机械原理课后习题答案.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 F3n2plph 3 2 341 0 34(251)1 lh F3n(2pp )=+ =+= 1-1 2 3 4 5 7 8 9 Fp)p(2p3nF hl += 138(21020) 1 =+ = 4 6 (2-3) 1 3 3(240)1 lh F3n(2pp )=+ = += Fp)p(2p3nF hl += 1 20)28(273 = += Fp)p(2p3nF hl += 134(250)0 1 =+ = 023032=+=+=3np2pp h l 1 02)017(2113 = += Fp)p(2p3nF hl += 2630102=+= +=3np2pp 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 P14P14 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1/3 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的传动比的传动比1/ 3 。 C 2 D B A 1 3 5 4 6 P12 P23 P13 13613 3 1613 P P P P = 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， 2 = 10 rad/s，试用瞬心法求： 1）当=165时，点C的速度vC； 2）当=165时，构件的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=时， 角之值（有两个解）。 题题3-4解解 取作机构运动简图；并求出各瞬心如图所示。 2 l mm mm = P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 1）当=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 = = 4 4.470.090.40 (/ ) CCD vlm s= 解法： 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 = 1313 2 1313 78.2 100.060.40 (/ ) 118.5 CBAB P CP C vvlm s P BP B = 题题3-4解解 P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 2）当=165时，构件的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P13EBC，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 = 1313 2 1313 70.3 100.060.36 (/ ) 118.5 EBAB P EP E vvlm s P BP B = E 234.368.6 () l CEmm= 题题3-4解解 P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 3）当vC=时， 角之值（有两个解）？ P13 E 4CCD vl= 当=时， vC=，而 1224 42 1424 P P P P = 当P24与P24重合时 12244 000 C P Pv= 则必然是杆2和杆3 共线的位置，有两 共线位置： 重叠共线位置重叠共线位置 拉直共线位置拉直共线位置 2 1 227 26 = = ? ? 1 2 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1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 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取B为重合点：B(B1, B2, B3) 1) 求vB2 AB l lm mmAB = 2133 () BBBC vvvv= 211BBAB vvl= 2) 求vB3 3232 BBB B vvv=+ B(B1, B2, B3) 方向： 方向： BDBA CD 大小：大小：? ? 1 1 / B v vm s mmpb = 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 =同时可求得 题题3-8 b) 解解(续) b ) 1 A C D B 2 3 4 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 （3）加速度分析 1) 求aB2 方向:BA 2 2111 n BBB AAB aaal= 2) 求aB3 B(B1, B2, B3) 方向：方向：BD BDBA 0CD 大小：大小：? 0? 2 1 1 / B a am s mmp b = 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 cal= 2133 () BBBC aaaa= 33323232 ntkr BB DB DBB BB B aaaaaa=+=+ 其中 k 2B3B2 B3B2 a= 2v= 0 ? p(d) b2 (b1) k b3 c3 (n3) 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1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 = 2133 () BBBC vvvv= 211BBAB vvl= 2) 求vB3 3232 BBB B vvv=+ 方向： 方向： BDBA CB 大小：大小：? ? 1 1 / B v vm s mmpb = 取作速度图 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 3) 求vC3 : 用速度影像法 33Cv vpc= A B C D 1 2 3 4 1 33 33 pcpbDC pcpb DCDBDB = 31 CDCD CBAB BCBC ll vvl ll = 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 aaal= 2) 求aB3 A B C D 1 2 3 4 1 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 方向:BA 方向：方向：BD BDBA 0CD 大小：大小：? 0? 其中0)0( k 2B3B2 B3 B 2 3B2 B va= 2v= ? 2 1 1 / B a am s mmp b = 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 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 方向：方向：BD BDBA 0CD 大小：大小：? 0? 2 1 1 / B a am s mmp b = 取作加速度图 p(d) b2 (b1) k b3 c3 3) 求aC3 : 用加速度影像法 33 b c dBCD作 33 aC ap c= 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，1 = 10 rad/s，试用图解法求机构在1=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 1 E 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3) 0.002 l m mm = 22 22 cos135 3010030 100cos135123() BCABACABAB lllll mm =+ =+= ? ? 2 , BCDE2 vvvv 题题3-10 解解(续续) B A C D 2 3 4 1 1 E 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3) 1) 求vB 1 100.030.3 (/ ) BAB vlm s= 2) 求vC2 22323 CBC BCC C vvvvv=+=+ 方向：方向：ABBC0BC 大小：大小：? 0? / 0.005 v m s mm = 取作速度图 p(c3) b c2 2 , BCDE2 vvvv 题题3-10 解解(续续2) B A C D 2 3 4 1 1 E 1 解解 （2）速度分析 1) 求vB2) 求vC2 3) 求vD和求vE 用速度影像法 p(c3) b c2 2 50 123 BD BC bdBDl bcBCl = 作得d点 d 0.00544.60.223 (/ ) Dv vpdm s= 40 50 DE BD deDEl bdBDl = 并使得e点 2 debc 作 e 0.00532.00.16 (/ ) Ev vpem s= 3) 求2 22 2 0.00549.0 2.0 (/ ) 0.123 CBv BCBC vbc rad s ll =顺时针 2 2 , BCDE2 vvvv 题题3-10 解解(续续3) B A C D 2 3 4 1 1 E 1 p(c3) b c2 d e 2 解解 （3）加速度分析 1) 求aB 2) 求aC2 22232323 ntkr CBC BC BCC CC C aaaaaaa=+=+ 方向：方向： BA CB CB0CB向下 向下 BC 大小：大小：? 0? 2 / 0.05 a m s mm = 取作加速度图 其中: p(c3) k n2 b 22 , BCDE aaaa 1 2 22 100.033 (/) n BBAAB aal m s = =方向:BA 2 222 2 2.00.1230.492 (/) n CBBC alm s= 23323232 2 22() 22.0(0.00539.0)0.78 (/) k C CC Cv avc c m s = = c2 题题3-10 解解(续续4) B A C D 2 3 4 1 1 E 1 p(c3) b c2 d e 2 解解 （3）加速度分析 1) 求aB2) 求aC2 3) 求aD和 求aE 用加速度影像法 k p(c3) b n2 c2 2 50 123 BD BC b dBDl b cBCl = 作得d点 2 0.0552.52.63 (/) Da ap dm s= d 40 50 DE BD d eDEl b dBDl = 并使得e点 2 d eb c 作 e 2 0.0556.22.81(/) Ea ap em s= 4) 求2 2 222 2 0.05 18.0 7.32 (/) 0.123 t CBa BCBC anc rad s ll = 顺时针 2 22 , BCDE aaaa 题题3-11 解解 在图示的机构中，已知lAE=70 mm， lAB=40 mm ，lEF=60 mm， lDE=35 mm， lCD=75 mm， lBC=50 mm， 原动件以等角速度1 = 10 rad/s回转。试 以图解法求在1=50时点C的速度vC和加速度aC。 解解 （1）取作机构运动简图； 0.001 l m mm = sin50sin EFAE ll AFE = ? B A C D 2 3 4 1 1 E 1 F 6 5 11 70 sinsin50sinsin5063.3 60 AE EF l AFE l = ? 1805063.366.7AEF= ? sin66.7sin66.7 6071.9 () sin66.7sin50sin50sin50 AFEF AFEF ll llmm= ? ? 题题3-11 解解(续续) 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 B A C D 2 3 4 1 1 E 1 F 6 5 15 , BFFDC vvvvv 1) 求vB和vF1 1 100.040.4 (/ ) BAB vlm s= 2) 求vF5(= vF4) 45151 FFFF F vvvv=+ 方向：方向：FEAFAF 大小：大小：? ? / 0.04 v m s mm = 取作速度图 11 100.0720.72 (/ ) FAF vlm s= p b f1 f5 (f4) 题题3-11 解解(续续2) 解解 （2）速度分析 B A C D 2 3 4 1 1 E 1 F 6 5 1) 求vB和vF1 2) 求vF5(= vF4) 3) 求vD 用速度影像法或按以下方法求出: p b f1 f5 (f4) 44 4 0.0440.2 26.8 (/ ) 0.06 Fv EFEF vpf ll rad s = = 逆时针 4 4 26.80.0350.94 (/ ) DDE vlm s= 3) 求vC CBCBDDB vvvvv=+=+ 方向：方向：CB CD 大小：大小：? ? d c 0.0417.50.70 (/ ) Cv vpcm s= 15 , BFFDC vvvvv 题题3-11 解解(续续3) p b f1 f5 (f4) d c B A C D 2 3 4 1 E 1 F 6 5 4 1 解解 （3）加速度分析 1) 求aB和aF1 515151444 krnt FFF FF FFEFEF aaaaaaa=+=+= 方向：方向：FA AF向下向下AFFE FE 大小：大小：? ? 154 ,() BFFFDC aaaaaa= 1 2 22 100.044 (/) n BBAAB aal m s = = 1 2 11 22 100.0727.2 (/) n FF AAF aal m s = = 2) 求aF5 方向:BA 方向:FA 其中: 222 44 26.80.0643.1(/) n FEEF alm s= 2 51151115 22()2 10(0.0435.7)18.56 (/) k FFFFv avf fm s= 题题3-11 解解(续续4) p b f1 f5 (f4) d c B A C D 2 3 4 1 E 1 F 6 5 4 1 解解（3）加速度分析 1) 求aB和aF1 2 / 1 a m s mm = 取作加速度图 2) 求aF5 p 方向：方向：FA AF向下向下AFFE FE 大小：大小：? ? b k f 1 f 5 ( f 4) 515151444 krnt FFF FF FFEFEF aaaaaaa=+=+= 题题3-11 解解(续续5) p b f1 f5 (f4) d c B A C D 2 3 4 1 E 1 F 6 5 4 1 解解（3）加速度分析 1) 求aB和aF1 2) 求aF5 3) 求aD加速度影像法 ntnt CBCBCBDCDCD aaaaaaa=+=+ 方向：方向：CB CB CD CD 大小：大小：? ? d k p b f 1 f 5 ( f 4) 4 50 123 DE FE p dl p fl = 作得d点 2 128.228.2 (/) Da ap dm s= = 4) 求aC k p b f 1 f 5 ( f 4) 题题3-11 解解(续续6) p b f1 f5 (f4) d c B A C D 2 3 4 1 E 1 F 6 5 4 1 解解（3）加速度分析 1) 求aB和aF1 2) 求aF53) 求aD 方向：方向：CB CB CD CD 大小：大小：? ? d 4) 求aC 其中: 222 2 ()(0.047.5) 1.8 (/) 0.05 n CBv CB BCBC vbc am s ll = 222 2 ()(0.0424.0) 12.3 (/) 0.075 n CDv CD CDCD vdc am s ll = 2 12.82.8 (/) Ca ap cm s= = n 3 c n 2 ntnt CBCBCBDCDCD aaaaaaa=+=+ 题题3-14 解解 在图示的齿轮连杆组合机构中，MM为固定齿条，齿轮3的直径为齿 轮4的2倍，设已知原动件以等角速度1顺时针方向回转。试以图解法求 机构在图示位置时， E点的速度vE以及齿轮3、4的速度影像。 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 B A C D E F M M 2 3 4 1 6 5 BCE vv?v 1) 求vB K vK 1BAB vl= 方向:BA，指向1方向 题题3-14 解解(续续) 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 B A C D E F M M 2 3 4 1 6 5 BCKE vvvv 1) 求vB 2) 求vC K CBCB vvv=+ 方向： A方向： ACBACB 大小：大小：? ? / B v vm s mmpb = 取作速度图 p b c 3) 求vK K点为两齿轮节圆的切点，是齿轮3和 齿轮4的相对瞬心；而D点为齿轮3和 齿条的相对瞬心，因齿条固定成为机 架，故D点为齿轮3的绝对瞬心。 vKDK vK 题题3-14 解解(续续2) 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 B A C D E F M M 2 3 4 1 6 5 1) 求vB2) 求vC 3) 求vK K c p b vK KCKC vvv=+ 方向： 方向： KD沿A沿ACKC 大小：大小：? ? 或利用速度影像法 bcdBCD 作 (d) k 4) 求vE EKEK vvv=+ 方向： 方向： EFEK 大小：大小：? ? e Ev vpe= g3g4 BCKE vvvv 1 机械原理作业题解 第五章第五章 机械的效率和自锁机械的效率和自锁 2 解：该系统的总效率为：解：该系统的总效率为： 22 123 0.950.970.90.804 = 电动机所需的功率为：电动机所需的功率为： 5500 1.2 8204 ()8,204 () 0.804 Pv NWkW = 3 解：此传动属混联系统解：此传动属混联系统 输入功率：输入功率： 5 6.25 () 0.8 1 2 () 0.5 A A A B B B P PkW P PkW = = 系统的总效率：系统的总效率： 22 12 51 0.920.970.63 6.252 AB AB PP PP + = + 电动机所需的功率为：电动机所需的功率为： 51 9.53 () 0.63 AB d PP PkW + = 4 解法解法2：此传动属混联系统：此传动属混联系统 输入功率：输入功率： 2 21 2 21 7.22 () 2.31 () A A A B B A P PkW P PkW = = 系统的总效率：系统的总效率： 51 0.63 7.222.31 AB AB PP PP + = + 电动机所需的功率为：电动机所需的功率为： 7.222.319.53 () dAA PPPkW=+=+= 5 补充例题补充例题1 物体重为G, 放在倾斜角为的斜面上, 物体与斜面的摩擦系数为f。 求物体平衡时，水平力F的大小。 解解 F若太大，物体上滑； F若太小，物体下滑； (1) 求Fmax F G x y FN Ff max max 0:cossin0 0:sincos0 f N XFGF YFFG = = fN FfF= 补充 max tan 1tan f FG f + = 机械原理 机械的效率和自锁 tanf= 令 max tan()FG=+ 6 F G x y FN 解解 F若太大，物体上滑； F若太小，物体下滑； (1) 求Fmax (2) 求Fmin 补充例题补充例题1解解(续续) F G x y FN Ff min min 0:cossin0 0:sincos0 f N XFGF YFFG =+= = fN FfF= 补充 max tan()FG=+ Ff min tan 1tan f FG f = + max tanf= 令 ()()tantanGFG+ min tan()FG= 机械原理 机械的效率和自锁 7 补充例题补充例题2 物体重为G, 放在倾斜角为的斜面上, 物体与斜面的摩擦系数为f。 1. 求物体平衡时，水平力F的大小; 2. 求物体上升和下滑时的效率。 解解 (1) 上升时，F为驱动力，G为阻力 机械原理 机械的效率和自锁 F G x y FN F G x y FN Fftan()FG=+ 理想驱动力： 0 tanFG= 0 tantan tan()tan() FG FG = + (2) 下降时，G为驱动力，F为阻力 tan() tan() F FGG = 理想驱动力： 0 tan F G = 0 /tantan() /tan()tan GF GF = 1 机械原理作业题解 第十一章第十一章 机械的运转及其 速度波动的调节 机械的运转及其 速度波动的调节 2 解解 利用力矩形式的机械运动方程式利用力矩形式的机械运动方程式: 2 2 ee eeee e ddJdJ JMJMdtd dtddtM += 认为制动时是匀减速制动认为制动时是匀减速制动,则则 e e J t M = 02020 () 0100100 (/ ) edr MMMN m rad s = = 0.5 ( 100)2.5( )3( ) 20 ss= = 所以该制动器满足工作要求所以该制动器满足工作要求 3 解解 (1)确定电动机的平均功率确定电动机的平均功率 根据一个运动循环周期内的驱动功与阻力功相等根据一个运动循环周期内的驱动功与阻力功相等 1 12 2d P TPtP t=+ 12 1 12 2 2 33 d TT PP PtP t P TT + + = 12 2367.72 3677 2573.9 () 3333 PP W =+=+= rd WW = t P t1t2 T P1 Pd P2 4 时间周期时间周期T: s n T6 . 0 100 6060 = 12 2 0.2 ,0.4 33 TT tsts= (2)求最大赢亏功求最大赢亏功 max11 ()(2573.9367.7) 0.2441.24 ( ) d WPP tJ= t P t1t2 T P1 Pd P2 ab a a b a 5 900 22 max 2 max n WW J m F = 05 . 0 10014 . 3 24.441900 22 = 2 80.473()kg m= 05. 0144014. 3 24.441900 22 = 2 0.388()kg m= 飞轮装在电动机轴上时飞轮装在电动机轴上时: (3)求飞轮转动惯量求飞轮转动惯量 飞轮装在曲柄轴上时飞轮装在曲柄轴上时: 900 22 max 2 max n WW J m F = 6 7 rd WW = 作能量指示图作能量指示图 2/200)6/(+ = r dd r M M 700 116.67 () 6 N m= 0 F G 显然，在显然，在E处出现能量最小值处出现能量最小值, 在在F处出现能量最大值，即处出现能量最大值，即 = = F时，时，n=nmax 10104 200 67.116200 1303020= += F max (1/2)623.1 () m nnr/min=+= (2)求求nmax和和max 解解 (1)确定阻抗力矩确定阻抗力矩 根据一个运动循环内的驱动功与阻力功相等根据一个运动循环内的驱动功与阻力功相等,即即: 4011 200 67.116 20= E r M F G 8 ) 6 )(67.116200( 2 1 maxEF W += 89.084( )J= max 22 900 F W J n 22 900 89.084 3.146200.01 = 2 2.113()kg m= ) 108 7 216 125 6 )(67.116200( 2 1 += (3)求最大赢亏功求最大赢亏功 (4)求飞轮转动惯量求飞轮转动惯量 0 F G r M F G 9 maxmaxmin WEE= (3)求最大赢亏功求最大赢亏功方法二方法二 r M F G 求从一周期开始至各处的求从一周期开始至各处的 赢亏功累积值赢亏功累积值 f1 f2 f3 ()() 1 11 0011.667116.66711.878( ) 22180 Er fMJ = += += ()()() ()() 2 1 200 2 1 30104.16711.667200116.66789.084 ( ) 2180 BAFEr fM J =+ =+= ()() 3 11 180180116.667116.66777.206 ( ) 22180 Fr fMJ = = = 10 maxmaxmin WEE= (3)求最大赢亏功求最大赢亏功方法二方法二 r M F G 求从一周期开始至各处的求从一周期开始至各处的 赢亏功累积值赢亏功累积值 1 11.(:878) EOE EfJ= f1 f2 f3 212 11.87889.08477.206 ( ): OFFE EEfffJ= +=+= += 3123 11.87889.08477.20:60 OGGF EEffff= +=+= += max min 77.206 ( ) 11.878 ( ) F E EEJ EEJ = = = = maxmaxmin 89.084 ( )WEEJ= = 机械原理作业题解 第八章第八章 连杆机构及其设计连杆机构及其设计 8-5 画出机构运动简图，并说明各为何种机构画出机构运动简图，并说明各为何种机构? 在图在图(a)中偏心盘中偏心盘1绕固定轴绕固定轴O 转动迫使滑块转动迫使滑块2在圆盘在圆盘3的槽中来回滑 动，而 的槽中来回滑 动，而3又相对于机架转动。又相对于机架转动。 图图(b)中偏心盘中偏心盘1绕固定轴绕固定轴O转动通过构件转动通过构件2，使滑块，使滑块3相对于机架往 复移动 相对于机架往 复移动 解：解： (a) 曲柄摇块机构曲柄摇块机构 (b) 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 8-6 如图，已知如图，已知a=240mm, b=600mm, c=400mm, d=500mm, 问：问：1）取 杆 ）取 杆4作机架时，是否有曲柄存在？作机架时，是否有曲柄存在？ 2）能否选不同杆为机架得到双 曲柄机构、双摇杆机构？ ）能否选不同杆为机架得到双 曲柄机构、双摇杆机构？3）若）若a、b、c三杆的长度不变，取杆三杆的长度不变，取杆4为 机架，要获得曲柄摇杆机构， 为 机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？的取值范围应为何值？ 解：解： minmax 840LLabmm+=+= A B D a b c d C 1 2 3 4 mmdc900=+240，还须满足杆长条件，还须满足杆长条件 240600400440abcddabc+=+= 600400240760adbcdbca+=+= 结论：结论：mmd760440 若若4为最长杆，则为最长杆，则 d240 8-8 已知l已知l1=28mm, l l2=52mm, l l3=50mm, l l4=72mm,求：求：1）杆）杆4为机架时，极位夹 角、摆角、最小传动角 为机架时，极位夹 角、摆角、最小传动角min、行程速比系数、行程速比系数K 2)取杆取杆1为机架，将演变为 何种机构？说明 为机架，将演变为 何种机构？说明C,D是转动副还是摆动副？是转动副还是摆动副？3）取）取3为机架，又将演变为何 种机构？ 为机架，又将演变为何 种机构？ A,B是否仍是转动副？是否仍是转动副？ 解：解：该题宜采用图解法该题宜采用图解法,直接作图求得相关参数直接作图求得相关参数 A B C D 1 2 3 4 C1 C2 421 2 3 2 4 2 21 1 )(2 )( arccos lll llll + + = 解析法解析法:1) 412 2 3 2 4 2 12 2 )(2 )( arccos lll llll + = = = =6 .18 12 = + + = + + =5 .70 2 )( arccos 2 )( arccos 43 2 12 2 4 2 3 43 2 21 2 3 2 4 ll llll ll llll = + =06.51 2 )( arccos 32 2 41 2 3 2 2 1 ll llll = + =73.22 2 )( arccos 32 2 14 2 3 2 2 2 ll llll 比较 比较 1, , 2,故 故 min= 2=22.73 23. 1 180 180 = + = + = K mmllLL100 14minmax 2) =+=+ mmll102 32 =+ 且且Lmin=l l1为机架为机架双曲柄机构，双曲柄机构，C,D均为摆动副均为摆动副 3) Lmin=l l1为连杆为连杆 双摇杆机构，双摇杆机构，A,B均为周转副均为周转副 2/ )( 12 ACACl lAB = = 2/ )( 12 ACACl lBC + += = 或者另一解：或者另一解： C2 D 解：解： 1）计算极位夹角）计算极位夹角 8-23 如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，已知摇杆如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的长的长lCD=75mm，行程，行程 速比系数速比系数K=1.5，机架，机架AD的长度为的长度为lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机，摇杆的一个极限位置与机 架间的夹角为架间的夹角为 =45，试求曲柄的长度，试求曲柄的长度lAB和连杆的长度和连杆的长度lBC。 = = 36 2）按照急回机构作图）按照急回机构作图 C A C2 2/ )( 21 ACACl lAB = = 2/ )( 21 ACACl lBC + += = 1 1 180 + + = = K K 8-28 试设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数试设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数K1.5，滑块 的行程 ，滑块 的行程H50 mm偏距偏距e20 mm。并求其最大压力角。并求其最大压力角max。 解：解： 1）计算极位夹角）计算极位夹角 2/ )( 12 ACACl lAB = 2）按照急回机构作图）按照急回机构作图 = = 36 1 1 180 + = + = K K C1C2 H 2 A D B C e 2/ )( 12 ACACl lBC +=+= C max ? max = = 1 机械原理机械原理机械原理机械原理作业题解作业题解作业题解作业题解 第九章第九章第九章第九章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 2 课 堂 练 习 课 堂 练 习 3 2 s 1 s 4 取取 l=1(mm/mm) 逆逆 偏置情况如题偏置情况如题9-6图图a)所示所示 1 机械原理作业题解 第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 2 解: 1)根据渐开线方程式解: 1)根据渐开线方程式 /cos ()tan kbk kkkk rr inv = = 1150 coscos0.6931599()39.71514 65 tantan0.69315990.6931599 0.1375025()7.87831 b k k kkk r rad r rad = = = ? ? 3 解: 2)解: 2)50.0872665() k rad= ? 0.08722350.08726650.087925 k 或时或时, fb dd 7 解:解: ()()tantantantan 2 1 2211 += aa zz 111 111 1 * 111 11 1 * 1 coscos coscoscos (2) cos19cos20 coscos31.76678 (2)192 1 b a aaa a ddmz ddm zh z zh = + = + 11 2 2 * 2 cos42cos20 coscos26.23619 (2)422 1 a a z zh = + 8 ()() ()() 121122 122 tantantantan cos tantantantan 2 24.109 baba aba B Brr m r =+ =+ = ()()tantantantan 2 1 2211 += aa zz ()() 2 1 19tan31.76678tan20tan26.23619tan20 2 1.644 z =+ = cos5cos2014.761 b pm = = 12 24.109 1.644 14.761 b B B p = 9 在P点啮合时,在P点啮合时, () () 111111 1 1 tantan cos tantan11.393 2 ba a B PB NPNr mz = = () () 222222 2 2 tantan cos tantan13.532 2 ba a B PB NPNr mz = = 12 , bb B PpB Pp有两对齿啮合 10 11 coscos cos700cos20 coscos24.8665824 5200“ 725 aa a a = = 解:求标准中心距解:求标准中心距a 12 ()20(3040) 700 22 m zz a + = coscos20 700711.981 coscos24.86658 aa = 11 解:(1)求中心距解:(1)求中心距a, 同时修正同时修正 12 ()8(2040) 248.466 2cos2cos15 m zz a + = 取取a =248, 则则 1 12 ()8(2040) cos14.59255 22248 m zz a + = (2)求(2)求 取取a =250, 则则 1 12 ()8(2040) cos16.2602 22250 m zz a + = ()() 1122 1 tantantantan 2 sin attatt n zz B m =+ =+ = 12 (2)求(2)求 ()() 1122 1 tantantantan 2 sin attatt n zz B m =+ =+ = ()() ()() ()() 11 11 11111 11 22222 1 tantan/costantan20 /cos16.260220.76350 () cos/coscos/(2co 20.61141 31.41634 26 s)31.44412 () cos/coscos/(2cos)26.84583 () 1 ta .774 n 2 05 tn atbat atbat a ddzz ddzz z = =+= =+= =()() 122 tantantan1.548() sin 0.334() 1. 1.565 0.301 1882().856 ttatt n z B m += = =+= 13 (2)求(2)求zv1和和zv2 1 3 2 22.067 44.1 22.606() 45.212()co4s3 v v v z z z z = = = 1 机械原理作业题解 第十一章第十一章 齿轮系及其设计齿轮系及其设计 2 12345 15 51234 50304052 2015118 5200 577.8 9 nzzzz i nzzzz = = = 3 z4 解：轮系划分：复合轮系 行星轮