《機械原理答案》word版.doc

第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)1.2 解： F = 3n2PLPH = 33241= 0 該機構(gòu)不能運動，修改方案如下圖：1.2 解： （a）F = 3n2PLPH = 34251= 1 A點為復(fù)合鉸鏈。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 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 = 3n2PLPH = 35270= 1 FIJKLM為虛約束。1.3 解：+ F = 3n2PLPH = 372100= 1 1）以構(gòu)件2為原動件，則結(jié)構(gòu)由87、65、43三個級桿組組成，故機構(gòu)為級機構(gòu)(圖a)。2）以構(gòu)件4為原動件，則結(jié)構(gòu)由87、65、23三個級桿組組成，故機構(gòu)為級機構(gòu)(圖b)。3）以構(gòu)件8為原動件，則結(jié)構(gòu)由2345一個級桿組和67一個級桿組組成，故機構(gòu)為級機構(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：取作機構(gòu)位置圖如下圖所示。1.求D點的速度VD而 ，所以 2. 求1 3. 求2 因 ，所以4. 求C點的速度VC2.3 解：取作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1LAB =1030= 300 mm/s2.求B3點的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？ 方向 BC AB BC取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 由圖a量得：BC=123 mm , 則 3. 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 ，； 4. 求35. 求 6. 求 aB3 aB3n aB3t aB2 aB3B2k aB3B2 大小 32LBC ？ 12LAB 23VB3B2 ？ 方向 BC BC BA BC BC 取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，,所以 7. 求 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, 即，得到e點；過e點作，得到d點 , 由圖量得：，所以 ， 。2.7 解：取作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。一、用相對運動圖解法進(jìn)行分析1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1LAB =200.1 = 2 m/s2.求B3點的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？方向 水平 AB BD取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 而VD= VB3= 1 m/s 3.求 4. 求 a B3 aB2n a B3B2 大小 ？ 12LAB ？ 方向 水平 BA BD取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，所以 。二、用解析法進(jìn)行分析第三章 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、分別為滑塊2、1的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形得： ，由滑塊1的力多邊形得： ， 而 所以 3.2 解：取作機構(gòu)運動簡圖，機構(gòu)受力如圖a)所示；取作機構(gòu)力多邊形，得： ，3.2 解：機構(gòu)受力如圖a)所示由圖b)中力多邊形可得： 所以 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：，故可求得 對于構(gòu)件2而言則：對于構(gòu)件1而言則：，故可求得 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： ，則夾緊力為：2. 反行程時取負(fù)值，為驅(qū)動力，而為阻力，故 ，而理想驅(qū)動力為：所以其反行程效率為：當(dāng)要求其自鎖時則，故 ，所以自鎖條件為：3.10 解：1.機組串聯(lián)部分效率為： 2. 機組并聯(lián)部分效率為： 3. 機組總效率為： 4. 電動機的功率 輸出功率：電動機的功率：第四章 平面連桿機構(gòu)作業(yè)4.1 解： 1. d為最大，則 故 d為中間，則 故 所以d的取值范圍為：2. d為最大，則 故 d為中間，則 故 d為最小，則 故 d為三桿之和，則 所以d的取值范圍為：和3. d為最小，則 故 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：， ，所以 ， 行程速比系數(shù)為：2. 因為 所以當(dāng)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(dāng)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：，故行程速比系數(shù)為：由圖量得：行程：2. 由圖量得：，故3. 若當(dāng)，則K= 1 ，無急回特性。4.11 解：1.取，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。2.由圖中量得：， ，。4.16 解：1.取，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。2.由圖中量得：， 。3.圖中ABC為的位置，由圖中量得，圖中AB”C” 為的位置，由圖中量得。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：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： ， ；， 。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CB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CB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。 5.4 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、回程角； 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； 2) 凸輪基圓半徑； 3) 從動件升程h = 50mm； 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） 2），查表得 6.2 解：1. ， 2. 取則，6.4 解： 6.5 解： 1），； 2） 3） 4） 5) , 6.9 解：1. 2. 3. 4. 6.12 解：1. 齒輪1、2和齒輪3、4的傳動中心距分別為： 根據(jù)其中心距，選齒輪3、4為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動，而齒輪1、2為正變位傳動。實際中心距取為a50 mm，此方案為最佳。因為，齒輪3、4的中心距較大，選其為標(biāo)準(zhǔn)傳動，使該設(shè)計、加工簡單，互換性好，同時也避免了齒輪1、2采用負(fù)變位傳動不利的情況。齒輪l、2采用正傳動，一方面可避免齒輪發(fā)生根切，如齒輪 z115<17，故必須采用正變位；另一方面齒輪的彎曲強度及接觸強度都有所提高。2. 齒輪1、2改為斜齒輪傳動時，由題意要求：兩輪齒數(shù)不變，模數(shù)不變，即，m nm2 mm ，其中心距為則 ， 3. 4. 對于斜齒輪來說不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： 而 所以該齒輪不會發(fā)生根切。6.14 解：1. , 2. , 6.15 解：各個蝸輪的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。6.17 解： 1. , ,對于圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： ，當(dāng) 則會發(fā)生根切，而 ，故會發(fā)生根切。 2. 則 而 ，故不會發(fā)生根切。第七章 齒輪系作業(yè)7.2 解：齒條的移動方向如圖所示，其輪系傳動比為： 則齒輪5的轉(zhuǎn)速為：又齒輪5分度圓直徑為： 所以齒條的移動速度為： 7.3 解：1. 其輪系傳動比為：則齒輪4的轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速）為：所以重物的移動速度為： 2. 電動機的轉(zhuǎn)向如圖所示。7.6 解：1. 該輪系為復(fù)合輪系，由齒輪1、2、2、3、H組成一個周轉(zhuǎn)輪系，由齒輪1、2、2、4、H另組成一個周轉(zhuǎn)輪系。2. 周轉(zhuǎn)輪系1、2、2、3、H的傳動比為： 則 故 所以與轉(zhuǎn)向相同 3. 周轉(zhuǎn)輪系1、2、2、4、H的傳動比為： 則 ， 故所以與轉(zhuǎn)向相同 7.8 解：1. 該輪系為復(fù)合輪系，由齒輪1、2、3、H組成周轉(zhuǎn)輪系，由齒輪3、4、5組成定軸輪系。 2. 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比為： 故 定軸輪系的傳動比為：故 3. 因此 所以 7.13 解：1. 該輪系為復(fù)合輪系，由齒輪3、4、5、H組成周轉(zhuǎn)輪系，由齒輪1、2、2、3組成一個定軸輪系，由齒輪5、6組成另一個定軸輪系。 2. 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比為： 故 ，則定軸輪系1、2、2、3的傳動比為：故 定軸輪系5、6的傳動比為：故 3. 而 ，所以 因此與轉(zhuǎn)向相反。第八章 其他常用機構(gòu)作業(yè)8.5 解： 第九章 機械的平衡作業(yè)9.3 解：盤形轉(zhuǎn)子的平衡方程為： 則 取 ，畫向量多邊形， 由向量多邊形量得ae=55 mm , ， 所以 則 解析法計算：9.4 解：1. 將質(zhì)量、向平面和平面進(jìn)行分解：2.在平面內(nèi)有、，故其平衡方程為： 則 取 ，畫向量多邊形圖a)，由向量多邊形a)量得ad=40 mm , ， 所以 則 3.在平面內(nèi)有、，故其平衡方程為： 則 取 ，畫向量多邊形圖b)，由向量多邊形量b)得ad=39 mm , ， 所以 則 解析法計算：1. 在平面內(nèi) 則 2. 在平面內(nèi)則