机械原理第七版课后习题答案

1第四章课后习题412图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力转动副A及B上所画的小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向（构件重量及惯性力略去不计）。解上图中构件2受压力。因在转动副A处2、1之间的夹角OAB在逐渐减小，故相对角速度21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角OBA在逐渐增大，相对角速度23也沿顺时针方向，故FR32应切于摩擦圆的上方。解上图构件2依然受压力。因在转动副A处2、1之间的夹角OAB逐渐减小，故相对角速度21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角OBA逐渐减小，故相对角速度23沿逆时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。解上图构件2受拉力。因在转动副A处2、1之间的夹角OAB在逐渐增大，故相对角速度21沿顺时针方向，又因2受拉力，故FR12应切于摩擦圆的上方；在转动副B处，2、3之间的夹角OBA逐渐减小，故相对角速度23沿顺时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。413图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载FABOM1234FR12FR322123BF3AOM124FR322123FR12FBAM1234FR322123OFR122荷，试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆）。解经受力分析，FR12的方向如上图所示。在FR12的作用下，2相对于3顺时针转动，故FR32应切于摩擦圆的左侧。补充题1如图所示，楔块机构中，已知60，Q1000N格接触面摩擦系数F015，如Q为有效阻力，试求所需的驱动力F。解对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。对楔块1，R21R310FFF由正弦定理有21SIN602SIN90RFF）OO对楔块2，同理有R12R320QFFFR31OFR32FR123BF21OA312SIN90SIN602RFQ）OOSIN602SIN602FQ）OO且有2112RRFF，853ARCTGFO联立以上三式，求解得F143065N2如图示斜面机构，已知F（滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）、（滑块1的倾斜角）、Q（工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F。解滑块1、2受力情况及力三角形如图所示。由正弦定理有对滑块121SIN90SIN2RFF）O对滑块212SIN902SIN90RQF）OO并且有2112,RRFFARCTGF解之得COSSIN2COS2COSFQ4第五章课后习题58图示为一带式运输机，由电机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8所需的引力F5500N，运送速度V12M/S。平带传动（包括轴承）的效率1095，每对齿轮（包括轴承）的效率2097，运输带8的机械效率3092包括支承和联轴器）。试求该系统的总效率及电动机所需的效率。解该系统的总效率为822092097095023221电机所需的功率为3D550012108029KW0822FN59如图所示，电动机通过V带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A及B。设每对齿轮的效率1097（包括轴承的效率），带传动的效率3092，工作机A、B的功率分别5KWAP、KWPB1，效率分别为80A，50B，试求电动机所需的功率。解输入功率227/221AAAPP5312/221BBBPP电机所需功率53KW9ABPPP电512A图示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件1和1预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具，图中2为夹具体，3为楔块，若已知各接触面间的摩擦系数均为F,试确定此夹具的自锁条件。解法1根据反行程时0的条件来确定。反行程时（楔块3退出）取楔块3为分离体，其受工件1（及1）和夹具2作用的反作用力R13和R23以及支持力P,各力方向如图A所示，根据楔块3的平衡条件，作封闭三角形如图C所示。反行程时R23为驱动力,由正弦定理可得当0不考虑摩擦时，得理想驱动力为于是得此机构反行程的机械效率为令，可得自锁条件为。解法2根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块3的力三角形（图C），由正弦定理有23SIN2COSPR若楔块3不自动松脱，则应使P0，即得自锁条件为2解法3根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后P力就被撤消，故楔块3的受力如图B所示，楔块3就如同一个受到R23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要R23作用在摩擦角之内，楔块3即发生自锁。R23与垂直方向之间的夹角是,要使R23作用在摩擦角之内,即6所以,楔块3发生自锁的条件是2（B）设矿石的重量为Q，矿石与颚板间的摩擦因数为F，则摩擦角为FARCTAN矿石有向上被挤出的趋势时，其受力如图，由力平衡条件知R12R320QFF由正弦定理得R12SIN2SIN90FQR12SIN2COSQF令Q0，得SIN20故自锁条件为2参考方法二02SIN2FRQ即2SIN2FRQ2SIN2SIN0RRFF当0时，即02，矿石将不被挤出，即自锁条件为2补充题如图示斜面机构，已知F（滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）、（滑块1的倾斜角）、F（驱动力，铅重方向），Q（工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构的效率及自锁条件（包括正、反行程）。解QFR32FR1212390QFR32FR1227（1）反行程受力分析如图由正弦定理得，21SIN2SIN90RFF12SIN90SIN90RFQ2112RRFF所以COSCOSSIN2QF可得0SIN2TANCOSQQ0令，则2为自锁条件。（2）正行程效率由第4章受力分析知COSSIN2COS2COSFQ所以0TANCOS2COSCOSSIN2FF90290FFR31QFR32FR12FR218第七章课后习题76如图所示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径R3，各齿轮的转动惯量J1、J2、J2、J3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J1中包含了电动机转子的转动惯量。工作台和被加工零件的重量之和为G。当取齿轮1为等效构件时，求该机械系统的等效转动惯量JE（1/2Z2/Z1）。解根据式（717）221NSIIEISIIJMJ得2222224122311113EGJJJJJG又因21221121123322143311322,ZZZZRZZ由、得22231211223232EGRZZZJJJJJZGZZ711某内燃机的曲柄输出力矩MD随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周期T，曲柄的平均转速NM620R/MIN。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数001。试求1）曲柄的最大转速NMAX和相应的曲柄转角位置MAX；2）装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。MR能量指示图9解（1）设阻力矩为MR，由驱动功等于阻抗功有R00DMDMD即R1201301302002002180180M解得R700116676MNM直线OA的方程为200180020180YXX直线BC的方程为200360013013180YXX直线ME与分别与OA、BC交于D、E点，则可求得D、E坐标为7700125700,10862166DE由能量指示图知，E点时速度达到最大值NMAX，MAX1620100056231/MIN2MNNRMAX12518010417216OO（2）由能量指示图知，D到E区间内的盈亏功为最大盈亏功MAXW，其在数值上应等于梯形ABED所围成的面积MAX1301257700612520021802161086216W22MAX900/FMJWN将MAX,MWN代入上式得，2211FJKGM10补充题图示铰链四杆机构，已知L1100MM，L2390MM，L3200MM，L4250MM，若阻力矩M3100NM。试求（1）当/2时，加于构件1上的等效阻力矩MER（2）当时，加于构件1上的等效阻力矩MER。解1先确定速度瞬心P13的位置，如图所示。P131131431334PPPP313141131334PP12PPLL3ER31110050NM2MM2先确定速度瞬心P13的位置，如图所示。P131131431334PPPP3131411131334PP10023507PPLLL3ER312200100NM77MM（思考还可以利用矢量方程得到速度多边形来求得速比BCBCVVV）85试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。图A中,偏心盘1绕固定轴O转动，迫使偏心盘2在圆盘3中绕其几何中心B相对转动，而圆盘3又相对于机架绕其几何中心C转动。图B中，偏心盘1绕固定轴O转动，迫使滑块2在圆盘的槽中来回滑动，而圆盘3又相对于机架转动。A图示机构的运动简图如解图85A所示。OC为机架，OA与BC为摇杆，故该机构为双摇杆机构。（B）图示机构的运动简图如解图85B或C所示。OB为机架，图85B为曲柄摇杆机构；图85C为导杆机构。P12P34P23P14P13L1L2L3L4P12P13P14P34P2311OAB1234OABBC86如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为A240MM,B600MM,C400MM,D500MM。试问1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在2）若各杆长度不变，能否采用选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构如何获得3）若A、B、C三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，D的取值范围应为何值解答（1）因为240600840400500900ABMMMMMMCDMMMMMM又取杆4为机架，最短杆1为连架杆。所以又曲柄存在，为杆1。（2）若各杆长度不变，可以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构。其中，结合（1）可知，取杆1为机架得双曲柄机构；取杆3为机架得双摇杆机构。（3）要获得曲柄摇杆机构，需要满足杆长条件；最短杆为连架杆。1）杆4为最长杆，即600DMM时，2406004001000ADMMDBCMMMMMM600760MMDMM2）杆4长介于B、C之间，即400600MMDMM时，240600840400ABMMMMMMCDMMD440600MMDMM3）杆4长介于A、C之间，即240400MMDMM时，240600840400ABMMMMMMCDMMD无解综上，若A、B、C三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，D的取值范围为440760MMDMM88图示铰链四杆机构中，各杆的长度为1L28MM,2L52MM,3L50MM,4L72MM,试求COBA（A）121当取4为机架时，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角MIN和行程速度变化系数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解答（1）作出该机构的极位夹角与杆3的最大摆角。如图88（A）2222224343412421222222222222343434342221221ARCCOSARCCOS22ARCCOSARCCOS272285227252281221ARCCOSARCCOS22ARCCOS28525228725072501942855072LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL222ARCCOS2507225072252285072706作出该机构的两个传动角极值，如图88（B）222222231232222222322341ARCCOSARCCOS22525014ARCCOSARCCOS2252507228525051128725250180180227LLLLLLLLLLLL最小传动角MIN2227行程速度变化系数K124180180180194180194K（2）142328721005250102MMMMMMMMMMMMLLLL又1L为最短杆当取杆1为机架时，将成双曲柄机构。C、D为摆转副（3）由（2）可知，当杆3为机架时，将成为双摇杆机构。A、B为周转副。13B2B1C2C1ADB4C4C3DB3A（A）（B）816图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F连接起来，使摇杆的三个已知位置123CDCDCD、和滑块的三个位置123FFF、相对应（图示尺寸系按比例绘出）。试确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点的位置。解答B1B2AB1C1C2E2C3DF11F1F2F3F33BA三角形C1DF1，绕D点旋转，使C1点与C2点重合，此时F1点旋转到点。同理旋转三角形C3DF3得点F33。作F11和F2F33的垂直平分线A、B的交点即为所求铰接点E2的位置。823如图所示，现预设计一铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长度为CDL75MM，行程速度变14化系数K15，机架AD的长度ADL100MM，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45。试求曲柄的长度ABL和连杆的长度BCL（有两组解）。解答行程速比变化系数K15极位夹角1115115118018036KK作图比例尺1LMMMMU_1717112552551ABBCLBCABLMMMMMMMMLLUACALLUC22754825ABBCMMMMLL或_116951695217171ABBCLBCABLMMMMMMMMALLUCLLUAC492512025ABBCMMMMLLC1DC2CA97试标出题96A图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90后推杆的位移；并标出题96B图推杆从图示位置升高位移S时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。151021在图中，已知基圆半径BR50MM，现需求1）当KR65MM时，渐开角的展角K、渐开线的压力角K和曲率半径K。162）当K5时，渐开线的压力角K及向径KR的值。注下为渐开线函数KINVK表（摘录）次3035404550553400851428583286525872238792588631解答（1）由直角三角形的性质，可得2222415350ARCCOSARCCOS60TANTAN6550397239723972788180KBBKKKKKKMMMMINVRRRR（2）根据式TANKKKKINV，查上表可解得343475K,45506085COSCOS3475BKKMMMMRR1023设有一渐开线标准齿轮，Z26MM，M3MM，AH1，20，求其齿廓曲线在分度圆和齿顶圆上的曲率半径及齿顶圆压力角。解答B1132639221139134222COS39COS366520AAARMZMMMMMZMZMMMMMMMRMMMMHHRR（1）曲率半径2222222213332051393665366542BABAMMMMMMMMRRRR（2）齿顶圆压力角3665ARCCOSARCCOS422924BAARR1026已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数M5MM，压力角20，中心距350MM，传动比12I9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。解答（A）解方程组A，并代入已知数据可得171290,50ZZ则11221122112259045055025024502154602250215260COS450COS42286COS250COS23492115785227852020AAAABBMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMSMMMMMESMMDZDZDDHDDHDDDD1028已知一对标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的20、M5MM、121942ZZ、，试求其重合度。问当有一对轮齿在节点P处啮合时，是否还有其他轮齿也处于啮合状态；又当一对轮齿在1B点处啮合时，情况又如何解答1求重合度11111222221212COS19COSARCCOSARCCOSARCCOS19212COS42COSARCCOSARCCOSARCCOS422121TANTANTANTAN2119TANTAN422203176720262363176720BAAABAAAAAMMMMRZRHZRZRHZZZTANTAN16326236202结合1可知当有一对轮齿在节点P处啮合时，不存在其他轮齿也处于啮合状态。有一对轮齿在1B点处啮合齿轮时，不存在其他一对齿轮也处于啮合状态。1029设有一对外啮合齿轮的1Z30，2Z40，M20MM，20AH1试求当725MMA时，两轮的啮合角。又当啮合角2230是，试求其中心距A。解答121120304070022AMMMMMZZ由中心距公式COSCOSAA1当725MMA时，18700COSCOSARCCOSARCCOS725202487AA2当3022时，COS700COS71198COSCOS203022AMMA1034设已知一对斜齿轮传动的1Z20，2Z40，NM8MM，15（初选值），B30MM，ANH1试求A（应圆整，并精确重算）、及V1Z、及V2Z。解答1212121331232382040124846622COS2COS25082040ARCCOSARCCOS2225020225864045173TANTANARCTANARCTANCOS15161537COSCOS161537COS20COS1615NNVVNTAMMMMAMMAMZZDDMZZZZZZ111122222220COSCOSCOSCOSARCCOSARCCOSARCCOS20212COSCOS40COSCOSCOSARCCOSARCCOSARCCOS2COS207643720764161537314441615372NTBATANANNTBATANANMZDDZMHMZDDZMH1212COS4021COS1TANTANTANTAN120TANTAN40TANTAN1548230SINSIN033481548007641615372684616153731444207642684620764161537ATTATTNRBZZM3341882191037已知一对直齿锥齿轮的1Z15，2Z30，M5MM，AH1，90试确定这对锥齿轮的几何尺寸。解答2011221112211122215ARCTANARCTAN305121256515755301502COS7525COS83942COS126349090263463262634AAFAAAAAMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMZZHHHHCDZDZDDHDDH111222222212115025COS154472COS7526COS64272COS15026COS1446325838526ARCTANARCTAN8385632626346326153064263464FFFFFFAFMMMMMMMMMMMMRMMMRDDHDDHZZH2211221112220251578522151677COSCOS306708COSCOS8385233304063266673242634628422632665920426346326AFFFFFVVCMMMMMMSMMMMRBMMCZZZZ795MM取B27MM1040一涡轮的齿数2Z40，2D200MM，与一单头蜗杆啮合，试求1）涡轮端面模数2TM及蜗杆端面模数1XM；212）蜗杆的端面齿距1XP及导程L；3）两轮的中心距A；4）蜗杆的导程角1、涡轮的螺旋角2及两者轮齿的旋向。解答12212200540TXMMMMDMMZ2111515714015716284XXXMMMMLZMMMMPMP3根据教材表109可查得1D50MM或90MM，则12115020012522AMMMMDD或1902001452AMMMM【题21】图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是动力由齿轮1输入，使轴A连续回转，而固定装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构，将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘制其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图，并提出修改方案。关于我国金融分业经营和混业经营的分析00143HLFPPPN000142323HLFPPPNF（1）绘制机构运动简图并计算自由度【题21】12345BADCE（2）修改方案一【题21】123645BADCEF（2）修改方案二【题21】123456BADCEF图示为一小型压力机。图中齿轮1与偏心轮1为同一构件，绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C轴上下摆动；同时又通过偏心轮1、连杆2、滑杆3使C轴上下移动；最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。【题21】OABCDEFGIHHHH123489567D处为局部自由度102108HLFPPPN11021028323HLFPPPNF（1）绘制机构运动简图（2）计算自由度【题21】【题213】图示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮1按图示方向连续回转时，可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而形成真空。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。ABCD124600043HLFPPPN10042323HLFPPPNF（1）绘制机构运动简图（2）计算自由度【题213】A为复合铰链LH45100NPPPF1001524323HLFPPPNF【题216（A）】计算图示齿轮连杆组合机构的自由度。B、C两处为局部自由度，构件3和5分别与机架8虽各有两处接触，但分别只能算一个移动副20287HLFPPPN1202827323HLFPPPNF计算图示凸轮连杆组合机构（图中D处为铰链在一起的两个滑块）的自由度。【题216（B）】K、F、C三处为复合铰链，M、J等2个构件为不影响机构运动传递的重复部分102017211323HLFPPPNF00171122304232042HLFPPNNPPPPPNHLHL计算图示精压机构的自由度。【题216（C）】A、B、C三处为复合铰链，齿轮5与齿条7在齿的两侧均保持接触，且接触点的公法线方向彼此不重合，为两个高副1003726323HLFPPPNF00376HLFPPPN计算图示齿轮连杆组合机构的自由度。齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同，为什么【题216（D）】ABCD12435678EFGHHHHJI1001027323HLFPPPNF000107HLFPPPN【题23】图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选EGGGG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同。（1）计算自由度ABCD124358EFJ67GHHHHI（2）以AB杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】ABCD124358EFJ67GHHHHI（2）以AB杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】ABCD124358EFJ67GHHHHI以构件AB为原动件时机构的基本杆组如上图所示此机构为机构（2）以AB杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】ABCD12435678EFGHHHHJI（3）以EG杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】ABCD12435678EFGHHHHJI（3）以EG杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】ABCD12435678EFGHHHHJI（3）以EG杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】ABCD12435678EFGHHHHJI以构件EG为原动件时机构的基本杆组如上图所示此机构为机构（3）以EG杆为原动件时机构的基本杆组分析【题23】（1）计算自由度C处为局部自由度，构件5机架6虽有两处接触，但只能算一个移动副10165HLFPPPN101625323HLFPPPNFA1NNBCEFDF23456G【题24（A）】试计算图示平面高副机构的自由度，并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组。A1BCEFDF23456G（2）高副低代【题24（A）】A1BCEFD23456G此机构为机构（3）基本杆组的分析【题24（A）】A1BCDEFGHHHHIJD2345678NN（1）计算自由度F处为局部自由度，构件3与机架8虽有两处接触，但只算一个移动副10197HLFPPPN101927323HLFPPPNF试计算图示平面高副机构的自由度，并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组。【题24（B）】A1BCDEFGHHHHIJD2345678（2）高副低代【题24（B）】A1BCDEFGHHHHIJ2345678此机构为机构（3）基本杆组的分析【题24（B）】【题3（A）】试求图示机构在图示位置时全部瞬心的位置。A1234BCP12P23P24P34P14P13【题3（B）】AP121234P34BCP23P14P13P24试求图示机构在图示位置时全部瞬心的位置。【题3（D）】1234P14P23P12P1324P34ABCMVM试求图示机构在图示位置时全部瞬心的位置。【题34】在图示的齿轮连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比1/3123456ABCDEF解欲求齿轮1与齿轮3的传动比，需求出P13欲P13，需求出P16、P36、P12、P23由P14、P24、P12共线可得P12即为高副接触点由P25、P56、P26可得P26位于P25和P56的连线上由P36、P26、P23共线可得P23即为高副接触点123456【题34】【题34】123456ABCDEFP36P16P12P23P13LPPV1316113LPPV133633131316133631P【题314】图示曲柄摇块机构中，已知LAB30M，LAC10M，LBD50M，LDE40M，曲柄以等角速度10RAD/S回转。试用图解法求机构在45位置时，D点和E点的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。解（1）取L01M/作机构运动简图，如图所示，从图中量得LBC123MABCDE1423111【题314】（2）对构件2上C点的速度进行分析取V05M/SM作速度多边形图BCBCABLCCBCBCABVVVVV方向大小03232221ABCDE142311PC3B2C2【题314】根据速度影像原理，求D点和E点的速度作B2DC2BDC，B2DEBDE分别求得D和EABCDE142311PC3B2C2DE【题314】M/S2260514050PDVVDM/S173045305PEVVEM/S1020502DBVVDBRAD/S210501032DBDBLVM/S1730453053232CVVC求D点和E点的速度和构件2的角速度，从速度多变形图中量得PC3B2C2DE，MM453MM2MM453MM514232CDBPEPD【题314】（3）对构件2上C点的加速度进行分析取A03M/S2/M作加速度多边形图BCBCBCABVLLRCKCCBCNBCBCCBCABAAAAAAA方向大小20323232222322221ABCDE1423112212M/S3ABBLA222M/S4920BCNBCLA232232M/S690CKCVA的方向把VC2C3沿2的方向转90KCA32PC3B2NC2K【题314】根据加速度影像原理，求D点和E点的加速度ABCDE142311EDBDEEDBDCBCDDB和分别求得，作222PC3B2NC2KDE【题314】求D点和E点的加速度和构件2的角加速度，从加速度多边形图量得PC3B2NC2KDEMM453MM49MM682CNEPDP，2M/S626830DPAAD2M/S8324930EPAAE222M/S03514530CNAABC232M/S4181012303512BCLABC图示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件1和1预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具，3为楔块，若已知各接触面间的摩擦角均为,试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件）。【4章和5章课后作业】1123F【第4章和5章补充题3】解（1）求驱动力的表达式确定此夹具的自锁条件即确定其反行程时的自锁条件。该夹具反行程时为楔块3向右运动对机构进行受力分析，如图所示，由图可知反行程时FR23为驱动力作出力多变形，如图所示。1123F3FFR13FR23902FFR23FR13【第4章和5章补充题3】（2）确定夹具自锁条件反行程时驱动力FR23的表达式当0（不考虑摩擦力）时，理想驱动力的表达式为机构反行程时的效率为令0，则机构的自锁条件为2SIN90SIN23FFRSIN230FFRCOSSIN2SIN23230RRF2902FFR23FR13FFR2SINCOS23【题712】某内燃机的曲柄输出力矩MD随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周期为，曲柄的平均转速NM620R/MIN。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数01。试求（1）曲轴最大转速NMAX和相应的曲柄转角位置；（2）安装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。TMAXCOAB20MDMNM2030130【题712】解（1）求等效阻力矩MR由一个工作循环中驱动功等于阻抗功有COAB200MDMNM/9/613/1800DMDMRRM2018132120620921MN6700RM【题712】（2）作等效阻力矩变化规律曲线，如图中虚线所示，分别与OA、BC交于点D和E。由图可求得点D和E的横坐标分别为COAB20MDDEMR70/6MNM125/2167/1081087D216125E【题712】（3）求各相应位置之间的盈亏功MN32412256700108767001087211087010870DMDMWRODCOAB20MDDEMR70/6MNM125/2167/1081/21691/216【题712】MN216612567020216162121612510872161251087DABERDDESDMMW（3）求各相应位置之间的盈亏功COAB20MDDEMR70/6MNM125/2167/1081/21691/216【题712】MN64815925670216916702169121216125216125DMDMWREC（3）求各相应位置之间的盈亏功COAB20MDDEMR70/6MNM125/2167/1081/21691/216【题712】ODECWODWDEWECMAX（4）作出系统的能量指示图，如图所示（5）求曲轴最大转速和相应的曲柄转角位置由图可知在E处机构出现能量最大值，即E处的转速为最大值NMAX，由此可得216125MAXEMMNNNMIMAXMINMAX22MINMAXMINMAXNNMMR/MIN16232010162021MAXMNN【题712】（6）求安装在曲轴上的飞轮转动惯量JF由能量指示图可知WMAXWDE6125/21622222MAXFMKG1201601431661259090MNWJODECWODWDEWECWMAX【第7章补充题1】一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩MR的变化规律如图所示，等效驱动力矩MD为常数。机器的等效转动惯量JE1KGM2，在运动循环开始时，等效构件的角速度20RAD/S，试求（1）等效驱动力矩MD；（2）等效构件的MAX与MIN；并指出其出现的位置；确定运转速度不均匀系数；（3）最大盈亏功WMAX（4）若要求运转速度不均匀系数01，则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮MNM2MR3/2100【第7章补充题1】解（1）求等效驱动力矩MD由一个工作循环中驱动功等于阻抗功有（2）作等效驱动力矩变化规律曲线，如图中虚线所示。2020DMDMRD21002MMN25DMMNM2MR253/2100【第7章补充题1】MN25025000DMDMWRMN537210225232323DMDMWRMN512022522322323DMDMWR（3）求各相应位置之间的盈亏功【第7章补充题1】（4）作出系统的能量指示图，如图所示OW0W3/2W3/2WMAX3/22【第7章补充题1】（5）求等效构件的MAX与MIN及其位置和运转速度不均匀系由图可知在和3/2处为能量的最大值和最小值，故等效构件的MAX和MIN分别出现在和3/2处220MAX0001125NM22DREEWMMDJJ33222203MIN000211125NM22DREEWWMMDJJRAD/S623MAXRAD/S917MINMAXMINMAXMINMAXMINM236179027523617922【第7章补充题1】（6）求等效构件上所加飞轮的转动惯量JF由能量指示图可知WMAX3752MAXF22375173KGM20750EMWJJRAD/S752029176232MINMAXMOW0W3/2W3/22WMAX3/2【题86】如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为A240M，B60M，C40M，D50M。试问（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在（2）若各杆长度不变，能否采用选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构如何获得（3）若A、B、C三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，D的取值范围应为何值解（1）因A为最短杆，B为最长杆，AB84090CD且最短杆1为连架杆，故当取杆4为机架时有曲柄存在。（2）由（1）可知，该四杆机构满足杆长条件，因此能够采用选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构。要获得双曲柄机构，应取最短杆1为机架；要获得双摇杆机构应取最短杆1的对边杆3为机架。（3）要获得曲柄摇杆机构应满足杆长条件，且最短杆为连架杆。因1、2、3三杆长度不变，由此可知，杆1为最短杆，杆3为中间杆。当杆4为中间杆时，首先杆4的长度D应满足240D60，同时还应满足2406040D，由此可知40D60当杆4为最长杆时，首先杆4的长度D应满足60D1240，同时还应满足240D4060，由此可知60D760综上可知获得曲柄摇杆机构，D的取值范围40D760【题86】【题8】图示铰链四杆机构中，各杆长度L128M，L252M，L350M，L472M，试求（1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角和行程速度变化系数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MIN解（1）作出机构的两个极位，极位夹角和最大摆角如图所示A1DCBC2C1B1B2234【题8】953780722508072ARCOS2ARCOS222222222ACADDCADADC391924722502472ARCOS2ARCOS2221212121ACADDCADADC5618391953712ADCADC23156181805618180180180K【题8】737950722805072ARCOS2ARCOS22222222DCAAADDAC567017973912DACDAC17950722245072ARCOS2ARCOS2221212121DCAAADDAC【题8】作出主动曲柄与机架共线的两位置，两位置的传动角如图所示A1DCB234BBCC【题8】271550522105052ARCOS2ARCOS22222DCCBBCB73220651,7322MIN0651,27157180MIN,180MINMIN06515052245052ARCOS2ARCOS22222DCCBDBDCB【题8】（2）由题意知杆1为最短杆，杆4为最长杆，且L1L4L2L3，当取最短杆1为机架，该机构将演化成双曲柄机构。该机构满足杆长条件，故有周转副存在且位于最短杆上，而C、D两转动副不位于最短杆1上，故为摆转副。（3）由（2）知，该机构满足杆长条件，当取杆3为机架，杆3位于最短杆1的对边，该机构将演化成双摇杆机构。该机构满足杆长条件，故有周转副存在且位于最短杆上，而A、B两转动副位于最短杆1上，故为周转副。【题8】【题823】如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长度LCD75M，行程速度变化系数K15，机架AD的长度LCD10M，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角45。试求曲柄的长度LAB和连杆的长度LBC（有两组解）。B1C1C2C2B2B2B1AD4解180（K1）/（K1）36，根据作出摇杆的另一极限位置，该极限位置有两处，如图所示的DC2、DC2。【题823】解当摇杆的另一极限位置位于DC2时，则AC1为折叠共线，AC2为拉直共线MM847045COS75102751045COS22222111DCADDCADACLLLLL47845SIN847075ARCSINSINARCSIN1111ADCLLDACACDC4712364782112ACDACDAC73164712SIN7510ARCSINSINARCSIN222DACLLADCDCAD【题823】MM481697316SIN8150SIN10SINSIN222ADCALLDAACMM32492847048169212ACACABLLLMM161202847048169212ACACBCLLL815073164712180180222ADCDACADC【题823】解当摇杆的另一极限位置位于DC2时，则AC2为折叠共线，AC1为拉直共线2716373161801801802222ADCCDADCMM82527163SIN264SIN100SINSIN222ADCALLDAAC264271634712180180222ADCDACADCMM52228258470221ACACABLLLMM324828258470221ACACBCLLL【题823】【题97（A）】试标出图示位置凸轮机构压力角，从图示位置转过90后推杆位移SOABCDEFGHHHH【题97（A）】（1）圆盘凸轮圆心A与滚子中心B之间的连线与推杆道路之间所夹的锐角为图示位置凸