机械原理_课后习题答案第七版资料.pdf

《机械原理》作业题解 第二章第二章 机构的结构分析机构的结构分析 F＝＝3n－－2pl－－ph ＝＝3× －× －2× －× －341 ＝＝0 34(251)1 lh F3n(2pp )=−+ =×−×+= 1-1' 2 3 4 5 7 8 9 F'p')p(2p3nF hl −−+−= 138(21020) 1 =×−×+−− = 4 6 (2-3) 1 3 3(240)1 lh F3n(2pp )=−+ =× −×+= F'p')p(2p3nF hl −−+−= 1 20)28(273 = −−+×−×= F'p')p(2p3nF hl −−+−= 134(250)0 1 =×−×+ −− = 023032=×−+×=−+=3n'p2pp' ' h ' l 1 02)017(2113 = −−+×−×= F'p')p(2p3nF hl −−+−= 2630102=×−+×= −+=3n'p2pp' ' h ' l (1)未刹车时(1)未刹车时 n=6，，pl=8，，ph=0，，F=2 (2)刹紧一边时(2)刹紧一边时 n=5，，pl=7，，ph=0，，F=1 (3)刹紧两边时(3)刹紧两边时 n=4，，pl=6，，ph=0，，F=0 《机械原理》作业题解 第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析 题题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。

试求图示各机构在图示位置时全部瞬心 a ) A C B 4 1 3 2 P12 P23 P34 P24 P14→∞→∞P14→∞→∞ P13→∞→∞ 题题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心试求图示各机构在图示位置时全部瞬心 b ) A C B 4 1 3 2 P12 P34 P24 P14→∞→∞ P13 P23→∞→∞ 题题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心试求图示各机构在图示位置时全部瞬心 A C B 4 1 3 2 M vM c ) P12 P23 P24 P34→∞→∞ P13 P14 解：解： 1. 绘机构运动简图 2.求瞬心P13 3.求ω1/ω3 题题3-2 在图示的齿轮在图示的齿轮-连杆组合机构中连杆组合机构中, 试用瞬心法求齿轮试用瞬心法求齿轮1和和3的传动比ω的传动比ω1/ω ω3 C 2 D B A 1 3 5 4 6 P12 P23 P13 13613 3 1613 P P P P ω ω = P16 P36 题题3-4 •在图示的四杆机构中，lAB=60 mm， lCD=90 mm ，lAD= lBC=120 mm， ω2 = 10 rad/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３的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点E 的位置及其速度的大小； •3）当vC=０时， φ角之值（有两个解）。

题题3-4解解 取μι作机构运动简图；并求出各瞬心如图所示 2 l mm mm μ= P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 1）当φ=165时，点C的速度vC=? 242122441424 1224 42 1424 48.5 104.47 (/ ) 108.5 Pll vP PP P P P rad s P P ωμωμ ωω =⋅=⋅ ==×=⇒ 4 4.470.090.40 (/ ) CCD vlm sω=⋅=×= 解法２： 利用瞬心P24 利用瞬心P13 瞬心P13为构件 3的绝对瞬心 P13 3 1313 BC ll vv P BP C ω μμ == ⋅⋅ 1313 2 1313 78.2 100.060.40 (/ ) 118.5 CBAB P CP C vvlm s P BP B ω===××= 题题3-4解解 P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 2）当φ=165时，构件３的BC线上（或其延长线上）速度最小的 一点E的位置及其速度的大小 瞬心P13为构件3的绝对瞬心，构件3上各点在该位置的运动是绕P13的 转动，则距P13越近的点，速度越小，过作BC线的垂线P13E⊥⊥BC，垂 足E点即为所求的点。

E点距C点距离为 P13 3 1313 B l E l v P BP v E ω μμ == ⋅⋅ 1313 2 1313 70.3 100.060.36 (/ ) 118.5 EBAB P EP E vvlm s P BP B ω===××= E 234.368.6 () l CEmmμ⋅=×= 题题3-4解解 P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 3）当vC=０时， φ角之值（有两个解）？ P13 E 4CCD vlω=⋅ 当ω４=０时， vC=０，而 1224 42 1424 P P P P ωω= 当P24与P24重合时 12244 000 C P Pvω=⇒=⇒= 则必然是杆2和杆3 共线的位置，有两 共线位置： ①重叠共线位置①重叠共线位置 ②拉直共线位置②拉直共线位置 2 1 227 26 ϕ ϕ = = ? ? 1 ϕ 2 ϕ 题题3-5 •在图示的各机构中，设已知各构件的尺寸及点B的速度，试作出 其在图示位置时的速度多边形 A C B D E F vB vB A C D F E G B b )a ) 题题3-5 解解 a) 解解: 顺序顺序 A C B D E F vB BCDE vvvv→→、、 CBCB vvv=+ (1) 求vC和vD (2) 求vE ECECDED vvvvv=+=+ p(a, f ) e cd b DBDB vvv=+ 题题3-5 解解 b) 解解: 顺序顺序 BCEF vvvv→→→ CBCB vvv=+ (1) 求vC (2) 求vE: 用速度影像法 FEFE vvv=+ vB A C D F E G B (3) 求vF p(a, d, g )(c)b (e)(f ) 题题3-8 b) 解解 b ) 1 A C D B 在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度ω1顺时针方 向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。

2 3 4 1 ω [解解] （1）取μι作机构运动简图； （2）速度分析 取B为重合点：B(B1, B2, B3) 1) 求vB2 AB l lm mmAB μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 2133 () BBBC vvvv→=→ 211BBAB vvlω== 2) 求vB3 3232 BBB B vvv=+ B(B1, B2, B3) 方向： ⊥方向： ⊥BD⊥⊥BA ∥∥CD 大小：大小：? √√? 1 1 / B v vm s mmpb μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 取作速度图 p(d) b2 (b1) (b3)(c3) 3) 求vC3 : 用速度影像法 3 0 C v= 3 3 0 C CD v l ω==同时可求得 题题3-8 b) 解解(续) b ) 1 A C D B 2 3 4 1 ω [解解] （1）取μι作机构运动简图； （2）速度分析 （3）加速度分析 1) 求aB2 方向:B→A 2 2111 n BBB AAB aaalω=== 2) 求aB3 B(B1, B2, B3) 方向：方向：B→→D ⊥⊥BDB→→A 0∥∥CD 大小：大小：√√? √√0? 2 1 1 / ' ' B a am s mmp b μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 取作加速度图 p(d) b2 (b1) (b3)(c3) 3) 求aC3 : 用加速度影像法 2 3231 ' ' aBABC ap calμω=== 2133 () BBBC aaaa→=→ 33323232 ntkr BB DB DBB BB B aaaaaa=+=++ 其中 k 2B3B2 B3B2 a= 2v= 0ω ? p'(d') b'2 (b'1) k' b'3 c'3 (n'3) 题题3-8 c) 解解 在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度ω1顺时针方 向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。

[解解] （1）取μι作机构运动简图； （2）速度分析 取B为重合点：B(B1, B2, B3) 1) 求vB2 AB l lm mmAB μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 2133 () BBBC vvvv→=→ 211BBAB vvlω== 2) 求vB3 3232 BBB B vvv=+ 方向： ⊥方向： ⊥BD⊥⊥BA ∥∥CB 大小：大小：? √√? 1 1 / B v vm s mmpb μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 取作速度图 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 3) 求vC3 : 用速度影像法 33Cv vpcμ= A B C D 1 2 3 4 1 ω 33 33 pcpbDC pcpb DCDBDB =⇒=∵ 31 CDCD CBAB BCBC ll vvl ll ω∴==⋅ 题题3-8 c) 解解(续续1) [解解] （3）加速度分析 1) 求aB2 1 2 211 n BBB AAB aaalω=== 2) 求aB3 A B C D 1 2 3 4 1 ω p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 方向:B→A 方向：方向：B→→D ⊥⊥BDB→→A 0∥∥CD 大小：大小：√√? √√0? 其中0)0( k 2B3B2 B3 B 2 3B2 B va= 2v=ω=∵ ? 2 1 1 / ' ' B a am s mmp b μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 取作加速度图 2133 () BBBC aaaa→=→ 33323232 ntkr BB DB DBB BB B aaaaaa=+=++ 题题3-8 c) 解解(续续2) [解解] （3）加速度分析 1) 求aB2 2) 求aB3 A B C D 1 2 3 4 1 ω p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 方向：方向：B→→D ⊥⊥BDB→→A 0∥∥CD 大小：大小：√√? √√0? 2 1 1 / ' ' B a am s mmp b μ ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ 取作加速度图 p'(d') b'2 (b'1) k' b'3 c'3 3) 求aC3 : 用加速度影像法 33 ''' ~b c dBCDΔΔ作 33 ' ' aC ap cμ= 2133 () BBBC aaaa→=→ 33323232 ntkr BB DB DBB BB B aaaaaa=+=++ 题题3-10 解解 在图示的摇块机构中，已知lAB=30 mm， lAC=100 mm ，lBD=50 mm， lDE=40 mm，ω1 = 10 rad/s，试用图解法求机构在φ1=45°位置时，点D和 E的速度和加速度；以及构件2的角速度和角加速度。

B A C D 2 3 4 1 ω1 E 1 ϕ [解解] （1）取μι作机构运动简图； （2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3) 0.002 l m mm μ= 22 22 cos135 3010030 100cos135123() BCABACABAB lllll mm =+−⋅⋅ =+−××= ? ? 2 , BCDE2 vvvvω→→→ 题题3-10 解解(续续) B A C D 2 3 4 1 ω1 E 1 ϕ [解解] （1）取μι作机构运动简图； （2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3) 1) 求vB 1 100.030.3 (/ ) BAB vlm sω==×= 2) 求vC2 22323 CBC BCC C vvvvv=+=+ 方向：⊥方向：⊥AB⊥⊥BC0∥∥BC 大小：大小：√√? 0? / 0.005 v m s mm μ= 取作速度图 p(c3) b c2 2 , BCDE2 vvvvω→→→ 题题3-10 解解(续续2) B A C D 2 3 4 1 ω1 E 1 ϕ [解解] （2）速度分析 1) 求v。