機(jī)械原理習(xí)題答案

1、一、填空題1. 平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為_2_，最小約束數(shù)為_1_。2. 平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)高副將帶入_1_個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將帶入_2_個(gè)約束。平面機(jī)構(gòu)中約束數(shù)與自由度數(shù)的關(guān)系是_約束數(shù)+自由度數(shù)=3_。3. 在機(jī)器中，零件是 最小制造 的單元，構(gòu)件是 最小運(yùn)動(dòng) 的單元。4. 點(diǎn)或線 接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，如 齒輪副 、 凸輪副 等。5機(jī)器中的構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由 多個(gè)零件 裝配成的剛性結(jié)構(gòu)。6 兩 個(gè)構(gòu)件 相互 接觸形成的 具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種 聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副。7 面 接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為低副，如 轉(zhuǎn)動(dòng)副 、 移動(dòng)副 等。8把兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副的聯(lián)接而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的

2、系統(tǒng)稱為是運(yùn)動(dòng)鏈，若 運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件構(gòu)成了首末封閉的系統(tǒng) 稱為閉鏈，若 運(yùn)動(dòng)鏈的構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng) 稱為開鏈。9平面機(jī)構(gòu)是指組成機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件均在 同一平面內(nèi) 運(yùn)動(dòng)。10在平面機(jī)構(gòu)中，平面低副提供 2 個(gè)約束，平面高副提供 1 個(gè)約束。11機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目 稱為機(jī)構(gòu)的自由度。12機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是 機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于自由度數(shù) 。二、簡(jiǎn)答題1. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答：1.要有原動(dòng)件；2.自由度大于0；3.原動(dòng)件個(gè)數(shù)等于自由度數(shù)。2. 何謂復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束？在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)如何處理？答：復(fù)合鉸鏈?zhǔn)侨齻€(gè)或更多個(gè)構(gòu)件組成兩個(gè)或更多

3、個(gè)共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副。在有些機(jī)構(gòu)中, 其某些構(gòu)件所能產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng), 我們把這些構(gòu)件所能產(chǎn)生的這種局部運(yùn)動(dòng)的自由度稱為局部自由度。虛約束是在機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而不起限制運(yùn)動(dòng)作用的約束。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí), K個(gè)構(gòu)件匯交而成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)具有（K-1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，同時(shí)應(yīng)將機(jī)構(gòu)中的局部自由度、虛約束除去不計(jì)。三、計(jì)算題1. 試計(jì)算圖1所示凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。解 由圖1a可知，F(xiàn)=3n （2pl + ph p） F= 35 (27+0 0) 0=1由圖1b可知，F(xiàn)=3n （2pl + ph p） F= 34 (26+0 0) 0=0由圖1c可知，F(xiàn)=3n （2pl + ph p

4、） F= 33 (24+0 0) 0=1 a b c圖15. 試計(jì)算圖2所示的壓床機(jī)構(gòu)的自由度。解 由圖2可知，該機(jī)構(gòu)存在重復(fù)結(jié)構(gòu)部分，故存在虛約束。實(shí)際上，從傳遞運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性來看，有機(jī)構(gòu)ABCDE就可以了，而其余部分為重復(fù)部分，則引入了虛約束。直接由圖2知，n=14，pl=22（其中C，C”，C均為復(fù)合鉸鏈），ph=0，p=3，F(xiàn)=0，由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F = 314 (222+0 3) 0=1這里重復(fù)部分所引入的虛約束數(shù)目p可根據(jù)該重復(fù)部分中的構(gòu)件數(shù)目n、低副數(shù)目pl和高副數(shù)目ph來確定，即P=2pl + ph 3n =215 0 39=3計(jì)算機(jī)構(gòu)中的虛約

5、束的數(shù)目在實(shí)際工程中是很有意義的，但就計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度而言，此類型題用前一種解法顯得更省事。10 試計(jì)算圖10所示機(jī)構(gòu)的自由度。解 n=5，pl=7（B處為復(fù)合鉸鏈），ph=0，則F=3n 2pl ph = 35 27 0=1試畫出圖示平面機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖，并計(jì)算自由度（步驟：1）列出完整公式，2）帶入數(shù)據(jù)，3）寫出結(jié)果）。其中：圖a) 唧筒機(jī)構(gòu)用于水井的半自動(dòng)汲水機(jī)構(gòu)。圖中水管4直通水下，當(dāng)使用者來回?cái)[動(dòng)手柄2時(shí)，活塞3將上下移動(dòng)，從而汲出井水。解： 自由度計(jì)算： n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 F= 3n （2pl + ph p） F = 33 (24+0 0) 0 =

6、 1 畫出機(jī)構(gòu)示意圖：3241圖b) 縫紉機(jī)針桿機(jī)構(gòu) 原動(dòng)件1繞鉸鏈A作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑塊2沿滑槽滑動(dòng)，同時(shí)針桿作上下移動(dòng)，完成縫線動(dòng)作。解： 自由度計(jì)算： n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 觀察方向F= 3n(2plphp)F = 33(2400)0 = 1 畫出機(jī)構(gòu)示意圖：4321試?yán)L出圖a)所示偏心回轉(zhuǎn)油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(各部分尺寸由圖中直接量取)。圖中偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)2上的葉片a在可繞軸心c轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱3中滑動(dòng)，將低壓油從右湍吸入，高壓油從左端排出。解：1) 選取適當(dāng)比例尺l，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見圖b)2) 分析機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)n= 3 pL= 4

7、pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F= 33(2400)0 = 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 ，機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？有確定運(yùn)動(dòng)。想一想：ACB1324通過對(duì)本油泵機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，你對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的作用和優(yōu)點(diǎn)有何進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)?b) l= 1 mm/mm8 在圖8所示的運(yùn)動(dòng)鏈中，標(biāo)上圓弧箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件。已知lAB=lCD，lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。試求出該運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù)目。解 虛約束p=1(EF桿帶入一個(gè)虛約束)，則n=7，pl=10，ph=0，F(xiàn)=1；于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 37 (210-1) 0 0=2圖8圖a所示為

8、一具有急回作用的沖床。圖中繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)的菱形盤1為原動(dòng)件，其與滑塊2在B點(diǎn)鉸接，通過滑塊2推動(dòng)撥叉3繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)，而撥叉3與圓盤4為同一構(gòu)件。當(dāng)圓盤4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連桿5使沖頭6實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算自由度。b) l= 1 mm/mm53(4)2167解：1) 選取適當(dāng)比例尺l，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見圖b)2) 分析機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)n= 5 pL= 7 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F= 35(2700)0 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 2 圖a)所示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪1輸入，使

9、軸A連續(xù)回轉(zhuǎn);而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量?。治鍪欠衲軐?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。解 1) 選取適當(dāng)比例尺l，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見圖b)2) 分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖n= 3 pL= 4 pH= 1 p= 0 F= 0 F= 3n （2pl + ph p） F = 33 (24+1 0) 0 = 0 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 無(wú) 能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖？ 不能 3) 提出修改方案（圖c）b) l= 300 mm/mmc)6 計(jì)算圖6所示平面機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，在進(jìn)行高副低代后，分析機(jī)構(gòu)

10、級(jí)別。解 G處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，即F=1；而虛約束p=0，則n=10，pl=13（D處為復(fù)合鉸鏈），ph=2，于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 310 (213+2 0) 1=1級(jí)機(jī)構(gòu)圖67 求圖7所示機(jī)構(gòu)的自由度，并在圖中標(biāo)明構(gòu)件號(hào)，說明運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及其所在位置，最后分析機(jī)構(gòu)為幾級(jí)機(jī)構(gòu)。解 B處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，即F=1；而虛約束p=0，則n=7，pl=9（O,B,C處為復(fù)合鉸鏈），ph=1，于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 37 (29+1 0) 1=1級(jí)機(jī)構(gòu)圖79. 試計(jì)算圖9所示凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。解 由圖1可知

11、，B,E兩處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，即F=2；而虛約束p=0，則n=7，pl=8（C,F處雖各有兩處接觸，但都各算一個(gè)移動(dòng)副），ph=2，于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 37 (28+2 0) 2=1這里應(yīng)注意：該機(jī)構(gòu)在D處雖存在軌跡重合的問題，但由于D處相鉸接的雙滑塊為一個(gè)級(jí)桿組，未引入約束，故機(jī)構(gòu)不存在虛約束。如果將相鉸接的雙滑塊改為相固聯(lián)的十字滑塊時(shí)，該機(jī)構(gòu)就存在一個(gè)虛約束或變成含有一個(gè)公共約束m=4的閉環(huán)機(jī)構(gòu)了。圖911 試計(jì)算圖11所示機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束時(shí)，應(yīng)予以指出，并進(jìn)行高副低代，確定該機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解 B處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部

12、自由度，即F=1；而虛約束p=0，則n=9，pl=12（E處為復(fù)合鉸鏈），ph=1，于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 39 (212+1 0) 1=1級(jí)機(jī)構(gòu)圖1112 判別圖12所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否確定，為什么？對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，拆組分析，并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解 E處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，即F=1；而虛約束p=0，則n=6，pl=7，ph=1，于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 36 (27+1 0) 1=2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定，為級(jí)機(jī)構(gòu)。13 1）按傳動(dòng)順序用數(shù)字1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。2）計(jì)算自由度，并判斷機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)：在圖中指

13、明：復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束n= 10 pL= 14 pH= 1 p= 1 F= 1 F=3n(2plphp)F=310(21411)1= 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 編號(hào)暫略復(fù)合鉸鏈虛約束局部自由度14 傳動(dòng)順序用數(shù)字1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。2）計(jì)算自由度，并判斷有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)：在圖中指明復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束n= 9 pl= 13 ph= 0 p= 1 F= 0 F= 3n （2pl + ph p） F= 39 (213+0 ) 0=1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 ，機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有 。3）桿組拆分，并判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別：（從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的方向開始拆分）

14、 I 級(jí)桿組 級(jí)桿組 級(jí)桿組 級(jí)桿組 級(jí)桿組3247689復(fù)合鉸鏈598564723可見，該機(jī)構(gòu)為 級(jí)機(jī)構(gòu)。15 按傳動(dòng)順序用數(shù)字1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。3212）計(jì)算自由度，并判斷有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)：4請(qǐng)?jiān)趫D中指明：復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束 56復(fù)合鉸鏈n= 7 pL= 10 pH= 0 7p= 0 F= 0 F= 3n （2pl + ph p） F = 37 (210+0 0) 0 = 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有 3）桿組拆分，并判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別：（從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的方向開始拆分） 421356 級(jí)桿組 級(jí)桿組I級(jí)桿組 級(jí)桿組可見，該機(jī)構(gòu)為 級(jí)機(jī)構(gòu)。3填空題：1速度瞬心

15、是兩剛體上瞬時(shí)速度相等 的重合點(diǎn)。2若瞬心的絕對(duì)速度為零 ，則該瞬心稱為絕對(duì)瞬心；若瞬心的絕對(duì)速度不為零 ，則該瞬心稱為相對(duì)瞬心。3當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí)，其瞬心位于 垂直于導(dǎo)路方向的無(wú)窮遠(yuǎn) 處。當(dāng)兩構(gòu)件組成高副時(shí)，兩個(gè)高副元素作純滾動(dòng)，則其瞬心就在接觸點(diǎn)處；若兩個(gè)高副元素間有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，則其瞬心在 過接觸點(diǎn)兩高副元素的公法線上。4當(dāng)求機(jī)構(gòu)的不互相直接聯(lián)接各構(gòu)件間的瞬心時(shí)，可應(yīng)用 三心定理 來求。53個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件間共有 3 個(gè)速度瞬心，這幾個(gè)瞬心必定位于 一條直線 上。6機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目K與機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)N的關(guān)系是KN(N1)/2 。7鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)共有6個(gè)速度瞬心，其中3 個(gè)是絕對(duì)瞬

16、心。8速度比例尺表示圖上 每單位長(zhǎng)度所代表的速度大小 ，單位為： (m/s)/mm 。加速度比例尺a表示圖上每單位長(zhǎng)度所代表的加速度大小 ，單位為 (m/s2)/mm。9速度影像的相似原理只能應(yīng)用于構(gòu)件 ，而不能應(yīng)用于整個(gè)機(jī)構(gòu)。10在擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)導(dǎo)桿和滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（以上兩空格填轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)），兩構(gòu)件的重合點(diǎn)之間將有哥氏加速度。哥氏加速度的大小為2相對(duì)速度牽連角速度；方向?yàn)橄鄬?duì)速度沿牽連角速度的方向轉(zhuǎn)過90之后的方向 。32 試求出圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)直接標(biāo)注在圖上)。ABC4321ABCD41231234BCAP12P23（P24）P34P

17、14P131234BCDAP23（P13）P14（P24）P34P12 33 在圖a所示的四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=60mm,lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，2=10rad/s，試用瞬心法求：1234ABCD2a)1）當(dāng)165時(shí)，點(diǎn)C的速度vC；2）當(dāng)165時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速度的大??；3）當(dāng)vC0時(shí)，角之值（有兩個(gè)解）；解：1）以選定的比例尺l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖b）。 2）求vC，定出瞬心P13的位置（圖b）BCl=0.003m/mmb)1234AD=1652P12P23P34P14P13EvC=3l= =2.4174=418(mm/s)3）定出構(gòu)件3的BC

18、線上速度最小的點(diǎn)E的位置：E點(diǎn)位置如圖所示。l=0.003m/mmc)1AB1B2C1(P13)C2(P13)21DvE=3l2.4523=374(mm/s)4）定出vC0時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（作于圖c），量出：145 22734 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知滾輪2與地面做純滾動(dòng)，構(gòu)件3以已知速度V3向左移動(dòng)，試用瞬心法求滑塊5的速度V5的大小和方向，以及輪2的角速度2的大小和方向。解：，方向?yàn)槟鏁r(shí)針，方向向左，方向向左35 已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置（圖a）及其加速度矢量多邊形（圖b），試根據(jù)圖b寫出構(gòu)件2與構(gòu)件3的角加速度a2、a3的表達(dá)式，并在圖a上標(biāo)出他們的方向。解：，逆時(shí)針方向，逆時(shí)針方向36已知：在

19、圖示機(jī)構(gòu)中，lAB=lBC=lCD=l，且構(gòu)件1以1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。AB、BC處于水平位置CDBC，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求3，3 （v和a可任意選擇）。解： 屬于兩構(gòu)件間重合點(diǎn)的問題1DCBA2341b2p(b3)思路：因已知B2點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，故通過B2點(diǎn)求B3點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。1） 速度分析 方向：BD AB CD 大小: ? 12l ？ 在速度多邊形中，b3與極點(diǎn)p重合，vB3=0 且3vB3/ lBD0，由于構(gòu)件2與構(gòu)件3套在一起，230 b3b2p或2） 加速度分析 方向： BD BA CD 大小: 0 ? 12l 0 ？ 在加速度多邊形中，矢量代表 則有：將矢量移至B3點(diǎn)，可見為3逆時(shí)針。411CB23

20、A37 在圖示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，BAC90，LAB=60mm，LAC=120mm，曲柄AB以等角速度1=30rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)按照尺寸按比例重新繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件3的角速度和角加速度。A 解：取長(zhǎng)度比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 vB2=1lAB=3060=1800mm/s=1.8m/s aB2=12lAB=30260=54m/s2 方向：BC AB BC b3 大?。?？ 1lAB ？ b2 16rad/s，順時(shí)針 方向：BC BC BA CB CB 大?。?2lBC ？ 12lAB 22vB3B2 ? 0.1b2b3 b3 1210rad/s2，逆時(shí)針 38已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位

21、置、速度多邊形和加速度多邊形如下圖所示。試求： 構(gòu)件1、2和3上速度均為的點(diǎn)X1、X2和X3的位置； 構(gòu)件2上加速度為零的點(diǎn)Q位置，并求出該點(diǎn)的速度； 構(gòu)件2上速度為零的點(diǎn)H位置，并求出該點(diǎn)的加速度； HQX3X2X11ABCD1234p(q)n2bcn3p(a,d,h)cx x1x2 x3l0.002m/mma0.05m/s2/mmv0.01m/s/mmhqaH=v0.0569=3.45m/svQ=v0.0139=0.39m/sb 39 圖示連桿機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)度比例尺l0.001m/mm，其中l(wèi)AB15mm，lCD40mm，lBC40mm，lBElEC20mm，lEF20mm，120rad/s，試

22、用相對(duì)韻達(dá)圖解法求：（1） 2、3、4、5的大小和方向；（2） 2、3、4、5的大小和方向；（3） 構(gòu)件4上的點(diǎn)F4的速度vF4和加速度aF4（4） 構(gòu)件5上的點(diǎn)F5的速度vF5和加速度a F5。（速度多邊形和加速度多邊形的比例尺分別為v0.005（m/s）/mm，a0.006（m/s2）/mm，要求列出相應(yīng)的矢量方程式和計(jì)算關(guān)系式。）解：速度多邊形和加速度多邊形如圖所示（1）2=7.75rad/s，3=9rad/s，逆時(shí)針方向4=5=5rad/s，順時(shí)針方向（2）2=165rad/s2，順時(shí)針方向；3=67.5rad/s2，逆時(shí)針方向；4=5=52.34rad/s2，順時(shí)針方向（3）aF4，

23、（4）vF5，第4章 平面機(jī)構(gòu)的力分析 第5章機(jī)械的效率和自鎖概念：1. 凡是驅(qū)動(dòng)機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力統(tǒng)稱為 力，其特征是該力與其作用點(diǎn)的速度方向 或成 ，其所作的功為 。A驅(qū)動(dòng)； B平衡； C阻抗； D消耗功； E正功；F相同； G相反； H銳角； I鈍角； J負(fù)功答：AFHE2. 簡(jiǎn)述進(jìn)行質(zhì)量代換需要滿足的三個(gè)條件？動(dòng)代換和靜代換各應(yīng)滿足什么條件？答：質(zhì)量代換法需滿足三個(gè)條件：1、 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；2、 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；3、 代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；其中：動(dòng)代換需要滿足前面三個(gè)條件；靜代換滿足前兩個(gè)條件便可。3. 什么是當(dāng)量摩擦系數(shù)？分述幾種情況下的當(dāng)量摩擦系數(shù)

24、數(shù)值。答：為了計(jì)算摩擦力簡(jiǎn)便，把運(yùn)動(dòng)副元素幾何形狀（接觸面形狀）對(duì)運(yùn)動(dòng)副的摩擦力的影響因素計(jì)入到摩擦系數(shù)中，這種轉(zhuǎn)化后的摩擦系數(shù)稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)。對(duì)單一平面 ；槽角為時(shí)；半圓柱面接觸時(shí)，4移動(dòng)副中總反力的方位如何確定？答：1）總反力與法向反力偏斜一摩擦角2）總反力的偏斜方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。5. 移動(dòng)副的自鎖條件是 驅(qū)動(dòng)力作用在移動(dòng)副的摩擦角內(nèi) 。6. 轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件是 驅(qū)動(dòng)力臂摩擦圓半徑 。7. 判定機(jī)械自鎖的條件有哪些？答：1)驅(qū)動(dòng)力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)； 2）機(jī)械效率小于或等于0 3）能克服的工作阻力小于或等于08.判斷對(duì)錯(cuò)，在括號(hào)中打上 或 ：在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中，總是有摩擦力存在，因此，

25、機(jī)械功總有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ ）分析與計(jì)算：1. 圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的a)、b)、c)三個(gè)位置，F(xiàn)為作用在活塞上的力，轉(zhuǎn)動(dòng)副A及B上所畫的虛線小圓為摩擦圓，試決定在此三個(gè)位置時(shí)作用在連桿AB上的作用力的真實(shí)方向（構(gòu)件重量及慣性力略去不計(jì)）。2. 圖示為一擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，F(xiàn)為作用在推桿2上的外載荷，試確定各運(yùn)動(dòng)副中總反力（FR31、FR12及FR32）的方位（不考慮構(gòu)件的重量及慣性力，圖中虛線小圓為摩擦圓，運(yùn)動(dòng)副B處摩擦角如圖所示）。3. 圖示為一帶式運(yùn)輸機(jī)，由電動(dòng)機(jī)1經(jīng)帶傳動(dòng)及一個(gè)兩級(jí)齒輪減速器，帶動(dòng)運(yùn)輸帶8。設(shè)已知運(yùn)輸帶8所需的曳引力P=5500N

26、，運(yùn)送速度u=1.2m/s。帶傳動(dòng)（包括軸承）的效率1=0.95,每對(duì)齒輪（包括其軸承）的效率2=0.97,運(yùn)輸帶8的機(jī)械效率3=0.9。試求該系統(tǒng)的總效率及電動(dòng)機(jī)所需的功率。解：該系統(tǒng)的總效率為 電動(dòng)機(jī)所需的功率為4.如圖所示為一輸送輥道的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。設(shè)已知一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率為0.95；一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)的效率為0.92 (均已包括軸承效率)。求該傳動(dòng)裝置的總效率。解：此傳動(dòng)裝置為一混聯(lián)系統(tǒng)。圓柱齒輪1、2、3、4為串聯(lián)圓錐齒輪5-6、7-8、9-10、11-12為并聯(lián)。此傳動(dòng)裝置的總效率5.圖示為由幾種機(jī)構(gòu)組成的機(jī)器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。已知：1=2=0.98，3=4=0.96，5=6=0.94，7=

27、0.42，Pr=5KW，Pr=0.2KW。求機(jī)器的總效率。56123471256734PrPr解：設(shè)機(jī)構(gòu)3、4、5、6、7 組成的效率為3，則機(jī)器的總效率為=123而， P2 34= Pr ，P2 567= Pr將已知代入上式可得總效率=123=0.8376. 如圖所示，構(gòu)件1為一凸輪機(jī)構(gòu)的推桿，它在力F的作用下，沿導(dǎo)軌2向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩者的摩擦因數(shù)f=0.2，為了避免發(fā)生自鎖，導(dǎo)軌的長(zhǎng)度L應(yīng)滿足什么條件（解題時(shí)不計(jì)構(gòu)件1的質(zhì)量）？解：力矩平衡可得：, 得： ，其中R1FR2FfR正壓力產(chǎn)生的磨擦力為：要使推桿不自鎖，即能夠上升，必須滿足：，即解得：7. 圖示為一焊接用的楔形夾具，利用這個(gè)夾具把

28、兩塊要焊接的工件1及1預(yù)先夾妥,以便焊接。圖中2為夾具體，3為楔塊，試確定此夾具的自鎖條件（即當(dāng)夾緊后，楔塊3不會(huì)自動(dòng)松脫出來的條件）。 解：此題是判斷機(jī)構(gòu)的自鎖條件，因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，故可選用多種方法進(jìn)行求解。解法一：根據(jù)反行程時(shí)的條件來確定。反行程時(shí)（楔塊3退出）取楔塊3為分離體，其受工件1、1和夾具2作用的總反力FR13和FR23以及支持力F。各力方向如圖5-5（a）、(b)所示 ，根據(jù)楔塊3的平衡條件，作力矢量三角形如圖5-5（c）所示 。由正弦定理可得 當(dāng)時(shí)，于是此機(jī)構(gòu)反行程的效率為 令，可得自鎖條件為： 。解法二：根據(jù)反行程時(shí)生產(chǎn)阻力小于或等于零的條件來確定。根據(jù)楔塊3的力矢量三角形如圖5-5（c），由正弦定理可得 若楔塊不自動(dòng)松脫，則應(yīng)使即得自鎖條件為：解法三：根據(jù)運(yùn)動(dòng)副的自鎖條件來確定。由于工件被夾緊后F力就被撤消，故楔塊3的受力如圖5-5(b)所示，楔塊3就如同受到FR23（此時(shí)為驅(qū)動(dòng)力）作用而沿水平面移動(dòng)的滑塊。故只要FR23作用在摩擦角之內(nèi)，楔塊3即發(fā)生自鎖。即 ，由此可得自鎖條件為： 。討論：本題的關(guān)鍵是要弄清反行程