机械原理课后习题答案部分Word格式文档下载.docx
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增添一个活动构件，一个低副。
改正方
案好多，现供给两种。
※2-13图示为一新式偏爱轮滑阎式真空泵。
其偏爱轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连
在一同的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。
当偏爱轮按图示方向连续展转时可将设施中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，进而形成真空。
（1）试绘制其机构运动简图；
（2）计算其自由度。
（1）取比率尺作机构运动简图以下图。
（2）F=3n-（2p1+ph-p’）-F’=3×
4-（2×
4+0-0）-1=1
2-14解：
1）绘制机构运动简图
1）绘制机构运动简图
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×
5-（2×
7+0-0）-0=1
2）曲折90o时的机构运动简图
※2-15试绘制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F372101
2-17计算以下图各机构的自由度。
（a）F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×
5+1-0）-0=1（A处为复合铰链）
（b）F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×
7-（2×
8+2-0）-2=1（2、4处存在局部自由度）
（c）p’=（2Pl’+Ph’）-3n’=2×
10+0-3×
6=2,F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×
11-（2×
17+0-2）-0=1
（C、F、K处存在复合铰链，重复部分引入虚拘束）
※2-21图示为一收放式折叠支架机构。
该支架中的件1和5分别用木螺钉连结于固定台板
1’和括动台板5’上．二者在D处铰接，使活动台板能相关于固定台极转动。
又经过件1，
2，3，4构成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽构成的销槽
连结使活动台板实现收放动作。
在图示地点时，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，一定沿箭头方向推进件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=90mm；
lBC=lCD=25mm，其余尺寸见图。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
F=3n-（2p1+pb-p’）-F’=3×
6+1-0）-1=1
2-23图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并剖析构成此机构的基本杆组。
有
如在该机构中改选EG为原动件，试问构成此机构的基本杆组能否与前有所不一样。
1）计算自由度
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×
7-（2×
10+0-0）-0=1
2）拆组
3）EG为原动件，拆组
2-24试计算以下图平面高副机构的自由度,并在高副低代后剖析构成该机构的基本杆
组。
1、
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×
2）从构造上去除局部自由度、虚拘束、剩余的挪动副、转动副（如图2所示）
3）高副低代（如图3所示）
4）拆组（如图4所示）
2、
-（2×
9+1-0）-1=1
2）从构造上去除局部自由度、虚拘束、剩余的挪动副、转动副（如图b所示）
3）高副低代（如图c所示）
4）拆组（如图d所示）
第三章
3—1何谓速度瞬心?
相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
参照教材30~31页。
3—2何谓三心定理?
何种状况下的瞬心需用三心定理来确立?
参照教材31页。
※3-3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地点时的速度多边形。
※3-4试判断在图示的两机构中．B点足否都存在哥氏加快度？
又在何地点哥氏加快度为
零?
怍出相应的机构地点图。
并思虑以下问题。
（1）什么条件下存在氏加快度?
（2）根椐上一条．请检查一下所有哥氏加快度为零的地点能否已所有找出。
（3）图（a）中，akB2B3=2ω2vB2B3对吗?
为何。
（1）图（a）存在哥氏加快度，图（b）不存在。
（2）因为akB2B3==2ω2vB2B3故ω3，vB2B3中只需有一项为零，则哥氏加快度为零。
图（a）中B
点抵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互相垂直．即
_f=；
点抵达最左及最右地点时ω2=ω3=0．故在此四个地点无哥氏加快度。
图（b）中不论在
什么地点都有ω2=ω3=0，故该机构在任何地点哥矢加快度都为零。
（3）对。
因为ω3≡ω2。
3-5
在图示的曲柄滑块机构中，已知
lAB
30mm,lAC
100mm,lBD
50mm,lDE
40mm，曲柄以等
角速度
110rad/s展转，试用图解法求机构在
1
45地点时，点D、E的速度和加快度以及
构件2的角速度和角加快度。
（1）以选定的比率尺
l作机构运动简图
vC2
vB
vC2B
vC3
vC2C3
（2）速度剖析vB
1lAB
0.3m/s（AB）大小：
？
？
方向：
BC
//BC
依据速度影像原理，作bd/bc2BD/BC求得点d，连结pd。
依据速度影像原理，作bde
BDE
求得点e，连结pe，由图可知
v
D
pd
0.23m/s,
Ev
pe
0.173m/s,
C2C3
cc
3
0.175m/s,2
bc
l
2r
ads顺时针
2
2/
/（
）
（3）加快度剖析aB12lAB3m/s2（BA）
依据速度影像原理作b'
d'
/b'
c2'
BD/BC求得点d'
，连结p'
。
依据速度影像原理，作
bde
BDE求得点e，连结
pe，由图可知
aD
ap'
2.64m/s2,aEap'
e'
2.8m/s2,2aC2B/lBCan2'
c2'
/lBC8.36rad/s2（顺时针）
3-6在图示机构中，设已知各构件的尺寸，原动件1以等角速度1顺时针方向转动，试用
图解法求机构在图示地点时构件3上C点速度和加快度（比率尺任选）。
（a）
（b）
（c）
3-7
在图示机构中，已知
lAE
70mm,lAB
40mm,l
EF
35mm,lCD
75mm,lBC
50mm，曲柄以等角
速度
50地点时，
C点的速度
vc
和加快度
ac
。
（1）以选定的比率尺l作机构运动简图。
vF5vF4
vF1vF5F1
速度剖析vB
1lAB0.4m/s,vF11lAF10.72m/s大小：
vd用速度影响法求
EF
AF//AF
vC
vD
vCD
vCB
（2）速度剖析大小：
大小：
方向：
ED
CD
AB
（3）加快度剖析aB
12lAB4m/s2（B
A）,aF1
12lAF
7.2m/s2（F
A）
a
F4
F1
ak
ar
aF5
aF4
aE
aFn4E
aτF4E
F5
F5F1
F5F1
1vF5F1
大小：
42lEF
ad用加快度影像法求
方向：
F
A
/
//AF
FE
aC
aCDn
aτCD
aCaB
aCBn
aτCB
32lCD
22lCB
p'
c'
a
3m/s2
CDCD
CBCB
3-8在图示凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度110rad/s转动，凸轮为一偏爱圆，其半径R25mm,lAB15mm,lAD50mm,190。
试用图解法求构件2的角速度2和角加快度2。
（2）速度剖析：
将机构进行高副低代，其代替机构如图
b所示。
vB1vB41lAB0.15m/s
vB2
vB4vB2B4
大小：
2vB2/lBD
vpb2/lBD2.3rad/s（逆时针）
BD
AB//CD
（3）加快度剖析aB1aB412lAB1.5m/s（BA）
此中，aB2B4
22vB2B4
0.746m/s
aB2D
2lBD
0.286m/s
2aB2D/lBD
an2'
b2'
/lBD
9.143rad/s（顺时针）
k
n
3-11试求图示机构在图示地点时的所有瞬心。
（a）总瞬心数：
4×
3/2=6
对P13：
P12、P23、P13在同向来线上，P14、P34、P13在同向来线上对P24:
P23、P34、P24在同向来线上，P12、P14、P24在同向来线上
d）总瞬心数：
※3-12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。
1）瞬新的数量：
K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15
2）为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的地点，
3）ω1/ω3=P36P13/P16P13=DK/AK，由构件1、3在K点的速度方向同样，可知ω3与ω1同向。
3-13在图示四杆机构中，l
mml
CD90
mm
rads
，试用瞬心法求：
（1）当
165
60,
2
10/
时点C的速度vC；
当165
时构件3的BC线上（或其延伸线上）速度最小的一点
E的位
置及其速度大小；
（3）当vC
时角之值（有两解）。
24
为构件2、4
的顺心，则
4
2lP24A
2P24A
4.5rad/s
4lCD
0.4m/s
（2）因P
lP24D
P24D
，vC
对P24:
（3）因构件
3的BC线上速度最小的点到绝对瞬心
P13的距离近来，故从
P13作
BC线的垂线
交于E点。
P12、P23、P13在同向来线上，P14、P34、P13在同向来线上，故
E
PE
P
2lABPE0.357m/s
313
PBu
13
PB
（4）若vC
0，则4
0，4
lP24A
lP24D
若24
0，则
与P重合，对P:
P、P、P在同向来线上，P、P、P在同向来线上
PA
12
23
34
14
若P24A
0，则A、B、C三点共线。
AC12
AD2
C1D2
2180arccos（
AC22
C2D2
1arccos（
2AC1
）26.4，
2AC2
）226.6
AD
※3-15在图示的牛头刨机构中，lAB=200mnl，lCD=960mm，lDE=160mm,
h=800mm,h1=360mm,h2=120mm。
设曲柄以等角速度ω1=5rad／s．逆时针方向展转．试以图
解法求机构在φ1=135o地点时．刨头点的速度vC。
解:
（1）以l作机构运动简图，如所图示。
（2）利用顺心多边形挨次出定瞬心P36,P13,P15
vcvp151AP15l1.24m/s
※3-16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顺时针方向展转，试以图解法求机构在图示地点时E点的速度
vE以及齿轮3，4的速度影像。
（1）以μl作机构运动简图如（a）所示。
（2）速度剖析：
此齿轮连杆机构可看作，ABCD受DCEF两个机构串连而成，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=μvpem/S
齿轮3与齿轮4的啮合点为k，依据速度影像原理，作△dck∽△DCK求得k点。
而后分别以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。
※3-19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用来保征二者一直啮合），固连于轮3上的雨刷3’作来去摇动。
设机构的尺寸为lAB=18mm,轮3的分度圆半径r3=12mm，原动件1以等角速度ω=lrad/s顺时针展转，试以图解法确立雨刷的摆程角和图示地点时雨刷的
角速度和角加快度。
（1）以μl作机构运动简图（a）。
在图作出齿条2与齿轮3啮合摇动时占有的两个极限地点C’，C”可知摆程角φ以下图：
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=0.018m／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=0.01845rn／s
（3）加快度剖析：
aB5=a
+a
t
=a
r
B6
B2
B6B2
ω
2ω
大小ω
6
方向B-D┴BDB-A┴BC∥BC
此中，anB2=ω12lAB=0.08m/s2，anB6=ω62lBD=0.00018m／s2，akB2B6=2ω6vB2B6=0.00217m／s2．以μa作速度多边形图（c）。
有α6=atB6/lBD=μab6``r`/lBD=1,71rad／s2（顺时针）
※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=100mm，，lBE=28mm，
lFG=90mm，原动件1以等角速度ω1=5rad/s逆时针方向展转．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的速度及加快度。
（1）以μl作机构运动简图如图（a）所示。
vC2=vB2+vC2B2
ωlAB?
方向//AC┴AB┴BC
以μv作速度多边形图如图（b），再依据速度影像原理；
作△b2c2e2∽△BCE求得e2，即e1。
由图得
ω2=vC2B2/lBC=μac2b2/lBC=0.44rad／s（逆时针）
以E为重合点vE5=vE4+vE5E4
√?
方向┴EF√//EF
持续作图求得vE5，再依据速度影像原理，求得vG=μvpg=0.077m/s
ω5=μvpg／lFG=0.86rad／s（逆时针）vE5E4=μve5e4=0.165rn／s
C2=a
C2B2
ω1
ω2lBC
方向//ACB-AC-B┴BC
此中
n2
aB2=ω1lAB=0.8m
2nn2／s，aC2B2=ωaC2B2=0.02m／S
以μa=0,01（m／s2）／mm作加快度多边形图c，利用加快度影像求得e’2。
再利用重合点E
成立方程anE5十atE5=aE4+akE5E4+arE5E4持续作图。
矢量p’d5就代表aE5。
利用加快度影像得g’。
aG=μap’g’=0.53m／S2
第四章平面机构的力剖析
※4-10图示为一曲柄滑块机构的三个地点，P为作用在活塞上的力，转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个地点时，作用在连杆AB上的作使劲的真切方向（
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