機(jī)械原理習(xí)題答案

1、習(xí)題解答 第一章 緒論1-1 答：1 ）機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)傳遞機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的構(gòu)件組合體。如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等。2 ）機(jī)器是在組成它的實(shí)物間進(jìn)行確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，完成能量轉(zhuǎn)換或做功的多件實(shí)物的組合體。如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、起重機(jī)、汽車(chē)等。3 ）機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。 4 ） a. 同一臺(tái)機(jī)器可由一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)組成。      b. 同一個(gè)機(jī)構(gòu)可以派生出多種性能、用途、外型完全不同的機(jī)器。      c. 機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立存在并加以應(yīng)用。1-2  答

2、：機(jī)構(gòu)和機(jī)器，二者都是人為的實(shí)物組合體，各實(shí)物之間都具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但后者可以實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換而前者不具備此作用。  1-3  答： 1 ）機(jī)構(gòu)的分析：包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析。          2 ）機(jī)構(gòu)的綜合：包括常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 習(xí)題解答 第二章 平面機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)分析2-6(a) 自由度 F1(b)  自由度 F1        

3、0;    (c) 自由度 F1 2-7題 2 7 圖F 3 × 7 2 × 9 2 1  2 -8a) n 7  10          0    F 3×72×10 1b) B 局部自由度 n 3        3   2 F3

4、5;3 2×321c) B 、D 局部自由度 n 3   3    2 F3×3 2×32 1d) D( 或 C) 處為虛約束 n 3  4    F3×3 2×41e) n 5   7    F3×52×71f) A 、 B 、 C 、E 復(fù)合鉸鏈  n 7   10 

5、0;  F 3×72×10 1g) A 處為復(fù)合鉸鏈 n 10   14   F 3×10 2×142h) B 局部自由度 n 8     11    1   F 3×82×111 1i) B 、 J 虛約束 C 處局部自由度    n 6    8     1

6、0;    F 3×6 2×811j) BB' 處虛約束 A 、 C 、 D 復(fù)合鉸鏈 n 7   10   F 3×72×101k) C 、 D 處復(fù)合鉸鏈 n5    6    2F 3×52×62 1l) n 8      11     F 3×82

7、15;11 2m) B 局部自由度 I 虛約束 4 桿和 DG 虛約束   n 6      8      1     F 3×62×81 1 2-9a) n 3  4  1 F 3 × 3 2 × 8 1 0 不能動(dòng)。b) n 5  6 F 3 × 5 2 × 6 3 自由度數(shù)與原動(dòng)件不等 , 運(yùn)

8、動(dòng)不確定。  2-10a) n 7  10 F 3 × 7 2 × 10 1 二級(jí)機(jī)構(gòu)b) n 5  7 F 3 × 5 2 × 7 1 三級(jí)機(jī)構(gòu)c) n 5  7 F 3 × 5 2 × 7 1 二級(jí)機(jī)構(gòu)習(xí)題解答 第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和分析     3-10  a)     V C  = 

9、60;V B   +  V CB          方向：CD     AB     BC         方向：  CD  CD  BA  CB   BC 大小： ？   

10、60;      ？         大?。?#160;  0    ？       ？ 速度圖、加速度圖如上圖中（ a ）所示。 b) 擴(kuò)大構(gòu)件法 , 將 2 構(gòu)件和 3 構(gòu)件構(gòu)成的移動(dòng)副擴(kuò)大到 B 點(diǎn)        

11、           方向： BD   AB    CD          方向： BD  BD   BA   CD    CD 大?。?？       ？   

12、;         大?。?0     ？       0      ？速度圖、加速度圖如上圖中（ b ）所示。 c) 擴(kuò)大構(gòu)件法 , 將 1 構(gòu)件和 2 構(gòu)件構(gòu)成的移動(dòng)副擴(kuò)大到 C 點(diǎn)             

13、;       方向： CD  AC   BC            方向： CD   CD   CA   BC      BC 大?。?？      ？    

14、0;       大?。?#160;  ？       ？速度圖、加速度圖如上圖中（ c ）所示。  d) 首先分析 C 點(diǎn)，再利用影像原理分析 E 點(diǎn)，最后分析 F 點(diǎn)        V C  =  V B   +  V CB  

15、;     方向： CD     AB       BC      方向：CD  CD   BA   CB   BC 大?。? ？            ？  

16、    大?。?#160; ？     0    ？       V F  =  V E   +  V FE      方向：  FG         

17、0;  EF        方向：FG FG       FE  EF大?。?？                ？         大小： 0    ？     

18、0;   ？速度圖、加速度圖如上圖中（ d ）所示。3-11 解：速度分析：     VC  =  VB   +  VCB方向：CD    AB     BC大?。?？         ？=  12.56rad/s選擇繪圖比例尺 ，繪速度圖如圖示，=1.884

19、m/sV CB  0    2 構(gòu)件瞬時(shí)平動(dòng)。加速度分析：方向： C D CD B A B C BC大?。?#160;？ 0 ？選擇加速度比例尺 ，如圖示繪加速度圖，由圖可知 ，利用加速度影像原理求出 ，如圖示，  29.34 。   習(xí)題解答 第四章 機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率49 題解 滑塊1所受三力F、Q和R21處于平衡，因此，F(xiàn)+Q+ R21=0，作出力三角形，標(biāo)出相應(yīng)的夾角，由正弦定理可得，則理想驅(qū)動(dòng)力，由此可得機(jī)械效率 410題 解滑塊1在三力作用

20、下平衡，即,滑塊2在三力作用下平衡，即由此作出兩封閉力多邊形，由正弦定理    ，    即得?411題 解 此夾具的自鎖條件可用三種方法來(lái)確定：（1）根據(jù)的條件來(lái)確定。取楔塊3為分離體，其受工件1（及1'）和夾具2作用的總反力R13和R23以及支持力P'。各力的方向如圖所示。根據(jù)楔塊3的力平衡條件，作力封閉三角形如圖c所示。由正弦定理可得當(dāng)時(shí)，于是得此機(jī)構(gòu)反行程的機(jī)械效率為令，可得自鎖條件為（2）根據(jù)生產(chǎn)阻力小于或等于零的條件來(lái)確定。由正弦定理得生產(chǎn)阻力，若楔塊3不自動(dòng)松脫，應(yīng)使，即，得

21、自鎖條件為。（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)副的自鎖條件來(lái)確定。如圖b所示，楔塊3受有夾具2及工件1作用的總反力R23和R13，當(dāng)總反力R23作用在相對(duì)邊的摩擦角之內(nèi)時(shí)，楔塊3即發(fā)生自鎖，即?或 412題 解 1）當(dāng)被軋坯料接觸軋輥時(shí)，如圖所示，其正壓力為N，摩擦力為F，由圖可知：使坯料右移之力為    2f Ncos，使坯料左移之力為2Nsin。故坯料自動(dòng)進(jìn)入軋輥之條件為 2f Ncos>2Nsin f = tan>tan  即 ?>  2）當(dāng)

22、?時(shí)，h為最大，由圖可得h=d+a-dcos=75.6mm 414題 正行程時(shí)，總反力R應(yīng)切于摩擦圓右側(cè)，方向向上；?反行程自鎖的條件為：，（即H）  415題 R切于摩擦圓右側(cè)，方向向上，     416題 解 螺桿B為右旋螺紋，因此千斤頂起重時(shí)從螺桿頂部俯視螺桿B為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一周，上升10mm，此時(shí)載荷Q為軸向阻力。若不考慮螺桿A，則所需的驅(qū)動(dòng)力矩為    因螺桿A不能旋轉(zhuǎn)，故當(dāng)螺桿B轉(zhuǎn)一周時(shí)，螺桿A相對(duì)于螺桿B沿軸向下降6mm，重物實(shí)

23、際上升s=sBsA4mm。當(dāng)螺桿A相對(duì)于螺桿B下降時(shí)，Q為軸向驅(qū)動(dòng)力，為了為此等速下降，所需阻力矩為    因MB為驅(qū)動(dòng)力矩，MA為阻力矩，它們方向相反，故總驅(qū)動(dòng)力為M=MBMA根據(jù)已知條件可得            將、和代入驅(qū)動(dòng)力矩M，則得到 417題 解方牙螺紋的平均直徑d2為      螺紋升角為 ,摩擦角為  

24、0;   起重時(shí)，環(huán)形摩擦面間的摩擦力矩為  螺旋副的摩擦力矩為  故起重時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩為  無(wú)摩擦?xí)r，理想驅(qū)動(dòng)力矩為      故千斤頂?shù)臋C(jī)械效率為      因?yàn)镸=F l =4.052Q所以能舉起的重量為 418題 解離合器傳遞的扭矩為      所需彈簧壓力應(yīng)滿足 &#

25、160;    式中a=8為摩擦面, 所以 568.4N  419題 解串聯(lián)機(jī)構(gòu)的總效率為各級(jí)效率的連乘積，故      電動(dòng)機(jī)所需功率為 420題 。習(xí)題解答 第五章 平面連桿機(jī)構(gòu)5-3題5-8題5-9題5-12題5-13題5-14題5-15題5-16題5-17題51題a）；b）；c）當(dāng)時(shí)，為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)時(shí)，為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。5-2題該機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是，A、B必須為整轉(zhuǎn)副，即AB桿為最短桿，則必須滿足桿長(zhǎng)條件，即 

26、;，則得 ；該機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是，A、C必須為整轉(zhuǎn)副，即桿AC為最短桿，則有；即，則得。一鉸接四桿機(jī)構(gòu) （1） a+d=3.5 ， b+c=4       a+d < b+c     又最短桿為連架桿      此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)與往復(fù)擺動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)變換。（2）機(jī)構(gòu)的兩極限位置如下圖：（3）傳動(dòng)角最大和最小位置如下圖： 5-3題解：若使其成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，則最短桿必為連架桿，即a為最短桿。所以此題有兩種情況，即：（1）機(jī)架d為最長(zhǎng)桿，則應(yīng)滿足 a+dc+bdc+b-a=2.5+3-1=4.5 dmax=4.5（2）連桿b為最長(zhǎng)桿，則應(yīng)滿足 a+bc+dda+b-c=1+3-2.5=1.5dmin=1.5  5-8題 5-9題設(shè)計(jì)一鉸接四桿機(jī)構(gòu)，要求主動(dòng)的連架桿A0A逆鐘向轉(zhuǎn)120°，另一連架桿B0B順鐘向轉(zhuǎn)90&#