《机械原理》第七版-(郑文纬-吴克坚)课后习题答案

着南华报大》

构分析平面机

2-1试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。

2-2试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。

班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

-1

着南华报大》

2-3试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。

解:

=3X3-2X4

=1

2—4试画出简易冲床的运动简图，并计算其自由度。及=5,p,p〃=0

F=〃3—“2/-ph

解：=3X5—2X7

=1

班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

着南华报大》

2—5图示为一简易冲床的初拟设计方案。使轴1输入，A连续回转

而装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的，试绘出

其机构运动筒图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

解：机构简图如下:

〃=4,p=/5,口卜=1

F=«3-p2/-Ph班级成绩

3X4-2X5-1姓名任课教师

二1学号批改日期

着雨中报大》

2-6计算图示自动送料剪床机构的自由度，并指出其中是否有复合皎链、局部自由度或虚约束。

CF="=HG

解1：C、F为复合铉链，/为局部自由度GGFHi约虚为

n12=pJ7=,p1V|=F'1=,p，=]

』力吊iF'+p

才22X17-1-1+1

=1

,,船：C为复合较链，/为局部自由度（焊死）

K。）掉后竦约虚为

，P=J1，Ph

F=〃3—。2,~Ph

382X11-1

=1

并指出其中是否愎2般链计、算甑诩1构的自由度,

有确定运动的条件。

解1：C为复合较链，F、/为局部自由度。

D

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

力如hF'+p

阖C2X12-3-2

解2：C为笈浦钦舞由苗部局为

"H

E

，於P=/10，Ph=3

〃3-pit-Ph

W82X10-3

=1

机构具有确定运动的条件是：/=原动件数，即取1个原动件。

班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

-4

着南华报大》

2-8计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合较链、局部自由度或虚约束。说明该

具有确定运动的条件。

解10：A、8为复合钱链，8’为虚约束（重复部分）

机构具有确定运动的条件是：尸=原动件数，即取2个原动件。

2-9计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。

解，p=/10,Ph=0

F=n3-p2,-ph

PRPII级杆组

3X2xlO

=1

PRRII级杆组

RPRII级杆组

机构由3个II级杆组组成，为II级机构。

成绩

任课教区

批改H期

--i\

3.8

O>Tel

着南华报大》

2—10计算图示机构的自由度，并分析组成此机

改选花为原动件，试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同？

D3

机构由1个II级杆组、1个II级杆组组成，为H1级机构。

班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

-6

着南华报大》

2—II计算图示机构的自由度，将其中的高副用

构的级别。

低代前：低代后:

构件2、3、4、6为n级杆组，机构为n级机构。

2—12计算图示机构的自由度，将其中的高副用

构的级别。

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

构件2、3、4、6为II级杆组，机构为II级

机构。班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

着南华报大》

2—13计算图示机构的自由度，将其中的高副用

构的级别。

由划分杆组如下:4个II级杆组组成，为n级机构。

D

RRR

批改日期

着南华报大》

着南华报大》

3—2在图本的四杆机构中，已知心69〃”“,/cft&mm,金=槌并，加,3回ad/,试用瞬心

法求：

(1)绚时，点C的速度vc：

(2)城。时，构件2的Z线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小；

并做国初应僦阚J位置楙之值(有两个解)

解:吗舄T^7田Z5R.—Pr-30

，出生」0欠.=5:48/s

p=^=n7.—75

电舄—£302142

2.54»

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

548y«2))70E2侬入0X0020.=36/s

⑶时c=0、,AB、。三点共线,对应有两个极限位置，如图所示:

BA,C,D

BA2c2。

班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

-10

着南华报大》

3-3在图示的齿轮一连杆组合机构中，试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比上L

试用相运勃图解洌图示机构中，已知％C点的速度遂J蒯地作速度

多边形并列出有关速度矢量方程）

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？❷？—

用速度影像原理求得C点，

v=rV#UaVD+VCDVC=CPPV

方向？。ECeDC班级成绩

大小？。？竺

姓名任课教师

Vc=CPUv学号批改日期

着南华报大》

3—5在图示干草压缩机中，已知崎力沙，^AISO>nm,/B^0Omm,l（^Qmm,/&>&）""〃

/160Omm，.敏0inm，,蹿级）mm，.侬0mm,⑪自。,求活塞5的速度v5和加速度恁。

（矢量方程及必要的分析计算）

解：1■速度分析

E=y+履

ec_EC_1

一——"bc~BC~2

p=V+加

水频1❷1FE

大小JL❷?

=\6").产省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点，。2Ee-1

1,=

a=FU+融EF+■&F

ZK^J6TEJEF

?刘、2

❷CO4/FE?

于7./4=p',片〃〃1Xo.="//w成绩

姓名任课教师

学母批改日期

-12

着南华报大》

22

mm

3-6已知钱链四杆机构的位置及尺飒社降瞬速度多边形图种加速度多

:出求卜图卷形。（祓

10构件1、2、3上速度为匕的点XI、X2、X3的位置；

20构件2上速度为零的点M2的位置，并在加速度多边形图（c）上找出点加2；

3Q构件2上加速度为零的点。2的位置，并在速度多边形图（b）上找出点伙。

b'

班级成绩（0

(b)

姓名任课教师

学号批改日期

-13

着南华报大》

3—7在下列图示的各机构中，是否存在哥氏加速度？在有哥氏加速度的机构图上标出彳32"2

的方向，并写出其大小的表达式。

3—8在图示的机构中，已知各杆的尺寸，3产常数。试用图解法求机构在图示位置构件3上C点

卬aCi

（画出机构的速度、加速度多边形，标出全部影像点，并列出必要的矢量方程式及计算式。

郎3=即2+B盯B2

a

班级成绩

姓名任课教师

学号批改日期

着南华报大》

已知3—9在图示曲柄摇块机构中，rfA3&mm,（/A10Omm,而4住,加,mm,明字）等

角速暧回由，求点E的速度蚱和加速度生以及构件3的角速度33和角加速度的。

（矢量方程及必要的分析计算）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.总团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烦22X0.=496%多*/

2

<彘27

嗯；?=Jo2X2X710.=806.m/?

利用加速度影像原理求得'e点，

,a6^p@'〃a03X2.=84/s2

3也・d/二..0•X_Q3=M§2

26。2/10.x0802•02/现级）成绩

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-15

着南华报大》

3-10已知图示机构的位置及肥和用圈御法求构件3的角速度33和加角速度

（画出机构的速度、加速度多边形，并列出必要的矢量方程式及计算式。

（矢量方程及必要的分析计算）

解：1.速度分析

>>►

邮3=碎2+肥62

方向书TCA/DC

大小？U）IB/A?

V38=

Vn

3从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。？❷❷?

a3「修f〃

B32a

_加

a3--T2()

班级成绩

姓名任课教师

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-16

着南华报大》

着南华报大》

3-12已知图示机构的位置及尺立3尸常数，试用相对运动图解法求图示位置：

1（）构件5上F点的速度v的融蔽作速度多边形并列出有关矢量方程式及计算式）

20构件5上尸点的加速度aP（写出求解思路并列出有关矢量方程式及计算式）

30ak大小的表达式，在机构图上标出其方向。

（矢量方程及必要的分析计算）

F

解：1.速度分析

CV=BV+VCB

〃方向CAB4方C

大小？❷？拈_/涧_,

利用速度影像原理求得d（眼唯阳二=工

24点，行疗2

\6V»=U'+V

D5D4D5D4

厉向ED❷/DE

大小？❷？___…

TP-卜旦

利用速度影像期求得了点，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

大小？❷❷?

利用加速度影像原理求得d2（'dj）点

—►〃—♦T—♦—»k—»r

+a3）=ClHD+<3A）4D+gD4

方向T®EQeED吃D

大小。？❷❷?

利用加速度影像原理求得广点

a尸=〃'/'〃"

a卜二2nov

D5D44D5D4

Mv

Dv5D4

,。i班级成绩

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-18

3-13在图示的齿轮一连杆组合班的中例M为固定齿条,3的齿数为齿轴且锄2倍，

原幽跋解以缝椭梗度圜加嫡昉*，向回转，E点的速度曲以及齿

轮3、4的速度影像。

（矢量方程及必要的分析计算）

=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?❷?

VE=

黑路窗下套

.cn

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-19

着南华报大》

3—14在图示机构中，已知明争。,构件1以等角速度⑼00ad/逆时针方向转动，八4©0w*

的°，求构件2的角速度32和构件）曼瓶速度睇I

解：建立图示直角坐标系及封闭式矢量图形

I+s'

123

点只上式蝴蝌单位矢量i、、j

/os+

i23

ris+ris,0=0

22

360*y

+s063-V)=§3

2

+Qs63)。=0

2

分别将以上两式对时间r求导:

-“ri^jflbc]+52063-©Y)-

中6户。]+烦3-”)=0

(SOC—S2—063y。+)5=3『3Aiis81

is063-52一)处=upsfocq

Z-

(soc-063—❷Y)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

班级成绩

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-20

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分析平面神醐物

4-1图示为一机目鼬傲:形一V形导轨副已知拖板与导轨2组成复合移动副。1的移动方

重心在各披蒯酊纸I面摩擦系数询处才如图所示,请求导轨副的当量摩

F」GiF

IFENF

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

nis0/j+12

/G,

%=f——

l\+1]

21)

/2.里(

(T7^-^z^T

“4+,.)

/期0Z,+/2

4—2在图示楔块机构中，已知：援邙什。，侬00N,各接触面间的摩擦系麴户»。为生产

阻力，试求所需的驱动力F（画出力矢量多边形，用正弦定理求解）

解：摩擦角

F(P0?315T/妞.t538=3©2'

构件2：

Q+F+F=0

filS3

构件I:

+R2产求?二°

作力矢量多边形如图，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,