機(jī)械原理(第二版)課后答案(朱理主編)

1、38 1.2解:機(jī)械原理作業(yè)（部分答案）第一章結(jié)構(gòu)分析作業(yè)F=3n-2PL-PH=3X42X51=1A點(diǎn)為復(fù)合鉸鏈。F=3n-2PL-PH=3X5-2X6-2=1B、E兩點(diǎn)為局部自由度,F、C兩點(diǎn)各有一處為虛約束。F=3n-2PL-PH=3X52X70=1FIJKLM為虛約束。1.3解:第二章運(yùn)動(dòng)分析作業(yè)e)2.2解:取卩i二5mm/mm作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖所示。8珞1.求D點(diǎn)的速度VDVD=VP13AE24VEP14P1325，所以VD=VE蘭=150X24=144mm/sde25252.求VE1503.求lAE120二1.25radsP12P14P12P2498叫=叫聖=1.25x38=0.

2、46，所以219898rad/s4.求C點(diǎn)的速度VCVc二？x巧4CxP/二0.46x44x5二101.2mm/s2.3解：取卩i二1mm/mm作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。求B2點(diǎn)的速度vb2TOC o 1-5 h z2B2V=3XL=10X30=300mm/sB21AB求B3點(diǎn)的速度VB33B3VB3=VB2+VB3B2大?。?1XLAB?方向丄BC丄ABBC10mm/s/取卩v-10.mm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：pb22mm，所以VB3pbgxpv27x10270mm/smm由圖a量得：BC=123mm,則1bcBCxPi123x1123 3B3 125DCAEme&23.求D點(diǎn)

3、和E點(diǎn)的速度VD利用速度影像在速度多邊形,、VE過(guò)p點(diǎn)作丄CE,點(diǎn)作丄pb3，得到d點(diǎn)，由圖量得：pd15mm,過(guò)b3點(diǎn)作丄BE,得到e點(diǎn)；過(guò)epe二17mm,Vpdxy15x10150mm/s所以Dv,VE二pex%二17x1=17mm/s.9如2二叢IV二17X10二170歸S4.求宓訃=雷=2.2radds5.求叫2an21xl二102x30二3000mm/s2B21AB6.求aB3aB3=一大小332L_方向BCaB33xlBCaB3B2aB3n+3_BCatB3?BCaB2+AB32LiBA二2.22x123二595ak+B3B223V3B3B2丄BCmm/s2aTB3B2?BC2c

4、xV32x2.2x2701188mm/s23B3B2mm/s2/mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：mm20mm.,33，所以Qb3兀b)xPa23x501150mm/s求B3點(diǎn)的速度VB37.aB3x卩a20 x501000mm/s2求a33aB310008.13rad/s2TOC o 1-5 h z3lBC123求D點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度aD、aEDE利用加速度影像在加速度多邊形，作山b3esACBE,即mm，兀ebe33CBCEBE，得到e點(diǎn)；過(guò)e點(diǎn)作丄兀b，得到d點(diǎn)，由圖量得:nd13mm，a-ndxu-13x50-650mm/s2TOC o 1-5 h z所以Da，a廠(chǎng)nexu-16x

5、50-800mm/s2Ea2.7解：取卩i2mmmm作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。一、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法進(jìn)行分析求B2點(diǎn)的速度vb22B2V=3XL=20X0.1=2m/sB21AB+VB2B3B2XL?1AB方向水平丄ABC)BD取卩v二0.05m/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得:pb?二20mm，所以VB3=Pb3Iv=20X05=1m/S而VD=VB3=1m/s3.求aB2aB2f12%lAB=202%0.1=40m/s24.求aB3aB3aB+B3B2T大?。?2L?1AB方向水平BABD m/s2取卩a二1/mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：兀b=35mma二兀b；xp二3

6、5x1二35m/s23，所以B33a二、用解析法進(jìn)行分析VD3二VB2xsin0=叫x.Bxsin片二20 x0.1xsin30。二1m/sa二axcos02xLnxcos0=202x0.1xcos30=34.6m/s2D3B2丫1AB丫11第三章動(dòng)力分析作業(yè)3.1解：根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫(huà)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：FrR12，F(xiàn)=Fsin(602*)sin(90+*)co耳R12rsin(60-2p)fffd=R21=r21sin(60+2*)sin(90*)cos*cos*sin(60。+2*)=卩sin(60

7、。+2*)cos*sin(60-2*)rsin(60-2*)COSQ由滑塊1的力多邊形得:F=fsin(60o+2申)=尸dr21COSQr而*=tg1f=tg-1(0.15)=8.530所以f=fdrsin(60+2*)sin(60o2*)1000sin(60o+2x8.530)sin(60。一2x8.53。)=1430.7N3.2解：取5mm/mm作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，機(jī)構(gòu)受力如圖a）所示;取二50N/mm作機(jī)構(gòu)力多邊形，得：FF二60 x50二3000N,F二67x50二3350N,R65R45F二F二F二F二3350N,F二35x50二1750NR45R54R34R43R23F二50 x50

8、二2500N,F二F二F二F二1750NR63R23R32R12R21M二Fl二1750 x100二175000N-mm二175N-mbR21AB3.2解：機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示F二tg(p4F5二tg45。x1000二1000N65F=F“=F51000=1414.2NR45R43sin申4sin450FFFR43=R63=R23由圖b）中力多邊形可得:43=63=23sinll6.6。sin45。sinl8.4。x1414.2=1118.4N1二sm18.4of=sin18.4ox1414.2=500Nsin116.6R43sin116.6FR63sin450廠(chǎng)Fsin116.6R43sin

9、450sin116.6所以F=F=F=500ODD八21八23r61N3.3Mb=Fr21lAB=500 x100=50000N-mm=50N-m解：機(jī)構(gòu)受力如圖所示由圖可得:對(duì)于構(gòu)件3而言則：Fd+Fr+FJ=0，故可求得FrTOC o 1-5 h zA43A23R23對(duì)于構(gòu)件2而言則：Fr=FrR32R12對(duì)于構(gòu)件1而言則：Fb+Fr+Fr=0，故可求得FbbR41R21b3.7解：根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫(huà)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(shí)F為驅(qū)動(dòng)力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得:dFRP2121，sin(a+2p)sin190-(a+*)cos(a+*)FdF

10、R21=Fdcos(a+申)sin(a+2p)則夾緊力為:Fr=Fr21co岡=Fdcos(a+q)cosqsin(a+2p)2.R21=FdR21cos(a_申)sin(a2p)反行程時(shí)申取負(fù)值，F(xiàn)而理想驅(qū)動(dòng)力為：A=兒鴛tga所以其反行程效率為：FR210FR21FcosQ-申)dsin(a-2p)sin(a-2*)tgacos(a-*)當(dāng)要求其自鎖時(shí)則，n=sin(a-2*)o,tgacos(a一申)故sin(a-2*)0，所以自鎖條件為：a2*3.10解：機(jī)組串聯(lián)部分效率為：n=nn2n=0.9x0.982x0.95=0.821321機(jī)組并聯(lián)部分效率為：,Pn+Pn2x0.8+3x0.

11、7cccCCUC/CCn=aabbxnn=x0.98x0.95=0.688p+p232+3AB機(jī)組總效率為：n=nn=0.821x0.688=0.565=56.5%電動(dòng)機(jī)的功率輸出功率：N=PA+P=2+3=5kwrAB電動(dòng)機(jī)的功率：Nd=5=8.85kwdn0.565第四章平面連桿機(jī)構(gòu)作業(yè)4.1解:1.d為最大，貝a+db+cdb+c-a-280+360-120二520mmd為中間，貝a+ca+c一b-120+360一280-200mm所以d的取值范圍為:200mmd520mm2.d為最大，貝a+db+cdAb+c一a-280+360一120-520mmd為中間，貝a+cAb+ddYa+c一

12、b-120+360一280-200mmd為最小，貝c+dAb+ad為三桿之和，貝寸db+a+c-280+120+360-760mm所以d的取值范圍為：40mmYdY200mm和520mmYd760mm故dAb+a-c-280+120-360-40mm 3.d為最小，貝c+db+adb+a-c-280+120-360二40mm4.3解：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示，其為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。1.作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得：16。，屮-68。，4.5解:5-155。6.-52。所以maxmin丫.-180。5-180-155。-25。minmax行程速比系數(shù)為:180+0180-0180+16180-162

13、因?yàn)?+1328+72-10012+14-52+50-102所以當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)，C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是擺轉(zhuǎn)副。3.當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)，A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副。4.7解:1.取卩1=6mm/mm作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得:”180。+。180。+5。1.05。=5。，故行程速比系數(shù)為：180。-。180。-5。40 x6240mm由圖量得：行程:由圖量得：Ymin68。，故丫min68。40若當(dāng)e0，則K=1,無(wú)急回特性。4.11解：4.16解:取卩1二1mm/mm，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。由圖中量得：1AB二AB】x卩1二21.5x1二21.5mm

14、,mm1BCx卩二45x1二45BC11l3.圖中ABC為max的位置，由圖中量得Qmax63，圖中AB”C”為7max的位置，由圖中量得丫max二90。4.18解:K-115-19=X180。=X180。=36。計(jì)算極位夾角：K+11.5+1 # AB二11x2二22mm,lBcx?25x250mmB2C2221第五章凸輪機(jī)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(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過(guò)程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反，圖中CB為正確位置；的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過(guò)程的位置應(yīng)該與起始從動(dòng)件的位置方位一致，圖中CB為正確位置；(d)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向

15、線(xiàn)上量取，圖中CB為正確位置。 (a)(b)(c)(d)5.4解：如圖所示。5.5解：凸輪的理論輪廓曲線(xiàn)、偏距圓、基圓如圖所示;最大行程h=bc=20mm、推程角50=188、回程角50=172；凸輪機(jī)構(gòu)不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)失真，因?yàn)橥馆喞碚撦喞€(xiàn)為一圓。5.7解：所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示。 5.13解:從動(dòng)件升程h=50mm；3)l25a-arcsin(OA)-arcsin(一)-304)5)推程中最大壓力角maxR50丿mm,若把滾子半徑改為15mm,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有變化，因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與滾子半徑無(wú)關(guān)。第六章齒輪機(jī)構(gòu)作業(yè)6.1解:r50a1=arccost=arccos=39.7=3942

16、3=0.6929弧度1)kr65Pk二軌sinak-65sin39.7=41.52mm2)9k=20=0.34907弧度，查表得ak二518=51.13。rkrbcosak=79.67mmcos51.136.2解：1df=d-2hf=mtz-2(1+0.25)=m(z一2.5)db=dcosa=mzcos20=.9397mzm(z-2.5)=0.9397mz,z-0.9397z=2.52.5廠(chǎng)“z=41.451-0.93972.取z=42則，df=m(42-2.5)=39.5mAd：=0.9397x42m=39.46mdAdb6.4解：da=d+2ha=m(z+2h：)=m(40+2)=42m

17、=8484cm=一=2mm42 6.5解:1)d二mZ二3x24二72mmd2-mz?-3x110二330mm2)dad+2ha-m(Z+2h*)-3(24+2)-78mmda2-d2+2ham(z空+2h*)-3(110+2)-336mm3)h-h+hf-m(2h*+c*)-3(2+0.25)-6.75mmm3a-(召+z2)-(24+110)-201mm4)21225)acosa=acosa,cosaa204cosaa201d-b1-d1皿-72x1.015-73.08mmcosacosad2d2cosad2-b2-2-110 x1.015-111.65mmcosacosa6.9解：mZ3

18、x20d-n1-62.12mm11cosBcos15了mz23x37心d2114.92mm2cosBcos15da1-d1+2ha-62-12+2x3x1-68-12mmde二+2h二114.92+2x3x1二120.92mmm3a=(z,+z2)=(24+110)=208.09mm2cos0122cos15。b2sin045sinl51.2=1.24兀m兀x3nz202.3.a22az1二=22.194.vcos30cos315oz37z2=2=4106vcos0cos156.12解：齒輪1、2和齒輪3、4的傳動(dòng)中心距分別為：m2a=一(z+z2)=(15+32)=47mmm2a=(z3+z

19、4)=(20+30)=50mm232根據(jù)其中心距，選齒輪3、4為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，而齒輪1、2為正變位傳動(dòng)。實(shí)際中心距取為a=50mm,此方案為最佳。因?yàn)?，齒輪3、4的中心距較大，選其為標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)，使該設(shè)計(jì)、加工簡(jiǎn)單，互換性好，同時(shí)也避免了齒輪1、2采用負(fù)變位傳動(dòng)不利的情況。齒輪1、2采用正傳動(dòng)，一方面可避免齒輪發(fā)生根切，如齒輪z1=1517，故必須采用正變位；另一方面齒輪的彎曲強(qiáng)度及接觸強(qiáng)度都有所提咼。齒輪1、2改為斜齒輪傳動(dòng)時(shí)，由題意要求：兩輪齒數(shù)不變，模數(shù)不變，即，m=m=2mm，其中心距為n m2齊(z1+z2)=(15+32)=a=50mm2cosp122cosp2x50(15+32)=9

20、42p=19.948。=19。5654cosp=則3.zv1z1cos3p15cos319.948=18.06zv2Z2cos3p32=38.53cos319.9484.對(duì)于斜齒輪來(lái)說(shuō)不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為:TOC o 1-5 h zz=zcos3p=17cos319.948=14.12mmv而z2=15zmin=142所以該齒輪不會(huì)發(fā)生根切。6.14解：-_z2_50_*m8i12=-=25a=一(z+q)=(50+10)=240mm1.12z12,22%2、丿2.d1=mq=8x10=80一一,d2=mz2=8x50=400一一d1=m(q+2h*)=8(10+2)=96mma1a=m(z

21、+2h*)=8(50+2)=416mma22ad=m(q-2h*-2c*)=8(10-2-2x0.25)=60mmf1ad=m(z2-2h*-2c*)=8(50-2-2x0.25)=380mmT22a6.15解：各個(gè)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示。6.17解:1.2.z1451=arctg丫)=arctg(茹)=25。252=90。25=65對(duì)于圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為：Zmin=Zv1C0S51=17COS25=1541，當(dāng)ZYZmin則會(huì)發(fā)生根切,而Z1=14YZmin=15.41，故會(huì)發(fā)生根切。z145=arctg(L)=arctg()=34.99怎351z220Zmin=Zv1cos5=

22、17cos35=13.93z二14Az.1min二13.93，故不會(huì)發(fā)生根切。第七章齒輪系作業(yè)7.2解：齒條的移動(dòng)方向如圖所示，其輪系傳動(dòng)比為:i=勺=Z2Z3Z4Z5=48X120X40X80=3215n5Z1Z2Z3Z460X80X60X2則齒輪5的轉(zhuǎn)速為：5彳=尊=7.5叭又齒輪5分度圓直徑為:d5=z5m=65x5=325mm兀d5n5x325x7.5=0.128m/s60000所以齒條的移動(dòng)速度為:60 x1000V61.其輪系傳動(dòng)比為:解:7.3i14nn4z1z2z31x18x18Z2Z3Z4=42X78X55則齒輪4的轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速）為:=n4n1/p>

23、=2.70r/min所以重物的移動(dòng)速度為:兀D佟Jx400 x2.7=0.057m/s2.7.61.齒輪1、2、2、4、H另組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系。2.周轉(zhuǎn)輪系1、2、2、3、H的傳動(dòng)比為:v660 x100060000電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向如圖所示。解：該輪系為復(fù)合輪系，由齒輪1、2、2、3、H組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，由iH=n=-ss=32x80=640TOC o 1-5 h z13n3-nHZz226x22143則143n-143n=-640n+640n則1H3H143n+640n143x300+640 x(-50)“門(mén)z.n=I3=13.9r/min故H640+143783所以nH與竹轉(zhuǎn)向相同周轉(zhuǎn)輪系1、2

24、、2、4、H的傳動(dòng)比為:iH=n1-nH=4=32x36=竺14n-nzz26x221434H12則143n-143nH=288n4-288nR，故143n-143n+288n143x300+13.9x(288-143)一,.n=1Hh=156r/min4288288所以n4與n1轉(zhuǎn)向相同題廠(chǎng)6圖顧7.S圖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(dòng)比為:H13n-n1Hn-n3H8822n1=4SS4n3=3S4n3定軸輪系的傳動(dòng)比為:i35n3=n3n5nHM=-1Z3H3H3H5h3.因此1=3h43=354(5)=7

25、5所以i15一5一77.13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(gè)定軸輪系，由齒輪5、6組成另一個(gè)定軸輪系。iH一n-nH一-玉-60-52.周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比為:35打242故2n32nH=5n5n+5nH，貝yH2n3+叫73的傳動(dòng)比為:定軸輪系1、2、2、33.n=一n=_x100=150r/min故321i13n1n3zz23=zz1260 x30=290 x303定軸輪系5、8_n96i56n故56的傳動(dòng)比為：8_x900=80095=n6r/min56Z532363.而n3=n3，n5=n5，r/min2n+5n_2x150+5x(8

26、00)n=35=528.6所以H77因此nH與nA轉(zhuǎn)向相反。K-*r6IIitH33PL51T題7.13圖第八章其他常用機(jī)構(gòu)作業(yè)8.5解:55t=t+1=+=1233610+5615=5625x2=2=0.67TOC o 1-5 h z7n(z-2)n(6-2)412k=n=n_=2z2x6123332n=x_=21第九章機(jī)械的平衡作業(yè)9.3解：盤(pán)形轉(zhuǎn)子的平衡方程為：mr+mr+mr+mr+mr二01223344bb5x10Gf7x20Gb8x150F6x10Gfmr二0bb500+1400+1200+600+mr二0bb1400“7/卩=20kgmm/mmf70畫(huà)向量多邊形,叫-G490伙心

27、0)m290/F1100/了=4.4kg250由向量多邊形量得ae=55mm,=57。，所以m：。=aex“f=5x20=920kgmmmrm=bb=則brb解析法計(jì)算:ae=、.ac2+ce2=J452+302=54.1mmac45“八tg-1頁(yè)=tg一茹=56.39.4解：1.將質(zhì)量mi、m2向I平面和II平面進(jìn)行分解:21I+l=m232/+/+/123=15Xx200 x200=10kg31l=m12/+/+/123=15X2003x200=5kgl=mI3/+/+/123=20X2003x200=6.67kgl2+1202x20033m=m21=20 x=13.33kg3口31+1+

28、13x2001232.在I平面內(nèi)有m1、m21、m3i，故其平衡方程為:TOC o 1-5 h z二*Mmr1+m2I2+m3I3+mbl員0 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document Mr-hb則10 x300+10 x150+6.67x10(+mr二0bibibhi3000+1500+667+mbirbI=0300060=50kgmm/mm，畫(huà)向量多邊形圖a)，由向量多邊形a)量得ad=40mm,=20。,b所以竹1rbl=adIF=40 x50=2000kgmmmblblbl2000=5400kg3.在II平面內(nèi)有m4、m2n、m3口，故其平衡方程為:4r4+