河南科技大学机械原理作业答案

由天下分享时间：2024/9/14 1:20:18 加入收藏我要投稿点赞

第一章绪论

1—1 试说明机器与机构的特征、区别和联系。解：机器具有如下三个特征： 1、人造的实物组合体

2、各部分具有确定的相对运动

3、代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量的转换机构则具有机器的前两个特征。机器与机构的区别：研究的重点不同：机构：实现运动的转换和力的传递；机器：完成能量的转换或作有益的机械功。

机器与机构的联系：机器由机构组成，一部机器包含不同的机构；不同的机器可能包含相同的机构。 1—2 试举出两个机器实例，并说明其组成、功能。

解：车床：由原动部分（电动机）+传动系统（齿轮箱）+执行部分（刀架、卡盘等），其主要功能为切削，代替人作功。

汽车：由原动部分（发动机）+传动系统（变速箱）+执行部分（车轮等），其主要功能为行走、运输，代替人作功。

第二章平面机构的结构分析

2—1 试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。

解： n?3，pl?4，ph?0F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?12—2 试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。

2—3 试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。

解：

2—4 试画出简易冲床的运动简图，并计算其自由度。

解： n=5，pl=7，ph=0F=3n2plph33×5pl2?×7n=?，4，ph?0=1F?3n?2pl?ph? 3?3?2?4或?1

解：

2—5 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1输入，使轴A连续回转，而装在轴A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，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。解：机构简图如下：

机构不能运动。

可修改为：

2—6 计算图示自动送料剪床机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。

J解1：C、F为复合铰链，I为局部自由度， EFGC为虚约束。

解2：C为复合铰链，I为局部自由度（焊死）， 2—7 计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确

或 EFGC为虚约束（去掉）。定运动的条件。

n?3，Fp、4，ph?1解1：C为复合铰链，I为局部自由度。 l?DFBGJAF?3n?2pl?phn?10，p?12，，l?3?5?p2h??73?1F??2，p??0??F?3n?2l?ph?F?p?p0C?3?10?2?12?3?2?1HI

解2：C为复合铰链，F、I为局部自由度（焊死）。

En?8，pl?10，ph?3F?3n?2pl?ph?3?8?2?10?3?1 机构具有确定运动的条件是：F=原动件数，即取1个原动件。

2—8 计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。

解1：A、B为复合铰链，B?为虚约束（重复部分）。

B24C351A8PRP II级杆组

D6E7机构具有确定运动的条件是：F=原动件数，即取2个原动件。

2—9 计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组，确定机构的级别。

n?7，pl?10，ph?0解：

机构由3个 ?? 级杆组组成，为II级机构。 3n?2pl?phRPR II级杆组 F?2—10计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组，确定机构的级别。如在该机构中改选EG为原动件，试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同？

?3?7?2?10?1D3C213H78B24E5F1A84566G 分解为： 7机构由3个 ?? 级杆组组成，为II级机构。 ?7，p?0 RRR II级杆组级杆组RRP IIh级杆组RRP RRP IIn ， pl3?10解： II级杆组分解为： F?3n?2pl?ph机构由1个 ?? 级杆组、1个 ?? 级杆组组成，为III级机构。 RRP II级杆组解： ?3?7?2?10确定机构的级2—11计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，?2解： ?1F37CD3C14D2452BIII级杆组 6634E5?24EG567B1151AA别。

低代前：低代后：构件2、3、4、6为III 级杆组，机构为III级机构。

2—12计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机构的级别。

低代前： n ? 4 ， p 解：低代后： l?5，ph?1构件2、3、4、6为III 级杆组，机构为III级机构。

F?3n?2pl?ph2—13计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机构的级

?3?4?2?5?1别。

低代前： ? 1 低代后： n?9，pl?13，ph?0解：划分杆组如下：机构由4个 ?? 级杆组组成，为II级机构。 ?3n?2p?pFlhD

EARRR 级杆组，p?1n?4II，pl?5h?3?9?2?13?1CRRP II级杆组

n?5，pl?7，ph?0F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1F?1 GRRR II级杆组B?1HJIKRRR II级杆组 A

第三章平面机构的运动分析

3—1 试求下列各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上) 。

3—2 在图示的四杆机构中，已知lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω1=10rad/s，试用瞬心法求：（1）当φ =165°时，点C的速度vC ；

（2) 当φ =165°时，构件2的BC 线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小；（3）当vC=0时，φ角之值（有两个解），并做出相应的机构位置图。

?1解： PP303—3 在图示的齿轮—连杆组合机构中，试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比。 ω1PP117.751214?sω2=ω1=×10=2.548rad/3=1224=117.75PPω2P303—4 下列图示机构中，已知1224C点的速度vC（在pb的基础上作速度多边12P14vB，试用相对运动图解法求形并列出有关速度矢量方程）。

(1)vC=ω2CP24=2.548×78.985×0.002=0.40m/vsD=vB+vDB解：解： vE=vB+vEB vD=vB+vDB 方向方向？大小? 大小? .？ 0？ ) ？E=2. 548×7062×. 002=0. 36m？/s ? c点， ( 2 v E = ω RRR 2 ？ CP II 24 用速度影像原理求得级杆组

方向？ ? ⊥CE? ⊥CD

(3)当vC=0时,A、B、C三点共线,对应有两个极限位置,如图所示：？ ? ？大小？ ?

AB1C1D ?1=227°

AB2C2D ?2=26°

3—5在图示干草压缩机中，已知ω1=5rad/s，lAB=150mm ，lBC=600mm，lCE=300mm，lCD=460mm，lEF=600mm，xD=600mm，yD=500mm，yF=600mm，φ1=30°，求活塞5的速度v5 和加速度a5。（矢量方程及必要的分析计算）： C 解：１．速度分析

F5 3 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥CB

D 大小 ? ?1lAB ? 6 E vB=?1lAB=5×0.15=0.75m/s

yF 2 利用速度影像原理求得e点

? 方向水平 ? ⊥FE 1 B 1 大小 ? ? ? D

4ceCE1==cbCB2AxyD ?1v37.88×0.02ω2=vCB=44.63×0.02=1.26rad/s（） 310=1.94rad/s（） BC=600×ω3=lCD 3vFE39.22×0.02l10CD=460×ω==1.31rad/s（） 43 2．加速度分析 lFE600×10pvF=pfμv=14.6×0.02=0.292m/sf 方向 C→D ⊥CD B→A C→B ⊥BC

a+a=aB+anCτCnCB+aτCB 大小 ?32lCD ? ?12lAB ?22lSC ? +- 利用加速度影像原理求得e′点， c e 方向水平 ? F→E ⊥FE 大小？ ? ?42l EF ？

m/s36 已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图（a）所示，现已作出其速度多边形图（b）和加速度多边形μ—v=0.02mm（c）。试在图中求出：

(1) 构件1、2、3上速度为vx的点X1、X2、X3的位置；

(2) 构件2上速度为零的点M2的位置，并在加速度多边形图（c）上找出点m′2； (3) 构件2上加速度为零的点Q2的位置，并在速度多边形图（b）上找出点q2。

kaB3—7 在下列图示的各机构中，是否存在哥氏加速度？在有哥氏加速度的机构图上标出 3B2的方向，并写出其大小的表达式。

存在

k存在 aB3B2=2ω2vB3B2 不存在 a k不存在

B3B2=2ω2vB3B23—8 在图示的机构中，已知各杆的尺寸，?1=常数。试用图解法求机构在图示位置构件3上C点的速度vC3和加速度aC3。

b（画出机构的速度、加速度多边形，标出全部影像点，并列出必要的矢量方程式及计算式。）

（矢量方程及必要的分析计算）：

解：

vB3=vB2+vB3B2方向 ⊥BD ⊥AB ∥BC 大小 ? ?1lAB ?