《機(jī)械原理》第七版-(鄭文緯-吳克堅(jiān))課后習(xí)題答案

著南華報(bào)大》

構(gòu)分析平面機(jī)

2-1試畫出唧筒機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。

2-2試畫出縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。

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-1

著南華報(bào)大》

2-3試畫出圖示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。

解:

=3X3-2X4

=1

2—4試畫出簡易沖床的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。及=5,p,p〃=0

F=〃3—“2/-ph

解：=3X5—2X7

=1

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著南華報(bào)大》

2—5圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。使軸1輸入，A連續(xù)回轉(zhuǎn)

而裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動，以達(dá)到?jīng)_壓的目的，試?yán)L出

其機(jī)構(gòu)運(yùn)動筒圖，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。

解：機(jī)構(gòu)簡圖如下:

〃=4,p=/5,口卜=1

F=?3-p2/-Ph班級成績

3X4-2X5-1姓名任課教師

二1學(xué)號批改日期

著雨中報(bào)大》

2-6計(jì)算圖示自動送料剪床機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否有復(fù)合皎鏈、局部自由度或虛約束。

CF="=HG

解1：C、F為復(fù)合鉉鏈，/為局部自由度GGFHi約虛為

n12=pJ7=,p1V|=F'1=,p，=]

』力吊iF'+p

才22X17-1-1+1

=1

,,船：C為復(fù)合較鏈，/為局部自由度（焊死）

K。）掉后竦約虛為

，P=J1，Ph

F=〃3—。2,~Ph

382X11-1

=1

并指出其中是否愎2般鏈計(jì)、算甑詡1構(gòu)的自由度,

有確定運(yùn)動的條件。

解1：C為復(fù)合較鏈，F(xiàn)、/為局部自由度。

D

0P,12=/p3,,=F'2=,p'=0

力如hF'+p

闔C2X12-3-2

解2：C為笈浦欽舞由苗部局為

"H

E

，於P=/10，Ph=3

〃3-pit-Ph

W82X10-3

=1

機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：/=原動件數(shù)，即取1個原動件。

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-4

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2-8計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否有復(fù)合較鏈、局部自由度或虛約束。說明該

具有確定運(yùn)動的條件。

解10：A、8為復(fù)合錢鏈，8’為虛約束（重復(fù)部分）

機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：尸=原動件數(shù)，即取2個原動件。

2-9計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度,并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組,確定機(jī)構(gòu)的級別。

解，p=/10,Ph=0

F=n3-p2,-ph

PRPII級桿組

3X2xlO

=1

PRRII級桿組

RPRII級桿組

機(jī)構(gòu)由3個II級桿組組成，為II級機(jī)構(gòu)。

成績

任課教區(qū)

批改H期

--i\

3.8

O>Tel

著南華報(bào)大》

2—10計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并分析組成此機(jī)

改選花為原動件，試問劃分的基本桿組及機(jī)構(gòu)的級別與前者有何不同？

D3

機(jī)構(gòu)由1個II級桿組、1個II級桿組組成，為H1級機(jī)構(gòu)。

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-6

著南華報(bào)大》

2—II計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副用

構(gòu)的級別。

低代前：低代后:

構(gòu)件2、3、4、6為n級桿組，機(jī)構(gòu)為n級機(jī)構(gòu)。

2—12計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副用

構(gòu)的級別。

解：

A

低代前力=4,p=p,p=\低代后，2=5,p=/7，Ph=。

/

F="3—“2’—Ph

F=〃3-P2/-ph

=3X4-2X5-1=3X5-2X7

=1=1

構(gòu)件2、3、4、6為II級桿組，機(jī)構(gòu)為II級

機(jī)構(gòu)。班級成績

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著南華報(bào)大》

2—13計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副用

構(gòu)的級別。

由劃分桿組如下:4個II級桿組組成，為n級機(jī)構(gòu)。

D

RRR

批改日期

著南華報(bào)大》

著南華報(bào)大》

3—2在圖本的四桿機(jī)構(gòu)中，已知心69〃”“,/cft&mm,金=槌并，加,3回ad/,試用瞬心

法求：

(1)絢時，點(diǎn)C的速度vc：

(2)城。時，構(gòu)件2的Z線(或其延長線)上速度最小的點(diǎn)E的位置及速度的大小；

并做國初應(yīng)僦闞J位置楙之值(有兩個解)

解:嗎舄T^7田Z5R.—Pr-30

，出生」0欠.=5:48/s

p=^=n7.—75

電舄—￡302142

2.54?

2.c~~OX.0020.=40/s

548y?2))70E2儂入0X0020.=36/s

⑶時c=0、,AB、。三點(diǎn)共線,對應(yīng)有兩個極限位置，如圖所示:

BA,C,D

BA2c2。

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-10

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3-3在圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，試用速度瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動比上L

試用相運(yùn)勃圖解洌圖示機(jī)構(gòu)中，已知％C點(diǎn)的速度遂J蒯地作速度

多邊形并列出有關(guān)速度矢量方程）

解二》+咕后防二〃+VD:解畛二舷+叨。

方向AJE1BA1BE1FD±S41BD方向1DEJBABD

大小2?2_?_。？大小？?？—

用速度影像原理求得C點(diǎn)，

v=rV#UaVD+VCDVC=CPPV

方向？。ECeDC班級成績

大?。?。？竺

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Vc=CPUv學(xué)號批改日期

著南華報(bào)大》

3—5在圖示干草壓縮機(jī)中，已知崎力沙，^AISO>nm,/B^0Omm,l（^Qmm,/&>&）""〃

/160Omm，.敏0inm，,躥級）mm，.儂0mm,?自。,求活塞5的速度v5和加速度恁。

（矢量方程及必要的分析計(jì)算）

解：1■速度分析

E=y+履

ec_EC_1

一——"bc~BC~2

p=V+加

水頻1?1FE

大小JL??

=\6").產(chǎn)省A02X0.=29a/s

37.端0.X02

(JO=3=]=麻

IS，1

24600xio'r

4

/=3尹=4^(八)

c=&4/s

39.戚30.茨，02

=(M/s（C）

(o=Z_=______]_

4。600X10-3,

2.加速度分析

_〃_r__7

a+acc=aB+QBC+@C

方向—CD-BDCA-CBJCB

大小32k?Q)同32上?

312

x)aO=2l15X23.=75Is2

B1BA

CO整=5.fl-6X20.=并/s

U)aI=g.6X21.=03/s2

&4a〃Q?l46X21.=79Is2

利用加速潼影像原理求得d點(diǎn)，。2Ee-1

1,=

a=FU+融EF+■&F

ZK^J6TEJEF

?劉、2

?CO4/FE?

于7./4=p',片〃〃1Xo.="http://w成績

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-12

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22

mm

3-6已知錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置及尺颯社降瞬速度多邊形圖種加速度多

:出求卜圖卷形。（祓

10構(gòu)件1、2、3上速度為匕的點(diǎn)XI、X2、X3的位置；

20構(gòu)件2上速度為零的點(diǎn)M2的位置，并在加速度多邊形圖（c）上找出點(diǎn)加2；

3Q構(gòu)件2上加速度為零的點(diǎn)。2的位置，并在速度多邊形圖（b）上找出點(diǎn)伙。

b'

班級成績（0

(b)

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-13

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3—7在下列圖示的各機(jī)構(gòu)中，是否存在哥氏加速度？在有哥氏加速度的機(jī)構(gòu)圖上標(biāo)出彳32"2

的方向，并寫出其大小的表達(dá)式。

3—8在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知各桿的尺寸，3產(chǎn)常數(shù)。試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置構(gòu)件3上C點(diǎn)

卬aCi

（畫出機(jī)構(gòu)的速度、加速度多邊形，標(biāo)出全部影像點(diǎn)，并列出必要的矢量方程式及計(jì)算式。

郎3=即2+B盯B2

a

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著南華報(bào)大》

已知3—9在圖示曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中，rfA3&mm,（/A10Omm,而4住,加,mm,明字）等

角速曖回由，求點(diǎn)E的速度蚱和加速度生以及構(gòu)件3的角速度33和角加速度的。

（矢量方程及必要的分析計(jì)算）B

解：i.速度分析一^^一衰

VBV2&=CV3-tV2C3Em

0.U=200-

,mm

方向？JBAJ_CBz8Cbj）2

大小？3向\?0?

:四以03/s

嗔小呵,隈600.總團(tuán)is修\"叫/

v2=c3c^3氏3821.X600.=OZ1m/s?

利用速度影像原理求得《乘，eep~IJv9E5.X600.=TJZ1m/s

f-*Tffk-*r:

a二化+Cl2B+。2B-+@C3c^2C3'

方向2-BAYB1CB±CB幽。\

大小？"?oO?/---........

。8=喘01x3oo.浙/dc；......

S煩22X0.=496%多*/

2

<彘27

嗯；?=Jo2X2X710.=806.m/?

利用加速度影像原理求得'e點(diǎn)，

,a6^p@'〃a03X2.=84/s2

3也?d/二..0?X_Q3=M§2

26。2/10.x0802?02/現(xiàn)級）成績

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-15

著南華報(bào)大》

3-10已知圖示機(jī)構(gòu)的位置及肥和用圈御法求構(gòu)件3的角速度33和加角速度

（畫出機(jī)構(gòu)的速度、加速度多邊形，并列出必要的矢量方程式及計(jì)算式。

（矢量方程及必要的分析計(jì)算）

解：1.速度分析

>>?

郵3=碎2+肥62

方向書TCA/DC

大??？U）IB/A?

V38=

Vn

3從3=(JO()

3~i-2

2.加速度分析

_7__k

a3+"3B=3B+9B2B+m3B2

方向-SCLCB-BADC/DC

大小。？???

a3「修f〃

B32a

_加

a3--T2()

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-16

著南華報(bào)大》

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3-12已知圖示機(jī)構(gòu)的位置及尺立3尸常數(shù)，試用相對運(yùn)動圖解法求圖示位置：

1（）構(gòu)件5上F點(diǎn)的速度v的融蔽作速度多邊形并列出有關(guān)矢量方程式及計(jì)算式）

20構(gòu)件5上尸點(diǎn)的加速度aP（寫出求解思路并列出有關(guān)矢量方程式及計(jì)算式）

30ak大小的表達(dá)式，在機(jī)構(gòu)圖上標(biāo)出其方向。

（矢量方程及必要的分析計(jì)算）

F

解：1.速度分析

CV=BV+VCB

〃方向CAB4方C

大?。?？拈_/澗_,

利用速度影像原理求得d（眼唯陽二=工

24點(diǎn)，行療2

\6V?=U'+V

D5D4D5D4

厲向ED?/DE

大小？?？___…

TP-卜旦

利用速度影像期求得了點(diǎn)，二=2

vF=PfPv如5DE

2.加速度分析

f一一〃一丁

ac=aB+aCB+acB

〃方向④A-BCEC

大??？???

利用加速度影像原理求得d2（'dj）點(diǎn)

—?〃—?T—?—?k—?r

+a3）=ClHD+<3A）4D+gD4

方向T?EQeED吃D

大小。？???

利用加速度影像原理求得廣點(diǎn)

a尸=〃'/'〃"

a卜二2nov

D5D44D5D4

Mv

Dv5D4

,。i班級成績

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-18

3-13在圖示的齒輪一連桿組合班的中例M為固定齒條,3的齒數(shù)為齒軸且鋤2倍，

原幽跋解以縫橢梗度圜加嫡昉*，向回轉(zhuǎn)，E點(diǎn)的速度曲以及齒

輪3、4的速度影像。

（矢量方程及必要的分析計(jì)算）

=即+

，方向DC期JCB

大小?⑴山A?

由速度影像原理求出h

/△pc^GD

D八一M

v=￡VH+vHE

，方向FE-JHE

大小???

VE=

黑路窗下套

.cn

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-19

著南華報(bào)大》

3—14在圖示機(jī)構(gòu)中，已知明爭。,構(gòu)件1以等角速度⑼00ad/逆時針方向轉(zhuǎn)動，八4?0w*

的°，求構(gòu)件2的角速度32和構(gòu)件）曼瓶速度睇I

解：建立圖示直角坐標(biāo)系及封閉式矢量圖形

I+s'

123

點(diǎn)只上式蝴蝌單位矢量i、、j

/os+

i23

ris+ris,0=0

22

360*y

+s063-V)=§3

2

+Qs63)。=0

2

分別將以上兩式對時間r求導(dǎo):

-“ri^jflbc]+52063-?Y)-

中6戶。]+煩3-”)=0

(SOC—S2—063y。+)5=3『3Aiis81

is063-52一)處=upsfocq

Z-

(soc-063—?Y)1s2—nis01

.=M1

I063Loc9j

(ris-Y)。JIS3J

soc2

S=2*叫

(nis063—。y)

V=3v=soc-/(ri?。(tHoc910632Y1)

54

=soc-54(toc。+06J6()6

=9-1145.m/s

,063a

=co9=0

22

td

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-20

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分析平面神醐物

4-1圖示為一機(jī)目鼬傲:形一V形導(dǎo)軌副已知拖板與導(dǎo)軌2組成復(fù)合移動副。1的移動方

重心在各披蒯酊紙I面摩擦系數(shù)詢處才如圖所示,請求導(dǎo)軌副的當(dāng)量摩

F」GiF

IFENF

1FJ\2,!----------

nis0/j+12

/G,

%=f——

l\+1]

21)

/2.里(

(T7^-^z^T

“4+,.)

/期0Z,+/2

4—2在圖示楔塊機(jī)構(gòu)中，已知：援邙什。，儂00N,各接觸面間的摩擦系麴戶?。為生產(chǎn)

阻力，試求所需的驅(qū)動力F（畫出力矢量多邊形，用正弦定理求解）

解：摩擦角

F(P0?315T/妞.t538=3?2'

構(gòu)件2：

Q+F+F=0

filS3

構(gòu)件I:

+R2產(chǎn)求?二°

作力矢量多邊形如圖，由正弦定理，有:

QF

=fii

2(p)呸90*(p)

—F------------------

90*qp做1-80*3+2(p)吆9y(p)

P8(?B+\2q)

M2

2cpa2,