7.14圖

題7.15圖

第8章

其它常用機構(gòu)和組合機構(gòu)

8.1 棘輪機構(gòu)有什么特點？為什么棘爪與棘輪輪齒接觸處的公法線要位于棘輪與棘爪的轉(zhuǎn)動中心之間？ 8.2 某牛頭刨床的進給機構(gòu)中，設(shè)進給螺旋的導程為5mm，而與螺旋固接的棘輪有40個齒，問該牛頭刨床的最小進給量是多少？若要求牛頭刨床的進給量為0.5mm，則棘輪每次轉(zhuǎn)過的角度應(yīng)為多大？

8.3 槽輪機構(gòu)有什么特點？何謂運動系數(shù)k，為什么k不能大于1 ？

8.4 某自動車床上裝有一單銷六槽式外接槽輪機構(gòu)，已知槽輪停歇時間進行工藝動作，所需工藝時間為30s，試確定槽輪的轉(zhuǎn)速。

s/rs/r8.5 某外槽輪機構(gòu)中，若已知槽輪的槽數(shù)為6，槽輪的運動時間為3，停歇時間為6，求槽輪的運動系數(shù)及所需的圓銷數(shù)目。8.6 為什么不完全齒輪機構(gòu)主動輪首、末兩輪齒的齒高一般需要削減？加在瞬心附加桿后，是否仍需削減，為什么？

8.7 圖8.18b所示的螺旋機構(gòu)中，若螺桿1上的兩段螺紋均為右旋螺紋，A段的導程為pA=1mm，B段的導程為pB=0.75mm，試求當手輪按圖示方向轉(zhuǎn)動一周時，螺母2相對于導軌3移動的方向入距離大小。又若將A段螺紋旋向改為左旋，而B段的旋向及其它參數(shù)不變，則結(jié)果又如何？

8.8 雙萬向聯(lián)軸節(jié)為保證其主、從動軸間的傳動比為常數(shù)，應(yīng)滿足哪些條件？滿足這些條件后，當主動軸作勻速轉(zhuǎn)動時，中間軸和從動軸均作勻速運動嗎？

8.9

機械有哪幾種組合方法？試分析圖8.29b、8.34b、8.35b所示機構(gòu)是什么形式的組合系統(tǒng)，并畫出其運動傳遞框圖。

8.10

圖8.29a所示的刻字機構(gòu)組合系統(tǒng)中，可通過設(shè)計相應(yīng)的凸輪輪廓，全移動副十字滑塊上的M點就可以刻出任一數(shù)字或字母?，F(xiàn)需刻寫字母“B”，其尺寸如題8.10圖所示，試將滑塊“B”字軌跡分解成分別控制水平和垂直運動的兩凸輪機構(gòu)從動件運動規(guī)律sx~?題8.10圖 和

sy~?，并簡述凸輪廓線的設(shè)計要點。

第九章

機械的平衡

9.1解釋以下基本概念：靜平衡、動平衡、平衡基面、質(zhì)徑積、平衡精度、平面機構(gòu)平衡。

9.2 經(jīng)過動平衡的構(gòu)件是否一定是靜平衡的? 經(jīng)過靜平衡的構(gòu)件是否一定要再進行動平衡? 為什么? 講清具體條件。

9.3在圖示的盤形轉(zhuǎn)子中，有四個偏心質(zhì)量位于同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，其大小及回轉(zhuǎn)半徑分別為m1=5kg，m2=7kg，m3=8kg，m4=6kg，r1=r4=100mm，r2=200mm，r3=150mm，方位如圖所示。又設(shè)平衡質(zhì)量m的回轉(zhuǎn)半徑r＝250mm，試求平衡質(zhì)量m的大小及方位。

題9.3圖

題9.4圖

9.4在圖示的轉(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10kg，m2=15kg，m3=20kg，m4=10kg，它們的回轉(zhuǎn)半徑分別為r1=300mm，r2=r4=150mm，r3=100mm，又知各偏心質(zhì)量所在的回轉(zhuǎn)平面間的距離為l1=l2=l3=200mm，各偏心質(zhì)量問的方位角為α1=1200，α2=600，α3=900，α4=300。若置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡質(zhì)量mⅠ和mⅡ的回轉(zhuǎn)半徑均為400mm，試求mⅠ和mⅡ的大小和方位。

9.5如圖示用去重法平衡同軸轉(zhuǎn)子1及帶輪2，已知其上三個偏心質(zhì)量和所在半徑分別為：m1=0.3kg，m2=0.1kg，m3=0.2kg，r1=90mm，r2=200mm，r3=150mm，l1=20mm, l2=80mm, l3=100mm, l=300mm, α2=450，α3=300。取轉(zhuǎn)子兩端面Ⅰ和Ⅱ為平衡基面，去重半徑為230mm。求應(yīng)去除的不平衡質(zhì)量的大小和方位。

題9.5圖

9.6

圖示大型轉(zhuǎn)子沿軸向有三個偏心質(zhì)量，其質(zhì)量和所在半徑分別為m1=4kg，m2=2kg，m3=3kg，r1=160mm，r2=200mm，r3=150mm。各偏心質(zhì)量的相位和軸向位置如圖示：α2=150，α3=300。l1=200mm，l2=400mm，l3=200mm，l4=150mm.，如選擇轉(zhuǎn)子兩個端面Ⅰ和Ⅱ做為平衡基面，求所需加的平衡質(zhì)徑積的大小和方位。如選端面Ⅱ及轉(zhuǎn)子中截面Ⅲ作為平衡基面，質(zhì)徑積的大小有何改變?

題9.6圖

9.7

圖示四桿機構(gòu)中AB=50mm，BC=200mm，CD=150mm，AD=250mm，AS1=20mm，BE=100mm，ES2=40mm，CF=50mm，F(xiàn)S3=30mm，m1=1kg,，m2=2kg，m3=30kg，試在AB、CD桿上加平衡質(zhì)量實現(xiàn)機構(gòu)慣性力的完全平衡。

9.8

圖示曲柄滑塊機構(gòu)中各構(gòu)件尺寸為：l AB=50mm，lBC=200mm，滑塊C的質(zhì)量為20kg ~1000kg，且忽略曲柄AB及連桿BC的質(zhì)量。試問：

(1)如曲柄AB處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較小時應(yīng)如何考慮平衡措施?(2)如曲柄AB處于較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，且C處質(zhì)量較大時，又應(yīng)如何考慮平衡措施?(3)質(zhì)量與速度兩者之間何者對慣性力的產(chǎn)生起主要作用？為什么?(4)有沒有辦法使此機構(gòu)達到完全平衡?

題9.7圖

題9.8圖

9.9

在圖示的曲柄滑塊機構(gòu)中，S1、S2和S3為曲柄、連桿和滑塊的質(zhì)心。已知各構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量如下：lAB=100mm，lBC=500mm，lAS1=70mm , lBS2=200mm，m1=10kg，m2=50kg，m3=120kg，欲在曲柄AB上加一平衡質(zhì)量m來平衡該機構(gòu)的慣性力，問：

(1)m應(yīng)加于曲柄AB的什么方向上?(2)將m加于C′處，且lAC’＝100mm，m=?(3)此時可否全部平衡掉機構(gòu)的慣性力?

題9.9圖

機械原理作業(yè)

第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)

1.2 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×3－2×4－1= 0

該機構(gòu)不能運動，修改方案如下圖：

1.2 解：

（a）F = 3n－2PL－PH = 3×4－2×5－1= 1 A點為復合鉸鏈。（b）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×6－2= 1

B、E兩點為局部自由度, F、C兩點各有一處為虛約束。

（c）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×7－0= 1

FIJKLM為虛約束。

1.3 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×7－2×10－0= 1

1）以構(gòu)件2為原動件，則結(jié)構(gòu)由8－

7、6－

5、4－3三個Ⅱ級桿組組成，故機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)(圖a)。

2）以構(gòu)件4為原動件，則結(jié)構(gòu)由8－

7、6－

5、2－3三個Ⅱ級桿組組成，故機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)(圖b)。

3）以構(gòu)件8為原動件，則結(jié)構(gòu)由2－3－4－5一個Ⅲ級桿組和6－7一個Ⅱ級桿組組成，故機構(gòu)為Ⅲ級機構(gòu)(圖c)。

(a)

(b)

(c)

第二章

運動分析作業(yè)

2.1 解：機構(gòu)的瞬心如圖所示。

2.2 解：取?l?5mm/mm

作機構(gòu)位置圖如下圖所示。

1.求D點的速度VD VD?VP13

VDAE242424??V?V?150??144mm/sDEV25PPE14132525而，所以

2.求ω1

3.求ω2

?2PP383838?1214?????1.25??0.46rad/s21?98PP12249898 因 1，所以 4.求C點的速度VC

VC??2?P24C??l?0.46?44?5?101.2mm/s?1?VE150??1.25rad/slAE120

??1mm/mm2.3 解：取l作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。1.求B2點的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =10×30= 300 mm/s 2.求B3點的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大??？

ω1×LAB

？ 方向 ⊥BC

⊥AB

∥BC ?v?10mm/smm取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

pb3?22mm，所以

VB3?pb3??v?27?10?270mm/s

由圖a量得：BC=123 mm , 則

lBC?BC??l?123?1?123mm3.求D點和E點的速度VD、VE

利用速度影像在速度多邊形，過p點作⊥CE，過b3點作⊥BE，得到e點；過e點作⊥pb3，得到d點 , 由圖量得：所以

pd?15mm，pe?17mm，VD?pd??v?15?10?150mm/s，；

VE?pe??v?17?10?170mm/sVB3B2?b2b3??v?17?10?170mm/s 4.求ω3

?3?naB5.求2

VB3270??2.2rad/slBC123

n222aB2??1?lAB?10?30?3000mm/s 6.求aB3

aB3 ＝ aB3n ＋ aB3t ＝ aB2 ＋

aB3B2k ＋

aB3B2τ

大小 ω32LBC ？

ω12LAB

2ω3VB3B

2？

方向

B→C ⊥BC

B→A

⊥BC

∥BC

取

k2aB?2??V?2?2.2?270?1188mm/s3B2B3B232mm/s?a?50n222aB???l?2.2?123?595mm/s33BC

mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：

?b'3?23mm，n3b'3?20mm,所以

aB3??b'3??a?23?50?1150mm/s2

7.求?3 t2aB?nb'???20?50?1000mm/s333ataB31000?3???8.13rad/s2lBC123

8.求D點和E點的加速度aD、aE

利用加速度影像在加速度多邊形，作??b'3e∽?CBE, 即 ?b'3?eb'3e??CBCEBE，得到e點；過e點作⊥?b'3，得到d點 , 由圖量得：?e?16mm所以，?d?13mm，aD??d??a?13?50?650mm/s2aE??e??a?16?50?800mm/s2。

??2mm/mm2.7 解：取l作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。

一、用相對運動圖解法進行分析 1.求B2點的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =20×0.1 = 2 m/s 2.求B3點的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大??？

ω1×LAB

？

方向 水平

⊥AB

∥BD 取?v?0.05m/smmpb3?20mmnaB3.求2

作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

VB3?pb3??v?20?0.05?1m/s，所以 而VD= VB3= 1 m/s

n222aB???l?20?0.1?40m/s21AB 4.求aB3

τ

a B3 ＝ aB2n

＋

a B3B

2大小

？

ω12LAB

？

方向

水平

B→A

∥BD 取 2?a?1m/smm

作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：

aB3??b'3??a?35?1?35m/s2?b'3?35mm，所以。

二、用解析法進行分析

VD3?VB2?sin?1??1?lAB?sin?1?20?0.1?sin30??1m/s1

aD3?aB2?cos?1??2?lAB?cos?1?202?0.1?cos30??34.6m/s2

第三章 動力分析作業(yè)

3.1 解：

根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形①、②分別為滑塊2、1的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形①得：

FR12FR12Frcos???，F(xiàn)R?Fr

12sin(60??2?)sin(90???)co?ssin(60??2?)FR21FR21Fd??由滑塊1的力多邊形②得：，sin(60??2?)sin(90???)cos?cos?sin(60??2?)sin(60??2?)sin(60??2?)Fd?FR21?Fr?Fr

cos?sin(60??2?)cos?sin(60??2?)

而 ??tg?1f?tg?1(0.15)?8.53? sin(60??2?)sin(60??2?8.53?)所以 Fd?Fr?1000?1430.7N

sin(60??2?)sin(60??2?8.53?)3.2 解：取?l?5mm/mm作機構(gòu)運動簡圖，機構(gòu)受力如圖a)所示；

取?F?50N/mm作機構(gòu)力多邊形，得：

FR65?60?50?3000N，F(xiàn)R45?67?50?3350N，F(xiàn)R45?FR54?FR34?FR43?3350N，F(xiàn)R23?35?50?1750NFR63?50?50?2500N，F(xiàn)R23?FR32?FR12?FR21?1750N Mb?FR21lAB?1750?100?175000N?mm?175N?m，3.2 解：機構(gòu)受力如圖a)所示

由圖b)中力多邊形可得：FR65?tg?4F5?tg45??1000?1000N

F51000??1414.2N sin?4sin45?FR43FR63FR23??

sin116.6?sin45?sin18.4?sin45?sin45?FR63?FR43??1414.2?1118.4N

sin116.6?sin116.6?sin18.4?sin18.4?FR23?FR43??1414.2?500N

sin116.6?sin116.6?所以 FR21?FR23?FR61?500N FR45?FR43? Mb?FR21lAB?500?100?50000N?mm?50N?m

3.3 解：機構(gòu)受力如圖所示

由圖可得：

對于構(gòu)件3而言則：Fd?FR43?FR23?0，故可求得 FR23 對于構(gòu)件2而言則：FR32?FR12

對于構(gòu)件1而言則：Fb?FR41?FR21?0，故可求得 Fb

3.7 解：

1.根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示，圖b為滑塊1的力多邊形，正行程時Fd為驅(qū)動力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得：

FR21FR21Fdcos(???)??，F(xiàn)R21?Fd

sin(??2?)sin?90??(???)?cos(???)sin(??2?)cos(???)cos?則夾緊力為：Fr?FR21cos??Fd

sin(??2?)2.反行程時?取負值，F(xiàn)'R21為驅(qū)動力，而F'd為阻力，故

F'R21?F'dcos(???)，sin(??2?)cos?F'd而理想驅(qū)動力為：F'R210?F'd ?sin?tg?所以其反行程效率為：

F'dF'R210sin(??2?)tg? ?'???cos(???)F'R21F'tg?cos(???)dsin(??2?)sin(??2?)當要求其自鎖時則，?'??0，tg?cos(???)故 sin(??2?)?0，所以自鎖條件為：??2?

3.10 解：

1.機組串聯(lián)部分效率為：

2?1?0.9?0.982?0.95?0.821 ?'??3?2 2.機組并聯(lián)部分效率為：

P??PB?B2?0.8?3?0.7??2?3??0.98?0.95?0.688

?''?AAPA?PB2?3 3.機組總效率為：

???'?''?0.821?0.688?0.565?56.5%

4.電動機的功率

輸出功率：Nr?PA?PB?2?3?5kw

N5電動機的功率：Nd?r??8.85kw

?0.565

第四章平面連桿機構(gòu)作業(yè)

4.1 解：

1.① d為最大，則

a?d?b?c 故

② d為中間，則

a?c?b?d

故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

d?a?c?b?120?360?280?200mm

200mm?d?520mm所以d的取值范圍為： 2.① d為最大，則

a?d?b?c 故

② d為中間，則

a?c?b?d d?b?c?a?280?360?120?520mm

d?a?c?b?120?360?280?200mm故

③ d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm ④ d為三桿之和，則

所以d的取值范圍為：

d?b?a?c?280?120?360?760mm

40mm?d?200mm和520mm?d?760mm 3.① d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

4.3 解：機構(gòu)運動簡圖如圖所示，其為曲柄滑塊機構(gòu)。

4.5 解：

1.作機構(gòu)運動簡圖如圖所示；由圖量得：??16?，??68?，?max?155?，?min?52?，所以

?min?180???max?180??155??25?，180???180??16?K???1.20180???180??16? 行程速比系數(shù)為：

2.因為 l1?l3?28?72?100?l2?l4?52?50?102

所以當取桿1為機架時，機構(gòu)演化為雙曲柄機構(gòu)，C、D兩個轉(zhuǎn)動副是擺轉(zhuǎn)副。

3.當取桿3為機架時，機構(gòu)演化為雙搖桿機構(gòu)，A、B兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副。4.7 解：1.取

作機構(gòu)運動簡圖如圖所示；由圖量得： 180???180??5?K???1.05??5?，故行程速比系數(shù)為：180???180??5?

由圖量得：行程：h?40??l?40?6?240mm?l?6mm/mm

2.由圖量得：?min?68?，故?min?68??????40? 3.若當e?0，則K= 1，無急回特性。4.11 解： 1.取2.由圖中量得：

?l?4mm/mm，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。

lAB?AB??l?70?4?280mm。lCD?C1D??l?25?4?100mmlAD?AD??l?78.5?4?314mm

4.16 解：

??1mm/mm1.取l，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。

2.由圖中量得：

lAB?AB1??l?21.5?1?21.5mmlBC?B1C1??l?45?1?45mm。

3.圖中AB’C’為?max的位置，由圖中量得?max?63?，圖中AB”C” 為 ?max的位置，由圖中量得?max?90?。

4.滑塊為原動件時機構(gòu)的死點位置為AB1C1和AB2C2兩個。

4.18 解： 1.計算極位夾角：??K?11.5?1?180???180??36?K?11.5?1

2.取，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。

3.該題有兩組解，分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得： ?l?2mm/mmlAB1?AB1??l?24?2?48mm，； lB1C1?B1C1??l?60?2?120mmlAB2?AB2??l?11?2?22mm。lB2C2?B2C2??l?25?2?50mm

第五章 凸輪機構(gòu)作業(yè)

5.1 解：

圖中(c)圖的作法是正確的，(a)的作法其錯誤在于從動件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中C’B’為正確位置；(b)的作法其錯誤在于從動件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與起始從動件的位置方位一致，圖中C’B’為正確位置；(d)的作法其錯誤在于從動件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向線上量取，圖中CB’為正確位置。

解：如圖所示。

5.5 解： 凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓如圖所示；

最大行程h =bc=20mm、推程角?0?188?、回程角?'0?172?； 凸輪機構(gòu)不會發(fā)生運動失真，因為凸輪理論輪廓曲線為一圓。5.7 解：所設(shè)計的凸輪機構(gòu)如圖所示。

5.13 解：

1)理論輪廓為一圓，其半徑R’=50mm；

r?R'?lOA?50?25?25mm

2)凸輪基圓半徑0；

3)從動件升程h = 50mm；

lOA25?max?arcsin()?arcsin()?30?R'50

4)推程中最大壓力角

5)若把滾子半徑改為15 mm，從動件的運動沒有變化，因為從動件的運動規(guī)律與滾子半徑無關(guān)。

第六章 齒輪機構(gòu)作業(yè)

6.1 解：

1）?k?arccosrb50?arccos?39.7??39?423'?0.6929弧度rk65

??rsin?k?65sin39.7??41.52mm

kk

2）?k?20??0.34907弧度，查表得?k?51?8'?51.13?

r50rk?b??79.67mmcos?kcos51.13?

6.2 解：

1.df?d?2hf?m?z?2(1?0.25)??m(z?2.5)

db?dcos??mzcos20??0.9397mz

m(z?2.5)?0.9397mz，z?0.9397z?2.5

2.5?z??41.451?0.9397

2.取z?42則，df?m(42?2.5)?39.5m?db?0.9397?42m?39.46m

?df?db6.4 解：

*d?d?2h?m(z?2haa)?m(40?2)?42m?84

a84?m??2mm42 6.5 解：

d?mz1?3?24?72mmd2?mz2?3?110?330mm

1）1，；

*da1?d1?2ha?m(z1?2ha)?3(24?2)?78mm

2）

*da2?d2?2ha?m(z2?2ha)?3(110?2)?336mm

3）*h?ha?hf?m(2ha?c*)?3(2?0.25)?6.75mm

m3a?(z1?z2)?(24?110)?201mm

4）22cos?a'204???1.015

5)acos??a'cos?' , cos?'a201

'd1?

db1dcos??1?72?1.015?73.08mmcos?'cos?' db2dcos??2?110?1.015?111.65mmcos?'cos?' 'd2?6.9 解：

1.d1?mnz13?20??62.12mmcos?cos15? mnz23?37??114.92mmcos?cos15?

d2?da1?d1?2ha?62.12?2?3?1?68.12mm

第三篇：機械原理習題答案

機械原理習題答案

篇一：機械原理_課后習題答案第七版

《機械原理》作業(yè)題解

第二章

機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

F＝3n－2pl－ph ＝3× －2× －1＝ 0 34 F = 3n ?(2pl + ph)= 3 × 4 ?(2 × 5 + 1)= 1 7 4 3 8 5 2 9 1-1' F = 3n ?(2pl + ph ? p')? F'= 3 × 8 ?(2 × 10 + 2 ? 0)?1 = 1 篇二：機械原理第七版西北工業(yè)大學習題答案(特別全答案詳解).doc 第二章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

題2-1 圖a所示為一簡易沖床的初擬設(shè)計方案。設(shè)計者的思路是：動力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構(gòu)使沖頭4上下運動，以達到?jīng)_壓的目的。試繪出其機構(gòu)

運動簡圖（各尺寸由圖上量?。?，分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖，并提出修改方案。

解：1)取比例尺,繪制機構(gòu)運動簡圖。(圖2-1a)2)要分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖,首先要計算機構(gòu)管此機構(gòu)有4個活動件，但齒輪1和凸輪2是固裝能作為一個活動件，故 n?3 pl?3 ph?1 F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?1?0 的自由度。盡在軸A上，只

原動件數(shù)不等于自由度數(shù)，此簡易沖床不能運動，即不能實現(xiàn)設(shè)計意圖。

分析：因構(gòu)件3、4與機架5和運動副B、C、D組成不能運動的剛性桁架。故需增加構(gòu)件的自由度。3)提出修改方案：可以在機構(gòu)的適當位置增加一個活動構(gòu)件和一個低副，或用一個高副來代替一個低

副。

(1)在構(gòu)件3、4之間加一連桿及一個轉(zhuǎn)動副(圖2-1b)。(2)在構(gòu)件3、4之間加一滑塊及一個移動副(圖2-1c)。

(3)在構(gòu)件3、4之間加一滾子(局部自由度)及一個平面高副(圖2-1d)。

置上添加一個構(gòu)件（相當于增加3個自由度）和1個低副（相當于引入2個約束），如圖2-1（b）（c）所示，這樣就相當于給機構(gòu)增加了一個自由度。用一個高副代替一個低副也可以增加機構(gòu)自由度，如圖2-1（d）所示。

題2-2 圖a所示為一小型壓力機。圖上，齒輪1與偏心輪1’為同一構(gòu)件，繞固定軸心O連續(xù)轉(zhuǎn)動。在齒輪5上開有凸輪輪凹槽，擺桿4上的滾子6嵌在凹槽中，從而使擺桿4繞C軸上下擺動。同時，又通過偏心輪1’、連桿

2、滑桿3使C軸上下移動。最后通過在擺桿4的叉槽中的滑塊7和鉸鏈G使沖頭8實現(xiàn)沖

壓運動。試繪制其機構(gòu)運動簡圖，并計算自由度。解：分析機構(gòu)的組成：

此機構(gòu)由偏心輪1’（與齒輪1固結(jié)）、連桿

2、滑桿

3、擺桿

4、齒輪

5、滾子

6、滑塊

7、沖頭8和機架9組成。偏心輪1’與機架

9、連桿2與滑桿

3、滑桿3與擺桿

4、擺桿4與滾子

6、齒輪5與機架

9、滑塊7與沖頭8均組成轉(zhuǎn)動副，滑桿3與機架

9、擺桿4與滑塊

7、沖頭8與機架9均組成移動副，齒輪1 與齒輪

5、凸輪(槽)5與滾子6組成高副。故

解法一：n?7 pl?9ph?2 F?3n?2pl?ph?3?7?2?9?2?1 解法二：n?8 pl?10 ph?2 局部自由度 F??1

F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?8?2?10?2?1?1

題2-3如圖a所示為一新型偏心輪滑閥式真空泵。其偏心輪1繞固定軸A轉(zhuǎn)動，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動的圓柱4中滑動。當偏心輪1 按圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動空氣按圖示空氣流動方向從閥5中排出，從而形成真空。由于外環(huán)2與泵腔6有一小間隙，故可抽含有微小塵埃的氣體。試繪制其機構(gòu)的運動簡圖，并計算其自由度。

題2-4 時，可將設(shè)備中的

解：1)取比例尺,繪制機構(gòu)運動簡圖。(如圖題2-3所示)

４

Ａ

題2-3 2)n?3 pl?4 ph?0 F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?0?1 題2-4 使繪制圖a所示仿人手型機械手的食指機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖（以手指8作為相對固定的機架），并計算其自由度。

解：1)取比例尺,繪制機構(gòu)運動簡圖。(如圖2-4所示)2)n?7 pl?10 ph?0 F?3n?2pl?ph?3?7?2?10?0?1

題2-5 圖a所示是為高位截肢的人保持人行走的穩(wěn)定性。若以頸骨1試繪制其機構(gòu)運動簡圖和計算其

運動簡圖。

解：1)取比例尺,繪制機構(gòu)運動如虛線所示。(如圖2-5所示)2)n?5 pl?7 ph?0 F ?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1 所設(shè)計的一種假肢膝關(guān)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)能

為機架，自由度，并作出大腿彎曲90度時的機構(gòu)

簡圖。大腿彎曲90度時的機構(gòu)運動簡圖

題2-6 桿組合機構(gòu)（圖中在D處為鉸接在

題2a、d為齒輪-連桿組合機構(gòu)；圖b為凸輪-連；圖c為一精壓機機構(gòu)。并

束

問在圖d所示機構(gòu)中，齒輪3與5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約

數(shù)目是否相同？為什么？ 解： a)n?4 pl?5ph?1 F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1?1 b)解法一：n?5 pl?6ph?2 F?3n?2pl?ph?3?5?2?6?2?1 解法二：n?7 pl?8ph?2 虛約束p??0 局部自由度 F??2 F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?7?(2?8?2?0)?2?1 c)解法一：n?5 pl?7ph?0 F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1 O A3E(b)解法二：n?11 pl?17ph?0

??3n??2?10?0?3?6?2 局部自由度 F??0 虛約束p??2pl??ph F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?11?(2?17?0?2)?0?1 d)n?6 pl?7ph?3 F?3n?2pl?ph?3?6?2?7?3?1 齒輪3與齒輪5的嚙合為高副（因兩齒輪中心距己被約

單側(cè)接觸）將提供1個約束。

束，故應(yīng)為

齒條7與齒輪5的嚙合為高副（因中心距未被約束，故應(yīng)為雙側(cè)接觸）將提供2個約束。

題2-7試繪制圖a所示凸輪驅(qū)動式四缸活塞空氣壓縮機的機構(gòu)運動簡圖。并計算其機構(gòu)的自由度（圖中凸輪1原動件，當其轉(zhuǎn)動時，分別推動裝于四個活塞上A、B、C、D處的滾子，使活塞在相應(yīng)得氣缸內(nèi)往

復運動。圖上AB=BC=CD=AD）。

解：1)取比例尺,繪制機構(gòu)運動簡圖。(如圖2-7(b)所示)2)此機構(gòu)由1個凸輪、4個滾子、4個連桿、4個活塞和機架組成。凸輪與4個滾子組成高副，4個連桿、4個滾子和4個活塞分別在A、B、C、D處組成三副復合鉸鏈。4個活塞與4個缸（機架）均組成移動副。解法一：

n?13 pl?17ph?4 虛約束：

因為AB?BC?CD?AD，4和5，6和7、8和9為不影響機構(gòu)傳遞運動的重復部分，與連桿10、11、12、13所帶入的約束為虛約束。機構(gòu)可簡化為圖2-7（b）

??3 局部自由度F???3 重復部分中的構(gòu)件數(shù)n??10 低副數(shù)pl??17 高副數(shù)ph ??3n??2?17?3?3?10?3?4 p??2pl??ph 局部自由度 F??4 F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?13?(2?17?4?4)?4?1 解法二：如圖2-7（b）

局部自由度

F??1 F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?3?(2?3?1?0)?1?1

題2-8 圖示為一剎車機構(gòu)。剎車時，操作桿1向右拉，通過構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住車輪。試計算機構(gòu)的自由度，并就剎車過程說明此機構(gòu)自由度的變化情況。（注：車輪不屬于剎車機構(gòu)中的構(gòu)件。）

解：1)未剎車時，剎車機構(gòu)的自由度

n?6 pl?8ph?0 F?3n?2pl?ph?3?6?2?8?0?2 2)閘瓦G、J之一剎緊車輪時，剎車機構(gòu)的自由度 n?5 pl?7ph?0 F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1 3)閘瓦G、J同時剎緊車輪時，剎車機構(gòu)的自由度

n?4 pl?6ph?0 F?3n?2pl?ph?3?4?2?6?0?0

題2-9 試確定圖示各機構(gòu)的公共約束m和族別虛約束p″，并人說明如何來消除或減少共族別虛約

束。解：(a)楔形1、2相對機架只能

x、y方向移動，而其余方向的相對

獨立運動都被約束，故公共約束數(shù)m?4,為4族平面機構(gòu)。pi?p5?3 5 F??6?m?n? ??i?m?p i?m?1

i ??6?4??2??5?4??3?1 F0?6n?ipi?6?2?5?3??3 將移動副改為圓柱下刨，可減少虛約束。

篇三：機械原理第八版課后練習答案(西工大版)<機械原理>第八版西工大教研室編

第2章

2-1 何謂構(gòu)件?何謂運動副及運動副元素?運動副是如何進行分類的? 答：參考教材5~7頁。

2-2 機構(gòu)運動簡圖有何用處?它能表示出原機構(gòu)哪些方面的特征? 答：機構(gòu)運動簡圖可以表示機構(gòu)的組成和運動傳遞情況，可進行運動分析，而且也可用來進行動力分析。

2-3 機構(gòu)具有確定運動的條件是什么?當機構(gòu)的原動件數(shù)少于或多于機構(gòu)的自由度時，機構(gòu)的運動將發(fā)生什么情況? 答：參考教材12~13頁。

2-4 何謂最小阻力定律?試舉出在機械工程中應(yīng)用最小阻力定律的1、2個實例。

2-5 在計算平面機構(gòu)的自由度時，應(yīng)注意哪些事項? 答：參考教材15~17頁。

2-6 在圖2-20所示的機構(gòu)中，在鉸鏈C、B、D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點的軌跡都是重合的，那么能說該機構(gòu)有三個虛約束嗎?為什么? 答：不能，因為在鉸鏈C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點的軌跡重合是由于其他兩處的作用，所以只能算一處。

2-7 何謂機構(gòu)的組成原理?何謂基本桿組?它具有什么特性?如何確定基本桿組的級別及機構(gòu)的級別? 答：參考教材18~19頁。

2-8 為何要對平面高副機構(gòu)進行“高副低代"?“高副低代”應(yīng)滿足的條件是什么? 答：參考教材20~21頁。

2-9 任選三個你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置(或其他裝置)，試畫出其機構(gòu)運動簡圖，并計算上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構(gòu)使沖頭4上下運動，以達到?jīng)_壓的目的。試繪出其機構(gòu)運動簡圖(各尺寸由圖上量取)，分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖，并提出修改方案。

1)取比例尺繪制機構(gòu)運動簡圖

2)分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖

解：

f?3?3?2?4?1?0不合理∵f?0，可改為

2-12圖示機構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機構(gòu)，試繪制其機構(gòu)示意簡圖并計算自由度。

解：

2-16試計算圖示凸輪-連桿組合機構(gòu)的自由度

（a）

f?3?8?2?10?2?1?1 解：

f?3?4?2?5?1?1 A為復合鉸鏈

（b）解：（1）圖示機構(gòu)在D處的結(jié)構(gòu)與圖2-1所示者一致，經(jīng)分析知該機構(gòu)共有7個活動構(gòu)件，8個低副(注意移動副F與F’，E與E’均只算作一個移動副)，2個高副；因有兩個滾子2、4，所以有兩個局部自由度，沒有虛約束，故機構(gòu)的自由度為

F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3ⅹ7-(2ⅹ8+2-0)-2=1（2）如將D處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個移動副組成。注意，此時在該處將帶來一個虛約束。因為構(gòu)件3、6和構(gòu)件5、6均組成移動副，均要限制構(gòu)件6在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，這兩者是重復的，故其中有一個為虛約束。經(jīng)分析知這時機構(gòu)的活動構(gòu)件數(shù)為6，低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機構(gòu)的自由度為

F=3n-(2pl+ph-p’)-F’ =3×6-(2ⅹ7+2-1)-2=1 上述兩種結(jié)構(gòu)的機構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復雜，但沒有虛約束，在運動中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個虛約束，假如不能保證在運動過程中構(gòu)件3、5始終垂直，在運動中就會出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對制造精度要求較高。

（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)去掉虛約束后 F=3n-(2pl+ph)=3×5-(2×7+0)=1

（d）A、B、C處為復合鉸鏈。自由度為：F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×6-(2×7+3)-0=1 齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因為齒輪3、5處只有一個

高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個高副。

2-13圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動的圓柱4中滑動。當偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試繪制其機構(gòu)運動簡圖；(2)計算其自由度。

解

(1)取比例尺作機構(gòu)運動簡圖如圖所示。

(2)F=3n-(2p1+ph-p’)-F’=3×4-(2×4+0-0)-1=1 2-14 圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機構(gòu)。該機構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。

若以脛骨1為機架，試繪制其機構(gòu)運動簡圖和計一算其自由度，并作出大腿彎曲時的機構(gòu)運動簡圖。

解

把脛骨l相對固定作為機架．假肢膝關(guān)節(jié)機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖如圖

所示, 大腿彎曲90。時的機構(gòu)運動簡圖，如圖中虛線所示。其自由度為：

F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3×5-(2×7+0-0)-0=1

2-15試繪制圖n所示仿人手型機械手的食指機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖(以手掌8作為相對

固定的機架)，井計算自由度。

（1)取比倒尺肌作機構(gòu)運動簡圖

（2)計算自由度

解：

f?3?7?2?10?12-18圖示為一剎車機構(gòu)。剎車時，操作桿j向右拉，通過構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住

車輪。試計算機構(gòu)的自由度，并就剎車過程說明此機構(gòu)自由度的變化情況。(注；車輪不屬于剎車機構(gòu)中的構(gòu)件。

（1)未剎車時，剎車機構(gòu)的自由度

2)閘瓦G、J之一剃緊車輪時．剎車機構(gòu)的自由度

3)閘瓦G、J同時剎緊車輪時，剎車機構(gòu)的自由度

第四篇：機械原理習題

1、用平面低副聯(lián)接的二構(gòu)件間，具有相對運動數(shù)為（b）A.1

B.2

C.3

D.≥

22、某平面機構(gòu)共有5個低副，1個高副，機構(gòu)的自由度為1，則該機構(gòu)具有幾個活動構(gòu)件？（b）

A.3

B.4

C.5

D.6

3、某機構(gòu)中有6個構(gòu)件，則該機構(gòu)的全部瞬心數(shù)目為（d）

A.3

B.6

C.9

D.15

4、機構(gòu)發(fā)生自鎖是由于（c）

A.驅(qū)動力太大

B.生產(chǎn)阻力太大

C.效率小于零

D.摩擦力太大

5、對結(jié)構(gòu)尺寸為 b/D ≥ 0.2 的不平衡剛性轉(zhuǎn)子，需進行（a）

A.動平衡

B.靜平衡

C.不用平衡

6、對于周期性速度波動，應(yīng)如何調(diào)節(jié)（b）

A.用調(diào)速器

B.用飛輪

C.用解調(diào)器

D.用彈簧

7、等效轉(zhuǎn)動慣量的值（d）

A.一定是常數(shù)

B.一定不是常數(shù)

C.可能小于零

D.一定大于零

8、在曲柄滑塊機構(gòu)中，如果增大曲柄的長度，則滑塊的行程（a）

A.增大

B.不變 C.減小

D.減小或不變

9、在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若滿足“最短桿長度＋最長桿長度 ≤ 其余兩桿長度之和”的條件，使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)（d）

A.固定最短桿

B.固定最短桿的鄰邊

C.固定最長桿

D.固定最短桿的對邊

10、凸輪轉(zhuǎn)速的大小將會影響（d）

A.從動桿的升距

B.從動桿的壓力角

C.從動桿的位移規(guī)律

D.從動桿的速度

11、在凸輪機構(gòu)中，下列從動件的運動規(guī)律，哪種無沖擊？（d）

A.等速運動

B.等加速等減速運動

C.余弦加速度運動

D.正弦加速度運動

12、漸開線直齒外嚙合正傳動的一對齒輪，可滿足的中心距條件是（a）

A.a’ = a

B.a’ ＞ a

C.a’ ＜ a

13、加工負變位齒輪，刀具應(yīng)如何移位？（c）

A.刀具中線與分度圓相切

B.刀具中線與分度圓相離

C.刀具中心與分度圓相割

14、斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù)公式為（a）

A.C.15、正變位齒輪的齒距P（a）A.=

16、一對標準漸開線直齒圓柱齒輪傳動中，若實際中心距大于標準中心距，則其傳動比將（b）

A.變大

B.不變

C.變小

D.變小或不變 Zv?Z/cos3?

B.Zv?Z/cos2? Zv?Z/cos?

D.Zv?Z/cos3?

?m

B.＞ ?m

C.＜ ?m

D.≥ ?m

第五篇：機械原理第八章習題答案

第八章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

習題8-5 解：

(a)擺動導村機構(gòu)

(b)曲柄滑塊機構(gòu)習題8-6 解：1)因為a?b?240?600?800mm?c?d?400?500?900mm

若以構(gòu)件4為機架，則該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，其中1構(gòu)件為曲柄。

2)以1為機架可得雙曲柄機構(gòu)，若以3構(gòu)件為機架可得雙搖桿機構(gòu)。

3)要成曲柄搖桿機構(gòu)，則若4為最長桿，則需a?d?c?b，即d?c?b?a?760mm

若取2為最長桿，則需a?b?c?d，即d?a?b?c?440mm

習題8-8 解：1)取尺寸比例尺?l?0.002m，如上圖，機構(gòu)的極位夾角?，桿3的最大擺角?，最小傳動角?min可mm1800??由圖上量取。行程速比系數(shù)K? 0180??2)由于28+72<50+52，所以取構(gòu)件1為機構(gòu)時，得雙曲柄機構(gòu)。C、D二副為擺動副。3)取構(gòu)件3為機架時，得雙搖桿機構(gòu)。A、B二副為仍為周轉(zhuǎn)副。

習題8-9 解：1)因為80+260<160+200，且最短桿為機架，所以機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。

2)如圖，該機構(gòu)的最小傳動角為 ?min?140

3)滑塊F的行程速比系數(shù)為

1800??1800?430K???1.628 000180??180?43

習題8-14 解：取尺寸比例尺?l?0.004m，作圖如下，設(shè)計尺寸lAB?278mm，lCD?96mm，lAD?322mm。mm

習題8-23 解：取尺寸比例尺?l?0.0025m，如圖所示，曲柄長度為lAB?29.1mm或lAB?63.6mm

mm連桿長度為lBC?74.1mm或lBC?237.1mm

習題8-16 解：作圖如下，E點即為所求。

習題8-24 解：取尺寸比例尺?l?0.008m0，作圖如下，連桿長度為lBC?306.5mm。最小傳動角為?min?44。mm

習題8-27 解：極位夾角??K?10.005m?1800?600，取尺寸比例尺?l?，作圖如下，其中構(gòu)件lDE?300mm。K?1mm

習題8-28 解：取尺寸比例尺?l?0.002m，極位夾角36度，曲柄的長度為lAB?21.5mm，連桿的長度為mmlBC?46.5mm。