机械原理习题和的答案.docx

第1章平面机构的构造分析1.1解释以下概念1 .运动副；2.机构自由度；3.机构运动简图：4.机构构造分析；5.高副低代。1.2 验算以下机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改方法。题1.2图题1.3图1.3 绘出以下机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。1.4 计算以下机构自由度，并说明本卷须知。1.5 计算以下机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。题1.4图题1.5图第2章平面机构的运动分析2.1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。题2.1图2.2 在图示机构中，各构件尺寸为ab=180mm,BC=280mm,D=450mm,ZcD=250mm,e=120mm,=30°,构件AB上点E的速度为v=150mmS,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度32。2.3 在图示的摆动导杆机构中，AB=30mm,/AC=100mm,ZD=50mmDE=40mm,=45°,曲柄1以等角速度1=10rad/s沿逆时针方向回转。求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法题2.2图题2.3图2.4 4在图示机构中，b5()mm,BC=2(X)mm,Xd=120mm,原动件的位置=30°,角速度3尸Orads,角加速度=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。题2.4图2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。(1)在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。(2)以给出的速度和加速度矢量为条件，用相对运动矢量法写出求构件上D点的速度和加速度矢量方程。(3)在给出的速度和加速度图中，给出构件2上D点的速度矢量夕心和加速度矢量P"2。题2.5图2.6 在图示机构中，机构尺寸，AB=50mm,/BC=IoOmm,cD=20mm,原动件的位置61=30°,角速度3尸34=20rads,试用相对运动矢量方程图解法求图示位置时构件2的角速度32和角加速度2的大小和方向。题2.6图2.7 在图示机构构件1等速转动，机构尺寸/AB=100mm,角速度为3=20rads,原动件的位置61=30°,分别用相对运动图解法和解析法求构件3上D点的速度和加速度。题2.7图题2.8图2.8 在图示导杆机构中，原动件1的长度为、位置角为,中心距为，4，试写出机构的矢量方程和在X、y轴上的投影方程（机构的矢量三角形及坐标系见图）。2.9 在图示正弦机构中，原动件1的长度为/i=l（X）mm、位置角为=45角速度3产20rads,试用解析法求出机构在该位置时构件3的速度和加速度。2.10 在图示牛头刨床机构中，机构尺寸及原动件曲柄1的等角速度31,试求图示位置滑枕的速度配。题2.9图题2.10图2.11 在图示平锻机中的六杆机构中，各构件的尺寸为：ab=120mm,BC=460mm,BD=240mm,de=200mm,/ef=260mm,=30o,1=10rad/s,xf=5（K）mm,yF=180mm。欲求在一个运动循环中滑块3的位移Sc、速度VC和加速度ac及构件4、5的角速度34、35和角加速度。4、,试写出求解步骤并画出计算流程图。题2.11图第3章平面机构的动力分析3.1 图示楔形机构中，7=£=60°,有效阻力R=IooON,各接触面的摩擦系数=015.试求所需的驱动力Fdo题3.1图题3.2图3.2 在图示机构中，F5=1000N,/=100mm,Ibc=Icd=21ab>Ice=Ied=Idf>试求各运动副反力和平衡力矩Mb。3.3 在图示曲柄滑块机构中，各构件的尺寸、转动副轴颈半径r及当量摩擦系数人，滑块与导路的摩擦系数而作用在滑块3上的驱动力为尸击试求在图示位置时，需要作用在曲柄上沿Xr方向的平衡力fb（不计重力和惯性力）。题3.3图3.4 4在图示机构中，：x=250mm,y=200mm,（452=128mm,Fd为驱动力，H为有效阻力，用户加3=2.75kg,m2=4.59kg,s2=0.012kgmm2,滑块3以等速v=5ms向上移动，试确定作用在各构件上的惯性力。题3.4图题3.5图3.5 在图示的悬臂起重机中，载荷G=5000N,4=4m,=5m,轴颈直径d=80mm,径向轴颈和止推轴颈的摩擦系数均为f=0l°设它们都是非跑合的，求使力臂转动的力矩Mh3.6 6图示机构中，X=I1Omm,y=40mm,=45o,b=30mm»bc=71mm,cd=35.5mm,de=28mm,es2=35.5mm；co=IOrad/s；n2=2kg»s2=O008kgmm2<.设构件5上作用的有效阻力Er=500N,*=20mm,试求各运动副中的反力及需要加于构件1上的平衡力矩Mb。题3.6图3.7 图示为一楔块夹紧机构，其作用是在驱动力尸d的作用下，使楔块1夹紧工件2。各摩擦面间的摩擦系数均为人试求：1）设用，求夹紧力后：2）夹紧后撤掉尸d，求滑块不会自行退出的几何条件。3.8 如以以下列图的缓冲器中，假设各滑块接触面间的摩擦系数/和弹簧的压力。，试求：1）当楔块2、3被等速推开及等速恢复原位时力P的大小；2）该机构的效率以及此缓冲器不发生自锁的条件。题3.7图题3.8图3.9 如以以下列图，在手轮上加力矩M均匀转动螺杆时，使楔块A向右移动并举起滑块8,设楔角=15°,滑块上8的载荷A=20kN°螺杆为双头矩形螺纹，平均直径d2=30mm,螺距片8mm.所有接触面的摩擦系数/=0.15。假设楔块A两端轴环的摩擦力矩忽略不计，试求所需的力矩M。题3.9图题3.10图3.10 图示机组是由一个电动机经带传动和减速器，带动两个工作机A和B。两工作机的输出功率和效率分别为：PA=2kW、a=0.8,=3Kw,=0.7；每对齿轮传动的效率=0.95,每个支承的效率少=。.98,带传动的效率3=09°求电动机的功率和机组的效率。第4章平面连杆机构及其设计4.1 在较链四杆机构ABCD中，假设AB、BC.CD三杆的长度分别为：a=120mm,b=280mm,c=360mm,机架AD的长度d为变量。试求；（1）当此机构为曲柄摇杆机构时，d的取值范围；（2）当此机构为双摇杆机构时，d的取值范围；（3）当此机构为双曲柄机构时，d的取值范围。4.2 如以以下列图为转动翼板式油泵，由四个四杆机构组成，主动盘绕固定轴A转动，试画出其中一个四杆机构的运动简图（画图时按图上尺寸，并选取比例尺U/=00005m/mm,即按图上尺寸放大一倍），并说明它们是哪一种四杆机构。题4.2图题4.3图4.3试画出图示两个机构的运动简图（画图要求与题4.2一样），并说明它们是哪一种机构。4.4 图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。假设偏距e=0,则杆AB为曲柄的条件又若何？题4.4图题4.5图4.5 在图所示的锐链四杆机构中，各杆的长度为/1=2811101,/2=5211101,/3=5001111,Ia=12mm,试求：1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角0、杆3的最大摆角中、最小传动角Ymin和行程速比系数K;2）当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副；3）当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A、B两个转动副是否仍为周转副？4.6设曲柄摇杆机构ABCD中，杆AB、BC、CD、AD的长度分别为：a=80mm,b=160mm,C=280mm,d=250mm,AD为机架。试求：1）行程速度变化系数K：2）检验最小传动角Ymin，许用传动角Y=40。04.7偏置曲柄滑块机构中，设曲柄长度a=120mm,连杆长度b=600mm,偏距e=120mm,曲柄为原动件，试求：D行程速度变化系数和滑块的行程h；2）检验最小传动角min,=40o:3）假设a与b不变，e=0时，求此机构的行程速度变化系数K。8插床中的主机构，如以以下列图，它是由转动导杆机构ACB和曲柄滑块机构ADP组合而成。Lb=100mm,1.AD=80mm,试求：1）当插刀P的行程速度变化系数K=I.4时，曲柄BC的长度LBC及插刀的行程h；2）假设K=2时，则曲柄BC的长度应调整为多少？此时插刀P的行程h是否变化？题4.8图题4.9图4.9图示两种形式的抽水唧筒机构，图a以构件1为主动手柄，图b以构件2为主动手柄。设两机构尺寸一样，力F垂直于主动手柄，且力F的作用线距点B的距离相等，试从传力条件来比较这两种机构哪一种合理。4.10图示为脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。较链中心A、B在铅垂线上，要求踏板DC在水平位置上下各摆动10°,且DC=500mm,/AD=100Omnio试求曲柄AB和连杆BC的长度/ab和/bc，并画出机构的死点位置。题4.10图题4.11图4.H图示为一实验用小电炉的炉门装置，在关闭时为位置E,开启时为位置E2,试设计一四杆机构来操作炉门的启闭（各有关尺寸见图）。在开启时炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干预。而在关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势（图中S为炉门质心位置）。B、C为两活动较链所在位置。4.12图示为一双联齿轮变速装置，用拨叉DE操纵双联齿轮移动，现拟设计一个钱链四杆机构ABCD：操纵拨叉DE摆动。：/AD=100mm,较链中心A、D的位置如以以下列图，拨叉行程为30mm,拨叉尺寸ed=/oc=40mm,固定轴心D在拨叉滑块行程的垂直平分线上。又在此四杆机构ABCD中，构件AB为手柄，当它在垂直向上位置ABl时，拨叉处于位置臼，当手柄AB逆时针方向转过=90°而处于水平位置ABz时，拨叉处于位置E2。试设计此四杆机构。题4.12图题4.13图4.13某操纵装置采用-钱链四杆机构，其中IAB=50mm,IAD=72mm,原动件AB与从动件CD上的标线DE之间的对应角位置关系如以以下列图。试用图解法设计此四杆机构。4. 14图示为一用于控制装置的摇杆滑块机构，假设摇杆与滑块的对应位置为：小尸60°、S=80mm,2=90°、S2=60mm,3=120°S3=40mm。偏距e=20mm0试设计该机构。题4.14图4.15如以以下列图的颗式碎矿机，设行程速度变化系数K=L25,颗板CD（摇杆）的长度cD=300mm,颗板摆角力=30°,试确定：（1）当机架AD的长度/AD=280mm时，曲柄AB和连杆Be的长度/AB和/bc：（2）当曲柄AB的长度AB=50mm时，机架AD和连杆BC的长度ad和/Bd并对此两种设计结果，分别检验它们的最小传动角丫min，Y=400°题4.15图题4.16图4.16设计一曲柄滑块机构，滑块的行程速度变化系数K=I.5,滑块行程h=50mm,偏距e=20mm,如以以下列图。试求曲柄长度/ab和连杆长度Zbco4.17在图示牛头刨床的主运动机构中，中心距AC=300mm,刨头的冲程H=450mm,行程速度变化系数K=2,试求曲柄AB和导杆CD的长度IAB和/cd。4.18试设计一校链四杆机构，摇杆CD的行程速度变化系数K=L5,其长度cD=75mm,摇杆右边的一个极限位置与机架之间的夹角*=4>=45°,如以以下列图。机架的长度/AD=100mm1=试求曲柄AB和连杆BC的长度ab和/bc。Jg4.17图题4.18图4.19图示较链四杆机